Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CRANKSHAFT ARRANGEMENT AND STRUCTURAL PART FOR SAID CRANKSHAFT ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/083279
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a crankshaft arrangement, especially for a windshield wiping device, whereby a shaft (10) is linked with a crank (12) so as to drive it. The inventive arrangement is characterized in that the crank (12) is linked with the shaft (10) via a structural part (16). The invention also relates to a corresponding structural part (16) for use in a crankshaft arrangement.

More Like This:
Inventors:
LAUK DETLEF (DE)
HAWIGHORST ACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/050364
Publication Date:
September 09, 2005
Filing Date:
January 28, 2005
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
LAUK DETLEF (DE)
HAWIGHORST ACHIM (DE)
International Classes:
B60S1/24; F16C3/10; F16C3/12; (IPC1-7): F16C3/12; B60S1/24
Domestic Patent References:
WO2001021460A12001-03-29
WO2003039922A12003-05-15
WO2001021460A12001-03-29
Foreign References:
DE2647510A11978-04-27
DE29516807U11995-12-14
US4598614A1986-07-08
US2741932A1956-04-17
US3039798A1962-06-19
US3039798A1962-06-19
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Kurbelwellenvorrichtung, insbesondere für eine Scheiben wischanlage, bei der eine Welle (10) mit einer Kurbel (12) in Antriebsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (12) über ein Formteil (16) mit der Welle (10) verbunden ist.
2. Kurbelwellenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geken n zeichnet, dass das Formteil (16) mit seiner ersten Stirnfläche (24) in eine Bohrung (14) der Kurbel (12) hineinragt.
3. Kurbelwellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das Formteil (16) an seiner zweiten Stirn fläche (26) einen Steg (30) zur Abstützung auf einem Gegenla ger aufweist.
4. Kurbelwellenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Steg (30) einen Boden einer sich in axialer Richtung (38) von der ersten und zweiten Stirnfläche (24,26) weg erstreckenden Hülse (34) bildet.
5. Kurbelwellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (16) mit der Welle (10) wenigstens verdrehsicher verbunden ist.
6. Kurbelwellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (16) ei ne zylindrische Außenwand (20) aufweist.
7. Kurbelwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (16) eine sich zur ersten Stirnfläche (24) hin verjüngende Außenwand (22) auf weist.
8. Kurbelwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (16) an seiner ersten Stirnfläche (24) einen in radialer Richtung nach außen umlegbaren Rand (28) aufweist.
9. Kurbelwellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) an ih rem dem Formteil (16) zugewandten Ende (40) ein Gewinde (42) mit einer Sollbruchstelle (44) zum Trennen des Gewindes (42) von der Welle (10) aufweist.
10. Formteil für eine Kurbelwellenvorrichtung zum Verbinden einer Kurbel (12) mit einer Welle (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (18) an einer ihrer Stirnseiten (26) einen Steg (30) aufweist.
11. Formteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (18) an ihrer der einen Stirnseite (26) gegenüberlie genden Stirnseite (24) einen in radialer Richtung nach außen umlegbaren Rand (28) aufweist.
12. Formteil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (30) einen Boden (32) einer sich in axialer Rich tung (38) von den Stirnflächen (24,26) weg erstreckenden Hül se (34) bildet.
Description:
Kurbelwellenanordnung und Formteil für eine Kurbelwellenan- ordnung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kurbelwellenanordnung sowie ei- nem Formteil für eine Kurbelwellenanordnung nach den Oberbegrif- fen der Ansprüche 1 und 10.

Kurbelwellenanordnungen, insbesondere für Scheibenwischanlagen, sind bekannt. Zum Übertragen eines Drehmoments von einer An- triebseinheit auf eine Kurbel wurde bereits vorgeschlagen, die Kurbel mit einer Welle zu vernieten oder eine axial auf ein konisches Rändel der Welle aufgesetzte Kurbel mit der Welle mittels einer Mutter zu verschrauben. Die Herstellung der Verbindung erfordert eine Mehr- zahl von Arbeitsschritten, etwa zum Gewindeschneiden auf der Wel- le, sowie eine relativ große Länge der Welle zum Festschrauben der Mutter.

Vorteile der Erfindung Erfindungsgemäß wird eine Kurbelwellenanordnung vorgeschlagen, bei der eine Kurbel über ein Formteil mit einer Welle verbunden ist.

Das Formteil bildet ein Zwischenstück zwischen der Kurbel und der Welle, insbesondere Abtriebswelle, des Motors. Ist der Motor, insbe- sondere ein Antriebsmotor einer Scheibenwischanlage, komplett zu- sammengebaut, kann die Welle beim Aufpressen der Kurbel auf die Welle nicht an deren Antriebszahnrad abgestützt werden. Das Form- teil muss radiale Kraft übertragen, was über einen Formschluss durch das Aufpressen gewährleistet werden kann. Die Welle kann als glatter Zylinder ausgebildet sein oder als Mehrkantelement. Das Formteil kann einen Innenrändel aus gehärtetem oder entsprechen- dem Material aufweisen, so dass sich der Rändel in die Welle ein- presst. Es ist auch denkbar, dass die Welle an ihrer Außenseite ei- nen Rändel aufweist und sich beim Aufpressen sich in das Formteil einprägt. Ferner können Welle und Formteil eine Verzahnung mitein- ander bilden. Dies ist auch für die Verbindung zwischen Kurbel und Formteil denkbar. Ein Fachmann wird zur Befestigung eine ihm sinn- voll erscheinende Kombination auswählen.

Das Formteil kann unabhängig von der Kurbel auf der Welle montiert und auf dieser axial gesi chert werden. Die Sicherung kann durch Verstemmen, Verschweißen und dergleichen erfolgen. Ferner kann eine Abstützung gegen ein Getriebegehäuse oder einen Lager- flansch vorgesehen sein, die eine axiale Belastung von der Welle und/oder von einem Antriebszahnrad fernhält. Beim späteren Befes- tigen der Kurbel auf dem Formteil kann sichergestellt werden, dass die axiale Belastung der Welle praktisch vernachlässigbar ist. Bei einer Scheibenwischeranlage mit einer derartigen Kurbelwellenvor- richtung lässt sich die Kurbel problemlos auf der Welle eines An- triebsmotors montieren, wenn dieser bereits in der Wischeranlage eingebaut ist. Die Welle kann insgesamt kürzer ausgeführt werden als bei einer üblichen Schraubbefestigung, zusätzliche Arbeitsschritte

zum Gewindeschneiden auf der Welle können entfallen, und der An- triebsmotor wird gegenüber axialer Belastung geschont.

Eine einfache Verbindung der Kurbel mit dem Formteil ist möglich, wenn das Formteil mit seiner ersten Stirnfläche in eine Bohrung der Kurbel hineinragt. Die Kurbel kann auf vielfältige Weise auf dem Formteil axial gesichert werden, etwa durch Verschweißen, Kerben, Taumeln, durch einen Sicherungsring, eine so genannte Speednut und dergleichen. Die Art der Sicherung kann bedarfsabhängig aus- gewählt werden.

Besonders günstig für eine die Welle schonende Montage der Kurbel ist, wenn das Formteil an seiner zweiten Stirnfläche einen Steg zur Abstützung auf einem Gegenlager aufweist. Das Gegenlager kann z. B. ein Getriebegehäuse oder ein Lagerflansch einer Exzenterbuch- se sein, auf dem die Kurbelwellenanordnung angeordnet ist. Das Formteil stützt sich auf dem Gegenlager ab, und die Kurbel kann auf das Formteil aufgepresst werden, ohne dass die Welle axial belastet wird. Vorzugsweise bildet der Steg einen Boden einer sich in axialer Richtung von der ersten und zweiten Stimfläche weg erstreckenden Hülse. Ein innerhalb der Hülse liegender Körper, wie etwa ein Lager- flansch oder ein Getriebegehäuse, kann vor Spritzwasser geschützt werden. Dies ist besonders in Scheibenwischeranlagen vorteilhaft.

Ein separater Wasserschutz sowie dessen Befestigungsteile können entfallen.

Die Übertragung eines Drehmoments von der Welle auf die Kurbel ist gewährleistet, wenn das Formteil mit der Welle wenigstens verdreh- sicher verbunden ist. Dazu kann die üblicherweise runde Welle an ihrem in eine Bohrung des Formteils hineinragenden Ende eine pla-

ne Fläche oder eine Kante aufweisen und das Formteil eine entspre- chende plane Fläche oder Kante in seiner Bohrung. Günstig ist eine Mehrkant-Kontur oder auch eine Rändelkontur der Welle, wobei das Rändel eine Vielzahl von Zähnen aufweist, mit einer entsprechenden Ausgestaltung der Bohrung der Kurbel, so dass eine Verdrehsiche- rung gewährleistet ist.

Das Formteil kann eine zylindrische Außenwand oder alternativ eine sich zur ersten Stirnfläche hin verjüngende Außenwand aufweisen, wobei die Außenwand glatt oder als Mehrkant oder Rändel ausgebil- det sein kann.

Eine günstige axiale Fixierung der Kurbel auf dem Formteil besteht darin, das Formteil an seiner ersten Stirnfläche mit einem in radialer Richtung nach außen umlegbaren Rand zu versehen. Im Montage- zustand ragt der Rand axial von der ersten Stirnfläche weg. Im um- gelegten Zustand übergreift der Rand die Kurbel im Bereich der Boh- rung, so dass die Kurbel auf dem Formteil und damit auf der Welle axial festgelegt ist. Weist dann die Welle an ihrem dem Formteil zu- gewandten Ende ein Gewinde mit einer Sollbruchstelle zum Trennen des Gewindes von der Welle auf, kann das Umlegen des Randes auf besonders einfache und zuverlässige Weise erfolgen, indem eine Mutter aufgeschraubt wird. Vorteilhaft kann gleichzeitig das Formteil über das Gewinde durch Aufschrauben der Mutter mit der Kurbel verpresst werden, ohne dass das Getriebegehäuse bzw. das Lager eine Kraft aufnehmen muss. Dadurch wird auch vermieden, dass eine Kraft auf das Antriebszahnrad des Antriebsmotors ausgeübt wird. Der Rand des Formteils wird dadurch nach außen umgelegt, dass, vorzugsweise nach dem Verpressen der Kurbel mit dem Form- teil, die Mutter weiter auf das Gewinde aufgeschraubt und der Rand

beim Aufschrauben nach außen gedrückt wird. Zweckmäßigerweise wird die Mutter solange angezogen, bis das Gewinde an der Soll- bruchstelle abbricht.

Ferner wird ein Formteil für eine Kurbelwellenvorrichtung zum Ver- binden einer Kurbel mit einer Welle vorgeschlagen, das eine Hülse mit einem Steg an einer ihrer Stirnseiten aufweist. Der Steg stellt si- cher, dass bei der Montage der Kurbel eine axiale Belastung der Welle möglichst gering ist. Eine Befestigung der Kurbel auf der Welle kann unabhängig von der Befestigung des Formteils auf der Welle erfolgen.

Weist die Hülse an ihrer der einen Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite einen in radialer Richtung nach außen umlegbaren Rand auf, lässt sich die Kurbel durch einfaches Umlegen des Randes auf dem Formteil axial sichern.

Ein Spritzwasserschutz lässt sich in das Formteil auf einfache Weise integrieren, wenn der Steg einen Boden einer sich in axialer Richtung von den Stirnflächen weg erstreckenden Hülse bildet. Innerhalb die- ser Hülse liegende Elemente sind vor Spritzwasser weitestgehend geschützt.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemein- heit in Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu-

tert, aus denen auch unabhängig von der Zusammenfassung in den Ansprüchen weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung zu entnehmen sind, die ein Fachmann auch in unterschiedlichen, sinnvollen Kombinationen betrachten wird. Es zeigen : Fig. 1 a, b einen Längsschnitt durch eine erste bevorzugte Ausges- taltung (a) einer Kurbelwellenvorrichtung nach der Erfin- dung und einer zweite Ausgestaltung mit einer altemati- ven Befestigung des Formteils (b) ; Fig. 2 a-l jeweils eine Aufsicht auf und einen Schnitt durch ver- schiedene bevorzugte Ausgestaltungen eines Formteils ; Fig. 3 eine Kurbelwellenvorrichtung nach dem Stand der Tech- nik ; Fig. 4 a, b eine bevorzugte Ausgestaltung einer Kurbelwellenvor- richtung mit umlegbarem Rand vor (a) und nach (b) dem Umlegen des Randes mit konischem Formteil ; und Fig. 5 a, b eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer Kurbelwel- lenvorrichtung mit umlegbarem Rand vor (a) und nach (b) dem Umlegen des Randes mit zylinderförmigem Formteil.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Kurbelwellenvorrichtung ist ins besondere für eine Scheiben- wischanlage geeignet, bei der eine Welle eines Antriebsmotors mit einer Kurbel zum Antreiben eines Wischerelements in Antriebsver- bindung steht.

Fig. 1 a zeigt einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausgestal- tung einer Kurbelwellenvorrichtung nach der Erfindung. Auf einem nicht dargestellten Antriebsmotor ragt dessen Welle 10 durch ein Antriebszahnrad 50, ein Getriebegehäuse 48 und eine Exzenter- buchse 46 in eine Bohrung 14 einer Kurbel 12. Zwischen dem An- triebszahnrad 50 und der Exzenterbuchse 46 ist eine Federscheibe 64 angeordnet. Die Welle 10 endet in einem als Rändel ausgebilde- ten Mehrkantelement 36, das integraler Bestandteil der Welle 10 sein kann oder das mit dieser fest verbunden, insbesondere auf die Welle 10 aufgepresst, ist. Auf die Welle 10 bzw. auf das Mehrkantelement 36 ist kraftschlüssig und formschlüssig eine Hülse 18 eines Formteils 16 aufgepresst.

Das Formteil 16 ragt mit seiner ersten Stirnfläche 24 in die Bohrung 14 der Kurbel 12 hinein. Die Bohrung 14 ist zweckmäßigerweise an die Form der Außenwand 20 des Formteils 16 angepasst. An seiner zweiten Stimfläche 26 ist ein insbesondere als umlaufender Bund- steg ausgebildeter Steg 30 angeordnet, mit dem das Formteil 16 auf der Exzenterbuchse 46 als Gegenlager aufsitzt. Auf das Formteil 16 ist die Kurbel 12 aufgepresst, die somit über das Formteil 16 mit dem Mehrkantelement 36 und damit mit der Welle 10 verbunden ist. Die Kurbel 12 ist axial auf dem Formteil 16 durch eine Fixierung 62, bei- spielsweise eine Verschweißung, gesichert.

Der Steg 30 bildet gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung einen Boden 32 einer sich in axialer Richtung 38 von der ersten und zwei- ten Stirnfläche 24,26 weg erstreckenden Hülse 34 und wirkt als Spritzwasserschutz für die Exzenterbuchse 46 u nd das Getriebege- häuse 48.

Eine alternative Befestigung des Formteils 16 auf der Welle 10 bzw. dem Mehrkantelement 36 zeigt die Fig. 1 b, die nur einen Ausschnitt der Anordnung aus Fig. 1 a zeigt. Die Anordnung entspricht weitge- hend derjenigen in Fig. 1 a. Zwischen der Innenwand der Bohrung 14 und der Innenwand des Formteils 16 ist ein als Rändel ausgebildetes Mehrkantelement 65 angeordnet. Ebenso ist zwischen der an seiner in die Bohrung 14 ragenden Außenwand des Formteils 16 und der Bohrung 14 der Kurbel 12 ein als Rändel ausgebildetes Mehrkant- element 66 angeordnet. Das Formteil 16 ist mit einer Einkerbung 67 axial auf der Welle 10 bzw. dem Mehrkantelement 36 gesichert. Wei- terhin ist die Exzenterbuchse 46 konisch ausgebildet, und das Ge- triebegehäuse 56 weist eine entsprechend angepasste Öffnung auf.

Eine Aufsicht auf und einen Schnitt durch verschiedene bevorzugte Ausgestaltungen eines Formteils 16 ist in Fig. 2 a-l dargestellt. Die Aufsicht auf in Fig. 2a lässt im Zentrum eine Welle 10 erkennen, die als Vierkant ausgebildet ist. Die Welle 10 ist von einem Formteil 16 umgeben, dessen Außenwand 20 ein als Rändel ausgebildeten Mehrkantelement 36 bildet. Der Schnitt in Fig. 2b zeigt die Welle 10 im Zentrum des Formteils 16 und die Außenwand 20 des Formteils 16, das an seiner zweiten Stirnfläche 26 einen Steg 30 zur Abstüt- zung auf einem Gegenlager aufweist. In Fig. 2c und 2d ist eine Auf- sicht und ein Schnitt dargestellt wobei, wobei die Welle 10 als Acht- kant ausgebildet ist und die Innenbohrung des diese umgebenden Formteils 16 bildet entsprechend einen Innenachtkant bildet. Die Au- ßenwand 20 des Formteils 16 ist als Rändel ausgebildet. Die Figur 2e und 2f zeigt eine Aufsicht und einen Schnitt mit einer zylindri- schen Welle 10. Die Fig. 2g und 2h zeigt eine Aufsicht und einen Schnitt mit einer als Außenrändel ausgebildeten Außenwand 20 der Welle 10 und einem Formteil 16 mit Innen-und Außenrändel. Das

Formteil 16 weist hier optional eine Hülse 34 als Spritzwasserschutz auf, der an allen hier dargestellten Formteilausführungen vorgesehen sein kann. Die Fig. 2k und 21 zeigt eine Aufsicht und einen Schnitt mit einem Formteil 16, dessen Innenbohrung tiefgezogen ist und einen Innen-und Außenrändel bildet, wobei auch die Welle 10 einen Au- ßenrändel aufweist. Selbstverständlich können bei allen Ausführun- gen zum axialen Fixieren der Kurbel 12 am Formteil 16 ein nach au- ßen umlegbarer Rand am Formteil 16 vorgesehen sein, wie später in den Fig. 4 und 5 beschrieben ist.

Eine Kurbelwellenanordnung nach dem Stand der Technik zeigt zum Vergleich Figur 3. Eine Kurbel 12 umgibt mit ihrer Bohrung 14 ein konisches Rändel 58, das auf einer Welle 10 eines nicht dargestell- ten Antriebsmotors sitzt. Unterhalb des Rändels 58 sind Rillen 54 angeordnet, die zur Befestigung eines Arretierelements 60 (Speed- nut) auf einer mit einem Getriebegehäuse 48 verbundenen Exzen- terbuchse 46 dienen. Unterhalb des Rändels 58 und oberhalb der Rillen 54 ist ein topfförmig ausgebildetes Element 56 als Spritzwas- serschutz angeordnet, welches den oberen Bereich der Exzente r- buchse 46 abdeckt. Die Kurbel 12 ist axial auf der Welle 10 durch eine aufgeschraubte Befestigungsmutter 52 gesichert, die auf ein Gewinde der Welle 10 aufgeschraubt ist. Die Kurbelwellenvorrich- tung nach dem Stand der Technik weist durch die Befestigungsmut- ter 52 eine größere Bauhöhe auf, während die erfindungsgemäße Kurbelwellenvorrichtung deutlich kleiner baut.

Fig. 4 a, b zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung einer Kurbelwellen- vorrichtung mit umlegbarem Rand 28 vor (a) und nach (b) dem Um- legen des Randes 28 mit einem Formteil 16. Eine Welle 10 ist durch ein Antriebszahnrad 50, ein Getriebegehäuse 48, eine Exzenter-

buchse 46 und das Formteil 16 durchgeführt und endet in einem Mehrkantelement 36. Das Mehrkantelement 36 ist fest mit der Welle 10 verbunden, beispielsweise aufgepresst, oder einstückig mit dieser ausgebildet. Das Formteil 16 verjüngt sich zu seiner ersten Stimflä- che 24 hin und ist insbesondere konisch ausgebildet. Es weist eine an das Mehrkantelement 36 angepasste Innenbohrung auf, so dass eine Verdrehsicherung gewährleistet ist. Der in radialer Richtung nach außen umlegbare Rand 28 ist auf der ersten Stirnfläche 24 des Formteils 16 angeordnet. An seiner zweiten Stirnfläche 26 ist ein den unteren Bereich seiner Außenwand 22 umgebender Steg 30 ange- ordnet, mit dem sich das Formteil 16 auf der Exzenterbuchse 46 ab- stützt.

An ihrem dem Formteil 16 zugewandten Ende 40 weist die Welle 10 ein Gewinde 42 mit einer Sollbruchstelle 44 zum Trennen des Ge- windes 42 von der Welle 10 auf. In aufgestelltem Zustand des Ran- des 28 kann die Kurbel 12 auf das Formteil 16 montiert werden. Um die Kurbel 12 auf das Formteil 16 zu pressen und auf der Welle 10 axial zu sichern, kann eine zeichnerisch nicht dargestellte Mutter auf das Gewinde 42 aufgeschraubt werden, die beim Anziehen erst die Kurbel 12 auf das Formteil 16 presst und dann bei weiterem Anzie- hen den Rand 28 nach außen verdrängt. Die Mutter kann solange angezogen werden, bis das Gewinde 42 an der Sollbruchstelle 44 abbricht und die Anordnung ihre vorteilhafte geringe Bauhöhe er- reicht. Diesen Zustand zeigt Fig. 4b.

Fig. 5 a, b zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer Kur- belwellenvorrichtung mit umlegbarem Rand 28 vor (a) und nach (b) dem Umlegen des Randes 28 mit einem Formteil 16 mit zylinderför- miger Außenwand 20. Die Anordnung entspricht der in Fig. 4, und die axiale Sicherung der Kurbel 12 erfolgt in gleicher Weise wie dort dargestellt. Zur Beschreibung wird auf die Fig. 4 verwiesen.