Titel

Antriebseinrichtung in einer Scheibenwischvornchtung eines Fahrzeugs Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung in einer Scheibenwischvornchtung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 .

Stand der Technik Eine Antriebseinrichtung in einer Scheibenwischvornchtung ist aus der DE 10

2006 027 345 A1 bekannt. Die Antriebseinrichtung umfasst einen Antriebs- bzw. Kurbelarm, welcher über ein Gestänge von einem Antriebsmotor angetrieben wird und der mit einer Wischerwelle zur Aufnahme eines Wischerarms drehgekoppelt ist. Zwischen Kurbelarm und Wischerwelle ist ein Verbindungselement angeordnet, das als Formteil aus Kunststoff ausgeführt ist. Das Verbindungselement dient zur Befestigung des Wischerarms an der Wischerwelle, nicht jedoch zur Kraft- bzw. Momentenübertragung, die über einen unmittelbaren Kontakt zwischen Kurbelarm und Wischerwelle erfolgt. Hierfür besitzt der Kurbelarm eine Ausnehmung mit wellenförmigem oder polygonartigem Querschnitt, durch die die Wischerwelle hindurchgeführt ist, wobei über die Wellen- bzw. Polygonform, die an einem rändeiförmigen Abschnitt an der Wischerwelle angreift, ein hinreichender Kraft- bzw. Formschluss zur Übertragung der erforderlichen Momente gegeben sein soll. Das Kunststoff-Verbindungselement dient lediglich zur axialen Sicherung des Kurbelarms an der Wischerwelle, indem ein ringförmiger Wulst an der Innenseite des hülsenförmigen Verbindungselements formschlüssig in eine

Ringnut an der Mantelfläche der Wischerwelle eingreift.

Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebseinrichtung in einer

Scheibenwischvornchtung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen in der Weise auszubilden, dass die Antriebseinrichtung bei einem Aufprall eines Fußgängers ausweicht, wobei zugleich im regulären Betrieb eine hinreichende Kraft- bzw. Momenten Übertragung in der Antriebseinrichtung gewährleistet sein soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist Bestandteil einer Scheibenwisch- vorrichtung in einem Fahrzeug, über die die Frontscheibe oder die Heckscheibe des Fahrzeugs gereinigt werden kann. Die Antriebseinrichtung umfasst einen

Kurbelarm, der üblicherweise über ein Kurbelgestänge von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird, sowie eine Wischerwelle, die Träger des Wischerarms ist und von dem Kurbelarm in eine Drehpendelbewegung versetzt wird. Die kraft- bzw. momentenübertragende Verbindung zwischen dem Kurbel- arm und der Wischerwelle erfolgt ausschließlich über ein Verbindungselement aus Kunststoff, das sowohl an den Kurbelarm als auch an einen Verbindungsabschnitt der Wischerwelle angespritzt ist. Über das Verbindungselement aus Kunststoff hinausgehend sind keine weiteren Verbindungsmaßnahmen zwischen Kurbelarm und Wischerwelle erforderlich. Insbesondere erfolgt sowohl in Dreh- richtung als auch in Achsrichtung die Momenten- bzw. Kraftübertragung ausschließlich über das Verbindungselement.

Auf diese Weise erhält man mit einfachen Maßnahmen eine kraft- bzw. momentenübertragende Verbindung, bei der zum einen mit hinreichender Sicherheit im regulären Betrieb der Scheibenwischvorrichtung die Antriebsbewegung des Wischerarms gewährleistet und zum anderen als Fußgängeraufprallschutz beim Aufprall eines Fußgängers sichergestellt ist, dass zum Realisieren einer Abtauchbewegung der Antriebseinrichtung die axiale Verbindung zwischen Wischerwelle und Kurbelarm gelöst wird, so dass die Wischerwelle einschließlich des daran gelagerten Wischerarms axial zurückweichen kann. Dem Verbindungselement kommen somit zwei Funktionen zu: zum einen die Momentenübertragung vom Kurbelarm auf die Wischerwelle für die Antriebsbewegung des Wischerarms und zum andern die Sicherheitsfunktion, bei der Kurbelarm und Wischerwelle im Falle einer definierten axialen Kraft in Achsrichtung voneinander gelöst werden. Beide Funktionen werden mit dem gleichen Verbindungselement erreicht, wohingegen im Stand der Technik zusätzlich zum Verbindungselement noch eine kraft- oder formschlüssige, unmittelbare Kopplung zwischen Kurbelarm und Wischerwelle erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Ausführung ist gegenüber dem Stand der Technik ohne Einschränkung der Funktionalität konstruktiv einfacher ausgebildet.

Da das Kunststoff-Verbindungselement nicht nur an dem Kurbelarm, sondern zusätzlich auch an der Wischerwelle angespritzt ist, ist eine feste Verbindung in Achsrichtung gegeben, die bei Überschreiten eines bestimmten Kraftniveaus gelöst wird. Das Kraftniveau wird beeinflusst zum einen von der Oberfläche des Verbindungsabschnittes an der Wischerwelle, an welchem das Verbindungselement aus Kunststoff angreift. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, die Oberfläche des Verbindungsabschnittes rändeiförmig auszuführen, um über die erhöhte Rauhigkeit der Mantelfläche eine bessere Haftung des Materials des Verbindungselementes an der Wischerwelle zu erreichen; auf diese Weise wird sowohl die Axialkraft als auch das Moment um die Wischerwellenachse, welches vom Kurbelarm übertragen wird, erhöht.

Zum anderen ist es zusätzlich oder alternativ möglich, an der Mantelfläche der Wischerwelle ein Formschlusselement vorzusehen, mit dem das angespritzte Verbindungselement zumindest in Achsrichtung, ggf. auch in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden ist. In einer einfachen Ausführung ist vorgesehen, dass das Formschlusselement als eine Ringnut ausgeführt ist, die in die Mantelfläche der Wischerwelle eingebracht ist. Mit dem Anspritzen des Verbindungselementes an der Wischerwelle wird die Ringnut mit Material des Verbindungselementes ausgefüllt, wodurch in Achsrichtung eine Hinterschneidung zwischen Wischerwelle und Verbindungselement gegeben ist und ein erhöhtes axiales Kraftniveau eingestellt werden kann. Die die Ringnut bestimmende Parameter wie z.B. die radiale Einschnürung der Ringnut sowie die axiale Erstreckung spielen im Hinblick auf das axiale Kraftniveau eine Rolle, welches zwischen Kurbelarm und Wi- scherwelle ohne Lösen der Verbindung übertragbar ist. Um sicherzustellen, dass bei Überschreitung eines Grenzwertes die Axialkraft zu einem gewünschten Lösen der axialen Verbindung zwischen Verbindungselement und Wischerwelle führt, beträgt der Durchmesser der Ringnut im Bereich des Nutgrundes zumindest 95 % des Durchmessers des Verbindungsabschnittes der Wischerwelle, so dass gewährleistet ist, dass die radiale Einschnürung der Ringnut ein bestimmtes

Maß nicht überschreitet. Auch die axiale Erstreckung der Ringnut kann begrenzt sein, beispielsweise auf das doppelte Maß der radialen Einschnürung der Ringnut.

Der Kurbelarm ist vorzugsweise mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme der Wischerwelle versehen, wobei im montierten Zustand die Wischerwelle durch die Aufnahmeöffnung hindurchragt, jedoch die Kraftübertragung zwischen Kurbelarm und Wischerwelle sowohl in Achsrichtung als auch in Drehrichtung über das angespritzte Verbindungselement und nicht unmittelbar zwischen Kurbelarm und Wischerwelle erfolgt. Es genügt somit, eine ausreichend große Aufnahmeöffnung im Kurbelarm für die Wischerwelle vorzusehen ohne die Notwendigkeit eines exakt auf die Wischerwelle angepassten Querschnittes. So ist es insbesondere möglich, dass die Aufnahmeöffnung eine andere Querschnittsform aufweist als die Wischerwelle im Bereich des Verbindungsabschnittes, wobei die Aufnahmeöffnung beispielsweise einen eckigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt und der Verbindungsabschnitt an der Wischerwelle einen runden Querschnitt besitzt. Die Verbindungs- und Haltekräfte zwischen Kurbelarm und Wischerwelle werden über das Verbindungselement aufgebracht.

Es kann zweckmäßig sein, am Verbindungselement eine die Wischerwelle in Umfangsrichtung vollständig oder teilweise umgreifende Schutzkappe vorzusehen, die den Eintritt von Wasser oder Schmutz in das Wischerlager verhindert. Die Schutzkappe besitzt beispielsweise eine zylindrische Geometrie, wobei grundsätzlich auch sonstige Geometrieformen möglich sind, beispielsweise eine eckige Geometrie. Zweckmäßigerweise liegt eine Wandung oder liegen mehrere Wandungen der Schutzkappe mit radialem Abstand zur Mantelfläche der Wischerwelle.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Antriebseinrichtung in einer Scheibenwischvorrichtung eines Fahrzeuges, mit einer Wischerwelle zur Aufnahme eines Wischerarms und einem Kurbelarm, über den die Wischerwelle angetrieben wird, wobei die Verbindung zwischen Kurbelarm und Wischerwelle über ein Kunststoff-Verbindungselement erfolgt, Fig. 2 die Antriebseinrichtung gemäß Fig. 1 mit der Wischerwelle in einer axial verschobenen Position,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Antriebseinrichtung,

Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung des in Fig. 3 strichpunktiert eingekreisten Bereichs,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Antriebseinrichtung, Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinrichtung in einer weiteren Ausführungsvariante, bei der das Verbindungselement zwischen Kurbelarm und Wischerwelle annähernd quaderförmig ausgebildet ist,

Fig. 8 bis 10 die Wischerwelle, der Kurbelarm und das Verbindungselement der Antriebseinrichtung gemäß Fig. 7 in Einzeldarstellung.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine Antriebseinrichtung 1 in einer Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug zum Antrieb eines Wischerarms 2 dargestellt, welcher auf einer Fahrzeugscheibe, insbesondere der Frontscheibe oder der Heckscheibe des Fahrzeugs aufliegt und in eine Drehpendelbewegung versetzt werden kann. Der Wischerarm 2 ist an der Stirnseite einer Wischerwelle 3 drehfest gehalten, welche über einen Kurbelarm 4 von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Der Kurbelarm 4 ist über ein Kunststoff-Verbindungselement 5 drehfest sowie in Achsrichtung fest mit der Wischerwelle 3 gekoppelt. Die Wischerwelle 3 ist in einer Befestigungshülse 6 aufgenommen, die an einem Wischergestänge 7 gehalten ist bzw. mit einem Bauteil des Wischergestänges einteilig ausgeführt ist. Die Befestigungshülse 6 ist an beiden Stirnseiten offen ausgebildet, die axiale Fixierung der Wischerwelle 3 erfolgt ausschließlich über den Kurbelarm 4 und das Verbindungselement 5. In Fig. 1 ist die Antriebseinrichtung 1 in der regulären Betriebsposition dargestellt. Falls auf die dem Wischerarm zugewandte Stirnseite der Wischerwelle 3 eine a- xiale Kraft F wirkt, welche einen Grenzwert überschreitet, beispielsweise bei einem Aufprall eines Fußgängers, so löst sich die Wischerwelle 3 axial vom Ver- bindungselement 5 und wird axial in der aufnehmenden Befestigungshülse 6 verschoben. Auf diese Weise kann ein Fußgängeraufprallschutzsystem realisiert werden.

Wie Fig. 2 zu entnehmen, liegt in der axial verschobenen Position ein Verbin- dungsabschnitt 3a der Wischerwelle 3 auf axialem Abstand zum Kunststoff-

Verbindungselement 5.

Aus Fig. 3 geht hervor, dass in der regulären Betriebsposition das Kunststoff- Verbindungselement 5, welches zumindest annähernd scheibenförmig ausgebildet ist und eine zentrale Ausnehmung für die Wischerwelle aufweist, im Bereich des Verbindungsabschnittes 3a mit der Wischerwelle verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 3a ist zylindrisch ausgeführt und weist eine gerändelte Mantelfläche auf, wodurch die Haftung des Verbindungselementes 5 am Verbindungsabschnitt 3a verbessert wird. Das Verbindungselement 5 besteht aus einem spritzgussfähigen Kunststoff und wird sowohl an den Verbindungsabschnitt 3a der Wischerwelle 3 als auch an den Kurbelarm 4 angespritzt. Die Verbindung zwischen Kurbelarm 4 und Wischerwelle 3 erfolgt ausschließlich über das Verbindungselement 5. Der Kurbelarm 4 weist ebenfalls eine Aufnahmeöffnung auf, durch die die Wischerwelle 3 geführt ist, wobei die Aufnahmeöffnung 4 größer dimensioniert ist als die Wischerwelle 3 im Bereich des Verbindungsabschnittes 3a, wobei mit dem Anspritzen des Verbindungselementes 5 das Material des Verbindungselementes den verbleibenden Zwischenraum zwischen der Mantelfläche des Verbindungsabschnittes 3a und der Innenseite der Aufnahmeöffnung in dem Kurbelarm 4 vollständig ausfüllt. Über das Verbindungselement 5 werden sowohl Antriebsmomente um die Längsachse 3, welche durch die Betätigung über den Kurbelarm 4 erzeugt werden, als auch axiale Haltekräfte übertragen.

Wie Fig. 3 in Verbindung mit der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 4 zu entnehmen, weist das Verbindungselement 5 eine stirnseitige Schutzkappe 8 auf, die auf der dem Wischerarm abgewandten Seite des Verbindungselementes angeordnet ist und einteilig mit dem Verbindungselement ausgeführt ist. Die Schutzkappe 8 ist kragenförmig ausgebildet und weist Zylinderform auf. Die Schutzkappe 8 liegt auf radialen Abstand zur Mantelfläche der Wischerwelle 3 und hat die Funktion, den Eintritt von Wasser und Schmutz in das Wischerlager zu verhindern.

Die Zylinderform der Schutzkappe 8 sowie der im Vergleich zur Wischerwelle größere Durchmesser der Schutzkappe ist auch der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 5 zu entnehmen.

Wie der Darstellung gemäß Fig. 6 zu entnehmen, schließt sich axial an den Verbindungsabschnitt 3a der Wischerwelle 3 eine Ringnut 9 an, die die Funktion hat, die Verbindung zwischen Wischerwelle 3 und Verbindungselement 5 durch Herstellen eines Formschlusses zu verbessern. In die Ringnut 9 strömt beim Anspritzen des Verbindungselementes 5 Kunststoffmaterial ein, wodurch in Achsrichtung eine Hinterschneidung gegeben ist und dementsprechend die Lösekräfte, welche für ein Lösen der Wischerwelle 3 von dem Verbindungselement 5 in Achsrichtung erforderlich sind, erhöht sind. Die axialen Lösekräfte hängen von der Geometrie der Ringnut 9 ab, insbesondere von der axialen Länge I sowie vom Durchmesser d ₂ im Bereich des Nutgrundes gegenüber dem Durchmesser di des Verbindungsabschnittes 3a. Um die axialen Lösekräfte auf ein definiertes Maß zu begrenzen, ist es zweckmäßig, dass der Durchmesser d ₂ der Ringnut 9 einen Mindestwert des Durchmessers di des Verbindungsabschnittes 3a aufweist, beispielsweise mindestens 95 % beträgt. Des Weiteren ist die axiale Länge I der Ringnut 9 begrenzt, beispielsweise auf das Doppelte der radialen Tiefe bzw. Einschnürung der Ringnut, wobei die radiale Einschnürung der Differenz der Durchmesser di und d ₂ entspricht.

Die Ringnut 9 befindet sich auf der dem Wischerarm axial gegenüberliegenden Seite und schließt sich unmittelbar an den Verbindungsabschnitt 3a an.

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Antriebseinrichtung 1 dargestellt, die Figuren 8 bis 10 zeigen die Wischerwelle 3, den Kurbelarm 4 sowie das Verbindungselement 5 der Antriebseinrichtung aus Fig. 1 . Das Verbindungselement 5 ist zumindest annähernd quaderförmig ausgestaltet, dementsprechend besteht die Schutzkappe 8 aus geradlinigen Abschnitten, die sich an einer Stirnseite des Verbindungsabschnittes 5 erstrecken. Die Wandungen der Schutzkap- pe 8 liegen auf radialem Abstand zur Mantelfläche der Wischerwelle 3, sie sind bezogen auf die Wischerwellenlängsachse winklig nach außen geneigt.

Das Verbindungselement 5 weist eine zentrale, sich in Achsrichtung erstreckende Ausnehmung 1 1 zur Aufnahme der Wischerwelle 3 sowie eine radiale Einstecköffnung 12 zur Aufnahme eines Abschnittes des Kurbelarms 4 auf. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird das Verbindungselement 5 sowohl an die Wischerwelle 3 im Bereich des Verbindungsabschnittes 3a als auch an den stirnseitigen Abschnitt des Kurbelarms 4 angespritzt. Der Kurbelarm 4 ist mit einer zentralen Aufnahmeöffnung 10 versehen, durch die die Kurbelwelle 3 hindurch gesteckt wird. Die Aufnahmeöffnung 10 weist eine von der Wischerwelle 3 abweichende Querschnittsgeometrie auf, im Ausführungsbeispiel besitzt die Aufnahmeöffnung 10 einen quadratischen Querschnitt, der jedoch ausreichend groß dimensioniert ist für die Aufnahme der zylindrischen Wischerwelle 3. Die Zwischenräume zwischen der Innenwandung der Aufnahmeöffnung 10 und der Mantelfläche des Verbindungsabschnittes 3a der Wischerwelle 3 werden von dem Material des Verbindungselementes 5 ausgefüllt.