雨刮系统及其曲柄组件的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种用于车辆雨刮系统的曲柄组件，包括固定在车辆雨刮系统的驱动装置的输出轴上并随该输出轴旋转的曲柄，所述曲柄包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述输出轴；以及用于驱动车辆雨刮系统的雨刮臂摆动的连杆，其通过球关节连接着所述曲柄的第二端；其中，所述球关节包括球头部和与其相连的固定端部；所述曲柄的第二端被提供有用于接纳所述球头部的球窝；并且所述球关节的固定端部被固定地连接至所述连杆，所述球关节的球头部可转动地配合在所述曲柄的球窝中。
【专利说明】雨刮系统及其曲柄组件
【技术领域】
[0001]本申请涉及车辆雨刮系统的曲柄组件，包括固定在车辆雨刮系统的驱动装置的输出轴上并随该输出轴旋转的曲柄，用于驱动车辆雨刮系统的雨刮臂摆动的连杆，其通过球关节连接着所述曲柄。本发明还涉及包括上述曲柄组件的雨刮系统。
【背景技术】
[0002]车辆，诸如客车或载重汽车，都被装备有雨刮系统，用于从挡风玻璃上清除尘土、落叶、道路碎屑、沉积物及类似物并且用于保持驾驶员的视野清晰。雨刮系统包括驱动装置，所述驱动装置包括电机并且具有旋转输出轴；曲柄组件；以及至少一个，例如两个，雨刮臂。
[0003]通常，现有技术中的雨刮系统的曲柄组件包括曲柄和连杆，曲柄和连杆通过球关节彼此连接。所述曲柄通常被称为电机曲柄，通常包括由金属材料例如钢制成的曲柄板。曲柄包括提供通孔例如锥形孔的一端，锥形孔被配置用于接纳雨刮系统的输出轴。输出轴通常包括被配置用于与锥形孔配合的截头圆锥体支撑部分。曲柄还包括与所述提供通孔的一端相反的相反端，所述相反端通过球关节与连杆连接。在曲柄的所述相反端形成有用于接纳球关节的容置孔。
[0004]球关节包括通过任何适当的技术固定地连接到曲柄的一端，例如通过铆接，通过压配合或通过焊接。球关节进一步包括可转动地连接至连杆的相反端。具体地，连杆被提供有配置用于接纳球关节的相反端的球窝。
[0005]图1是示出了根据现有技术的包括曲柄和连杆的曲柄组件的透视图，其中曲柄和连杆通过球关节彼此连接。曲柄被标识为数字1，连杆被标识为数字3，并且球关节被标识为数字20。图2示出了图1的纵向剖视图。
[0006]结合图2参考图1，球关节20具有例如通过铆接连接至曲柄I的固定端部22，以及提供有球形连接部分的相反端，这里也称为球头部24，球头部24被容纳于设置在连杆3中的球窝内。轴承套10通常被提供于连杆3上并且限定出所述球窝，在使用时轴承套10被夹在球头部24和轴承套10限定出的球窝的内表面之间。
[0007]如在图2中清楚看到的，通孔，具体为锥形孔8，被提供于曲柄I的第一部分6上，在曲柄I的上表面46上具有最小直径且在曲柄I的下表面48上具有最大直径。
[0008]在球关节20铆接到曲柄I的情况下，在曲柄I和连杆3之间存在高度Hl，其大体上等于球关节20被连接至连杆3的水平与近似锥形孔所处的区域之间的距离。图2中示出了闻度Hl。
[0009]操作过程中，当力F在球关节20连接至连杆3的高度上被传递至连杆3上时，由于高度Hl的存在形成了杠杆臂，如图2所示。因此，产生了一个弯曲力矩，其大致等于杠杆臂Hl与作用在曲柄I上的力F的乘积。
[0010]在过载的情况下，曲柄I在锥形孔8的区域中，尤其是最小横截面所处的区域中，承受弯曲变形。这样会造成曲柄I和球关节2之间的夹紧力减小，甚至曲柄I不能再传递力矩。
[0011]通常，力矩大小为24Nm至50Nm，但这不是临界值。弯曲力矩越大，所需的曲柄I的尺寸越大。
[0012]当雨刮系统被阻滞并且弯曲力矩非常大时可能会发生上述问题。此外，弯曲力矩是设计曲柄I的一个非常重要的参数。
[0013]因此需要解决上述问题。
【发明内容】
[0014]本申请的目的是在不改变所使用的球关节的情况下减小雨刮系统的曲柄组件的曲柄的弯曲力矩。
[0015]根据本申请的一个方面，提供了一种用于车辆雨刮系统的曲柄组件，包括固定在车辆雨刮系统的驱动装置的输出轴上并随该输出轴旋转的曲柄，所述曲柄包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述输出轴；以及用于驱动车辆雨刮系统的雨刮臂摆动的连杆，其通过球关节连接着所述曲柄的第二端；其中，所述球关节包括球头部和与其相连的固定端部；所述曲柄的第二端被提供有用于接纳所述球头部的球窝；并且所述球关节的固定端部被固定地连接至所述连杆，所述球关节的球头部可转动地配合在所述曲柄的球窝中。
[0016]根据本申请的优选实施例，所述球关节的固定端部通过铆接或通过压配合或者通过焊接固定地连接至所述连杆。
[0017]根据本申请的优选实施例，所述曲柄组件进一步包括安装到曲柄的第二端上的轴承套，所述轴承套限定出所述球窝。
[0018]根据本申请的优选实施例，所述曲柄是金属件并且所述轴承套是注射成型的塑料件。
[0019]根据本申请的优选实施例，所述曲柄是塑料件，所述轴承套是安装到曲柄的第二端上的具有高抗磨损性能的单独的构件并且限定出球窝。
[0020]根据本申请的优选实施例，所述曲柄是塑料件，所述曲柄是塑料件，并且限定出球窝的球形衬套与曲柄一体地形成。
[0021]根据本申请的优选实施例，所述曲柄的第一端被形成有套装在所述输出轴上的通孔，所述曲柄组件进一步被提供有设置于所述通孔内的金属插件，并且所述雨刮系统的输出轴安装在所述金属插件内。
[0022]根据本申请的优选实施例，所述通孔被配置为锥形孔或圆柱形孔。
[0023]根据本申请的优选实施例，所述曲柄组件进一步包括被提供于曲柄的第一端上的配置用于保护曲柄和雨刮系统的输出轴之间的连接的第一保护罩，和/或被提供于曲柄的第二端上的配置用于保护所述球关节的第二保护罩。
[0024]根据本申请的优选实施例，所述第一保护罩和/或第二保护罩由两种或三种不同的塑料材料通过包覆成型工艺制成。
[0025]根据本申请的另一个方面，提供了一种雨刮系统，包括驱动装置，其具有旋转输出轴；如上所述的曲柄组件，其中，所述曲柄组件的曲柄固定在所述输出轴上并随该输出轴旋转；以及雨刮臂，其由所述曲柄组件的连杆驱动而摆动。
[0026]借助于根据本发明的倒置的球关节，其在一端利用球头部可转动地连接至曲柄组件的曲柄并且在另一端被固定地连接至雨刮系统的连杆，曲柄组件的曲柄被连接至连杆。在曲柄组件和连杆之间形成了减小的杠杆臂，并且因此在曲柄组件中产生减小了的弯曲力矩，所述弯曲力矩大体等于传递到曲柄组件上的力与减小的杠杆臂之间的乘积。因此，曲柄的尺寸可被减小，或者可选地可改变形成曲柄的材料，例如从金属材料变为塑料材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]从下面结合附图描述的本申请的优选实施例中可以更好地理解本申请的上述和其它特征和优势，其中:
[0028]图1是示出了根据现有技术的包括曲柄和连杆的曲柄组件的示例的透视图，其中曲柄和连杆通过球关节彼此连接；
[0029]图2是图1的纵向剖视图，其中示出了杠杆臂Hl ；
[0030]图3是示出了根据本申请的优选实施例的包括曲柄和连杆的曲柄组件的示例的透视图，其中曲柄和连杆通过倒置的球关节彼此连接；
[0031]图4是图3的纵向剖视图，其中示出了杠杆臂H2 ；
[0032]图5是图3的分解透视图；
[0033]图6是示出了根据本申请的另一实施例的曲柄组件的曲柄示例的纵向剖视图；
[0034]图7是示出了根据本申请的又另一实施例的曲柄组件的曲柄示例的纵向剖视图，其中曲柄组件的曲柄上安装有第一保护罩；
[0035]图8是示出了根据本申请的又另一实施例的曲柄组件的曲柄示例的纵向剖视图，其中曲柄组件的曲柄上安装有第二保护罩；以及
[0036]图9是示出了根据本申请的一个实施例的曲柄组件的曲柄示例的纵向剖视图，其中曲柄组件的曲柄上安装有第一和第二保护罩。
【具体实施方式】
[0037]附图中，相同或功能类似的元件和装置被给予相同的参考标记，除非特别指出。
[0038]根据本申请的曲柄组件是车辆雨刮系统的一个组成部件，曲柄组件的曲柄也可以用于任何其它适当应用的电机中。
[0039]根据本申请，曲柄组件包括曲柄和连杆，曲柄组件的曲柄和连杆通过倒置的球关节与连杆连接。曲柄组件构成曲柄连杆机构的一部分。所谓“倒置”是相对于现有技术而言的，现有技术中的球关节被固定地连接至曲柄组件的曲柄并且可转动地连接至连杆，而根据本发明的“倒置”的球关节被固定地连接至连杆并且可转动地连接至曲柄组件的曲柄。这样，当一定大小的力被传递到连杆上时，曲柄上产生的弯曲力矩被减小。
[0040]现在参考图3-5描述本申请的一个优选实施例。图3和5分别是根据本申请的优选实施例的包括曲柄和连杆的曲柄组件的装配透视图和分解透视图，其中曲柄和连杆通过倒置的球关节彼此连接。图4是图3中示出的曲柄和连杆的纵向透视图。
[0041]与图1和2相同，曲柄被标识为数字1，连杆被标识为数字3，而倒置的球关节被标识为数字20。在本实施例中，曲柄组件的曲柄I可与现有技术一样由金属制成，例如钢，铝或任何其它适当的材料。
[0042]曲柄I可由金属板材通过深拉工艺制成。优选地，曲柄I可由镀锌金属板材通过深拉制成。
[0043]曲柄I包括第一平直部分6，第二平直部分2，和连接第一平直部分6和第二平直部分2的过渡部分4。在本实施例中，过渡部分4例如被配置为弯曲部分。第一平直部分6包括连接到雨刮系统的驱动装置的输出轴(未示出)的第一端，第二平直部分2包括连接到连杆的第二端。
[0044]通孔穿过第一平直部分6，通常，通孔被配置为如图中所示的锥形孔8，圆柱形孔或具有任何其它几何结构。锥形孔8被配置用于连接至旋转输出轴，驱动装置包括电机。例如，锥形孔8的内表面被接合至输出轴的截头圆锥形支撑部分的外表面。输出轴可通过紧固件被紧固至曲柄I的第一平直部分6，例如螺母被螺纹连接到伸出曲柄I的输出轴的带螺纹的端部部分上。
[0045]曲柄I包括上表面46和相反的下表面48。锥形孔8在上表面46上具有最小直径并且在下表面48上具有最大直径。
[0046]曲柄I在第二平直部分2上被提供有容置孔60，轴承套10被提供于曲柄I的容置孔60内并且被配置用于在球关节20被附接到曲柄I之后夹在容置孔60的内壁和球关节20的对应部分的外表面之间。轴承套10限定出球关节20的球窝。球关节20被铆接至连杆3。
[0047]轴承套10可以是单独制造并且装配到曲柄I上的部件。在优选实施例中，轴承套10通过注射成型而形成。
[0048]轴承套10包括被配置用于接纳球关节20的对应部分的球形凹内表面12，和凹入到轴承套10内的被配置用于配合容置孔60的内壁的部分圆柱形的外表面14。内表面12限定出所述球关节20的球窝。
[0049]球关节20可以是任何类型的已知球关节。例如，球关节20的示例可在图4中看至|J。球关节20大致包括固定端部22和球头部24。固定端部22被通过任何适当的技术紧固至连杆3，例如通过铆接，通过压配合或通过焊接。在本示例中，球关节20的固定端部22被通过铆接固定至连杆3，从而形成彼此相邻的颈部26，肩部28，尾部30以及端部部分32。球头部24被配置用于当球关节20紧固至连杆3时与轴承套10配合。肩部28被配置用于当球关节20紧固至连杆3时邻接连杆3，而尾部30被配置用于当球关节20紧固至连杆3时容纳在形成于连杆3的孔内。
[0050]在图1和2中，球关节20被固定地铆接至曲柄I并且利用球关节20的球头部24可转动地连接至连杆3，与此不同的是，根据本申请的优选实施例，在图3中，球关节20被固定地铆接至连杆3并且利用其球头部24可转动地连接至曲柄1，因此，球关节20与连杆3形成一个整体。
[0051]球关节20被配置允许曲柄I在彼此垂直于的三个方向上旋转。其阻止曲柄I的所述三个方向上的可能的位移。
[0052]这样，当一定大小的力F经由连杆3传递到曲柄I上时，力F的作用位置为球头部24连接到曲柄I的第二平直部分2上的位置，而不是如现有技术那样是球头部24连接到连杆3的位置。从力F传递到曲柄I的位置到锥形孔8所处的区域，尤其是锥形孔8的最小直径所处的区域，的距离，如图所示的高度H2，与现有技术中的在图2中示出的对应高度Hl相比减小了。因此，在曲柄I中产生的弯曲力矩被减小了，因为杠杆臂的值从Hl减小为H2，所以力与杠杆臂的乘积被减小了。这从图4中可以很清楚地看出来。
[0053]在曲柄I的弯曲力矩减小的情况下，所需要的曲柄I的尺寸可被大大减小，或者可选地，曲柄I可由除金属之外的材料制成。
[0054]在本申请的上述实施例中，如果曲柄I由钢或铝制成，那么轴承套10可以是注射成型的零件。轴承套10可以是塑料件。
[0055]在图6中示出的另一实施例中，曲柄组件的曲柄I可由塑料材料制成并且包括一体的球形衬套11。
[0056]如在图6中可以看到的，曲柄I包括第一部分6，第二部分2和连接第一部分6和第二部分2的过渡部分4。在本实施例中，过渡部分被示出为直线的倾斜部分，而不是如上述实施例中的弯曲部分。第一平直部分6包括连接到输出轴的第一端，第二平直部分2包括连接到连杆的第二端。过渡部分4的设计用于满足空间布置要求。可选地，也可以不存在过渡部分4，第一部分6和第二部分2直接形成为一体。
[0057]锥形孔8形成于曲柄I的第一部分6中，带有截头圆锥形支撑部分的雨刮系统的输出轴被插入锥形孔8内。
[0058]如图中很清楚地示出的，具有某一厚度的侧壁16在曲柄I的外围向上延伸，并且与侧壁16具有相同或不同厚度的侧壁18在曲柄I的外围向下延伸。
[0059]锥形孔8包括具有通过上部分42限定的较小直径的第一部分并且包括具有通过下部分44限定的较大直径的第二部分。上部分42和下部分44增大了曲柄I的第一部分6的局部厚度，这对于提高曲柄I的第一部分6与输出轴之间的连接强度是有利的。
[0060]曲柄I的过渡部分4不同于在图3-5中示出的第一实施例中的弯曲过渡部分4。两个肋13和17分别在过渡部分4连接到第一部分6的位置以及过渡部分4的大致中间位置处从曲柄I向上延伸。两个肋19和21分别在过渡部分4连接到第一部分6的位置以及过渡部分4的大致中间位置处从曲柄I向下延伸。
[0061]球窝15通过与曲柄I 一体形成的一体的球形衬套11限定并且形成于曲柄I的第二部分2中。
[0062]在变异中，曲柄I可进一步被提供有由金属材料制成的插件(未示出)，该插件被配置用于接纳在锥形孔8内。这提高了雨刮系统的输出轴与曲柄I之间的连接强度。
[0063]在附图中未示出的又一实施例中，曲柄组件的曲柄可由两个部件构成，由塑料材料，优选玻璃纤维强化的塑料材料，制成的板件以及轴承套，轴承套具有良好的性能例如高抗磨损性。
[0064]图7示出了根据本申请的曲柄组件的塑料曲柄I的另一实施例。本示例中的结构与图6中所示的基本相同，差别包括第一保护罩40可围绕着塑料曲柄I的第一部分6的下部分44提供并且接合到雨刮系统的输出轴上。第一保护罩40被配置用于保护曲柄I的第一部分6中锥形孔8的内表面与雨刮系统的输出轴的外表面之间的连接不会受到有害影响，例如漏到雨刮系统内的水。
[0065]第一保护罩40可以由硬塑料材料或橡胶材料制成。第一保护罩40可通过任何适当的技术固定至曲柄1，例如通过压配合或借助于紧固件例如螺栓。
[0066]根据本申请的塑料曲柄I的另一实施例在图8中示出了。如图8所示，塑料曲柄I还包括与其一体的球形衬套11。另外，第二保护罩50被围绕着球形衬套11被提供，第二保护罩50被配置用于保护球关节(未示出)使其不受有害影响，例如漏到雨刮系统内的水。
[0067]第二保护罩50可以由硬塑料材料或橡胶材料制成。第二保护罩50可通过任何适当的技术固定至曲柄1，例如通过压配合或借助于紧固件例如螺栓。
[0068]上述实施例的变异在图9中示出了，其中塑料曲柄被提供有第一保护罩，其被配置用于保护曲柄的锥形孔的内表面和雨刮系统的输出轴的外表面之间的连接不受有害影响，例如不受漏到雨刮系统内的水的有害影响，例如第一保护罩40，而且被提供有第二保护罩，其被配置用于保护所安装的倒置的球关节，例如第二保护罩50。
[0069]第一保护罩40和第二保护罩50之一或者两者可以用两种或三种不同的塑料材料通过包覆成型工艺而制造。
[0070]借助于倒置的球关节，其在一端利用球头部可转动地连接至曲柄组件的曲柄并且在另一端被固定地连接至雨刮系统的连杆，这样，曲柄组件的曲柄被连接至连杆。在曲柄组件和连杆之间形成了减小的杠杆臂，并且因此在曲柄组件中产生减小了的弯曲力矩，所述弯曲力矩大体上等于传递到曲柄组件上的力与减小的杠杆臂之间的乘积。因此，曲柄的尺寸可被减小，或者可选地可改变形成曲柄的材料，例如从金属材料变为塑料材料。
[0071]通过提供第一保护罩和第二保护罩，曲柄的锥形孔的内表面和雨刮系统的输出轴的外表面之间的连接，以及所使用的倒置的球关节被保护不会受到有害影响。
[0072]以上仅是对本申请的优选实施方式进行了描述，它们仅仅是示例并且不限制本申请的范围。这里描述的结构可以体现为多种形式，并且在不脱离本申请的实质和范围的情况下，可以对这里描述的结构和形式做出各种替代和修改。
【权利要求】
1.一种用于车辆雨刮系统的曲柄组件，包括: 固定在车辆雨刮系统的驱动装置的输出轴上并随该输出轴旋转的曲柄，所述曲柄包括第一端和第二端，所述第一端连接到所述输出轴；以及 用于驱动车辆雨刮系统的雨刮臂摆动的连杆，其通过球关节连接着所述曲柄的第二端; 其中，所述球关节包括球头部和与其相连的固定端部； 所述曲柄的第二端被提供有用于接纳所述球头部的球窝；并且 所述球关节的固定端部被固定地连接至所述连杆，所述球关节的球头部可转动地配合在所述曲柄的球窝中。
2.根据权利要求1所述的曲柄组件，其中，所述球关节的固定端部通过铆接或通过压配合或者通过焊接固定地连接至所述连杆。
3.根据权利要求1或2的曲柄组件，其中，所述曲柄组件进一步包括安装到曲柄的第二端上的轴承套，所述轴承套限定出所述球窝。
4.根据权利要求3所述的曲柄组件，其中，所述曲柄是金属件并且所述轴承套是注射成型的塑料件。
5.根据权利要求3所述的曲柄组件，其中，所述曲柄是塑料件，所述轴承套是安装到曲柄的第二端上的具有高抗磨损性能的单独的构件并且限定出球窝。
6.根据权利要求1或2所述的曲柄组件，其中，所述曲柄是塑料件，并且限定出球窝的球形衬套与曲柄一体地形成。
7.根据权利要求1-6中任一所述的曲柄组件，其中，所述曲柄的第一端被形成有套装在所述输出轴上的通孔，所述曲柄组件进一步被提供有设置于所述通孔内的金属插件，并且所述雨刮系统的输出轴安装在所述金属插件内。
8.根据权利要求7所述的曲柄组件，其中，所述通孔被配置为锥形孔或圆柱形孔。
9.根据权利要求1-8中任一所述的曲柄组件，其中，所述曲柄组件进一步包括被提供于曲柄的第一端上的配置用于保护曲柄和雨刮系统的输出轴之间的连接的第一保护罩，和/或被提供于曲柄的第二端上的配置用于保护所述球关节的第二保护罩。
10.根据权利要求9所述的曲柄组件，其中，所述第一保护罩和/或第二保护罩由两种或三种不同的塑料材料通过包覆成型工艺制成。
11.一种雨刮系统，包括: 驱动装置，其具有旋转输出轴； 根据权利要求1-10中任一所述的曲柄组件，其中，所述曲柄组件的曲柄固定在所述输出轴上并随该输出轴旋转；以及 雨刮臂，其由所述曲柄组件的连杆驱动而摆动。
【文档编号】B60S1/24GK103625432SQ201210310733
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】J·齐默尔 申请人:博世汽车部件(长沙)有限公司