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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Scheibenwischereinrichtung zur Bewegung einer Abtriebswelle.
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Stand der Technik
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Bei Fahrzeugen mit Gegenlaufwischanlagen mit großen Frontscheiben kommen in der Regel zwei Motorenwischeranlagen zum Einsatz, wobei im Wesentlichen Reversiermotoren mit einem konventionellen Gestänge zwischen einem oszillierenden Motor und einer Abtriebswelle eingesetzt werden. So ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 042 322 A1 eine Scheibenwischeranlage mit einem Scheibenwischerantrieb und einer Getriebeanordnung zum Antrieb einer Wischerwelle bekannt, bei der eine pendelnde Drehbewegung in der Wischerwelle dadurch erzeugt wird, dass eine Schnecke als Schubstange vorgesehen ist, welche über eine exzentrische und gelenkige Verbindung mit einem Schneckenrad verbunden ist. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass durch das voluminöse Schneckenrad und die erzeugte Hub-Pendelbewegung der Schubstange ein erheblicher Einbauraum erforderlich ist, wodurch eine flexible Verwendung in verschiedenen Kraftfahrzeugmodellen erschwert wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für eine Scheibenwischereinrichtung zur Bewegung einer Abtriebswelle zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet und universell eingesetzt werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Scheibenwischereinrichtung zur Bewegung einer Abtriebswelle weist eine über einen Motor antreibbare Antriebswelle und ein mit der Antriebswelle drehfest verbundenes Linearbewegungselement auf, wobei das Linearbewegungselement über eine Koppel und eine an der Abtriebswelle drehfest angeordnete Schwinge mit der Abtriebswelle verbunden ist. Erfindungsgemäß ist eine Kreuzlenkeranordnung vorgesehen, mittels welcher die Koppel und die Schwinge gelenkig miteinander verbunden sind.
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Die Antriebswelle kann dabei vorzugsweise als Spindel- oder Schneckengewinde und das Linearbewegungselement als Spindelmutter ausgebildet sein, so dass durch die Verwendung des Linearbewegungselementes die Rotationsbewegung der Antriebswelle in eine Linearbewegung und mittels der Kreuzlenkeranordnung in eine Drehbewegung an die Abtriebswelle umgesetzt werden kann. Dadurch ist es möglich, den Achsversatz und den Bauraum für die Antriebsvorrichtung gegenüber einer Lösung mit einem gewöhnlichen Koppelgetriebe zu reduzieren. Durch die Anordnung einer Kreuzlenkeranordnung zwischen der Koppel und der Schwinge ist es möglich, größere Abtriebswinkel bei einem gegenüber einem normalen Koppelgetriebe günstigeren Kraftangriffswinkel zu realisieren, wodurch innere Reibungsverluste innerhalb der Antriebsvorrichtung reduziert werden können. Durch die das Linearbewegungselement und die Kreuzlenkeranordnung ist eine nahezu konstante Untersetzung ermöglicht, welche die Errechnung eines annähernd konstanten Untersetzungsverhältnisses erlaubt. Kinematisch bedingte Überhöhungen bzw. Spiele durch Totpunktlagen und Kniehebeleffekte können bei diesem Antrieb im Wesentlichen eliminiert werden. Durch den hierbei realisierten möglichst großen Untersetzungsgrad kann die Baugröße der Antriebsvorrichtung und das Antriebsmoment des Motors reduziert werden. Eine Verminderung des Anlaufstromes in den Wendelagen der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gegenüber einer Direktantriebslösung kann ferner ebenfalls erzielt werden. Die Umsetzung der Linearbewegung des Linearbewegungselements mittels der Kreuzlenkeranordnung in eine Drehbewegung kann ohne eine größere auftretende Querkraft in eine Rotationsbewegung der Abtriebswelle erfolgen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kreuzlenkeranordnung einen ersten Kreuzlenker und einen zweiten Kreuzlenker auf, wobei der erste Kreuzlenker mit einem ersten Ende gelenkig an der Koppel und mit einem zweiten Ende gelenkig an der Schwinge und der zweite Kreuzlenker mit einem ersten Ende gelenkig an der Koppel und mit einem zweiten Ende gelenkig an der Schwinge befestigt ist, wobei der erste Kreuzlenker und der zweite Kreuzlenker derart an der Koppel und der Schwinge befestigt sind, dass der erste Kreuzlenker und der zweite Kreuzlenker überkreuz zueinander angeordnet sind. Der erste Kreuzlenker und der zweite Kreuzlenker sind dadurch nicht unmittelbar miteinander befestigt, sondern sind zueinander verdrehbar an der Schwinge und der Koppel befestigt. Dadurch, dass der erste und der zweite Kreuzlenker zueinander verdrehbar sind, ist es möglich, eine Verdrehung der Schwinge relativ zu der Koppel zu erzielen, wobei die Verdrehbewegung der Schwinge auf die Abtriebswelle übertragen wird.
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Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Koppel verdrehsicher an dem Linearbewegungselement befestigt ist. Dadurch ist die Koppel relativ zu dem Linearbewegungselement in einer festen Position angeordnet. Eine Drehbewegung wird dadurch ausschließlich durch die Kreuzlenkeranordnung und die Schwinge ausgeführt. Dadurch kann der Bauraum für die Antriebsvorrichtung wesentlich reduziert werden.
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Die Abtriebswelle ist ferner bevorzugt im Wesentlichen mittig entlang der Längsachse der Schwinge drehfest an der Schwinge angeordnet. Dadurch ist es möglich, ein konstantes Drehmoment von der Schwinge auf die Abtriebswelle zu übertragen und gleichzeitig eine sichere Führung der Abtriebswelle durch die Schwinge zu realisieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebswelle in einem definierten Teilbereich als Schnecke ausgebildet. Dadurch kann die Wellenlänge der Antriebswelle unabhängig von der Wellenlänge der Abtriebswelle gewählt werden, so dass sowohl eine kurze als auch eine lange Abtriebswellenlänge realisierbar ist. Vorteilhafterweise ist der Weg des Linearbewegungselements individuell festlegbar, so dass der Raumbedarf der Antriebsvorrichtung an den zur Verfügung stehenden Raum mit Motor und an die Anzahl der Wischerarme angepasst werden kann.
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Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass der definierte Teilbereich der Antriebswelle austauschbar ist. Der definierte Teilbereich der Antriebswelle kann dabei als Spindel oder Schnecke ausgebildet sein und je nach Ausführungsform unterschiedliche Durchmesser und/oder Längen und/oder Gewinde bzw. Gewindesteigungen aufweisen, so dass die Antriebsvorrichtung bzw. die jeweilige Antriebswelle der Antriebsvorrichtung variable an die vorbestimmte Verwendung, beispielsweise an ein Kraftfahrzeug, anpassbar ist.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Motor als Reversiermotor ausgestaltet, welcher über eine Elektronik regelbar ist, so dass der Motor in unterschiedlichen Drehrichtungen entsprechend der pendelnden Bewegung der Wischerplatte steuerbar ist.
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Weiter bevorzugt ist es vorgesehen, dass eine Sensoreinrichtung zur Überwachung und Steuerung der Scheibenwischereinrichtung vorgesehen ist. Die Sensoreinrichtung kann eine elektronische Steuerung aufweisen, die beispielsweise bei eingeschaltetem Motor den Eingang von Sensorsignalen erfasst, um die Drehrichtung des Motors entsprechend umschalten zu können. Auf diese Weise kann die Linearbewegung des Linearbewegungselementes und/oder die Radialbewegung des Abtriebelementes ermittelt und je nach Ausführungsform des Kraftfahrzeuges entsprechend eingestellt bzw. angepasst werden, so dass sowohl der Wischwinkel als auch die Wischgeschwindigkeit oder die Parkposition des Wischerarmes über die Sensoreinrichtung und die elektronische Steuerung individuell regelbar ist und somit auf die Getriebegröße durch eine individuelle Anpassung der Antriebswelle entsprechend flexibel ausgestaltet werden kann. Ferner ist es denkbar, dass anhand des zurückgelegten Weges des Linearbewegungselementes oder der Winkelbewegung des Abtriebelementes der Wischwinkel im Wischbereich ermittelt und variabel eingestellt werden kann. Mit Hilfe einer derartigen Sensoreinrichtung kann sowohl die Länge des Wischarmes als auch die Länge des Abtriebelementes variabel eingestellt und der Wirkungsbereich der Scheibenwischer eine Richtung erweitert werden.
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Vorzugsweise sind die Länge der Koppel und/oder die Länge der Schwinge und/oder die Steigung der Antriebswelle variabel festlegbar, so dass das Übersetzungsverhältnis der Antriebsvorrichtung an deren Verwendung angepasst und entsprechend optimiert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine Antriebsvorrichtung mit einer länglichen Bauform und variablen Bauteilabmessung bereitzustellen, welche leistungsfähig ist und flexibel in die Kraftfahrzeugbauräume eingesetzt werden kann.
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Vorteilhafterweise ist die Antriebsvorrichtung im Ruhezustand selbsthemmend. Dies ist vorteilhaft, da dem Motor im Ruhezustand kein Strom zugeführt wird und somit die Antriebsstange ohne ausreichende Selbsthemmung frei drehbar wäre, wobei die Gefahr bestehen würde, dass die Antriebsstange durch die Einleitung eines Drehmoments, beispielsweise durch Fahrtwind, in Rotation versetzt und dadurch der Wischerarm in das Sichtfeld des Fahrzeugführers bewegt werden könnte. Der Wischwinkel des Wischerarms kann individuell eingestellt werden, wobei Einstellung sowohl über die Abtriebswelle in Form eines Winkelgebers als auch über die Antriebswelle in Form eines Lineargebers möglich ist.
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Die Antriebsvorrichtung kann vorteilhafterweise derart in den Einbauraum eingebaut werden, dass die Abtriebswelle geschützt ist und Einwirkungen von außen weitestgehend verhindert werden können.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Scheibenwischereinrichtung mit einer wie vorstehend aus- und weitergebildeten Antriebsvorrichtung, zur Bewegung einer Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle drehfest mit mindestens einem Wischerarm verbunden ist.
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Weiter betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend eine wie vorstehend aus- und weitergebildete Scheibenwischeinrichtung mit einer wie vorstehend aus- und weitergebildeten Antriebsvorrichtung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Ausgangsposition;
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2 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Mittelposition;
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3 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einer Umkehrposition;
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4 eine schematische Seitenansicht der in 1 dargestellten Antriebsvorrichtung; und
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5 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit einem Gehäusedeckel.
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Beschreibung der Abbildungen
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Die 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Scheibenwischereinrichtung zur Bewegung einer Abtriebswelle 10. Dabei treibt ein Motor 12, vorzugsweise ein Reversiermotor, eine drehbar gelagerte Antriebswelle 14 an, welche vorzugsweise als Spindel- oder Schneckengewinde ausgebildet ist. Die Antriebswelle 14 ist drehfest mit einem Linearbewegungselement 16 verbunden, so dass eine Rotationsbewegung der Antriebswelle 14 in eine Linearbewegung des Linearbewegungselements 16 umgesetzt werden kann. Das Linearbewegungselement 16 ist über eine in einer festen Position an dem Linearbewegungselement 16 angeordnete Koppel 18 verbunden, wobei die Koppel 18 über eine Kreuzlenkeranordnung 20 mit einer Schwinge 22 gelenkig verbunden ist, wobei die Schwinge 22 über eine Hohlbohrung 24 mit der Abtriebswelle 10 verbunden ist.
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Die Kreuzlenkeranordnung 20 weist einen ersten Kreuzlenker 26 und einen zweiten Kreuzlenker 28 auf, wobei der erste Kreuzlenker 26 mit seinem ersten Ende 30 gelenkig an der Koppel 18 und mit seinem zweiten Ende 32 gelenkig an der Schwinge 22 befestigt ist. Der zweite Kreuzlenker 28 ist mit seinem ersten Ende 34 gelenkig an der Koppel 18 und mit seinem zweiten Ende 36 gelenkig an der Schwinge 22 befestigt, wobei der erste Kreuzlenker 26 und der zweite Kreuzlenker 28 derart an der Koppel 18 und der Schwinge 22 befestigt sind, dass der erste Kreuzlenker 26 und der zweite Kreuzlenker 28 überkreuz zueinander drehbeweglich angeordnet sind. Bei einer Verschiebung des Linearbewegungselements 16 entlang der Antriebswelle 14 erfolgt eine Verschwenkung des ersten Kreuzlenkers 26 relativ zu dem zweiten Kreuzlenker 28, wodurch die Schwinge 22 relativ zu der Koppel 18 bewegt wird. Das Linearbewegungselement 16 wird über die Antriebswelle 14 vom Motor 12 angetrieben und bewegt sich in einer Linearbewegung auf der Antriebswelle 14 zwischen dem Motor 12 und der Abtriebswelle 32 zwischen der in 1 dargestellten Ausgangsposition der in 2 dargestellten Mittelposition und der in 3 dargestellten Umkehrposition hin und her. Dabei wird die Linearbewegung des Linearbewegungselementes 16 über die gelenkige Kreuzlenkeranordnung 20 in eine Rotationsbewegung der Schwinge 22 umgesetzt, so dass die Schwinge 22 diese Rotationsbewegung über die drehfest verbundene Abtriebswelle 10 entweder direkt oder indirekt an mindestens einen nicht dargestellten Wischerarm abgeben kann. Die Bewegung des Linearbewegungselements 16 ist durch den Pfeil 38 dargestellt und die Rotationsbewegung der Schwinge 22 bzw. der Kreuzlenkeranordnung 20 ist durch den Pfeil 40 dargestellt.
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In 4 ist die in 1 dargestellte Antriebsvorrichtung seitlich dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass der erste Kreuzlenker 26 und der zweite Kreuzlenker 28 über flach ausgeführte Gelenke 42 mit der Schwinge 22 und der Koppel 18 an ihren Enden 30, 32, 34, 36 verbunden sind.
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5 zeigt die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit einem passenden Gehäusedeckel 44, welche sich durch eine besonders kompakte Bauform auszeichnet. Durch die geschlossene Bauweise kann die Kreuzlenkeranordnung 20 wie ein Wischermotor gefettet werden, um einen Fettverlust durch Wärme vermeiden zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006042322 A1 [0002]