DE4323551C2 - Scheibenwischervorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugwischervorrichtung gemäß dem oberbegriff des Patentanspruchs 1, die für Fahrzeuge wie Automobile, Busse, Lastwagen und dergleichen vorgesehen ist.

Eine derartige Wischervorrichtung ist bereits in der DE 38 26 508 A1 offenbart. Bei dieser vorbekannten Vorrichtung ist als nachteilig anzusehen, daß pro Wischerarm ein Doppelfedersystem aus vorgespannten Zugfeder vorgesehen ist wodurch sich einerseits eine unerwünschte Sperrigkeit ergibt und andererseits für den Wischermotor eine erhöhte Antriebsleistung und damit auch eine Erhöhung der Baugröße erforderlich ist.

Allgemein ist eine Fahrzeugwischervorrichtung dieser Art derart aufgebaut, daß eine Motorantriebskraft funktionell mit Wischerarmen mittels eines Kraftübertragungsmechanismus, wie beispielsweise Stangen, Hebel, Gelenke, Wischerwellen und dergleichen verbunden ist, um dadurch die Wischerarme schwenkbar hin und her zu bewegen und die Windschutzscheibe mittels Blättern zu wischen, die an den Wischerarmen befestigt sind. Bei einem derartigen Aufbau führen jedoch die Trägheitskräfte bzw. Trägheitsmomente, die während des Reversierens der Wischerarme auf den Übertragungsmechanismus, wie beispielsweise die Wischerwellen, die Gelenke und Motor, wirken, dazu, daß darauf ein Stoß erfolgt.

Somit wird ein unangenehmes Geräusch erzeugt und ein geräusch­ loser Betrieb unmöglich. Demgemäß ist bereits in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-36452 eine Wischervorrichtung offen­ bart. Eine derartige Wischervorrichtung ist so aufgebaut, daß eine Pufferfeder zum Absorbieren der Trägheitskräfte während des Reversierens eines Wischerarms zwischen einem Wischerhebel und einer Hülse zum drehbaren Halten einer Wischerwelle angeordnet ist, um dadurch das Stoßgeräusch während des Reversierens des Wischerarms deutlich zu reduzieren. Wie in Fig. 6 gezeigt, ver­ wendet eine derartige Wischervorrichtung eine Torsionsfeder 17, die einstückig an einem Ende mittels einer Hülse 15 und an dem anderen Ende mittels eines Wischerhebels 16 gehalten ist. Die Torsionsfeder 17 ist in ihrem freien Zustand haltbar, wenn der Wischerhebel 16 zwischen der oberen und der unteren Umkehrstel­ lung angeordnet ist. Der Wischerhebel 16 schwenkt desweiteren zu der oberen Umkehrstellung oder der unteren Umkehrstellung über einen derartigen freien oder unbelasteten Zustand hinaus, um dadurch die Torsionsfeder zu spannen. Demgemäß kann der Stoß während des Reversierens des Wischerhebels absorbiert werden.

Eine Torsionsfeder wird allgemein derart verwendet, daß sie in Windungsrichtung gespannt wird. Ein Grund liegt darin, daß es vorteilhaft ist, die Torsionsfeder in Windungsrichtung derart zu spannen, daß eine maximale Beanspruchung auf der Seite erzeugt wird, die Druckspannung ausgesetzt ist, da Druckbeanspruchung günstiger gegenüber Zugbeanspruchung für den Fall eines während des Betriebs auftretenden Unfalls oder dergleichen ist. Der andere Grund ist folgender. Die Feder dieses Typs wird oft durch Kaltbearbeitung (Niedrigtemperaturanlassen) hergestellt. Während eines derartigen kalten Bearbeitens erhält das Federmaterial zusätzlich zu der elastischen Grenze der Feder eine Beanspruchung und demzufolge Druckbeanspruchung, und Zugbeanspruchung verbleibt entsprechend in den äußeren und inneren Umfängen der Feder. Wenn demzufolge zum Winden der Feder eine Belastung hinzugefügt wird, wird die durch eine solche Belastung erzeugte Beanspruchung durch herstellungsbedingte Material-Restspannung in Windungsrichtung die Restspannung verringert. Wenn jedoch andererseits die Bela­ stung so hinzugefügt wird, daß die Feder sich entwickelt, wird die durch eine derartige Belastung erzeugte Beanspruchung durch die Restspannung erhöht, wodurch die Torsionsfeder während des Betriebs verschlechtert wird. Hierdurch muß die in Entwicklungs­ richtung gespannte Torsionsfeder eine höhere Haltbarkeit besit­ zen, um die vorgenannten Nachteile zu kompensieren.

Ausgehend von den zuvor diskutierten Verhältnissen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugwischervorrichtung verfügbar zu machen, mit der diese Probleme überwunden werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte weitere Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.

Gemäß einem derartigen Aufbau kann die Wischervorrichtung nach der Erfindung die Trägheitsbelastungen während des Reversierens der Wischerarme zuverlässig absorbieren und auch Haltbarkeit gewährleisten.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Wischervorrichtung;

Fig. 2A eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht, die den Aufbau einer Hülse an der Seite des Mitfahrers dar­ stellt;

Fig. 2B eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht, die den Aufbau einer Hülse auf der Seite des Fahrers dar­ stellt;

Fig. 3A eine erläuternde Ansicht, die die Wirkungsweise einer Torsionsfeder an der Seite eines Mitfahrers darstellt;

Fig. 3B eine veranschaulichende Ansicht, die die Wirkungsweise einer Torsionsfeder auf der Seite des Fahrers dar­ stellt;

Fig. 4 eine schematische Ansicht der Wischervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5A eine veranschaulichende Ansicht, die die Wirkungsweise einer Torsionsfeder an der Seite des Mitfahrers bei dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;

Fig. 5B eine erläuternde Ansicht, die die Wirkungsweise einer Torsionsfeder auf der Seite des Fahrers bei dem zwei­ ten Ausführungsbeispiel darstellt; und

Fig. 6 eine veranschaulichende Ansicht, die die Wirkungsweise einer herkömmlichen Torsionsfeder darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen besitzt ein allgemein mit 1 bezeichneter Scheibenwischermotor einen An­ triebsarm 1a, mit dem das untere Ende einer ersten Verbindungs­ stange 2 schwenkbar verbunden ist. Ein oberes Ende eines ersten Wischerhebels 4, der einstückig mit dem unteren Ende einer ersten Wischerwelle 3 verbunden ist, die an einer Seite der Windschutz­ scheibe, beispielsweise auf der Seite des Mitfahrers angeordnet ist, ist schwenkbar mit dem anderen Ende der ersten Gelenk­ stange 2 verbunden. Desweiteren ist mittels einer zweiten Gelenkstange 7 das obere Ende des Wischerhebels 4 zum Zusammen­ wirken funktionell mit einem oberen Ende eines zweiten Wischerhe­ bels 6 verbunden, der einstückig mit dem unteren Ende einer zweiten Wischerwelle 5 verbunden ist, die an einer Seite der Windschutzscheibe, beispielsweise der Fahrerseite, angeordnet ist. Ein geeignetes Verbindungselement, wie beispielsweise ein Kugelgelenk oder dergleichen, wird für diese Verbindungsstangen verwendet.

Einstückig sind an den oberen Enden der ersten und der zweiten Wischerwellen 3 bzw. 5 jeweils erste und zweite Wischerarme 13 und 14 montiert, die jeweils Blätter 13a und 14a besitzen. Die erste und die zweite Wischerwelle 3 und 5 drehen sich in Über­ einstimmung mit der schwenkbaren Hin- und Herbewegung der ersten und zweiten Wischerhebel 4 und 6, die funktionell mit dem Antrieb des Motors 1 verbunden sind, um dadurch den ersten und den zweiten Wischerarm 13 und 14 schwenkbar synchron zueinander zwischen zwei Umkehrstellungen hin und her zu bewegen. Demgemäß wird die Windschutzscheibe mit den Blättern 13a und 14a gewischt. Die dargestellten Aufbauten der Erfindung sind ähnlich denen herkömmlicher Wischvorrichtungen.

Eine erste und eine zweite Hülse 8 und 9 halten drehbar die Mittelabschnitte der ersten und der zweiten Wischerwelle 3 und 5. Flanschähnliche Halter 8a und 9a ragen einstückig von den mitt­ leren Abschnitten der jeweiligen Hülsen 8 und 9 hervor. Eine Wand 8b ist weiterhin sich um den Außenumfang des Halters 8a der ersten Hülse erstreckend derart angeordnet, daß sie die untere Hälfte der ersten Hülse 8 bedeckt. Ein Bolzenloch 8c zur Aufnahme des Bol­ zens, der mit der Fahrzeugkarosserie verbunden wird, ragt von dem unteren Ende des Randes hervor.

Eine erste Torsionsschraubenfeder 10 ist mit etwas Spiel auf der unteren Hälfte der Hülse 8 angeordnet, d. h. auf dem Abschnitt, der niedriger liegt als der vorstehende Halter 8a der ersten Hülse. Ein Ende 10a der ersten Torsionsfeder 10 wird von einem Anschlagloch 8d gehalten, das auf dem Halter 8a gebildet ist. Wenn andererseits die erste Torsionsfeder 10 sich im freien Zustand befindet, d. h. wenn sie in keiner Weise vorbelastet ist, ist das andere Ende 10b der Torsionsfeder 10 zwischen den beiden Umkehrstellungen des ersten Wischerhebels 4 zum Verschwenken angeordnet (also die jeweiligen Stellungen des Wischerhebels, wenn der Wischerarm an der linken oder rechten Umkehrstellung angeordnet ist). Wenn der erste Wischerhebel 4 sich in der linken Umkehrstellung befindet, ist er von dem anderen Ende 10b der ersten Torsionsfeder 10 beabstandet. Wenn der erste Wischerhebel 4 von der linken Umkehrstellung zu der rechten Umkehrstellung verschwenkt, stößt eine Eingriffsausneh­ nung, die an dem ersten Wischerhebel 4 gebildet ist, gegen das andere Ende 10b der ersten Torsionsfeder 10 zur haltenden Mit­ nahme. Der erste Wischerhebel 4 schwenkt weiter zu der rechten Umkehrstellung derart, daß das andere Ende 10b der ersten (rechten) Tor­ sionsfeder 10 sich in Windungsrichtung bewegt, wodurch die erste Torsionsfeder 10 in Windungsrichtung gespannt wird. Demgemäß kann die an dem rechten Umkehrpunkt auftretende Trägheitskraft ab­ sorbiert werden.

Die zweite Hülse 9 ist ähnlich zu der ersten Hülse 8 mit der Ausnahme aufgebaut, daß sie keinen Rand hat, und daß ein Bol­ zenloch 9b von dem Außenumfang des Halters 9a vorsteht. Eine zweite Torsionsfeder 11, die um die zweite Hülse 9 gewunden ist, ist gegensinnig gewickelt derart angeordnet, daß sie in Umkehrrichtung zu der ersten Torsionsfeder 10 aufwickelbar ist. Genauer gesagt ist die zweite Torsionsfeder 11 in ähnlicher Weise wie die erste Tor­ sionsfeder 10 unter folgenden Gesichtspunkten gestaltet. Ein Ende 11a der zweiten Torsionsfeder 11 ist von einem Anschlagloch 9d gehalten, das auf dem Halter 9a gebildet ist, und wenn die zweite Torsionsfeder 11 sich in lastfreiem Zustand befindet, d. h. unbelastet ist, ist das andere Ende 11b zwischen der linken und rechten Umkehrstellung des zweiten Wischerhebels 6 zum Verschwen­ ken angeordnet. Die zweite Torsionsfeder 11 unterscheidet sich jedoch von der ersten Torsionsfeder 10 in folgendem. Wenn sich der zweite Wischerhebel 6 in der rechten Umkehrstellung befindet, ist er von dem anderen Ende 11b der zweiten Torsionsfeder 11 beabstandet. Wenn der zweite Wischerhebel 6 sich von der rechten Umkehrstellung zu der linken Umkehrstellung bewegt, stößt eine Eingriffsausnehmung 6a, die an dem zweiten Wischerhebel 6 gebil­ det ist, gegen das andere Ende 11b der zweiten Torsionsfeder 11 zur haltenden Mitnahme. Der zweite Wischerhebel 6 schwenkt weiter zu der oberen Umkehrstellung derart, daß das andere Ende 11b der zweiten Torsionsfeder 11 sich in Windungsrichtung bewegt, wodurch die zweite Torsionsfeder 11 in Windungsrichtung gespannt wird. Demzufolge kann die Trägheitskraft, die an der linken Umkehr­ stellung auftritt, absorbiert werden.

Bei dem wie zuvor angegebenen aufgebauten Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich die Wirkungsweise der Wischvorrichtung wie folgt zusammenfassen. Die Wischerhebel 4 und 6 schwenken funktio­ nell mit dem Wischermotor 1 verbunden, und demzufolge verschwen­ ken die Wischerarme 13 und 14 hin und her gehend, wodurch die Windschutzscheibe mittels der Blätter 13a und 14a gewischt wird. Wenn sich bei einem derartigen Aufbau die Wischerarme 13 und 14 beim Vorgang von der Zwischenstellung zu einer rechten Umkehrstellung verlagern, ermöglicht der erste Wischerhebel 4, daß das andere Ende 10b der ersten Torsionsfeder 10 sich in Windungsrich­ tung bewegt, wodurch die erste Torsionsfeder 10 vorgespannt wird. Wenn sich andererseits die Wischerarme 13 und 14 bei dem Vorgang von der Zwischenstellung zu der linken Umkehrstellung verlagern, ermöglicht der zweite Wischerhebel 6, daß das andere Ende 11b der zweiten Torsionsfeder 11 sich in Windungsrichtung bewegt, um da­ durch die zweite Torsionsfeder 11 zu spannen. Das Spannen der ersten und zweiten Torsionsfeder 10 und 11 in entgegengesetzte Richtungen zueinander vermag das Spiel der Verbindungsabschnitte und die Trägheitskräfte zuverlässig zu puffern bzw. auszuglei­ chen, welche auftreten, wenn die Wischerarme 13 und 14 in linken und rechten Stellungen sind, usw. Hierdurch können die Trägheits­ kräfte, die beim Umkehrbetrieb auftreten, sowie Stöße und Geräu­ sche, die wegen des Spiels erzeugt werden, erheblich verringert werden. Desweiteren kann auch die Stoßbelastung, der die Hebel und der Wischermotor 1 unterliegen, erheblich absorbiert werden, um auf diese Weise diese Teile zu schützen und ihre Lebensdauer zu verlängern und weiterhin den glatten und ruhigen Betrieb der Scheibenwischer zu verstärken.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, können bei der Wischvorrichtung gemäß der Erfindung Trägheitskräfte und Spiel durch die erste und zweite Torsionsfeder 10 und 11 zuver­ lässig gepuffert bzw. absorbiert werden. Diese Torsionsfedern 10 und 11 werden alternierend in Windungsrichtungen gespannt, wenn die Wischerarme 4 und 6 entsprechend an der unteren und oberen Stellung plaziert werden, um dadurch die bei den jeweiligen Umkehrstellungen auf­ tretenden Trägheitskräfte bzw. Trägheitsmomente zu absorbieren. Demzufolge kann die Erfindung Nachteile vermeiden, die bei einer konventionellen Wischervorrichtung immanent sind, bei denen Federn auch in Entwindungsrichtung zum Puffern von Stößen oder dergleichen vorgespannt werden. Dabei können sich nachteilig Belastungen in dem Fall eines Unfalls vergrößern, wenn die von einer Spannung in Entwindungsrichtung erzeugte Bela­ stung weiter durch restliche Belastung erhöht wird. Demzufolge kann die Erfindung derartige Nachteile während des Betriebs vermeiden. Hierdurch braucht keine Besorgnis dahingehend zu bestehen, daß die Torsionsfedern 10 und 11 in Entwindungsrich­ tung gespannt werden können, und demzufolge sind nicht mehr Tor­ sionsfedern erforderlich, die besonders hohe Belastungseigen­ schaften bzw. Belastbarkeit und eine hohe Haltbarkeit bzw. Standfestigkeit besitzen. Herkömmliche Torsionsfedern können sogar in ausreichender Weise hohe Belastbarkeiten und Haltbarkeiten über eine lange Zeit gewähr­ leisten, um dadurch die Zuverlässigkeit zu erhöhen.

Festzuhalten ist, daß die Erfindung nicht auf das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist, sondern in einer anderen Ge­ staltung wie in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 gezeigt, modifiziert werden kann. Wenn der erste Wi­ scherhebel 4 in der linken Umkehrposition angeordnet ist, ist die Anordnung so getroffen, daß die erste Torsionsfeder 10 sich im freien Zustand befindet oder geringfügig in Windungsrichtung vorgespannt ist. Der erste Wischerhebel 4 schwenkt aus der linken Umkehrposition zu der rechten Umkehrposition in der Weise, daß das andere Ende 10b der Torsionsfeder 10 sich in der Windungs­ richtung bewegen kann, um dadurch die erste Torsionsfeder 10 in Windungsrichtung zu spannen. Wenn andererseits der zweite Wi­ scherhebel 6 in der rechten Umkehrposition angeordnet ist, kann sich die zweite Torsionsfeder 11 im freien Zustand befinden oder geringfügig in Entwindungsrichtung vorgespannt sein. Der zweite Wischerhebel 6 verschwenkt von der rechten Umkehrposition zu der linken Umkehrposition in der Form, daß das andere Ende 11b der zweiten Torsionsfeder 11 sich in Windungsrichtung bewegen kann, um dadurch die zweite Torsionsfeder 11 in Windungsrichtung zu spannen. Demzufolge können die Trägheitskräfte, die in den jeweiligen oberen und unteren Umkehrstellungen auftreten absor­ biert werden. Bei diesem Aufbau wird das andere Ende 10b der ersten Torsionsfeder 10 konstant durch Eingriff mit der Ein­ griffsausnehmung 4a gehalten, die an dem ersten Wischerhebel 4 gebildet ist.

Wenn die Erfindung wie bei dem vorbeschriebenen Aufbau modifi­ ziert ist, befinden sich die erste und die zweite Torsionsfeder 10 und 11 entweder in ihrem freien Zustand oder sind geringfügig in Windungsrichtung vorgespannt, wenn die zugehörigen ersten und zweiten Wischerhebel 4 und 6 in der linken und rechten Umkehr­ position jeweils angeordnet sind. Wenn der erste und der zweite Wischerhebel 4 und 6 jeweils zu der rechten und der linken Posi­ tion entsprechend verstellt werden, lösen sich die erste und die zweite Torsionsfeder 10 und 11 nicht entsprechend von den Wi­ scherhebeln 4 und 6, sondern bleiben mit diesen in Kontakt. Demzufolge kann eine geräuschlose Wirkungsweise erreicht werden, und auch die rückwirkende Speicherkraft einer der Torsionsfedern, die maximal vorgespannt ist, absorbiert und mittels einer gerin­ geren Spannkraft der Torsionsfeder entspannt werden.

Claims (3)

1. Fahrzeugwischervorrichtung mit zwei Wischerarmen (13, 14), die jeweils über eine ortsfest mittels einer Führungshülse (8, 9) gelagerten Schwenkwelle (3, 5) mit einem Wischerhe­ bel (4, 6) verbunden sind,
wobei die Wischerhebel (4, 6) mit einer Gelenkstange (7) verbunden und zur sychronen Hin- und Her-Schwenkbewegung der Wischerarme (13, 14) von einem Wischermotor (1) über ein Verbindungsgestänge (1a, 2) antreibbar sind, und
wobei Pufferfedern (10, 11) vorgesehen sind, die für das Absorbieren der Trägheitskräfte beim Reversieren der Wischerarme (13, 14) an die Wischerhebel (4, 6) angreifen,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Pufferfeder für die Wischerhebel (4, 6) gegensinnig gewickelte Torsionsfedern (10, 11) vorgesehen sind, die alternierend nur in ihre Windungsrichtung durch den jewei­ ligen Wischerhebel (4, 6) wenigstens im Reversierbereich beaufschlagbar sind.

2. Fahrzeugwischervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfedern (10, 11) jeweils ein Schenkelende (10b, 11b) aufweisen, die stets an dem zugeordneten Wi­ scherhebel (4, 6) anliegen.

3. Fahrzeugwischervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelenden (10b, 11b) an dem zugeordneten Wi­ scherhebel (4, 6) mit einer geringen Vorspannung in ihrer Windungsrichtung anliegen.