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Scheibenwischer, insbesondere für die Windschutzscheibe von Kraftfahrzeugen
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Bei der Wischeranlage nach Fig. 1, bei welcher jeder der beiden Wischerarme mit je einem drehbar gelagerten Schwenkhebel starr verbunden ist, wird der Schwenkhebel 4 des einen Wischerarmes 1 samt dem daran angelenkten Wischblatt l'durch eine umlaufende Kurbel 3 über eine Schubstange 20 um seinen Drehpunkt 4'geschwenkt, wobei er über eine Verbindungsstange 21 einen Zwischenhebel 5 um dessen Achse 5" verschwenkt, der über eine zweite Verbindungsstange 22 mit dem Schwenkhebel 6 gelenkig verbunden ist und dessen Drehachse 6'verschwenkt, auf welcher der Wischerarm 2 sitzt, an den das Wischblatt 2'angelenkt ist.
Die Anlenkpunkte der beiden Verbindungsstangen 21 und 22 sind dabei so gewählt, dass die erste Stange 21 beim Schwenken der Wischerarme über die Überschneidungszone einen grösseren Weg in ihrer Arbeitsrichtung zurücklegt als die zweite Stange 22.
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ausgezogenen und des Wischerarmes 2 in gestrichelten Linien im Verlauf einer Umdrehung U der An- triebskurbel 3. Der Punkt 0 entspricht dem Beginn der Drehung und der in Fig. l dargestellten Ruhelage der Wischerarme ; der Punkt w bezeichnet die beendete halbe Umdrehung und entspricht dem äusseren
Wendepunkt der Wischer am Rande des von ihnen überstrichenen Wischbereiches 10 der Windschutzschei- be und der Punkt 0 wieder der nach einer vollen Umdrehung der Kurbel erreichten Ausgangsstellung.
Wie aus dem Diagramm erkenntlich, eilt der Wischer 1 von der Ruhelage beginnend dem Wischerarm 2 zu- nächst voraus, sodann erreichen beide Wischer etwa zur gleichen Zeit den Wendepunkt w, den der Wi- scherarm 2 etwas rascher verlässt als der Arm 1. Diese Geschwindigkeitsverschiebung wird durch den Zwischenhebel 5 erreicht, der in seiner in Fig. l gezeichneten Ruhelage so eingestellt ist, dass sich der waagrechte Abstand A der Anlenkpunkte der beiden Stangen 21 und 22 an den Hebel 5 beim Beginn des Wischvorgangs vergrössert und gegen Ende des Wischvorgangs wieder verkürzt. Die dadurch hervorgerufene überlagerte Bewegung des Wischerarmes 2 bewirkt zu Beginn des Wischvorgangs eine Verzögerung, am Ende des Wischvorgangs jedoch eine entsprechende Beschleunigung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Verzögerung bzw. die Beschleunigung der Wischerarme im Wendebereich noch verhältnismässig gross ; dies ist bei geraden Windschutzscheiben kein Nachteil, bei stark gekrümmten Panoramascheiben stört jedoch die dadurch entstehende ruckartige Bewegung der Wischer an den Wendepunkten den Wischvorgang in den Randbereichen der Windschutzscheibe.
Der vorstehend genannte Nachteil ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vermieden, bei dem der Schwenkhebel 4 des einen Wischerarmes 1 durch eine umlaufende Kurbel 3 über eine Schubstange um den Drehpunkt 4'geschwenkt wird und dabei eine Verbindungsstange 23 hin-und herbewegt, die über ein druckelastisches Verbindungsglied 9 eine zweite Verbindungsstange 24 bewegt, die über einen aus zwei sich kreuzenden Gelenkhebeln bestehenden sogenannten Kreuzlenker den Schwenkhebel 71 des andern Wischerarmes z um dessen Drenachse 71'verschwenkt.
Diese Anlage unterscheidet sich also von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, dass ein Kreuzlenker 7 zum Antrieb des Wischerarmes 2 vorgesehen ist, der den Zwischenhebel 5 nach Fig. 1 nicht nur ersetzt, sondern auch eine erhebliche Verbesserung in bezug auf die gegenseitige Vor- und Nacheilung der Wischerarme im Bereich ihrer Ruhelage und in bezug auf den Geschwindigkeitsverlauf im Bereich des Wendepunktes in den Randbereichen der Windschutzscheibe ergibt.
Ausserdem ist bei dem Beispiel nach Fig. 2 ein elastisches Glied 9 zwischen zwei Verbindungsstangen 23 und 24 eingebaut, das dazu dient, die Antriebsanordnung der Anlage bei einer Bewegungshemmung der Wischblätter, beispielsweise durch Vereisung, gegen Beschädigungen zu schützen.
Die Scheibenwischeranlage nach Fig. 2 ist auf einer möglichst starren Blechstrebe 8 montiert, um dem ganzen System die ausreichende mechanische Festigkeit zu geben und ein sicheres Arbeiten der Anlage zu gewährleisten, das sich folgendermassen vollzieht :
Der Kreuzlenker 7 enthält zwei sich kreuzende Lenkerstäbe 72 und 73, die jeweils mit ihren einen Enden an den Punkten P und Q der Verbindungsstange 24 und mit ihren andern Enden an den Punkten P' bzw. Q'an einem doppelarmigen Drehhebel 71 angelenkt sind. Dieser ist auf einer drehbaren Achse 71' befestigt, auf der auch der Wischerarm 2 sitzt.
Wenn die Verbindungsstange 24 nach rechts gezogen wird, dann wandern die Punkte P'und Q'entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehpunkt des Hebels 71, wobei sich in der Endstellung der Lenkerstab 72 aufgerichtet und stattdessen der Lenkerstab 73 an die Verbindungsstange 24 angelegt hat. Die Längen der Lenkerstäbe sind vorzugsweise nach den auf Tschebyscheff zurückgehenden Bemessungsregeln so gewählt, dass der Kreuzungspunkt der beiden Lenkerarme in der Mittelstellung des Kreuzlenkers 7 von der Achse durch die Punkte P und Q genau ebenso weit entfernt ist, wie vom Drehpunkt des Drehhebels 71, dessen Abstand von der Verbindungsstange während des gesamten Wischvorgangs annähernd konstant bleibt.
Das Bewegungsdiagramm nach Fig. 2a zeigt, dass der oben liegende Wischerarm 1 zeitlich vor dem
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unteren Wischerarm 2 in Gang gesetzt wird, dass aber der erst später anlaufende Wischerarm 2 mit einer entsprechend grösseren Beschleunigung bewegt wird und schliesslich auch eine höhere Geschwindigkeit er- reicht als der Wischerarm 1, so dass beide Wischer etwa zur gleichen Zeit den Wendepunkt w erreichen.
Bei der Rückwärtsbewegung erhält dann der untere Wischerarm 2 eine grössere Beschleunigung, um mit dem entsprechenden zeitlichen Vorsprung die Ruhelage 0 zu erreichen, während sich der obere Wischer- arm 1 mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit der Ruhelage 0 nähert.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hat im wesentlichen die gleichen Antriebsteile wie das Beispiel nach Fig. 2, ausser dem dem Wischerarm 2 zugeordneten Kreuzlenker 7 ist jedoch beim Beispiel nach
Fig. 3 am Drehpunkt des Wischerarmes 1 ein Zahnsegment 11 angeordnet, mit dessen Zähnen das als
Zahnstange 12 ausgebildete Ende der an der Antriebskurbel 3 angreifenden Schubstange kämmt.
Wie das Diagramm nach Fig. 3a zeigt, ergibt sich hier im wesentlichen eine Dehnung der Kurven- züge im Bereich des Punktes w. Während die Geschwindigkeit des Wischerarmes 1 einen recht gleichmä- ssigen Verlauf zeigt, mit verhältnismässig geringen Beschleunigungen und Verzögerungen, ist erkennbar, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Bewegung des unteren Wischerarmes 2 mit erheblicher Verzöge- rung einsetzt, eine starke Beschleunigung erfährt, sodann wieder erheblich verzögert wird und vor Errei- chen des Wendepunktes w etwa in gleicher Weise wie die des Wischerarmes 1 abgebremst wird. Aus der
Wendelage w kehrt der Wischerarm 2 in verstärkter Beschleunigung zurück und erreicht wesentlich früher die Ruhelage 0 als der Wischerarm 1.
Fig. 4 zeigt am Beispiel einer gekrümmten Panoramascheibe S die durch die Erfindung erreichte Beschleunigung und Verzögerung der Wischerarme in den wesentlichen Abschnitten des Wischbereichs. Die stark gewölbten Teile der Scheibe S sind in den Fig. 4c und 4d mit a, die Wischfeldmitten jedes Wischers mit b und der von beiden Wischern überstrichene gemeinsame Bereich mit c bezeichnet. Die in diesen Bereichen der Scheibe S geltenden Geschwindigkeitswerte sind in den Fig. 4a und 4b dargestellt. Fig. 4a zeigt gestrichelt die Geschwindigkeit des oberen Wischerarmes 1 der Anlage nach Fig. l, die der ausgezogenen Kurvenlinie nach Fig. la entspricht. Ausserdem zeigt Fig. 4a zum Vergleich als ausgezogene Kurvenlinie den verbesserten Geschwindigkeitsverlauf des oberen Wischerarmes 1 der Anlage nach Fig. 3, der in Fig. la ebenfalls als ausgezogener Kurvenzug dargestellt ist.
In Fig. 4b sind in der gleichen Darstellungsweise die Geschwindigkeiten der unteren Wischerarme 2 der Wischeranlagen nach Fig. l und 3 gegenübergestellt. Die in Fig. la gestrichelte Kurve ist in Fig. 4b ebenfalls gestrichelt und die in Fig. 3a gestrichelte Kurve ist in Fig. 4b als ausgezogene Kurvenlinie eingetragen. Man erkennt in beiden Fällen deutlich die Verbesserung der angestrebten Bewegungscharakteristik beim Beispiel nach Fig. 3 gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen zusätzliche Hilfsmittel, die im Gestänge bzw. an den Wischerarmen, insbesondere am oberen Wischerarm 1, anzubringen sind und den Zweck haben, dass sich auch unter erschwerten Bedingungen, beispielsweise auch bei Schneeanhäufung auf der Windschutzscheibe kein Verklemmen der Scheibenwischeranlage in dem von beiden Wischerarmen gemeinsam überstrichenen Mittelbereich ergeben kann.
Die Verbindungsstange 23 nach Fig. 5 hat nur bei Zugbeanspruchung eine unveränderliche Länge, kann sich dagegen bei ausreichender Druckbelastung verkürzen. Über das Ende der Stange 23 ist eine Führungshülse 13 geschoben, in der eine Druckfeder 14 sitzt, die sich einerseits über eine Scheibe 26 an der Hülse 13 und anderseits gegen das Ende der Stange 23 abstützt. In der Stange 23 sitzt ein Querstift J 6, der, in zwei Schlitzen in der Hülse 13 laufend, die gegenseitige Längsverschiebung zwischen Stange 23 und Hülse 13 begrenzt. Die Feder 14 ist so stark bemessen, dass sie nicht schon bei zunehmendem Arbeitswiderstand auf der Windschutzscheibe, also beispielsweise bei trockener Scheibe, zusammengedrückt wird, sondern erst dann, wenn ein fester Widerstand die Wischerbewegung hemmt.
In Fig. 6 ist ein ähnlich wirkendes Sicherungsmittel in Form eines gefedert aufgehängten Wischerarmes dargestellt. Eine Schenkelfeder 18, die an einem Spanngelenk 17 des Wischerarmes 2 angebracht ist, liegt mit einem Schenkel am Wischerarm 2 an und hält sich mit dem andern Schenkel an einem Anschlag 19. Für die Bemessung der Schenkelfeder 18 gilt das gleiche wie für die Feder 14 nach Fig. 5.
Die in Fig. 7 dargestellte Wischblattanordnung ist mit Gummikrallen bzw. Gummipuffern 28 ausgerüstet, die eine gegenseitige Berührung der Metallteile beider Wischerarme bzw. Wischerblätter verhüten und zugleich verhindern, dass der in die Ruhestellung zurückkehrende Wischerarm 2 hart gegen den bei R angedeuteten Rahmen der Windschutzscheibe schlägt.
Bei modernen Scheibenwischeranlagen wird angestrebt, die Geschwindigkeit mindestens zweistufig regeln zu können. Dies lässt sich auch bei Wischeranlagen nach der Erfindung durchführen, beispielsweise dadurch, dass die Kurbel 3 mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben wird, indem die Wick-
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lung eines dieKurbel antreibenden Elektromotors entsprechende Anzapfungen, Hilfsspulen oder eingebau - te Widerstände. erhält. In jedem Falle erfolgt die erfindungsgemässe Steuerung der Geschwindigkeiten zwangsläufig durch die Antriebsmechanik, die von einem Wechsel der Motordrehzahl völlig unabhängig ist.
In diesem Falle hat es sich als zweckmässig erwiesen, eine über den elektrischen Antriebsmotor gesteuerte höhere Geschwindigkeitsstufe nur dann einzuschalten, wenn sich die Wischblätter ausserhalb ihrer beiden Wendebereiche im mittleren Bereich b der Windschutzscheibe bewegen, um die im Bereich der Ruhelage c und in den Wendebereichen a erfindungsgemäss erstrebte, möglichst sanfte Bewegungsumkehr in vollem Umfang beizubehalten. Dies lässt sich in bekannter Weise durch Umschaltkontakte bewerkstelligen, die mit dem Antriebsgestänge in Verbindung stehen und die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Wischerstellung steuern.
PATENTANSPRÜCHE :
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gemeinsamen Kraftquelle über Verbindungsmittel und je ein Wendegetriebe gegenläufig zueinander und pendelnd zwischen einer äusseren und einer inneren Umkehrlage antreibbaren Wischblättern, die sich in ihrer inneren Umkehrlage teilweise überlappen und einen ihrer Überlappung entsprechenden gemeinsamen Wischbereich bestreichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendegetriebe den in der inneren Umkehrlage oben liegenden Wischer beim Herausschwenken aus dem gemeinsamen Wischbereich schneller und beim Hineinschwenken in diesen Wischbereich langsamer als den unteren Wischer bewegen.
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