CN101180196A - 用于车辆特别是机动车的风挡刮水器单元 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的风挡刮水器系统，包括至少一个刮水器臂，该臂经传动系被刮水器马达驱动，作摆动运动。包括两个关节支撑件(19、28)和至少两个交叉连接杆(24、25)的至少一个交叉连杆式驱动器(18)设置在传动系中，至少两个交叉连接杆经关节(22、23、26、27)连接到关节支撑件(19、28)，第一关节支撑件(19)绕平行于关节(22、23、26、27)轴线行进的轴销(20)枢转。其中一个关节支撑件(29、28)连接到传动系的功能元件(12)，经另外的关节(29)该元件能驱动交叉连杆式驱动件(18)或者被其驱动，以允许功能元件(12)的行进方向与第一关节支撑件(19)的枢转平面之间有偏移角。

Description

用于车辆特别是机动车的风挡刮水器单元

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分的风挡刮水器单元。

背景技术

风挡刮水器单元已知有各种各样的形式，并且在最简单的情况下包括带有刮水片(wiper blade)的刮水器臂(wiper arm)，该刮水器臂可以经由传动系(drive train)被电马达或者刮水器马达驱动，围绕刮水器轴(wiper shaft)枢转或者往复运动。在这种情况下，传动系统包含几个推拉杆，例如它们可以通过刮水器马达曲柄沿着杆的纵向方向作来回行程的移动，并且通过这些推拉杆，设置在各刮水器轴上的曲柄臂例如被操作为用于连接到刮水器轴上的刮水器臂的往复移动。

已知的是带有两个刮水器臂的刮水器单元，该两个刮水器臂经由传动系被共用的刮水器马达操作刮水器臂，以及也特别已知的是这种单元——其中刮水器轴以这样的方式设置且刮水器臂以这样的方式进行操作：在车辆风挡中心的擦拭区域上，被刮水片擦拭的区域互相重叠，并且每个刮水片的擦拭区域分别从该擦拭区域延伸到靠近A柱的车辆风挡边缘。利用这些以相反运动方式工作的风挡刮水器单元，要求刮水器臂运动的特别回转控制的方式是：刮水片不与彼此接触和干涉。为了实现这个目的，已知在刮水器马达和其中一个刮水器臂之间的传动系中设置了交叉转向装置(cross steering gear)和回转支承(reversing bearing)(DE-PS 11 64 858，DE 36 44 428 A1)，该结构不仅让其中一个刮水器臂相对于另一个刮水器臂相向运动，而且还改变该刮水器臂往复运动或者枢转运动的角速度，使得尽管两个刮水器臂同时到达各自的回转位置，但是当枢转出驻停位置(parked position)时，两个刮水器臂其中之一以这样的方式迟延：不发生刮水片的碰撞。特别是在这种以相反运动工作的风挡刮水器单元的情况下，两个刮水器臂的刮水器轴距离彼此相对较大的距离。

在同步刮水器单元的情况下，使用交叉转向装置也是已知的，从而例如为刮水器臂的枢转运动实现了所需的运动特性。

在严重弯曲的风挡的情况下，需要以这样的方式设计风挡刮水器单元：即该单元遵循车辆屏幕的曲率，结果是刮水器轴的轴线不再取向平行于彼此，而是彼此之间成一夹角。这意味着传动系内彼此连接的元件也在连接它们的关节处具有偏移角，尽管对于这些关节分别仅允许一个经限定的最大偏移角，且因而设置了与实现这种风挡刮水器单元有关的限制。特别是风挡刮水器单元中沿用至今的交叉转向装置具有这样的劣势，即驱动交叉转向装置的传动系的其中一个功能元件和交叉转向装置之间的驱动连接必须以这样的方式设计，即该功能元件的运动轴线位于与交叉转向装置的枢转悬臂(cantilever arm)垂直或者几乎垂直相交的平面内。因此，该功能元件运动平面和枢转支承安装的悬臂的枢转平面之间的偏移角是不允许的。

发明内容

本发明的目的是示出一种风挡刮水器单元，该单元尽管在传动系中使用了至少一个交叉转向装置，但也不存在有关于偏移角的问题。为了实现这一任务，研制了根据专利权利要求1的风挡刮水器。

进一步的发展也就是从属权利要求的主题。

附图说明

本发明将在附图基础上，在以下的实施例示例中进一步予以详细解释。以下附图示出：

图1是根据本发明的风挡刮水器单元的简化示意图；

图2是沿着图1中箭头A方向观察的图1所示单元的传动系；

图3是以放大视图并以相应于图2的视图示出的设计成交叉转向装置的传动系回转支承；

图4-6是分别以透视图和以各种不同视图示出的图3所示的回转支承；

图7-10是以包括透视图在内的各种不同视图示出的设计成交叉转向装置的风挡刮水器装置的传动系回转支承进一步的可能实施例。

附图标记

1    刮水装置

2、3             刮水器臂

4、5             刮水器轴

6、7             刮水片

8                传动系或者驱动运动副

9                刮水器马达

10、12、12、13   推拉杆

14               曲柄

15               回转支承

16               杠杆

17               轴

17.1             轴承

18               回转支承

19               悬臂

20               轴

20.1             轴承

21、22、23       关节

24、25           万向连接杆

26、27           关节

28               悬臂

29               关节

30、31           悬臂

31.1、31.2       侧

31.3             轭架

32               关节

33、34           悬臂

35               销

36               加长孔

A                观察方向

WS               车辆风挡

X、Y、Z          空间轴

具体实施方式

为了简化解释，空间轴分别彼此垂直地行进，即X轴、Y轴和Z轴在图1-3中示出，且X轴和Y轴处于图1的绘图平面，即它们以XY坐标限定该绘图平面，而X轴和Z轴处于图2和3的绘图平面并且以XZ坐标限定该绘图平面。

风挡刮水器单元通常以附图中的1所示的相反运动来运行，该风挡擦拭单元主要包括两个刮水器臂2和3，臂的一端分别连接到刮水器轴4和5，且臂的另一端承载刮水片6和7，所述刮水片靠着车辆风挡WS放置。

在图1和2中，通过通常由8所示的传动系以及通过设置在刮水器轴4和5上并从其上径向伸出的曲柄臂4.1和5.1，用来擦拭和清洁车辆风挡的两个刮水器臂2和3可以从示于图1中的驻停位置彼此相反地枢转到回转位置，并且从该回转位置枢转回到驻停位置，而且更确切地说，是借助于刮水器马达9(带齿轮的电动马达)实现的。刮水器马达9大约定位在传动系8的中央，且位于两个刮水器轴4和5之间的中央或者大约中央的位置。

作为将刮水器单元1设置为以相反运动工作的设计的结果，在本实施例中，被布置为其轴线位于共同的水平面(XZ平面)内的两个刮水器轴4和5，沿着X轴线方向相对于彼此具有相对较大的距离，即刮水器轴4和5之间的距离例如显著大于这些刮水器轴相对于各自临近的车辆风挡WS横向边缘的距离。

在所述实施例中，假设车辆风挡WS涉及严重弯曲的风挡，即风挡至少围绕平行于Y轴线的轴线弯曲。

由于车辆风挡的曲率，刮水器轴4和5的轴线在所述实施例中相对于彼此形成α角，该角朝向车辆前侧开口。

详细说，传动系8包括几个形成驱动连杆系的推拉杆10-13，在用来调节刮水器臂2和3的驻停位置的各方面因素中，这些连杆系被部分地设计成长度可调。推拉杆10在其一端与围绕Z轴而被驱动的刮水器马达9输出轴的其中一个曲柄14关节连接，而在另一端经由回转支承15连接到推拉杆11的一端，所述推拉杆11在其另一端关节连接到刮水器臂3的曲柄臂5.1。回转支承15由两个杠杆16形成，这两个杠杆一前一后布置在图1中，并且在一端固定到共用轴17，使得枢转一个杠杆16时，另一个杠杆也在轴17上枢转，该轴17轴承安装在车辆侧的轴承17.1上。推拉杆10和11关节连接到两个杠杆16的自由端，并且确实采取这样的方式：在图2中和在XZ平面的投影中，这些杠杆的纵向延伸线彼此大约夹着尖角(pointed angle)1/2α。

推拉杆12的端部进一步铰接到曲柄14。该杆的另一端经由回转支承18挠性连接到推拉杆13的一端，推拉杆13的另一端铰接到刮水器臂2的曲柄臂4.1。推拉杆12和13的纵向延伸线进一步在它们位于XY平面上的投影中大约夹着尖角1/2α。

在所述的实施例中，传动系8全部的关节连接轴线分别位于在XZ平面内，并且取向沿着Z轴方向，且与该Z轴线夹着1/2α角或者更小。

为了产生刮水器臂2和3的相反运动，并且为了使这些刮水器臂的运动互相适配并使位于刮水器臂上的刮水片6和7的运动相适配，其方式是：

a)在刮水器臂2和3从驻停位置向回转位置移动时，刮水片6起初落后于刮水片7，而随后，一旦刮水片7移出刮水片6的运动区域，刮水片6就加速枢转到回转位置，使得刮水片6和7两者同时或者基本上同时到达该回转位置，和

b)在从回转位置向驻停位置移动时，刮水片6赶在刮水片7之前，使得刮水片6和7在擦拭过程中不会彼此碰撞，

回转支承18设计成交叉转向装置。

在图3-6所述的实施例中，它包括悬臂19，该悬臂设计成三角形板，该三角形板以枢转布置的方式配备有在车辆侧轴承20.1上的轴20。轴20的轴线也位于XZ平面内并且与Z轴夹角小于1/2α。

在顶点区域，悬臂19经由关节21连接到回转支承侧的推拉杆13端部。关节21以这样的方式设计：在关节21的区域内，推拉杆13可能围绕与关节21轴线成径向的轴线发生一定量的枢转，即可能发生一定的角偏移。在悬臂19的其他两个角区域中，万向连接杆(universal joint lever)24和25(交叉转向器)通过关节22和23分别铰接到该悬臂。他们的另一端分别通过关节26(用于万向连接杆24)和27(用于万向关节25)铰接到悬臂28，让两个关节26和27相对于彼此在悬臂28的纵向轴线L的方向上偏移，并且定位在长且桥形悬臂28的相对的端部。

关节21、22、23、26和27的轴线此平行，并且还平行于轴20的轴线。而且，关节22、23、26和27以这样的方式布置：在刮水器臂2和3的驻停位置中，布置在相对于彼此沿着关节方向偏移的不同平面内的万向连接杆24和25会交叉。

悬臂28通过额外的关节29挠性连接到回转支承侧的推拉杆12端部。关节29如此设计成只有一个自由度，即是对于围绕一轴线的旋转或者枢转运动来说的，所述轴线垂直于推拉杆的纵向延伸线且垂直于关节22、23、26和27的轴线。所述额外的关节29经由悬臂30可调节地沿着推拉杆12纵向方向连接到该杆，通过该额外的关节29，可以将推拉杆12取向为与回转支承18成角度且与悬臂19的枢转平面成角度，即以这样的方式取向：推拉杆12确实使其纵向延伸线位于XY平面内，悬臂19的枢转轴线以及因此除了26和27之外的关节轴线21、22和23取向垂直于一平面，该平面与XY平面夹一角度且具有偏移角。

图7-10示出了作为进一步可能实施例的回转支承18a，该支承可以取代回转支承18并且仅在以下方面基本上区别于回转支承18：取代悬臂28，在31.1和31.2侧设置形成U形轮廓的悬臂，两个万向连接杆24和25连接到所述31.1和31.2侧，更精确地说，带关节26的万向连接杆设置到侧部31.1外侧，而带关节27的万向连接杆25设置到侧部31.2内侧。连接31.1和31.2两侧的轭架部分(yoke section)31.3经由形成所述额外关节的铰链销33连接到另外的悬臂34，该悬臂34在所述实施例中由一定长度的钢片材料形成，并且在回转支承侧形成推拉杆12的端部。悬臂34沿着推拉杆12的轴向方向可以通过类似地与额外悬臂31相同的方式来调节。关节32额外地以这样的方式设计：其仅有一个自由度，即仅允许悬臂31围绕垂直于关节22、23、26、27取向的铰链销33的轴线方向枢转。另外，在该实施例中设置了这样的器件，其将围绕铰链销33轴线的枢转运动限制为预定的角度范围。为此目的，销35设置在轭架部分31.3上，该销啮合在加长孔36内，该孔取向成让其纵向延伸线垂直于悬臂34的纵向轴线，使得悬臂31相对于悬臂34的枢转运动被销35限制为预定的角度范围，其中所述销35进入到靠着加长孔36两端的停止位置。

在这种情况下，铰链销33定位到悬臂34的端部，远离推拉杆。销35和加长孔36相关于推拉杆12而相对于铰链销33错开。

在上述实施例示例中已经对本发明予以说明。应该理解，在不背离本发明基本原理的情况下，许多改动和变形是可行的。带有额外关节29和32的交叉转向装置18和18a不仅仅适合作为回转支承，且同时尤其是不仅仅适合作为以相反运动来工作的擦拭单元的回转支承，而是通常用于在擦拭单元中驱动擦拭臂，所述擦拭单元中因为运动学和/或结构的原因，例如由于对于擦拭单元的特殊需求，由于风挡的几何形状等，有必要的是，被刮水器马达曲柄的旋转轴线或者枢转轴线垂直相交的平面与交叉转向装置枢转轴线垂直取向的平面夹着一定角度，与万向关节装置相结合操作的推杆和/或拉杆能在这两个平面中的前者上移动。

另外，例如——但不排除其他——在刮水器单元以相反运动工作的情况下，还可能例如将悬臂19直接设置在刮水器轴上，从而例如以特定方式控制刮水器轴的运动顺序。

Claims (9)

1.一种用于车辆的风挡刮水器单元，其特别是用于机动车的，该单元包括至少一个刮水器臂(2、3)，该刮水器臂可以经由传动系(8)而被电马达或者刮水器马达(9)驱动以进行枢转或者往复运动；至少一个设置在传动系(8)内的交叉转向装置(18、18a)，该交叉转向装置具有两个悬臂(19、28、31)，还具有通过关节(22、23、26、27)连接到悬臂(19、28、31)的两个交叉转向器(24、25)，两个悬臂中的第一悬臂(19)设置有围绕轴(20)的枢转结构，该轴(20)平行于车辆侧轴承(20.1)上的关节(22、23、26、27)的轴线，

其特征在于，

其中一个悬臂(19、28、31)经由另外的关节(29、32)与传动系(8)的功能元件(12)连接，该功能元件驱动交叉转向装置(18、18a)或者被其驱动，和

另外的关节(29、32)仅具有一个自由度，以围绕垂直于第一悬臂(19)枢转轴线的轴线枢转。

2.如权利要求1所述的风挡刮水器单元，其特征在于，另外的关节(29、32)设置在第二悬臂(28、31)上，该第二悬臂通过交叉转向器(24、25)连接到第一悬臂(19)。

3.如权利要求1或者2所述的风挡刮水器单元，其特征在于，传动系(8)的功能单元是推拉杆(12)，该推拉杆可以沿着其纵向延伸方向被刮水器马达(9)驱动，以产生来回行程。

4.如前述权利要求任一项所述的风挡刮水器单元，其特征在于，发生功能单元(12)的来回运动的平面与第一悬臂(19)的枢转运动的平面形成角度。

5.如前述权利要求任一项所述的风挡刮水器单元，其特征在于，至少一个刮水器臂(2)的刮水器轴(4)经由悬臂(19)被驱动。

6.如前述权利要求任一项所述的风挡刮水器单元，其特征在于，在驱动方面，通过设置在刮水器轴上的推拉杆和曲柄连杆(4.1)，至少一个刮水器臂(2)的刮水器轴(4)与交叉转向装置(18、18a)连接并与交叉转向装置(18、18a)上的第一悬臂(19)连接。

7.如前述权利要求任一项所述的风挡刮水器单元，其特征在于，交叉转向装置(18、18a)的第一悬臂(19)的枢转轴线由刮水器轴的轴线形成，至少一个刮水器臂(2)固定在所述刮水器轴上。

8.如前述权利要求任一项所述的风挡刮水器单元，其特征在于，在展开带有至少两个以相反运动工作的刮水器臂(2、3)的风挡刮水器单元过程中，交叉转向装置(18、18a)被设置作为传动系(8)中的回转支承，该传动系在刮水器马达(9)和其中一个刮水器臂(2)之间。

9.如前述权利要求任一项所述的风挡刮水器单元，其特征在于，对于每个都分别承载刮水器臂(2、3)的至少两个刮水器轴(4、5)，这些刮水器轴的轴线形成角度(α)。

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