CN102762418A - 刮水器连杆机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的车窗洗刷设备的刮水器连杆机构，包括具有第一端部区段(14)和第二端部区段(16)的电动机曲柄(10)，其中所述电动机曲柄(10)在其第一端部区段(14)处经由连接元件(12)与驱动电动机连接，以及其中所述电动机曲柄(10)在其第二端部区段(16)处具有双球头销(18)，该双球头销与第一铰链杆(20)和第二铰链杆(22)连接，其中通过所述电动机曲柄(10)的旋转运动能够赋予所述第一铰链杆(20)以第一曲柄半径(28)以及赋予第二铰链杆(22)以第二曲柄半径(34)其中根据本发明所述第一铰链杆(20)的第一曲柄半径(28)具有与所述第二铰链杆(22)的第二曲柄半径(34)不同的尺寸。

Description

刮水器连杆机构
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的车窗洗刷设备的刮水器连杆机构。
背景技术
刮水器连杆机构通常具有电动机曲柄，该电动机曲柄与驱动电动机、特别是刮水器电动机的输出轴连接，电动机曲柄经由该输出轴由驱动电动机驱动。在电动机曲柄上通常设有球头销或双球头销，在双球头销的情况下，在该双球头销处设有用于第一车窗刮水器的第一铰链杆和用于第二车窗刮水器的第二铰链杆。由此，实现了两个同步运行的车窗刮水器臂，其分别作用于驾驶员侧以及副驾驶员侧。为了在铰链杆处获得尽可能小的力，电动机曲柄通常具有相对较大的长度。由此产生电动机曲柄的曲柄轨迹的大半径，电动机曲柄连同通常很小的大约为1/4至1/7的曲柄半径与连杆长度之比，需要相应大的结构体积以及相应的刮水器连杆所必需的运动空间。两个车窗刮水器臂的典型的同步运行设备在副驾驶员侧具有比在驾驶员侧明显更大的刮水角度。通过目前常用的、对于驾驶员侧和副驾驶员侧的驱动相同的电动机曲柄半径，由此产生对于在刮水器连杆机构的两条驱动轴线上的经由铰链杆连接的车窗刮水器臂而言不同的摆动长度。通常使用的同步运行刮水设备在驾驶员侧的刮水角度为80度，在副驾驶员侧的刮水角度为90度，且其电动机曲柄半径分别为45mm，结果产生的驾驶员侧车窗刮水器臂的摆动半径为70.2mm，而结果产生的副驾驶员侧车窗刮水器臂的摆动半径为63.5mm。特别地对于副驾驶员侧，这是不利的，因为对于相对较长的车窗刮水器臂只产生短的摆动长度。由此又在两个驱动摆动长度之间产生不利的转换比例。缺点是由于短的摆动长度而造成的较大的刮水角度公差以及刮水器驱动机构中的提高的内力。此外，在用于翻转式系统中时这个效果被强化。在回转式电动机中，对于一个刮水周期，电动机曲柄旋转360°。在具有翻转式电动机的刮水器连杆机构中，电动机曲柄工作角度通常处于大约145°至165°之间。由此，与回转式机构相比，球头销的工作行程减小大约8-19％。以这种关系，两个摆动长度必须进一步减小，以设定所需的刮水角度，由此由于很小的有效杠杆臂，又增大了刮水系统中的内力。这种高的内力以及车窗刮水器臂长度和摆动长度之间的不利比例使得刮水系统相对外界干扰是敏感的，这可以导致车窗刮水器臂的颤振，因而使具有旋转速度控制作用的翻转式系统所具有的优点不能发挥作用。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于机动车辆的车窗洗刷设备的刮水器连杆机构，其具有改进的运动学特性，由此可以改进刮水器连杆机构的功能质量，由此可以扩宽应用可能性。
所述目的根据本发明通过权利要求1的特征得以解决。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的用于机动车辆的车窗洗刷设备的刮水器连杆机构，包括具有第一端部区段和第二端部区段的电动机曲柄，其中所述电动机曲柄在其第一端部区段处经由连接元件与驱动电动机连接，以及其中所述电动机曲柄在其第二端部区段处具有双球头销，该双球头销与第一铰链杆和第二铰链杆连接，其中通过所述电动机曲柄的旋转运动能够赋予所述第一铰链杆以第一曲柄半径以及赋予所述第二铰链杆以第二曲柄半径。本发明的特征在于，所述第一铰链杆的第一曲柄半径具有与所述第二铰链杆的第二曲柄半径不同的尺寸。
根据本发明的刮水器连杆机构构造为所谓的中间从动式刮水器连杆机构，其设有两个车窗刮水器臂用于刮水器系统。电动机曲柄在其第一端部区段处经由优选地以驱动电动机的输出轴形式的连接元件被连接，经由该输出轴电动机曲柄可以实施围绕连接元件的对称轴线的旋转运动，以实现一个或两个曲柄半径。电动机曲柄在其第二端部区段处具有双球头销，在该双球头销上设有用于第一车窗刮水器臂的第一铰链杆以及用于第二车窗刮水器臂的第二铰链杆。例如，用于车窗刮水器臂的第一铰链杆可以被构造用于驾驶员侧，而用于车窗刮水器臂的第二铰链杆可以被构造用于副驾驶员侧。通过电动机曲柄在刮水过程期间的旋转运动，赋予第一铰链杆以第一曲柄半径，赋予第二铰链杆以第二曲柄半径，其中在已知的刮水器连杆机构中规定，这两个曲柄半径一样大。根据本发明现在规定，第一铰链杆的第一曲柄半径与第二铰链杆的第二曲柄半径不同，使得它们现在不再具有相同的大小。因此，根据本发明的刮水器连杆机构从现在开始被实施为在电动机曲柄处具有两个不同的曲柄半径。这两个不同的电动机曲柄半径在此被设定为，在刮水器连杆机构的刮水运动中产生优化的运动学特性。通过最优地相互协调的不同的曲柄半径，在驾驶员侧和副驾驶员侧产生大致相同大小的用于铰链杆或车窗刮水器臂的摆动半径。由此，可以在很大程度上减小往常常见的在驾驶员侧的车窗刮水器臂与副驾驶员侧的车窗刮水器臂之间的摆动长度差别，由此可以减小车窗刮水器臂的刮水角度公差。在使用车窗刮水器臂的摆动长度相同的刮水器连杆机构时，相对于外界干扰的稳固性提高，由此可以降低车窗刮水器臂的颤振倾向，由此在关键的外界环境条件下可以实现对系统性能的改进。这尤其在翻转式系统中是有利的，因为这里可以通过由原理决定的较小的电动机曲柄工作角度弥补缺点。此外，由于较小的内力，可以使刮水器连杆机构的各个部件具有较小的尺寸，由此开辟了减低成本和减轻重量的可能性。
优选地，规定双球头销具有对称轴线，该对称轴线被设计为与连接元件的对称轴线成角度。在此，双球头销的对称轴线如此相对于连接元件的对称轴线设置，使得双球头销的对称轴线和连接元件的对称轴线现在不再像通常设置的那样相互平行地延伸，而是彼此倾斜，或者说被设置为相互成角度。在这种情况下，成角度的意思是，对称轴线不相互平行地延伸。通过这种设计方案，通过简单且成本低廉的方式，可以实现第一铰链杆和第二铰链杆的不同的曲柄半径。
在此，优选地规定，双球头销的对称轴线朝向连接元件的对称轴线的方向倾斜。由此，可以将在双球头销上更靠近电动机曲柄设置的铰链杆的曲柄半径设定为大于在双球头销上距电动机曲柄更远地布置的铰链杆的曲柄半径。由此不必提高对有效的结构空间的需求，因为通常在双球头销上距电动机曲柄最远地布置的刮水器连杆机构的铰链杆或刮水器臂所需要的工作区域对于刮水器连杆机构的结构空间要求或封装是决定性的。优选地，更靠近电动机曲柄布置在双球头销上的铰链杆是在其上设有用于副驾驶员侧的车窗刮水器臂的铰链杆，使得用于副驾驶员侧的铰链杆或车窗刮水器臂的曲柄半径大于用于驾驶员侧的铰链杆或车窗刮水器臂的曲柄半径。
替代地，优选地规定，双球头销的对称轴线以远离连接元件的对称轴线的方式倾斜。由此，对于距电动机曲柄最远地布置在双球头销上的铰链杆产生一个与对于更靠近电动机曲柄地布置在双球头销上的铰链杆相比更大的曲柄半径，进而产生一个更大的从动角度或者说刮水角度。
双球头销的对称轴线相对于连接元件的对称轴线的成角度布置方式优选地通过如下方式实现，电动机曲柄的第二端部区段被构造为相对于电动机曲柄的第一端部区段成角度。第一端部区段相对于第二端部区段的成角度布置方式的意思是，第二端部区段被设置为不平行于第一端部区段，而是设计为相对于第一端部区段倾斜。由此，通过特别简单的方式和方法，可以实现双球头销的对称轴线相对于连接元件的对称轴线成角度的布置方式，而在此不必另外设计连接元件或双球头销。电动机曲柄本身在此优选地被构造为具有弯曲区域的杆件或长形板件。
电动机曲柄的第二端部区段相对于电动机曲柄的第一端部区段的成角度布置方式优选地通过如下方式实现：电动机曲柄具有单弯折。在单弯折的情况下，电动机曲柄具有唯一的弯曲区域，由此实现了第二端部区段相对于第一端部区段的成角度的布置方式。
作为替代，电动机曲柄可以具有双弯折。在双弯折的情况下，电动机曲柄沿着其纵向轴线在两个不同的位置处分别具有一个弯曲的电动机曲柄区域，由此第二端部区段相对于第一端部区段的成角度的布置方式通过两个弯曲区域实现。
此外，本发明涉及一种用于机动车辆的车窗洗刷设备，其包括如上文所述进行构造和改进的刮水器连杆机构。
附图说明
下面参照附图根据优选的实施例详细阐述本发明。
附图中：
图1示出了根据现有技术的同步运行刮水系统的布置方式的示意图；
图2示出了根据现有技术的刮水器连杆机构的示意图；
图3示出了根据现有技术的刮水器连杆机构的另一示意图；
图4示出了在根据现有技术的刮水器连杆机构中电动机曲柄的曲柄半径与铰链杆或车窗刮水器臂的摆动长度之比的示意图；
图5示出了在回转运转的情况下在根据本发明的刮水器连杆机构中电动机曲柄的曲柄半径与铰链杆或车窗刮水器臂的摆动长度之比的示意图；
图6示出了在翻转运转的情况下在根据本发明的刮水器连杆机构中电动机曲柄的曲柄半径与铰链杆或车窗刮水器臂的摆动长度之比的示意图；
图7示出了按照第一种实施方式的根据本发明的刮水器连杆机构的示意图；
图8示出了按照第二种实施方式的根据本发明的刮水器连杆机构的示意图；
图9示出了按照第三种实施方式的根据本发明的刮水器连杆机构的示意图。
具体实施方式
图1示出了同步运行刮水系统的布置方式的示意图，该刮水系统具有已知的、用于机动车辆的车窗洗刷设备的刮水器连杆机构，该刮水器连杆机构具有电动机曲柄10，该电动机曲柄通过输出轴形式的连接元件12与驱动电动机连接。电动机曲柄10在此在第一端部区段14处与连接元件12连接。在与第一端部区段14对置的第二端部区段16处，电动机曲柄具有如在图2和图3中所示的双球头销18，在该双球头销处设有图2和图3中未示出的第一铰链杆20和第二铰链杆22。在第一铰链杆20上设置有设计用于机动车辆副驾驶员侧的车窗刮水器臂24，并且第二铰链杆22与布置在机动车辆驾驶员侧的车窗刮水器臂26连接。这个已知的同步运行刮水系统具有一个对于第一铰链杆20或者说对于副驾驶员侧的车窗刮水器臂24以及一个对于第二铰链杆22或者说对于驾驶员侧的车窗刮水器臂26相同大小的曲柄半径，该曲柄半径通过圆28示出。通过对于第一铰链杆20和第二铰链杆22相同的曲柄半径产生对于两个车窗刮水器臂24、26不相同的刮水角度，因为由于不同大小的曲柄半径28、34产生车窗刮水器臂24、26的不同的摆动长度。
在这种在图2和图3中示出的由现有技术已知的同步运行刮水系统中，双球头销18相对于连接元件12这样设置，使得双球头销18的对称轴线30被布置为平行于连接元件12的对称轴线32。两条对称轴线30、32的平行布置在此与电动机曲柄10是否如图2所示被构造为沿着其纵向轴线是平的或如图3所示具有弯折或双弯折无关。
图4再次示出了在由现有技术已知的同步运行刮水系统中第一铰链杆20的曲柄半径28和由此产生的副驾驶员侧的车窗刮水器臂24的摆动长度40与第二铰链杆22的曲柄半径34和由此产生的驾驶员侧的车窗刮水器臂26的摆动长度42之比，其中，由于相同的曲柄半径28、34产生用于副驾驶员侧的车窗刮水器臂24和驾驶员侧的车窗刮水器臂26的不同摆动长度40、42。用于副驾驶员侧的摆动长度40在此非常小，而与此相反地，用于驾驶员侧的摆动长度42非常大。由此，副驾驶员侧的车窗刮水器臂24具有大的驱动角度，而与此相反地，驾驶员侧的车窗刮水器臂26具有小的驱动角度。
相反地，图5和图6分别针对根据本发明的刮水器连杆机构的同步运行刮水系统示出了曲柄半径28、34与摆动长度40、42之比，其中在此第一铰链杆20具有与第二铰链杆22不同的曲柄半径28、34。图5示出了根据本发明的用于回转运转操作的刮水器连杆机构，图6示出了根据本发明的用于翻转运转的刮水器连杆机构。在根据本发明的刮水器连杆机构中，第一铰链杆20的曲柄半径28在此大于第二铰链杆22的曲柄半径34。由此得到，不仅副驾驶员侧的车窗刮水器臂24而且驾驶员侧的车窗刮水器臂26都具有大的摆动长度40、42。由此，在同时尽可能小的刮水角度公差的情况下，实现了刮水器连杆机构最优的运动学特性。此外，由于较大的可实现的摆动长度40、42，因此在刮水器驱动机构中产生较小的内力。
在此，如图7至图9所示，通过使双球头销18的对称轴线30相对于连接元件12的对称轴线32形成角度，使得对称轴线30、32不再相互平行地延伸，由此可以实现不同的曲柄半径28、34。用于副驾驶员侧的第一铰链杆20在此优选地布置在双球头销18的更靠近电动机曲柄10布置的球头销36上，使得用于副驶员侧的第一铰链杆20的曲柄半径28大于用于驾驶员侧的第二铰链杆22的曲柄半径，该第二铰链杆设置在双球头销18的距电动机曲柄10更远的球头销38上。通过在此将下面的曲柄半径28构造得大于上面的曲柄半径34，可以不增加刮水器连杆机构的空间需求。
如在图7中所示，例如通过电动机曲柄10具有单弯折，使得电动机曲柄的第一端部区段14相对于第二端部区段16成角度地布置，从而实现了对称轴线32、30相互成角度的布置方式。但此外如在图8中所示，电动机曲柄10还可以具有双弯折。
如果双球头销18的对称轴线30朝向连接元件12的对称轴线32的方向倾斜，那么相对于已知的其对称轴线30、32彼此平行延伸的刮水器连杆机构，在下球头销36处的曲柄半径可以被增大，而结构空间需求不会增加。这使得能够将根据本发明的刮水器连杆机构用在不同的车辆应用中。
图9示出了另一种可能的实施方式，其中电动机曲柄同样具有双弯折，但双球头销18的对称轴线30以远离连接元件12的对称轴线32的方式倾斜。在这种实施方式中，布置在双球头销18的上球头销38处的铰链杆与布置在下球头销36处的铰链杆相比，具有较大的曲柄半径和较小的从动角度。

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的车窗洗刷设备的刮水器连杆机构，包括：
具有第一端部区段(14)和第二端部区段(16)的电动机曲柄(10)，
其中所述电动机曲柄(10)在其第一端部区段(14)处经由连接元件(12)与驱动电动机连接，以及
其中所述电动机曲柄(10)在其第二端部区段(16)处具有双球头销(18)，该双球头销与第一铰链杆(20)和第二铰链杆(22)连接，
其中通过所述电动机曲柄(10)的旋转运动能够赋予所述第一铰链杆(20)以第一曲柄半径(28)以及赋予所述第二铰链杆(22)以第二曲柄半径(34)，
其特征在于，
所述第一铰链杆(20)的第一曲柄半径(28)具有与所述第二铰链杆(22)的第二曲柄半径(34)不同的尺寸。
2.按照权利要求1所述的刮水器连杆机构，其特征在于，所述双球头销(18)具有对称轴线(30)，所述双球头销的对称轴线相对于连接元件(12)的对称轴线(32)成角度设置。
3.按照权利要求2所述的刮水器连杆机构，其特征在于，所述双球头销(18)的对称轴线(30)朝所述连接元件(12)的对称轴线(32)的方向倾斜。
4.按照权利要求2所述的刮水器连杆机构，其特征在于，所述双球头销(18)的对称轴线(30)以远离所述连接元件(12)的对称轴线(32)的方式倾斜。
5.按照权利要求2至4中任一项所述的刮水器连杆机构，其特征在于，所述电动机曲柄(10)的第二端部区段(16)相对于第一端部区段(14)成角度构成。
6.按照权利要求5所述的刮水器连杆机构，其特征在于，所述电动机曲柄(10)具有单弯折。
7.按照权利要求5所述的刮水器连杆机构，其特征在于，所述电动机曲柄(10)具有双弯折。
8.一种用于机动车辆的车窗刮水器设备，包括按照权利要求1至7中任一项所述刮水器连杆机构。
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