CN104114416A

CN104114416A - 窗板刮水器驱动装置

Info

Publication number: CN104114416A
Application number: CN201380010960.XA
Authority: CN
Inventors: J.门希; H-P.多姆施
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2033-02-19
Also published as: DE102012202925A1; CN104114416B; WO2013127658A1; EP2819895A1; EP2819895B1

Abstract

用于对输出轴在两个回转位置之间进行摆动驱动的窗板刮水器驱动装置包括同心地与驱动轴连接的得到制齿的驱动轮以及啮合在驱动轮中的得到制齿的输出机构。其中输出轮如此不均匀地成型，从而在驱动机构和驱动轮之间的齿沿间隙在第一回转位置的范围中相对于在回转位置之间的范围减小。此外在驱动轮的转角和齿沿间隙之间的关系是连续的。

Description

窗板刮水器驱动装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于应用在机动车上的窗板刮水器驱动装置。

背景技术

窗板刮水器驱动装置应用在机动车上，以借助于刮水臂把刮水片在摆动的旋转运动中围绕驱动轴在机动车的视窗板的范围内引导。其中摆动的旋转运动由包括电机和传动机构的窗板刮水器驱动装置提供。通常传动机构是螺旋齿轮或者蜗轮传动机构，其中电机驱动在与驱动轴连接的螺旋齿轮或者说蜗轮中啮合的蜗杆。在窗板刮水器驱动装置的实施例中若驱动轴或者说刮水臂或者刮水片位于回转位置中，则通过电机的转向改变来控制摆动的旋转运动。

当电机的转向在回转位置中掉转（反转）时传动机构的元件之间的间隙能够导致提高的噪音负担并且导致被驱动的刮水片不稳定的运动（颤动）。为了将蜗轴和蜗轮之间的间隙最小化已知若干措施，其中例如包括借助于偏心的轴套精确地设置在蜗轴和蜗轮的转动轴线之间的距离或者使用预先确定的齿轮等级或轴向可调节的锥形蜗轴。

然而随着在蜗轴和蜗轮之间的间隙减小这两个元件的磨损和运动阻力也升高。对于不仅在回转位置的范围中而且在回转位置之外的范围中的最优的运行因此必要的是，如此选择在蜗轴和蜗轮之间的间隙，从而蜗轮传动机构在整个运行范围中令人满意地工作。

发明内容

本发明所针对的任务是，给出一种在运行和精确性方面改善的、用于机动车的窗板刮水器系统的窗板刮水器驱动装置。

本发明借助于具有权利要求1的特征的窗板刮水器驱动装置来解决该问题。从属权利要求描述优选的实施例。

用于在两个回转位置之间对驱动轴进行摆动驱动的根据本发明的窗板刮水器驱动装置包括得到制齿的驱动轮，所述驱动轮同心地与驱动轴连接，并且包括得到制齿的输出机构，所述输出机构啮入到驱动轮中。其中输出轮如此不均匀地成型，从而在驱动机构和输出轮之间的齿沿间隙在第一回转位置的范围内相对于在回转位置之间的范围减小。此外在输出轮的转角和齿沿间隙之间的关系是连续的（stetig）。

通过在转角和齿沿间隙之间的连续的关系能够避免传动机构中由齿沿间隙的突然变化引起并能够导致噪音和负载峰值的激发。

在优选的实施例中齿沿间隙在这两个回转位置的范围中减小并且所述关系是关于位于回转位置之间的中间位置对称。尤其中间位置能够沿着输出轮的制齿部位于回转位置之间的半程上。在窗板刮水器驱动装置运行期间的齿沿间隙的连续改变能够因此特别有组织地（organisch）设计。其中在中间位置的范围中的齿沿间隙能够是最大的，在这里要求与驱动轴连接的刮水臂或者说与它连接的刮水片的高载荷和/或高速度。从而能够把在中间位置的范围中的低噪音和低磨损的运行与在回转位置的范围中的精确的和小间隙的运行结合起来。

输出轮的制齿部的制制齿中点能够相对于输出轮的转动轴线偏置。从而能够不用活动的部段就可以精确地并且用微少的构造支出来制造输出轮，以提供在转角和齿沿间隙之间的预先确定的关系。

制齿中点能够在输出轮位于中间位置中的情况下关于转动轴线与制齿部的处于与驱动机构的啮合中的部段对置。在齿沿间隙和输出轮的转角之间的这样的可实现的关系能够致力于窗板刮水器驱动装置的非常均匀的运行。

在回转位置的范围中齿沿间隙在适用的公差内能够为负。能够与齿沿间隙成反比的夹紧效果能够因此在回转位置的范围中变大。从外部到与驱动轴连接的刮水臂或者说作用在与刮水臂连接的刮水片上的力例如通过风载荷能够如此地在更高的转矩时才导致驱动轴的移开。尤其对于所谓的刮水器直接驱动装置而言，其中传动机构的输出轴间接地与刮水臂连接，这种增大的夹紧效果富有意义。

传动机构能够包括蜗轮传动机构、输出轮包括蜗轮且驱动机构包括蜗轴。在一种变型中输出轮也能够是螺旋齿轮，从而传动机构包括螺旋齿轮传动机构。因此以简单的方式能够提供一种自锁的传动机构，其具有所描述的、在齿沿间隙和转角之间的、预先确定的关系。

在另一个优选的实施例中把输出轮并非完整地设计而是减小地设计为包括两个回转位置的驱动节（Antriebssegmet）。从而能将窗板刮水器驱动装置的构造空间最小化。由此此外能够节约生产成本。

附图说明

现在结合附图较具体地描述本发明，其中：

图1示出机动车上的窗板刮水机构；

图2示出与转角相关的图1中驱动轮的有效半径；

图3示出与转角相关的图1中驱动轮的齿沿间隙；并且

图4示出图1中驱动轮上的几何关系。

具体实施方式

图1示意性地示出机动车105上的窗板刮水机构100。窗板刮水机构100包括窗板刮水器驱动装置110、刮水臂125和刮水片130，所述窗板刮水器驱动装置本身具有电机115和传动机构120。窗板刮水机构100被设置用于把刮水片130在摆动运动中在机动车105的视窗板135的范围内引导，以使视窗板135免于潮湿和/或脏污。视窗板135能够例如是机动车105的前窗板或者后窗板。

通常传动机构是减速传动机构并且包括具有制齿部150的驱动机构145和具有制齿部165的输出轮160，它们互相啮合。输出轮160不必设计为整个轮，而是能够也设计为足够大的输出节。输出轮160可以围绕转动轴线170旋转地得到支承并且与输出轴175同心地连接。

通过刮水臂125、刮水片130和视窗板的几何造型来限制输出轮160的转角，从而在窗板刮水器机构100运行时只是输出轮160的一部分圆周与驱动机构145接触。输出轮160的圆周的被扫过的范围通过第一回转位置180和第二回转位置190限定，第一回转位置和第二回转位置与刮水臂125或者说刮水片130的上部和下部的回转位置相一致。若输出轮160上的回转位置180或者190之一指向驱动机构145，则刮水臂145位于一个其运动方向被反置的位置中。优选地在输出轮160的回转位置180和190之间的中间存有中间位置185。

输出轮160的制齿部165如此设计，从而制齿部165的有效半径关于输出轮160的转动轴线170在回转位置180和190之间变动。制齿部150、165的有效半径（部分圈半径）通过制齿部150、165到其中点的距离而给出，其中通常使用在制齿部150、165的齿的径向外部（顶部圆半径）和径向内部（根部圆半径）的端部之间的中心的距离。

在中间位置185的范围中该有效半径比在回转位置180、190的范围中较小。由此在中间位置185中制齿部165和150之间的齿沿间隙比在与刮水臂125或者说刮水片130的回转位置一致的回转位置180、190中大。从而传动机构120的间隙在回转位置180、190中是小的并且连续地向着中间位置185下降。

在展示的实施例中传动机构120包括蜗轮传动机构，方式是让驱动机构145通过蜗轴和作为蜗轮的输出轮160形成。蜗轴优选地能够在一端通过电机115得到驱动并且在与电机115对置的端部上关于外壳140支承在轴承155中。在稍微改变的实施例中输出轮160是螺旋齿轮并且传动机构组部145、160中没有一个在其制齿部中是球面匹配的（globoidisch angepasst），从而传动机构120包括螺旋齿轮传动机构。

输出轴175转矩配合地（drehmomentschlüssig）与刮水臂125的一端连接，其中刮水臂125的另一端与刮水片130连接。

优选地在输出轮160上设置用于确定输出轮160的旋转的位置或者说转角的传感器195。在一个实施例中通过传感器195只可以确定的是，输出轮160是否位于回转位置180或者190的范围中。在另一个实施例中借助于传感器195也可以确定输出轮160的位于其间的位置或者说转角。

在另一个实施例中不把蜗轮传动机构或者螺旋齿轮传动机构而是把正齿轮传动机构使用为传动机构120。与输出轴175连接的输出轮160和驱动机构145在该情形中通过正面制齿的齿轮来构造。

图2展示在有效半径和转角之间的关系。在水平方向给出转角205，其零点在当前情形中与中间位置185重叠。不失一般性地表明了回转位置180和190大约在-100°和+100°。沿着竖直方向给出输出轮160的制齿部165的有效半径。有效半径215越大，则在输出轮160的制齿部165的齿和驱动机构145的制齿部150的齿之间的交点越远离于输出轮160的转动轴线170。

曲线210描述转角205和有效半径215之间的关系。曲线210关于中间位置185对称，在那里有效半径215是最小的。有效半径215在回转位置180和190的范围中达到其最大值。曲线210在其之间是连续的并且避免强烈的斜率变化和跳跃。

图3展示齿沿间隙305和转角205之间的关系。该展示基于图2并且尤其地描述图1中的在窗板刮水器驱动装置110上的驱动轮160的制齿部165的齿沿间隙305。

曲线310描述所述关系。曲线310定性地关于竖轴相对于图2的有效半径的曲线215反置。通过选择输出轮160和输出轴175的转动轴线之间的预定的距离能够以恒定的方式影响齿沿间隙305，从而在图3的展示中如在图3中表示的那样沿着竖直方向推移曲线310。根据优选的方式把该距离如此选择，从而使得最大齿沿间隙305在中间位置185的范围中在考虑到制齿部165的公差、环境温度、膨胀和其它的影响因素的情况下依然还是足够小地用以保证安全的运行。同时齿沿间隙305在回转位置180和190的范围中应该足够地小，以能够实现预定的定位精度或者说充分的夹紧。若由此齿沿间隙305为负值，则提高了输出轮160和驱动机构145之间的夹紧。

图4展示图1中的输出轮160上的几何关系。展示的是围绕转动轴线170的输出轮160的一节，其中制齿部165向右下方指向。该节对称地在回转位置180和190之间延伸。

制齿部165关于从中间位置185出来的制齿中点405处在转动轴线170的另一侧。因此制齿部165在回转位置180和190之间遵循虚线，从而在转动轴线170和制齿部165之间的有效半径通过转角205改变，正如上述并且在图2中展示的那样。

为了确定有效的制齿部半径的差值结合图4展示能够使用下述公式：

（公式1）

其中适用：

；

A₁：制齿部中点405；

A₂：转动轴线170；

l: 在回转位置180或者190之一中转动轴线A₂和制齿部165之间的距离；

r₁：围绕制齿部中点A₁的、制齿部165的半径；

r₂：在中间位置185中在转动轴线A₂和制齿部165之间的距离，并且

。

Claims

1.用于对输出轴（175）在两个回转位置（180、190）之间进行摆动驱动的窗板刮水器驱动装置（110），其中窗板刮水器驱动装置（110）包括下述：

- 同心地与输出轴（175）连接的得到制齿的输出轮（160）；以及

- 啮合在输出轮（160）中的得到制齿的驱动机构（145），

- 其中输出轮（160）如此不均匀地成型，从而在驱动机构（145）和输出轮（160）之间的齿沿间隙（305）在第一回转位置（180）的范围中相对于在回转位置（180、190）之间的范围减小，

其特征在于，

- 在输出轮（160）和转角（205）和齿沿间隙（305）之间的关系是连续的。

2.按权利要求1的窗板刮水器驱动装置（110），其中齿沿间隙（305）在两个回转位置（180、190）的范围中被减小并且所述关系关于位于回转位置（180、190）之间的中间位置（185）对称。

3.按权利要求1或2的窗板刮水器驱动装置（110），其中输出轮（160）的制齿部（165）的制齿部中点（405）相对于输出轮（160）的转动轴线（170）偏置。

4.按权利要求2和3的窗板刮水器驱动装置（110），其中制齿部中点（405）在输出轮（160）位于中间位置（185）中时关于转动轴线（170）与制齿部（165）的处于与驱动机构（145）的啮合中的部段对置。

5.按前述权利要求之一的窗板刮水器驱动装置（110），其中齿沿间隙（305）在回转位置（180、190）之一的范围中是负的。

6.按前述权利要求之一的窗板刮水器驱动装置（110），其中传动机构（120）包括蜗轮传动机构、输出轮（160）包括蜗轮并且驱动机构（145）包括蜗轴。

7.按前述权利要求之一的窗板刮水器驱动装置（110），其中传动机构（120）包括螺旋齿轮传动机构、输出轮（160）包括螺旋齿轮且驱动机构（145）包括螺旋轴。

8.按前述权利要求之一的窗板刮水器驱动装置（110），其中输出轮（160）设计为包括回转位置（180、190）的驱动节。