-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung betrifft ein Wischerlager gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
-
Die
Neigung des Scheibenwischers relativ zu der Windschutzscheibe eines
Kraftfahrzeugs wird hauptsächlich
durch die Orientierung der Wischerwelle zur Windschutzscheibe beeinflusst.
Eine korrekte Neigung der Wischerwelle ist notwendig, um einen ratterfreien
Betrieb des Scheibenwischers zu gewährleisten. Weiterhin ist die
Bewegung in einem Wischerarmgelenk sowohl in Richtung als auch im
Betrag abhängig
von der Wischerwellenorientierung. Der Neigungswinkel beeinflusst
die Kraft, mit der der Scheibenwischer auf die Scheibe gepresst
wird. Ebenso beeinflusst der Neigungswinkel die Richtung des Reibmoments,
welches der Gelenkbewegung entgegenwirkt. Toleranzen im Wischerarm,
im Wischerantrieb, in der Fahrzeugkarosserie und der Windschutzscheibe
führen
in der Praxis zu einer Abweichung vom errechneten Idealwert und
somit zu einer Vergrößerung der
Ratterneigung und der Auflagekraft, was insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten
zu Wischfehlern führt.
-
In
der
DE 198 01 296
A1 ist ein bekanntes Wischerlager beschrieben, bei dem
die Wischerwelle einen festen Winkel zur Karosserie einnimmt, wobei die
Welle bei dem bekannten Wischerlager winklig ausgeformt ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Technische Aufgabe
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wischerlager vorzuschlagen,
mit dem toleranzbedingte Wischfehler vermeidbar sind.
-
Technische Lösung
-
Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In
den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen
Merkmale.
-
Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein Wischerlager mit einer
Einstelleinrichtung zu versehen, die ein Ausrichten der Wischerwelle,
insbesondere zusammen mit der Lagerhülse relativ zu einer karosseriefesten
Basis und damit relativ zu der Fahrzeugscheibe erlaubt. Dabei kann
die Basis, relativ zu der die Welle mittels der Einstelleinrichtung
verstellbar ist, als separates, an einer Fahrzeugkarosserie festlegbares
Bauteil oder als Karosserieabschnitt ausgebildet sein. Mit dem erfindungsgemäßen Wischerlager,
dessen Welle in einem Endbereich mit einem Antrieb verbunden ist
und im gegenüberliegenden
Endbereich den Wischerarm trägt,
können
die vorgenannten Toleranzen durch Variation der Neigungsrichtung
und/oder des Neigungswinkels der Wischerwelle ausgeglichen und damit
auch die Auflagekraft des Scheibenwischers auf der Windschutzscheibe
auf einen Idealwert eingestellt werden. Beispielsweise kann die
Winkellage des Wischarms am Fahrzeug direkt gemessen werden und
das Ergeb nis durch Relativverstellen der Welle zu der Basis (Karosserie)
korrigiert werden. Das erfindungsgemäße Wischerlager eignet sich
bevorzugt zur Implementierung in Fahrzeugkleinserien, da hier die
Taktzeit im Vergleich zu Großserien
lang ist. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Wischerlager
zum Einsatz in Sportwagen, die in kleinen Stückzahlen hergestellt werden,
bei denen eine gute Wischqualität
auch bei hohen Geschwindigkeiten gefordert wird. Weiterhin kann
das Wischerlager bevorzugt bei Prototypen eingesetzt werden. Ebenso
denkbar ist die Ausstattung von Nutzfahrzeugen mit dem erfindungsgemäßen Wischerlager,
da das Wischerlager eine Anpassung an den jeweiligen Fahrzeugtyp
erlaubt, wodurch es möglich
ist, Universalwischsysteme vorzusehen. Die Anwendung des Wischerlagers ist
jedoch nicht auf Kleinserien etc. beschränkt, sondern es kann auch bei
Großserien
Einsatz finden.
-
Es
ist denkbar, das Wischerlager derart auszubilden, dass eine nur
zweidimensionale Verstellung der Welle relativ zu der Basis (Neigungsrichtung oder
Neigungswinkel) möglich
ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Relativlage der
Welle zu der Basis in drei Dimensionen (Neigungsrichtung und Neigungswinkel)
verändert
werden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn die die Lagerhülse durchsetzende
Welle durch eine Öffnung
in der Basis mit Spiel hindurchgeführt ist. Eine derartige Anordnung
erlaubt den Antrieb des Wischerlagers im Innern der Fahrzeugkarosserie
unterzubringen.
-
In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die
Einstelleinrichtung ein Keilscheibengelenk umfasst, mittels dem
die Winkellage der Welle veränderbar
ist. Das Keilscheibengelenk umfasst mindestens zwei Keil scheiben,
wobei die Keilscheiben, insbesondere mit identischen Keilwinkeln,
relativ zueinander sowie relativ zu der Basis verdrehbar sind, wodurch
eine dreidimensionale Winkelverstellung möglich ist. Werden zwei gegeneinander
verdrehbare Keilscheiben vorgesehen, so beträgt der maximal einstellbare
Winkelbereich dem doppelten Keilwinkel.
-
Dabei
ist eine Ausführungsform
bevorzugt, bei der sich eine erste Keilscheibe unmittelbar, insbesondere
mit einer parallel zur Basis verlaufenden Unterseite an der Basis
abstützend
angeordnet ist.
-
Von
Vorteil ist es, wenn die auf der ersten Keilscheibe verdrehbare
zweite Keilscheibe mit der Lagerhülse wirkverbunden, also einstückig mit
dieser ausgebildet oder an dieser festgelegt ist. Durch ein Verdrehen
zumindest einer der Keilscheiben relativ zu der Basis kann somit
die Lagerhülse
mit der darin aufgenommenen Welle relativ zu der Basis ausgelenkt
und damit der Neigungswinkel der Welle relativ zu der Basis eingestellt
werden. Werden beide Keilscheiben (unterschiedlich weit) verdreht, ändert sich zusätzlich zu
dem Neigungswinkel die Neigungsrichtung. Damit die eingestellte
Winkellage fixiert werden kann, ist in Ausgestaltung der Erfindung
in jeder Keilscheibe ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Langloch
vorgesehen, wobei sich die beiden Langlöcher zumindest abschnittsweise überlappen,
so dass durch sie hindurch eine Befestigungsschraube geführt werden
kann, die die Keilscheiben in ihrer Relativposition in axialer Richtung
mit der Basis verspannt. Bevorzugt sind etwa drei gleichmäßig über den
Umfang der Keilscheiben verteilte Langlochpaarungen mit jeweils
mindestens einer Befestigungsschraube vorgesehen.
-
Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Einstelleinrichtung
ein Kugelgelenk umfasst, also ein Gelenk, mit zwei ineinandergreifenden,
abschnittsweise sphärisch
geformten Gelenkteilen, die bevorzugt in alle Richtungen gegeneinander
verdrehbar sind, so dass auch mit dieser Ausführungsform eine rotatorische
Einstellung der Winkellage der Welle relativ zu der Basis in drei
Dimensionen möglich
ist. Dabei ist ein erster Gelenkteil (Kugel oder Pfanne) mit der
Basis wirkverbunden, das heißt
an dieser festgelegt oder einstückig
mit dieser ausgebildet, wohingegen das zweite Gelenkteil (Pfanne
oder Kugel) bevorzugt mit der Lagerhülse der Wischerwelle verbunden oder
einstückig
mit dieser ausgebildet ist, so dass die Lagerhülse gemeinsam mit der Welle
relativ zu dem ersten Gelenkteil und damit relativ zu der Basis
verstellbar ist.
-
Zur
Festlegung einer einmal eingestellten Relativposition der Gelenkteile
zueinander ist bevorzugt eine Mutter vorgesehen, die auf einem Außengewinde
der Lagerhülse
verdrehbar ist, wobei mit der Mutter die beiden Gelenkteile gegeneinander
verspannbar sind.
-
Bevorzugt
ist dabei eine Ausführungsform, bei
der die Mutter eine zur Rückseite
des ersten Gelenkteils formkongruente, insbesondere sphärische Ausformung
aufweist, um eine möglichst
große
Anlagefläche
bereitzustellen.
-
Es
ist von Vorteil, wenn das Wischerlager derart konfiguriert ist,
dass das zweite Gelenkteil mit einer sphärischen Außenseite an einer sphärischen Innenseite
des ersten Gelenkteils anliegt, wodurch die Fixiermutter auf der
Außen seite
(Rückseite)
des ersten Gelenkteils angeordnet und damit besonders gut zugänglich ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in:
-
1:
eine perspektivische Ansicht eines Wischerlagers mit einer als Keilscheibengelenk
ausgebildeten Einstelleinrichtung,
-
2:
eine geschnittene Darstellung eines Wischerlagers mit einer als
Keilscheibengelenk ausgebildeten Einstelleinrichtung, wobei an der
Welle einenends ein Wischerarm und anderenends ein Antrieb angreift,
-
3:
eine perspektivische Ansicht eines Wischerlagers mit einer als Kugelgelenk
ausgebildeten Einstelleinrichtung und
-
4:
eine geschnittene Ansicht eines Wischerlagers mit als Kugelgelenk
ausgebildeter Einstelleinrichtung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In
den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
In
den 1 und 2 ist ein Wischerlager 1 für eine Scheibenwischervorrichtung
eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Das Wischerlager 1 umfasst
eine Basis 2, die Teil der Karosserie eines Fahrzeugs ist oder
mit der Fahrzeugkarosserie verbindbar ist.
-
Eine
in 2 gezeigte kreisrunde Öffnung 3 innerhalb
der Basis 2 ist von einer Lagerhülse 4, in der verdrehbar
eine Welle 5 aufgenommen ist, mit Radialspiel durchsetzt.
Das in der Zeichnungsebene obere freie Ende 6 der Welle 5 weist
einen Aufnahmeabschnitt 7 zur Festlegung eines Wischerarms 8 auf.
An dem dem oberen freien Ende 6 gegenüberliegenden freien Ende 9 der
Welle 5 ist ein Befestigungsabschnitt 10 zur Festlegung
eines an sich bekannten Antriebs 11 vorgesehen. Wie sich
aus 2 ergibt, weist der Antrieb 11 einen
Elektromotor 12 mit einem Getriebe 13 auf, das über zwei
mittels einer Kurbelstange 14 verbundenen Kurbelgetrieben 15, 16 einer
Pendelbewegung auf die konzentrisch in der Lagerhülse 4 angeordnete
Welle und somit auf den Wischerarm 8 mit Wischblatt überträgt.
-
Auf
der Oberseite 17 der Basis 2 liegt eine erste
Keilscheibe 18 mit einem Keilwinkel α auf. Unmittelbar auf der ersten
Keilscheibe 18 ist eine zweite Keilscheibe mit identischem,
gegenläufigen
Keilwinkel angeordnet, wobei die zweite Keilscheibe 19 von einem
radial äußeren Ringabschnitt 20 der
Lagerhülse 4 gebildet
ist. Durch Verdrehen der Keilscheiben 18, 19 relativ
zueinander verändert
sich der Winkel β zwischen
der Basis 2 und der Längsachse 21 der Welle 5 sowie
die Neigungsrichtung der Welle 5. Zur Fixierung der beiden
Keilscheiben 18, 19 an der Basis 2 und
somit zur Festlegung des durch Verdrehen der Keilscheiben 18, 19 eingestellten
Winkels β und der
Neigungsrichtung sind in jeder Keilscheibe 3 in Umfangsrichtung
beabstandete Langlöcher
vorgesehen, wobei jeweils ein Langlochpaar von einer Befestigungsschraube 23 durchsetzt
ist, und die Befestigungsschraube 23 die beiden Keilscheiben 18, 19 mittels
einer Mutter 24 gegen die Basis 2 verspannt. Dabei
ist jede Befestigungsscheibe 23 durch jeweils ein Loch 25 in
der Basis 2 geführt.
-
In
den 3 und 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel
gezeigt, bei dem die Einstelleinrichtung nicht als Keilscheibengelenk
sondern als Kugelgelenk ausgebildet ist, wobei unter Kugelgelenk
Gelenke mit zumindest abschnittsweise sphärisch ausgebildeten Wirkflächen verstanden
werden.
-
Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Wischerwelle 5 mit ihrer Längsachse 21 in einer
Lagerhülse 4 angeordnet,
wobei die Lagerhülse 4 eine Öffnung 3 in
der Basis 2 durchsetzend angeordnet ist. Die Basis 2 ist
mittels mehrerer über
den Umfang verteilter Schrauben 26 an einer Fahrzeugkarosserie befestigbar.
Im Gegensatz zu dem in den 1 und 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist die Basis 2 nicht eben ausgebildet, sondern weist in
einem mittleren Abschnitt einen Hohlzylinderabschnitt 27 auf, der
in einen sphärisch
gewölbten
Abschnitt 28 mit der zentrischen Öffnung 3 übergeht.
Der sphärisch
gewölbte
Abschnitt 28 bildet ein erstes Gelenkteil 29 (Pfanne
der Einstelleinrichtung).
-
An
einer konkaven Innenseite 30 des ersten Gelenkteils 29 liegt
eine konvexe Außenseite
eines zweiten Gelenkteils 32 unmittelbar an, wobei das zweite
Gelenkteil 32 von einem radialen Außenringabschnitt 33 der
Lagerhülse 4 gebildet
ist. Durch Verstellen der Lagerhülse 4 mit
dem zweiten Gelenkteil 32 relativ zu der Basis 2 mit
dem ersten Gelenkteil 29 kann der Winkel β zwischen
der Längsachse 21 und
der Basis 2, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 in
jeder Neigungsrichtung variiert werden, wobei der marginale Auslenkwinkel
allseitig von dem eine umlaufende Anschlagfläche 34 bildenden Rand 35 der Öffnung 3 begrenzt wird.
-
Zur
Fixierung der einmal eingestellten Relativlage ist eine Kugelmutter 36 vorgesehen,
die von außen
auf ein Außengewinde 37 der
Lagerhülse 4 geschraubt
ist und mit einem konkav gewölbten
Innenabschnitt 38 auf der konvex geneigten Außenseite 39 des
ersten Gelenkteils 29 aufliegt und gegen diese in axialer
Richtung verschraubt ist, wobei das zweite Gelenkteil 32 mit
seiner konvexen Außenseite 31 gegen
die konkave Innenseite 30 des ersten Gelenkteils 29 verspannt
ist.