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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenwischeinrichtung für zumindest eine Scheibe, vorzugsweise für eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, die insbesondere zum Lösen und Beseitigen von Anhaftungen an der Scheibe ausgebildet ist.
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Hintergrund
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Scheibenwischeinrichtungen, gehören zur Grundausstattung eines Kraftfahrzeuges. Sie weisen zumeist einen, schwenkbar unterhalb der Frontscheibe angelenkten Wischarm auf, der in einer Pendelbewegung ein auf der Scheibenaußenfläche aufliegendes Wischblatt, etwa zum Beseitigen von Regentropfen und Nässe sowie von Verschmutzungen hin und her bewegt.
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Zur Vergrößerung des effektiven Wischfeldes ist beispielsweise aus der
DE 24 17 128 C2 eine Wischanlage zum Reinigen von Scheiben bei Kraftfahrzeugen bekannt, bei welcher das Wischblatt während der Pendelbewegung in. radiale Richtung verschoben wird, und zwar so, dass sein äußeres Ende am weitesten vom Drehpunkt entfernt ist, sobald eine wischarmseitige Führung in Richtung auf die Ecken der Windschutzscheibe zeigt.
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In einer Umkehr- bzw. Ablagestellung in der Mittelstellung ist das äußerste Ende des Wischblatts dagegen weit weniger vom Drehpunkt entfernt. Die Verschiebebewegung eines mit dem Wischblatt verbundenen Gleitstücks wird hierbei ferner aus der Pendelbewegung der Führung abgeleitet. Auch kann das Gleitstück während einer Pendelbewegung des Wischarms ggf. mehrmals in dem Schieber hin und her bewegt werden.
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Bei einer verschmutzten oder zumindest leicht vereisten Frontscheibe, etwa wenn Vogelkot auf der Scheibe anhaftet, kann es mitunter sogar von Nachteil sein, die Scheibenwischeinrichtung zu betätigen, da solche Verschmutzungen oder Anhaftungen durch die Pendelbewegung des Wischarms über die Scheibenfläche verschmiert und verteilt werden. Auch erweist es sich in der Praxis nur bedingt als empfehlenswert, die Scheibenwischeinrichtung zur Unterstützung eines Enteisungsvorgangs einzuschalten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Scheibenwischeinrichtung für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die eine möglichst einfache und verbesserte Reinigung der Fahrzeugscheibe ermöglicht und die dazu ausgebildet ist, etwaige, mitunter auch hartnäckige Anhaftungen auf der Scheibe besonders schnell, zuverlässig und leicht zu entfernen.
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Erfindung
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Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels einer Scheibenwischeinrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Die Scheibenwischeinrichtung ist für zumindest eine Scheibe eines Kraftfahrzeuges, bevorzugt für die Front- oder Windschutzscheibe ausgebildet. Sie weist zumindest einen, eine periodische Wischbewegung ausführenden Wischarm auf, welcher eine mit einem Antrieb gekoppelte Führung für das Wischblatt aufweist. Die Führung ist vorzugsweise integraler Bestandteil des Wischarms und befindet sich an einem dem Antrieb zugeordneten und/oder zugewandten Wischarmbereich, bevorzugt im Bereich der Anlenkung des Wischarms an den Antrieb.
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Die Scheibenwischeinrichtung weist ferner wenigstens ein, ebenfalls am Wischarm angeordnetes Wischblatt auf. Dieses ist entlang seiner Längsrichtung verschiebbar an oder in der Führung des Wischarms gelagert. Des Weiteren sind Verschiebemittel zum oszillierenden Verschieben des Wischblatts relativ zur Führung vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, das Wischblatt, bezogen auf die periodische Bewegung des Wischarms zumindest mit der fünffachen Frequenz zu bewegen.
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Bei einem schwenkbar gelagerten Wischarm ist insbesondere vorgesehen, dass die Verschiebemittel eine radial bzw. längs ausgerichtete oszillierende Bewegung auf das Wischblatt ausüben. Die Frequenz, mit welcher das Wischblatt in Wischblattlängsrichtung bzw. in Wischarmlängsrichtung oszilliert, ist hierbei um ein Vielfaches, zumindest um das Fünffache größer als die Frequenz, mit welcher etwa der Wischarm eine pendelnde Bewegung zum Überstreichen der Scheibenfläche vollzieht.
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Durch jene Oszillationsbewegung kann ein verbessertes Lösen von Anhaftungen an der Scheibe, etwa von Schmutz, Vogelkot als auch von Eis und Schnee erfolgen, da eine an der Scheibe zur Anlage gelangende Gummilippe des Wischblattes nicht nur in Richtung des Wischarmes, sondern auch senkrecht hierzu, quasi in einer sägenden Bewegung über die Scheibenoberfläche streift. Insbesondere bei leicht vereisten Scheiben kann jene, etwa in Radialrichtung des Wischarms gerichtete oszillierende Bewegung, des Wischblattes ein zügiges und wirkungsvolles Befreien der Scheibe von Eis oder Reif unterstützen.
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Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Frequenz der Oszillation des Wischblatts gegenüber der Führung bzw. gegenüber der fahrzeugseitigen Anlenkung des Wischarms zumindest das 10-Fache, bevorzugt das 20-Fache, das 50-Fache oder sogar das 100-Fache der Frequenz der Wischarmbewegung selbst. Es kann hierbei ferner vorgesehen werden, dass die Oszillationsfrequenz des Wischblattes sogar mehr als das 100-Fache der Frequenz der Wischarmbewegung beträgt. Generell gilt hierbei, dass mit steigender Frequenz die Amplitude der Wischblattoszillation abnimmt.
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Der Wischarm und seine Führung sind nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung entweder schwenkbar oder translatorisch verschiebbar mit dem Antrieb gekoppelt. Die erfindungsgemäße Oszillation des Wischblatts ist insoweit bei sämtlichen handelsüblichen Scheibenwischeinrichtungen implementierbar. Das in seiner Längsrichtung oszillierende Wischblatt kann sowohl in einen eine Pendelbewegung ausführenden Wischarm, als auch in einen sogenannten Linearwischer implementiert werden, der beispielsweise entlang einer Schiene längsverschieblich geführt und über die Fläche einer Fahrzeugscheibe hinwegbewegt wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen werden, die Oszillationsbewegung des Wischblattes aus der periodischen Schwenk- oder Translationsbewegung des Wischarms abzuleiten. Insoweit ist die Oszillationsbewegung des Wischblattes gegenüber der Führung mit der Schwenkbewegung des Wischarms starr gekoppelt. Die mechanische Kopplung von Oszillationsmitteln und Wischarm bzw. Wischarmantrieb legt hierbei das Schwingungs- bzw. Frequenzverhältnis von Wischblattoszillation zu Wischarmbewegung fest.
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Von Vorteil und unabhängig von einer gekoppelten oder entkoppelten Konfiguration von Wischblattoszillation und Wischarmbewegung ist an der Führung ein mit dem Wischblatt verbundenes Gleitstück in Längsrichtung verschiebbar geführt. Die Verschiebemittel sind hierbei ferner dazu ausgebildet, eine oszillierende Längsverschiebung von Gleitstück und Führung relativ zueinander anzutreiben.
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Die Verschiebemittel können hierbei beispielsweise sowohl am Gleitstück als auch an der Führung fest angebunden sein und derart miteinander Wechselwirken, dass bei einer Pendelbewegung oder Verschiebebewegung des Wischarms eine in Längsrichtung des Wischblatts oder des Wischarms gerichtete Bewegungskomponente auf das Gleitstück und somit auf das Wischblatt übertragen wird.
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Bevorzugt können das Gleitstück und die Führung über eine Rückholfeder miteinander gekoppelt sein. Die Rückholfeder, welche beispielsweise bevorzugt als Zugfeder ausgebildet ist, verhindert beispielsweise ein selbsttätiges oder unbeabsichtigtes Verschieben von Gleitstück und Führung relativ zueinander. Ferner können durch Implementierung einer Rückholfeder die Verschiebemittel derart ausgebildet werden, dass sie beispielsweise lediglich unidirektional auf das Gleitstück einwirken, indem sie etwa bei einer Pendelbewegung des Wischarms eine unidirektionale, stets radial nach außen gerichtete Verschiebekraft auf das Gleitstück ausüben.
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Von Vorteil ist hierbei nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass am Gleitstück zumindest ein Gegennocken angeordnet ist, welcher bei einer Wischbewegung eines Wischarms mit mehreren, ortsfest entlang der Wischrichtung angeordneten Nocken kämmt und aus der Wischbewegung eine in Längsrichtung des Wischarms gerichtete Oszillationsbewegung für das Wischblatt ableitet. Die Wechselwirkung von Nocken und Gegennocken ist hierbei bevorzugt derart, dass sich beispielsweise karosserieseitig mehrere parallel zur Schwenkachse des Wischarms erstreckende und in einer Kurvenbahn entlang angeordnete Nocken vorgesehen sind, wobei die Kurvenbahn bevorzugt bezüglich eines Mittelpunktes definiert ist der mit der Schwenkachse zusammenfällt.
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Der am Gleitstück ausgebildete Gegennocken weist beispielsweise eine oder mehrere Schrägflächen auf, sodass beim Aufeinandertreffen von Nocken und Gegennocken im Zuge einer Pendelbewegung des Wischarms der Gegennocken eine in Längsrichtung des Wischarms gerichtete Ausweichbewegung vollzieht, der zu Folge das mit dem Gleitstück verbundene Wischblatt radial nach außen ausgelenkt wird.
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Bevorzugt ist hierbei eine entlang einer Kreisbahn äquidistante Anordnung von Nocken in einem vorgegebenen radialen Abstand zur Schwenkachse des Wischarms vorgesehen.
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Das Ableiten einer Oszillationsbewegung des Wischblattes oder des Gleitstücks aus der Pendelbewegung des Wischarms kann universell, sowohl bei einem Pendelwischer als auch bei einem Linearwischer implementiert werden. Bei einem Linearwischer wären die einzelnen Nocken z. B. entlang der Verfahrstrecke des Wischblattes anzuordnen.
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Unabhängig hiervon und nach einer weiteren Ausgestaltung kann ferner vorgesehen werden, dass die Verschiebemittel dazu ausgebildet sind, das Wischblatt zu einer Oszillationsbewegung in Längsrichtung anzuregen, die von der Pendel- oder Verschiebebewegung des Wischarms entkoppelt ist. Pendelbewegung des Wischarms und Oszillationsbewegung des Wischblattes wären hierbei zueinander unkorreliert.
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Dies ermöglicht eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebsmodi der Scheibenwischeinrichtung. So können die Verschiebemittel unabhängig vom Betrieb der Scheibenwischeinrichtung aktiviert werden. Der Anwender kann somit etwa bei eingeschaltetem Scheibenwischer frei wählen, ob das Wischblatt eine zusätzliche, in Längsrichtung ausgerichtete Verschiebe- bzw. Oszillationsbewegung vollzieht.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung hiervon ist vorgesehen, dass das Gleitstück über einen vom Antrieb des Wischarms entkoppelten Kurbeltrieb oszillierend an der Führung gelagert ist. Der Kurbeltrieb ist hierbei bevorzugt vom Antrieb des Wischarms entkoppelt. Es wäre aber auch eine mechanische Kopplung von Kurbeltrieb und Antrieb des Wischarms grundsätzlich denkbar. Der Kurbeltrieb kann in bevorzugter Ausgestaltung jedoch separat und unabhängig vom Antrieb des Wischarms aktiviert werden, sodass die Oszillationsbewegung des Wischblattes vollkommen unabhängig und mit weitaus höherer Frequenz als die Pendelbewegung des Wischarms erfolgen kann.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Gleitstück und die Führung mittels zweier magnetisch miteinander wechselwirkender Magnetelemente zueinander oszillierend bewegbar sind. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, das Gleitstück mit wenigstens einem, bevorzugt mit einem Permanentmagneten zu versehen und an der Führung einen Elektromagneten anzuordnen, der mit einer Wechselspannung zu beaufschlagen ist.
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Das dementsprechend erzeugbare magnetische Wechselfeld kann sodann eine Druck- als auch Zugkraft auf das Gleitstück ausüben und eine bidirektionale Oszillations-Anregung für das Gleitstück und das Wischblatt bereitstellen. In bevorzugter Ausgestaltung ist hierbei ferner eine mechanische Endlagenfixierung oder Auszugsbegrenzung für das Gleitstück vorzusehen, damit ein Herausfallen des Gleitstücks, aus der Führung etwa bei abgeschaltetem Elektromagneten verhindert werden kann.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Amplitude der Oszillationsbewegung des Wischblatts gegenüber der Führung weniger als 2 cm, vorzugsweise weniger als 1 cm und höchst vorzugsweise sogar weniger als 5 mm beträgt. Grundsätzlich kann hierbei vorgesehen werden, den Hub der Oszillation mit der Oszillationsfrequenz des Wischblattes zu koppeln. Bevorzugt ist die Amplitude bzw. der Hub des Wischblattes mit zunehmender Frequenz stetig zu verringern, um der Massenträgheit des Gleitstücks und des daran angeordneten Wischblattes Rechnung zu tragen. Oszillationsfrequenz und Oszillationsamplitude des Wischblattes verhalten sich z. B. reziprok proportional zueinander.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, die Frequenz und/oder die Amplitude der Oszillation des Wischblattes gegenüber der Führung variabel einzustellen. Die Oszillationsgeschwindigkeit des Wischblattes gegenüber der Führung kann somit verändert werden und ggf. an die Art und Weise der Verschmutzung individuell angepasst und dementsprechend optimiert werden.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, welches eine beschriebene Scheibenwischeinrichtung mit einem in Längsrichtung oszillierbar antreibbaren Wischblatt bzw. Gleitstück aufweist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Scheibenwischeinrichtung,
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2 einen Querschnitt durch die Scheibenwischeinrichtung gemäß 1 und
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3 eine mechanische Kopplung von Wischblatt-Oszillation und Wischarm-Pendelbewegung,
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4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels mit einem Kurbeltrieb und
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5 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen, insbesondere elektromagnetischen Oszillationsantriebs für das Wischblatt.
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In 1 ist in schematischer Darstellung eine Scheibenwischeinrichtung 10 mit zwei schwenkbar gelagerten, jeweils eine Pendelbewegung ausführenden Wischarmen 12 gezeigt, die mit an ihren freien und dem Anlenkpunkt 18 abgewandten Ende über einen hier nicht näher dargestellten Wischbereich der Scheibe 11 bewegbar sind. Am freien Ende des Wischarms 12 ist jeweils zumindest ein Wischblatt 16 angeordnet, welches über die Scheibenoberfläche streift. Jedes der Wischblätter 16 weist typischerweise ein oder mehrere Gummilippen auf, welche an der Scheibenoberfläche anliegen.
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Die Wischarme 12 sind über einen hier nicht näher dargestellten Antrieb 22 pendelnd um eine Schwenk- oder Pendelachse 18 bewegbar, um somit weite Teile der Scheibe 11 zu überstreichen.
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Zusätzlich zur Schwenkbewegung, welche durch die Länge der Wischarme 12 und deren Anlenkung an der Schwenk- bzw. Pendelachse 18 vorgegeben ist, ist eine Oszillation des Wischblattes 16 in Wischblatt- bzw. Wischarm-Längsrichtung vorgesehen. Das heißt im Betrieb der Scheibenwischeinrichtung 10 oszilliert das Wischblatt in Radialrichtung bezogen auf die Schwenk- oder Pendelachse 18.
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Die Frequenz jener Wischblatt-Oszillationsbewegung ist hierbei zumindest fünffach gegenüber der Frequenz der Pendelbewegung des Wischarms 12 erhöht. Insoweit vollführt das Wischblatt 16, in Radialrichtung gesehen, eine Art sägende Oszillations- oder Zickzackbewegung, die selbst ein Lösen von hartnäckigen Anhaftungen an der Scheibenoberfläche, etwa von Vogelkot oder leichten Vereisungen, verbessert und insbesondere beschleunigt.
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In der Zusammenschau der 2 und 3 ist eine mechanische Kopplung der Wischblattoszillation und der Schwenkbewegung des Wischarms 12 verdeutlicht. Radial beabstandet von der Schwenkachse 18 ist eine Steuerscheibe 20 etwa um den Antrieb 22 herum angeordnet. In Umfangsrichtung der Schwenkbewegung des Wischarms 12 sind äquidistant angeordnete Nocken 26 an der Steuerscheibe 20 vorgesehen, welche sich im Wesentlichen parallel zur Schwenkachse 18 und somit senkrecht zur Längserstreckung des Wischarms 12 erstrecken.
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Der Wischarm 12 weist im Bereich seiner Anlenkung an die Schwenk- oder Pendelachse 18 eine Führung 14, etwa in Form einer Führungshülse auf, in welcher ein Gleitstück 24 längsverschieblich gelagert ist. An dem Gleitstück 24 ragt ein Gegennocken 28 in die Ebene der Nocken 26. Die Nocken 26 weisen eine etwa kreisrunde Struktur auf, während der Gegennocken 28 zwei Schrägflächen an seinem freien, in die Zwischenräume der Nocken 26 hineinragenden Ende aufweist. Mit dem Gleitstück 24 ist das Wischblatt 16 fest verbunden, sodass eine Oszillationsbewegung des Gleitstücks 24 unmittelbar auf das Wischblatt 16 übertragen wird.
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Bei einer Aktivierung des Antriebs 22 vollzieht der Wischarm 12 eine pendelnde Teil-Kreisbewegung, der zu Folge der Gegennocken 28 an den Nocken 26 kämmt und aufgrund seiner Schrägfläche eine radial nach außen gerichtete Ausweichbewegung auf das Gleitstück 24 und auf das mit dem Gleitstück 24 verbundene Wischblatt 16 überträgt. Als Folge hiervon wird das Gleitstück 24 zusammen mit dem Wischblatt 16 radial nach außen ausgelenkt. Sobald der Gegennocken 28 in den Zwischenraum zwischen zwei Nocken 26 eintaucht, wird das Gleitstück 24 unter Einwirkung der Rückholfeder 25 wieder radial nach innen bewegt.
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Die Pendelbewegung des Wischarms 12 initiiert somit eine in Längsrichtung des Wischarms 12 gerichtete und von dessen Pendelbewegung abgeleitete Oszillationsbewegung des Gleitstücks 24, mithin des Wischblattes 16.
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In den 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, bei welchen die Oszillationsbewegung des Gleitstücks 24 vollkommen unabhängig und unkorreliert zur Schwenkbewegung des Wischarms 32, 42 erfolgen kann. In der Ausgestaltung gemäß 4 ist das Gleitstück 24 über einen Kurbeltrieb 34, 36 gleitverschieblich in der Führungshülse 14 gelagert. Die Kurbelscheibe 34 kann hierbei etwa von einem separaten Elektromotor angetrieben werden, der autark und unabhängig vom Antrieb 22 des Wischarms 32 aktiviert bzw. deaktiviert werden kann.
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Die Drehbewegung der Kurbelscheibe 34 wird über die radial außen an der Kurbelscheibe 34 angelenkte Kurbelstange 36 in eine oszillierende längsverschiebliche Bewegung des Gleitstücks 24 und somit des Wischblatts 16 übertragen.
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5 skizziert eine weitere Ausgestaltung, bei welcher der Wischarm 42 vergleichbar den Ausgestaltungen der 2 und 4 ebenfalls zweiteilig mit einer Führungshülse 14 und einem Gleitstück 24 ausgebildet ist. An dem der Schwenkachse 18 zugewandten und der Wischblattaufhängung 16 abgewandten Endabschnitt des Gleitstücks 24 ist hier ein Dauermagnet 46 angeordnet, der mit einem vorzugsweise fest in der Führungshülse 14 angeordneten Elektromagneten 44 magnetisch wechselwirkt, sobald der Elektromagnet 44 mit einem oszillierenden Wechselfeld beaufschlagt wird.
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Je nach vorherrschender Polung des Elektromagneten 44 übt dieser eine Zug- oder Druckkraft auf den Dauermagneten 46 aus, der zu Folge das Gleitstück 24 eine Oszillationsbewegung vollzieht. Als besonders vorteilhaft bei der Ausgestaltung gemäß 5 erweist es sich, dass mit der induktiven bzw. elektromagnetischen bzw. elektromechanischen Kopplung von Führung 14 und Gleitstück 24 mit vergleichsweise geringem konstrukiven Aufwand recht hohe Oszillationsfrequenzen im Bereich von 50 Hz, 100 Hz und darüber hinaus verwirklicht werden können.
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Auch erweist es sich bei den Ausgestaltungen gemäß der 4 und 5 von Vorteil, dass die Oszillationsfrequenz des Wischblattes 16 unabhängig von der Pendelbewegung des Wischarms 12 eingestellt und ggf. auch modifiziert werden kann.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibenwischeinrichtung
- 11
- Scheibe
- 12
- Wischarm
- 14
- Führung
- 16
- Wischblatt
- 18
- Schwenkachse
- 20
- Steuerscheibe
- 22
- Antrieb
- 24
- Gleitstück
- 25
- Rückholfeder
- 26
- Nocken
- 28
- Gegennocken
- 32
- Wischarm
- 34
- Kurbelscheibe
- 36
- Kurbelstange
- 42
- Wischarm
- 44
- Elektromagnet
- 46
- Permanentmagnet
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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