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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung, insbesondere für eine Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und Anspruch 8.
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Bekannt sind Antriebseinrichtungen, welche in Scheibenwischvorrichtungen in Kraftfahrzeugen zum Wischen der Fahrzeugscheiben eingesetzt werden. Die Antriebseinrichtungen umfassen einen elektrischen Antriebsmotor sowie ein nachgeschaltetes Getriebe in einem Getriebegehäuse, über das eine Abtriebswelle antreibbar ist, die drehbar im Gehäuse gelagert ist. An der Abtriebswelle ist ein Wischarm mit einem Wischblatt befestigt, das auf der zu reinigenden Fahrzeugscheibe aufliegt. Über die Antriebseinrichtung werden die Abtriebswelle und der Wischarm in eine pendelnde Drehbewegung versetzt.
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Die Abtriebswelle ist in einer Lagerausnehmung im Gehäuse drehbar gelagert, wobei eine Lagerbuchse in die Lagerausnehmung eingesetzt ist, welche eine Lagerstelle für die durch die Lagerbuchse hindurchragende Antriebswelle bildet. Die Bewegungsübertragung von der Ankerwelle des Antriebsmotors auf die Abtriebswelle erfolgt mithilfe eines Zahnrades, das fest auf der Abtriebswelle aufsitzt. Bei der Montage ist darauf zu achten, dass Toleranzen bzw. Bewegungsspiele in der Übertragungskette von Ankerwelle, Zahnrad und Abtriebswelle ein zulässiges Maß nicht überschreiten. Über eine geeignete Wahl der Lagerbuchse kann zumindest teilweise eine Korrektur von Einbautoleranzen erreicht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine kompakt bauende Antriebseinrichtung mit hohem Wirkungsgrad und langer Betriebsdauer auszubilden. Darüber hinaus soll eine Scheibenwischanlage mit solch einer Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 und 8 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wird vorzugsweise für Scheibenwischvorrichtungen in Fahrzeugen eingesetzt, beispielsweise zum Wischen der Frontscheibe oder Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Antriebseinrichtung umfasst einen Antriebsmotor sowie in einem Gehäuse eine Getriebeeinheit, über die die Drehbewegung des Antriebsmotors auf eine Abtriebswelle übertragen wird, welche mit einem Wischarm der Scheibenwischvorrichtung verbunden ist. Die Getriebeeinheit besteht beispielsweise aus der Ankerwelle des Antriebsmotors bzw. einer Schnecke auf der Ankerwelle und einem mit der Abtriebswelle verbundenen Zahnrad, das mit der Schnecke auf der Ankerwelle kämmt.
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Zur Lagerung der Abtriebswelle im Gehäuse der Antriebseinrichtung ist eine Lagerbuchse in einer Lagerausnehmung im Gehäuse aufgenommen. Die Abtriebswelle ist durch die Lagerbuchse hindurchgeführt. Die Lagerbuchse bildet hierbei eine erste Lagerstelle für die Abtriebswelle.
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Des Weiteren ist erfindungsgemäß eine zweite Lagerstelle zur Lagerung der Abtriebswelle im Gehäuse vorgesehen, wobei die erste Lagerstelle und die zweite Lagerstelle sich axial auf gegenüberliegenden Seiten des mit der Abtriebswelle verbundenen Zahnrads befinden.
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Diese Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Zum einen ist auf die axiale Länge der Abtriebswelle gesehen eine ausreichende Abstützung im Gehäuse der Antriebseinrichtung gegeben. Die Abstützung erfolgt über zwei axial beabstandete Lagerstellen, so dass trotz der im Betrieb auftretenden Kräfte und Momente, welche auf die Abtriebswelle wirken, auch über einen langen Betriebszeitraum eine im zumindest Wesentlichen spielfreie Lagerung der Abtriebswelle gegeben ist.
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Zum andern kann eine klein bauende Ausführung erreicht werden, da der Bauraum in Gehäuse in optimaler Weise ausgenutzt wird. Das mit der Abtriebswelle drehfest verbundene Zahnrad, über das die Drehbewegung des Antriebsmotors auf die Abtriebswelle übertragen wird, befindet sich ebenfalls innerhalb des Gehäuses, wobei an der axialen Stirnseite des Zahnrades, die der ersten Lagerstelle abgewandt ist, im Gehäuse ein freier Bauraum angeordnet ist, welcher für die Aufnahme der zweiten Lagerstelle genutzt wird. Leerräume im Getriebegehäuse können dadurch vermieden werden.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass jede der beiden Lagerstellen mit einer verhältnismäßig kurzen axialen Länge ausgebildet sein kann, ohne dass dies auf Kosten einer präzisen Lagerung der Abtriebswelle geht. So ist es insbesondere möglich, die Lagerbuchse, in der die Abtriebswelle aufgenommen ist und die die erste Lagerstelle bildet, mit einer kurzen axialen Länge zu versehen. Auch die zweite Lagerstelle kann eine reduzierte axiale Länge aufweisen.
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Die zweite Lagerstelle ist vorteilhafterweise von einem Lagerring zur Aufnahme und Lagerung der Abtriebswelle gebildet. Der Lagerring kann Teil eines Lagerschilds sein, der mehrere, beispielsweise drei sich vom Lagerring radial nach außen erstreckende Stützstege aufweist, über deren radial außen liegende Stirnseiten der Lagerschild an der Innenwandung einer Aufnahmeöffnung im Gehäuse abgestützt ist. Die Verbindung der Stege zum aufnehmenden Gehäuse erfolgt über Schraub- oder Steck- bzw. Clip-Verbindungen.
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Es kann zweckmäßig sein, den Lagerring mit einem Kugellager zu versehen, um eine reibungsarme Drehung der Abtriebswelle zu ermöglichen, die in dem Lagerring aufgenommen ist. Im Falle einer Ausführung des Lagerrings als Sinterbuchse ist diese zweckmäßigerweise mit einem reibungsarmen Material beschichtet, beispielsweise mit Teflon. Auch die erste Lagerstelle kann mit einer Teflonbeschichtung versehen sein, insbesondere in der Ausführung als Sinterbuchse.
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Des Weiteren ist es möglich, den Lagerring mit einer verhältnismäßig großen radialen Wandstärke zu versehen, wodurch eine große Stirnfläche erreicht wird, über die eine Abstützung am Zahnrad erfolgt. Zugleich dient die Stirnfläche als mechanischer Fettschutz. Gegebenenfalls erstreckt sich der Lagerring radial zwischen der Ausnehmung zur Aufnahme der Abtriebswelle und radial außen liegenden Stützfüßen, über die sich der Lagerschild am Gehäuse abstützt.
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Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, zur Reibungsminderung an der Stirnseite des Lagerrings oder einem sonstigen Abschnitt des Lagerschilds axial überstehende, punktuelle Aufwölbungen vorzusehen, die im zusammengebauten Zustand an der Stirnseite des Zahnrads anliegen. Anstelle von Aufwölbungen können auch in den Lagerring bzw. den Lagerschild eingebrachte, verstemmte Kugeln verwendet werden, um eine punktuelle Gleit- bzw. Rollreibung zu erhalten. In Betracht kommt auch eine Beschichtung der Stirnseite des Lagerrings oder eines sonstigen Abschnitts des Lagerschilds aus reibungsarmem Material wie zum Beispiel Teflon.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist mindestens eine Lagerstelle, vorzugsweise aber beide Lagerstellen von Exzenter-Bauteilen gebildet, was die Möglichkeit eröffnet, eine exakte Ausrichtung der Bauteile der Antriebseinrichtung mit minimalem Spiel durchzuführen. Es ist insbesondere möglich, den Abstand zwischen der Ankerwelle des Antriebsmotors und dem Zahnrad an der Abtriebswelle auf ein gewünschtes Maß einzustellen. Damit können Bauteil- und Einbautoleranzen kompensiert werden. Die Einstellung erfolgt über eine entsprechende Winkellage der Exzenter-Bauteile in der ersten und zweiter Lagerstelle.
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Im Falle der Lagerbuchse, welche die erste Lagerstelle bildet, kommt eine Ausführung als Exzenterbuchse in Betracht, bei der Außenmantel und Innenmantel nicht koaxial verlaufen, sondern um ein Exzentermaß zueinander in Radialrichtung verschoben sind. Je nach Einbau-Winkellage der Exzenterbuchse erhält man dadurch eine radiale Verschiebung der Einbauposition der Abtriebswelle um das Exzentermaß.
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Auch die zweite Lagerstelle ist zweckmäßigerweise von einem Exzenterbauteil gebildet, bei dem es sich vorzugsweise um den Lagerschild in Exzenterbauweise handelt. Der Exzenter-Lagerschild weist zweckmäßigerweise einen Lagerring zur Aufnahme der Abtriebswelle auf sowie mehrere, sich vom Lagerring radial nach außen erstreckende Stützstege, über deren radial außen liegende Stirnseiten der Lagerschild an der Innenwandung einer Aufnahmeöffnung im Gehäuse abgestützt ist. Je nach Drehlage des Exzenter-Lagerschilds erfolgt axial in Höhe der zweiten Lagerstelle in analoger Weise zu der ersten Lagerstelle eine Verschiebung der Abtriebswelle um das Exzentermaß in der eingestellten Radialrichtung.
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Die Drehlage der Exzenter-Bauteile in der ersten und zweiten Lagerstelle ist unabhängig voneinander einstellbar, wodurch eine zusätzliche Einstellmöglichkeit gegeben und im Rahmen der jeweiligen Exzentermaße eine beliebige Einstellung der Lage der Abtriebswelle innerhalb des Gehäuses möglich ist.
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Es kann zweckmäßig sein, für die Exzenter-Bauteile in der ersten und/oder zweiten Lagerstelle diskrete Winkel-Einbaulagen vorzugeben. So ist es beispielsweise zweckmäßig, eine begrenzte Anzahl von Rastpositionen für die Exzenter-Lagerbuchse in der ersten Lagerstelle und/oder den Exzenter-Lagerschild in der zweiten Lagerstelle vorzugeben, was über Rastglieder beispielsweise an der Mantelfläche der Lagerbuchse und an der Innenwand der Lagerausnehmung erreicht wird. Es kann ausreichend sein, beispielsweise für den Exzenter-Lagerschild drei um 120° versetzte Winkelpositionen vorzugeben. Die diskreten Winkelpositionen werden im Fall der ersten Lagerstelle und/oder zweiten Lagerstelle rastschlüssig oder formschlüssig eingestellt. Bei einem Rastschluss ist eine Drehung des Exzenter-Bauteils innerhalb der Lagerausnehmung durch Überwinden eines erhöhten Rastmoments möglich. Bei einem Formschluss muss das Exzenterbauteil in der gewünschten Winkellage in die Lagerausnehmung eingeführt werden.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Scheibenwischvorrichtung in einem Kraftfahrzeug,
- 2 in teilgeschnittener Darstellung eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem daran sich anschließenden Getriebegehäuse, in welchem eine Abtriebswelle zum Antreiben eines Wischerarms drehbar gelagert ist,
- 3 einen Schnitt durch die Antriebseinrichtung im Bereich der Abtriebswelle, mit einer ersten und einer zweiten Lagerstelle diesseits und jenseits eines Zahnrads, über das die Drehbewegung des elektrischen Antriebsmotors auf die Abtriebswelle übertragen wird,
- 4 in verschiedenen Winkellagen ein Exzenter-Lagerschild, welcher die zweite Lagerstelle zur Lagerung der Abtriebswelle bildet.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Scheibenwischvorrichtung 1 dargestellt, die zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe 2 in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, beispielsweise für die Frontscheibe oder die Heckscheibe des Fahrzeugs. Die Scheibenwischvorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinrichtung 3, die einen elektrischen Antriebsmotor und ein Getriebe zur Übertragung der Drehbewegung des elektrischen Motors aufweist. An einer Abtriebwelle der Antriebseinrichtung 3 ist ein Wischerarm 4 mit einem Wischblatt 5 befestigt, das auf der Fahrzeugscheibe 2 aufliegt. Die Antriebseinrichtung führt eine Drehpendelbewegung aus, welche auf den Wischerarm 4 übertragen wird.
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Wie 2 zu entnehmen, umfasst die Antriebseinrichtung 3 einen elektrischen Antriebsmotor 6 sowie eine Getriebeeinrichtung 7 in einem Getriebegehäuse 12. Die Getriebeeinrichtung 7 umfasst eine Schnecke 9 auf der Ankerwelle 8 des elektrischen Antriebsmotors 6 und ein Zahnrad 10, welches fest mit einer Abtriebswelle 11 verbunden ist, die Träger des Wischerarms ist. Die Längsachsen von Ankerwelle 8 einerseits und Zahnrad 10 bzw. Abtriebswelle 11 andererseits verlaufen orthogonal und liegen auf Abstand zueinander.
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Die Abtriebswelle 11 ist in einem Exzenter-Lagerschild 13 aufgenommen, der eine Lagerstelle im Getriebegehäuse für die Abtriebswelle bildet. Der Exzenter-Lagerschild 13 weist einen Lagerring 14 mit einem darin aufgenommenen Kugellager 15 auf, das unmittelbar die Mantelfläche der Abtriebswelle 11 umschließt. Des Weiteren sind drei radial sich nach außen erstreckende Stützstege 16 an dem Lagerring 14 angeformt, über deren radial außen liegende Stirnseiten der Exzenter-Lagerschild 13 in der Aufnahmeöffnung im Getriebegehäuse 12 abgestützt ist. Zur Verbesserung der Stabilität ist ein Stützring 17 vorgesehen, der sich radial zwischen dem innen liegenden Lagerring 14 und den radial außen liegenden Stirnseiten der Stützstege 16 befindet und die Stützstege 16 miteinander verbindet.
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Der Exzenter-Lagerschild 13 ist so aufgebaut, dass ein Außenkreis um die Stützstege 16 einen anderen Mittelpunkt aufweist als der Lagerring 14 bzw. das darin aufgenommene Kugellager 15. Somit ändert sich die radiale Position der Abtriebswelle 11, die im Kugellager 15 aufgenommen ist, in Abhängigkeit der Drehlage des Exzenter-Lagerschilds 13.
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Die freien Stirnseiten der Stützstege 16 sind mit kugelförmigen Verstärkungen versehen, die in korrespondierende Ausnehmungen in der Aufnahmeöffnung im Gehäuse aufgenommen sind. Dadurch ist in Umfangs- bzw. Drehrichtung eine formschlüssige Aufnahme und Halterung des Exzenter-Lagerschilds 13 im Getriebegehäuse 12 gegeben. Die drei Stützstege 16 erstrecken sich in einem 120°-Winkel zueinander. Je nach Drehlage des Exzenter-Lagerschilds 13 im Getriebegehäuse 12 wird die Abtriebswelle 11 um das Exzentermaß des Exzenter-Lagerschilds in die entsprechende radiale Richtung verschoben.
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Anstelle eines Kugellagers 15 kann in den Lagerring 14 auch eine Sinterbuchse eingesetzt bzw. der Lagerring 14 selbst als eine derartige Sinterbuchse ausgeführt sein. Zur Reibungsverminderung ist es zweckmäßig, die Sinterbuchse mit einer reibungsarmen Beschichtung zu versehen, beispielsweise mit einer Teflonbeschichtung.
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Wie der Schnittdarstellung gemäß 3 zu entnehmen, befindet sich der Exzenter-Lagerschild 13 im unten liegenden Bereich der Abtriebswelle 11 auf der einem gerändelten, konusförmigen Abschnitt 11a abgewandten Seite, über den die Abtriebswelle 11 mit dem Wischerarm der Scheibenwirschvorrichtung zu verbinden ist. Der Exzenter-Lagerschild 13 ist koaxial zum Zahnrad 10 angeordnet und liegt stirnseitig am Zahnrad 10 an. Bei einer Verschiebung in Radialrichtung, hervorgerufen durch eine geänderte Drehlage des Exzenter-Lagerschilds 13 im Gehäuse, ändert somit auch das Zahnrad 10 seine Position in der entsprechenden Radialrichtung.
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Auf der dem Zahnrad 10 axial gegenüberliegenden Seite des Exzenter-Lagerschilds 13 befindet sich eine weitere Lagerstelle zur Lagerung der Abtriebswelle 11. In diese Lagerstelle, die in eine Lagerausnehmung im Getriebegehäuse 2 eingebracht ist, ist eine Exzenterbuchse 18 eingesetzt, welche benachbart zu dem gerändelten, konusförmigen Abschnitt 11a an der Abtriebswelle 11 angeordnet ist. Die Lagerausnehmung im Getriebegehäuse zur Aufnahme der Exzenterbuchse 18 befindet sich in einem Lagerdom 12a, der benachbart zur freien Stirnseite einen Dichtring 19 aufnimmt, der sich axial unmittelbar an die Exzenterbuchse 18 anschließt. Die Exzenterbuchse 18 grenzt unmittelbar an das Zahnrad 10 an.
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Auf Grund der axial sich gegenüberliegenden Anordnung der Exzenterbuchse 18, welche eine erste Lagerstelle für die Lagerung der Abtriebswelle 11 bildet, und des Exzenter-Lagerschilds 13 axial diesseits und jenseits des Zahnrads 10 ist in Achsrichtung eine kompakte Ausführung der Antriebseinrichtung 3 gegeben. Zugleich bieten die Exzenter-Bauteile 13 und 18 an verschiedenen axialen Positionen die Möglichkeit, im Rahmen des jeweiligen Exzentermaßes unabhängig voneinander die radiale Position der Abtriebswelle 11 einzustellen. Dadurch ist es möglich, den Abstand zwischen dem Zahnrad 10 und der Ankerwelle bzw. der Schnecke auf der Ankerwelle zu justieren.
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Um die Exzenterbuchse 18 in dieselbe Exzentrizität einzustellen wie den Exzenter-Lagerschild 13, kann es vorteilhaft sein, die Exzenterbuchse 18 mit einer entsprechenden Ausformung zu gestalten, welche in eine Gegenform des Getriebegehäuses 12 formschlüssig eingefügt werden kann.
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In 4 ist der Exzenter-Lagerschild 13 in verschiedenen Winkelpositionen dargestellt, in denen der Lagerschild jeweils um 120° versetzt angeordnet ist. Der mit Bezugszeichen 20 gekennzeichnete, gestrichelte Kreis steht für die Aufnahmeöffnung im Getriebegehäuse, in die der Exzenter-Lagerschild 13 eingesetzt wird. Das Exzentermaß e ist im mittleren Bild von 4 dargestellt. Je nach Drehlage des Exzenter-Lagerschilds 13 ändert sich der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Lagerrings 14 und der darin aufgenommenen Abtriebswelle 11 und der Ankerwellen-Längsachse 21. Dieser Abstand ist mit L1, L2 und L3 bezeichnet, wobei sich der Abstand in jeder um 120° versetzten Drehlage des Exzenter-Lagerschilds 13 ändert.
