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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
DE 39 20 731 C2 wird eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Die Antriebseinrichtung umfasst einen antreibenden Elektromotor, dessen Welle über eine Schnecke mit einem Schneckenrad verbunden ist, wobei die Bewegung des Schneckenrades über einen Kurbeltrieb auf eine Schwinge übertragen wird, die mit einem Abtriebsritzel auf einer Abtriebswelle kämmt. Auf der Abtriebswelle sitzt der Wischarm der Scheibenwischvorrichtung auf, der im Betrieb eine pendelnde Drehbewegung ausführt.
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Um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, muss sichergestellt sein, dass die auftretenden Kräfte in den Getriebebauteilen im Übertragungsweg zwischen dem elektrischen Antriebsmotor und der Abtriebswelle nicht zu einer Schädigung führen können. Die Getriebebauteile müssen daher in ausreichender Weise am Getriebegehäuse abgestützt sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug so auszubilden, dass im Betrieb auftretende Kräfte in den Getriebebauteilen der Antriebseinrichtung sicher aufgenommen werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann in Kraftfahrzeugen zum Reinigen der Front- oder Heckscheibe eingesetzt werden. Die Antriebseinrichtung umfasst einen elektrischen Antriebsmotor, der eine Abtriebswelle, welche Träger eines Wischerarms ist, in eine pendelnde Antriebsbewegung versetzt. Die Arbeitsbewegung des Antriebsmotors wird über ein Getriebeglied, beispielsweise eine Schwinge, auf die Abtriebswelle übertragen. Das Getriebeglied ist beispielsweise Bestandteil eines Kurbeltriebs und kann von einer Koppel angetrieben werden, die exzentrisch an einem Schneckenrad gelagert ist, welches von einer Schnecke auf der Welle des Antriebsmotors angetrieben wird. Das Getriebeglied kämmt beispielsweise über eine Verzahnung mit einem Abtriebsritzel, das drehfest auf der Abtriebswelle aufsitzt.
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Damit die eingeleiteten Kräfte im Betrieb nicht zu einer Schädigung der Getriebebauteile führen, ist zumindest ein Getriebeglied im Übertragungsweg zwischen dem Antriebsmotor und der Abtriebswelle in einem Getriebekäfig aufgenommen, der das Getriebeglied an zumindest zwei Seiten umschließt. Das Getriebeglied ist im Getriebekäfig, der sich im Getriebegehäuse befindet, drehbar gelagert.
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Diese Ausführung ermöglicht es, dass das Getriebeglied zur Übertragung der Antriebsbewegung eine Drehbewegung ausführt, die auf die Abtriebswelle übertragen wird. Der Getriebekäfig übernimmt die Lagerung für das Getriebeglied, zugleich stützt der Getriebekäfig das Getriebeglied ab, so dass ein Kippen des Getriebeglieds aufgrund der im Betrieb einwirkenden Kräfte verhindert wird. Der Getriebekäfig weist eine hohe Stabilität auf und ist in sich starr ausgebildet, so dass verhältnismäßig hohe Kräfte auf das Getriebegehäuse übertragbar sind. Die Lagerung des Getriebeglieds im Getriebekäfig lässt sich konstruktiv auf einfache Weise realisieren.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass der Getriebekäfig U-förmig ausgebildet ist und das Getriebeglied an seiner Oberseite und seiner Unterseite umschließt. Aufgrund der U-Form sind die zwei zueinander parallelen Schenkel des Getriebekäfigs stabil ausgebildet und können das Getriebeglied an beiden Seitenflächen einfassen bzw. umschließen. Gegebenenfalls wird zusätzlich zu dem Getriebeglied auch das vom Getriebeglied angetriebene Abtriebsritzel vom Getriebekäfig umschlossen. Dies verbessert die achsparallele Ausrichtung von Getriebeglied und Abtriebsritzel.
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Das Getriebeglied ist innerhalb des Getriebekäfigs verstellbar gelagert, um eine Übertragung der Arbeitsbewegung auf das Abtriebsritzel zu ermöglichen. Das Getriebeglied führt vorzugsweise eine Drehbewegung aus, wobei grundsätzlich auch Schwenk- oder translatorische Stellbewegungen in Betracht kommen. Im Falle einer Dreh- bzw. Rotationsbewegung ist das Getriebeglied über ein Drehgelenk im Getriebekäfig gelagert, welches vorzugsweise von einem Bolzen gebildet ist, der fest mit dem Getriebeglied verbunden, jedoch drehbar im Getriebekäfig gehalten ist. Auf diese Weise wird eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Getriebekäfig und dem fest mit dem Getriebeteil verbundenen Bolzen realisiert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Abtriebswelle in mindestens einer Lagerbuchse gelagert, die außerhalb des Getriebekäfigs im Getriebegehäuse bzw. einem dem Getriebegehäuse zugeordneten Getriebedeckel gelagert ist. Zweckmäßigerweise sind zwei Lagerbuchsen vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten diesseits und jenseits des Getriebekäfigs angeordnet sind und in denen die Abtriebswelle verläuft. Die Lagerbuchsen sorgen für eine Reduzierung des Biegemomentes auf einen die Abtriebswelle aufnehmenden Lagerdom im Getriebegehäuse, was eine Ausführung des Getriebegehäuses als Kunststoffgehäuse ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass ein Ende der Abtriebswelle im Getriebedeckel gelagert ist. In dieser Ausführung kommt sowohl eine Aufnahme des Endes der Abtriebswelle in einer Lagerbuchse, welche in den Getriebedeckel eingesetzt ist, in Betracht, als auch eine unmittelbare Lagerung der Abtriebswelle im Getriebedeckel ohne eine derartige Lagerbuchse.
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An der Abtriebswelle kann eine Speednut bzw. ein Lagerring angeordnet sein, welche bzw. welcher insbesondere die Abtriebswelle in ihrer Position axial sichert. Die Speednut bzw. der Lagerring ist zweckmäßigerweise außerhalb des Getriebekäfigs angeordnet, sie bzw. er kann sich jedoch auf der Außenseite des Getriebekäfigs abstützen.
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Zur Montage der Antriebseinrichtung wird in einem ersten Schritt das Getriebeteil in den Getriebekäfig eingesetzt. Anschließend wird der Bolzen, welcher das Drehgelenk des Getriebeteils bildet, durch eine Ausnehmung im Getriebeteil sowie durch Ausnehmungen im Getriebekäfig eingepresst, so dass der Bolzen fest mit dem Getriebeteil, jedoch drehbar in den Ausnehmungen im Getriebekäfig aufgenommen ist. In einem weiteren Schritt wird das Abtriebsritzel in den Getriebekäfig eingesetzt und schließlich die Abtriebswelle axial durch eine Ausnehmung im Getriebekäfig durch das Abtriebsritzel hindurchgeführt.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Scheibenwischvorrichtung in einem Kraftfahrzeug,
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2 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für die Scheibenwischvorrichtung, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe zur Umsetzung der Motorbewegung in eine Drehpendelbewegung einer Abtriebswelle,
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3 einen Schnitt durch die Antriebseinrichtung im Bereich der Abtriebswelle,
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4 eine Darstellung gemäß 3, jedoch in einer Ausführungsvariante,
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5 eine weitere Ausführungsvariante.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Scheibenwischvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe 2, bei der es sich beispielsweise um die Frontscheibe, gegebenenfalls um die Heckscheibe handelt. Die Scheibenwischvorrichtung 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung 3 und einen Wischarm 4, an dem ein Wischblatt 5 befestigt ist, welches auf der Fahrzeugscheibe 2 aufliegt. Die Antriebsvorrichtung 3 umfasst einen elektrischen Antriebsmotor sowie ein Getriebe, über das die Rotationsbewegung der Motorwelle des Antriebsmotors in eine Drehpendelbewegung einer Abtriebswelle umgesetzt wird, die einen Wischarm 4 antreibt.
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In 2 ist die Antriebsvorrichtung 3 dargestellt. Die Antriebsvorrichtung 3 umfasst den elektrischen Antriebsmotor 6 sowie das Getriebe 19 zur Übertragung der Arbeitsbewegung des Antriebsmotors auf den Wischarm. Der elektrische Antriebsmotor 6 weist ein Statorgehäuse 7 mit Permanentmagneten 8 auf, welche einen Anker umschließen, der aus einer bestrombaren Spule 9 und einer Ankerbzw. Motorwelle 10 besteht, die Träger der Spule 9 ist. Außerhalb des Statorgehäuses 7 ist auf die Motorwelle 10 eine Schnecke 11 aufgebracht, die mit einem Schneckenrad 12 kämmt, welches im Getriebegehäuse 20 des Getriebes 19 um eine Welle 13 drehbar gelagert ist. Über einen Kurbeltrieb wird die Drehbewegung des Schneckenrads 12 in eine Drehpendelbewegung der Abtriebswelle 16 umgesetzt, die den Wischerarm trägt. Der Kurbeltrieb umfasst eine Schubstange 14, die über ein Drehgelenk 17 exzentrisch am Schneckenrad 12 gelagert ist und an ihrem gegenüberliegenden Ende über ein weiteres Drehgelenk 18 mit einer Schwinge 15 drehbar verbunden ist, die ein weiteres Getriebeteil des Getriebes 19 bildet. Die Schwinge 15 ist als ein Zahnsegment ausgebildet und kämmt mit einem Abtriebsritzel 21, das drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist.
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Die Schwinge 15 ist drehbar über ein Drehgelenk 23 in einem Getriebekäfig 22 aufgenommen, der fest mit dem Getriebegehäuse 20 verbunden ist. Das Drehgelenk 18 zwischen der Schubstange 14 und der Schwinge 15 sowie das Drehgelenk 23, um das die Schwinge 15 im Getriebekäfig 22 rotieren kann, liegen auf Abstand zueinander.
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In 3 ist die Antriebsvorrichtung 3 im Schnitt dargestellt. Der Getriebekäfig 22, der fest im Getriebegehäuse angeordnet ist, ist U-förmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel 22a und 22b des Getriebekäfigs 22 die Schwinge 15 an deren Oberseite und Unterseite umschließen. Die Schenkel 22a und 22b sind über den U-förmigen Bogen 22c des Getriebekäfigs 22 miteinander verbunden.
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Der Getriebekäfig 22 weist das Drehgelenk 23 zur drehbaren Lagerung der zwischen den Schenkeln 22a und 22b gelegenen Schwinge auf. Das Drehgelenk 23 ist von einem Bolzen gebildet, der durch fluchtende Ausnehmungen in den Schenkeln 22a und 22b geführt ist und in eine korrespondierende Ausnehmung in der Schwinge 25 eingepresst ist. Der Bolzen 23 ist auf diese Weise fest mit der Schwinge 15 verbunden und kann zugleich sich gegenüber dem Getriebekäfig 22 verdrehen.
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Zu erkennen ist in 3 außerdem das Drehgelenk 18, über das die Schwinge 15 drehbar an die Schubstange 14 (2) gekoppelt ist. Das Drehgelenk 18 befindet sich außerhalb des Getriebekäfigs 22.
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Der Getriebekäfig 22 nimmt außerdem das Abtriebsritzel 21 auf, das auf die Abtriebswelle 16 aufgesetzt und fest mit dieser verbunden ist. Die Abtriebswelle 16 ragt durch fluchtende Ausnehmungen in den Schenkel 22a und 22b hindurch.
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Des Weiteren sind zwei Lagerbuchsen 25 und 26 vorgesehen, welche zur Lagerung der Abtriebswelle 16 dienen. Die erste Lagerbuchse 25 befindet sich in einem Dom im Getriebegehäuse 20, die zweite Lagerbuchse 26 ist in einem Getriebedeckel 24 des Getriebegehäuses aufgenommen. Die beiden Lagerbuchsen 25 und 26 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Getriebekäfigs 22. Die obere Lagerbuchse 26 stützt sich stirnseitig an dem oberen Schenkel 22a des Getriebekäfigs 22 ab.
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Die Verbindung zwischen Abtriebsritzel 21 und Abtriebswelle 16 erfolgt über eine Rändelung an der Mantelfläche der Abtriebsfläche bzw. der Innenseite der Ausnehmung im Abtriebsritzel 21, mit der das Abtriebsritzel auf die Abtriebswelle aufgesetzt wird.
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Die Abtriebswelle ist in ihrem Durchmesser zweifach abgesetzt und weist dementsprechend drei verschiedene Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers auf. Im Bereich der Rändelung, über die die Verbindung mit dem Abtriebsritzel 21 hergestellt wird, besitzt die Abtriebswelle 16 einen verjüngten Durchmesser. An die Rändelung schließt sich ein stirnseitiger Endabschnitt der Welle an, der gegenüber der Rändelung einen nochmals reduzierten Durchmesser aufweist. Diese Ausführung der Abtriebswelle erlaubt es, zur Montage des Getriebes die Abtriebswelle von unten durch die Ausnehmung im unteren Schenkel 22b des Getriebekäfigs 22 bei einem gesetzten Abtriebsritzel 21 und durch die Ausnehmung im oberen Schenkel 22a des Getriebekäfigs hindurchzuführen, bis das obere Lager 26 im Getriebedeckel 24 erreicht ist.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist die Antriebsvorrichtung 3 im Wesentlichen gleich wie diejenige aus 3 aufgebaut. Unterschiedlich ist jedoch, dass gemäß 4 eine Speednut 27 auf der Abtriebswelle 16 im Bereich benachbart zur Stirnseite angeordnet ist, mit der die Abtriebswelle 16 in den Getriebedeckel 24 einragt. Die Speednut 27 liegt unmittelbar auf der Oberseite des oberen Schenkels 22a des Getriebekäfigs 22 auf.
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Außerdem wird im Ausführungsbeispiel gemäß 4 auf eine zweite Lagerbuchse im Bereich des Getriebedeckels 24 verzichtet. Der Getriebedeckel 24 weist eine topfförmige Vertiefung auf, welche eine Lagerstelle ohne zusätzliche Lagerbuchse für den stirnseitigen Abschnitt der Abtriebswelle 16 bildet.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist im Wesentlichen gleich wie dasjenige nach 4 aufgebaut. Anstelle einer in 4 verwendeten Speednut ist aber auf die Abtriebswelle 16 benachbart zum Getriebedeckel 24 ein Lagerring 28 aufgeschoben, beispielsweise ein Metallring, der gegebenenfalls kraftschlüssig mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist und unmittelbar auf dem oberen Schenkel 22a des Getriebekäfigs 22 aufliegt. Über den Lagerring 28 ist die axiale Position der Abtriebswelle festgelegt.
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In allen Ausführungsbeispielen stützt sich außerdem ein ringförmiger Absatz an der Abtriebswelle 16, der durch den Übergang zur Rändelung mit kleinerem Durchmesser gebildet ist, am Abtriebsritzel 21 ab.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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