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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Anlenkung für ein Wischerblatt mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Wischersystem mit den Merkmalen von Anspruch 6.
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Stand der Technik
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Ein übliches Wischersystem wird dazu verwendet, eine Sichtscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, von Feuchtigkeit und Schmutz zu reinigen. Ein Wischerarm ist um eine Wischerwelle schwenkbar gelagert und kann mittels eines Wischerantriebs in einer oszillierenden Bewegung um die Wischerwelle angetrieben werden. Dabei ist am Wischerarm ein Wischerblatt befestigt, das oszillierend über die Sichtscheibe streicht, um Feuchtigkeit bzw. Schmutz aus dem überstrichenen Bereich der Sichtscheibe zu entfernen.
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An einem modernen Kraftfahrzeug ist die Windschutzscheibe häufig derart gewölbt, dass das Wischerblatt unterschiedliche Krümmungen einnehmen muss, je nachdem, in welchem Winkel um die Wischerwelle es steht. Um ein optimales Wischergebnis zu erzielen, ist es erforderlich, die Anpresskraft des Wischerblatts an die Sichtscheibe an jedem Punkt des Wischerblatts optimal zu wählen. Ist die Anpresskraft zu klein, so kann das Wischerblatt über eine an der Sichtscheibe festsitzende Verschmutzung emporgehoben werden statt diese von der Sichtscheibe abzulösen. Ist die Anpresskraft zu groß, so kann ein vorbestimmter Winkel, welchen das Wischerblatt bezüglich der Sichtscheibe einnimmt, nicht erreicht werden, so dass festsitzender Schmutz ebenfalls nicht entfernt werden kann.
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Außerdem kann ein Verschleiß des Wischerblatts durch die zu hohe Anpresskraft gesteigert sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlenkung für ein Wischerblatt und ein Wischersystem anzugeben, die auf verbesserte Weise eine optimale Verteilung von Anpresskraft entlang eines Wischerblatts bereitstellen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Anlenkung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eines Wischersystems mit den Merkmalen von Anspruch 6. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine erfindungsgemäße Anlenkung für ein Wischerblatt umfasst ein biegesteifes Balkenelement, das dazu eingerichtet ist, in einem vorbestimmten Abstand über eine Sichtscheibe bewegt zu werden, wobei das Balkenelement dazu eingerichtet ist, ein Wischerblatt zu führen, und eine Federeinrichtung zwischen dem Balkenelement und dem Wischerblatt zur Ausübung einer Anpresskraft auf das Wischerblatt. Dabei ist die Federeinrichtung dazu eingerichtet, unterschiedliche Anpresskräfte auf unterschiedliche Abschnitte des Wischerblatts auszuüben.
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Dadurch kann ein individueller Verlauf der Anpresskraft entlang der Länge des Wischblatts realisiert werden, so dass die Anlenkung an die Bedürfnisse einer bestimmten Sichtscheibe bzw. an einem bestimmten Kraftfahrzeug anpassbar sein kann.
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In einer Ausführungsform umfasst die Federeinrichtung eine Vielzahl Biegefedern, die entlang der Anlenkung zwischen dem Balkenelement und dem Wischerblatt angeordnet sind.
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Die Biegefedern können kostengünstig herstellbar sein und in einer ausreichenden Vielzahl vorgesehen werden, so dass die Verteilung von Anpresskräften entlang des Wischerblatts eine ausreichend kleine Granularität aufweist. Außerdem können die Biegefedern kostengünstig herstellbar sein.
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Bevorzugterweise sind die Biegefedern einstückig miteinander ausgeformt. Beispielsweise können die Biegefedern kostengünstig aus einem bandförmigen Federmaterial, etwa einem Bandstahl, herstellbar sein, so dass sie mittels eines einfachen Herstellungsprozesses an vorbestimmte Anforderungen konfektionierbar sein können.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst die Federeinrichtung mehrere pneumatische Kissen, die entlang der Anlenkung zwischen dem Balkenelement und dem Wischerblatt angeordnet sind. Die pneumatischen Kissen können dazu beitragen, Anpresskräfte entlang eines ihnen jeweils zugeordneten Abstands im Wesentlichen konstant zu halten.
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In einer Ausführungsform sind die pneumatischen Kissen aus einem elastischen Material gefertigt, so dass vorteilhafterweise die Anpresskraft über die Materialdehnung des Kissenmaterials eingestellt werden kann, indem die Kissen in geeigneter Weise unter pneumatischen Druck gesetzt werden. Das elastische Material kann dazu beitragen, eine Temperaturstabilität des Füllgrades und damit der Federeigenschaften der pneumatischen Kissen zu erhöhen.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Wischersystem die beschriebene Anlenkung und eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung pneumatischer Drücke in den Kissen. Dadurch können die pneumatischen Drücke veränderlich gestaltet sein. Insbesondere kann eine Zuordnung zwischen Abschnitten und vorbestimmten Anpresskräften variabel sein.
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In einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu eingerichtet, die pneumatischen Drücke in den Kissen in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Wischersystems zu steuern. Dadurch können dynamische Umstände beim Betrieb des Wischersystems berücksichtigt werden, um das Wischergebnis des Wischerblatts auf der Sichtscheibe zu optimieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Betriebszustand eine Windgeschwindigkeit im Bereich des Wischerblatts. Ist das Wischersystem an einem Kraftfahrzeug angebracht, so kann die Windgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs angenähert sein. Unterschiedliche Anpresskräfte bei hohen und niedrigen Geschwindigkeiten können somit realisiert sein, um das Wischergebnis zu perfektionieren.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst der Betriebszustand eine Position der Anlenkung um eine Wischerwelle. Die Position der Anlenkung um die Wischerwelle kann charakteristisch für eine Krümmung der Sichtscheibe entlang des Wischerblatts sein, so dass bei unterschiedlichen Krümmungsverläufen unterschiedliche pneumatische Drücke in den Kissen bewirkt werden können. Eine Anpassung des Wischerblatts an die Kontur der Sichtscheibe kann somit verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 ein Wischersystem;
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2 eine Federeinrichtung im Wischersystem von 1;
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3 eine Darstellung unterschiedlicher Positionen des Wischerarms am Wischersystem von 1;
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4 eine schematische Darstellung von Federwegen am Wischerarm von 1;
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5 eine schematische Darstellung von Kräften am Wischerarm von 1; und
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6 eine schematische Darstellung eines Wischersystems in einer weiteren Ausführungsform
darstellt.
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Genaue Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein Wischersystem 100. Das Wischersystem 100 umfasst einen Wischerantrieb 105, eine Wischerwelle 110, einen Wischerarm 115, eine Federeinrichtung 120 und ein Wischerblatt 125. Der Wischerarm 115 ist dazu eingerichtet, das Wischerblatt 125 mit einer vorbestimmten Anpresskraft auf eine Sichtscheibe 130 zu drücken, so dass das Wischersystem 100 Schmutz und Wasser in einer oszillierenden Bewegung von der Sichtscheibe 130 entfernen kann, wenn der Wischerarm 115 um die Wischerwelle 110 hin- und herbewegt wird. Der Wischerarm 115 dient somit zusammen mit der Federeinrichtung 120 als Anlenkung 128 für das Wischerblatt 125.
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Die Sichtscheibe 130 kann zu einem Kraftfahrzeug gehören und insbesondere eine Vorder- oder Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs sein. In der Darstellung von 1 ist die Sichtscheibe 130 im Wesentlichen eben; allgemein weist die Sichtscheibe 130 jedoch eine ein- oder zweidimensionale Krümmung auf.
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Entlang des Wischerblatts 125 sind mehrere Abschnitte 135 vorgesehen, denen jeweils eine Biegefeder 140 der Federeinrichtung 120 zugeordnet ist. Eine Anpresskraft des Wischerblatts 125 auf die Sichtscheibe 130 ist in jedem der Abschnitte 135 durch die Federeigenschaften der zugeordneten Biegefeder 140 bestimmt. Dabei ist der Wischerarm 115 im Wesentlichen biegesteif, um den Biegefedern 140 bzw. der Federeinrichtung 120 ein ausreichendes Widerlager zu bieten. Eine Aufhängung des Wischerarms 115 an der Wischerwelle 110 kann auch auf eine andere als die dargestellte Weise erfolgen, beispielsweise kann ein Betätigungsarm vorgesehen sein, der fest oder kippbar mit dem Wischerarm 115 bzw. der Wischerwelle 110 verbunden ist.
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2 zeigt die Federeinrichtung 125 im Wischersystem 100 aus 1 in einer Ausführungsform. In der dargestellten Ausführungsform der sind die einzelnen Biegefedern 140 aus einem einzigen, zusammenhängenden, bandförmigen Element ausgeformt. Das dargestellte Federelement 120 kann insbesondere aus einem Federstahl mittels eines Stanzvorgangs und eventuell eines Biegevorgangs herstellbar sein. Stanz- und Biegevorgang können auch gemeinsam ausgeführt werden.
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Jede der dargestellten Biegefedern 140 ist um einen vorbestimmten Betrag auf eine Höhe 205 über dem Bandmaterial hochgebogen. Dabei können die einzelnen Höhen 205 unterschiedlich sein, so dass jede der Biegefedern 140 individuelle Federeigenschaften aufweist. Die Federeigenschaften können weiter durch eine Länge jeder Biegefeder 140 entlang des Bandmaterials sowie durch eine Breite quer zum Bandmaterial variiert werden. Mit Hilfe dieser drei Parameter können ein Federweg und eine Federhärte jeder einzelnen Biegefeder 140 individuell einstellbar sein. Diese Einstellung erfolgt vorzugsweise bei der Herstellung der Federeinrichtung 120.
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3 zeigt eine Darstellung 300 unterschiedlicher Positionen des Wischerarms 115 am Wischersystem 100 von 1. Die Darstellung ist schematischer Natur und der Wischerarm 115 samt Federeinrichtung 120 und Wischerblatt 125 sind nicht dargestellt.
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Auf der Sichtscheibe 130 ist ein Bereich 305 dargestellt, der im Betrieb des Wischersystems 100 aus 1 vom Wischerblatt 125 überstrichen wird, um gereinigt zu werden. Im Bereich 305 sind vier Lagen 310 bis 315 angegeben, in denen sich das Wischerblatt 125 in unterschiedlichen Phasen des Wischvorgangs befinden kann. Die Lagen 310 bis 325 können beispielsweise zu einer Parkposition, einer unteren Wendelage, einer oberen Wendelage bzw. einer oberen Extremposition korrespondieren. Die Sichtscheibe 130 ist in horizontaler und vertikaler Richtung gewölbt, so dass sich in den unterschiedlichen Lagen 310 bis 325 unterschiedliche Krümmungen des Wischerblatts 125 auf der Sichtscheibe 130 ergeben.
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4 zeigt eine schematische Darstellung von Wölbungen in zwei unterschiedlichen Lagen 310 bis 325 des Wischerarms 115 zusammen mit korrespondieren Federwegen der Federelemente 140. Die obere Darstellung korrespondiert zur ersten Position 315 und die untere Darstellung zur untersten Position 310 in 3.
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Während in beiden Darstellungen von 4 der Wischerarm 115 im Wesentlichen die gleiche Form aufweist, ist das Wischerblatt 125 in der oberen Darstellung deutlich stärker gekrümmt als in der unteren Darstellung. Dementsprechend sind in der unteren Darstellung die einzelnen Biegefedern 140 auf im Wesentlichen gleiche Federwege komprimiert, während in der oberen Darstellung die inneren Biegefedern 140 deutlich stärker komprimiert sind als die äußeren Biegefedern 140. Je nach Winkelstellung des Wischerarms 115 um die Wischerwelle 110 wird das Wischerblatt 125 somit in unterschiedlichen Abschnitten 135 (nicht dargestellt) mit unterschiedlichen Anpresskräften nach unten in Richtung der Sichtscheibe 130 angedrückt, so dass eine optimierte Verteilung der Anpresskräfte über die Abschnitte 135 in Abhängigkeit der jeweiligen Lage 310 bis 325 bereitgestellt werden kann.
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5 zeigt eine schematische Darstellung von Kräften am Wischerarm 115 aus 1. In einer horizontalen Richtung ist die Länge des Wischerarms 115 von der Wischerwelle 110 aus angetragen, während in vertikaler Richtung eine auf das Wischerblatt 125 wirkende Kraft angetragen ist. Die Darstellung entspricht der im oberen Teil von 4 gezeigten Situation.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Wischersystems 600 in einer weiteren Ausführungsform. Auch hier umfasst eine Anlenkung 128 den Wischerarm 115 und die Federeinrichtung 120. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Wischersystem 100 ist die Federeinrichtung 120 jedoch in Form dreier pneumatischer Kissen 605 ausgeführt. Jedes pneumatische Kissen 605 besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material und überträgt je nach Füllgrad eine größere oder kleinere Anpresskraft vom Wischerarm 115 auf das Wischerblatt 125. Die unterschiedlichen Abschnitte 135 des Wischerblatts 125 können so mit unterschiedlichen Anpresskräften nach unten beaufschlagt werden. Eine Anpresskraft auf das Wischerblatt 125 wird in jedem Abschnitt 135 durch das zugeordnete pneumatische Kissen 605 gleich verteilt.
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Jedes der pneumatischen Kissen 605 ist mittels einer eigenen Leitung 610 mit einer Druckerzeugungseinrichtung 615 verbunden. Ventile 620 in den Leitungen 610 ermöglichen eine individuelle Steuerung der Drücke in den pneumatischen Kissen 605. Die Druckerzeugungseinrichtung 615 kann beispielsweise eine elektrisch betriebene Kolben- oder Membranpumpe umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann die Druckerzeugungseinrichtung 615 nicht vom Wischersystem 600 umfasst sein und der pneumatische Druck kann beispielsweise von einer anderen Komponente an Bord eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
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Die Ventile 620 sind mit einer Steuereinrichtung 625 verbunden, die dazu eingerichtet ist, die Drücke in den pneumatischen Kissen 605 zu steuern, vorzugsweise in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Wischersystems 600. Der Betriebszustand kann insbesondere einen Winkel 630 des Wischerarms 115 bezüglich der Wischerwelle 110 umfassen, wie oben mit Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben ist.
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Der Betriebszustand kann noch andere bzw. weitere Parameter umfassen, beispielsweise eine Windgeschwindigkeit 635 im Bereich des Wischerarms 115. Die Windgeschwindigkeit 635 kann auf der Basis einer Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs bestimmt sein, an dessen Bord sich das Wischersystem 600 befindet. Es können auch noch weitere Parameter in die Steuerung der pneumatischen Drücke in den Kissen 605 einbezogen werden, beispielsweise ein Feuchtigkeitsgrad der Sichtscheibe 130 oder eine Temperatur im Bereich des Wischerblatts 125.
