-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Stand der Technik
-
Bekannt sind Scheibenwischvorrichtungen zum Wischen von Fahrzeugscheiben, wobei für die Scheibenwischvorrichtungen Antriebseinrichtungen mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe eingesetzt werden, über das die rotatorische Antriebsbewegung des Antriebsmotors in eine pendelnde Drehbewegung einer Abtriebswelle übertragen wird, an der ein Wischarm der Scheibenwischvorrichtung befestigt ist. In den Wende- bzw. Drehrichtungsumkehrlagen der Abtriebswelle müssen von den die Antriebsbewegung des Motors auf die Abtriebswelle übertragenden Getriebebauteilen verhältnismäßig hohe Kräfte bzw. Momente aufgenommen werden, die unter anderem auf das hohe Trägheitsmoment des Wischarms zurückgehen, welcher eine verhältnismäßig hohe Masse und einen großen Abstand zur Wischachse aufweist. Zur Umkehrung der Drehbewegung muss die Abtriebswelle einschließlich mitbewegtem Wischarm bis auf null abgebremst und anschließend wieder beschleunigt werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung so auszuführen, dass die Belastungen bei der Drehrichtungsumkehr ohne Beeinträchtigung der Wischfunktion für einen langen Betriebszeitraum aufgenommen werden können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
-
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann zum Antrieb einer Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug eingesetzt werden, beispielsweise zum Reinigen der Front- oder Heckscheibe. Die Antriebseinrichtung umfasst eine Abtriebswelle, die Träger eines auf der Scheibe aufliegenden Wischerarmes ist und im Betrieb eine pendelnde Drehantriebsbewegung ausführt. Der Wischerarm ist vorzugsweise fest mit der Abtriebswelle verbunden. Die Antriebseinrichtung umfasst des Weiteren einen elektrischen Antriebsmotor, dessen Rotorwelle über ein Getriebe mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Das in einem Getriebegehäuse angeordnete Getriebe setzt die Rotationsbewegung der Welle in die pendelnde Drehbewegung der Abtriebswelle um.
-
Um Kräfte und Momente bei der Umkehrung der Drehrichtung zu reduzieren und Kraft- bzw. Drehmomentspitzen zu vermeiden, weist die Antriebseinrichtung ein Dämpfungselement auf, das drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist und sich in mindestens einer der beiden Wende- bzw. Drehrichtungsumkehrlagen der Abtriebswelle an einem Anschlagsteil abstützt. Das Anschlagsteil ist am Getriebegehäuse gehalten.
-
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Kräfte und Momente, welche bei der Drehrichtungsumkehr entstehen, trotz des verhältnismäßig hohen Trägheitsmomentes des Wischerarmes über das Dämpfungselement reduziert werden können. Bei der Abbremsung wird das Dämpfungselement mit dem Annähern an den Umkehrpunkt zusammengedrückt, wodurch eine Vergleichmäßigung der Umkehrbewegung und eine Reduzierung von Kraft- und Drehmomentspitzen erreicht wird.
-
Das Dämpfungselement verfährt bei der Drehbewegung der Abtriebswelle gegen das Anschlagsteil, das am Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Anschlagsteil kann hierbei in der Weise ausgeführt sein, dass die Kraft- bzw. Momentenübertragung auf das Getriebegehäuse auf verschiedene Krafteinleitungspunkte und/oder auf eine vergrößerte Kontaktfläche bzw. -linie zwischen dem Anschlagsteil und dem Getriebegehäuse verteilt wird. Dies ermöglicht es, schwächer ausgeführte Getriebegehäuse bzw. Getriebegehäuse aus einem schwächeren Material wie z.B. Kunststoff zu fertigen. Ein weiterer Vorteil ist die Erhöhung der Wischwinkelgenauigkeit während des Motorbetriebs. Über die größere Verteilung der einzuleitenden Kräfte bzw. Momente vom Anschlagsteil in das Getriebegehäuse wird eine Verformung und Überlastung sowohl des Gehäuses als auch des Anschlagsteils verhindert. Die Wischwinkelgenauigkeit kann somit auch über einen langen Betriebszeitraum sichergestellt werden.
-
Auf Grund der reduzierten Belastung kann auch das Anschlagsteil mit dünneren Wandstärken und/oder aus einem weniger stabilen Material wie z.B. Kunststoff gefertigt sein.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung weist das Anschlagsteil einen Abstützarm auf, der eine Anschlagsfläche für das Dämpfungselement bildet. Der Abstützarm ist vorteilhafterweise am Getriebegehäuse abgestützt, beispielsweise dadurch, dass das freie Ende des Abstützarms formschlüssig am Getriebegehäuse gehalten ist. Zu diesem Zweck kann am Abstützarm eine Haltenase angeformt sein, die formschlüssig in eine korrespondierende Ausnehmung im Getriebegehäuse einragt. Der Abstützarm ist somit im Bereich seines radial außen liegenden, freien Endes mit dem Getriebegehäuse verbunden, so dass bei einer Beaufschlagung durch das Dämpfungselement die Kräfte bzw. Momente über den radial außen liegenden Teil auf das Getriebegehäuse eingeleitet werden. Dadurch ist die Belastung des Anschlagsteils reduziert.
-
Es kann zweckmäßig sein, das Anschlagsteil zusätzlich an einem Deckel des Getriebegehäuses abzustützen. In diesem Fall verteilen sich die Kräfte und Momente, welche über das Dämpfungselement auf das Anschlagsteil übertragen werden, einerseits auf das Getriebegehäuse und andererseits auf den Deckel, so dass die Belastung für das Getriebegehäuse sich auf eine größere Kontaktfläche bzw. -linie verteilt und Kraftspitzen vermieden werden.
-
Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung stützt sich das Dämpfungselement in beiden Wende- bzw. Drehrichtungsumkehrlagen an dem Anschlagsteil ab. In beiden Drehrichtungsumkehrlagen muss die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle bis auf null reduziert und anschließend wieder erhöht werden. Über das Dämpfungselement können somit in beiden Lagen die Kraft- bzw. Drehmomentspitzen herabgesetzt werden.
-
Das Anschlagsteil weist zweckmäßigerweise zwei Abstützarme auf, von denen jeweils ein Abstützarm einer Drehrichtungsumkehrlage der Abtriebswelle zugeordnet ist. Die beiden Abstützarme erstrecken sich in verschiedene, vorzugsweise gegenüberliegende Richtungen radial von einem Ringabschnitt des Anschlagsteils, welcher zweckmäßigerweise auf die freie Stirnseite der Abtriebswelle aufgesetzt ist, jedoch nicht drehfest mit dieser verbunden ist. Über den Ringabschnitt wird das Anschlagsteil auf die Abtriebswelle zentriert. Der Ringabschnitt und die Abstützarme sind einteilig miteinander ausgebildet.
-
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist ein Mitnehmerbauteil drehfest mit der Abtriebswelle verbunden, wobei das Mitnehmerbauteil Träger des Dämpfungselementes ist. Das Dämpfungselement weist zweckmäßigerweise zwei Dämpfungskörper auf, wobei jeweils ein Dämpfungskörper einer Drehrichtungsumkehrlage zugeordnet ist und sich im Wendepunkt an einem der Abstützarme des Anschlagsteils abstützt.
-
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 eine schematische Darstellung der Antriebseinrichtung für die Scheibenwischvorrichtung, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe zur Umsetzung der Motorbewegung in eine Drehpendelbewegung einer Abtriebswelle, welche Träger eines Wischerarms ist,
-
3 ein Anschlagsteil, das gehäusefest angeordnet ist und an dem sich in den Drehrichtungsumkehrlagen ein Dämpfungselement abstützt, welches drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist,
-
4 das auf einem Mitnehmer angeordnete Dämpfungselement sowie das zentrisch zur Abtriebswelle angeordnete Anschlagsteil,
-
5 in perspektivischer Darstellung die Antriebseinrichtung einschließlich eines auf das Getriebegehäuse aufzusetzenden Deckels.
-
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die in 1 dargestellte Scheibenwischvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug wird zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe 2 eingesetzt, beispielsweise die Frontscheibe oder die Heckscheibe, und umfasst eine Antriebsvorrichtung 3, einen Wischarm 4 sowie ein Wischblatt 5, welches auf der Fahrzeugscheibe 2 aufliegt. Die Antriebsvorrichtung 3 besteht aus einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe, über das die Rotationsbewegung der Rotorwelle des elektrischen Antriebsmotors in eine Drehpendelbewegung einer Abtriebswelle umgesetzt wird, auf der der Wischarm 4 aufsitzt.
-
Wie 2 zu entnehmen, umfasst die Antriebsvorrichtung 3 den elektrischen Antriebsmotor 6 und das Getriebe 19 in einem Getriebegehäuse 20. Der elektrische Antriebsmotor 6 weist in einem Statorgehäuse 7 Permanentmagnete 8 auf, welche einen Anker umschließen, der aus einer bestrombaren Spule 9 und einer Anker- bzw. Rotorwelle 10 besteht, auf die die Spule 9 aufgesetzt ist. Die Rotorwelle 10 trägt auf ihrem außerhalb des Statorgehäuses 7 gelegenen Wellenabschnitt eine Schnecke 11, die mit einem Schneckenrad 12 kämmt, welches im Getriebegehäuse 20 um eine Welle 13 drehbar gelagert ist. Die Drehbewegung des Schneckenrads 12 wird über eine exzentrisch gelagerte Schubstange 14 und eine Kurbel 15 in die gewünschte Drehpendelbewegung der Abtriebswelle 16 umgesetzt, wobei die Schubstange 14 mit einer Verzahnung versehen sein kann, mit der die Schubstange mit einem Zahnrad 21 (4, 5) kämmt, das drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist.
-
Die Schubstange 14 ist mit radialem Abstand zur Welle 13 über ein erstes Drehgelenk 17 drehbar mit dem Schneckenrad 12 gekoppelt und im Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite über ein zweites Drehgelenk 18 drehbar mit der Kurbel 15 verbunden, die ihrerseits fest auf der Abtriebswelle 16 aufsitzt. Die Schnecke 11, das Schneckenrad 12, die Schubstange 14, die Kurbel 15 und die Abtriebswelle 16 bilden Bauteile des Getriebes 19 innerhalb des Getriebegehäuses 20. Auf der Abtriebswelle 16 sitzt der Wischarm auf, welcher Träger des auf der Fahrzeugscheibe aufliegenden Wischblattes ist.
-
In 3 ist ein Anschlagsteil 30 dargestellt, das gehäusefest angeordnet ist und an dem sich ein Dämpfungselement 26 (4) in den Drehrichtungsumkehrlagen der Abtriebswelle 16 abstützt. Das Anschlagsteil 30, welches beispielsweise als Kunststoff-Bauteil ausgeführt ist, weist einen zentralen Ringkörper 31 mit einer Ausnehmung auf, mit der das Anschlagsteil 30 auf die Stirnseite der Abtriebswelle 16 aufgesetzt wird. Auf diese Weise wird eine Zentrierung des Ringkörpers 31 mit der Abtriebswelle 16 erreicht. Es besteht jedoch keine drehfeste Verbindung zwischen dem Anschlagsteil 30 und der Abtriebswelle 16; vielmehr ist das Anschlagsteil 30 fest im Getriebegehäuse 20 verankert.
-
An den Ringkörper 31 des Anschlagsteile 30 schließen sich zwei radial nach außen erstreckende Abstützarme 32, 33 an. Die beiden Abstützarme 32, 33 erstrecken sich in entgegengesetzte Richtungen, jeder Abstützarm 32 bzw. 33 ist einer Drehrichtungsumkehrlage der Abtriebswelle 16 zugeordnet. Die Abstützarme 32 und 33 bilden jeweils eine Anschlagsfläche für das Dämpfungselement 26 in den Drehrichtungsumkehrlagen. Der zentrale Ringkörper 31 und die Abstützarme 32, 33 sind einteilig ausgebildet.
-
Im Bereich der freien Stirnseite weist jeder Abstützarm 32 bzw. 33 eine Haltenase 32a bzw. 33a auf, welche ein Formschlusselement bildet, das in der montierten Position gemäß den 4 und 5 in jeweils eine korrespondierende Ausnehmung im Getriebegehäuse 20 einragt und formschlüssig in dieser Ausnehmung aufgenommen ist. Auf diese Weise sind die Abstützarme 32 und 33 im Bereich ihrer außen liegenden Enden über die Haltenasen 32a bzw. 33a verdrehsicher im Getriebegehäuse aufgenommen.
-
Wie 4 zu entnehmen, ist das Dämpfungselement 26 auf einem Mitnehmerbauteil 22 angeordnet, das drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist. Die Verbindung erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Mitnehmerbauteil 22 formschlüssig mit einem Zahnrad 21 verbunden ist, das seinerseits drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist und ein Getriebebauteil zur Übertragung der Antriebsbewegung des Antriebsmotors auf die Abtriebswelle bildet. Das Dämpfungselement 26 weist zwei Dämpfungskörper 27 und 28 auf, die sich in Umfangsrichtung an gegenüberliegenden Seiten eines in Radialrichtung verlaufenden Abschnittes des Mitnehmerbauteils 22 erstrecken. Jeder Dämpfungskörper 27, 28 ist einer Drehrichtungsumkehrlage der Abtriebswelle 16 zugeordnet und verfährt bei Annäherung an die jeweilige Drehrichtungsumkehrlage gegen einen der Abstützarme 32 bzw. 33 des Anschlagsteils 30. Hierbei wird der jeweilige Dämpfungskörper 27, 28 komprimiert, wodurch Kraft- bzw. Drehmomentspitzen vermieden werden.
-
Wie 5 zu entnehmen, kann auf das Getriebegehäuse 20 ein Deckel 34 aufgesetzt werden. Das Anschlagsteil 30 stützt sich zweckmäßigerweise zusätzlich an der Innenseite des Deckels 34 ab, beispielsweise indem an der Innenseite des Deckels 34 Formelemente angeformt sind, welche Anschläge für das Anschlagsteil 30, insbesondere die Abstützarme 32 und 33 in Drehrichtung bilden.
