DE102012105748A1

DE102012105748A1 - Scheibenwischermotor

Info

Publication number: DE102012105748A1
Application number: DE201210105748
Authority: DE
Inventors: Jörg Bürkle
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischermotor (10), mit einem Elektromotor (11) und einer mit dem Elektromotor (11) verbundenen Getriebeeinrichtung (22), die ein an einer Welle (12) des Elektromotors (11) angeordnete Verzahnung (18) aufweist, die mit einer an einem Antriebsrad (20) ausgebildeten Gegenverzahnung (19) kämmt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Elektromotor (11) als elektronisch kommutierter Elektromotor (11) ausgebildet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er aus der Praxis bereits allgemein bekannt ist. Ein derartiger Scheibenwischermotor umfasst bei einem als Bürstenmotor ausgebildeten Elektromotor eine Ankerwelle, die eine Schneckenverzahnung aufweist, die mit einem aus Kunststoff bestehenden Antriebsrad kämmt. Mittels des Antriebsrads findet eine Drehmomenterhöhung unter gleichzeitiger Reduzierung der Drehzahl der Ankerwelle statt, so dass das Antriebsrad als Teil einer Getriebeanordnung anzusehen ist. Das Getrieberad wirkt wiederum, beispielsweise über ein Wischgestänge mit Scheibenwischern einer Wischvorrichtung zusammen.
Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, anstelle eines derartigen, konventionellen Bürstenmotors elektronisch kommutierte Elektromotoren zu verwenden. Auch bei derartigen Elektromotoren ist es erforderlich, das Drehmoment zur Betätigung der Scheibenwischer durch eine entsprechende Getriebeanordnung zu erhöhen. So ist es aus der US 6,944,906 B2 und der US 6,727, 614 B2 bekannt, einen derartigen Elektromotor mit einem Planetengetriebe zu koppeln. Nachteilig dabei ist, dass ein derartiges Planetengetriebe sehr aufwändig ausgebildet ist, so dass die Herstellungskosten für einen derartigen Scheibenwischermotoren relativ hoch sind.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenwischermotor bereitzustellen, der sich unter Verwendung eines elektronisch kommutierten Elektromotors relativ kostengünstig herstellen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass unter grundsätzlicher Verwendung des Aufbaus eines herkömmlichen Scheibenwischermotors, der eine Schneckenverzahnung und ein Antriebsrad aufweist, der (herkömmliche) Bürstenmotor durch einen elektronisch kommutierten Elektromotor ersetzt wird. Es wird somit die Kombination geschaffen aus einem relativ preiswert herstellbaren Getriebe und einem fortschrittlichen elektronisch kommutierten Elektromotor mit den entsprechend verbundenen Vorteilen, beispielsweise der besonders kleinen Baugröße (bezogen auf eine bestimmte elektrische Leistung) des Elektromotors sowie einem relativ hohen Wirkungsgrad.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Eine besonders kompakte Baugröße hinsichtlich des Durchmessers des Elektromotors lässt sich erzielen, wenn der Elektromotor in Innenläuferbauart ausgebildet ist. Gerade bei der Verwendung eines Innenläufermotors (im Gegensatz zu einer Außenläuferbauweise) weist der Elektromotor ein gegenüber einem Elektromotor in Außenläuferbauweise verringertes Drehmoment auf, das mittels der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung sich in gewünschter Art und Weise vergrößern bzw. erhöhen lässt.
Zur elektronischen Steuerung des Scheibenwischermotors ist es erforderlich, die Drehlage bzw. Winkelposition der Läuferwelle des Elektromotors zu erkennen. Dies erfolgt erfindungsgemäß in einer vorteilhaften Ausgestaltung mittels einer Hallsensoranordnung, die auf einem Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte angeordnet ist.
Um darüber hinaus in besonders kompakter und kostengünstiger Art und Weise eine zusätzliche Erfassung der Winkellage der Abtriebswelle bzw. des Antriebsrads zu ermöglichen, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass der Schaltungsträger einen zusätzlichen Sensor zur Erfassung der Winkellage einer mit dem Antriebsrad zusammenwirkenden Abtriebswelle aufweist.
Konstruktiv bevorzugt ist es, wenn der zusätzliche Sensor die Position der Abtriebswelle an deren Stirnseite erfasst, und wenn der Schaltungsträger die Abtriebswelle an deren Stirnseite überdeckt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
1 in stark vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Scheibenwischermotor und
2 einen Längsansicht auf den Scheibenwischermotor gemäß 1 ohne die Darstellung des Antriebsrads.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In den Figuren ist ein erfindungsgemäßer Scheibenwischermotor 10 dargestellt, wie er beispielsweise für eine nicht dargestellte Scheibenwischanlage für eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs dient. Eine derartige Scheibenwischanlage weist üblicherweise zwei Wischblätter auf, die mit einem Wischgestänge miteinander verbunden sind und von dem Scheibenwischermotor 10 angetrieben werden.
Der Scheibenwischermotor 10 weist erfindungsgemäß einen Elektromotor 11 auf, der als elektronisch kommutierter Elektromotor 11 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 11 als sogenannter Innenläufer ausgebildet. Ein derartiger Innenläufer weist eine in mehreren, in den Figuren nicht dargestellten Lagereinrichtungen gelagerte Läuferwelle 12 auf. Auf der Läuferwelle 12 sind mehrere Magnetelemente 14 angeordnet. Die Magnetelemente 14 sind radial von mehreren, elektrisch getrennt ansteuerbaren Wicklungen 13 umgeben, die einen Stator des Elektromotors 11 ausbilden. Der Stator ist in einem im Querschnitt runden Motorgehäuse 15 angeordnet. Das Motorgehäuse 15 kann entweder an ein separates, nicht dargestelltes Getriebegehäuse angeflanscht sein, oder aber Bestandteil eines gemeinsamen Gehäuses 16 sein.
Die Läuferwelle 12 weist einen Bereich mit einer Schneckenverzahnung 18 auf, die entweder durch einen entsprechenden Formgebungsprozess (Schmieden) an der Läuferwelle 12 ausgebildet ist, oder beispielsweise durch ein separates, hülsenförmiges Element realisiert werden kann, das auf die Läuferwelle 12 aufgeschoben und mit dieser drehfest verbunden ist. Die Schneckenverzahnung 18 wirkt mit einer Gegenverzahnung 19 zusammen, die an einem insbesondere aus Kunststoff ausgebildeten Antriebsrad 20 an einer Umfangsfläche des Antriebsrads 20 ausgebildet ist, und das lediglich in der 1 erkennbar ist. Das Antriebsrad 20 ist Teil einer Getriebeanordnung 22, die das von dem Elektromotor 11 erzeugte Drehmoment bei gleichzeitiger Verringerung der Antriebsdrehzahl der Läuferwelle 12 vergrößert, um genügend Drehmoment zum Verstellen des Wischgestänges bzw. der der Wischblätter bereitzustellen. Das Antriebsrad 20 ist in einer Längsachse 23 gelagert, in der beispielhaft auch eine Abtriebswelle 24 gelagert ist, die das Wischgestänge antreibt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Antriebsrad 20 mit weiteren Getriebe(zwischen)rädern zusammenwirkt.
Zur Erfassung der Drehwinkellage der Läuferwelle 12 ist eine Hallsensoranordnung 25, bestehend aus drei Hallsensorelementen 26, vorgesehen. Die Hallsensorelemente 26 erfassen die magnetischen Felder, die von beispielsweise drei, auf der Läuferwelle 12 angeordneten, insbesondere ringförmigen Magnetelementen 27 erzeugt werden. Insbesondere wird aus einer Kombination der Signale der Hallsensorelemente 26 auf eine bestimmte Drehwinkellage der Läuferwelle 12 geschlossen.
Die Hallsensorelemente 26 sind auf einem Schaltungsträger 30 in Form einer Leiterplatte angeordnet. Auf der Leiterplatte 30 befindet sich weiterhin ein absolut messender Winkelsensor 31, der mittels eines Magneten 32, der an der Abtriebswelle 24 angeordnet ist, die Winkellage der Abtriebswelle 24 erfasst. Bevorzugt erfasst er dabei die Position an der einen Stirnseite der Abtriebswelle 24. Der Schaltungsträger 30 überdeckt im Bereich des Winkelsensors 31 die Abtriebswelle 24.
Der soweit beschriebene Scheibenwischermotor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: Scheibenwischermotor
11: Elektromotor
12: Läuferwelle
13: Stator
14: Magnetelement
15: Motorgehäuse
16: Gehäuse
18: Schneckenverzahnung
19: Gegenverzahnung
20: Antriebsrad
22: Getriebeanordnung
23: Längsachse
24: Abtriebswelle
25: Hallsensoranordnung
26: Hallsensorelement
27: Magnetelement
30: Schaltungsträger
31: Winkelsensor
32: Magnet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6944906 B2 [0002]
US 6727614 B2 [0002]

Claims

Scheibenwischermotor (10), mit einem Elektromotor (11) und einer mit dem Elektromotor (11) verbundenen Getriebeeinrichtung (22), die ein an einer Welle (12) des Elektromotors (11) angeordnete Verzahnung (18) aufweist, die mit einer an einem Antriebsrad (20) ausgebildeten Gegenverzahnung (19) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (11) als elektronisch kommutierter Elektromotor (11) ausgebildet ist.
Scheibenwischermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (11) in Innenläuferbauart ausgebildet ist.
Scheibenwischermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Position der Welle (12) über eine Hallsensoranordnung (25) erfolgt, die auf einem Schaltungsträger (30) in Form einer Leiterplatte angeordnet ist.
Scheibenwischermotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (30) einen zusätzlichen Sensor (31) zur Erfassung der Winkellage einer mit dem Antriebsrad (20) zusammenwirkenden Abtriebswelle (24) aufweist.
Scheibenwischermotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Sensor (31) die Position der Abtriebswelle (24) an deren Stirnseite erfasst, und dass der Schaltungsträger (30) die Abtriebswelle (24) an deren Stirnseite überdeckt.