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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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sEine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung, welche mit einem Parkstellungsschalter ausgestattet ist, ist in der
DE 196 09 973 A1 offenbart. Über den Parkstellungsschalter kann ein elektrischer Antriebsmotor der Antriebseinrichtung nach dem Abschalten der Wischvorrichtung durch den Fahrer noch so lange mit Strom versorgt werden, bis die Wischarme ihre Parkstellung am unteren Rand der Windschutzscheibe eingenommen haben. Der Parkstellungsschalter wird selbsttätig von der Antriebsvorrichtung eingestellt. Der Parkstellungsschalter ist als eine elektrisch leitende Kontaktbrücke ausgeführt, die drehbar an einem Gehäuseteil eines Getriebegehäuses gelagert ist und zwischen verschiedenen Kontaktstellungen verstellt werden kann, in denen Kontaktlaschen der Kontaktbrücke mit verschiedenen elektrischen Leiterbahnen in Kontakt treten. Die Kontaktbrücke wird von einem Stirnrad des Getriebes verstellt, welches in einem Getriebegehäuse drehbar gelagert ist und über eine Schnecke angetrieben wird, die auf der Motorwelle des elektrischen Antriebsmotors aufsitzt. An der Seitenfläche des Stirnrades sind überstehende Nocken angeordnet, die beim Umlaufen des Stirnrades regelmäßig die Kontaktbrücke beaufschlagen und diese verstellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung für eine Scheibenwischvorrichtung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen so auszubilden, dass eine Schalteinrichtung zum Schalten eines elektrischen Antriebsmotors der Antriebseinrichtung eine lange Betriebsdauer aufweist.
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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 Antriebseinrichtung wird in Scheibenwischvorrichtungen in Fahrzeugen eingesetzt, insbesondere als Heckscheibenwischer oder als Frontscheibenwischer, und weist einen elektrischen Antriebsmotor und ein Getriebe zur Erzeugung einer Drehpendelbewegung einer Abtriebswelle auf, welche Träger eines auf der zu reinigenden Fahrzeugscheibe aufliegenden Wischarmes ist. Über das Getriebe wird die rotatorische Antriebsbewegung des Antriebsmotors in die gewünschte Drehpendelbewegung der Abtriebswelle umgesetzt. Das Getriebe und der Antriebsmotor bilden eine zusammenhängende Einheit, wobei der Antriebsmotor am Getriebegehäuse befestigt ist.
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Damit die Scheibenwischvorrichtung nach dem manuellen oder automatisiert durchgeführten Abschalten die gewünschte Parkposition erreicht, in der sich der Wischerarm am unteren Rand der zu reinigenden Scheibe befindet, weist die Antriebseinrichtung eine Schalteinrichtung zum Schalten des Antriebsmotors auf. Über die Schalteinrichtung kann die Parkposition des Wischarms der Scheibenwischvorrichtung anhand der aktuellen Drehlage eines Getriebebauteils im Betrieb erkannt werden. Erreicht das betreffende Getriebebauteil eine bestimmte Winkellage, wird die Schalteinrichtung betätigt und ein den Antriebsmotor schaltendes Signal erzeugt.
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Die Schalteinrichtung umfasst ein elektrisch leitendes Schleifkontaktteil, das zwischen einem vom Antriebsmotor angetriebenen Getriebebauteil und einer gehäuseseitigen elektrischen Kontaktbahn angeordnet ist. Bei laufendem Antriebsmotor führt das Getriebebauteil eine Relativbewegung gegenüber dem Getriebegehäuse auf; diese Relativbewegung wird zum Schalten des Schleifkontaktteils zwischen einer verbindenden Position zwischen zwei Kontaktbahnen und einer unterbrechenden Position herangezogen. In der verbindenden Position sind die beiden Kontaktbahnen elektrisch verbunden, so dass ein Strom fließt. In der unterbrechenden Position ist der Stromkreis dementsprechend unterbrochen. Das Schließen bzw. Unterbrechen des Stromkreises erzeugt ein Signal, welches zur Ansteuerung des Antriebsmotors genutzt werden kann.
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Das Schleifkontaktteil weist an seiner freien Stirnseite einen Kontaktlöffel auf, dessen gekrümmte Außenseite eine Kontaktfläche bildet. Die Kontaktfläche gelangt bei drehendem Antriebsmotor regelmäßig sowohl in eine elektrisch leitende Position mit den Kontaktbahnen als auch in eine den Stromkreis zwischen den Kontaktbahnen unterbrechende Position. Die Kontaktfläche an der Außenseite des Kontaktlöffels befindet sich hierbei in einem Schleifkontakt mit einer Gegenkontaktfläche, wobei der Kontaktlöffel und die Gegenkontaktfläche die Relativbewegung zueinander ausführen. Der Kontaktlöffel ist außerdem einteilig mit einem Halterungsstiel des Schleifkontaktteils ausgebildet.
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Das elektrisch leitende Schleifkontaktteil besteht beispielsweise aus Metall und unterliegt aufgrund des Schleifkontaktes und der hierbei entstehenden Reibung einem Verschleiß, der im Laufe der Zeit zu einem Abtragen des Materials an der Kontaktfläche an der Außenseite des Kontaktlöffels führt. Bei unverbrauchtem Kontaktlöffel ist die Kontaktfläche an der Außenseite zunächst verhältnismäßig kleinflächig bzw. annähernd punktförmig. Mit zunehmendem Verschleiß vergrößert sich die Kontaktfläche an der Außenseite des Kontaktlöffels, bis die Wandstärke des Kontaktlöffels aufgebraucht ist.
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Auch wenn aufgrund von Verschleiß ein Durchbruch in der Wandung des Kontaktlöffels erreicht wird, ist jedoch bei der erfindungsgemäßen Ausführung sichergestellt, dass durch den Verschleiß kein Abschnitt des Kontaktlöffels herabfällt, was im Getrieberaum zu erheblichen Schäden führen könnte. Bei dem Kontaktlöffel ist vielmehr sichergestellt, dass seitliche Wandungen, die einen größeren Abstand zur Kontaktfläche des Kontaktlöffels aufweisen, die unverschlissenen Abschnitte des Kontaktlöffels mit dem Halterungsstiel verbinden. Diese seitlichen Wandungen sichern somit die verbleibenden Abschnitte des Kontaktlöffels am Halterungsstiel.
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Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung liegt in der längeren Lebensdauer, da praktisch alle Abschnitte des Kontaktlöffels bis zum vollständigen Verschleiß für das Schalten des Antriebsmotors dienen können. Die Höhe der seitlichen Wandungen bestimmt hierbei das Maß des möglichen Verschleißes, wobei die seitlichen Wandungen aufgrund der Löffelform in Verschleißrichtung eine größere Erstreckung aufweisen als die Wandstärke der Wandungen des Kontaktlöffels.
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Das Schleifkontaktteil besteht vorteilhafterweise aus einem umgeformten Blechstreifen. Zur Herstellung des Kontaktlöffels wird der Blechstreifen benachbart zu seinem freien stirnseitigen Ende in zwei verschiedenen, zueinander orthogonal stehenden Ebenen umgeformt. Beispielsweise wird zunächst ein Endes des Blechstreifens wellenförmig gebogen, anschließend werden die Seitenbereiche des Blechstreifens, welche sich parallel zur Blechstreifenlängsachse erstrecken, umgebogen, wodurch sich insgesamt die Löffelform an der Stirnseite des Blechstreifens ergibt. Der Kontaktlöffel kann hierbei im Bereich seiner Stirnseiten der begrenzenden Wandungen eine eckige oder abgerundete Querschnittsform, beispielsweise einen ovalen Querschnitt aufweisen.
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Der Halterungsstiel des Schleifkontaktteils kann elastisch federnd ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, dass der Kontaktlöffel in der montierten Position an der Gegenkontaktfläche mit Federkraft anliegt, so dass ein Kontakt während der Relativbewegung zwischen der Kontaktfläche am Löffel und der Gegenkontaktfläche gewährleistet ist. Der Halterungsstiel kann geradlinig oder gekrümmt ausgeführt sein. Die Kontaktfläche des Kontaktlöffels liegt vorteilhafterweise im unverformten Zustand auf Abstand zur Längsachse des Halterungsstiels, so dass gewährleistet ist, dass nur die Außenseite des Kontaktlöffels in Kontakt mit der Gegenkontaktfläche gelangt und auch bei einem Verschleiß des Kontaktlöffels der Halterungsstiel auf Abstand zur Gegenkontaktfläche liegt.
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Das Schleifkontaktteil ist, gemäß einer vorteilhaften Ausführung, gehäuseseitig angeordnet, wobei der Kontaktlöffel an einer Seitenfläche eines sich bewegenden Getriebebauteils anliegt. Bei dem Getriebebauteil handelt es sich beispielsweise um ein Stirn- bzw. Schneckenrad, welches von einer Schnecke auf der Motorwelle des Antriebsmotors angetrieben wird. Um einen elektrisch geschlossenen Stromkreis herzustellen, sind vorzugsweise zwei Schleifkontaktteile vorgesehen, denen jeweils eine Kontaktbahn zugeordnet ist. Für das Schließen des Stromkreises gelangen die Kontaktlöffel an den beiden Schleifkontaktteilen beide in Kontakt mit einer elektrisch leitenden Gegenkontaktfläche.
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Möglich ist auch eine Ausführung, bei der das Schleifkontaktteil an der Seitenfläche eines Getriebebauteils angeordnet ist und somit die Drehbewegung des Getriebebauteils mit ausführt. Der Kontaktlöffel liegt hierbei an einer gehäuseseitigen Gegenkontaktfläche an.
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Bei gehäuseseitiger Anordnung des Schleifkontaktteils liegt dieses vorzugsweise in einer Vertiefung in einem gehäuseseitigen Bauteil, wobei es ausreicht, dass nur der Kontaktlöffel aus der Vertiefung herausragt, um in Kontakt mit der Gegenkontaktfläche an dem sich bewegenden Getriebebauteil zu gelangen.
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Aufgrund des Umformens zum Erreichen der Löffelform wird die Wandstärke des Blechstreifens beibehalten, eine Wandstärkenreduzierung wie bei einem Tiefziehvorgang findet nicht statt. Durch die im Vergleich zu einem im Tiefziehen hergestellten Kontaktteil größere Wandstärke weist das Schleifkontaktteil eine längere Lebensdauer auf.
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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 eine Scheibenwischvorrichtung, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe zur Umsetzung der Motorbewegung in eine Drehpendelbewegung an einer Abtriebswelle,
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3 ein Getriebegrundgehäuse des Getriebes zur Aufnahme der Getriebebauteile, mit eingesetzten Schleifkontaktteilen als Bestandteil einer Schalteinrichtung zum Schalten des Antriebsmotors,
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4 einen Schnitt durch das Getriebegrundgehäuse,
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5 ein Schleifkontaktteil der Schalteinrichtung in Seitenansicht,
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6 das Schleifkontaktteil in Draufsicht,
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7 eine perspektivische Darstellung des Schleifkontaktteils.
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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 einer Frontscheibe oder einer 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.
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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 eine Anker- bzw. Motorwelle 10 auf, die auf ihrem außerhalb des Statorgehäuses 7 gelegenen Wellenabschnitt eine Schnecke 11 trägt, die mit einem Schnecken- bzw. Stirnrad 12 kämmt, welches im Getriebegehäuse 20 um eine Lagerwelle 13 drehbar gelagert ist. Die Drehbewegung des Stirnrads 12 wird über eine exzentrisch gelagerte Schubstange 14 in die gewünschte Drehpendelbewegung der Abtriebswelle 16 umgesetzt, indem die Schubstange 14 mit einem Zahnsegment 23 gekoppelt ist, das mit einem Zahnrad 21 kämmt, welches drehfest mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist.
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Die Schubstange 14 ist mit radialem Abstand zur Lagerwelle 13 über ein erstes Drehgelenk 17 drehbar mit dem Stirnrad 12 gekoppelt und im Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite über ein zweites Drehgelenk 18 drehbar mit dem Zahnsegment 23 verbunden, das im Getriebegehäuse 20 schwenkbar gelagert ist. Die Schnecke 11, das Stirnrad 12, die Schubstange 14, das Zahnsegment 23, das Zahnrad 21 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.
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Wie den 3 und 4 zu entnehmen, weist das Getriebegehäuse 20 einen Bereich zur Aufnahme des Stirnrades 12 mit zentrisch angeordneter Lagerwelle 13 auf. In dem Aufnahmebereich für das Stirnrad 12 befinden sich im Getriebegehäuse 20 zwei Vertiefungen, in die jeweils ein Schleifkontaktteil 24 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt ist, wobei jedes Schleifkontaktteil 24 mit einer elektrisch leitenden Kontaktbahn 25 elektrisch verbunden ist. Wie 4 zu entnehmen, ragen die freien Stirnseiten der Schleifkontaktteile 24, die jeweils einen Kontaktlöffel bilden, über die Innenseite des Getriebegehäuses 20 hinaus. Wird das Stirnrad 12 in das Getriebegehäuse 20 eingesetzt, liegen die federnd ausgeführten Schleifkontaktteile 24 an der zugewandten Seitenfläche des Stirnrades 12 an.
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Das Stirnrad 12 kann über ein begrenztes Winkelsegment eine elektrisch leitende Fläche aufweisen, beispielsweise eine Metallplatte, welche eine elektrisch leitende Gegenkontaktfläche zu den Schleifkontaktteilen 24 bildet. Sobald die Stirnseiten der ortsfest angeordneten Schleifkontaktteile 24 beim Umlaufen des Stirnrades 12 in Kontakt mit der elektrisch leitenden Gegenkontaktfläche gelangen, wird der elektrische Stromkreis zwischen den beiden Kontaktbahnen 25 über die Schleifkontaktteile 24 und die Gegenkontaktfläche an der Seitenfläche des Stirnrades 12 geschlossen. Dreht sich das Stirnrad 12 weiter, wird der elektrische Stromkreis wieder unterbrochen, wenn die Schleifkontaktteile 24 außerhalb der elektrisch leitenden Gegenkontaktfläche am Stirnrad liegen. Die federnd ausgebildeten Schleifkontaktteile 24 liegen mit Federkraft an der zugewandten Seitenfläche des Stirnrades 12 an.
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In den 5 bis 7 ist das Schleifkontaktteil 24 in Einzeldarstellung gezeigt. Das Schleifkontaktteil 24 besteht aus einem elektrisch leitenden Blechstreifen, der durch Umformen, vorzugsweise durch Umbiegen in seine gewünschte Form gebracht wird. Durch den Umbiegeprozess wird die Wandstärke des Blechstreifens nicht reduziert.
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Das Schleifkontaktteil 24 weist im Bereich einer freien Stirnseite einen Kontaktlöffel 26 auf, der im montierten Zustand an der Seitenfläche des Stirnrades auf Kontakt anliegt. Der Kontaktlöffel 26 befindet sich an einem geradlinigen Halterungsstiel 27, welcher von einem Befestigungsabschnitt 28 ausgeht, über den das Schleifkontaktteil 24 mit dem Getriebegehäuse 20 verbunden wird. Auf der dem Halterungsstiel 27 gegenüberliegenden Seite befindet sich am Befestigungsabschnitt 28 ein Kontaktabschnitt 29, über den der Kontakt mit den gehäuseseitigen Kontaktbahnen hergestellt wird. Sämtliche Abschnitte des Schleifkontaktteils 24 sind einteilig aus einem einzigen Blechstreifen hergestellt.
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Der Kontaktabschnitt 29 erstreckt sich in einem 90°-Winkel zum Befestigungsabschnitt 28. Der Halterungsstiel 27, welcher geradlinig ausgebildet ist, erstreckt sich etwa in einem Winkel von 45° zum Befestigungsabschnitt 28. Wie den 5 und 7 zu entnehmen, liegt die Außenseite des Kontaktlöffels 26 auf Abstand zur Längsachse 30 des Halterungsstiels 27. Diese Außenseite des Kontaktlöffels 26 bildet die Kontaktfläche, mit der das Schleifkontaktteil 24 an der Seitenfläche des Stirnrades anliegt. Der Halterungsstiel 27 kann gegebenenfalls auch gekrümmt ausgebildet sein.
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Zur Herstellung des Schleifkontaktteils 24 werden die verschiedenen Abschnitte umgebogen. Der Kontaktlöffel 26 wird dadurch erzeugt, dass in einem ersten Umbiegungsschritt zunächst die konvexe Löffelform durch Umbiegung quer zur Längsachse 30 erzeugt wird. Anschließend werden die Seitenwände 31 in einem zweiten Schritt gegenüber der Blechstreifenebene umgebogen, wodurch die Löffelform erreicht wird. Dies hat den Vorteil, dass der seitliche Bereich hochgezogene Wandungen aufweist, so dass der Kontaktlöffel 26 bezogen auf die Kontaktrichtung mit der Gegenkontaktfläche des getriebeseitigen Bauteils eine erhöhte Erstreckung aufweist. Bei einem Verschleiß wird zunächst die gekrümmte Außenseite des Kontaktlöffels 26 abgetragen, welche auf Schleifkontakt zur Gegenkontaktfläche liegt. Auch wenn bei erhöhtem Verschleiß die Wandstärke, welche in 7 mit strichlierter Linie eingezeichnet ist, im Bereich des Kontaktlöffels aufgebraucht ist, werden die verbleibenden Abschnitte des Kontaktlöffels 26 über die noch bestehenden Seitenwände 31 mit dem Halterungsstiel 27 verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass kein Abschnitt des Kontaktlöffels 26 durch erhöhten Verschleiß von dem restlichen Schleifkontaktteil 24 abgetrennt wird und im Getriebeinnenraum zu Schäden führt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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