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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wischeranlage für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Pantograph-Wischerarm, mit einem Antriebsarm, der von einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit in einem vorgegebenen Winkelbereich antreibbar ist, wobei die Abtriebswelle in einem an einer Konsole angeordneten Antriebslager verschwenkbar aufgenommen ist und die Konsole zur Befestigung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Wischeranlagen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen zwei mittels einer Koppelstange gelenkig verbundene Wischerarme mit einem jeweils daran befestigten Wischblatt mittels eines Kurbelantriebs periodisch schwenkend über eine Windschutzscheibe hinweg bewegbar sind. Die Wischerarme sind jeweils in einem Wischerlager verschwenkbar aufgenommen. Die Wischerlager können direkt in Ausnehmungen einer Kraftfahrzeugkarosserie integriert oder in einer Konsole bzw. einer Halterung angeordnet sein, die ihrerseits an definierten Befestigungspunkten mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden ist.
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Weiterhin sind Wischeranlagen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen die Wischerarme nach Art eines Pantographen ausgeführt sind. Hierdurch ist im Vergleich zu den sich lediglich entlang einer Kreisbahn bewegenden Wischerarmen, die ein kreisringsektorförmiges Wischerfeld ergeben, ein deutlich vergrößertes und zugleich näherungsweise rechteckförmiges Wischfeld realisierbar.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wischeranlage für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Pantograph-Wischerarm, mit einem Antriebsarm, der von einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit in einem vorgegebenen Winkelbereich antreibbar ist, wobei die Abtriebswelle in einem an einer Konsole angeordneten Antriebslager verschwenkbar aufgenommen ist und die Konsole zur Befestigung an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Der Antriebsarm ist direkt an der Abtriebswelle befestigt und diese ist mittels der Antriebseinheit oszillierend schwenkend um ihre Längsmittelachse antreibbar.
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Aufgrund des Direktantriebs des Antriebsarms ohne ein zwischengeschaltetes Kurbelglied ist ein räumlich besonders kompakter Aufbau realisierbar, der auch im Fall von beengten Einbauverhältnissen eine problemlose Integration der Wischeranlage in eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs gestattet. Darüber hinaus ergeben sich durch den kompakten Aufbau ein reduziertes Gewicht sowie ein verringertes Verpackungsvolumen, was wiederum zu einer Verminderung von Transport- und Lagerkosten beiträgt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist an der Konsole ein Pantographlager angeordnet, an dem ein Pantographarm verschwenkbar angelenkt ist.
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Infolgedessen kann der Pantographarm für die Pantographen-Funktionalität unmittelbar an der Konsole angelenkt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform besteht zwischen einer Längsmittelachse des Antriebslagers und des Pantographlagers ein radialer Abstand (R).
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Infolgedessen verlaufen der Antriebsarm und der Pantographarm zur Realisierung der Pantographen-Funktionalität der Wischeranlage im Wesentlichen stets parallel beabstandet zu einander.
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Nach Maßgabe einer Ausführungsform sind ein Endabschnitt des Antriebsarms in einem ersten Drehpunkt und ein Endabschnitt des Pantographarms in einem zweiten Drehpunkt verschwenkbar angelenkt, wobei die Drehpunkte in einem vorgegebenen Abstand (A1) voneinander im Bereich einer im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Grundseite einer Halterung für ein Wischblatt positioniert sind.
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Hierdurch ist der gewünschte Pantographenbetrieb beider Arme möglich.
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Vorzugsweise ist das Wischblatt an einem zumindest annähernd quer sowie in einem weiteren vorgegebenen Abstand (A2) zu der Grundseite verlaufenden geradlinigen Abschnitt einer näherungsweise S-förmig geschwungenen Längsseite der im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildeten Halterung befestigbar.
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Infolgedessen verläuft das Wischblatt parallel beabstandet zu einer Längsachse des Antriebsarms. Bevorzugt sind die Abstände R sowie A1 zumindest annähernd gleich groß bemessen, um eine Parallelogrammführung des Wischerblatts zu realisieren.
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Bei einer weiteren technisch vorteilhaften Ausgestaltung sind an der Konsole mindestens zwei radial auswärts gerichtete Flansche mit jeweils mindestens einer Öffnung zur Anbindung an die Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet.
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Hierdurch ist eine zuverlässige Befestigung der Wischeranlage innerhalb der Fahrzeugkarosserie gegeben. Bevorzugt sind die Flansche umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet und in die Öffnungen ist jeweils ein Dämpfungselement eingesetzt.
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Bevorzugt sind der Pantographarm als ein Steuerarm und das Pantographlager als ein Blindlager ausgeführt.
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Infolge dieser Ausgestaltung können das Pantographlager und der Pantographarm im Vergleich zu dem Antriebslager und zu dem Antriebsarm leichter, d. h. mechanisch weniger belastbar ausgelegt werden, da diese nur noch eine Steuerungsfunktion für die Pantographenbewegung innehaben.
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Im Fall einer weiteren Ausführungsform ist die Abtriebswelle von einem Antriebsmotor mittels eines Getriebes antreibbar.
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Hierdurch lässt sich das an der Abtriebswelle abrufbare Drehmoment signifikant erhöhen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Antriebsmotor ein Elektromotor, der als Gleichstrommotor oder als elektronisch kommutierter Motor ausgebildet ist.
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Infolgedessen ist eine umfassende und feinfühlige Regelung des Elektromotors realisierbar.
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Bevorzugt ist der Elektromotor mittels einer elektronischen und digitalen Steuer- und/oder Regeleinrichtung ansteuerbar.
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Hierdurch ist eine komplexe digitale Regelung der gesamten Wischeranlage möglich.
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Im Fall einer technisch vorteilhaften Weiterbildung ist mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung eine Vielzahl unterschiedlicher Bewegungsabläufe des Pantograph-Wischerarms einstellbar.
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Hierdurch lässt sich eine Vielzahl von vorprogrammierten Bewegungsabläufen für den Pantograph-Wischerarm auf komfortable Art und Weise durch einen Benutzer abrufen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden hierbei mit denselben Bezugszeichen versehen und jeweils nur einmal beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Wischeranlage, und
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2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Ausschnitts II von 1.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Wischeranlage 10 für ein Kraftfahrzeug, die bevorzugt einen Pantograph-Wischerarm 20 mit einem Antriebsarm 22 aufweist, der aktiv und direkt von einer Abtriebswelle 24 einer Antriebseinheit 30 in einem vorgegebenen Winkelbereich 32 oszillierend schwenkend antreibbar ist. Der Winkelbereich 32 beträgt bevorzugt ±45°. Die Abtriebswelle 24 ist an einem an einer Konsole 40 angeordneten Antriebslager 42 verschwenkbar um eine Längsmittelachse 26 aufgenommen. Die Wischeranlage 10 kann zwei oder mehr Pantograph-Wischerarme umfassen, um auch eine großflächigere Scheibe des Kraftfahrzeugs zuverlässig von Wasser und Schmutzpartikeln befreien zu können.
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Die Konsole 40 weist hier lediglich exemplarisch drei Flansche 44, 46, 48 auf, die vorzugsweise umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet und radial auswärts gerichtet sind. Die Flansche 44, 48 verfügen über jeweils eine Öffnung, in die jeweils ein der besseren zeichnerischen Übersicht halber hier nicht bezeichnetes, näherungsweise hülsenförmiges bzw. hohlzylindrisches Dämpfungselement eingesetzt ist. Der mittlere Flansch 46 ist hingegen in ein nicht mit einer Bezugsziffer versehenes, topfförmiges Dämpfungselement eingesteckt. Die Konsole 40 der Wischeranlage 10 kann zum Beispiel mit Hilfe von zwei Befestigungsbolzen oder dergleichen an eine Karosserie des Kraftfahrzeugs angebunden werden, die jeweils durch die ringförmigen Dämpfungselemente an den Flanschen 44, 48 verlaufen, während der dritte Flansch 46 mittels seines topfförmigen Dämpfungselements in einer korrespondierend ausgebildeten Ausnehmung der Karosserie aufgenommen ist, so dass eine stabile Dreipunktlagerung der Konsole 40 gegeben ist.
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An der Konsole 40 ist darüber hinaus ein Pantographlager 50 zur schwenkbaren Anlenkung eines Pantographarms 52 vorgesehen, wobei der Pantographarm 52 beispielhaft als ein Steuerarm 54 und das Pantographlager 50 als ein s. g. Blindlager 56, bevorzugt als ein Kugelgelenk, ausgeführt ist. Die Längsmittelachse 26 der Abtriebswelle 24 bzw. eine hier exemplarisch mit dieser zusammenfallende Längsmittelachse 28 des Antriebslagers 42 ist um einen Radius R zu einer Längsmittelachse 58 des Pantographlagers 50 auf der Konsole 40 versetzt positioniert.
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Ein Endabschnitt 60 des Antriebsarms 22 ist in einem ersten Drehpunkt 62 und ein Endabschnitt 64 des Pantographarms 52 ist in einem zweiten Drehpunkt 66 verschwenkbar angelenkt, wobei die beiden Drehpunkte 62, 66 in einem vorgegebenen Abstand A1 voneinander entfernt im Bereich einer bevorzugt zumindest im Wesentlichen geradlinig verlaufenden Grundseite 68 einer Halterung 70 ausgebildet sind. Der Drehpunkt 62 liegt hierbei auf einer Längsachse 72 des Antriebsarms 22. Der Drehpunkt 66 ist bevorzugt von einem Kugelgelenk ausgebildet.
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Eine Längsachse 74 eines Wischblatts 76 ist vorzugsweise annähernd quer zu der Grundseite 68 der Halterung 70 sowie in einem Abstand A2 zu einem bevorzugt geradlinigen Abschnitt 78 einer im Übrigen bevorzugt näherungsweise Sförmig geschwungenen Längsseite 80 an der Halterung 70 befestigt. Das zum Abwischen der Scheibe des Kraftfahrzeugs dienende Wischblatt 76 ist vorzugsweise zu Austausch- bzw. Ersatzzwecken werkzeuglos von dem Abschnitt 78 ablösbar ausgebildet. In der gezeigten Position des Pantograph-Wischerarms 20 verlaufen somit die Längsachse 74 des Wischblatts 76 parallel im Abstand A2 zu der Längsachse 72 des Antriebsarms 22.
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Die Antriebseinheit 30 umfasst hier exemplarisch einen bevorzugt als Elektromotor 90 ausgeführten Antriebsmotor 92, der zum schwenkweisen Antrieb der Abtriebswelle 24 mittels eines hier verdeckten Getriebes (vgl. 2) ausgebildet ist. Der Elektromotor 90 kann beispielsweise als ein Gleichstrommotor oder als ein elektronisch kommutierter (Drehstrom-)Motor ausgeführt sein.
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Der Elektromotor 90 ist mittels einer elektronischen und bevorzugt digitalen Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 auf vielfältige Art und Weise elektrisch ansteuerbar. Hierbei sind mit Hilfe der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 vorzugsweise eine Vielzahl unterschiedlicher, vorprogrammierter Bewegungsabläufe des Pantograph-Wischerarms 20 einstellbar. Beispielsweise kann anhand von Messwerten eines Regensensors mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 die Wischeranlage 10 vollautomatisch von einem Ausschaltzustand in einen Intervallbetrieb oder einen Dauerbetrieb versetzt werden, wobei eine Geschwindigkeit des Wischblatts 76 in Relation zu der Scheibe des Kraftfahrzeugs stufenlos und in großen Bereichen variierbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine händische Kontrolle der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 vorgesehen sein, um den Bewegungsablauf des Pantograph-Wischerarms 20 auf geeignete Art und Weise außerhalb des reinen Automatikbetriebs zu beeinflussen. Das Wischblatt 76 bestreicht im eingeschalteten Zustand der Wischeranlage 10 ein Wischfeld auf der Scheibe des Kraftfahrzeugs, dessen Umfangskontur ungefähr der eines Rechtecks entspricht, bei dem zwei gegenüberliegende Seiten abweichend von der geradlinigen Form den Verlauf eines in dieselbe Richtung gekrümmten Bogens aufweisen.
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Ferner kann der Winkelbereich 32 und damit die Größe des Wischfeldes, in dem sich der Pantograph-Wischerarm 20 über die Scheibe des Kraftfahrzeugs bewegt, verändert werden, wobei die Steuerung der Bewegungsrichtungsumkehr des Pantograph-Wischerarms 20 an den geraden Seiten des Wischfeldes allein durch eine geeignete Ansteuerung des Elektromotors 90 mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 erfolgt. Zu diesem Zweck sind mehrere Sensoren, insbesondere zur Erfassung der beiden Endlagen des Pantographen-Wischerarms 20, in denen die Umkehr der Bewegungsrichtung veranlasst werden muss, vorgesehen, die der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 die jeweils aktuelle Position des Pantographen-Wischerarms 20 in Bezug zur Scheibe melden. Weiterhin ist in die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100 eine Leistungselektronik zur bevorzugten direkten Ansteuerung des Elektromotors 90 integriert.
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Ferner erlaubt es die hochkomplexe Steuer- und/oder Regeleinrichtung 100, die Geschwindigkeit des Wischblatts 76 in Abhängigkeit von seiner jeweils aktuellen Position anzupassen. So kann zum Bespiel die Geschwindigkeit des Pantograph-Wischerarms 20 bei jeder Annäherung des Wischblatts 76 an eine der geraden Seiten des Wischfelds, bzw. kurz vor einer jeweiligen Bewegungsrichtungsumkehr des Pantograph-Wischerarms 20, reduziert werden, um insbesondere die mechanische Belastung der Wischeranlage 10 zu verringern und deren Lebensdauer zu erhöhen. Im Fall einer extremen Regenexposition einer entsprechenden Kraftfahrzeugscheibe kann das Wischfeld gegebenenfalls auf einen für den Fahrer wesentlichen Bereich verkleinert werden, der aus sicherheitstechnischen Gründen gerade noch vertretbar ist.
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2 zeigt den Antriebsarm 22 von 1, der direkt auf der Abtriebswelle 24 von 1 befestigt ist, die um ihre Längsmittelachse 26 verschwenkbar in dem Antriebslager 42 aufgenommen ist, das seinerseits in der Konsole 40 befestigt ist. Der Pantographarm 52 bzw. der Steuerarm 54 ist in dem Pantographlager 50 bzw. dem Blindlager 56 der Konsole 40 ebenfalls verschwenkbar angelenkt. Der schwenkende Antrieb der Abtriebswelle 24 erfolgt mittels eines Getriebes 94, das seinerseits von dem Elektromotor 90 angetrieben wird.
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Um einen ordnungsgemäßen Wischbetrieb der Wischeranlage 10 von 1 zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Drehrichtung des Elektromotors 90 jeweils periodisch umzukehren, wenn der Pantograph-Wischerarm 20 jeweils eine der äußeren, geraden Seiten eines zugeordneten Wischfeldes erreicht. Ein kontinuierlicher Betrieb des Elektromotors 90 – ohne eine Drehrichtungsumkehr wie im Fall einer Wischeranlage mit einem Kurbel- bzw. Exzenterantrieb – ist dementsprechend nicht vorgesehen.
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Weiterhin sind die beiden Flansche 44, 48 von 1 sowie der überwiegend verdeckte und daher nicht bezeichnete Flansch 46 von 1 dargestellt. Die beiden Flansche 44, 48 weisen jeweils eine Öffnung 102, 104 auf, in die jeweils ein hülsenförmiges bzw. hohlzylindrisches Dämpfungselement 106, 108 eingesetzt ist.
