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Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetätigten Scheibenwischer,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit selbsttätiger Endlagenstellung, der aus zwei
auf derselben Achse entgegengesetzt angeordneten und in Zylindern gleitenden Differentialkolben
besteht, die durch eine Kolbenstange starr miteinander verbunden sind und in welchen
durch die Kolbenstange hindurch starr verbundene Schaltventile angeordnet sind,
welche in der Stellung für die eine Bewegungsrichtung des Differentialkolbens einen
Druckmittelkanal zur Verbindung der beiden Zylinder öffnen und einen Auslaßkanal,
der den mit der größeren Kolbenfläche zusammenwirkenden Zylinder mit der Atmosphäre
verbindet, schließen und in der Stellung für die andere Bewegungsrichtung des Differentialkolbens
den Auslaßkanal an dem mit der größeren Kolbenfläche zusammenwirkenden Zylinder
öffnen und den Druckmittelkanal zur Verbindung der beiden Zylinder schließen, wobei
der finit der kleineren Kolbenfläche zusammenwirkende Zylinder während des Dauerbetriebes
über eine Einlaßöffnung ständig an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist und
die Endlagenstellung durch gleichzeitige Druckbeaufschlagung der beiden wirksamen
Differentialkolbenseiten erreicht wird.
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Druckmittelbetätigte Scheibenwischermotoren sind an sich bekannt.
Bei derartigen Motoren sind zwei Kolben unterschiedlichen Durchmessers in Zylindern
unterschiedlichen Durchmessers verschieblich gelagert. Die Kolben sind dabei mittels
einer Kolbenstange starr verbunden. In der Kolbenstange ist weiterhin eine axial
verlaufende Längsbohrung vorgesehen, durch die eine zwei Ventile kuppelnde Schubstange
hindurchfuhrt. Die Ventile sind dabei im Bereich der beiden Kolben angeordnet, und
der Aufbau ist so gewählt, daß beim Verschließen des einen Ventils das andere Ventil
geöffnet wird. Damit ist es möglich, das Strömungsmittel, beispielsweise Druckluft,
in den kleineren Zylinder einströmen zu lassen. Der Kolben im kleineren Zylinder
wird dann von dem Druckmittel in Richtung auf den größeren Zylinder verschoben.
Bei dieser Verschiebung ist das Ventil am kleineren Kolben verschlossen. Am Ende
dieser Schubbewegung stößt das Ventil im größeren Kolben gegen eine Zylinderendwand.
Dabei verschiebt sich die Kuppelstange, und das Ventil im größeren Kolben verschließt
sich, während das Ventil im kleineren Kolben geöffnet wird. Damit kann Druckmittel
an der Kupplungsstange vorbei in den größeren Zylinder einströmen, worauf dann der
größere Kolben die Differentialkolbeneinheit wieder in seine Ausgangsstellung zurückschiebt.
Diese Bewegung wiederholt sich ständig, solange das Druckmittel durch den Druckmitteleinlaß
in den kleineren Zylinder einströmt. Bei den Bewegungen der Differentialkolbeneinheit
nimmt die Kolbenstange, die mit einer Zahnstange versehen ist, das Antriebssegment
eines Scheibenwischers mit. Dieser Scheibenwischer wird bei den periodisch aufeinanderfolgenden
hin- und hergehenden Bewegungen dann hin und her i geschwenkt.
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Bei einem derartigen Scheibenwischermotor ist es darüber hinaus bekannt,
eine Rückstellvorrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, den Scheibenwischer beim
Abstellen immer in eine Endlagenstellung zu- t rückzudrehen. In dieser Endlagenstellung
stört der Scheibenwischer nicht die Durchsicht des Fahrers eines Fahrzeuges durch
die Windschutzscheibe. Die Rückstellvorrichtung besteht dabei aus einem Drehknopf,
mit dem die Umschaltung des Ventils im kleineren Kolben unterbunden werden kann.
In dem Drehknopf ist nämlich eine Scheibe angeordnet, die sich bei den beiden Drehlagen
des Drehknopfes mehr oder weniger in den kleineren Zylinder hinein erstrecken kann.
Ist die Scheibe in den kleineren Zylinder weiter hineingeschoben, dann stößt das
Ventil im kleineren Kolben auf die Scheibe auf und verschiebt die Kuppelstange,
wobei sich das Ventil im kleinen Kolben schließt. Damit wird die Bewegung der Differentialkolbeneinheit
umgekehrt. Ist die Scheibe jedoch weiter aus dem kleinen Zylindei herausgeführt,
dann wird das Ventil im kleinen Kolben von der Scheibe nicht zurückgedrückt und
geschlossen. Da es geöffnet bleibt, kann die Bewegungsumkehr der Differentialkolbeneinheit
nicht erfolgen, und der Differentialkolben bleibt in dieser Endstellung stehen.
Da der kleine Zylinder jedoch weiterhin von Druckmittel beaufschlagt wird, bleibt
die Differentialkolbeneinheit in der Endstellung festgelegt.
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Es ist schließlich auch bekannt, das Druckmittel unmittelbar in den
Zylinder einzuführen, in dem sich der Kolben mit der größeren Kolbenfläche befindet.
Auch auf diese Weise kann der Kolben in eine bestimmte Endstellung geleitet werden.
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Nachteilig ist bei diesen bekannten druckmittelbetätigten Scheibenwischermotoren
mit einer selbsttätigen Endlagenstellung, daß recht aufwendige Stellglieder erforderlich
sind, mit denen die Ventilstellung beeinflußt werden kann. Damit wird der Einbau
von Vorrichtungen, mit denen die Endlagenstellung herbeiführbar ist, recht aufwendig,
was insbesondere im Fahrzeugbau äußerst unerwünscht ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckmittelbetätigten
Scheibenwischermotor der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Einrichtung
zur Erzielung der Endlagenstellung verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mit der größeren Kolbenfläche
zusammenwirkende Zylinder ein zwischen der Druckmittelleitung und der Einlaßöffnung
angeordnetes Rückschlagventil aufweist, über welcher dieser zur Erreichung der Endlagenstellung
direkt mit der Druckmittelquelle verbunden wird, so daß über die Einlaßöffnung für
die Endlagenstellung nur ein Einströmen des Druckmittels erfolgt, und daß die Einlaßöffnung
für Dauerbetrieb gleichzeitig mit der Atmosphäre verbunden wird, wobei der Querschnitt
der Einlaßöffnung für Dauerbetrieb zusammen mit dem Querschnitt der Auslaßöffnung
des mit der größeren Kolbenfläche zusammenwirkenden Zylinders einen geringeren Wert
aufweist als der Querschnitt der Einlaßöffnung für die Endlagenstellung.
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Diese Einrichtung zur Erzielung der Endlagenstellung bei einem druckmittelbetätigten
Scheibenwischermotor der oben angeführten Art ist wesentlich einfacher, da als wesentliches
Bauteil nur eine zusätzliche Druckmitteleinführung zu dem größeren Zylinder vonnöten
ist und sich in dieser zusätzlichen Leitung ein Rückschlagventil befindet. Außer
der Anbringung einer weiteren Auslaßöffnung ist dann nur noch die richtige Bemessung
der beiden Auslaßöffnungen für den Fall der Rückstellung in die Endlagenstellung
zu beachten.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In dem in der Zeichnung dargestellten Gehäuse 10
eines
druckmittelbetätigten Scheibenwischermotors sind zwei Zylinder unterschiedlichen
Durchmessers vorgesehen. In den Zylinderkammern 12 und 14 sind Kolben 16 und 18
hin und her verschieblich, die starr über eine Kolbenstange 20 miteinander verbunden
sind. Die Kolbenstange 20 weist an einer Seite Zähne 22 auf, die mit einem Ritzel
24 kämmen, das an einer aus dem Gehäuse 10 herausgeführten Welle 26 befestigt ist,
die das innere Ende eines Scheibenwischerarmes 28 trägt.
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Die Kolbenstange 20 hat eine Bohrung 30, durch die eine hohle Kuppelstange
32 taucht, die etwas länger als die Bohrung 30 ist. Durch die Kuppelstange 32, welche
die Ventilkörper 34 und 36 miteinander verbindet, zieht sich ein axialer Druckmittelkanal
33. Mittels Feder 42 und 44 sind die Ventilkörper 34 und 36 auf ihre jeweiligen
Sitze 38 und 40 druckbar. Die Federenden stützen sich dabei in ringförmige Nuten
46 und 48 innerhalb der Ventilhohlräume 50 und 52 der entsprechenden Kolben 16 und
18 ab.
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Kurz vor den Ventilkörpern 34 und 36 sind in der hohlen Kuppelstange
32 Schlitze 53 und 54 vorgesehen. Die Schlitze 54 beim linken Ventilkörper 36 sind
dabei zum Verbinden des Druckmittelkanals 33 mit dem auf der Arbeitsseite des Kolbens
18 liegenden Teil der kleineren Zylinder vorgesehen, während die Schlitze am anderen
Ventilkörper 34 den Druckmittelkanal33 mit der gleichen Zylinderkammer 14, aber
auf. der Rückseite des kleineren Kolbens 18 verbinden, die an Atmosphärendruck liegt.
Der rechte Ventilkörper 34 weist in seiner Mitte außerdem eine öffnung 55 auf, die
den Druckmittelkanal 33 ständig mit der Zylinderkammer 12 verbindet. Dieser Ventilkörper
34 dient nicht zur Steuerung des Druckmittelkanals 33, sondern zur Steuerung einer
Auslaßöffnung 56; bei geöffnetem Ventil, wie es in der Zeichnung dargestellt ist,
ist die Zylinderkammer 12 dann über eine weitere Auslaßöffnung 57 im Gehäuse 10
an Atmosphärendruck gelegt. Wird der Ventilkörper 34 nach links bewegt, dann schließt
er die Auslaßöffnung 56; gleichzeitig hebt die Kuppelstange 32 den linken Ventilkörper
36 von seinem Sitz 40 ab.
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Dieser den bekannten druckmittelbetätigten Motoren ähnliche Motor
enthält noch Ventilschaltfedern 58 und 60, die in einstellbaren Lagerungen 62, 64
gehalten sind, welche dafür sorgen, daß die Federn in den Kammern mit den Ventilkörpern
34 bzw. 36 axial fluchten. Wenn sich die miteinander verbundenen Kolben 16 und 13
dem Ende eines Hubes nähern, trifft der Ventilkörper 34 bzw. 36 des offenen Ventils
auf das betreffende Ende der einen Ventilschaltfeder 58 bzw. 60, wodurch das Ventil
in seine Schließstellung bewegt wird; damit wird eine Umkehr der Bewegungsrichtung
der Differentialkolbeneinheit bewirkt.
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Das linke Ende des Gehäuses 10 ist mit einer Einlaßöffnung 66 versehen.
Wird durch diese Öffnung ein Druckmittel in das Gehäuse eingelassen, dann bewegt
sich der kleinere Kolben 18 (unter der Annahme, daß sich der linke Ventilkörper
36 in seiner dargestellten Schließstellung befindet) und damit die ganze Differentialkolbeneinheit
nach rechts. Da der rechte Ventilkörper 34 dabei seine offene Stellung einnimmt,
ist die rechte Zylinderkammer 12 durch die Auslaßöffnungen 56 und 57 mit
der Atmosphäre verbunden; die Kolbenbewegung nach rechts verläuft damit im wesentlichen
unbehindert. Sowie der Kolben 16 nun dem Ende seines Hubes näher kommt,stößf der
Ventilkörper 34 auf die Ventilschaltfeder 58, die ihn so weit nach links schiebt,
daß er die Auslaßöffnung 56 schließt; gleichzeitig wird der linke Ventilkörper 36
in seine geöffnete Stellung bewegt; die Einlaßöffnung 66 ist damit über den Kanal
33 und die Öffnung 55 mit der rechten Zylinderkammer 12 durchverbunden, welche zweckmäßigerweise
die zweifache Querschnittsfläche der linken Kammer aufweist. Das Druckmittel kann
nun in die rechte größere Zylinderkammer 12 einströmen und den Kolben 16 mit derselben
Kraft und daher derselben Geschwindigkeit nach links bewegen, bis der linke Ventilkörper
36 auf seine Ventilschaltfeder 60 trifft, was wieder zu einem Schließen des Ventils
im kleineren Kolben 18 und demzufolge einem Öffnen der Auslaßöffnung 56 führt, womit
sich der Arbeitstakt wiederholt. Bei diesen Hin- und Herbewegungen der Differentialkolbeneinheit
dreht die Kolbenstange 20
mit den Zähnen 22 das Ritzel 24, das seinerseits
den Wischerarm 28 in Bewegung versetzt.
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Damit die Scheibenwischerblätter den Fahrer bei Nichtbenutzung nicht
stören, werden sie üblicherweise in eine Endlagenstellung geführt. Bei dem* Scheibenwischermotor
nach der Erfindung ist dazu eine Einlaßöffnung 68 in der Wand der großen Zylinderkammer
12 vorgesehen. Der Druckmitteleinlaß durch die Einlaßöffnung 68 wird mittels eines
Rück= schlagventils 70 gesteuert; eine Feder 72 drückt den. Ventilkörper dieses.
Rückschlagventils 70 gegen einen Ventilsitz 74, der mit einer Einlaßöffnung 76 einer
Verschraubung 78 in Verbindung steht, die in einen die Einlaßöffnung 68 umgebenden
Rohrstutzen 8W eingeschraubt ist. Mit der Einlaßöffnung 76 ist eine Druckmittelleitung
82 verbunden, die an ein in der Zeichnung schematisch dargestelltes Wischerventil
84 angeschlossen ist.
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Das Wischerventi184 besteht aus einem Gehäuse 86, welches einen. durch
einen Handgriff 89 zu bete.-tigenden drehbaren Kern 88 enthält, durch den sich zwei
bogenförmige Druckmittelkanäle 90 und 92. erstrecken. Wenn sich der Griff in der
mit ausgezogenen Linien dargestellten »Lauf«-Stellung befindet, verbindet der Druckmittelkana190
eine Zufuhröffnung 94 für unter Überdruck stehendes Strömungsmittel mit einer Auslaßöffnung
96, die über eine Leitung 98 mit der Einlaßöffnung 66 des Motors verbunden ist.
Der andere Druckmittelkanal92 des Wischersteuerventils 84 dient dazu, eine Einlaßöffnung
99 in dein Gehäuse 86 mit einer zur Atmosphäre führenden Auslaßöffnung 100 zu verbinden.
Während des normalen Betriebes des Scheibenwischermotors ist die Einlaßöffnung 76
damit mit der Atmosphäre verbunden.
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Soll der Scheibenwischer nun in die Endlagenstellung gebracht werden,
dann wird der Handgriff 89
entgegen dem Uhrzeigersinne und entgegen der Kraft
einer Feder 104 in seine »Endlagen«-Stellung bewegt. Der Druckmittelkanal 90 des
Wischersteuerventils 84 verbindet nun die Zufuhröffnung 94 und somit die Druckmittelquelle
mit der Einlaßöffnung 99 und der Druckmittelleitung 82. Gleichzeitig verbindet der
Druckmittelkana192 des Ventils das linke Ende des Motors über die Einlaßöffnung
66 und die Auslaßöffnung 100 mit der Atmosphäre. Das Druckmittel. strömt jetzt durch
die Druckmittelleitung 82 zur Einlaßöffnung 76 und öffnet das Rückschlagventil 70,
das damit Druckmittel in die Zylinderkammer 12 einströmen
läßt.
Der Druck wirkt damit auf den Kolben 16 ein und schiebt die Differentialkolbeneinheit
nach links, womit der Scheibenwischerarm 28 sich in seine Endlagenstellung
bewegt. Ein Gummistoßfänger 106
am Kolben 18 nimmt die Stoßbelastungen
des Kolbens beim Einlaufen des Scheibenwischerarmes in die Endlagenstellung auf.
Der Fahrzeugführer kann nach dem Anhalten der Wischer den Handgriff 89
loslassen,
woraufhin die Feder 104 den Handgriff automatisch eine mittlere »Aus«-Stellung
zurückbringt, in welcher die Druckmittelkanäle 90 und 92 des Wischersteuerventils
mit keiner der Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen in Verbindung stehen. Schwerkrafts-und
Reibungskräfte im Motor genügen, den Scheibenwischer in der Endlagenstellung zu
halten.
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Ungeachtet dessen, ob sich der rechte Ventilkörper 34 beim
Einlassen vom Druckmittel durch die Einlaßöffnung 68 .in die Zylinderkammer
12 in der geöffneten Stellung oder Schließstellung befindet, ist die Zylinderkammer
12 bei Endlagenstellung der Wischer ständig unmittelbar mit der Atmosphäre
verbunden, und zwar entweder durch die Auslaßöffnung 56, wenn der Ventilkörper
34 in der geöffneten Stellung ist, oder durch die Einlaßöffnung 66 und die
Auslaßöffnung 100 des Wischersteuerventils 84, wenn der Ventilkörper
34 in Schließstellung ist. In jedem Fall wird der Motor leicht in seine Endlagen
bewegt, wenn die Auslaßöffnungen 56 und 100 einen geringen Durchlaßquerschnitt
haben als die Einlaßöffnungen .68 und 76; während des Rückstellens in die
End-Iagenstellung wird damit in der Zylinderkammer 12 ein ausreichend hohes Druckdifferential
aufrechterhalten. Das rechte Ventil mit dem Ventilkörper 34
kann auch so angeordnet
sein, daß es gegenüber einem relativ schnellen Einströmen von Druckmittel aus der
Einlaßöffnung 68 in die Zylinderkammer 12
druckempfindlich ist und
sich in seine Schließstellung schieben läßt, woraufhin die Zylinderkammern
12 und 14 durch die Auslaßöffnung 100 des Wischersteuerventils
84 direkt an Atmosphärendruck gelegt werden, wobei die Öffnung
100, wie bereits erwähnt, genügend eingeschnürt ist, um einen Druckaufbau
in der Zylinderkammer 12 zu gestatten, der ausreicht, um den Scheibenwischer
in seine Endlagenstellung zu führen. Die Auslaßöffnung 65 braucht dann gegen-
, über den Einlaßöffnungen 68 und 76 nicht besonders eingeschnürt
zu sein. Auch könnte an die Stelle der Einschnürung der Auslaßöffnung
100 des Wischersteuerventils 84 ein stärker als die Einlaßöffnungen
68 und 76 eingeschnürter Durchlaß 102 zwischen der Einlaßöffnung
66 und der kleineren Zylinderkammer 14 treten, wie es in der Zeichnung dargestellt
ist.