DE19649226A1

DE19649226A1 - Wischarm mit wischwinkelabhängiger Anpreßkraft für eine Fahrzeugscheibenwischervorrichtung

Info

Publication number: DE19649226A1
Application number: DE1996149226
Authority: DE
Inventors: Bruno Egner-Walter
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-06-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wischarm mit wischwin kelabhängiger Anpreßkraft für eine Fahrzeugscheibenwischer vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es ist allgemein bekannt, daß viele Fahrzeugmodelle mit Fahrzeugscheiben ausgestattet sind, die eine auswärts ge richtete Wölbung aufweisen. Beim Betrieb von auf derartige Fahrzeugscheiben einwirkenden Wischervorrichtungen ist fest zustellen, daß durch die Scheibenwölbung insbesondere der fahrerseitig angeordnete Wischarm ausgehend von der Parkpo sition bzw. der inneren Umkehrposition angehoben und in der äußeren Umkehrposition wieder gesenkt wird. Diese Schwenkbe wegung übt einen Einfluß auf die Anpreßkraft des Wischarmes aus. Bisher ging das Bestreben jedoch dahin, die Anpreßkraft über den gesamten Wischwinkel, d. h. über das gesamte Wisch feld möglichst konstant zu halten. Bei, zum Beispiel aus der EP 0 574 316 B1, bekannten Wischarmen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist deshalb der am Be festigungsteil vorgesehene Abstützpunkt der Druckfeder zur Erzeugung der Anpreßkraft vor der Schwenkachse des Gelenk teiles und oberhalb dieser Schwenkachse angeordnet. Die Ver schwenkung des Gelenkteiles hat deshalb nur relativ gering fügige Längenänderungen der vorgespannten Druckfeder und Lageänderungen der Wirkungslinie der Druckfeder, welche durch die beiden Abstützpunkte der Druckfeder am Gelenkteil und am Befestigungsteil verläuft, gegenüber der Neutrallinie des Gelenkteiles, welche durch die Schwenkachse des Gelenk teiles und durch den Abstützpunkt der Druckfeder am Gelenk teil verläuft, zur Folge. Deshalb sind die durch die Schwenkbewegung des Gelenkteiles verursachten Änderungen der Federkraft und des die Anpreßkraft erzeugenden Momentes als geringfügig zu bewerten.

Ein weiterer wesentlicher Grund für die Anordnung des Ab stützpunktes am Befestigungsteil vor der Schwenkachse des Gelenkteiles besteht darin, daß dadurch eine stabile Ab klappstellung des Wischarmes von der Fahrzeugscheibe er reichbar ist. Beim Hochklappen des Wischarmes von der Fahr zeugscheibe überquert die Wirkungslinie der Feder die Neu trallinie des Wischarmes und drückt das Gelenkteil in die der Fahrzeugscheibe entgegengesetzten Richtung, bis es an einem dafür bestimmten Anschlag am Befestigungsteil an schlägt.

Es ist auch bekannt, daß bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, insbesondere der fahrerseitige Wischarm aufgrund seiner An ordnung in bezug auf die Hauptströmungsrichtung des anströ menden Fahrtwindes dazu neigt, von der Fahrzeugscheibe ab zuheben, wodurch eine wesentliche Verschlechterung der Wischqualität eintritt. Um dieser nachteiligen Erscheinung zu begegnen, wurden vielfältige Anstrengungen unternommen, um die Anpreßkraft, insbesondere des fahrerseitigen Wischar mes, zu erhöhen. Eine generelle Erhöhung der Anpreßkraft ist aber wiederum nachteilig wegen einer übermäßig starken Abla geverformung des Wischgummis beim Stillstand der Scheibenwi schervorrichtung und wegen einer verstärkten Geräuschbildung beim Umschlagen der Wischlippe in den Umkehrpositionen beim Wischerbetrieb.

Ein bekannter Kompromiß besteht darin, die Anpreßkraft wi schwinkelabhängig zu regulieren, das heißt, im mittleren Bereich des Wischfeldes, welches für die Fahrsicherheit maß geblich ist, einen erhöhten Anpreßdruck aufzubringen als in der Parkposition bzw. inneren Umkehrposition und in der äu ßeren Umkehrposition. Zur Realisierung dieses Kompromisses sind Scheibenwischervorrichtungen bekannt, bei denen ein komplizierter Verstellmechanismus auf die Anpreßfeder ein wirkt, der durch eine separate Antriebseinrichtung oder durch das Abfahren der Steuerkurve einer Kulisse mit einem am Wischarm gelagerten Verstellhebel beim Betrieb des Schei benwischers betätigt wird. Hierzu wird ebenfalls auf die EP 0 574 316 B1 verwiesen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wischarm der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß mit einfachen Mit teln seine Anpreßkraft in bezug auf den Wischwinkel optimal angepaßt ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Wischarm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß der Abstützpunkt für die Druckfeder am Befesti gungsteil nun in einem Abstand hinter der Schwenkachse des Gelenkteiles und dabei auch noch oberhalb dieser Schwenk achse angeordnet ist, wird durch die beim Betrieb der Schei benwischervorrichtung von der Scheibenwölbung verursachte Schwenkbewegung des Gelenkteiles gegenüber dem Befestigungs teil zielgerichtet eine wesentlich größere Veränderung der Anpreßkraft über den Wischwinkel erreicht. Und zwar kommt die zumeist vorhandene Art der Scheibenwölbung dem ange strebten Kompromiß der Änderung der Anpreßkraft über den Wischwinkel entgegen, wobei der Anpreßdruck in dem für die Fahrsicherheit ausschlaggebenden mittleren Bereich des Wischfeldes größer sein soll als in den Umkehrpositionen des Wischarmes bzw. in seiner Parkposition.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des besagten Federab stützpunktes tritt gegenüber der herkömmlichen Anordnung vor der Schwenkachse des Gelenkteiles bei gleicher Änderung des Schwenkwinkels des Gelenkteiles eine wesentlich größere Län genänderung der Druckfeder ein, wodurch die Zugkraft dieser Druckfeder zwischen den beiden Endpunkten der Schwenkbewe gung des Gelenkteiles eine wesentlich größere Änderung er fährt als bei einem herkömmlichen Wischarm. Außerdem ver ändert sich der Abstand der Wirkungslinie der Druckfeder von der Schwenkachse des Gelenkteiles wesentlich stärker, so daß auch die Längenänderung der wirksamen Hebelarme und damit die erreichbare Änderung der die Anpreßkraft erzeugenden Momente wesentlich stärker ausfällt als bei einem herkömm lichen Wischarm mit Federabstützpunkt vor der Schwenkachse des Gelenkteiles.

In vorteilhafter Weise ist also in einem mittleren Wischwin kelbereich des Wischarmes, d. h. im mittleren Bereich des Wischfeldes, die Anpreßkraft deutlich größer als bei einem herkömmlichen Wischarm und außerdem deutlich größer als in seiner Parkposition bzw. inneren Umkehrposition und der äu ßeren Umkehrposition des Wischarmes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unter ansprüchen entnehmbar.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 sieht vor, daß der Schwenkwinkel des Gelenkteiles in der äußeren Umkehrposition des Wischarmes in bezug auf den an genommenen Grundwert von O Grad in der Parkposition bzw. in der inneren Umkehrposition auch einen negativen Wert anneh men kann. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die Wöl bung der Fahrzeugscheibe an den äußeren Rändern sehr stark ist und im Wischerbetrieb der, insbesondere fahrerseitige, Wischarm bis in den stark gewölbten Randbereich bewegt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 sieht vor, daß in bezug auf den in der Parkposition bzw. inneren Um kehrposition angenommene Grundwert der Schwenkwinkel des Gelenkteiles im mittleren Bereich des Wischfeldes einen ma ximalen Wert annimmt, der 3-10 Grad beträgt. In diesem Bereich liegt nach derzeitigen Erkenntnissen die günstigste Abstimmung der wischwinkelabhängigen Anpreßkraft des Wi scharmes vor.

Bevorzugt wird eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4, wobei der am Befestigungsteil des Wischar mes vorgesehene Abstützpunkt der Druckfeder ca. 2-3 cm hin ter der Schwenkachse des Gelenkteiles und dabei ca. 1-1,5 cm oberhalb dieser Schwenkachse angeordnet ist.

Da bei einer erfindungsgemäßen Anordnung des am Be festigungsteil vorgesehenen Abstützpunktes für die Druckfe der beim Hochklappen des Wischarmes die Wirkungslinie der Druckfeder nicht die Neutrallinie des Wischarmes überschrei ten kann, ist auch keine stabile Abklappstellung des Wi scharmes an der Fahrzeugscheibe möglich. Deshalb sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 vor, daß der Wischarm Mittel für eine zeitweise Arretierung des Wischar mes in einer von der Fahrzeugscheibe hochgeklappten Stellung aufweist. Vorzugsweise werden diese Mittel von einem am Be festigungsteil angebrachten mechanischen Riegel gebildet, welcher mit dem Gelenkteil in Eingriff gebracht wird und dieses in der entsprechenden Abklappstellung arretiert.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung einen auf einer Wischerwelle drehfest befestigten Wischarm und

Fig. 2 einen Verriegelungsmechanismus zur Arretierung des Wischarmes in einer Abklappstellung.

In Fig. 1 ist ein Wischarm 10 nicht vollständig, sondern nur mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen dargestellt. Der Wischarm 10 ist mit einem Befestigungsteil 11 in bekann ter Weise drehfest auf einer pendelnd antreibbaren Wischer welle 12 befestigt. Weiterhin gehört zu dem Wischarm 10 ein Gelenkteil 13, das in bekannter Weise um die Schwenkachse 14 auf die zu wischende Fahrzeugscheibe zu bzw. von der Fahr zeugscheibe weg schwenkbar mit dem Befestigungsteil 11 ver bunden ist. Das Gelenkteil 13 besitzt im wesentlichen einen kanalartigen, in Richtung auf die Fahrzeugscheibe offenen Querschnitt, in den der vordere Teil des Befestigungsteiles 11 hineinragt. Innerhalb des Gelenkteiles 13 ist weiterhin eine Druckfeder 15 zu erkennen, welche die Anpreßkraft er zeugt, mit der das Wischblatt gegen die zu wischende Fahr zeugscheibe gedrückt wird. Die Druckfeder 15 ist als Spiral feder ausgebildet und auf einem Führungshebel 16 angeordnet, der mit einem Ende schwenkbar am Befestigungsteil 11 gela gert. Die Schwenkachse des Führungshebels 16 bildet gleich zeitig den erfindungsgemäßen Abstützpunkt P₂ der Druckfeder 15 am Befestigungsteil 11. Das andere Ende des Führungshe bels 16 ist längsverschiebbar in einer Lagerbohrung 17 ge führt, die in den abgewinkelten Endabschnitt 20 der in das Gelenkteil hineinragenden Wischstange 18 eingebracht ist. Die Druckfeder 15 ist zwischen einem an dem Führungshebel 16 vorgesehenen Anschlag 19 und der auf das Befestigungsteil 11 weisenden Seite des Endabschnittes 20 eingespannt, so daß der am Gelenkteil 13 vorgesehene Abstützpunkt P₁ der Druckfe der 15 theoretisch ein Schnittpunkt der Wirkungslinie W der Druckfeder 15, welche die Längsmittellinie des Führungshe bels 16 ist, und der auf das Befestigungsteil 11 weisenden Seite des Endabschnittes 20 der Wischstange 18 ist.

Der Abstützpunkt P₂ ist in einem Abstand A hinter der Schwenkachse 14 und dabei in einem Abstand a oberhalb der Schwenkachse 14 angeordnet. Die Definition hinter der Schwenkachse 14 bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung, daß sich dieser Abstützpunkt P₂ zwischen der Schwenkachse 14 und dem wischerwellenseitigen Ende des Wischarmes 10 befin det. Die Bezeichnung oberhalb der Schwenkachse 14 bedeutet, daß sich der Abstützpunkt P₂ auf der von der zu wischenden Fahrzeugscheibe abgewandten Seite einer gedachten Fläche befindet, welche parallel zu der Fahrzeugscheibe und dabei durch die Schwenkachse 14 des Gelenkteiles 13 verläuft. Je denfalls soll im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ab stand A ca. 2,5 cm betragen, und der Abstand a soll ca. 1,3 cm betragen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Wischarm 10 in derjenigen Stellung, welche er in der Parkposition bzw. in der inneren Umkehrposition ein nimmt. Die Druckfeder 15 ist mit Vorspannung eingespannt, wobei eine Federkraft F₁ mit einem bestimmten Wert gewählt wurde. Weiterhin wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel davon ausgegangen, daß das Gelenkteil 13 beim Wischerbetrieb durch die Wölbung der Fahrzeugscheibe mit einem Schwenkwin kel α von 8 Grad um seine Schwenkachse 14 verschwenkt wird. Das bedeutet, daß der Schwenkwinkel α, welcher in der in Fig. 1 dargestellten Position des Wischarmes einen Grundwert von 0 Grad einnimmt, auf einen maximalen Wert von 8 Grad anwächst, welcher im mittleren Bereich des Wischfeldes er reicht wird. Zur äußeren Umkehrposition hin fällt der Schwenkwinkel α wieder auf einen niedrigeren Wert ab, der demjenigen in der Parkposition zumindest nahekommt. Als Be zugslinie für den Schwenkwinkel α wird dabei die Neutralli nie N bzw. N' des Wischarmes 10 benutzt, welche durch die Schwenkachse 14 und den Abstützpunkt P₁ verläuft. In Fig. 1 ist aus Übersichtsgründen das Gelenkteil 13 in seiner maxi malen Schwenkposition nicht dargestellt. Die mit N' darge stellte Wirkungslinie soll jedoch die maximale Schwenkposi tion des Gelenkteiles 13 andeuten. Außerdem ist in Fig. 1 die beim verschwenken des Gelenkteiles 13 eintretende Posi tionsveränderung des Abstützpunktes P₁ zu P₁' und umgekehrt erkennbar. Mit dieser Positionsveränderung ist ein Ver schwenken der Wirkungslinie W der Druckfeder 15 um den fixen Abstützpunkt P₂ in die Position W' verbunden. Da beim ver schwenken des Gelenkteiles 13 die Neutrallinie N bzw. N' um die Schwenkachse 14, dahingegen die Wirkungslinie W bzw. W' der Druckfeder 15 um den hinter und oberhalb der Schwenk achse 14 angeordneten Abstützpunkt P₂ verschwenkt wird, wird die zwischen den Abstützpunkten P₁ und P₂ gebildete wirksame Länge l₁ des Führungshebels 16 um eine Länge Δl auf die wirk same Länge l₂ verkürzt. Das hat zur Folge, daß auch die Länge der Druckfeder 15 um diesen Wert Δl verkürzt und dadurch die Druckkraft F₁ der Druckfeder um einen Wert ΔF in die wesent lich größere Druckkraft F₂ bei einem maximalen Schwenkwin kel α von 8 Grad überführt wird.

Wenn man davon ausgeht, daß die Federkonstante der verwende ten Druckfeder 15 C = 35 N/mm beträgt, so ergibt sich bei einer Längenänderung Δl = 2,0 mm der Druckfeder 15 eine Än derung der Zugkraft ΔF = 70 N der Druckfeder 15. Dieser Wert berechnet sich wie folgt:

ΔF = Δl.C = 2,0 mm.35 N/mm

ΔF = 70 N.

Bei einer Änderung des Schwenkwinkels α zwischen dem Grund wert α = 0° und dem maximalen Wert α = 8° ändert sich der Abstand h₁ der Wirkungslinie W von der Schwenkachse 14 in den deutlich größeren Abstand h₂ zwischen der Wirkungslinie W' und der Schwenkachse 14. Dadurch ändert sich das die Anpreß kraft erzeugende Moment für die Parkposition bzw. die innere Umkehrposition in das bedeutend größere Moment für den mitt leren Bereich des Wischfeldes bzw. für den maximalen Schwenkwinkel α = 8°.

Durch das Ausführungsbeispiel wird also deutlich, daß die von der Fachwelt angestrebte Kompromißlösung hinsichtlich einer wischwinkelabhängigen Anpreßkraft des Wischarmes gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine äußerst einfache Kon struktion ohne zusätzliche Bauteile und ohne zusätzlichen Antrieb, also ohne zusätzliche Kosten erreichbar ist. Wegen dieser einfachen Konstruktion unter Verzicht auf zusätzliche Bauteile oder Antriebe kann kein zusätzlicher Verschleiß eintreten und die Wischervorrichtung wird dadurch weniger störanfällig. Trotzdem erfüllt eine Wischervorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Wischarm die angestrebten Bedingun gen einer höheren Anpreßkraft im mittleren Bereich des Wischfeldes und einer geringeren Anpreßkraft in der Parkpo sition bzw. in den Umkehrpositionen, wodurch einerseits kei ne erhöhte Ablageverformung des Wischgummis in der Parkposi tion auftritt und andererseits durch ein leichteres Umschla gen der Wischlippe in den Umkehrpositionen weniger Umschlag geräusche erzeugt werden.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Druckfeder 15 an stelle einer bekannten Spiralfeder auch von einer geeigneten anderen Federeinrichtung, beispielsweise von einer Gummife der, gebildet sein kann. Natürlich muß dann der Wischarm mit entsprechenden Aufnahme- bzw. Abstützeinrichtungen für eine derartige Federeinrichtung ausgestattet sein. Dieses kann der Fachmann aber problemlos mit seinen Fähigkeiten durch entsprechende Anpassungen lösen.

In Fig. 2 ist in einer Ansicht von unten ein Abschnitt eines Wischarmes 10 dargestellt. Wesentlich an diesem Ausführungs beispiel ist ein mechanischer Riegel 21, der in Richtung des Doppelpfeiles, d. h. quer zu dem Wischarm 10 verstellbar ist. Dieser Riegel 21 ist am Befestigungsteil 11 gehalten und ist dazu bestimmt, den Wischarm in einer von der Fahrzeugscheibe hochgeklappten Stellung zu arretieren, damit verschiedene Handhabungen, beispielsweise ein Wechsel des Wischblattes oder eine manuelle Reinigung der Fahrzeugscheibe, durchführ bar sind. In Fig. 2 ist zu sehen, daß der herausgezogene Riegel 21 mit dem Gelenkteil 13 zusammenwirkt, welches um die Schwenkachse 14 nach oben geschwenkt ist, und das Ge lenkteil 13 in der Abklappstellung arretiert. Wenn der Rie gel 21 in bezug auf Fig. 2 nach unten geschoben wird, wird das Gelenkteil 13 wieder freigegeben, so daß der Wischarm seine normale Funktion ausüben kann. Ein zusätzlicher Vor teil der Möglichkeit zur manuellen Arretierung des Wischar mes in einer Abklappstellung ergibt sich im Winter. Um das Anfrieren der Wischblätter an der Fahrzeugscheibe zu vermei den, kann bei abgestelltem Fahrzeug der Wischarm in der Ab klappstellung arretiert werden.

Bezugszeichenliste

10

Wischarm

11

Befestigungsteil

12

Wischerwelle

13

Gelenkteil

14

Schwenkachse

15

Druckfeder

16

Wischstange

17

Riegel

18

Federeinhängestift

19

Anschlag

20

Endabschnitt

21

Riegel
A Abstand
F₁

Federkraft
F₂

Federkraft
N Neutrallinie
N' Neutrallinie
P₁

Abstützpunkt
P₁

' Abstützpunkt
P₂

Abstützpunkt
W Wirkungslinie
W' Wirkungslinie
a Abstand
h₁

Abstand
h₂

Abstand
l₁

Länge
l₂

Länge
α Schwenkwinkel

Claims

1. Wischarm mit wischwinkelabhängiger Anpreßkraft für eine Fahrzeugscheibenwischervorrichtung, wobei der Wischarm (10) drehfest auf einer pendelnd antreibbaren Wischer welle (12) befestigt ist und an seinem freien Ende mit einem Wischblatt verbunden ist, welches durch eine ei nerseits am Gelenkteil (13) und andererseits am Befesti gungsteil (11) angreifende Druckfeder (15) gegen die Fahrzeugscheibe gedrückt wird und bei Wischerbetrieb von einer Parkposition bzw. inneren Umkehrposition zu einer äußeren Umkehrposition und zurück über ein Wischfeld auf der Fahrzeugscheibe bewegt wird, wobei wiederum durch die nach auswärts gerichtete Wölbung der Fahrzeugscheibe das Gelenkteil (13) um seine mit dem Befestigungsteil (11) gebildete Schwenkachse (14) verschwenkt wird und der Schwenkwinkel (α) ausgehend von einem angenommenen Grundwert von 0 Grad in der Parkposition bzw. inneren Umkehrposition auf einen dem mittleren Bereich des Wischfeldes zugeordneten Maximalwert ansteigt und zur äußeren Umkehrposition hin wieder abnimmt, dadurch ge kennzeichnet, daß der am Befestigungsteil (11) vorgese hene Abstützpunkt (P₂) für die Druckfeder (15) in einem Abstand (A) hinter der Schwenkachse (14) des Gelenktei les (13) und dabei in einem Abstand (a) oberhalb der Schwenkachse (14) angeordnet ist.

2. Wischarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel (α) des Gelenkteiles (13) in der äuße ren Umkehrposition des Wischarmes (10) in bezug auf den Grundwert von 0 Grad einen negativen Wert annehmen kann.

3. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der maximale Schwenkwinkel (α) des Gelenkteiles (13) im mittleren Bereich des Wisch feldes in bezug auf den Grundwert 3-10 Grad beträgt.

4. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Abstände (A) bzw. (α) des Abstützpunktes (P₂) von der Schwenkachse (14) des Gelenk teiles (13) ca. 2-3 cm bzw. ca. 1-1,5 cm betragen.

5. Wischarm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Wischarm (10) Mittel zur zeitweisen Arretierung in einer von der Fahrzeugscheibe hochgeklappten Stellung aufweist, vorzugsweise einen am Befestigungsteil (11) angebrachten mechanischen Riegel (21).