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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wischen von Scheiben, insbesondere
mit sphäroidischer
Wölbung
bei Schienenfahrzeugen mit einer Wischarmvorrichtung sowie einer
mit der Wischarmvorrichtung verbundenen Blattträgerhaltevorrichtung.
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Wischvorrichtungen
für Kraftfahrzeuge
sind in großer
Zahl bekanntgeworden. Beispielsweise zeigt die EP-A-92201935.1 eine
Wischvorrichtung umfassend einen Wischarm aus Verbundwerkstoff.
DE 42 29 992 A1 zeigt
die parallele Anordnung von Wischblättern eines Kraftfahrzeugs,
die von einem Gelenkviereck gehalten werden.
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Großflächige Windschutzscheiben
finden heute nicht nur im Automobilbau, sondern auch bei Schienenfahrzeugen,
insbesondere für
den Hochgeschwindigkeitsbetrieb, wie beispielsweise dem ICE der
Deutschen Bahn AG Verwendung. Derartige Scheiben sorgen für das notwendige
große
und gute Blickfeld des Triebfahrzeugführers. Um ein derartiges Blickfeld
auch bei schlechten Sichtbedingungen, beispielsweise Regen, zu garantieren,
ist es notwendig, Scheibenwischvorrichtungen anzugeben, deren Gesamtwischblattlänge mehr
als 600 mm beträgt,
besonders bevorzugt sind in diesem Zusammenhang Gesamtwischblattlängen von
bis zu 1300 mm.
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Besondere
Probleme ergeben sich, wenn die oben genannten Frontscheiben für Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeuge
zusätzlich
noch sphäroidisch
gewölbt
sind und aufgrund der hohen Fahrgeschwindigkeit im Betrieb. So erfordern
hohe Fahrgeschwindigkeiten einen besonders geringen Luftwiderstand.
Andererseits sollen die Arme der Wischblattvorrichtung nicht während der
Fahrt von der Frontscheibe abheben und insbesondere in der Parkstellung
sicher gehalten werden. Des weiteren soll die Lösung möglichst kostengünstig sein.
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Aufgabe
der Erfindung ist es somit, eine Wischvorrichtung für Schienenfahrzeuge,
insbesondere im Hochgeschwindigkeitsbetrieb, anzugeben, die die
oben geschilderte Probleme löst.
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Insbesondere
soll eine Vorrichtung zum Wischen von Scheiben zur Verfügung gestellt
werden, mit der sich ein großes
Sichtfeld auch unter ungünstigen
Witterungsbedingungen ergibt und mit der ein gutes Wischergebnis
auch bei stark gewölbten,
beispielsweise sphäroidisch
gewölbten,
Windschutzscheiben erreicht wird.
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Des
weiteren sollen günstige
aerodynamische Verhältnisse
erreicht werden.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß die einzelnen Wischarme der
Wischvorrichtung derart ausgebildet sind, daß sie zumindest in einer Stellung,
vorzugsweise der Ruhe- bzw. Parkstellung in einem überwiegenden
Bereich ihrer Längenausdehnung
parallel zueinander angeordnet sind und in einer Ebene im wesentlichen
senkrecht zur Scheibenebene parallel zueinander liegen, d.h. der
Winkel der Ebene zur Scheibenoberfläche zwischen 75 und 90 liegt.
Somit befinden sich die Wischerarme in der sogenannten Doppeldeckeranordnung.
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Jeder
der einzelnen Wischarme des Wischvorrichtung führt im Einsatzfall, beispielsweise
von einem Elektromotor angetrieben, eine Drehbewegung um einen dem
jeweiligen Arm zugeordneten Drehpunkt aus. Auch der Blattträgerhalter
bzw. die Blattträgerhaltevorrichtung
besitzt zwei Aufhängepunkte,
je einen für
jeden Arm, an denen dieser beispielsweise mittels eines Bolzens
angebracht ist, so daß sich
aufgrund der Drehbewegung der Wischerarme auch der Blattträgerhalter
und damit die Wischerblätter
entsprechend bewegen.
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Hierdurch
ist es möglich,
eine große
Sichtfläche
auch bei schlechten Witterungsbedingungen freizuräumen.
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Um
auch bei sphärisch
gewölbten
Scheiben gute Ergebnisse zu erhalten, ist mit Vorteil vorgesehen,
daß mindestens
zwei Wischerblätter
parallel versetzt zueinander am Blattträgerhalter angeordnet sind.
In einer Fortbildung können
diese auch an der Blattträgerhaltevorrichtung
pendelnd aufgehängt sein.
Des weiteren erlaubt eine derartige Anordnung mit Vorteil unterschiedliche
Krümmungsradien
für die Einzelblätter, beispielsweise
2000 mm und 3000 mm. Durch die Verwendung von Wischerblättern mit
unterschiedlichen Krümmungsradien
kann eine besonders gute Anpassung der Wischvorrichtung an die Scheibenwölbung erreicht
werden. Die Pendelaufhängung
ermöglicht
des weiteren auch sehr kleine Krümmungsradien
von beispielsweise 2000 mm zu bewischen, was mit den aus dem Stand
der Technik bekannten Wischvorrichtungen bislang nicht möglich war.
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Um
eine ruhige Wischblattbewegung auch bei unterschiedlichen Benetzungsgraden
auf der Windschutzscheibe zu erhalten, kann in einer Fortbildung
der Erfindung vorgesehen sein, daß die Wischvorrichtung Führungseinrichtungen
für die
Einzelwischblätter
umfaßt.
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In
einer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die einzelnen
Wischerarme eine elliptische oder gewölbte Profilierung aufweisen.
Hierdurch kann der Luftwiderstand der Anordnung weiter vermindert
werden.
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Zur
Bewischung eines möglichst
großen Sichtfeldes
und zur Sicherstellung einer Bewischung des unteren Sichtfeldes
ohne Kollision der Scheibenwischerenden mit dem Scheibenrand, ist
mit Vorteil vorgesehen, daß der
Abstand der Anlenkpunkte der einzelnen Wischerarme an der Blattträgerhaltevorrichtung
größer ist
als der Abstand der Drehpunkte der Scheibenwischerarme am Ende jenseits
der Wischerblätter.
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Um
eine hohe Steifigkeit der Wischerarme bei geringen Profilquerschnitten
zu ermöglichen, werden
in einer Ausführungsform
der Erfindung die Wischerarme aus einem Faserverbundwerkstoff, vorzugsweise
Kohlefasern, hergestellt. Durch die Verwendung derartiger Materialien
kann eine niedrige Bauhöhe
des Wischerarmes erreicht werden, so daß die Wischerarmhöhe noch
innerhalb der aerodynamischen Grenzschicht liegt und somit der Luftwiderstand
gering gehalten werden kann.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft beschrieben
werden.
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Es
zeigen:
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1a die
erfindungsgemäße Wischvorrichtung
mit einem Parallelwischarm in der Seitenansicht;
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1b eine
Wischvorrichtung mit einem Parallelwischarm gemäß 1a in
der Draufsicht;
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2a eine
schematische Skizze des Blattträgers
mit Wischerblättern;
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2b schematische
Skizzen von Hauptarm und Parallelwischarm einer ersten Ausführungsform
der Parallelwischarmvorrichtung;
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2c zweite
Ausführungsform
einer Parallelwischarmvorrichtung mit gebogenem Parallelarm;
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3 die
Anordnung und das Wischfeld der erfindungsgemäßen Wischvorrichtung.
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In 1a ist
die erfindungsgemäße Wischvorrichtung 1 mit
Wischarmvorrichtung 3 dargestellt. An der Wischarmvorrichtung 3 ist
die Blattträgerhaltevorrichtung 5 drehbar
befestigt bzw. aufgehängt. An
der Blattträgerhaltevorrichtung 5 wiederum
sind an den Punkten 7 und 9 die parallel gegeneinander versetzt
angeordneten Wischerblätter 11, 13 pendelnd
gegenüber
der Blattträgerhaltevorrichtung
aufgehängt.
Die stabile Aufhängung
der Wischerblätter 11, 13 über die
gesamte Wischblattlänge
wird durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Aufhängevorrichtung 15, 17 gewährleistet.
Die Ausgestaltung der Aufhängevorrichtung 15, 17 gibt
den Krümmungsradius
des Wischerblattes 11, 13 vor. Um eine besonders
gute Anpassung bei sphäroidisch
gewölbten
Windschutzscheiben zu erreichen, sind die Wischergummis 44 mehrfach
gelenkig am Blattträger gelagert.
Um eine möglichst
ruhige Wischblattbewegung auf der Windschutzscheibe bei unterschiedlichen
Benetzungsgraden zu gewährleisten,
ist jedem der Wischerblätter 11, 13 eine
Führungseinrichtung 19, 21 zugeordnet.
Erfindungsgemäß ist die Wischarmvorrichtung 3 als
Parallelwischarmvorrichtung umfassend zwei einzelne Wischarme, die
näher in 2b dargestellt
und beschrieben sind, ausgebildet.
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In 1b ist
ein Grundriß bzw.
eine Draufsicht auf die Blattträger
gezeigt, wobei die Wischarmvorrichtung erfindungsgemäß einen
ersten Wischarm 32 und einen zweiten Wischarm 34 umfaßt. Der
erste Wischarm 32 wird um einen ersten in 1b nicht dargestellten
Drehpunkt 36 beispielsweise infolge Antriebes mit einem
Motor bewegt, wohingegen der zweite Wischarm 34 sich um
einen zweiten in 1b nicht dargestellten Drehpunkt 38 bewegt.
An der Blattträgerhaltevorrichtung
wiederum wird der erste Wischarm 32 in Punkt 40 drehbar
gehalten und der zweite Wischarm 34 in Punkt 42.
In der dargestellten Stellung liegen die beiden Wischerarme 32, 34 zumindest
im eingezeichneten Abschnitt A erfindungsgemäß parallel und übereinander.
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Deutlich
ist bei der Draufsicht gemäß 1b die
erfindungsgemäße Anordnung
der an der ersten Aufhängevorrichtung 15 und
an der zweiten Aufhängevorrichtung 17 befestigten,
aber in dieser Ansicht nicht näher
dargestellten Wischerblätter 11, 13 zu
erkennen. Die Wischerblätter 11, 13 sind
versetzt mit Abstand zueinander angeordnet und ergeben eine Gesamtwischerlänge, die
in den bevorzugten Ausführungsformen
mehr als 600 mm beträgt,
aber 2000 mm nicht überschreitet.
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In 2a ist
nochmals in einer schematischen Darstellung der Blattträgerhalter 5 mit
den Wischerblättern 11, 13 dargestellt,
die an den Aufhängepunkten 7, 9 mit
Hilfe von in dieser Zeichnung nicht dargestellten Aufhängevorrichtungen
gehalten werden.
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Ein
Bolzen 43 verbindet die beiden axial voneinander beabstandeten
Befestigungspunkte 40, 42. Am Bolzen 43 ist
der Blattträgerhalter 5 schwenkbar gelagert,
so daß eine
optimale Anschmiegung der Wischerblätter an der Scheibe gegeben
ist.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
der Ausgestaltung der beiden Wischerarme 32, 34 ist
in 2b dargestellt.
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Der
erste Wischerarm 32 wird auch als Hauptarm bezeichnet und
umfaßt
zwei Abschnitte 100, 102. Der erste Abschnitt 100 erstreckt
sich vom Drehpunkt 36, in dem der Wischerarm angetrieben wird,
bis zu einem Punkt 104. An der ersten Abschnitt schließt sich
in Punkt 104 unter einem Winkel 1 ein zweiter
Abschnitt 102 an, der im Aufhängepunkt 40 der Blattträgerhaltevorrichtung
endet. Der Winkel von erstem Abschnitt zu zweitem Abschnitt beträgt in der dargestellten
Ausführungsform
35,7.
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Die
Länge L1
des ersten Abschnittes 100 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel 510 mm
und die Länge
L2 des zweiten Abschnittes 297 mm.
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In 2b ist
neben dem Hauptarm auch der zweite einzelne Arm der Parallelwischarmvorrichtung,
der sogenannte Parallelarm, dargestellt. Der Parallelarm umfaßt in der
dargestellten Ausführungsform
insgesamt fünf
Abschnitte, einen ersten Abschnitt 200, einen zweiten Abschnitt 202,
einen dritten Abschnitt 204, einen vierten Abschnitt 206 sowie einen
fünften
Abschnitt 208.
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Charakteristisch
für den
Parallelarm ist der rückspringende
Abschnitt 202, der dafür
sorgt, daß die
Abschnitte 204 und 206 direkt über den Abschnitten 100 und 102 des
Hauptarmes in der erfindungsgemäßen Anordnung
zumindest in einer Stellung, beispielsweise der Parkstellung, zu
liegen kommen, auch wenn jeder Arm ein eigenes Drehzentrum, d.h. einen
eigenen Drehpunkt 36, 38, besitzt und insoweit wird
das Erfordernis eines im überwiegenden
Bereich der beiden Einzelwischer in ihrer Längsausdehnung parallel zueinander
angeordneten Verlaufes durch den Hauptarm und den Parallelarm in
dieser Ausführungsform
verwirklicht.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist der Drehpunkt 38 des Parallelarmes am unteren Ende des
ersten Abschnittes 200 angeordnet und der Befestigungspunkt 42 am
Blattträgerhalter
am fünften Abschnitt 208.
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Vorteilhafterweise
haben in der dargestellten Ausführungsform
die Bemaßungen
nachfolgende Werte:
P1: 349 mm
P2: 407 mm
P3: 564
mm
P4: 297 mm.
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Der
Rücksprung
von erstem zu drittem Abschnitt P5 beträgt 45 mm sowie der Abstand
P6 110 mm, was dem Abstand der Aufhängepunkte am Blattträgerhalter 5 entspricht.
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In 2c ist
als weitere Variante der Erfindung ein Parallelwischerarm in gebogener
Ausführung
dargestellt. Gleiche Bauteile wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
sind mit denselben Bezugsziffern belegt.
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Deutlich
zu erkennen der gebogen verlaufende Übergang im Abschnitt 202 sowie
im Bereich der Abschnitte 204 und 206 zum Abschnitt 208 des Parallelarmes.
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Der
Winkel zwischen Abschnitt 204 und 206 des Parallelwischerarmes
beträgt
in der dargestellten Ausführungsform 140.
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In 3 ist
die Anordnung der erfindungsgemäßen Wischeranordnung
umfassend zwei einzelne Wischerarme gemäß der in 2b dargestellten Ausführungsform
in verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt. Unterhalb der sphäroidischen
Scheibe 300 befinden sich die beiden Drehpunkte 36, 38, um
die die einzelnen Wischerarme bewegt werden. Um den Drehpunkt 36 wird
der Hauptarm 32 verschwenkt. In der Ruhestellung weist
der Hauptarm gegenüber
der Normalen einen Winkel von 40 auf. Der Parallelarm 34 führt eine
Drehbewegung um den Drehpunkt 38 aus.
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Der
Hauptarm 32 ist in Punkt 40 am in vorliegender
Zeichnung nicht näher
dargestellten Blattträgerhalter
befestigt und der Parallelarm 34 am Befestigungspunkt 42.
Des weiteren dargestellt sind die beiden Wischerblätter 11, 13.
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Insgesamt
sind in 3 vier Betriebsstellungen der
erfindungsgemäßen Wischeranordnung
gezeigt:
I: Parkstellung der erfindungsgemäßen Wischeranordnung, die das
Durchfahren beispielsweise von Waschstraßen ermöglicht. Wie deutlich zu erkennen ist,
liegen in dieser Stellung, wie erfindungsgemäß gefordert, die beiden einzelnen
Wischerarme 32, 34 auf einem wesentlichen Längsabschnitt
parallel zueinander, nämlich
in den eingezeichneten Abschnitten 302, 304.
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In
der Stellung II ist deutlich zu erkennen, daß sich die beiden Wischerarme 32, 34 zumindest im
Bereich 302 öffnen.
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Dies
verstärkt
sich in Position III und insbesondere in Position IV. In Position
IV ist der Umkehrpunkt der erfindungsgemäßen Wischvorrichtung erreicht.
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Deutlich
zu erkennen ist in 3 auch, daß der Abstand D der Drehpunkte 36, 38 geringer
ist als der Abstand C der beiden Führungspunkte 40, 42 der Wischerarme
am Blattträgerhalter.
Durch eine derartige Anpassung wird erreicht, daß durch eine Drehbewegung der
beiden Wischerarme die Wischerblätter nicht
nur eine Drehsondern auch eine Schwenkbewegung ausführen. Dies
führt dazu,
daß zum
einen verhindert wird, daß Kollisionen
der Scheibenwischerenden mit dem Scheibenrand im unteren Teil des Sichtfeldes
auftreten, zum anderen wird ein wesentlich größeres Sichtfeld als bei einer
reinen Drehbewegng bewischt.
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Die
beiden Wischerarme können
bevorzugt aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein, insbesondere
aus Kohlefaserwerkstoff, so daß eine sehr
hohe Steifigkeit bei geringen Profilquerschnitten erreicht werden
kann. Hierdurch ergibt sich eine niedrige Bauhöhe des Wischerarmes, so daß die Wischerarmhöhe noch
innerhalb der aerodynamischen Grenzschicht liegt und damit der Luftwiderstand
gering gehalten werden kann.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird somit erstmals eine Wischervorrichtung
zur Verfügung
gestellt, mit der sehr große
Bereiche einer Scheibenfläche
bewischt werden können,
wobei hervorragende Ergebnisse auch für sphäroidische gewölbte Windschutzscheiben,
insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen erreicht
werden und auch bei hohen Geschwindigkeiten eine ausreichende Anpreßkraft über den
gesamten Wischbereich vorhanden ist.
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- 1
- Wischvorrichtung
- 3
- Wischarmvorrichtung
- 5
- Blattträger
- 7,
9
- Aufhängepunkte
- 11,
13
- Wischerblätter
- 15,
17
- Aufhängevorrichtung
- 19,
21
- Führungseinrichtung
- 32
- erster
Wischarm
- 34
- zweiter
Wischarm
- 36,
38
- Drehpunkte
- 40,
42
- Befestigungspunkte
- 43
- Bolzen
- 100
- erster
Abschnitt des Hauptarmes
- 102
- zweiter
Abschnitt des Hauptarmes
- 104
- Knickpunkt
des Hauptarmes
- 200
- erster
Abschnitt des Parallelarmes
- 202
- zweiter
Abschnitt des Parallelarmes
- 204
- dritter
Abschnitt des Parallelarmes
- 206
- vierter
Abschnitt des Parallelarmes
- 208
- fünfter Abschnitt
des Parallelarmes
- 300
- sphäroidische
Scheibe
- 302
- Längsabschnitt
- 304
- Längsabschnitt