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Die
Erfindung betrifft einen Rotationsscheibenwischer für Kraftfahrzeuge
und andere Fahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Flugzeuge,
usw.
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Ein
bekannter Rotationsscheibenwischer dieser Art ist in der
US 5 210 900 A offenbart
und weist auf: Zwei Scheibenwischer, die nahe beieinander auf der
Windschutzscheibe angeordnet sind, für jeden der beiden Scheibenwischer
einen gesonderten Antriebsmotor und einen Endschalter zur Betätigung des
anderen der beiden Antriebsmotoren, nachdem einer der beiden Antriebsmotoren
betätigt wurde,
um die beiden Scheibenwischer in entgegengesetzte Richtungen mit
einem zwischen den beiden Scheibenwischern gebildeten Nacheilungswinkel
zu rotieren, um Regentropfen von der Windschutzscheibe abzuwischen.
Dieser bekannte Rotationsscheibenwischer ist, um mögliche Störungen zwischen den
beiden Scheibenwischern zu vermeiden, die durch Eliminierung des
Nacheilungswinkels zwischen ihnen entstehen können, wenn die beiden Motoren
eine bestimmte Drehzahl erreicht haben, mit einem Kupplungsmechanismus
versehen, um die Wellen der beiden Antriebsmotoren miteinander zu
verbinden. Dieser Kupplungsmechanismus weist einen an dem Ende der
Welle des einen Motors ausgebildeten Schraubenabschnitt, einen Trommelabschnitt mit
einer an dem gegenüberliegenden
Ende der Welle des anderen Motors ausgebildeten Nut und ein Planetenelement
auf, das entlang der in dem Trommelabschnitt ausgebildeten Nut gleiten
und in Gewindeeingriff mit dem Schraubenabschnitt treten kann. So
können
also die beiden Scheibenwischer unter Beibehaltung des Nacheilungswinkels
zwischen ihnen dadurch rotiert werden, daß nach einer gewissen Zeitdauer
nach Betätigung
des anderen Antriebsmotors beide Motoren mit einer gemeinsamen Antriebsquelle
betrieben werden.
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Bei
diesem bekannten Rotationsscheibenwischer ist nachteilig, daß das Planetenelement
für die Kupplung
und Entkupplung der Wellen der Antriebsmotoren nicht leicht aus
der Kupplungs- und Entkupplungsstellung der beiden Wel len gelöst werden kann,
weil das Planetenelement fest in die gegenüberliegenden Enden des Schraubenabschnitts
der Welle geschraubt ist, und dabei die Kupplung und Entkupplung
der beiden Wellen nicht genauer macht, und daß andererseits das Planetenelement
leicht durch die Nut in dem Trommelabschntit beschädigt werden
kann, der an der Welle des anderen Antriebsmotors vorgesehen ist.
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Aus
der
DE 41 15 258 C2 ist
eine weitere Rotationsscheibenwischeranordnung bekannt, bei welcher
den beiden Scheibenwischern unterschiedliche, sich koaxial zueinander
erstreckende Antriebsmotoren zugeordnet sind, welche jeweils über ein
Schneckengetriebe und eine, sich innerhalb eines Stützylinders
erstreckende Verbindungswelle mit den Wischerarmen in Wirkverbindung
stehen. Zwischen den Antriebsmotoren befindet sich eine besondere
Kupplungseinrichtung, welche aus einem, mit einem Außengewinde
der Welle des ersten Antriebsmotors innenseitig im Eingriff stehenden
Planetenelement besteht, das außenseitig über mehrere
Vorsprünge
mit innenseitigen, sich axial erstreckenden Nuten eines zylindrischen
Elements im Eingriff steht, welches sich koaxial zu der Antriebswelle
des zweiten Antriebsmotors erstreckt. Der, das Planetenelement tragende Gewindeabschnitt
der Antriebswelle des ersten Antriebsmotors ist innerhalb des zylindrischen
Elements über
ein besonderes Lager gelagert und es ist der Weg, um welchem das
Planetenelement innerhalb des zylindrischen Elements durch Drehung
um die Achse des Gewindeabschnitts axial bewegbar ist mit Hinblick
auf die Einstellung eines Winkelversatzes zwischen den Wischern
eingestellt. Es ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, gemäß welcher
ein Einschalten des ersten Antriebsmotors und damit eine Drehung
dessen Antriebswelle eine Bewegung des Planetenelements entlang
des genannten Gewindeabschnitts zur Folge hat, und zwar bei zunächst stillstehendem
zweiten Antriebsmotor, wobei nach Maßgabe eines definierten Abschnitts
vor dem Ende des Gewindeabschnitts über einen magnetischen Positionsschalter,
der mit dem Schneckengetriebe des ersten Antriebsmotors in Wirkverbindung
steht, der zweite Antriebsmotor eingeschaltet wird und wobei am
Ende des genannten Gewindeabschnitts, nachdem das Planetenelement
an einem axialen Anschlag anliegt, es zu einer Kupplung beider Antriebswellen
kommt. Die beiden Scheibenwischer drehen sich in der Folge nach
Maßgabe eines
somit konstruktiv vorgegebenen Winkelversatzes. Ein Abschalten der
Wischeranordnung erfolgt ebenfalls über ein Abschalten des ersten
Antriebsmotors, wobei nach dessen Stillstand ein Abschalten des
zweiten Antriebsmotors zeitlich verzögert erfolgt, so dass sich
beide Wischerarme in einer definierten Ruhelage befinden.
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Wesensmerkmal
der Wischeranordnung entsprechend der
DE 41 15 258 C2 ist eine starre Kopplung
der Ein- und Ausschaltzeitpunkte des zweiten Antriebsmotors an diejenigen
des ersten Antriebsmotors. Eine Betriebsart, bei welcher die beiden
Antriebsmotoren ohne gegenseitige Störung intermittierend nach Maßgabe wählbarer
Zeitpunkte antreibbar sind, ist bei dieser Wischeranordnung nicht
gegeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsscheibenwischer
zu schaffen, der ein genaues Kuppeln und Entkuppeln der Wellen der
beiden Antriebsmotoren ermöglicht.
Dies geschieht durch die Spule eines Solenoids, die synchron mit der
Drehzahl der beiden Scheibenwischer betätigt wird, so daß die beiden
Scheibenwischer mit einem Nacheilungswinkel rotiert werden können.
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Der
Rotationsscheibenwischer gemäß der Erfindung
weist einen ersten Scheibenwischer und einen zweiten Scheibenwischer
auf, die jeweils mit einer Welle eines ersten Motors und mit einer
Welle eines zweiten Motors verbunden sind, wobei diese Wellen nahe
beieinander und koaxial angeordnet sind. Der erste und der zweite
Scheibenwischer sind rotierbar auf der Winschutzscheibe nahe beieinander angeordnet.
Der erste Motor weist an einem Ende seiner Welle ein axial bewegbares
Kupplungselement auf, und der zweite Motor weist an einem Ende seiner
Welle ein dem bewegbaren Kupplungselement gegenüberliegendes festes Kupplungselement auf.
Das bewegbare Kupplungselement ist über eine Drehverbindung mit
einem Ende eines Schalthebels verbunden, und der Schalthebel ist
mit seinem anderen Ende mit dem beweglichen Teil eines Solenoids verbunden,
um die Welle des ersten Motors und die Welle des zweiten Motors
zu kuppeln und zu entkuppeln.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des Rotationsscheibenwischers nach der Erfindung ist eine Spule
des Solenoids durch einen Schalterhandgriff mit einer elektronischen
Steuerschaltung verbunden, die eine Stromquelle aufweist, und der
Schalthebel wird durch das Solenoid so betätigt, daß die Welle des ersten Motors
von der Welle des zweiten Motors während eines Intervall-Wischbetriebs
der Scheibenwischer entkuppelt wird, und daß die Welle des ersten Motors
mit der Welle des zweiten Motors in einem sekundären Wischgeschwindigkeitsbetrieb
und einem Hochgeschwindigkeits-Wischbetrieb der Scheibenwischer
gekuppelt wird.
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Diese
und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend
anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigt
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1 eine
Ansicht von vorne auf einen Rotationsscheibenwischer gemäß der Erfindung,
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2 eine
Ansicht von vorne auf Wellen zweier Motoren und einen Kupplungsmechanismus der
beiden Motoren für
den Rotationsscheibenwischer gemäß der Erfindung,
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3 eine
Explosionsdarstellung des in 2 gezeigten
Kupplungsmechanismus,
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4 einen
teilweisen Längsschnitt
durch den Kupplungsmechanismus gemäß 2,
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5 einen
senkrechten Längsschnitt
durch einen ersten Scheibenwischer des Rotationsscheibenwischers
gemäß der Erfindung
und
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6 eine
elektronische Steuerschaltung zwischen einer Spule eines Solenoids
und einem Schalterhandgriff.
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In 1 bezeichnet
die Bezugszahl 1 eine Windschutzscheibe eines Automobils,
auf der ein erster Scheibenwischer 2 und ein zweiter Scheibenwischer 3 nahe
beieinander angeordnet sind. Der erste Scheibenwischer 2 ist
durch eine Welle 4 drehbar an einem Tragzylinder 5 angeordnet,
und der zweite Scheibenwischer 3 ist in ähnlicher
Weise über eine
Welle 6 mit einem Tragzylinder 7 drehbar verbunden.
Die Tragzylinder 5, 7 sind jeweils mit einem Betätigungshebel 10 und 11 verbunden,
die an dem unteren Ende jeweils mit einem Zahnsegment 8 und 9 versehen
sind, die mit Ritzeln 12 und 13 kämmen. Jedes
Ritzel 12, 13 ist an einer Welle 17 und 18 eines Schneckenrads 15 befestigt,
das jeweils mit einer Schnecke auf einer Welle eines Hubmotors 14 kämmt. Der
Hubmotor 14 dreht die Ritzel 12, 13 derart,
daß die
Tragzylinder 5, 7 aus einer in 1 mit strichpunktierten
Linien gezeigten Ruhestellung der Scheibenwischer 2, 3 unterhalb
der Motorhaube in eine Arbeitsstellung der Scheibenwischer 2, 3 auf
der Windschutzscheibe 1 gemäß den vollausgezogenen Linien
in 1 angehoben wird.
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Die
Tragzylinder 5, 7 sind an einem Motorgehäuse 19 vorgesehen,
in dem ein erster Motor 20 für das Rotieren des ersten Scheibenwischers 2 und
ein zweiter Motor 21 für
das Rotieren des zweiten Scheibenwischers 3 untergebracht
sind. Der erste Motor 20 und der zweite Motor 21 sind
nahe beieinander und parallel zueinander angeordnet. Der erste Motor 20 ist
an einem Ende einer Welle 22 angeordnet und weist eine
vorstehende Feder 50 und einen nach außen vorstehenden Ring 24 auf.
Eine Nut 51, in die die Feder 50 eingreift, ist
in einem ringförmigen,
axial bewegbaren Kupplungselement 23 vorgesehen. Das bewegbare
Kupplungselement 23 wird auf die Welle 22 aufgeschoben,
indem die Feder 50 in die Nut 51 eingeführt wird.
Das bewegbare Kupplungselement findet seinen axialen Anschlag an
dem an der Welle 22 befestigten Ring 24 derart.
daß das
bewegbare Kupplungselement zusammen mit der Welle des ersten Motors 20 rotieren
und sich außerdem
entlang der Welle 22 in Richtung auf eine Welle 25 des
zweiten Motors 21 bewegen kann. Die Welle 25 des
zweiten Motors 21 ist an einem Ende mit einer Wellenhülse 26 versehen.
in der ein Wälzlager 27 und
ein ringförmiges,
festes Kupplungselement 28 montiert sind. Die Welle 22 des
ersten Motors 20 wird durch das feste Kupplungselement 28 und
das Wälzlager 27 hindurch
in die Wellenhülse 26 eingeführt und
wird innerhalb der Wellenhülse 26 durch
das Wälzlager 27 drehbar
abgestützt.
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Das
feste Kupplungselement 28 ist an seinem dem bewegbaren
Kupplungselement 23 gegenüberliegenden Ende mit axial
vorstehenden Kupplungsklauen 29 versehen und außerdem mit
festen, sich radial nach außen
erstreckenden Vorsprüngen 30.
Die radialen Vorsprünge 30 sind
mit Preßsitz
in Endbereichen von axialen Schlitzen 31 in der Wellenhülse 26 angeordnet,
um das feste Kupplungselement an der Wellenhülse 26 zu befestigen.
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Das
bewegbare Kupplungselement 23 ist an seinem dem festen
Kupplungselement 28 gegenüberliegenden Ende mit sich
axial erstreckenden Kupplungsklauen 32 versehen. Außerdem weist
das bewegbare Kupplungselement 23 an der Seite eine äußere Ringnut 33 auf,
mit der ein Ende eines Schalthebels 35 verbunden ist. Der
Schalthebel 35 ist um einen Lagerzapfen 34 schwenkbar
in dem Motorgehäuse 19 gelagert
und ist mit seinem anderen Ende mit dem beweglichen Teil eines Solenoids 36 verbunden.
So kann also der Schalthebel 35, bezogen auf 2 und 6,
durch Betätigung
einer Spule des Solenoids 36 sowohl im Uhrzeigersinn als
auch im Gegenuhrzeigersinn um die Achse des Lagerzapfens 34 geschenkt
werden. Wenn der Schalthebel 35 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt
wird, wird das bewegbare Kupplungselement 23 entlang der
Welle 22 nach links geschoben, wodurch die Kupplungsklauen 32 in
Eingriff mit den Kupp lungsklauen 29 des festen Kupplungselements 28 treten,
um die Welle 22 des ersten Motors 20 mit der Welle 25 des
zweiten Motors 21 zu verbinden. Wenn dagegen der Schalthebel 35 im
Uhrzeigersinn geschwenkt wird, wird das bewegliche Kupplungselement 23 entlang
der Welle 22 nach rechts bewegt, bis es außer Eingriff
mit dem festen Kupplungselement 28 tritt und zur axialen
Anlage an dem Ring 24 gelangt. Dadurch werden die Kupplungsklauen 32 und
die Kupplungsklauen 29 voneinander entkuppelt, so daß die Welle 22 von
der Welle 25 entkuppelt wird.
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Eine
Schnecke 37 (2) ist auf der Welle 22 des
ersten Motors 20 vorgesehen, während eine weitere Schnecke 38 auf
der Welle 25 des zweiten Motors 21 vorgesehen
ist. Die Schnecke 37 kämmt mit
einem Schneckenrad 39, das eine Welle 41 aufweist.
Die Schnecke 38 kämmt
mit einem Schneckenrad 40, das eine Welle 42 besitzt.
Die Schneckenräder 39, 40 sind
gemäß dem Beispiel
des Schneckenrads 39 in 5 jeweils
mit einem Kegelzahnrad 43 versehen, das auf der Welle 41, 42 befestigt
ist. Jedes Kegelzahnrad 43 kämmt mit einem Kegelzahnrad 45,
das an einem Ende einer Verbindungswelle 44 befestigt ist,
die drehbar innerhalb der Tragzylinder 5, 7 angeordnet
ist. Ein Kegelzahnrad 46 ist am anderen Ende der Verbindungswelle 44 befestigt
und kämmt
mit einem Kegelzahnrad 47, das auf der Welle 4, 6 des
ersten Scheibenwischers 2 und des zweiten Scheibenwischers 3 befestigt
ist. So wird also die Drehung des ersten Motors 20 und
des zweiten Motors 21 jeweils über die Welle 22, 25 den Schneckenrädern 39, 40 mitgeteilt,
von wo die Drehung über
die Kegelzahnräder 43, 45 auf
die Verbindungswelle 44 übertragen wird, von der die
Drehung sodann über
das Winkelgetriebe 46, 47 der Welle 4, 6 mitgeteilt
wird, so daß der
erste Scheibenwischer 2 und der zweite Scheibenwischer 3 jeweils
durch den ersten Motor 20 und den zweiten Motor 22 in
entgegengesetzte Richtungen rotiert werden können.
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6 zeigt
einen Schaltplan für
die Spule des Solenoids 36 und außerdem einen Schalterhandgriff 48.
Wenn während
eines sekundären Wischgeschwindigkeitsbetriebs
II oder eines Hochgeschwindigkeits-Wischbetriebs III der Scheibenwischer 2, 3,
bei denen nach einem Intervall-Wischbetrieb I der Scheibenwischer 2, 3 keine
Nacheilung in der Rotation zwischen den beiden Motoren 20, 21 besteht,
ein elektrischer Strom in die Spule des Solenoids 36 gesandt
wird, wird der Schalthebel 35 betätigt, um die Welle 22 des
ersten Motors 20 mit der Welle 25 des zweiten
Motors 21 zu verbinden, und der erste Scheibenwischer 2 und
der zweite Scheibenwischer 3 werden von einer gemeinsamen
Betätigungsquelle mit
dem Nacheilungswinkel rotiert.
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Wenn
der Rotationsscheibenwischer gemäß der Erfindung
durch Betätigung
des Schalterhandgriffs 48 gestartet wird, wird der Hubmotor 14 betätigt, um
die beiden Scheibenwischer 2, 3 aus der Ruhestellung
in die Betriebsstellung anzuheben. Danach wird der erste Motor 20 betätigt, und
der zweite Motor 21 wird nach einer vorherbestimmten Zeitdauer
nach der Betätigung
des ersten Motors 20 betätigt, wodurch die intermittierende
Rotation des ersten Scheibenwischers 2 und des zweiten
Scheibenwischers 3 bei geringer Wischgeschwindigkeit in
einem vorherbestimmten Zeitintervall abläuft. In dieser Betriebsweise
I wird der erste Scheibenwischer 2 durch den ersten Motor 20 und
wird der zweite Scheibenwischer 3 durch den zweiten Motor 21 intermittierend bei
geringer Wischgeschwindigkeit rotiert, ohne daß eine gegenseitige Störung eintritt.
Dabei strömt
elektrischer Strom durch eine Leitung (a) und gelangt nicht an die
Spule des Solenoids 36. Wenn dann der Schalterhandgriff 48 weitergeschaltet
wird auf die sekundäre
Wischgeschwindigkeitsstufe II, in der keine Rotationsnacheilung
zwischen dem ersten Motor 20 und dem zweiten Motor 21 besteht,
wird der elektrische Strom der Leitung (a) des Intervallbetriebs
I abgeschaltet, und der Strom wird durch eine Leitung (b) der sekundären Wischgeschwindigkeitsstufe
geleitet, um durch eine Relaisspule 49 die Spule des Solenoids 36 ein zuschalten,
wodurch die Spule des Solenoids 36 ein Ende des Schalthebels 35 anzieht
und den Schalthebel im Gegenuhrzeigersinn um den Lagerzapfen 34 schwenkt,
um das bewegbare Kupplungselement 23 entlang der Welle 22 zu
verschieben, bis das bewegbare Schaltelement 23 mit dem festen
Schaltelement 28 kuppelt. Dann ist die Welle 22 des
ersten Motors 20 mit der Welle 25 des zweiten Motors 21 verbunden,
und der erste Scheibenwischer 2 und der zweite Scheibenwischer 3 werden durch
eine gemeinsame Betätigungsquelle
mit der sekundären
Wischgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen rotiert, und
zwar so, daß die
Rotationsnacheilung, d.h. der Nacheilungswinkel der beiden Scheibenwischer 2, 3,
aufrechterhalten wird. Wenn dann der Schalterhandgriff 48 auf
die Hochgeschwindigkeits-Wischstufe III der Scheibenwischer 2, 3 geschaltet
wird, wird in der Schaltung auf die Leitung (c) umgeschaltet, und
der Strom fließt,
wie in dem Fall der Leitung (b) für die sekundäre Wischgeschwindigkeitsstufe
II der Scheibenwischer 2, 3, durch die Relaisspule 49 in
die Spule des Solenoids 36. Dadurch werden die Welle 22 des
ersten Motors und die Welle 25 des zweiten Motors 21 miteinander verbunden,
und der erste Scheibenwischer 2 und der zweite Scheibenwischer 3 werden
mit der hohen Wischgeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung
derart rotiert, daß der
Nacheilungswinkel zwischen den beiden Scheibenwischern 2, 3 aufrechterhalten
wird. So ist also die Spule des Solenoids 36 vorgesehen,
um den Schalthebel 35 synchron mit allen Betriebsarten
der Scheibenwischer 2, 3 zu betätigen.
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Es
soll jetzt die Vorgehensweise zum Anhalten des Rotationsscheibenwischers
beschrieben werden. Wenn der Schalterhandgriff 48 von der Hochgeschwindigkeits-Wischstufe
III auf die sekundäre
Wischgeschwindigkeitsstufe II der Scheibenwischer umgeschaltet wird,
wird in der Schaltung von der Leitung (c) auf die Leitung (b) zurückgeschaltet, und
der erste Scheibenwischer 2 und der zweite Scheibenwischer 3 werden
durch eine gemeinsame Betätigungsquelle
mit der sekundären
Wischgeschwindigkeit betätigt,
wobei die Welle 22 und die Welle 25 miteinander
gekuppelt sind und der Nacheilungswinkel zwischen den beiden Scheibenwischern 2, 3 aufrechterhalten
wird. Wenn dann der Schalterangriff 48 von der sekundären Wischgeschwindigkeitsstufe
II auf Intervall-Wischbetrieb I der Scheibenwischer 2, 3 zurückgeschaltet
geschaltet wird, wird in der Schaltung von der Leitung (b) auf die
Leitung (a) umgeschaltet. Dadurch wird erreicht, daß der Strom
nicht durch die Spule des Solenoids 36 fließt, was
zur Folge hat, daß das
Solenoid 36 auf das Ende des Schalthebels 35 drückt und
den Schalthebel 35 im Uhrzeigersinn um den Lagerzapfen 34 schwenkt, um
das bewegbare Kupplungselement 23 von dem festen Kupplungselement 28 zu
trennen und das bewegliche Kupplungselement 23 entlang
der Welle 22 zu verschieben, bis es an dem Ring 24 anliegt.
Auf diese Weise wird die Welle 22 des ersten Motors 20 von
der Welle 25 des zweiten Motors 21 abgekuppelt, und
der erste Scheibenwischer 2 wird durch den ersten Motor 20 sowie
der zweite Scheibenwischer 3 durch den zweiten Motor 21 unabhängig und
intermittierend bei geringer Wischgeschwindigkeit rotiert, wobei
ein Nacheilungswinkel zwischen den beiden Scheibenwischern 2, 3 aufrechterhalten
wird. Wenn schließlich
der Schalterhandgriff 48 von der Intervall-Wischstellung
I in eine Stoppstellung 0 für die Scheibenwischer 2, 3 geschaltet
wird, wird in der Schaltung der Spule des Solenoids 36 auch
von der Leitung (a) in eine Stoppstellung geschaltet, und der erste
Motor 20 und der zweite Motor 21 werden gemeinsam
in ihrer Rotation angehalten, so daß der erste Scheibenwischer 2 und
der zweite Scheibenwischer 3 waagerecht in der Ausgangsposition
gemäß 1 angehalten
werden. Danach wird der Hubmotor 14 betätigt, um die beiden Scheibenwischer 2, 3 in
die in 1 strichpunktiert dargestellte Ruhestellung unterhalb
der Kühlerhaube
aus der bisherigen Betriebsstellung abzusenken.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
es, zuverlässig
und genau die Wellen der beiden Motoren zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Dies geschieht durch die Spule des Solenoids, die elektronisch synchron mit jeder
Betriebsart der Scheibenwischer betätigt wird, und es außerdem ermöglicht,
daß zwei
einander benachbart angeordnete Scheibenwischer ohne irgendwelche
gegenseitigen Störungen
rotiert werden, wobei eine Rotationsnacheilung, d.h. ein Nacheilungswinkel,
zwischen den beiden Scheibenwischern aufrechterhalten wird.