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Wischarm in Fahrzeugen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenwischanlage, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs besitzt.
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Im Zuge der steigenden Anforderungen an Wischfeld, Wischqualität und
Hochgeschwindigkeitsverhalten ist die erforderliche und durch die meist als Zugfeder
wirkende Anpreßfeder erzeugte Anpreßkraft in immer höhere Bereiche geklettert. Die
bei geringen Werten akzeptable Toleranz der Anpreßkraft von etwa 10 % erreicht dabei
in absoluten Zahlen eine solche Größenordnung, daß in der Nähe der unteren Toleranzgrenze
die Wischqualität nicht mehr genügt und in der Nähe der oberen Grenze der Wischgummi
durch Ablageverformung schnell unbrauchbar wird. Verstärkt werden diese Effekte
noch dadurch, daß bei den gebräuchlichen Wischanlagen der Anpreßdruck über die Windschutzscheibe
variiert.
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Es ist deshalb notwendig, den angeführten Toleranzbereich drastisch
einzuengen. Nun könnte man zwar Federn auslesen, deren Federkonstante innerhalb
des vorgegebenen Toleranzfeldes liegt, oder, falls die Federn über C-Bügel am Befestigungsteil
des Wischarms angelenkt sind, jeweils eine Feder mit einem geeigneten C-Bügel kombinieren,
so daß von der Kombination die Toleranzgrenzen nicht überschritten werden. Derartige
Arbeitsgänge sind zeitaufwendig und damit kostenintensiv. Auch ist die Möglichkeit
einer Verwechslung einzelner Federn und C-Bügel vorhanden.
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Aus der DE-OS 19 19 412 ist ein Wischarm bekannt, bei dem das vordere
Ende der Anpreßfeder in einen von mehreren Einhängeschlitzen eingehängt werden kann.
Damit soll die Möglichkeit gegeben werden, die von der Feder erzeugte Anpreßkraft
an verschieden lange Wischarme anzupassen.
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Es ist jedoch auch denkbar, auf diese Weise bei gleich langen Wischarmen
einen Ausgleich unter den einzelnen Anpreßfedern mit verschiedenen Kraftwerten herbeizuführen.
Es müßte dabei das Federende aus einem Einhängeschlitz entfernt und in einen anderen
eingehängt werden, falls die Anpreßkraft außerhalb des Toleranzfeldes läge. Ein
solches Vorgehen ist recht umständlich. Außerdem dürften bei
dem
Wischarm der DE-OS 19 19 412 die von der Feder in den verschiedenen Einhängestellen
erzeugten Anpreßkräfte zu weit voneinander differieren, um einen guten Toleranzausgleich
zu ermöglichen.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Wischarm zu schaffen,
bei der möglichst gleichmäßige Anpreßdrücke erreicht werden. Die Toleranzen der
Anpreßfedern sollen auf einfache Weise ausgeglichen werden können.
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Vor allem soll die Feder, nachdem sie einmal montiert ist, während
des Toleranzausgleichs eingehängt bleiben können.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wischarm gelöst, der die Merkmale aus
dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufweist.
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Erfindungsgemäß wird der Haltestift, über den die Anpreßfeder am Kopfstück
eingehängt ist, so an diesem gehalten, daß er von Hand verstellt werden kann. Diese
Verstellung ist ohne weiteres auch dann möglich, wenn die Anpreßfeder schon im Wischarm
montiert ist. Die Lage des Haltestifts kann nun leicht an die individuellen Werte
der Feder angepaßt werden. Die Anpreßfeder ist dabei meist eine Zugfeder. Das Prinzip
ist jedoch auch für Druckfedern anwendbar.
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Der Haltestift wird dabei gemäß einer #günstigen Weiterbildung der
Erfindung nach Anspruch 2 vorzugsweise so verstellt, daß sich der wirksame Momentenarm
verändert. Eine derartige Verstellung ist mit relativ wenig Kraftaufwand möglich,
da dabei die Spannung der Feder nahezu konstant bleibt. Ist eine ausreichende Veränderung
des Momentenarmes nicht oder nur schwer möglich, so ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen,
daß zusätzlich zum Momentenarm auch die Spannung der Feder zum Ausgleich der Fertigungstoleranzen
verändert wird. Eine besonders genaue Einstellung des Anpreßdruckes ist möglich,
wenn sich der Haltestift kontinuierlich verstellen läßt. Die Einflüsse, die neben
der Zugfeder die Anpreßkraft bestimmen, etwa der Auftrieb bei hoher Geschwindigkeit,
sind jedoch so groß, daß es auch genügt, wenn der Anpreßdruck schrittweise veränderbar
ist.
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Gemäß Anspruch 5 ist die erfindungsgemäee Wischarm zweckmäßigerweise
so ausgebildet, daß sich der Haltestift an einem am Kopfstiick gehaltenen
Stellglied
befindet, das verstellbar und in mehreren Stellungen arretierbar ist. Das Stellglied
kann von Hand, vorzugsweise mit einem Werkzeug gedreht oder verschoben werden, wodurch
sich auch die Lage des Haltestiftes verändert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen eines Wischarms nach der Erfindung mit
einem Haltestift, der exzentrisch an einem im Kopfstück drehbar gelagerten Bolzen
angebracht ist, sind den Ansprüchen 6 bis 8 zu entnehmen. Durch die exzentrische
Anordnung am Bolzen, wird der Haltestift bei einer Verdrehung des Bolzens sowohl
senkrecht zur Längsrichtung als auch in Längsrichtung der Anpreßfeder bewegt, so
daß sich sowohl der Momentenarm als auch die Anpreßkraft ändern. Ein von außen erreichbarer
Schlitz, Innensechskant oder ähnliches erlaubt die Verdrehung des Bolzens von Zahn
zu Zahn. Die Zahnung bewirkt dabei die Beibehaltung einer einmal eingestellten Lage
im Rahmen der gewählten Zahnabstände.
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Gemäß den Ansprüchen 9 bis 14 ist in einer anderen günstigen Ausgestaltung
der Erfindung das Stellglied in erster Linie senkrecht zur Federlängsrichtung verstellbar.
Nach Anspruch 11 weist es ein Lagerteil, das über Gewinde und Gegengewinde gegenüber
dem Kopfstück verschiebbar ist und einen am Lagerteil angelenkten Hebel auf, an
dessen zur vorderen Einhängestelle der Anpreßfedern zeigender Arm der Haltestift
befestigt ist. Vordere Einhängestelle der Feder, Haltestift und Drehachse des Hebels
können sich dadurch so einstellen, daß der Hebel nur auf Zug belastet wird. Es ist
jedoch auch denkbar, den Haltestift direkt am Lagerteil zu befestigen.
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Die Verwendung eines kippbaren Hebels bietet dem gegenüber aber den
weiteren Vorteil, daß auf einfache Weise der Anpreßdruck auch während eines Wischzyklus
beeinflußt werden kann. So kann man durch erfindungsgemäße Weiterbildungen gemäß
den Ansprüchen 13 und 14 etwa erreichen, daß der Anpreßdruck auch bei gekrümmten
Windschutzscheiben, bei denen sich während des Wischzykluses vor allem der Momentenarm
ändert, wenn die Lage des Haltestifts dabei fest ist, über die gesamte Scheibe wenigstens
annähernd konstant gehalten werden kann. Eine Einengung der Toleranzfelder, die
einen annähernd gleichen Anpreßdruck von Wischarm zu Wischarm ergibt, wird also
wirkungsvoll durch einen annähernd
konstanten Anpreßdruck über die
gesamte Windschutzscheibe ergänzt.
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Von Vorteil ist auch schon, wenn die Steuerkurve so ausgelegt ist,
daß der Anpreßdruck in der Parkstellung des Wischarms vermindert, und so auch die
Belastung des Wischgummis herabgesetzt wird.
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Es ist leicht einzusehen, daß schon allein die Verwendung eines kippbar
gelagerten und von einer Steuerkurve verschwenkbaren Hebels vorteilhaft ist, auch
wenn die Drehachse des Hebels nicht von Hand verstellbar ist, sondern der Hebel
am Kopfstück selbst mit einer festen Drehachse gelagert ist.
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Die Erfindung wird anhand mehrerer in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen verzahnten und in einem
Wischarm gelagerten Bolzen, Fig. 2 eine Ansicht des Bolzens in Richtung des Pfeils
II aus Figur 1 mit dem Haltestift in der Mitte, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel
im Schnitt mit einem zweiarmigen Hebel und Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie
IV - IV aus Fig. 3.
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Die Fig. 1 zeigt das Kopfstück 10 eines nicht näher dargestellten
Wischarms, das eine Ausnehmung 11 aufweist, in der sich der Bolzen 12 befindet.
Dieser setzt sich, wie aus Fig. 2 deutlich zu ersehen ist, aus drei Abschnitten
13, 14 und 15 zusammen. Dabei sind die seitlichen Abschnitte 13 und 15 durch den
exzentrischen Haltestift 14 miteinander verbunden. Der Abschnitt 13 ist dabei breiter
als der Abschnitt 15, da in ihm, wie mit gestrichelter Linie angedeutet ist, der
Innendreikant 16 ausgespart ist.
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Im Querschnitt sind die beiden Abschnitte 13 und 15, abgesehen von
dem Innendreikant 16, völlig gleich. Ihr Rand ist sägezahnartig geformt.
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Jeder der insgesamt acht Zähne 17 steigt kreisbogenförmig flach an
und fällt schließlich in Radiusrichtung steil ab. Die Ausnehmung 11 besitzt insgesamt
drei Sägezähne 18, die komplementär zu den Zähnen 17 des Bolzens 12 geformt sind.
Die in den Figuren nicht gezeigte Anpreßfeder bewirkt, daß jeweils drei der Zähne
17 des Bolzens 12 an den Zähnen 18 der Ausnehmung 11 anliegen.
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Die Ausnehmung 11 ist keine Bohrung. Sie besitzt vielmehr die Form
eines Langlochs, wobei sie in die eine Richtung um mindestens den Weg länger ist,
um den sich der Bolzen 12 bei einer Verdrehung von den Zähnen 18 wegbewegen muß.
Senkrecht dazu und in ihrer Mitte ist die Ausnehmung so breit wie der äußere Durchmesser
des Bolzens 12, so daß in dieser Richtung kein Spiel besteht.
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Greift man mit einem entsprechend ausgebildeten Schlüssel in den Innendreikant
ein, so kann man den Bolzen 12, Fig. 1 betrachtet, in Uhrzeigerrichtung drehen.
Dabei wird er langsam nach links bzw. nach hinten bewegt, da drei der Zähne 17 an
den Zähnen 18 der Ausnehmung 11 entlangschleifen. Nach Drehung um einen Winkel,
der der Winkelausdehnung eines Zahnes entspricht, kommen unter der Wirkung der Anpreßfeder
jeweils drei weitere Zähne zur Anlage. Durch eine Verstellung des Bolzens wird sowohl
die Federkraft als auch der Momentenarm verändert.
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Ist der Bolzen 12 von der in Figur 1 gezeigten Lage um 1800, 2250,
2700 oder 3150 gedreht, so könnte der Eindruck entstehen, die Anpreßfeder würde
den Bolzen 12 aus dieser Lage in die Nullage drehen.
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Die Feder drückt den Bolzen jedoch so stark gegen die gezahnte Begrenzung
der Ausnehmung 11, daß die Reibungskraft die selbstätige Verdrehung des Bolzens
verhindert. Außerdem ist es möglich, die Zahnhöhe so groß zu machen, daß die Strecke,
die der Bolzen 12 bei einer Verdrehung nach hinten bewegt werden muß, größer ist
als die Strecke, um die der Einhängepunkt der Anpreßfeder bei einer Drehung um 450
in Längsrichtung der Feder verstellt wird.
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Die Fig. 3 zeigt eine Wischerwelle 25, die sich in einem Lager 26
drehen kann. An ihrem über die Karosserie vorstehenden Ende ist in bekannter Weise
das Kopfstück 27 eines Wischarms verdrehsicher befestigt.
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In einer Buchse 28 des Kopfstücks 27 ist ein Lagerbolzen 29 drehbar
gelagert, über den ein Gelenkteil, das üblicherweise aus einem U-Profil und einer
Wischstange besteht, angelenkt ist.
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Im Kopfstück 27 ist außerdem eine Schraube 30 gehalten. Der Kopf 31
dieser Schraube befindet sich dabei in einer Aussparung 32. Ein Ring 33, der über
dem Kopf 31 liegt und über den an mehreren Stellen Material des Kopfstücks 27 gestemmt
ist, sichert die Schraube 30 in ihrer Lage. Zwischen dem Kopf 31 und dem Kopfstück
27 ist ein Federring 34 eingelegt. Das Gewindeteil 35 der Schraube 30 erstreckt
sich in den freien Raum unterhalb des Kopfstücks 27. Dort ist es in ein Lagerteil
40 eingeschraubt, das, wie besonders deutlich aus Fig. 4 ersichtlich ist, teilweise
von einer U-förmigen Führung 41 des Kopfstücks 27 umgeben ist.
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Am Lagerteil 40 ist eine Buchse 42 ausgebildet, in der sich ein Bolzen
43, an dem ein zweiarmiger Hebel 44 angelenkt ist, drehen kann. Beide Arme 45 und
46 des Hebels 44 weisen zwei Schenkel auf, mit denen sie um das Lagerteil 40 und
die Wischerwelle 25 herumgreifen könnnen. Der Arm 45 trägt an seinem Ende eine Rolle
47, die auf einer auf dem Wischerwellenlager 26 angebrachten Steuerkurve 48 aufliegt.
Am Ende des zweiten Arms 46 ist der Haltestift 14 befestigt, an dem über den C-Bügel
49 die Anpreßfeder 50 eingehängt ist. Der vordere Einhängepunkt der Feder ist mit
51 bezeichnet.
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Mit gestrichelten Linien ist eine zweite Möglichkeit zur Anordnung
einer Steuerkurve und zur Ausbildung des Hebels angedeutet. Die Steuerkurve befindet
sich dabei in Umfangsrichtung auf dem Lager 26. Der längere Hebelarm ist jedoch
günstiger, da dadurch die Belastung für das Lager der Rolle 47 geringer ist.
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Beim vorliegenden Beispiel bilden die Schraube 30, das Lagerteil 40
und der Hebel 44 das Stellglied 52 für den Haltestift 14, während beim ersten Ausführungsbeispiel
der Bolzen 12 das Stellglied darstellt.
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Wenn man bei dem Beispiel aus den Fig. 3 und 4 die Schraube 30 dreht,
so werden das Lagerteil 40 und damit auch die Drehachse des Hebels 44 längs der
Führung 41 verschoben, so daß sich auch die Lage des Haltestifts 14 verändert. Im
wesentlichen wird dieser da- bei nur senkrecht zur Federlängsrichtung verstellt,
so daß nur der Momentenarm der Anpreßkraft verlängert oder verkürzt wird. Da bei
der Verstellung des Lagerteils 40 die Rolle 47 nahezu eine feste Lage bei- behält,
ihre Auflage auf der Steuerkurve 48 also als Kipplager zu be- trachten ist, ist
der Verstellweg des Halterstifts 14 größer als der des Lagerteils 40.
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Bei einer Bewegung der Wischerwelle 25 und des Wischerarms rollt die
Rolle 47 über die Steuerkurve 48 und verstellt so je nach Ausbildung der Steuerkurve
den Haltestift 14. Die Änderung der Länge des Momentenarms ist dabei nahezu unabhängig
von der durch die Schraube 30 eingestellten Lage der Drehachse des Hebels 44. Eine
geringe Abhängigkeit wird dadurch verursacht, daß der Hebel 44 je nach Lage der
Drehachse verschiedene Winkel mit dem Kopfstück 27 einschließt.
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