DE3144582C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Wischanlage für Kraftfahrzeuge gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a wiper system for motor vehicles according to the Features of the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, daß bei herkömmlichen Wischanlagen mit einem Pendelgetriebe die Belastung des Wischermotors in Abhängigkeit vom Wischwinkel periodisch schwankt. Dabei ist in den Umkehrlagen des Scheibenwischers das von dem Wischermotor aufzubringende Drehmoment am kleinsten, so daß der Motor eine höhere Drehzahl annimmt. Dadurch ändert sich das von der Wischanlage erzeugte Geräusch periodisch, was von den Insassen eines Fahrzeuges als sehr störend empfunden wird.It is known that in conventional wiper systems with a pendulum gear Periodic load of the wiper motor depending on the wiper angle fluctuates. It is in the reverse position of the wiper that Wiper motor torque to be applied smallest, so that the motor has a assumes higher speed. This changes what is generated by the wiper system Noise periodically, which is very disturbing to the occupants of a vehicle is felt.
Zur Beseitigung dieser störenden Geräusche hat man bereits versucht, die Drehzahl des Wischermotors wenigstens annähernd konstant zu halten. Bei einer Ausführung nach dem deutschen Gebrauchsmuster 16 98 676 wurde das Abtriebsrad des Wischermotors mit einem oder zwei Nocken versehen, denen unter Federdruck befindliche Bremsklötze so gegenüberstehen, daß in den Zeiten kleinsten Drehmomentbedarfes der Wischanlage eine Bremsung des Abtriebsrades erfolgt. Bei einer anderen bekannten Ausführung nach der deutschen Auslegeschrift 10 01 909 wird der Wischermotor in den Umkehrlagen des Scheibenwischers durch vorübergehendes Herabsetzen der Stromaufnahme des Wischermotors abgebremst. Diese beiden bekannten Ausführungen basieren also auf der Überlegung, daß man die störenden Geräusche beseitigen kann, wenn man in bestimmten Wischwinkelbereichen den Wischermotor mechanisch oder elektrisch bremst und dadurch dessen Drehzahl derjenigen Drehzahl anpaßt, die der Wischermotor bei größter Belastung aufweist. Der Wischermotor muß bei beiden Ausführungen so dimensioniert werden, daß er das zwischen den Umkehrlagen auftretende Maximalmoment aufbringen kann. Bei der Ausführung mit einer mechanischen Bremse ist außerdem nachteilig, daß in den Umkehrlagen beim Abbremsen des Motors Energie in Wärme umgesetzt wird und damit der Wirkungsgrad der Wischeranlage verschlechtert wird.Attempts have already been made to eliminate these disturbing noises To keep the speed of the wiper motor at least approximately constant. At a The driven gear was designed according to German utility model 16 98 676 the wiper motor with one or two cams, those under spring pressure brake pads are facing so that in the smallest times Torque requirement of the wiper system, the output wheel is braked. At another known version according to German layout specification 10 01 909 the wiper motor is in the reverse position of the wiper Temporary reduction in the wiper motor's power consumption braked. These two known designs are based on the consideration that one the annoying noise can be eliminated if you in certain Wiper angle brakes the wiper motor mechanically or electrically and thereby its speed adjusts to the speed that the wiper motor at shows the greatest burden. The wiper motor must be the same in both versions be dimensioned such that it occurs between the reversal positions Can apply maximum torque. In the version with a mechanical brake is also disadvantageous that in the reverse positions when braking the engine Energy is converted into heat and thus the efficiency of the wiper system is deteriorating.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wischeranlage zu schaffen, bei der das störende Geräusch herabgesetzt ist, ohne daß dadurch der Wirkungsgrad der Anlage nachteilig beeinflußt wird. The present invention has for its object to a wiper system create, in which the disturbing noise is reduced without the Efficiency of the system is adversely affected.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß der Wirkungsgrad einer Anlage verbessert werden kann, wenn man in Wischwinkelbereichen geringer Motorbelastung Energie speichert und diese gespeicherte Energie später zur Unterstützung der Wischerbewegung ausnutzt.This object is achieved with the characterizing features of Claim 1 solved. The invention is based on the idea that Efficiency of a plant can be improved if one is in Wiping angle areas of low engine load stores energy and this stored energy later used to support the wiper movement.
Dabei wird also dem System zum Abbremsen Energie entzogen, die aber nicht in Wärme umgesetzt wird und damit verloren ist, sondern die dem System dann wieder zugeführt wird, wenn die Motorbelastung steigt. Damit können kleinere und leichtere Wischermotoren zum Antrieb der Wischanlage verwendet werden.Energy is thus withdrawn from the braking system, but not in Heat is converted and thus lost, but then the system again is supplied when the engine load increases. So that smaller and lighter wiper motors can be used to drive the wiper system.
Aus dem DE-GM 74 00 833 ist zwar bereits eine Wischanlage bekannt, bei der ein Federspeicher mit einem Getriebeteil gekoppelt ist. Bei dieser bekannten Ausführung wird aber der Wischer nicht motorisch, sondern manuell über einen Kabelzug angetrieben, wobei dieser Federspeicher dann zur Rückstellung des Wischers in seine Endlage dient. Eine Speicherung von Energie in bestimmten Wischwinkelbereichen mit geringer Motorbelastung und Freigabe dieser Energie in Wischwinkelbereichen mit größerer Motorbelastung ist bei einer Anlage nach dieser Vorveröffentlichung nicht vorgesehen. A wiper system is already known from DE-GM 74 00 833, in which a spring accumulator is coupled to a gear part. In this known However, the wiper is not executed by a motor, but manually by a Cable pull driven, this spring accumulator then to reset the Wiper serves in its end position. A storage of energy in certain Wiping angle ranges with low engine load and release of this energy in wiping angle areas with greater motor load in a system not provided after this prior publication.
Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention and advantageous embodiments are described below with the aid of the exemplary embodiments illustrated in the drawing. It shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Scheibenwischeranlage, Fig. 1 is a schematic representation of a wiper system,
Fig. 2 ein Diagramm der Motorbelastung in Abhängigkeit vom Wischwinkel, Fig. 2 is a graph of the engine load in dependence on the wiping angle,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Energiespeichers mit zwei Stellelementen und einer Zugfeder, Fig. 3 is a schematic representation of an energy storage device with two control elements and a tension spring,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Energiespeichers mit einem Stellelement und zwei Druckfedern und Fig. 4 is a schematic representation of an energy storage device with an actuating element and two compression springs and
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Energiespeichers mit einem Stellelement und einer Druckfeder. Fig. 5 is a schematic representation of an energy store with an actuator and a compression spring.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer herkömmlichen Scheibenwischeranlage mit einem Pendelgetriebe. Ein nicht näher dargestellter elektrischer Wischermotor treibt ein Abtriebsrad 1 in Pfeilrichtung an. Mit dem Abtriebsrad 1 ist drehfest eine Motorkurbel 2 verbunden, an der zwei Gelenkstangen 3 angreifen. Jeder Scheibenwischer besteht aus einem Wischarm 4, an dem ein Wischblatt 5 aufgehängt ist. Der Wischarm 4 ist an einer Wischerwelle 6 befestigt, die wiederum drehfest mit einer Kurbel 7 verbunden ist, die mit der Gelenkstange 3 gekoppelt ist. Auf diese Weise ist ein Pendelgetriebe realisiert, welches die Drehbewegung des Abtriebsrades 1 bzw. der Motorkurbel 2 in eine Pendelbewegung des Scheibenwischers umsetzt. Fig. 1 zeigt den Scheibenwischer in einer ersten Umkehrlage U 1. Dieser Umkehrlage sei willkürlich ein Wischwinkel von 0° zugeordnet. Dreht sich nun das Abtriebsrad 1 bzw. die Motorkurbel 2 um einen Winkel α von 180°, nimmt der Wischer die andere Umkehrlage U 2 ein, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Obwohl der wirkliche Wischwinkel - wie Fig. 1 zeigt - meist kleiner ist als 180°, wird dieser zweiten Umkehrlage der Einfachheit halber in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel der Motorkurbel 2 ein Wischwinkel von 180° zugeordnet. Dreht sich das Antriebsrad 1 bzw. die Motorkurbel 2 um weitere 180°, nimmt schließlich der Wischer wieder die erste Umkehrlage U 1 ein. Fig. 1 shows schematically the structure of a conventional wiper system with a pendulum gear. An electric wiper motor, not shown, drives an output gear 1 in the direction of the arrow. A motor crank 2 is non-rotatably connected to the driven wheel 1 , on which two articulated rods 3 engage. Each wiper consists of a wiper arm 4 , on which a wiper blade 5 is suspended. The wiper arm 4 is fastened to a wiper shaft 6 , which in turn is non-rotatably connected to a crank 7, which is coupled to the articulated rod 3 . In this way, a pendulum gear is implemented, which converts the rotary movement of the driven wheel 1 or the engine crank 2 into a pendulum movement of the windshield wiper. Fig. 1 shows the wiper in a first reversal position U 1. A wiping angle of 0 ° is arbitrarily assigned to this reversal position. If the driven wheel 1 or the engine crank 2 rotates by an angle α of 180 °, the wiper assumes the other reversal position U 2 , which is shown in broken lines in FIG. 1. Although the actual wiping angle - as FIG. 1 shows - is usually less than 180 °, the second reversal position is assigned to the simplicity in accordance with the rotation angle of the motor crank 2, a wiping angle of 180 °. If the drive wheel 1 or the engine crank 2 rotates a further 180 °, the wiper finally takes up the first reversal position U 1 .
In Fig. 2 ist die Motorbelastung B über dem Wischwinkel α in einem Diagramm aufgetragen. Man erkennt einen sinusförmigen Verlauf der Motorbelastung um einen Mittelwert M, wobei die Belastung in den Umkehrlagen U 1 und U 2 bei einem Wischwinkel α von 0°, 180° und 360° am geringsten ist. Wird ein elektrischer Wischermotor aus einer konstanten Spannungsquelle gespeist, steigt folglich im Bereich dieser Umkehrlagen die Motordrehzahl an. Dies soll mit möglichst einfachen Mitteln durch die vorliegende Erfindung verhindert werden.In FIG. 2, the engine load B on the wiping angle α in a diagram is applied. A sinusoidal course of the motor load around an average value M can be seen , the load being the lowest in the reverse positions U 1 and U 2 at a wiping angle α of 0 °, 180 ° and 360 °. If an electric wiper motor is fed from a constant voltage source, the motor speed consequently increases in the region of these reversal positions. This is to be prevented by the simplest possible means by the present invention.
In Fig. 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit von dem Antriebssystem der Wischanlage lediglich das vom Motor angetriebene Abtriebsrad 1 dargestellt. Dieses Abtriebsrad 1 trägt exentrisch einen Nocken 10, auf dem gegebenenfalls eine Rolle 11 drehbar gelagert ist. Zwei Stellelemente 12 und 13 sind längs einer Führung gebildet durch zwei Stege 14 und 15 beweglich gelagert. Jedes Stellelement 12, 13 hat eine Stellkurve 16, 17, die mit dem Nocken 10 bzw. der Rolle 11 zusammenwirken, wie das später noch erläutert wird. Eine Zugfeder 18 ist an den beiden Stellelementen 12 und 13 eingehängt und spannt diese Stellelemente gegeneinander. In der Ruhelage liegen die Stellelemente 12, 13 an Anschlägen 19 bzw. 20 der Stege 14, 15 an.For reasons of clarity, FIG. 3 shows only the driven wheel 1 driven by the motor of the wiper system. This driven wheel 1 eccentrically carries a cam 10 , on which a roller 11 is rotatably supported if necessary. Two adjusting elements 12 and 13 are movably supported along a guide formed by two webs 14 and 15 . Each control element 12, 13 has a control curve 16, 17 which cooperate with the cam 10 or the roller 11 , as will be explained later. A tension spring 18 is suspended on the two actuating elements 12 and 13 and tensions these actuating elements against one another. In the rest position, the actuating elements 12, 13 rest against stops 19 and 20 of the webs 14, 15 .
Fig. 3 zeigt das Abtriebsrad 1 in einer Stellung, die einem Wischwinkel α von 135° entspricht. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei diesem Wischwinkel das Motormoment gerade dem Mittelwert M entspricht. Die als Energiespeicher dienende Zugfeder 18 ist in diesem Moment entspannt und beide Stellelemente befinden sich in ihrer Ruhelage. Während des folgenden Wischwinkelabschnittes von 135° bis 225° liegt die Motorbelastung unterhalb dieses Mittelwertes M. In diesem Winkelabschnitt α 1 drückt der Nocken 10 das Stellelement 13 in Fig. 3 nach links, so daß die Zugfeder 18 gespannt wird. In dem folgenden Wischwinkelabschnitt α 2 von 225° bis 315° kann sich die Zugfeder 18 wieder entspannen, wobei das Stellelement 13 gegen den Nocken 10 drückt und dabei die Bewegung des Nocken unterstützt. In diesem Wischwinkelabschnitt ist gemäß Fig. 2 die Motorbelastung höher als der Mittelwert M. Bei einem Wischwinkel von 315° nehmen die beiden Stellelemente 12 und 13 wieder die in Fig. 3 dargestellte Ruhelage ein. Dreht sich das Antriebsrad 1 und damit der Nocken 10 ausgehend von einer Wischwinkelstellung von 315° um weitere 180°, wird das zweite Stellelement 12 verstellt, während das erste Stellelement 13 seine Ruhelage beibehält. Wiederum wird die Zugfeder 18 in einem Wischwinkelbereich geringer Motorbelastung gespannt und gibt später in einem Wischwinkelbereich von 45° bis 135° die gespeicherte Energie wieder in das Getriebe ab, wodurch die Bewegung des Abtriebsrades 1 bzw. des Nockens 10 unterstützt wird. Insgesamt kann also festgestellt werden daß in Wischwinkelbereichen geringer Motorbelastung ein als Energiespeicher dienendes Federelement, nämlich die Zugfeder 18, gespannt wird, welches die Bewegung eines Getriebeteils, nämlich des Abtriebsrades 1 während eines anderen Winkelabschnittes unterstützt und sich dabei entspannt. In Wischwinkelbereichen geringer Motorbelastung wird dadurch Energie gespeichert und damit zugleich das vom Motor aufzubringende Moment erhöht. In Wischwinkelbereichen größerer Motorbelastung wird die Energie wieder freigegeben und damit das vom Motor aufzubringende Moment herabgesetzt. Insgesamt werden damit die Belastungsschwankungen des Motors reduziert, wie das in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Dadurch wird zugleich die Drehzahl des Wischermotors wenigstens annähernd konstant gehalten, so daß die störenden Geräusche vermieden werden. Außerdem zeigt Fig. 2 deutlich, daß das vom Motor aufzubringende Maximalmoment geringer ist als bei bekannten Anlagen, so daß leistungsärmere und damit auch kleinere Wischermotoren verwendet werden können. Fig. 3 shows the driven wheel 1 in a position which corresponds to a wiping angle α of 135 °. From Fig. 2 it can be seen that at this wiping angle the engine torque corresponds to the mean M. The tension spring 18 serving as an energy store is relaxed at this moment and both adjusting elements are in their rest position. During the following wiping angle section from 135 ° to 225 °, the engine load is below this mean value M. In this angular section α 1 , the cam 10 presses the actuating element 13 in FIG. 3 to the left, so that the tension spring 18 is tensioned. In the following wiping angle section α 2 from 225 ° to 315 °, the tension spring 18 can relax again, the actuating element 13 pressing against the cam 10 and thereby supporting the movement of the cam. In this wiping angle section 2, the motor load is shown in FIG. Higher than the average value M. With a wiping angle of 315 °, the two adjusting elements 12 and 13 again assume the rest position shown in FIG. 3. If the drive wheel 1 and thus the cam 10 rotates a further 180 °, starting from a wiping angle position of 315 °, the second adjusting element 12 is adjusted, while the first adjusting element 13 maintains its rest position. Again, the tension spring 18 is tensioned in a wiping angle range of low engine load and later releases the stored energy back into the transmission in a wiping angle range of 45 ° to 135 °, whereby the movement of the driven wheel 1 or the cam 10 is supported. Overall, it can thus be stated that in wiper angle regions with a low motor load, a spring element serving as an energy store, namely the tension spring 18 , is tensioned, which supports the movement of a gear part, namely the driven wheel 1, during another angular section and thereby relaxes. In wiping angle areas with low engine loads, energy is stored and at the same time the torque to be applied by the engine is increased. The energy is released again in wiping angle areas with a greater engine load and the torque to be applied by the engine is thus reduced. Overall, the load fluctuations of the engine are reduced, as shown in dashed lines in FIG. 2. As a result, the speed of the wiper motor is kept at least approximately constant, so that the disturbing noises are avoided. In addition, Fig. 2 clearly shows that the maximum torque to be applied by the motor is lower than in known systems, so that less powerful and thus smaller wiper motors can be used.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beginnen die Vorgänge der Energiespeicherung bzw. Energiefreigabe jeweils in den Wendepunkten der Motorbelastungskurve. Der Vorgang der Energiefreigabe schließt sich unmittelbar an den Vorgang der Energiespeicherung an. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen, bei denen die Energiespeicherung bzw. Energiefreigabe bei anderen Wischwinkeln beginnt, wobei die Anordnung beispielsweise so gewählt werden kann, daß die Energie erst freigesetzt wird, wenn bei Wischwinkeln von 90° bzw. 270° der Drehmomentbedarf am größten ist. Solche Ausführungen können leicht durch eine entsprechende Ausgestaltung des Nockens 10 bzw. der Stellkurven 16 und 17 der Stellelemente 12 bzw. 13 realisiert werden. In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the processes of energy storage or energy release each begin at the turning points of the engine load curve. The process of releasing energy immediately follows the process of storing energy. However, designs are also conceivable in which the energy storage or energy release begins at other wiping angles, the arrangement being able to be selected, for example, in such a way that the energy is only released when the torque requirement is greatest at wiping angles of 90 ° or 270 °. Such designs can easily be realized by a corresponding design of the cam 10 or the control curves 16 and 17 of the control elements 12 or 13 .
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der ein einziges Stellelement 30 zwischen zwei Druckfedern 31 und 32 eingespannt ist. Dieses Stellelement 30 ist beispielsweise als flache Scheibe ausgebildet, die einen Schlitz 33 aufweist, in die der Nocken 10 eingreift. Der Rand des Schlitzes 33 bildet die Stellkurven 16 bzw. 17. In Fig. 4 ist angedeutet, daß man die Stellkurven 16 und 17 variieren und damit den Verhältnissen der Wischanlage anpassen kann. Dabei wird man auch darauf achten, daß der Nocken 10 zu Beginn des Spannvorganges der Feder 31 oder 32 sanft auf die Stellkurve 16, 17 aufläuft, damit eine plötzliche Belastung des Wischermotors vermieden wird, was sich in einem Rucken des Wischers äußern könnte. Fig. 4 shows an embodiment in which a single control element 30 is clamped between two compression springs 31 and 32 . This actuating element 30 is designed, for example, as a flat disk which has a slot 33 into which the cam 10 engages. The edge of the slot 33 forms the control curves 16 and 17 . In Fig. 4 it is indicated that the control curves 16 and 17 can be varied and thus adapted to the conditions of the wiper system. It will also be ensured that the cam 10 at the start of the tensioning of the spring 31 or 32 runs gently on the control curve 16, 17 , so that a sudden load on the wiper motor is avoided, which could result in a jerking of the wiper.
Bei der Ausführung nach Fig. 5, bei der aus Gründen der Übersichtlichkeit der Nocken und die Stellkurve nicht dargestellt sind, ist eine einzige Druckfeder 40 zwischen zwei Anschlägen 41 und 42 eingespannt. Das längs einer Führung verschiebbare Stellelement 43 beaufschlagt diese Druckfeder 40 über Ansätze 44 bzw. 45 wechselweise von beiden Seiten. Bei einer solchen Ausführung benötigt man also nur ein Stellelement und ein Federelement, während bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 entweder ein Federelement und zwei Stellelemente oder ein Stellelement und zwei Federelemente notwendig sind.In the embodiment according to FIG. 5, in which the cam and the control curve are not shown for reasons of clarity, a single compression spring 40 is clamped between two stops 41 and 42 . The adjusting element 43, which can be displaced along a guide, acts on this compression spring 40 alternately from both sides via projections 44 and 45 . In such an embodiment, only one control element and one spring element are required, while in the embodiments according to FIGS. 3 and 4 either a spring element and two control elements or an control element and two spring elements are necessary.
Abschließend sei noch erwähnt, daß man den Energiespeicher auch an anderer Stelle im Antriebssystem der Wischanlage anordnen könnte. Beispielsweise könnte man die Pendelbewegung der Kurbel 7 zur Verstellung der Stellelemente ausnutzen. Bevorzugterweise wird jedoch der Energiespeicher in den Wischermotor integriert, da dann die Stellelemente gegen äußere Einflüsse geschützt angeordnet sind und damit die Laufeigenschaften der Stellelemente längs der Führungen durch Verschmutzung oder ähnliches nicht beeinträchtigt werden. Der Energiespeicher muß auch nicht unbedingt eine Feder sein, es wäre z. B. auch eine pneumatische Speicherung denkbar.Finally, it should also be mentioned that the energy store could also be arranged elsewhere in the drive system of the wiper system. For example, the pendulum movement of the crank 7 could be used to adjust the adjusting elements. However, the energy store is preferably integrated into the wiper motor, since the actuating elements are then arranged so as to be protected against external influences and the running properties of the actuating elements along the guides are not impaired by dirt or the like. The energy storage does not necessarily have to be a spring, it would be z. B. pneumatic storage is also conceivable.
Durch die vorliegende Erfindung wird also die Belastung des Wischermotors nahezu konstant gehalten und dabei zugleich der Wirkungsgrad der Anlage verbessert. Damit können kleinere Wischermotoren eingesetzt werden und die Lebensdauer der Wischanlage wird erhöht, da auf die Gestängeteile und die Gelenkverbindungen keine wechselnden Belastungen mehr einwirken. Außerdem ist das bisher störende Geräusch wirksam reduziert.The present invention thus reduces the load on the wiper motor kept almost constant and at the same time the efficiency of the system improved. This means that smaller wiper motors can be used and the Lifespan of the wiper system is increased because of the rod parts and the Articulated joints no longer act on changing loads. Besides, is the previously disturbing noise is effectively reduced.
Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3144582A1 DE3144582A1 (en) | 1983-05-19 |
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Family Applications (1)
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DE19813144582 Granted DE3144582A1 (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | Wiper arrangement for motor vehicles |
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Also Published As
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