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Antriebsvorrichtung, insbesondere für Scheibenwischer von
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Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Eine derartige Antriebsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS
20 48 717 bekannt. Die Antriebsvorrichtung besitzt dabei eine rotierende Antriebswelle,
welche über eine Kurbel und eine Schubstange eine als Wischlager dienende Abtriebswelle
pendelnd antreibt. Die Antriebswelle und die Schubstange stehen dabei über zwei
miteinander kämmende Zahnräder in Eingriff, welche aufgrund eines relativ kleinen
Drehwinkels der zu übertragenden Pendelbewegung weg nur in Segmenten vorhanden sind.
Von den Zahnrädern ist das eine verdrehsicher mit der Abtriebswelle verbunden, das
andere ist einstückig mit der Schubstange gefertigt und mit einem Bolzen verstemmt.
Über den Bolzen ist es drehbar an einem Führungselement gelagert, das als Doppellasche
ausgebildet ist, welche an beiden Enden des Bolzens und an der Abtriebswelle angreift
und die Zahnräder von oben und unten übergreift.
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Das Führungselement bewirkt, daß die Zahnkränze der Zahnräder nicht
um ihre Drehachsen verkippen und dadurch außer Eingriff gelangen können.
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Bei dieser Antriebsvorrichtung treten wie bei vielen anderen Antriebsvorrichtungen
mit einer oder mehreren pendelnden Wellen in deren Umkehrpunkten relativ laute Geräusche
auf.
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Bei der beschriebenen Antriebsvorrichtung kommt das daher, daß sich
in den Umkehrpunkten aufgrund des Bewegungsrichtungswechsels der Schubstange das
unvermeidliche Zahnspiel zwischen den beiden Zahnkranzsegmenten kurzfristig verlagert.
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Es wird zuerst auf die eine Flankenseite der Zähne des einen Zahnkranzsegements
verschoben, so daß sie mit der anderen
Flankenseite an der einen
Flankenseite der Zähne des anderen Zahnkranzsegments anschlagen und anschließend
auf die andere Flankenseite der Zähne des einen Zahnkranzsegments verschoben, so
daß sie mit der einen Flankenseite an der anderen Flankenseite der Zähne des anderen
Zahnkranzsegments anschlagen. Dabei kommt es außer zu Geräuschen auch zu Übertragungsverlusten.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung der genannten
Art zu schaffen, welche geräuscharm und mit möglichst geringen Übertragungsverlusten
arbeitet. Dabei sollten die dazu nötigen Mittel preiswert sowie leicht zu montieren
sein.
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Diese Aufgabe wird von einer Antriebsvorrichtung gelöst, welche das
kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 aufweist. Durch einen Federbügel kann das
eine Zahnrad in den Umkehrpunkten gegenüber dem anderen Zahnrad in der von ihnen
gebildeten Ebene seitwärts derart verschoben werden, daß die seitliche Hin- und
Herverlagerung des Zahnspiels vermieden wird. Dabei ist von besonderem Vorteil,
daß Federbügel bekanntermaßen flache Bauteile sind. Sie könne daher ohne große konstruktive
Änderung der Antriebseinheit allein durch Verwendung eines geringfügig höheren Bolzens
an der Antriebsvorrichtung und ohne eine Vergrößerung von deren Gehäuse angebracht
werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei Federbügel Anwendung
finden, welche gemäß Anspruch 2 angeordnet sind. Dann wird ein Verkippen der Zahnräder
gegeneinander sicherer vermieden, so daß die Antriebsvorrichtung mit noch weniger
Übertragungsverlusten geräuscharm arbeitet.
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Damit eines der Zahnräder zur Vermeidung der Hin- und Herverlagerung
des Zahnspiels exakt gegenüber dem anderen Zahnrad seitwärts verschoben werden kann,
wird vorgeschlagen, in das bereits vorhandene Führungselement einen Längsschlitz
gemäß
Anspruch 3 einzuarbeiten. Entlang dieses Längsschlitzes kann
das eine Zahnrad mit dem Bolzen gegenüber dem anderen, mit der Abtriebswelle verbundenen
Zahnrad in den Umkehrpunkten durch den oder die Federbügel verschoben werden, so
daß sich der Achsabstand der beiden Zahnräder in der gewünschten Weise geringfügig
ändert und das Zahnspiel in der gewünschten Weise ausgerichtet wird. Dabei ist es
besonders vorteilhaft, wenn das Führungselement aus der an sich bekannten Doppellasche
besteht, deren Aufnahmebohrungen für den Bolzen als Langlöcher weitergebildet werden.
Durch die Kombination von Lasche (n) und Federbügel(n) kann ein Verkippen der Zahnräder
gegeneinander noch sicherer vermieden werden. Es sind jedoch auch Führungselementedenkbar,
die nur auf einer Seite der Zahnräder angeordnet sind und beispielsweise von einer
einfachen Lasche oder von einem Gehäuseabschnitt gebildet werden.
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Die Befestigung des Federbügels an der Abtriebswelle und am Bolzen
kann dabei besonders vorteilhaft über den Enden des Federbügels angeformte Ösen
erfolgen. Ein Verschieben des Federbügels entlang der Bolzen- und/oder Abtriebswellenachse
kann bei üblichen Anwendungsfällen allein oder durch Kombination der in Anspruch
7 und 8 gekennzeichneten Weiterbildungen des Bolzens verhindert werden. Weil bereits
mit Nietköpfen und/oder Nuten versehene Bolzen im Handel erhältlich sind oder ebenso
wie eine Umbördelung auf einfache Art und Weise am Bolzen angebracht werden können
und dann herkömmliche Abtriebswellen Anwendung finden können, bringen die zuvor
aufgeführten Weiterbildungen der Erfindung Kostenvorteile.
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Eine Nut eignet sich dabei besonders zum Festlegen einer Öse, die
Klemmbacken aufweist. Dann braucht das mit der Nut versehene Bauteil nicht in Einzelteile
zerlegbar zu sein, um die Öse befestigen zu können. Aufgrund der durch die Nut geschaffenen
Querschnittsverminderung
ist das Anklemmen des Federbügels mit einem relativ geringen Kraftaufwand möglich.
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Der Federbügel kann außerdem zur Verhinderung eines Verschiebens des
Führungselements entlang der Bolzen- und/oder Abtriebswellenachse und/oder eines
Verschiebens des Bolzens entlang der Bolzenachse Anwendung finden. Wenn der Federbügel
gemäß Anspruch 12 angeordnet ist, ersetzt er das sonst übliche Anlaufteil für den
Bolzen. Außerdem kann er dann bei Bedarf besonders einfach ausgewechselt werden.
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Die Erfindung kann dabei bei vielen unterschiedlich aufgebauten Antriebsvorrichtungen
Anwendung finden. Sie bringt vor allem Vorteile bei Antriebsvorrichtungen, bei denen
das eine Zahnrad mit einem als Schubstange ausgebildeten Getriebeelement verbunden
ist. Bei solchen Antriebsvorrichtungen ist aufgrund der relativ großen in den Umkehrpunkten
zu verlagernden Massen die unerwünschte Spielverlagerung ansonsten besonders stark
ausgeprägt. Die Erfindung bringt aber auch Vorteile bei Antriebsvorrichtungen, wo
das eine Zahnrad mit einem als Achse oder Welle ausgebildeten Getriebeelement verbunden
ist. Der Bolzen kann dabei ein Achsen - oder Wellenfortsatz sein. Ein oder mehrere
Federbügel ermöglichen auch hier jederzeit den exakten Eingriff der Zahnräder. Ebenso
ist es möglich, daß der Bolzen kein separates Bauteil, sondern aus dem einen Zahnrad
herausgeformt, beispielsweise herausgepreßt ist.
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Die Abtriebswelle und der Bolzen und damit die Drehachsen der Zahnräder
brauchen dabei nicht unbedingt parallel zueinander ausgerichtet und die Zahnräder
demgemäß nicht unbedingt als Stirnräder ausgebildet sein. Die Erfindung könnte auch
bei Kgelrädern Anwendung finden, wo sich die Drehachsen schneiden. Die Federbügel
bräuchten dabei nur entsprechend der Anordnung der Kegelradstirnflächen gewinkelt
ausgeführt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei ist in
Fig. 1 ein Längsschnitt durch die erfindungswesentlichen Teile einer Antriebsvorrichtung
für einen Kraftfahrzeugscheibenwischer und in Fig. 2 eine Ansicht auf die in Fig.
1 dargestellten Teile gezeigt.
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Die Antriebsvorrichtung besitzt einen nicht dargestellten Elektromotor
mit einer rotierenden Schneckenwelle, welche über ein Getriebe 1 eine im wesentlichen
zylindrische Abtriebswelle 2 pendelnd antreibt, die als Wischlager für den nicht
dargestellten Kraftfahrzeug-Scheibenwischer dient. Die Schneckenwelle treibt auf
bekannte Weise über ein nicht dargestelltes Schneckenrad und einen exzentrisch daran
gelagerten Zapfen ein Getriebeelement 3 an, welches als Schubstange ausgebildet
ist. Die Schubstange 3 ist einstückig mit einem Zahnrad 4 verbunden, welches aufgrund
eines relativ kleinen zu übertragenden Drehwinkels lediglich als Segment vorhanden
ist. Das Zahnradsegment 4 kämmt mit einem ebenfalls nur als Segment ausgebildeten
Zahnrad 5, das eine zylindrische Bohrung 6 aufweist, in welche die Abtriebswelle
2 eingepreßt ist.
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Das einstückig mit der Schubstange 3 verbundene Zahnradsegment 4 ist
mit einer zylindrischen Bohrung 7 versehen, in welche ein Bolzen 8 eingesetzt ist,
Über den Bolzen 8 ist das Zahnradsegment 4 drehbar an einem Führungselement 9 gelagert,
welches als Doppellasche mit zwei Laschenteilen 10 und 11 ausgebildet ist. Die Laschenteile
10 und 11 sind dabei oberhalb und unterhalb der Zahnradsegmente 4 und 5 angeordnet
und umschließen den Bolzen 8 und die Abtriebswelle 2. Die Doppellasche 9 hat somit
auch die Funktion einer Schwinge. Wenn sich das Schneckenrad dreht, wird über die
Schubstange 3 die
Doppellasche 9pendelnd angetrieben. Dabei wird
das Zahnradsegment 4 relativ zur Doppellasche 9 verschwenkt und nimmt das mit ihm
kämmende Zahnradsegment 5 mit, so daß die Abtriebswelle 2 hin- und herverschwenkt
wird.
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Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, daß die beiden Zahnradsegmente
4 und 5 über zwei am Bolzen 8 und an der Abtriebswelle 2 angreifende Federbügel
12 und 13 unter elastischer Vorspannung in Eingriff stehen. Dadurch wird in den
Umkehrpunkten der Abtriebswelle 2 verhindert, daß sich das Zahnspiel aufgrund des
Bewegungsrichtungswechsels der Schubstange 3 zwischen den beiden Zahnradsegmenten
4 und 5 zuerst auf die eine und dann auf die andere Flankenseite der Zähne 14 und
15 verlagert und diese dadurch aneinander anschlagen, was außer zu einer unerwünschten
Geräuschentwicklung zu Übertragungsverlusten führen würde.
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Die Federbügel 12 und 13 sind dabei aus einem Federbandstahl ausgestanzt.
Sie besitzen in Draufsicht etwa die Form eines C, wie die Fig. 2 zeigt. An beiden
Enden ist an den Federbügeln 12 und 13 jeweils eine ringförmige Öse 16,17 bzw. 18,19
angeformt. Die Ösen 16 und 17 sind dabei im Innendurchmesser geringfügig größer
als die Abtriebswelle 2 im Außendurchmesser gestaltet, so daß die Federbügel 12
und 13 ohne Schwierigkeiten auf die Abtriebswelle 2 aufgeschoben werden können.
Die Öse 18 und 19 sind dabei durch Weglassen jeweils eines Ringsegments in jeweils
zwei Klemmbacken aufgeteilt. Die Klemmbacken 18a und 18b der Öse 18 zeigt Fig. 2.
Die Federbügel 12 und 13 greifen mit den Ösen 18 und 18 in zwei beidendig in den
Bolzen 8 eingelassene Ringnuten 20 bzw. 21 passend ein, wie die Fig. 1 zeigt. An
beiden Enden des Bolzens 8 befindliche, gegen die Bolzenmitte verstemmte Nietköpfe
8a und 8b verhindern dabei sowohl ein Verschieben und/oder Verklemmen der Federbügel
12,13 als auch der Laschenteile 10 und 11 in Richtung der bzw. um die Bolzenachse.
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Wie die Fig. 1 weiter zeigt, umschließen die beiden Laschenteile 10
und 11 den Bolzen 8 mit zwei gleich großen, miteinander fluchtenden Langlöchern
22 und 23. Die Langlöcher 22 und 23 sind mit ihrer Längsrichtung radial zur Abtriebswelle
2 ausgerichtet und besitzen in Längsrichtung eine Ausdehnung, die wenige Zehntel
Millimeter größer als der Durchmesser D des Bolzens 8 auf der Höhe der Laschenteile
10 und 11 ist.
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Die Langlöcher 22 und 23 sind der deutlichen Darstellung wegen übertrieben
lang dargestellt. Der Bolzen 8 ist an der der Abtriebswelle 2 fernen Kante des Langloches
22 bzw. 23 angeordnet. Dadurch ist der Achsabstand A der Zahnradsegmente 4 und 5
nach außen festgelegt. Ansonsten sind die Langlöcher 22 und 23 dem Durchmesser D
des Bolzens 8 derart angepaßt, daß eine Drehbewegung der Laschenteile -10 und 11
gegenüber dem Bolzen 8 möglich ist.
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Während der Pendelbewegung wirkt an den Zahnradsegmenten 4 und 5 eine
Radialkraft, wodurch dieselben etwas auseinanderrücken. Außerdem übt noch die Schubstange
3 eine Zug- bzw.
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Druckkraft aus. In den Umkehrpunkten wirken diese Kräfte nicht. Hier
treten die Federbügel 12 und 13 in Eingriff. Dabei wird das Zahnradsegment 4 mittels
der Federbügel 12 und 13 am Bolzen 8 entlang der Langlöcher 22 und 23 zum Zahnradsegment
5 hingezogen. Der Achsabstand A der beiden Zahnradsegmente 4 und 5 verkleinert sich
dabei kurzfristig derart, daß die Zähne 14 und 15 mit ihrem kleinstmöglichen, gleichmäßig
seitlich der Zahnflanken verteilten Zahnspiel miteinander in Eingriff stehen. Sobald
sich die Schubstange 3 in die neue Richtung bewegt, wird das Zahnradsegment 4 aufgrund
der nun wieder auftretenden Radialkraft am Bolzen 8 entlang der Langlöcher 22 und
23 vom Zahnradsegment 5 weggeschoben, bis wieder der Achsabstand A erreicht ist
und der Bolzen 8 am Ende der Langlöcher 22 und 23 sitzt. In dieser Normalposition
sind die Zahnradsegmente 4 und 5 in Fig. 2 dargestellt. Dann stehen die Zähne. 14
und 15 und damit die Zahnradsegmente 4 und 5 wieder mit ihrem optimalen, konstruktiv
festgelegten
Zahnspiel in Eingriff, ohne daß in den Umkehrpunkten Umschlaggeräusche auftraten.
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Dabei ist von besonderem Vorteil, daß der Federbügel 12 oberhalb des
Laschenteils 10 und der Federbügel 13 unterhalb des Laschenteils 11 angeordnet ist.
Die Federbügel 12 und 13 sichern damit auch den Bolzen 8 gegen ein Verschieben in
Bolzenachsrichtung und ersetzen das sonst übliche Verstemmen des Bolzens 8. Außerdem
sind die Federbügel 12,13 bei dieser Anordnung bei Bedarf leicht auswechselbar.
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Weiterhin ist noch von Vorteil, daß die Laschenteile 10 und 11 nicht
plan, sondern an den Endbereichen zu den Zahnradsegmenten 4 und 5 hin abgekröpft
ausgebildet sind. In diesen abgekröpften Bereichen liegen die Federbügel 12 und
13 mit ihren Ösen 16,17,18 und 19. Die Bauhöhe des Endabschnitts dieser Antriebsvorrichtung
wird somit durch die Federbügel 12 und 13 nicht erhöht.
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