DE3418128C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Antriebsvorrichtung für Scheibenwischer von Kraftfahrzeugen ist sowohl aus der DE-OS 32 37 269 als auch aus der DE-PS 20 48 717 bekannt. Diese Antriebsvorrichtung weist eine rotierende Antriebswelle auf, welche über eine Kurbel und eine Koppelstange eine als Wischerwelle dienende Abtriebswelle pendelnd antreibt. Die Abtriebswelle und die Koppelstange stehen dabei über zwei miteinander kämmende Zahnräder in Eingriff, welche aufgrund eine relativ kleinen Drehwinkels der zu übertragenden Pendelbewegung nur in Segmenten vorhanden sind. Von den Zahnrädern ist das eine verdrehsicher mit der Abtriebswelle verbunden, das andere ist einstückig mit der Koppelstange gefertigt und mit einem Bolzen verbunden. 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. Das Führungselement bewirkt, daß die Zahnkränze der Zahnräder nicht um ihre Drehachsen verkippen und dadurch außer Eingriff gelangen können.

Bei dieser Antriebsvorrichtung treten wie bei vielen anderen Antriebsvorrichtungen mit einer oder mehreren pendelnden Wellen in deren Umkehrpunkten relativ laute Geräusche auf. 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. Dabei kommt es außer zu Geräuschen auch zu Übertragungsverlusten.

Aus der DE-OS 33 20 878, der eine ältere Anmeldung zugrunde liegt, geht eine Antriebs­ vorrichtung mit einer Gehäusebrücke als (feststehendes) Führungselement hervor, in dem zwei miteinander kämmende Zahnräder fliegend gelagert sind, von denen das eine vor­ zugsweise über einen Drahtzug betätigt wird und das andere eine Klappe verschwenkt. Zur Verringerung des Zahnspiels wirkt zwischen den Zahnradachsen eine Schenkelfeder.

Bei einer aus dem DE-GM 73 45 374 bekannten Antriebsvorrichtung besteht das eine Rad des miteinander kämmenden Zahnradpaares aus zwei Zahnkränzen, die durch eine zwischen ihnen liegende in Umfangsrichtung wirkende Feder gegeneinander vorgespannt sind und von denen einer die Drehmomentübertragung und der andere den Spielausgleich übernimmt.

Antriebsvorrichtungen, bei denen zum Zahnspielausgleich zwei Zahnräder unter elastischer Verspannung miteinander in Eingriff stehen, sind des weiteren aus der EP-OS 00 26 826 und der GB-PS 14 97 736 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche geräuscharm und mit geringen Übertragungsverlusten arbeitet. Dabei sollten die dazu nötigen Mittel preiswert sowie leicht zu montieren sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff zusätzlich nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ausbildet.

Erfindungsgemäß ist eine elastische Verspannung von zwei Zahnrädern bei einer Antriebsvorrichtung vorgesehen, bei der eine pendelnde, d. h. schwingend hin- und hergehende Abtriebsdrehbewegung erzeugt wird.

Gerade auf die ein Verkippen der Zahnräder verhindernde Anordnung jeweils eines Federbügels oberhalb und unterhalb der Zahnräder in Kombination mit einem speziell ausgebildeten Führungselement kommt es bei einem ungleichmäßig übersetzenden Getriebe an, um möglichst geringe Übertragungsverluste zu erlangen. Bei solchen Getrieben sind aufgrund ihres Übertragungsverhaltens die Kräfte und Momente auf die Getriebeglieder nämlich starken Schwankungen unterworfen, die die Übertragungsverluste, falls ein Verkippen der Zahnräder nicht verhindert wird, sehr ungünstig beeinflussen können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Bevorzugt wird insbesondere eine Ausführung, bei der das Führungselement aus einer Doppellasche besteht, deren beide Laschenteile den Bolzen in zwei gleich großen, miteinander fluchtenden Langlöchern aufnehmen.

Die Befestigung eines Federbügels an der Abtriebswelle und am Bolzen kann dabei besonders vorteilhaft über an 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 5 und 6 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.

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 ge­ schaffenen Querschnittsverminderung ist das Anklemmen des Federbügels mit einem relativ geringen Kraftaufwand möglich.

Der Federbügel kann außerdem zur Verhinderung eines Verschie­ bens des Führungselements entlang der Bolzen- und/oder Ab­ triebswellenachse und/oder eines Verschiebens des Bolzens ent­ lang der Bolzenachse Anwendung finden. Wenn der Federbügel gemäß Anspruch 10 angeordnet ist, ersetzt er das sonst üb­ liche Anlaufteil für den Bolzen. Außerdem kann er dann bei Bedarf besonders einfach ausgewechselt werden.

Die Erfindung kann dabei bei vielen unterschiedlich aufge­ bauten Antriebsvorrichtungen Anwendung finden. Sie bringt vor allem Vorteile bei Antriebsvorrichtungen, bei denen das eine Zahnrad mit einem als Koppelstange ausgebildeten Ge­ triebeelement verbunden ist. Bei solchen Antriebsvorrich­ tungen ist aufgrund der relativ großen in den Umkehrpunkten zu verlagernden Massen die unerwünschte Spielverlagerung an­ sonsten 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 Wellen­ fortsatz 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 heraus­ gepreßt ist.

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 Kegelrädern Anwendung finden, wo sich die Drehachsen schnei­ den. Die Federbügel bräuchten dabei nur entsprechend der An­ ordnung der Kegelradstirnflächen gewinkelt ausgeführt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt. Dabei ist in

Fig. 1 ein Längsschnitt durch die erfindungswesentlichen Teile einer Antriebsvorrichtung für einen Kraft­ fahrzeugscheibenwischer und in

Fig. 2 eine Ansicht auf die in Fig. 1 dargestellten Teile gezeigt.

Die Antriebsvorrichtung besitzt einen nicht dargestellten Elektromotor mit einer rotierenden Schneckenwelle, welche über ein Getriebe 1 eine im wesentlichen zylindrische Ab­ triebswelle 2 pendelnd antreibt, die als Wischerwelle für den nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Scheibenwischer dient. Die Schneckenwelle treibt auf bekannte Weise über ein nicht dar­ gestelltes Schneckenrad und einen exzentrisch daran gelager­ ten Zapfen ein Getriebeelement 3 an, welches als Koppelstange ausgebildet ist. Die Koppelstange 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 Boh­ rung 6 aufweist, in welche die Abtriebswelle 2 eingepreßt ist. Das einstückig mit der Koppelstange 3 verbundene Zahnradseg­ ment 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 aus­ gebildet ist. Die Laschenteile 10 und 11 sind dabei oberhalb und unterhalb der Zahnradsegmente 4 und 5 angeordnet und um­ schließen den Bolzen 8 und die Abtriebswelle 2. Die Doppel­ lasche 9 hat somit auch die Funktion einer Schwinge. Wenn sich das Schneckenrad dreht, wird über die Koppelstange 3 die Doppellasche 9 pendelnd angetrieben. Dabei wird das Zahnrad­ segment 4 relativ zur Doppellasche 9 verschwenkt und nimmt das mit ihm kämmende Zahnradsegment 5 mit, so daß die Abtriebs­ welle 2 hin- und herverschwenkt wird.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, daß die beiden Zahnradsegmente 4 und 5 über zwei am Bolzen 8 und an der Ab­ triebswelle 2 angreifende Federbügel 12 und 13 unter elasti­ scher Vorspannung in Eingriff stehen. Dadurch wird in den Um­ kehrpunkten der Abtriebswelle 2 verhindert, daß sich das Zahn­ spiel aufgrund des Bewegungsrichtungswechsels der Koppelstange 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 Übertragungs­ verlusten führen würde.

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 ange­ formt. Die Ösen 16 und 17 sind dabei im Innendurchmesser ge­ ringfügig größer als die Abtriebswelle 2 im Außendurchmesser gestaltet, so daß die Federbügel 12 und 13 ohne Schwierigkei­ ten auf die Abtriebswelle 2 aufgeschoben werden können. Die Ösen 18 und 19 sind dabei durch Weglassen jeweils eines Ring­ segments in jeweils zwei Klemmbacken aufgeteilt. Die Klemm­ backen 18 a und 18 b der Öse 18 zeigt Fig. 2. Die Federbügel 12 und 13 greifen mit den Ösen 18 und 19 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 befind­ liche, gegen die Bolzenmitte verstemmte Nietköpfe 8 a und 8 b 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.

Wie die Fig. 1 weiter zeigt, umschließen die beiden Laschen­ teile 10 und 11 den Bolzen 8 mit zwei gleich großen, mitein­ ander 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. 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.

Während der Pendelbewegung wirkt an den Zahnradsegmenten 4 und 5 eine Radialkraft, wodurch dieselben etwas auseinander­ rücken. Außerdem übt noch die Koppelstange 3 eine Zug- bzw. Druckkraft aus. In den Umkehrpunkten wirken diese Kräfte nicht. Hier kommen die Federbügel 12 und 13 zur Wirkung. Da­ bei wird das Zahnradsegment 4 mittels der Federbügel 12 und 13 am Bolzen 8 entlang der Langlöcher 22 und 23 zum Zahnrad­ segment 5 hingezogen. Der Achsabstand A der beiden Zahnrad­ segmente 4 und 5 verkleinert sich dabei kurzfristig derart, daß die Zähne 14 und 15 mit ihrem kleinstmöglichen, gleich­ mäßig seitlich der Zahnflanken verteilten Zahnspiel mitein­ ander in Eingriff stehen. Sobald sich die Koppelstange 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 Normal­ position sind die Zahnradsegmente 4 und 5 in Fig. 2 darge­ stellt. Dann stehen die Zähne 14 und 15 und damit die Zahn­ radsegmente 4 und 5 wieder mit ihrem optimalen, konstruktiv festgelegten Zahnspiel in Eingriff, ohne daß in den Umkehr­ punkten Umschlaggeräusche auftraten.

Durch ihre Anordnung ober­ halb des Laschenteils 10 und unterhalb des Laschenteils 11 sichern die Federbügel 12 und 13 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.

Die Laschenteile 10 und 11 sind nicht plan, sondern an den Endbereichen zu den Zahnrad­ segmenten 4 und 5 abgekröpft ausgebildet. 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.

Claims (12)

1. Antriebsvorrichtung, insbesondere für Scheibenwischer von Kraftfahrzeugen, mit einem Getriebe (1) zwischen einer Antriebswelle und einer pendelnden Abtriebswelle (2), welches wenigstens zwei miteinander kämmende Zahnräder (4, 5) aufweist, von denen das eine verdrehsicher mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und von denen das andere mit einem anderen Getriebeelement (3) wirkverbunden und beidseits über einen Bolzen (8) drehbar an einem mit der Abtriebswelle (2) drehbar verbundenen Führungselement (9, 10, 11) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnräder (4, 5) unter elastischer Vorspannung miteinander in Eingriff stehen, daß jeweils ein Federbügel (12, 13) oberhalb und unterhalb der Zahnräder (4, 5) angeordnet ist, welcher am Bolzen (8) und an der Abtriebswelle (2) angreift, und daß das Führungselement (9, 10, 11) einen wenigstens annähernd radial zur Abtriebswelle (2) verlaufenden, den Bolzen aufnehmenden Längsschlitz aufweist, der in Längsrichtung geringfügig größer als der Durchmesser (D) des Bolzens (8) auf der Höhe des Führungselements (9) ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9, 10, 11) aus einer Doppellasche (10, 11) besteht, deren eines Laschenteil (10) oberhalb und deren anderes Laschenteil (11) unterhalb der Zahnräder (4, 5) angeordnet ist und deren Laschenteile (10, 11) von zwei gleich großen, miteinander fluchtenden, als Langlöcher (22, 23) ausgebildeten Längsschlitzen durchsetzt werden.

3. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (12, 13) an beiden Enden jeweils eine angeformte ringförmige Öse (16, 17, 18, 19) aufweist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (12, 13) an wenigstens einer Öse (16, 17, 18, 19) durch wenigstens einen in der Form von der Form der übrigen Abschnitt des Bolzens (8) oder der Abtriebswelle (2) abweichenden Abschnitt (8 a, 8 b) an einem Verschieben in Achsrichtung gehindert wird.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (8) wenigstens einen nietkopfartigen oder einen umbördelten Abschnitt (8 a, 8 b) aufweist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (8) wenigstens eine sich bereichsweise um seinen Umfang erstreckende Nut (20, 21) aufweist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Öse (18, 19) durch Weglassen eines Ringsegments in zwei Klemmbacken (18 a, 18 b) aufgeteilt ist.

8. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (18 a, 18 b) in die Nut (21) eingreifen.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der an der Abtriebswelle (2) angreifenden Öse (16, 17) geringfügig größer wie der größte Außendurchmesser der Abtriebswelle (2) ist.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (12, 13) in einer den Zahnrädern (4, 5) näheren Ebene als das Führungselement (9, 10, 11) angeordnet ist.

11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (12, 13) von den Zahnrädern (4, 5) aus gesehen, jenseits des Führungselements (9, 10, 11) angeordnet ist.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (12, 13) aus einem Federbandstahl gefertigt ist und in Draufsicht etwa C-förmig ausgebildet ist.