DE3707837A1 - Drehende sowie hin- und hergehende antriebsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehende sowie hin- und hergehende Vorrichtung und insbesondere auf eine dre­ hende sowie hin- und hergehende Antriebsvorrichtung, die beispielsweise bei Wischervorrichtungen für Windschutz­ scheiben von Fahrzeugen zur Anwendung kommt.

Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfin­ dung ausgeht, wird auf die beigefügten Fig. 7 und 8 Bezug genommen, die ein Beispiel für eine herkömmliche drehen­ de sowie hin- und hergehende Antriebsvorrichtung zeigen. Hierbei ist ein Wischerblatt 2 in einem vorbestimmten Wischbereich an einer Windschutzscheibe 1, mit der es un­ ter einem bestimmten Druck in Anlage ist, verschwenkbar. Das Wischerblatt 2 wird von einem Wischerarm 3 getragen, der an einem Antriebsarm 5 durch einen Zapfen 6 klappbar gehalten ist. Der Antriebsarm 5 ist, wie die Fig. 7 zeigt, am oberen oder äußeren Ende einer Drehwelle 4 befestigt. Am Antriebsarm 5 ist ein Winkelhebel 7 durch einen Stift 7 a schwenkbar gehalten. Zwischen dem einen Ende des Wischer­ arms 3 und dem diesem zugewandten Ende des Winkelhebels 7 ist eine Feder 8 angeordnet.

Die Drehwelle 4 ist an einem Träger 9 über Lager drehbar gelagert. Der Träger 9 ist an einem festen Teil des Fahrzeug­ aufbaus befestigt. Das untere oder innere Ende der Drehwel­ le 4 ist mit einer Kurbelschwinge 10 verbunden, so daß die Welle 4 bei Drehung der Kurbelschwinge zusammen mit die­ ser dreht. Diese Drehbewegung wird dann auf den Antriebs­ arm 5 zu dessen Drehung und zur Drehung des Wischerblatts 2 durch den Wischerarm 3 übertragen, um über die Außenflä­ che der Windschutzscheibe 1 mit einem am Wischerblatt 2 angebrachten Gummistreifen zu wischen.

In der Drehwelle 4 ist eine Zentrumsbohrung ausgebildet, in die eine Stange 11 eingesetzt ist, welche an ihrem äu­ ßeren Ende mit dem zugeordneten Ende des Winkelhebels 7 in Anlage und an ihrem inneren Ende mit einer Zahnschiene 12, die mit einem im Träger 9 gelagerten Ritzel 13 in Ein­ griff ist, versehen ist.

Wenn der Anlage- oder Anpreßdruck zwischen der Windschutz­ scheibe 1 und dem Wischerblatt 2 im Zusammenhang mit einer Einregelung verändert werden muß, so wird das Ritzel 13 gedreht, um die Stange 11 in Achsrichtung zu verlagern und den Winkelhebel 7 um den Stift 7 a zu verschwenken, so daß die Spannkraft der Feder 8 verändert wird, d.h., daß es für eine Änderung des Anlagedrucks zwischen der Windschutz­ scheibe 1 und dem Wischerblatt 2 notwendig ist, die Stange 11 für eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 7 in axialer Richtung zu bewegen. Die zur Drehung des Ritzels 13 aufzu­ wendende Kraft P muß ausreichend groß sein, um das Moment Ps×λ (s. Fig. 8, in der der Winkelhebel 7 in die mit strichpunktierten Linien angegebene Lage verschwenkt wird) zu überwinden.

Bei der herkömmlichen, vorstehend erläuterten Vorrichtung ist es notwendig, eine erheblich große Kraft am Ritzel und damit am Winkelhebel zur Wirkung zu bringen, was zweifels­ ohne ein Nachteil ist.

Der Erfindung liegt insofern die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte drehende sowie hin- und hergehende Antriebs­ vorrichtung zu schaffen, die von den den herkömmlichen An­ triebsvorrichtungen anhaftenden Nachteilen frei ist.

Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, eine drehende sowie hin- und hergehende Antriebsvorrichtung zu schaffen, die eine nur geringe Kraft zur Drehung bzw. Hin- und Her­ bewegung einer Einrichtung, wie einem Wischerblatt für Kraftfahrzeug-Windschutzscheiben, benötigt.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt, um die Aufga­ be zu lösen und das angegebene Ziel sowie weitere Ziele zu erreichen, eine drehbare Antriebswelle, eine mit der Antriebswelle drehbare sowie längs dieser hin- und herbe­ wegbare Schiebewelle, ein von einem Motor angetriebenes Mutterelement, eine mit dem Mutterelement in Eingriff be­ findliche Schraubenwelle oder Gewindespindel sowie ein die Schiebewelle mit der Gewindespindel kuppelndes Verbindungs­ element, das eine Drehbewegung der Schiebewelle und gleich­ zeitig deren Hin- und Herbewegung zuläßt.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen, auf die er jedoch nicht beschränkt ist, erläutert. RäumIiche Angaben in der Beschreiubng sind als auf die jeweilige Figur bezogen zu verstehen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in ihrer Anwendung auf eine Schei­ benwischeranordnung für ein Fahrzeug;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung über die Beziehung von zur Wirkung gelangenden Kräften;

Fig. 4 einen zu Fig. 1 gleichartigen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer abgewandel­ ten Ausführungsform;

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Gehäuse der Gewindespindel von Fig. 4;

Fig. 6 den Schnitt nach der Linie VI-VI in der Fig. 5;

Fig. 7 einen zu Fig. 1 gleichartigen Schnitt der herkömm­ lichen, eingangs bereits abgehandelten Vorrichtung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung über die Beziehung von bei der Vorrichtung von Fig. 7 zur Wirkung gelangenden Kräften.

Bei der Vorrichtung nach den Fig. 1-3 ist eine Antriebs­ welle 16 über Lager 15 an einem Träger 14 drehbar gelagert. An der Antriebswelle 16 ist für eine Drehung mit dieser zusammen als Einheit eine Kurbelschwinge 17 befestigt. Mit Hilfe einer Mutter 19 ist am oberen oder äußeren Ende der Antriebswelle 16 ein Antriebsarm 18 fest angebracht, mit dem über einen Stift 20 ein Wischerarm 21 verbunden ist.

In den hohlen Teil der Antriebswelle 16 ist eine Schiebe­ welle 22 verschiebbar eingesetzt, an der ein nach außen durch einen Längsschlitz 24 in der Antriebswelle 16 ragen­ der Zapfen 23 angebracht ist. Mit diesem Zapfen 23 ist das eine Ende eines Gelenkarms 25 verbunden, dessen anderes Ende an das nahegelegene Ende einer Feder 26 angeschlos­ sen ist, deren anderes Ende wiederum mit dem Wischerarm 21 verbunden ist. Auf diese Weise empfängt der Wischerarm und damit das (nicht gezeigte) Wischerblatt eine abwärts gerichtete Partialkraft der Spann- oder Zugkraft der Feder 26, so daß das Wischerblatt mit der (nicht gezeigten) Windschutzscheibe in Anlage gehalten wird. Die Schiebewel­ le 22 ist unter Führung durch den Zapfen 23 im Bereich des Längsschlitzes 24 verschiebbar. Für die Hin- und Herbewe­ gung der Schiebewelle 22 mit Bezug zur Antriebswelle 16 ist ein Führungskragen 27 vorhanden.

Ein am Träger 14 gehaltener Motor 28 treibt eine im Träger 17 gelagerte Spindelmutter 30 durch ein Untersetzungsge­ triebe 29. Die Spindelmutter 30 steht mit einer Gewinde­ spindel 31 in Eingriff, die, wie Fig. 2 zeigt, mit ebenen Seitenflächen 32 versehen ist, welche mit den entsprechen­ den Flächen am Träger 14 in Anlage sind, um eine Drehung mit Bezug zum Träger 14 zu verhindern, die jedoch eine Hin- und Herbewegung in axialer Richtung zulassen. Wenn die Spindelmutter 30 durch den Motor 28 gedreht wird, dann wird die Gewindespindel in axialer Richtung (in Fig. 1 in vertikaler Richtung) bewegt.

Das untere oder innere Ende der Schiebewelle 22 ist in eine Bohrung der Gewindespindel 31 eingefügt. An der Schiebewel­ le 22 ist ein Stift 34 befestigt, der in offenen Schlitzen 33, die in der Gewindespindel 31 ausgebildet sind, aufge­ nommen ist. Somit wird die Vertikalbewegung der Gewinde­ spindel 31 über den Stift 34 auf die Schiebewelle 22 über­ tragen, um die Lage des Zapfens 23 mit Bezug zur Antriebs­ welle 16 zu verändern.

Wenn die Schiebewelle 22 für eine Abwärtsbewegung des Zap­ fens 23, um den Gelenkarm 25 in die in Fig. 1 gestrichelt angegebene Lage zu bringen, nach unten geführt wird, so wird durch diese Bewegung der Anlagedruck zwischen dem Wischerblatt und der Windschutzscheibe stärker gemacht. Wie die Fig. 3 zeigt, wird gegen die Spannkraft Po der Fe­ der 26 eine Partialkraft Po′ erzeugt, so daß zum Antrieb der Schiebewelle 22 lediglich die Kraft Po′′ benötigt wird.

Durch die begrenzte Drehbewegung der Kurbelschwinge 17 wird mit dieser in Einheit die Antriebswelle 16 gedreht und damit in gleicher Weise über den Zapfen 23 die Schiebe­ welle 22. Auf Grund der freien Bewegung des Stifts 34 inner­ halb der offenen Schlitze 33 der Gewindespindel 31 wird diese jedoch nicht gedreht. Folglich kann die Schiebewelle 22 durch die Gewindespindel 31 sowohl gedreht wie auch hin- und herbewegt werden.

Bei der in den Fig. 4-6 gezeigten Ausführungsform kommen viele der gleichen Bauelemente wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-3 zur Anwendung, so daß deren Erläute­ rung nicht notwendig ist. Eine Gewindespindel 35 umfaßt ein Hauptteil 36 sowie ein Gehäuse 37, wobei das eine Ende des Hauptteils 36 mit der Spindelmutter 30 in Eingriff ist, während das andere Ende in Gestalt einer Ellipse 38 ausge­ bildet ist. Das untere Ende der Schiebewelle 22 ist mit einem kreisförmigen Teil 39 versehen, wobei zwischen dem kreisförmigen sowie dem elliptischen Teil ein reibungsarmes Material 40 vorhanden ist. Diese drei Teile (elliptisches Teil, reibungsarmes Material und kreisförmiges Teil) sind in einem im Gehäuse 37 vorgesehenen Raum, wie die Fig. 6 zeigt, untergebracht. Somit führt eine Drehbewegung der Schiebewelle 22 zu einer leeren Drehung des kreisförmigen Teils 39 im Gehäuse 37. Die Vertikalbewegung des Haupt­ teils 36 der Gewindespindel 35 wird auf die Schiebewelle 22 durch das elliptische Teil 38 sowie das Gehäuse 37 über­ tragen, womit die Lage der Schiebewelle 22 mit Bezug zur Antriebswelle 16 in der gleichen Weise wie bei der vorheri­ gen Ausführungsform verändert wird.

Gemäß der Erfindung wird eine Verbindungsanordnung zwischen dem Motor und der Schiebewelle so verbessert, daß sowohI eine drehende wie auch eine hin- und hergehende Bewegung erzeugt werden, womit ein starker Anlagedruck zwischen der Windschutzscheibe und dem Wischerblatt bei einer relativ niedrigen Ausgangsleistung des Motors erhalten wird. Dar­ über hinaus kann der Motor am festen Teil der Vorrichtung angeordnet werden.

Wenngleich die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungs­ formen dargelegt und beschrieben wurde, ist klar, daß auf Grund der offenbarten Lehre dem Fachmann Abwandlungen und Abänderungen an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Claims (6)

1. Drehende sowie hin- und hergehende Antriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch

• - eine drehbare Antriebswelle (16),
• - durch eine längs der Antriebswelle hin- und herbeweg­ bare sowie mit dieser drehbare Schiebewelle (22),
• - durch eine motorische Antriebseinrichtung (28),
• - durch eine von der Antriebseinrichtung in Umdrehung versetzte Spindelmutter (30),
• - durch eine mit der Spindelmutter in Eingriff stehende Gewindespindel (31; 35) und
• - durch eine die Schiebewelle (22) mit der Gewindespin­ del (31; 35) koppelnde Verbindungseinrichtung (33, 34; 37, 40), die eine Hin- und Herbewegung der Schiebe­ welle mit Bezug zur Antriebswelle (16) zuläßt und eine Drehbewegung der Gewindespindel mit der Schiebewelle unterbindet.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung eine an der Gewindespindel (31) ausgebildete Öffnung (33) sowie einen an der Schiebewelle (22) festen, in die Öffnung eingreifenden Stift (34) umfaßt und eine Hin- und Her­ bewegung der Schiebewelle mit Bezug zur Antriebswelle (16) zuläßt sowie eine Drehbewegung als Einheit mit der Gewindespindel unterbindet.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung ein an der Ge­ windespindel (35) vorgesehenes, eine Drehbewegung der Schiebewelle (22) zulassendes Gehäuseteil (37) und ein zwischen der Schiebewelle sowie der Gewindespindel ange­ ordnetes Friktionselement (40) umfaßt, so daß eine Hin- und Herbewegung der Schiebewelle mit Bezug zur Antriebs­ welle (16) möglich ist.

4. Drehende sowie hin- und hergehende Antriebsvorrichtung, gekennzeichnet

• - durch eine mit einem Kurbelmechanismus (17) verbunde­ ne, an einem ortsfesten Teil (14) eines Fahrzeugauf­ baus drehbar gelagerte drehende Antriebswelle (16), die hohl ausgebildet ist sowie einander gegenüberlie­ gende Längsschlitze (24) hat,
• - durch eine innerhalb der Antriebswelle hin- und herbe­ wegbare sowie mit der Antriebswelle drehbare Schiebe­ welle (22), die einen die in der Antriebswelle ausge­ bildeten Schlitze durchsetzenden Zapfen (23) trägt,
• - durch einen an der Antriebswelle (16) festen, mit einem Scheibenwischerarm (21) des Fahrzeugs verbunde­ nen Antriebsarm (18),
• - durch eine an ihrem einen Ende mit dem Wischerarm (21) und an ihrem anderen Ende mit dem Zapfen (23) in Verbindung stehende Feder (26),
• - durch eine von der Antriebseinrichtung in Umdrehung versetzte Spindelmutter (30),
• - durch eine mit der Spindelmutter in Eingriff stehende Gewindespindel (31; 35) und
• - durch eine die Schiebewelle (22) mit der Gewindespin­ del (31; 35) koppelnde Verbindungseinrichtung (33, 34; 37, 40), die eine Hin- und Herbewegung der Schiebewel­ le mit Bezug zur Antriebswelle (16) zuläßt und eine Drehbewegung der Gewindespindel mit der Schiebewelle unterbindet, wobei durch die Hin- und Herbewegung der Schiebewelle die Andruckkraft des Wischerarms (21) ge­ gen eine Fahrzeug-Windschutzscheibe veränderbar ist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung eine an der Ge­ windespindel (31) ausgebildete Öffnung (33) sowie einen an der Schiebewelle (22) festen, in die Öffnung eingrei­ fenden Stift (34) umfaßt und eine Hin- und Herbewegung der Schiebewelle mit Bezug zur Antriebswelle (16) zuläßt sowie eine Drehbewegung als Einheit mit der Gewindespin­ del unterbindet.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungseinrichtung ein an der Ge­ windespindel (35) vorgesehenes, eine Drehbewegung der Schiebewelle (22) zulassendes Gehäuseteil (37) und ein zwischen der Schiebewelle sowie der Gewindespindel ange­ ordnetes Friktionselement (40) umfaßt, so daß eine Hin- und Herbewegung der Schiebewelle mit Bezug zur Antriebs­ welle (16) möglich ist.