DE4225374A1 - Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Wischvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Wischvorrichtung bekannt (US-Patentschrift 3 831 220), bei der Zahnsegment und Ritzel jeweils einstückig ausgebildet sind und deshalb das mit vertretbarem Aufwand unvermeidbare Zahnspiel vor allem in den Pendel-Umkehrlagen zu unerwünschten Geräuschen führt. Die Verwendung von Kunststoffen für das Zahnsegment und das Ritzel bringt zwar eine geringfügige Besserung der Geräuschentwicklung, doch das durch das Zahnspiel hervorgerufene Klopfen in den Pendelumkehrlagen wird dadurch nicht völlig eliminiert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Wischvorrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß im Leer­ lauf oder bei geringen Belastungen des Hubgetriebes die Übertragung der Bewegung zwischen Zahnsegment und Ritzel über die elastisch aus­ weichbare Zahnreihe erfolgt, ohne daß die andere, aus dem unverform­ baren Material bestehende, geräuscherzeugende Zahnreihe dabei mitwirkt.

Erst bei höherer Belastung wird sich die elastisch ausweichbare Zahnreihe allmählich verformen, bis die aus dem unverformbaren Material bestehende Zahnreihe zur Übertragung des Moments mitheran­ gezogen wird, wenn sich diese mit steigender Verformung der anderen Zahnreihe sanft an die eine Zahnreihe anlegt. Geräusche entstehen dabei aber nicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Wischvorrichtung möglich. Eine vorteilhafte Ausführungs­ form der Erfindung ergibt sich dann, wenn die beiden Zahnreihen an dem Ritzel als Zahngrenze ausgebildet sind.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Windschutzscheibe eines Kraftfahr­ zeuges, mit einer dieser zugeordneten Wischvorrichtung, Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Wischvorrichtung gemäß Fig. 1, bei der sich der Wischerarm in einer von der in Fig. 1 gezeigten einen Pendel- Umkehrlage, abweichenden Position befindet, Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Darstellung von einem zu einem Hubgetriebe gehörenden Ritzel und einem dazugehörenden Zahnsegment, Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 3, entlang der Linie IV-IV, etwas verkleinert dargestellt, geschnitten, Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine von der Anordnung nach Fig. 4 abweichenden Ritzelausführung, Fig. 6 eine andere Ausführung eines Ritzels und Fig. 7 eine weitere Ausführung des Ritzels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Einer in Fig. 1 dargestellten Windschutzscheibe 10 ist eine Wisch­ vorrichtung 12 zugeordnet. Die Wischvorrichtung weist einen nicht näher dargestellten Antrieb auf, der einen Wischerarm 16 pendelnd antreibt. Dabei pendelt der Wischerarm zusammen mit einem an seinem freien Ende befestigten Wischblatt 18 um eine zu einem Hubgetriebe 20 gehörende Pendelachse 22, entsprechend einem in Fig. 1 darge­ stellten Doppelpfeil 24 zwischen zwei Umkehrlagen. Die eine Umkehr­ lage ist in Fig. 1 durch ausgezogene Linienführung dargestellt, während die andere Umkehrlage gestrichelt gezeichnet und mit 18′ bezeichnet ist. Während der Pendelbewegung wird dem auf der zu wischenden Scheibe 10 aufliegenden Wischblatt 18 eine zur Pendel­ achse 22 radial verlaufende Hubbewegung mitgeteilt, die in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, der mit dem Bezugszeichen 26 versehen wurde. Auf diese Weise wird erreicht, daß das von dem Wischblatt 18 bestrichene Wischfeld 28 eine von einem Kreissegment abweichende Form hat. Derart arbeitende Wischvorrichtungen werden dort verwendet, wo ein einziger Scheibenwischer ein möglichst großen Wischfeld auf der zu wischenden Scheibe überstreichen soll. Insbe­ sondere sollen auch weit von der Pendelachse entfernte Scheiben-Eck­ bereiche überstrichen werden. Unabhängig davon ist es jetzt doch denkbar, derartige Wischvorrichtungen auch dann einzusetzen, wenn einer Kraftfahrzeugscheibe mehrere, insbesondere zwei nebeneinander angeordnete Wischvorrichtungen zugeordnet sind. Dabei wird man die Übersetzungsgetriebe dieser beiden Wischvorrichtungen so auslegen, daß jedes der ihnen zugehörenden Wischblätter ein als optimal anzu­ sehendes Wischfeld überstreicht.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Prinzipdarstellung der Wischvor­ richtung 12 gemäß Fig. 1 befindet sich der Wischerarm 16 in einer in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie 23 dargestellten Betriebsstellung. Das Hubgetriebe 20 ist in Fig. 2 detailliert dargestellt. Dort ist weiter gezeigt, daß die Pendelachse 22 durch eine gestellfest gelagerte Pendelwelle gebildet ist. Diese wird in an sich bekannter Weise über ein nicht dargestelltes Schubkurbel­ getriebe in eine Pendelbewegung versetzt so daß der mit der Pendel­ welle 22 fest verbundene Wischerarm 16 und damit auch das Wischblatt 18 zwischen den in Fig. 1 angegebenen Umkehrlagen entsprechend dem Doppelpfeil 24 pendelt. Das Hubgetriebe 20 ist wie folgt aufgebaut: Es hat ein zur Pendelwelle 22 konzentrisches, gestellfestes Zahn­ segment 50, dessen Verzahnung 52 beim Ausführungsbeispiel der Pendelwelle 22 zugewandt ist. Der Wischerarm 16 selbst ist zwei­ teilig aufgebaut. Er weist einen drehfest mit der Wischerwelle 22 verbundenen Grundkörper 28 auf, der einen als Gleitführung ausge­ bildeten ersten Hebel 30 hat, in dem ein zweites Wischerarmteil 32 in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Das zweite Wischerarmteil 32 erstreckt aus der Gleitführung 30 und ist an seinem freien, äußeren Ende mit dem Wischblatt 18 versehen. Sein in der Gleit­ führung 30 geführtes innere Ende 34 weist eine Gelenkstelle 36 auf, an der das eine Ende einer Schubstange 38 angelenkt ist. Weiter hat der Wischerarmgrundkörper 28 einen hebelartigen Fortsatz 40, der sich im wesentlichen diametral zur radial ausgerichteten Gleit­ führung 30 erstreckt. An dem Pendelhebel 40 ist ein Ritzel 42 dreh­ bar gelagert. Das Ritzel 42 ist fest mit dem einen Ende einer Kurbel 44 verbunden, deren anderes, freies Ende mit dem von der Gelenk­ stelle 36 abgewandten anderen Ende der Schubstange 38 gelenkig verbunden ist. Die Gelenkstelle zwischen der Schubstange 38 und der Kurbel 44 ist in Fig. 2 mit der Bezugszahl 46 versehen worden. Die Anordnung des Hubgetriebes 20 ist so getroffen, daß die Zähne des Ritzels 42 mit der Verzahnung 52 des gestellfesten Zahnsegments 50 kämmen. Wenn also der Scheibenwischer 16, 18 von dem nicht dar­ gestellten Antrieb in Pendelbewegung (Doppelpfeil 24) versetzt wird, läuft das als Kurbel dienende Ritzel 42 zusammen mit der Kurbel 44 um und die Schubstange 38 überträgt eine hin- und hergehende Bewegung (Doppelpfeil 26) auf das äußere Teil 32 des Wischerarms 16. Dabei ist die Abstimmung des Hubgetriebes 42, 44, 38, 34 so getroffen, daß das Wischblatt 18 dann seine äußerste Hub­ stellung erreicht, wenn es zu den Eckbereichen der Windschutzscheibe 10 weist. In der Mittelstellung und in den beiden Umkehrlagen befindet sich das Wischblatt dementsprechend in Betriebsstellungen, bei denen der äußere Wischerarmteil 32 am weitesten in die Schlittenführung 30 eingezogen ist.

Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, ist das Ritzel 42 quer zu seiner Drehachse geteilt. Dabei besteht das eine Teilritzel 54 aus einem relativ unverformbaren Material wie z. B. Polyamid, während das andere Teilritzel 56 aus einem elastisch ausweichbaren Material, beispielsweise Polyurethan besteht. Weiter zeigen die Fig. 3 und 4, daß das Zahnsegment 50 beim Ausführungsbeispiel mit einer Innen­ verzahnung 52 versehen ist. Die beiden Teilritzel 54 und 56 sind beim Ausführungsbeispiel durch achsparallel angeordneten Nieten 58 fest miteinander verbunden. Die Nieten selbst sollen jedoch lediglich die drehfeste Verbindung demonstrieren. Es bleibt dem Fachmann überlassen, eine dem Zweck entsprechende Verbindung der beiden Teilritzel miteinander zu wählen. Wie die Fig. 3 und 4 deutlich zeigen, sind die Konturen der beiden Teilritzel 54 und 56, in Richtung der Drehachse der Ritzelwelle 60 gesehen, nicht gleich. Es ist ersichtlich, daß das eine, aus einem relativ unverformbaren Material bestehende Teilritzel 54 etwas kleiner ist als das andere, aus dem elastisch ausweichbaren Material hergestellte Teilritzel 56. Weiter zeigt Fig. 3 besonders deutlich, daß die Verzahnungen 62 und 64 der beiden Teilritzel, in Richtung der Drehachse gesehen, hinter­ einander liegen, was bedeutet, daß die Kontur des aus dem elastisch ausweichbaren Material bestehenden Teilritzels 56, der gesamten Außenkontur folgend, etwas über die Außenkontur des aus dem relativ unverform­ baren Material bestehenden Teilritzel 54 vorsteht. Fig. 3 zeigt klar, daß das Ritzel 42 während einer Phase geringer Belastung des Hubgetriebes lediglich mit der Verzahnung des elastisch ausweich­ baren Ritzels 54 mit der Verzahnung 52 der des Zahnsegments 50 kämmt. Dadurch wird ein besonders ruhiger und stoßfreier Lauf des Hubgetriebes erreicht. Wenn jedoch die Belastung des Hubgetriebes steigt, werden sich die Flanken der Zähne des Teilritzels 54 mehr und mehr verformen, bis die Zahnflanken des aus einem relativ unver­ formbaren Material bestehenden Teilritzels 54 an der Verzahnung 52 des Zahnsegments zur Anlage kommen und bei der Übertragung des Moments mitwirken. Diese allmähliche Verformung der Zahnflanken des Teilritzels 54 erfolgt ohne Geräuschentwicklung. In Fig. 3 ist der Überstand, mit welchem das etwas größere Teilritzel 56 über die Kontur des Teilritzels 54 vorsteht, mit 66 bezeichnet worden. Dieser Überstand 66 ist so gewählt, daß das normalerweise unvermeidbare Zahnspiel nicht mehr vorhanden ist. Das heißt, daß das Hubgetriebe 20 stets ohne Zahnspiel arbeitet, so daß auch in den Pendelumkehr­ lagen das seither nur mit hohem Aufwand minierbare Klopfen zuver­ lässig vermieden ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Ritzel 142 gemäß Fig. 5 ebenfalls quer zu seiner Drehachse geteilt, wobei auch das eine Teilritzel 154 aus einem relativ unverformbaren Material besteht. Das andere Teilritzel jedoch hat eine Nabe 144 aus elastisch verformbaren Material, die von einem Zahnkranz 146 aus einem relativ unverformbaren Material umgeben ist. Der Zahnkranz 146 ist mit der Nabe 144 drehfest verbunden. Auch bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist das Teilritzel 156 an seiner Außenkontur geringfügig größer als das Teilritzel 154. Während des Betriebs der Wischvorrichtung ergibt sich also ebenfalls eine Anpassung derart, daß bei geringen Belastungen lediglich das Teilritzel 156 arbeitet. Bei steigender Belastung weicht die an dem Zahnring 146 angeordnete Verzahnung des Teilritzels 156 über die elastische Nabe 44 in Belastungsrichtung allmählich aus, bis die Verzahnung des Teil­ ritzels 154 bei der Übertragung des Moments mitwirkt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Teilritzel 154, 156 je für sich drehfest auf einer Rändelung 155 der Kurbelwelle 160 aufgepreßt.

Bei der Ritzelausführung gemäß Fig. 6 ist das Ritzel 242 quer zu seiner Drehachse dreigeteilt. Es hat einen mittleren Ritzelteil 244, der aus einem elastisch ausweichbaren Material hergestellt ist. Dieser ist zwischen zwei scheibenartige Ritzelteile 254, 255 auf die Kurbelwelle 260 aufgepreßt. Die Außenkontur der Verzahnungen der Teilritzel 244, 254, 256 ist ursprünglich gleich. Nach dem Auf­ pressen auf die Kurbelwelle 260 jedoch wird das mittlere Teilritzel 244 einer bleibenden Pressung in Richtung der Kurbelachse 260 unter­ worfen, so daß sich die Verzahnung 264 des mittleren Teilritzels 244 in einer Weise ausbaucht bzw. gestaucht wird, daß die Verhältnisse hergestellt sind, welche zu dem schon beschriebenen spiellosen und geräuschlosen Lauf des Ritzels 242 an der Verzahnung 52 des Zahn­ segments 50 führen. Es wird also die Verzahnung 264 des Ritzelteils 244 so verformt, daß diese in Richtung der Pendelachse gesehen, in einer diese Achse schneidenden Ebene um etwa das maximal zulässige Spiel zwischen den Verzahnungen 52 und 242 größer ist als die Ver­ zahnungen der äußeren Ritzelteile 254, 255. Beim Ausführungsbeispiel wird diese axiale Pressung dadurch erreicht, daß die beiden äußeren Teilritzel 254 und 255 entsprechend auf die Kurbelwelle 260 aufge­ preßt und danach fixiert sind.

Eine weitere, in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform weist ein Ritzel 342 auf, das an seinem, in Richtung seiner Drehachse gesehen, mittleren Bereich eine Ringnut 344 hat, die tiefer ist als die Höhe der Zähne des Ritzels. In dieser Ringnut 344 ist ein Ring aus elastisch ausweichbarem Material eingesetzt, der mit einer der Ver­ zahnung des Ritzels 342 weitgehend entsprechend Außenverzahnung 364 versehen ist. Jedoch ist auch dort, was Fig. 7 deutlich zeigt, die Kontur der Verzahnung an dem Ring 346 so ausgeführt, daß die Außen­ kontur des Zahnrings 346 geringfügig über die Kontur des Ritzels 342 hinaussteht. Es ist klar, daß alle Ritzel 42, 142, 242, 342, dreh­ fest auf einer sogenannten Kurbelwelle 60, 160, 260, 360, sitzen, die ihrerseits an dem Hebel 40 drehbar gelagert ist.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Verzahnungen der einzelnen Ritzel wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Zahn­ reihen aufweisen, von denen eine aus einem relativ unverformbaren Material besteht, eine andere elastisch ausweichbar angeordnet ist und daß die Verzahnung der anderen Zahnreihe, in Richtung der Pendelachse gesehen, zumindest in einer diese schneidenden Ebene um etwa das maximal zulässige Spiel zwischen den beiden Verzahnungen größer ist als die Verzahnung der einen Zahnreihe.

Es ist jedoch ohne weiteres denkbar, das Ritzel 42 des Hubgetriebes einstückig auszubilden und das Zahnsegment 50 so auszuführen, daß es zwei in Richtung der Pendelachse 22 hintereinanderliegende Zahn­ reihen aufweist. Eine entsprechend der Lehre der Erfindung ausge­ führte Ausgestaltung der beiden Zahnreihen wird zu dem gleichen Ergebnis führen, wie dies anhand der beschriebenen verschiedenen Ritzelausführungen möglich ist.

Claims (11)

1. Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen, mit einem pendelnd angetriebenen, in Längsrichtung mehrteiligen, an seinem freien Ende ein Wischblatt tragenden Wischerarm, von dessen Pendel­ bewegung über ein Hubgetriebe eine der Pendelbewegung überlagerte Hubbewegung des das Wischblatt tragenden äußeren Wischerarmteils abgeleitet ist und das Hubgetriebe ein zur Pendelachse konzentrisch angeordnetes, gestellfestes Zahnsegment aufweist, mit dessen Ver­ zahnung die Verzahnung eines Ritzels kämmt, mit dem das eine Ende einer Schubstange außermittig gelenkig verbunden ist, deren anderes Ende an dem äußeren Wischerarmteil angelenkt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine der beiden Verzahnungen (42 bzw. 52) wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Zahnreihen (62, 64) aufweist, von denen eine aus einem relativ unverformbaren Material besteht, eine andere elastisch ausweichbar ist und daß die Verzahnung der anderen Zahnreihe (64) in Richtung der Pendelachse gesehen zumindest in einer diese schneidenden Ebene um etwa das maximal zulässige Spiel (66) zwischen den beiden Verzahnungen größer ist als die Verzahnung der einen Zahnreihe (62).

2. Wischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnreihen an dem Ritzel (142, 242, 342) als Zahnkränze ausgebildet sind.

3. Wischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (42) quer zu seiner Drehachse geteilt ist, daß das eine Teil­ ritzel (54) aus dem relativ unverformbaren Material besteht, daß das andere Teilritzel (56) aus dem elastisch ausweichbaren Material her­ gestellt ist und daß die beiden Teilritzel fest miteinander ver­ bunden sind, wobei die Zähne bzw. die Zahnlücken der beiden Zahn­ ritzel in Richtung der Drehachse jeweils hintereinander liegen.

4. Wischvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilritzel (54, 56) mit einander zugewandten Stirnflächen einander anliegend miteinander vernietet sind.

5. Wischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (142) quer zu seiner Drehachse geteilt ist, daß das eine Teilritzel (154) aus dem relativ unverformbaren Material besteht und daß das andere Teilritzel (156) eine Nabe (144) aus dem elastisch ausweichbaren Material aufweist, die mit einem Zahnkranz (146) aus relativ unverformbaren Material fest verbunden ist.

6. Wischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ritzel (242) quer zu seiner Drehachse dreigeteilt ist, daß die beiden äußeren Teilritzel (254, 255) aus dem relativ unverformbaren Material bestehen, daß das mittlere Teilritzel (244) aus dem elastisch aus­ weichbaren Material hergestellt ist und daß die beiden äußeren Teil­ ritzel unter Stauchung des mittleren Teilritzels fixiert sind.

7. Wischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (342) an seinem, in Richtung seiner Drehachse gesehen, mittleren Bereich eine Ringnut (344) aufweist, die tiefer ist als die Höhe der Zähne des Ritzels und daß in die Ringnut (344) ein Ring (346) aus dem elastisch ausweichbarem Material eingesetzt ist, der mit seiner Verzahnung (364) über die Kontur der Verzahnung des Ritzels geringfügig hinaussteht.

8. Wischvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel mit einer Welle (60, 160, 260, 360) drehfest verbunden, vorzugsweise auf einen gerändelten Abschnitt (155) der Welle aufgepreßt ist.

9. Wischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnsegment (50) mit einer Innenverzahnung (52) versehen ist.

10. Wischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das relativ unverformbare Material Polyamid ist.

11. Wischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß elastisch ausweichbare Material Polyurethan ist.