DE4337104A1 - Scheibenwischer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischer, der in einem Fahrzeug, z. B. einem Auto, verwendet wird und insbesondere einen Scheibenwischer, durch den das soge­ nannte Rattern des Scheibenwischers verhindert werden kann.

Es ist erkannt worden, daß das Rattern des Scheibenwi­ schers im allgemeinen durch die Vibrationen des Wischer­ blattes in seitlicher Richtung oder in Richtungen ver­ ursacht wird, die parallel zur Hin- und Herbewegung des Wischerblattes sind, wodurch sich ein insgesamt gestreif­ tes Muster auf der Fläche der Windschutzscheibe bilden kann. Dieses Rattern wird insbesondere dann beobachtet, wenn die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Wischers gering ist. Um die Wischereigenschaften und die Fahrsicherheit zu verbessern, sollte das Rattern deshalb verhindert werden.

Die Bewegung des Wischerblattes ist nicht einfach und sanft. Sie enthält einen kurzen Haftzustand (Halt) und einen kurzen Gleitzustand (plötzliche Vorwärtsbewegung), die abwechselnd und regelmäßig auftreten. Wenn sich jedoch die Reibungskraft zwischen dem Wischerblatt und der Fläche der Windschutzscheibe ändert und/oder wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Wischerblattes gering ist, treten die Haft- und Gleitzustände nicht regelmäßig auf. Der Wischvorgang ist daher nicht sanft und gut.

Die Reibungskraft zwischen dem Wischerblatt und der Windschutzscheibe ändert sich beispielsweise bei folgen­ den Bedingungen: a) eine teilweise Unterbrechung des Wasserfilms aufgrund einer Wasserabstoßung, die durch Wachs oder dergleichen verursacht wird (die Reibungskraft steigt); b) Ölschmierung aufgrund eines teilweise vorhan­ denen Ölfilms (die Reibungskraft verringert sich an der Stelle des Ölfilms); c) Wasserschmierung aufgrund eines teilweise vorhandenen Wassertropfens (die Reibungskraft verringert sich an der Stelle des Wassertropfens). Im Fall a) ist das Rattern groß, und in den Fällen b) und c) ist das Rattern relativ gering. Wenn sich die Bewegungs­ richtung des Wischerblattes ändert, wirkt außerdem eine relativ große statische Reibungskraft, durch die ein starkes Rattern hervorgerufen werden kann.

Auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Wischerblattes wirkt sich auf die Rattererscheinung aus. Wenn die Rei­ bungskraft auf der Oberfläche der Windschutzscheibe groß ist und die Antriebskraft des Wischermotors gering ist, ist die Reibungskraft in dem Haftzustand groß und die Rattererscheinung stark. Das Intervall zwischen dem Haft- und dem Gleitzustand wird normalerweise durch die Elasti­ zität des Lippenabschnitts eines Blattgummis, die Ober­ flächeneigenschaften der Windschutzscheibe und derglei­ chen beeinflußt. Wenn das Intervall groß ist, ist norma­ lerweise eine Rattererscheinung zu beobachten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln einen Scheibenwischer zu schaffen, bei dem eine Rattererscheinung des Wischerblattes unterdrückt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Scheiben­ wischer gelöst, der einen elektrischen Motor für den Antrieb des Wischers aufweist, wobei ein elastischer Abschnitt in einem Antriebssystem vorgesehen ist, das den elektrischen Motor mit dem Wischer verbindet.

Der elastische Abschnitt kann eine pneumatische Federvor­ richtung, eine Schraubenfeder, eine Blattfeder oder dergleichen sein.

Wenn es erforderlich ist, den Bereich der Hin- und Herbe­ wegung des Wischers einzuschränken oder zu bestimmen, können eine oder mehrere die Bewegung einschränkende Vorrichtungen an geeigneten Stellen des Antriebssystems vorgesehen sein. Eines solche Einrichtung zur Einschrän­ kung der Bewegung kann ein einfacher Anschlag sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Scheibenwi­ schers ist es möglich, eine sichtbare Rattererscheinung und das Streifenmuster auf der Windschutzscheibe zu verhindern, das durch die Rattererscheinung verursacht wird. Außerdem können eine unangenehme Bewegung des Wischerblattes und dadurch verursachte Lärmgeräusche verhindert werden, wodurch gute Fahrbedingungen geschaffen werden. Wenn die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Wischerblattes gering ist, kann das Geräusch, das während der Umkehrung der Bewegung erzeugt wird, eben­ falls verringert werden.

Durch die Erfindung ist es möglich, Streifenmuster zu verhindern oder zu unterdrücken, die durch die Ratter­ erscheinung erzeugt werden. Dadurch wird das Sichtfeld verbessert und eine gute Fahrsicherheit erreicht. Außer­ dem ist es möglich, eine unangenehme Bewegung des Wi­ scherblattes und Lärmgeräusche zu verhindern, so daß das Fahren angenehm ist. Weiterhin ist es nicht erforderlich, sich Sorgen über die Sauberkeit der Oberfläche der Wind­ schutzscheibe zu machen. Es ist keine Arbeit für die Reinigung der Oberfläche erforderlich. Die Rattererschei­ nung tritt auch dann nicht auf, wenn die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Wischerblattes gering ist. Deshalb ist es möglich, die Geschwindigkeit des Wischers stufenlos beispielsweise durch einen variablen Widerstand zu verändern. Die Schrittantriebsmechanismen oder die Einrichtungen für eine Änderung der hohen und der gerin­ gen Geschwindigkeit, die bei den bekannten Scheibenwi­ schern verwendet werden und kompliziert und teuer sind, können weggelassen werden. Außerdem können die Geräusche auf ein Minimum unterdrückt werden, die bei der Umkehrung der Hin- und Herbewegung des Wischerblattes erzeugt werden. Aus diesem Grund ist es möglich, die Betriebs­ geschwindigkeit des Wischers zu verringern, ohne daß die Lärmgeräusche größer werden. Schließlich ist es möglich, die Steifheit des Systems zu verringern, was sich auf eine Verringerung des Gewichts und die Genauigkeit der Teile auswirkt, wodurch die Kosten verringert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform einer Wischervorrichtung;

Fig. 2 eine detaillierte Schnittansicht eines elasti­ schen Abschnitts in der Wischervorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Wischervorrichtung;

Fig. 4 eine detaillierte Schnittansicht eines elasti­ schen Abschnitts in der Wischervorrichtung von Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer Variante der Wischervorrichtung von Fig. 3;

Fig. 6 eine schematische Teilansicht einer weiteren Variante der Wischervorrichtung von Fig. 3;

Fig. 7 eine teilweise Schnittansicht von Fig. 6;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form eines Verbindungsgliedes der Ausführungs­ form von Fig. 1;

Fig. 9 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der Bewegung (Abstand oder Winkel) eines erfindungs­ gemäßen Wischerblattes während eines Bewegungs­ verhaltens zeigt;

Fig. 10 ein Fig. 9 ähnliches Diagramm, das jedoch ein anderes Bewegungsverhalten zeigt;

Fig. 11 ein Fig. 9 ähnliches Diagramm, das jedoch ein weiteres Bewegungsverhalten zeigt;

Fig. 12 ein Fig. 9 ähnliches Diagramm, das jedoch noch ein weiteres Bewegungsverhalten zeigt;

Fig. 13 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der Bewegung (Abstand oder Winkel) eines bekannten Wischerblattes zeigt und erkennen läßt, wann die Reibungskraft groß ist und ein starkes Streifenmuster erzeugt wird;

Fig. 14 ein Fig. 13 ähnliches Diagramm, das jedoch einen langen Gleitzustand zeigt, auf den ein langer Haftzustand folgt, die erzeugt werden, wenn die Reibungskraft zu klein ist.

Die Fig. 13 und 14 zeigen die Beziehung zwischen der Zeit und dem Weg (Winkel) der Bewegung des Wischerblattes, insbesondere an einem Abschnitt eines Blattgummis, der die Windschutzscheibe berührt, die von dem Wischerblatt gewischt wird. Wie es in gebrochenen Linien in Fig. 13 gezeigt ist, bewegt sich ein ideales Wischerblatt entlang eines Weges, der aus mehreren kleinen Schritten a-b-c-d . . . (teilweise in durchgehenden Linien gezeigt) besteht, die sich wiederholende kurze Haftzustände a-b, c-d, . . ., die parallel zur Zeitachse (horizontalen Achse) sind und kurze Gleitzustände b-c, d-e, . . . umfassen, die senkrecht zur Zeitachse sind. Wenn sich solche kurzen Haft- und Gleitzustände in regelmäßiger Frequenz wiederholen, wird ein ausreichendes Wischen erreicht. Die Sequenz wird hauptsächlich durch die Resonanzfrequenz des Blattgummis bestimmt.

Wenn an dem Punkt f in Fig. 13 die Reibung zwischen der Oberfläche der Windschutzscheibe und dem Blattgummi so groß ist, daß der Haftzustand e-f andauert, tritt ein zu langer Stillstand zwischen dem Punkt f und dem Punkt f′ auf. Dieser zu lange Stillstand wird normalerweise durch die mangelnde Steifheit, ein überschüssiges Spiel in dem System und dergleichen verursacht. An dem Punkt f′ bewegt sich das Wischerblatt schnell zu dem Punkt g′, wobei es durch den normalen Schrittweg hindurchgeht. Die zu große Bewegung wird ebenfalls durch eine mangelnde Steifheit, überschüssiges Spiel in dem System oder dergleichen verursacht. An dem Punkt g′ wirkt keine Betätigungs- oder Antriebskraft auf das Wischerblatt. Deshalb verhindert die Reibungskraft die Bewegung des Wischerblattes und hält den Haftzustand zwischen den Punkten g′ und dem Punkt h′ aufrecht. Der Haftzustand dauert solange fort, bis die auf das Wischerblatt wirkende Antriebskraft ausreichend größer wird als die Reibungskraft zwischen der Windschutzscheibe und dem Wischerblatt. Die Reibungs­ kraft ist in dem kurzen Haftzustand geringer als in dem statischen Zustand. Der aus großen Schrittbewegungen bestehende, in Fig. 13 gezeigte Weg verursacht eine starke Rattererscheinung, die ein starkes Streifenmuster auf der Oberfläche der Windschutzscheibe erzeugt.

Fig. 14 zeigt eine andere Betriebsweise der bekannten Vorrichtung, bei der eine zu große Bewegung in dem Gleit­ zustand zwischen den Punkten c und c′ auftritt, wenn die Reibungskraft an dem Punkt c zu klein ist, um die Bewe­ gung anzuhalten. Das Wischerblatt bleibt zwischen dem Punkt c′ und dem Punkt m in dem Haltezustand und wischt aus diesem Grund nur unzureichend. In der Zeichnung ist nur ein großer Schritt gezeigt, aber normalerweise können mehrere dieser großen Schritte beobachtet werden.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt eine Ausgangs­ welle 1 eines Wischermotors, ein von der Ausgangswelle 1 angetriebenes Verbindungsglied 2, erste Stangen 3, die jeweils mit dem Verbindungsglied 2 für eine jeweilige Hin- und Herbewegung in Axialrichtung verbunden sind, zweite Stangen 4, die jeweils mit den ersten Stangen 3 für eine Hin- und Herbewegung in der jeweiligen Axial­ richtung verbunden sind, zweite Verbindungsglieder 5, die für eine Winkelbewegung von den jeweiligen zweiten Stan­ gen 4 angetrieben werden, Wischerarme 6, die jeweils von den zweiten Verbindungsgliedern 5 für eine Winkelbewegung angetrieben werden, und Wischerblätter 7, die jeweils mit den Wischerarmen 6 verbunden sind. Erfindungsgemäß sind jeweils elastische Abschnitte 8 zwischen den Stangen 3 und den Stangen 4 vorgesehen. Aufgrund der Federkraft der elastischen Abschnitte 8 ändert sich die Federwirkung des Systems und unterdrückt die Rattererscheinung. Die Feder­ wirkung der elastischen Abschnitte 8 ist so bestimmt, daß durch die Federwirkung des Systems die Rattererscheinung unterdrückt wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der elastische Abschnitt 8 eine pneumatische Federeinrich­ tung. Es ist möglich, die Federkraft durch Veränderung des Drucks zu verändern. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Einrichtung vorgesehen, die Elektromagnetventile 9 und Schalter 10 zur Steuerung der Betriebseigenschaften der elastischen Abschnitte 8 aufweist. Die Schalter 10 wirken an gegenüberliegenden Enden der Hin- und Herbewe­ gung der Wischerblätter 7. Die Schalter 10 können wegge­ lassen werden, wenn es nicht erforderlich ist, den Bereich der Hin- und Herbewegung der Wischerblätter 7 zu begren­ zen.

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der eine Schraubenfedervorrichtung 11 zwischen der Stange 3 und der Stange 4 vorgesehen ist. Außerdem sind Einrich­ tungen 13 für eine Wirkungsbeschränkung vorgesehen, die eine zu große Bewegung der Verbindungsglieder 5 verhin­ dern. Die Einrichtungen 13 für eine Wirkungsbeschränkung sind jeweils als Anschläge gezeigt.

Fig. 4 zeigt detailliert die Schraubenfedervorrichtung 11, die Schraubenfedern 12 aufweist, die zwischen den Stangen 3 und 4 wirken.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen Beispiele von elastischen Abschnitten, die zwischen den Verbindungsgliedern 5 und dem Wischerarm 6 wirken. In Fig. 5 weist ein Ende 5a des Verbindungsgliedes 5 eine ringförmige Form auf, um ein ringförmiges elastisches Element 15 aufzunehmen, das beispielsweise aus Gummi, Kautschuk oder dergleichen gebildet ist. Der Wischerarm 6 wird über das elastische Element 15 durch das Verbindungsglied 5 betätigt. Der Wirkungsbereich eines Abschnitts 6b des Wischerarms 6 wird durch Anschläge 13 eingeschränkt, die als Abschnitte für eine Einschränkung der Bewegung wirken.

Bei der Ausführungsform von Fig. 6 weist ein Ende oder der Kopfabschnitt des Wischerarms 6 eine ringförmige Form auf, um ein elastisches Element 15 aufzunehmen, daß bei­ spielsweise aus Gummi, Kautschuk oder dergleichen gebil­ det ist. Ein Endabschnitt 5a′ des Verbindungsgliedes 5 ist in dem Mittelabschnitt des elastischen Elements 15 angeordnet. Wie es in der Schnittansicht von Fig. 7 zu sehen ist, ist das Verbindungsglied 5 kinematisch mit dem Wischerarm 6 verbunden. Es sind außerdem Lagerplatten 16 vorgesehen, die eine Bewegung des Wischerarms 6 in der Zeichnung nach oben und unten verhindern (in Richtung der Oberfläche der Windschutzscheibe und von dieser weg).

Das Verbindungsglied 2 und/oder das Verbindungsglied 5 in Fig. 1 können durch ein elastisches Element wie z. B. eine Blattfeder 16 ersetzt werden. Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines solchen elastischen Elements. Es ist in diesem Fall möglich, die in Fig. 1 gezeigten elastischen Abschnitte 8 wegzulassen. Wenn die Reibungskraft an dem Punkt f in den Fig. 9 und 13 groß genug ist, um einen starken Haftzustand zu verursachen, wie er durch den Weg (e-f′) gezeigt ist, wird die Antriebskraft während des Haftzustands in dem elastischen Abschnitt gespeichert. Die gespeicherte An­ triebskraft wird während des Gleitzustands relativ lang­ sam freigegeben. Aus diesem Grund tritt der Weg (f′-g′) in Fig. 13 nicht auf und wird beispielsweise durch den Weg (f′-k) in Fig. 9 oder den Weg (f′-k′) in Fig. 10 ersetzt, wodurch die Rattererscheinung wirksam verhindert werden kann.

Fig. 14 zeigt einen anderen Modus der bekannten Vorrich­ tung, bei dem die Reibungskraft zu klein ist und ein zu langer Gleitzustand (c-c′) beobachtet wird, auf den ein zu langer Haftzustand (c′-m) folgt. Durch den erfindungs­ gemäßen elastischen Abschnitt werden solche zu langen Gleit- und Haftzustände wirksam verhindert oder unter­ drückt. Das Wischerblatt bewegt sich entlang des Weges (c-p) in Fig. 11 oder des Weges (c-p′) in Fig. 12. Wie es in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, wird der normale Betriebszustand schnell wieder erreicht.

Die Federwirkung des erfindungsgemäßen elastischen Ab­ schnitts kann zweckmäßigerweise so bestimme werden, daß zu lange Haft- und Gleitzustände wirksam verhindert werden können.

Claims (6)

1. Scheibenwischer mit einem elektrischen Motor für den Antrieb des Wischers (6, 7), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein elastischer Abschnitt (8) in einem Antriebssystem (2, 3, 4, 5) vorgesehen ist, das den elektrischen Motor mit dem Wischer (6, 7) verbindet.

2. Scheibenwischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der elastische Abschnitt (8) eine pneumati­ sche Feder ist und daß eine Ventilvorrichtung (9) vorgesehen ist, um den Arbeitsbereich des elastischen Abschnitts (8) zu begrenzen.

3. Scheibenwischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der elastische Abschnitt (8) eine pneumati­ sche Feder (12) ist und daß ein mechanischer Anschlag vorgesehen ist, um den Arbeitsbereich des elastischen Abschnitts (8) zu begrenzen.

4. Scheibenwischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der elastische Abschnitt (8) eine Schrauben­ feder (12) umfaßt und daß ein mechanischer Anschlag (13) für eine Begrenzung des Arbeitsbereiches des elastischen Abschnitts (8) vorgesehen ist.

5. Scheibenwischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der elastische Abschnitt (8) ein elastisches Element (15), wie z. B. ein Kautschukelement, eine Metallplatte und dergleichen, umfaßt und daß ein mechanischer Anschlag (13) zur Begrenzung des Arbeits­ bereichs des elastischen Abschnitts (8) vorgesehen ist.

6. Scheibenwischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der elastische Abschnitt (8) von wenigstens einem elastischen Verbindungselement (17) gebildet wird.