EP2125459A1 - Scheibenwischerantrieb - Google Patents

Scheibenwischerantrieb

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EP2125459A1
EP2125459A1 EP07821953A EP07821953A EP2125459A1 EP 2125459 A1 EP2125459 A1 EP 2125459A1 EP 07821953 A EP07821953 A EP 07821953A EP 07821953 A EP07821953 A EP 07821953A EP 2125459 A1 EP2125459 A1 EP 2125459A1
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EP
European Patent Office
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wiper drive
shaft
rod
motor shaft
windscreen wiper
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Withdrawn
Application number
EP07821953A
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English (en)
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Inventor
Stephan Pauli
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
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    • B60S1/16—Means for transmitting drive
    • B60S1/166—Means for transmitting drive characterised by the combination of a motor-reduction unit and a mechanism for converting rotary into oscillatory movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/16—Means for transmitting drive
    • B60S1/18—Means for transmitting drive mechanically
    • B60S1/24—Means for transmitting drive mechanically by rotary cranks
    • B60S1/245—Means for transmitting drive mechanically by rotary cranks with particular rod arrangements between the motor driven axle and the wiper arm axle
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    • B60S1/58—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens for rear windows
    • B60S1/583—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens for rear windows including wiping devices

Definitions

  • the invention relates to a windshield wiper drive, in particular for motor vehicles according to the preamble of claim 1.
  • Windscreen wiper drives are known in various forms. In windshield wiper drives, it is common practice to operate the electric drive motor as Um Kunststoffmotor. In this case, the drive motor drives a seated on the motor shaft worm gear, which meshes with a worm wheel made of plastic, whose axis of rotation is formed by a wiper shaft carrying the wiper arm. In order to realize a self-locking of the known windshield wiper drive in order to avoid unwanted windshield wiper movement due to the wind, the electric drive motor is energized permanently even when windshield wipers are not actuated, to generate a torque in the direction wiper end position.
  • rear windscreen wiper drives are known in which the worm wheel driven on a gear worm of plastic drives a transfer gear, which is coupled to the wiper shaft.
  • rear wiper drives self-locking is realized by the special design of the teeth of the circulating gear.
  • a permanent energization of the drive motor is in such a transmission is not necessary, however, a relatively complicated to be mounted transfer gear must be used, which is known to be limited.
  • the invention is therefore based on the object to propose a windshield wiper drive with reduced space requirements.
  • the invention is based on the idea to provide as a transmission device of the windshield wiper drive coupled to a spindle transmission power transmission linkage with at least one push / pull rod.
  • a transmission device designed in this way makes it possible to reduce the installation space for the windshield wiper drive in comparison with known windshield wiper drives, since the large-volume (large diameter) worm wheel made of plastic can be dispensed with.
  • the worm wheel is replaced by the preferably directly connected to the wiper shaft power transmission linkage replaced, which converts a translational movement of the spindle gear in a rotational movement of the wiper shaft.
  • a Spindelgetrie- bes as part of the transmission device also makes it possible to realize a self-locking of the windshield wiper drive, so that can be dispensed with a permanent energization of the drive motor without having to provide a space-consuming Zahnradumsetzgetriebe.
  • the spindle of the spindle gear is formed by an external thread portion of the motor shaft.
  • the motor shaft does not necessarily have to be designed in one piece, which is preferred, however, but the external thread section can be formed by a shaft part which is connected in a rotationally fixed manner to the actual motor shaft carrying a winding armature.
  • the external thread forming the spindle is introduced directly into the circumferential surface of the motor shaft, which is preferably made of metal. This measure makes it possible to dispense with a separate fastening step for fixing an externally threaded section on the motor shaft.
  • the external thread section is a separate component and to fix this on the motor shaft or a motor shaft section.
  • a press fit between a sleeve having an external thread and the motor shaft or the motor shaft section is preferably realized for this purpose.
  • the spindle gear next to the male threaded portion on a driver which is with its internal thread with the male threaded portion of the motor shaft is engaged, whereby the driver moves in a rotation of the motor shaft with effetgewindeab- section in the axial direction relative to the male threaded portion.
  • the driver is connected to a first rod of the power transmission linkage.
  • the power transmission linkage comprises at least two, preferably only two rods, wherein preferably the first rod of the power transmission linkage hingedly connected to the driver and another pivot joint articulated to a second rod is, which is preferably connected directly rotatably connected to the wiper arm carrying the wiper shaft.
  • the electric drive motor of the windshield wiper drive is operated as a reversing motor, that is, alternately in opposite rotational ⁇ directions is operable.
  • a Um Tavernelektro- is provided for reversing the polarity of the operating current.
  • the wiper drive of the invention is be ⁇ vorzugt as a rear window wiper drive, can be used even ⁇ course, but also as a front windshield wiper drive.
  • Fig. 1 a first embodiment of a windshield wiper drive with a Spindelge ⁇ gear and a power transmission linkage, where ⁇ at a first rod of the Kraftübertragungsge ⁇ rod is pivotally connected to a driver of the spindle gear and
  • Fig. 2 an alternative embodiment of a windshield wiper drive, in which a first rod of the power transmission linkage rigid with the driver is connected and a second rod of the power transmission linkage is designed as a variable-length rod.
  • Fig. 1 designed as a rear window wiper drive windshield wiper drive 1 is shown in a schematic representation.
  • the windshield wiper drive 1 comprises a pole housing 2, which is fixed to a transmission housing 3.
  • a transmission housing 3 Within the pole housing 2, only schematically indicated electric drive motor 4 is shown with a seated on a motor shaft 5 anchor 6.
  • the stator magnets accommodated in the pole housing 2 are not shown for reasons of clarity.
  • the drive motor 4 can be operated by means of reversing electronics, not shown, with alternating direction.
  • the motor shaft 5 is mounted with one bearing 7, 8 in the pole housing 2 and in the transmission housing 3.
  • a sleeve 9 made of metal in a press fit with an external thread formed as a fine thread 10.
  • the sleeve 9 and the external thread 10 together form a male smokedgewindeabêt 11 of the motor shaft 5.
  • the male threaded portion 11 turn forms the spindle of a spindle gear 12th
  • a driver 13 which is in engagement with the external thread 10 of the male threaded portion 11 with an internal thread, not shown.
  • the translatory adjusting movement of the driver 13 is transmitted by means of a power transmission linkage 15 to a standing perpendicular to the plane of the wiper shaft 14.
  • the power transmission linkage 15 comprises a first rod 16 (push / pull rod) which is articulated to the driver 13 by means of a first pivot joint 20.
  • a second pivot joint 18 is arranged, with which the first rod 16 is pivotally connected to a second rod 19.
  • the second rod 19 is rotatably connected to the drive shaft 14 and puts them in a translational movement of the driver 13 in a rotational movement over a certain angle of rotation.
  • the first rod 16 of the power transmission linkage 15 is rigidly connected to the driver 13 and runs parallel to the motor shaft 5.
  • the second rod 19 is not designed as a rigid component, but as a variable-length telescopic rod.
  • the second rod 19 pivots about the hinge 17 and thereby changes their effective length. With its free end, the second rod 19 is rotatably connected to the wiper shaft 14.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischerantrieb (1) mit einem einer Motorwelle (5) aufweisenden Antriebsmotor (4) und mit einer Wischerwelle (14), die über eine Getriebeeinrichtung mit der Motorwelle (5) gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Getriebeeinrichtung ein Spindelgetriebe (12) umfasst, das über ein mindestens eine erste Stange (16) aufweisendes Kraftübertragungsgestänge (15) mit der Wischerwelle (14) gekoppelt ist.

Description

Scheibenwischerantrieb
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischerantrieb, insbesondere für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1.
Scheibenwischerantriebe sind in den verschiedensten Ausbildungen bekannt. Bei Frontscheibenwischerantrieben ist es üblich, den elektrischen Antriebsmotor als Umsteuermotor zu betreiben. Dabei treibt der Antriebsmotor eine auf der Motorwelle sitzende Getriebeschnecke pendelnd an, die mit einem Schneckenrad aus Kunststoff kämmt, dessen Drehachse von einer den Scheibenwischerarm tragenden Wischerwelle gebildet wird. Um eine Selbsthemmung des bekannten Frontschei- benwischerantriebes zu realisieren, um damit eine ungewollte Scheibenwischerbewegung aufgrund des Fahrtwindes zu vermeiden, wird der elektrische Antriebsmotor auch bei nicht betätigtem Frontscheibenwischer dauerhaft bestromt, um ein Drehmoment in Richtung Scheibenwischerendlage zu er- zeugen.
Ferner sind Heckscheibenwischerantriebe bekannt, bei denen das an einer Getriebeschnecke angetriebene Schneckenrad aus Kunststoff ein Umsetzgetriebe antreibt, welches mit der Wi- scherwelle gekoppelt ist. Bei derartigen Heckscheibenwischerantrieben wird die Selbsthemmung durch die spezielle Ausgestaltung der Verzahnung des Umwälzgetriebes realisiert. Eine dauerhafte Bestromung des Antriebsmotors ist bei einem derartigen Getriebe nicht notwendig, jedoch muss ein vergleichsweise aufwendig zu montierendes Umsetzgetriebe verwendet werden, der bekanntermaßen begrenzt ist.
Beide bekannte Scheibenwischerantriebe haben darüber hinaus den Nachteil, dass sie einen nicht unerheblichen Bauraum benötigen .
Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenwischerantrieb mit reduziertem Bauraumbedarf vorzuschlagen .
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, als Getriebeeinrichtung des Scheibenwischerantriebs ein mit einem Spindelgetriebe gekoppeltes Kraftübertragungsgestänge mit mindestens einer Schub-/Zugstange vorzusehen. Eine derartig ausgebildete Getriebeeinrichtung ermöglicht es, den Bauraum für den Scheibenwischerantrieb im Vergleich zu bekannten Scheibenwischerantrieben zu reduzieren, da auf das großvo- lumige (großer Durchmesser) Schneckenrad aus Kunststoff verzichtet werden kann. Das Schneckenrad wird durch das be- vorzugt unmittelbar mit der Wischerwelle verbundene Kraftübertragungsgestänge ersetzt, welches eine translatorische Bewegung des Spindelgetriebes in eine rotatorische Bewegung der Wischerwelle umsetzt. Das Vorsehen eines Spindelgetrie- bes als Teil der Getriebeeinrichtung ermöglicht es ferner eine Selbsthemmung des Scheibenwischerantriebs zu realisieren, so dass auf eine dauerhafte Bestromung des Antriebsmotors verzichtet werden kann, ohne ein bauraumintensives Zahnradumsetzgetriebe vorsehen zu müssen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Spindel des Spindelgetriebes von einem Außengewindeabschnitt der Motorwelle gebildet ist. Dabei muss die Motorwelle nicht zwangsläufig, was jedoch bevorzugt ist, ein- teilig ausgeführt sein, sondern der Außengewindeabschnitt kann von einem Wellenteil gebildet werden, welches mit der eigentlichen, einen Wicklungsanker tragenden Motorwelle drehfest verbunden ist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das die Spindel bildende Außengewinde unmittelbar in die Mantelfläche der Motorwelle, welche bevorzugt aus Metall ausgebildet ist, eingebracht ist. Durch diese Maßnahme kann auf einen separaten Befestigungsschritt zur Festlegung eines Außengewindeab- Schnittes an der Motorwelle verzichtet werden.
Alternativ ist es denkbar, den Außengewindeabschnitt als separates Bauteil auszubilden und diesen an der Motorwelle bzw. einem Motorwellenteilstück, festzulegen. Bevorzugt wird hierzu ein Presssitz zwischen einer ein Außengewinde aufweisenden Hülse und der Motorwelle bzw. dem Motorwellenteilstück realisiert. Um auf eine dauerhafte Bestromung des Antriebsmotors verzichten zu können und trotzdem zu gewährleisten, dass der Wischerarm nicht selbsttätig durch den Fahrtwind bewegt wird, ist es von Vorteil, eine Selbsthemmung des Scheiben- wischerantriebs über die Wahl des Gewindes des Spindelgetriebes zu realisieren. Von Vorteil ist es dabei, das Gewinde als Feingewinde auszubilden, um eine ausreichend große Haftreibung zu realisieren.
In Ausgestaltung der Erfindung weist das Spindelgetriebe neben dem Außengewindeabschnitt einen Mitnehmer auf, welcher mit seinem Innengewinde mit dem Außengewindeabschnitt der Motorwelle in Eingriff steht, wodurch sich der Mitnehmer bei einem Verdrehen der Motorwelle mit Außengewindeab- schnitt in axialer Richtung relativ zu dem Außengewindeabschnitt bewegt. Zur Umwandlung dieser translatorischen Bewegung des Mitnehmers in eine Pendelbewegung der Wischerwelle, ist der Mitnehmer mit einer ersten Stange des Kraftübertragungsgestänges verbunden.
Um den Bauraum möglichst gering zu halten, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der das Kraftübertragungsgestänge mindestens zwei, vorzugsweise ausschließlich zwei Stangen umfasst, wobei bevorzugt die erste Stange des Kraftübertra- gungsgestänges gelenkig mit dem Mitnehmer und über ein weiteres Schwenkgelenk gelenkig mit einer zweiten Stange verbunden ist, welche bevorzugt unmittelbar drehfest mit der den Wischerarm tragenden Wischerwelle verbunden ist.
Alternativ ist es denkbar, die erste Stange starr mit dem Mitnehmer zu verbinden und einen zweiten Freiheitsgrad des Kraftübertragungsgestänges durch eine längenveränderliche Ausbildung der zweiten, drehfest mit der Wischerwelle ver- bundenen Welle zu realisieren. Um den zur Verfügung stehenden Bauraum optimal auszunutzen, ist es von Vorteil, wenn sich dabei die erste Stange parallel zur Motorwelle er¬ streckt .
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der elektrische Antriebsmotor des Scheibenwischerantriebs als Umsteuermotor betrieben wird, also abwechselnd in entgegengesetzte Dreh¬ richtungen betreibbar ist. Hierzu ist eine Umsteuerelektro- nik zur Umpolung des Betriebsstroms vorgesehen.
Der erfindungsgemäße Scheibenwischerantrieb eignet sich be¬ vorzugt als Heckscheibenwischerantrieb, kann selbst¬ verständlich aber auch als Frontscheibenwischerantrieb eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Scheibenwischerantriebs mit einem Spindelge¬ triebe und einem Kraftübertragungsgestänge, wo¬ bei eine erste Stange des Kraftübertragungsge¬ stänges gelenkig mit einem Mitnehmer des Spindelgetriebes verbunden ist und
Fig. 2: ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Scheibenwischerantriebs, bei dem eine erste Stange des Kraftübertragungsgestänges starr mit dem Mitnehmer verbunden ist und eine zweite Stange des Kraftübertragungsgestänges als längenveränderliche Stange ausgebildet ist.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet .
In Fig. 1 ist ein als Heckscheibenwischerantrieb ausgebildeter Scheibenwischerantrieb 1 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Der Scheibenwischerantrieb 1 umfasst ein Polgehäuse 2, welches an einem Getriebegehäuse 3 festgelegt ist. Innerhalb des Polgehäuses 2 ist ein nur schematisch angedeuteter elektrischer Antriebsmotor 4 mit einem auf einer Motorwelle 5 sitzenden Anker 6 dargestellt. Die in dem Polgehäuse 2 aufgenommenen Statormagnete sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. Der Antriebsmotor 4 kann mittels einer nicht gezeigten Umsteuerelektronik mit wechselnder Laufrichtung betrieben werden.
Die Motorwelle 5 ist mit jeweils einem Lager 7, 8 im Polgehäuse 2 und im Getriebegehäuse 3 gelagert.
Auf der sich bis in das Motorgehäuse 3 hinein erstreckenden Motorwelle 5 sitzt eine Hülse 9 aus Metall im Presssitz mit einem als Feingewinde ausgebildeten Außengewinde 10. Die Hülse 9 und das Außengewinde 10 bilden zusammen einen Au- ßengewindeabschnitt 11 der Motorwelle 5. Der Außengewindeabschnitt 11 wiederum bildet die Spindel eines Spindelgetriebes 12. Auf dem Außengewindeabschnitt 11 sitzt ein Mitnehmer 13, der mit einem nicht gezeigten Innengewinde mit dem Außengewinde 10 des Außengewindeabschnitts 11 in Eingriff steht. Durch Verdrehen der Motorwelle 5 in die eine oder andere Umfangsrichtung bewegt sich der Mitnehmer 13 entsprechend in Richtung des freien Wellenendes 14 oder in Richtung des Antriebsmotors 4.
Die translatorische Verstellbewegung des Mitnehmers 13 wird mittels eines Kraftübertragungsgestänges 15 auf eine senkrecht auf der Zeichnungsebene stehenden Wischerwelle 14 übertragen. Hierzu umfasst das Kraftübertragungsgestänge 15 eine erste Stange 16 (Schub-/Zugstange) die mittels eines ersten Schwenkgelenks 20 gelenkig mit dem Mitnehmer 13 ver- bunden ist. An ihrem dem Mitnehmer 13 abgewandten freien Ende 17 ist ein zweites Schwenkgelenk 18 angeordnet, mit dem die erste Stange 16 gelenkig mit einer zweiten Stange 19 verbunden ist. Die zweite Stange 19 ist drehfest mit der Antriebswelle 14 verbunden und versetzt diese bei einer translatorischen Bewegung des Mitnehmers 13 in eine Drehbewegung über einen bestimmten Drehwinkel.
Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 erläutert, wobei hierbei zur Vermeidung von Wiederholungen nur auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eingegangen wird. Bezüglich der Gemeinsamkeiten wird auf die vorhergehende Figurenbeschreibung verwiesen.
Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs- beispiel eines Scheibenwischerantriebs, ist die erste Stange 16 des Kraftübertragungsgestänges 15 starr mit dem Mitnehmer 13 verbunden und verläuft parallel zu der Motorwelle 5. Um den durch die starre dauerhaft Verbindung zwi- sehen erster Stange 16 und Mitnehmer 13 verlorenen Freiheitsgrad auszugleichen, ist die zweite Stange 19 nicht als starres Bauelement, sondern als längenveränderliche Teleskopstange ausgebildet. Bei einer translatorischen Bewegung des Mitnehmers 13 verschwenkt die zweite Stange 19 um das Gelenk 17 und verändert dabei ihre wirksame Länge. Mit ihrem freien Ende ist die zweite Stange 19 drehfest mit der Wischerwelle 14 verbunden.

Claims

Ansprüche
1. Scheibenwischerantrieb mit einem eine Motorwelle (5) aufweisenden Antriebsmotor (4) und mit einer Wischerwelle (14), die über einer Getriebeeinrichtung mit der Motorwelle (5) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Getriebeeinrichtung ein Spindelgetriebe (12) umfasst, das über ein mindestens eine erste Stange (16) aufweisendes Kraftübertragungsgestänge (15) mit der Wischerwelle (14) gekoppelt ist.
2. Scheibenwischerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel des Spindelgetriebes (12) von einem Außengewindeabschnitt (11) der einteilig oder mehrteilg ausgebildeten Motorwelle (5) gebildet ist.
3. Scheibenwischerantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außengewindeabschnitt (11) unmittelbar in die Mantelfläche der Motorwelle (5) eingebracht ist.
4. Scheibenwischerantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außengewindeabschnitt (11) von einer an der Motorwelle (5) festgelegten Hülse mit Außengewinde ge- bildet ist.
5. Scheibenwischerantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgetriebe (12) eine Selbsthemmung des Scheibenwischerantriebs (1) verursachendes Gewinde, insbesondere Feingewinde, aufweist.
6. Scheibenwischerantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Außengewindeabschnitt (11) in Eingriff stehender Mitnehmer (13) vorgesehen ist, der mit der ersten Stange (16) es Kraftübertragungsgestänge (15) verbunden ist.
7. Scheibenwischerantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stange (16) des Kraftübertragungsgestänges (15) gelenkig mit dem Mitnehmer (13) verbunden ist.
8. Scheibenwischerantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Stange (19) des Kraftübertragungsgestänge (15) gelenkig mit dem Mitnehmer (13) und starr mit der Wischerwelle (5) verbunden ist.
9. Scheibenwischerantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umsteuerelektronik zum Betreiben des Antriebsmotors (4) als Umsteuermotor vorgesehen ist.
10. Verwendung des Scheibenwischerantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Heckscheibenwischerantrieb .
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