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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE SYSTEM FOR A PIVOTABLE WINDSCREEN WIPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/062973
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive system for a pivotable windscreen wiper which is embodied in such a way that a toothed bar arranged in the drive of the windscreen wiper can be used as a drive element for a control drive unit which is independent of the windscreen wiper once a drive connection to the windscreen wiper is disconnected.

Inventors:
WAGNER TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/012999
Publication Date:
July 29, 2004
Filing Date:
November 20, 2003
Export Citation:
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Assignee:
CTS FAHRZEUG DACHSYSTEME GMBH (DE)
WAGNER TOBIAS (DE)
International Classes:
B60S1/26; B60S1/34; B60S1/58; E05F15/12; (IPC1-7): B60S1/18; E05F15/00
Foreign References:
US5969431A1999-10-19
US3505702A1970-04-14
US2392230A1946-01-01
Attorney, Agent or Firm:
Müller, Gottfried (Ochsenberg 16, Schorndorf, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Antriebsanordnung für einen schwenkbaren Fahrzeugscheibenwi scher mit einer motorischen Antriebsquelle und in deren Verbin dung zum Fahrzeugscheibenwischer liegendem, einen Zahnstangen trieb umfassenden Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (9) bezüglicher ihrer Achse lagefest ange ordnet ist und in einem außerhalb ihres zum Scheibenwischer (4) verkuppelten Hubbereiches (27) liegenden Hubbereich (32) ein vom Antrieb des Scheibenwischers (4) unabhängiges Antriebsele ment bildet.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsquelle in ihrer Drehrichtung umkehrbar und insbesondere als Elektromotor (11) ausgebildet ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (9) Antriebselement für einen zusätzlich zum Antrieb des Scheibenwischers (4) vorgesehenen Stellantrieb ist.
4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (9) als Antriebselement einen Kolben (14, 24) eines hydraulischen Stellantriebes, insbesondere einen Kol ben (14 ; 24) eines Geberzylinders (13 ; 25) beaufschlagt.
5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Stellantrieb einen Geberzylinder (13 ; 25) und einen Nehmerzylinder (23) umfasst.
6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberzylinder (25) mit einem Ausgleichsbehälter (28) verbunden ist, der in seiner Verbindung zum Zylindervolumen (31) des Geberzylinders (25) absteuerbar ist.
7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schließen der Heckklappe (1) eine Saugverbindung des durch den Kolben (24) begrenzten Zylindervolumens (31) gegen den Ausgleichsbehälter (28) gegeben ist.
8. Antriebsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugverbindung einen Anschlussquerschnitt (34) zum Zy lindervolumen (31) umfasst, der im Endbereich des Förderhubes des Geberzylinders (25) liegt.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussquerschnitt (34) einem vom Kolben (24) nicht übersteuerten Überhubbereich des Geberzylinders (25) zugeordnet ist.
10. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Geberzylinder (25) im Hubbereich zur Beaufschlagung des Nehmerzylinders (23) eine beim Schließen der Heckklappe (1) auf das Zylindervolumen (31) öffnende Verbindung aufweist.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Zylindervolumen (31) sich öffnende Verbindung einen Anschlussquerschnitt (30) zum Zylindervolumen (31) um fasst, der zu einem auf den dem Scheibenwischerantrieb zugeord neten Hubbereich (27) folgenden Übergangsbereich benachbart liegt.
12. Antriebsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der auf das Zylindervolumen (31) sich öffnenden Verbin dung ein gesteuertes, in Gegenrichtung sperrendes Ventil (37) angeordnet ist.
13. Antriebsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) des Stellantriebes mit der Zahnstange (9) lösbar verbunden ist.
14. Antriebsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (9) den Kolben (24) des Geberzylinders (25) bildet.
15. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugscheibenwischer (4) einer Heckscheibe (3) ei nes Fahrzeuges zugeordnet ist.
16. Antriebsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heckscheibe (3) des Fahrzeuges einer Heckklappe (1) des Fahrzeuges zugeordnet ist, die über den Stellantrieb verschwenkbar ist.
Description:
Antriebsanordnung für einen schwenkbaren Fahrzeugscheibenwi- scher Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für einen schwenkbaren Fahrzeugscheibenwischer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer aus dem Buch : Wie funktioniert das ? Das Auto, Biblio- grafisches Institut Mannheim/Zürich, 1968, Seite 248 bekannten Antriebsanordnung für schwenkbare Fahrzeugscheibenwischer ist dem als Antriebsquelle vorgesehenen, elektrischen Scheibenwi- schermotor ein mehrstufiges Stirnradgetriebe nachgeordnet, des- sen Abtriebsrad exzentrisch mit einer Zahnstange verbunden ist, die mit einem Ritzel einer Abtriebswelle in Eingriff steht und über die die Abtriebswelle pendelnd angetrieben wird, wobei sich, analog zum Pleuel eines Kurbeltriebes, die Lage der Zahn- stangenachse, und damit die Erstreckungsrichtung der Zahnstange hubabhängig verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanord- nung der eingangs genannten Art im Hinblick auf erweiterte Einsatzmöglichkeiten auszubilden.

Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1, demzu- folge die Zahnstange bezüglich ihrer Achse lagefest angeordnet wird und außerhalb ihres zum Scheibenwischer verkuppelten Hub- bereiches ein vom Antrieb des Scheibenwischers unabhängiges An- triebselement bildet. Hierfür wird die Möglichkeit genutzt, die Zahnstange in ihrer antriebsseitig nutzbaren Länge über das für den Schwenkweg des Scheibenwischers erforderliche Maß hinaus zu verlängern und so einen vom Antrieb des Scheibenwischers ent- koppelten, unabhängigen Hubbereich zu schaffen, der für ander- weitige Antriebszwecke genutzt werden kann, was im Rahmen der Erfindung insbesondere auch dadurch möglich ist, dass bei ent- sprechender Wahl der Übersetzung zwischen Zahnstange und An- triebswelle des Scheibenwischers für den Antrieb des Scheiben- wischers nur verhältnismäßig kleine Hubwege der Zahnstange er- forderlich sind, so dass sich die erfindungsgemäße Lösung auch klein bauend verwirklichen lässt.

Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, als An- triebsquelle einen in seiner Drehrichtung umkehrbaren Elektro- motor zu verwenden, der bei entsprechender Wahl der Überset- zungsverhältnisse auch sehr klein bauend ausgeführt werden kann, insbesondere mit der Führung für die Zahnstange auch zu seiner Baueinheit zusammengefasst werden kann.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung erweist sich insbesonde- re als zweckmäßig in Verbindung mit einer Ausgestaltung, bei der die Zahnstange als Antriebselement einen Kolben des hydrau- lischen Stellantriebes beaufschlagt oder bildet, da eine solche Lösung bei kleinem Bauvolumen auch das Aufbringen verhältnismä- ßig großer Stellkräfte ermöglicht.

Im Hinblick auf eine unabhängige Nutzung der Antriebsanordnung für den Scheibenwischerantrieb und für weitere Antriebe, so insbesondere für Stellantriebe erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Zahnstange zum Stellantrieb eine lösbare oder auch kraftfrei zu betreibende Antriebsverbindung aufweist, um An- triebsverluste zu vermeiden.

Eine besonders zweckmäßige Verwendung für eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung liegt darin, über diese den einer Heckscheibe eines Fahrzeuges zugeordneten Scheibenwischer zu betreiben, so dass die Antriebsanordnung für räumlich benachbarte Stellan- triebe, so beispielsweise für den Stellantrieb eines Heckde- ckels, eines Kofferraumdeckels, eines benachbarten Dachteiles oder dergleichen bei kurzen Verbindungswegen genutzt werden kann.

Als besonders zweckmäßig erweist sich eine Nutzung der erfin- dungsgemäßen Antriebsanordnung in Verbindung mit dem Antrieb von Scheibenwischern, die in der Heckscheibe einer Heckklappe eines Fahrzeuges zugeordnet sind, die einen über die Antriebs- anordnung zu beaufschlagenden Stellantrieb aufweist und über diesen verschwenkbar ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung mit weiteren De- tails nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 in stark schematisierter Darstellung die Heckklappe eines Fahrzeuges mit der Heckklappe zugeordneter Heckscheibe sowie einem schwenkbaren Heckscheibenwi- scher, für dessen Antrieb eine Antriebsanordnung vor- gesehen ist, über die auch ein Stellantrieb für die Heckklappe zu beaufschlagen ist, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes II in Fig. 1, und Fig. 3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen mit ei- ner abgewandelten, im Leerlauf praktisch kraftfrei mitlaufen antreibbaren Ausführung der Hydraulik des Stellantriebes.

In der Schemadarstellung gemäß Fig. 1 ist mit 1 die Heckklappe eines nicht weiter dargestellten Fahrzeuges gezeigt, die eine aufrechte Schließstellung und eine nach hinten oben aufge- schwenkte Öffnungsstellung aufweist, wofür die Heckklappe 1 im Bereich ihrer Oberkante, wie schematisch strichpunktiert ange- deutet, scharnierend am Fahrzeug angeschlagen sein kann. Die Heckklappe 1 weist einen unteren, geschlossenen Teil 2 und dar- über liegend eine Heckscheibe 3 auf, der ein Heckscheibenwi- scher 4 zugeordnet ist, dessen Wischarm 5 auf einer Wischerwel- le 6 sitzt. Die zugehörige Antriebsanordnung 7 ist symbolisch angedeutet und umfasst ein zur Wischerwelle 6 konzentrisches Antriebsrad 8 als Bestandteil eines Zahnstangentriebes mit ei- ner Zahnstange 9, die mit dem Abtriebsritzel 10 eines Elektro- motores 11 kämmt. Die Zahnstange 9 ist bezüglich ihrer Hubach- se, was nicht gezeigt ist, lagefest angeordnet und, wie über den Pfeil 12 veranschaulicht, hubbeweglich, wozu im Ausfüh- rungsbeispiel der als Antriebsquelle vorgesehene Elektromotor 11 in seiner Drehrichtung umkehrbar ist.

In Verlängerung der Zahnstange 9, und im Ausführungsbeispiel achsgleich zu dieser, liegt ein Hydraulikzylinder 13 mit einer Kolbenstange bzw. einem Kolben 14, wobei Fig. 2 in Ergänzung zu Fig. 1 eine mechanische Kupplungsverbindung 15 zwischen dem Kolben 14 und der Zahnstange 9 veranschaulicht, und zwar im entkuppelten Zustand. Die Kupplungsverbindung 15 ist im Ausfüh- rungsbeispiel durch eine Drehklaue 16 gebildet, welche an der Zahnstange 9 um eine Achse 17 schwenkbar angeordnet ist und der am freien Ende der Kolbenstange 14 einen Zapfen 18 als Gegen- element zugeordnet ist. Im Hubbereich der Kolbenstange 14 ist diese überlagert zu einer Kippführung 19 angeordnet, die im Schwenkweg eines der Drehklaue 16 zugeordneten Ansatzes 20 liegt, derart, dass beim Auffahren der Zahnstange 9 gegen die Kolbenstange 14 die Drehklaue 16 in ihre Übergriffslage zum Zapfen 18 verschwenkt wird und dadurch die Zahnstange 9 mit der Kolbenstange 14 verkuppelt, wobei die eine Auflaufbahn für den Ansatz 20 bildende Kippführung 19 sich über den außerhalb des Eingriffes der Zahnstange 9 zum Antriebsrad 8 liegenden, und damit über den zum Heckscheibenwischer 4 entkuppelten Hubbe- reich der Zahnstange 9 erstreckt.

Fig. 1 veranschaulicht, dass die Zahnstange 9 in die verkuppel- te Lage zur Kolbenstange 14 erst einfährt, wenn die Eingriffs- lage zum Antriebsrad 8 verlassen ist, bzw. dass die Kupplungs- verbindung 15 gelöst ist, wenn die Zahnstange 9 in Antriebsver- bindung zum Antriebsrad 8 liegt. Für die Drehklaue 16 bildet die Öffnungslage die Ausgangs-bzw. Normallage, sei es aufgrund der Gewichtsverhältnisse oder auch durch entsprechende Vorspan- nung, zum Beispiel über eine nicht dargestellte Feder.

In Verlängerung der Zahnstange 9 ist diese an ihrem zum Hydrau- likzylinder 13 gegenüberliegenden Ende mit einem Führungsfort- satz 21 versehen, der die erforderliche Abstützung und Ausrich- tung gewährleistet, wobei die dem Führungsfortsatz 21 zugeord- nete Gegenführung nicht dargestellt ist.

Entsprechend dem Eingriff der Zahnstange 9 zum Antriebsrad 8 o- der der Verkupplung der Zahnstange 9 zur Kolbenstange 14 dient die Antriebsanordnung 7 dem Antrieb des Scheibenwischers 4 oder der Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 13, der im Ausfüh- rungsbeispiel die Funktion eines Geberzylinders hat, welcher ü- ber eine schematisch strichliert angedeutete Leitungsverbindung 22 mit einem Nehmerzylinder 23 verbunden ist, der einem Stel- lantrieb zum Öffnen und Schließen der Heckklappe 1 zugeordnet ist. Hierbei kann die Abstützung des Nehmerzylinders 23, was nicht gezeigt ist, unmittelbar zwischen Fahrzeugkarosserie und Heckklappe 1 erfolgen, oder es kann über den Nehmerzylinder 23 auch eine entsprechende Gestänge-oder Getriebeverbindung be- aufschlagt werden.

In den Darstellungen gemäß Fig. 1 und 2 ist eine mechanische Kupplungsverbindung 15 vorgesehen, im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ist eine diesbezügliche hydraulische Lösung veran- schaulicht, bei der die Zahnstange 9 im zylinderseitigen Endbe- reich einen Kolben 24 bildet und der als Geberzylinder 25 vor- gesehene Hydraulikzylinder bei Antrieb des Scheibenwischers 4 dadurch quasi ohne Leistungsaufnahme betrieben werden kann, so- lange das über den Kolben 24 und den Zylindermantel 26 begrenz- te Zylindervolumen 31 in offener Verbindung zu einem Aus- gleichsbehälter 28 steht. Der Kolben 24 bewegt sich in dieser Arbeitsphase-Antrieb des Scheibenwischers 4-innerhalb des Hubbereiches 27, und das durch den Kolben 24 innerhalb des Zy- lindermantels 26 abgegrenzte Zylindervolumen 31 steht innerhalb eines Übergangsbereiches über den Anschlussquerschnitt 29 mit dem Ausgleichsbehälter 28 und über die Leitung 22 mit dem Neh- merzylinder 23 in Verbindung, wobei Hubbewegungen des Kolbens 24 innerhalb des Hubbereiches 27 praktisch keinen Druckaufbau im Nehmerzylinder 23 zur Folge haben, da über den Ausgleichsbe- hälter 28 ein entsprechender Volumenausgleich für die durch die Bewegungen des Kolbens 24 innerhalb des Hubbereiches 27 beding- ten Volumenänderungen erfolgt.

Der Hubbereich 27 entspricht dem Bewegungsbereich der Zahnstan- ge 9, in dem der Scheibenwischer 4 angetrieben wird, und zwar schwenkbeweglich bevorzugt bei Wechsel der Schwenkrichtung durch Umkehrung der Drehrichtung des Motores 10.

Wird der Kolben 24-nach Entkuppeln der Zahnstange 9 zum An- triebsrad 8-weiter in den Geberzylinder 25 eingefahren, so ergibt sich nach Absteuerung des Anschlussquerschnittes 29 durch den Kolben 24-des Weiteren zunächst einen bis auf den Anschluss der Leitung 22 geschlossenen Zylindermantel 26 unter- stellend-über dem Hubbereich 32 ein Druckaufbau mit entspre- chender Druckbeaufschlagung des Nehmerzylinders 23 zum Anheben der Heckklappe 1. Der Hubbereich 32 erstreckt sich bis nahe an das dem Kolben 24 gegenüberliegende Ende des Geberzylinders 25, und es verbleibt ein Hubbereich 33 zum Abgleich von Toleranzen.

Für das Absenken der Heckklappe 1, also deren Überführung aus der Öffnungstellung in die Schließstellung steht grundsätzlich ein dem Hubbereich 32 entsprechender Hubweg zur Verfügung, so dass bei entsprechender Umkehr der Bewegungsrichtung des Kol- bens 24, beispielsweise durch Umsteuern des Motores 11, die Heckklappe 1 in ihre Schließstellung abgesenkt werden kann.

Ergibt sich beim Absenken der Heckklappe 1, beispielsweise durch ein vorstehendes Gepäckstück oder dergleichen, eine Situ- ation, durch die die Heckklappe 1 in einer Zwischenstellung festgehalten wird, so führt dies bei fortlaufend gegebenem An- trieb der Zahnstange 9 bzw. des Kolbens 24 in der Schließstel- lung der Heckklappe 1 entsprechender Richtung zu einer Unter- druckbildung, solange kein Volumenausgleich über den Aus- gleichsbehälter 28 erfolgen kann. Um diesen zu gewährleisten, und damit zur Realisierung eines Einklemmschutzes, ist in Aus- gestaltung der Erfindung in Überdeckung zum Hubbereich 33 der Zylindermantel 26 mit einem weiteren Anschlussquerschnitt 34 versehen, der in Leitungsverbindung zum Ausgleichsbehälter 28 steht und in dem ein in Richtung auf den Ausgleichsbehälter 28 sperrendes Rückschlagventil 35 angeordnet ist, so dass beim Öffnen der Heckklappe 1 der hierfür erforderliche Druckaufbau nicht beeinträchtigt wird.

Des Weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, die durch den motorischen Antrieb für die Zahnstange 9 bzw. den Kolben 24 ge- steuerte Schließbewegung der Heckklappe 1 in einem in der Größe vorgegebenen, an die Schließstellung angrenzenden Bereich da- durch von der Hubstellung des Kolbens 24 zu entkoppeln, dass, bezogen auf die der Öffnungsrichtung der Heckklappe 1 entspre- chende Stellrichtung 36 des Kolbens 24, in Stellrichtung 36 nachfolgend auf den Anschlussquerschnitt 29 ein Anschlussquer- schnitt 30 zum Ausgleichsbehälter 28 vorgesehen wird, indem in Richtung auf das Zylindervolumen 31 sperrend ein angesteuertes Ventil 37, insbesondere ein elektrisch angesteuertes Rück- schlagventil 37 angeordnet ist. Wird beim Absenken der Heck- klappe 1 in ihre Schließstellung der Anschlussquerschnitt 30 aufgesteuert, so erfolgt über das entsprechend angesteuerte Ventil 37 ein Druckabbau in Richtung auf den Ausgleichsbehälter 28 und es kann die Heckklappe 1 im Wesentlichen ungebremst in ihre Schließstellung fallen, womit selbsttätig eine Verrastung z. B. gegen die Karosserie erreicht werden kann, wobei mit ein- fachen Passivverschlüssen gearbeitet werden kann. Der entspre- chende Fallweg ist in Fig. 4 durch den Hubbereich 39 veran- schaulicht, der auf den Hubbereich 38 folgt, indem die Schließ- bewegung der Heckklappe 1 über die Bewegung des Kolbens 24 ge- steuert erfolgt.

Eine Ausgestaltung gemäß Fig. 3 und 4 führt zu einer besonders einfachen Gesamtlösung, die zudem auch hohe Betriebssicherheit aufweist, da innere Leckagen der Hydraulik durch den Aus- gleichsbehälter 28 egalisiert werden können und da zudem nur eine Hydraulikleitung 22 erforderlich ist. Ferner lässt sich so in besonders einfacher Weise auch ein Einklemmschutz realisie- ren, ungeachtet der möglichen selbsttätigen Verriegelung bei Verwendung einfacher Schlosskonstruktionen.

Wird in der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 und 2 analog zu Fig. 3 und 4 ein Hydraulikzylinder mit zugeordnetem Ausgleichsbehälter verwendet, so lassen sich selbstverständlich auch in Verbindung mit einer mechanischen Kupplungsverbindung die vorstehend in Bezug auf die Fig. 3 und 4 erläuterten Zusatzeffekte (Einklemm- schutz, selbsttätige Verriegelung) erreichen.