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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/031590
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive with a motor (3) and devices (9-12) for coupling the motor (3) to a driving object (1). According to the invention, the coupling devices (9-12) comprise a centrifugal mass (8, 9) which is movable by the motor (3), and an impact stop (14, 15), which is connected to the driving object (1), for the centrifugal mass (8, 9).

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Inventors:
STROTHMANN ROLF (DE)
Application Number:
PCT/DE2011/075180
Publication Date:
March 15, 2012
Filing Date:
July 26, 2011
Export Citation:
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Assignee:
STROTHMANN ROLF (DE)
International Classes:
B60S1/18; B60S1/24; B60S1/58; H02K7/118
Foreign References:
EP0514272A11992-11-19
US4270411A1981-06-02
GB2160615A1985-12-24
AU459711B21975-04-10
EP1005716B12001-11-14
Attorney, Agent or Firm:
BERNHARDT, Reinhold et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche: 1. Antrieb mit einem Motor [3) und Einrichtungen (9-12) zur Kopplung des Motors (3) an ein Antriebsobjekt (1 ),

dadurch gekennzeichnet

dass die Kopplungseinrichtungen (9-12) eine durch den Motor (3} bewegbare Schwungmasse (8,9) und einen mit dem Antriebsobjekt (1 ) verbundenen Stoßanschlag {14,15} für die Schwungmasse (8,9) umfassen. 2. Antrieb nach Anspruch 1.

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stoßanschlag (14,15) zur Erzeugung einer die maximale Motorkraft ubersteigenden Stoßkraft vorgesehen ist. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Antriebsobjekt (1 ) ein zumindest vorübergehend schwergängiges, durch die anstoßende Schwungmasse (8,9) ggf. stückweise bewegbares Antriebsobjekt (1 ) ist. 4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Antriebsobjekt ein ggf. anfänglich aus einem Anhaftungszustand zu lösendes Antriebsobjekt ist, insbesondere ein Scheibenwischer (1 ). 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Schwungmasse {8,9} die Masse eines Läufers (8} des Motors (3) umfasst. 6. Antrieb nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Anschlag ( 14, 15) ein Spiel (a) in einem den Läufer (8) mit dem

Antriebsobjekt (1 ) verbindenden, zum kontinuierlichen Antrieb des Antriebsobjekts (1 ) nutzbaren Antriebsstrang (9-12) begrenzt. 7.. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass der Anschlag (14,15) ein Drehspiel (α) einer den Läufer (8) mit dem Antriebsobjekt [1 j verbindenden Antriebswelle (9,12) begrenzt. 8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet

dass eine die Position des Läufers (8), ggf. die Position des Antriebsobjekts (1 ) und ggf. Betriebszustände des Motors (3), erfassende Einrichtung (6) zum Betrieb und zur Steuerung des Motors (3) vorgesehen ist. 9. Antrieb nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Betriebs- und Steuereinrichtung (6) femer zur Erfassung der

Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Läufers (8), ggf. durch

Differentiation der Wegposition des Läufers (8) nach der Zeit, vorgesehen ist. 10. Antrieb nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Betriebs- und Steuereinrichtung (6) zur Erfassung der jeweiligen Position des Läufers (8) bei Anschlag ( 14, 15) der Schwungmasse (8,9) vorgesehen ist. 1 1. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Betriebs- und Steuereinrichtung (6) zur Erkennung einer Loslösung des

Antriebsobjekts {1 ) aus dem Anhaftungszustand vorgesehen ist. 12. Antrieb nach Anspruch 1 1.

dadurch gekennzeichnet,

dass die Betriebs- und Steuereinrichtung (6) bei Weiterbestehen des

Anhaftungszustands zur Wiederholung des Loslösungsvorgangs vorgesehen ist, ggf. unter verstärkter Beschleunigung der Schwungmasse (8,9). 13. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Betriebs- und Steuereinrichtung (6) nach Lösung des Anhaftungszustands zur Steuerung der Bewegung des Läufers (8) bei kontinuierlichem Antrieb unter Vermeidung von Stößen der Schwungmasse (8,9) gegen den Anschlag (14,15), insbesondere bei einem Richtungswechsel der Antriebsbewegung, vorgesehen ist, 14. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Motor im Stern verschaltet ist und die Betriebs- und Steuereinrichtung (6) zur Erfassung der Position des Läufers (8) anhand einer Auswertung des Potentials am Stempunkt vorgesehen ist.

Description:
Beschreibung:

„Antrieb"

Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit einem Motor und Einrichtungen zur Kopp- lung des Motors an ein Antriebsobjekt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen, einen Motor verwendenden Antrieb zu schaffen, der ohne hohe Aufwendungen für ein Untersetzungsgetriebe große Antriebskräfte erzeugen kann.

Der diese Aufgabe lösende Antrieb nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtungen eine durch den Motor bewegbare

Schwungmasse und einen mit dem Antriebsobjekt verbundenen Stoßanschlag für die Schwungmasse umfassen.

Vorteilhaft lasst sich bei der abrupten Abbremsung der Schwungmasse an dem Stoßanschiag eine das Antriebsobjekt bewegende Stoßkraft erzeugen, weiche die Kraft, die der Motor maximal aufbringt, bei weitem übersteigen kann. Zum Antrieb eines schwerbeweglichen Objekts reicht ein schwacher Motor aus.

Als Antriebsobjekt kommt also ein zumindest vorübergehend schwergängiges, durch die anstoßende Schwungmasse ggf. stückweise bewegbares Antriebsobjekt in Betracht, z.B. eine Schraube, die festzuziehen oder zu lösen ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Antriebs- objekt ein ggf. anfänglich aus einem Anhaftungszustand zu lösendes Antriebs- objekt, wie z.B. ein Scheibenwischer, der an der Scheibe angefroren sein kann. Zu dessen Inbetriebnahme braucht der Scheibenwischermotor selbst keine zum Lösen des Anhaftungszustands ausreichende Motorkraft zu entwickeln, sondern der Motor kann bei geringem Betriebsstrom die Schwungmasse beschleunigen, welche dann den angefrorenen Scheibenwischer locker schlägt. Entsprechend gering kann der Aufwand für Motor und Steuerelektronik sein.

Vorzugsweise ist die Schwungmasse hauptsächlich durch die Masse des Läufers gebildet. Zweckmäßig begrenzt der genannte Anschlag ein Spiel in einem den Läufer mit dem Antriebsobjekt verbindenden, zum kontinuierlichen Antrieb des

Antriebsobjekts nutzbaren Antriebsstrang. Insbesondere kann der Anschlag durch ein Drehspiei {«) einer den Läufer mit dem Antriebsobjekt verbindenden

Antriebswelle begrenzt sein. Das Spiel erlaubt eine durch das Antriebsobjekt unbehinderte Beschleunigung bzw. Drehbeschleunigung der Schwungmasse, z.B. des Läufers und ggf. eines Teils des Antriebsstrangs.

Zur Lösung z.B. eines Anhaftungszustands des Antriebsobjekts lässt sich der Läufer über eine dem Spiel entsprechende Strecke oder bis zu einer vorgegebenen Ge- schwindigkeit beschleunigen und praiit dann mehr oder weniger hart gegen den das Spie! begrenzenden, mit dem Antriebsobjekt verbundenen Anschlag.

B versteht sich, dass die am Anschlag entstehenden Stoßkräfte von den Eigenschaften des den Anschlag bndenden Materials abhängen, und gezielt unter Ein- Stellung gewünschter Stoßkräfte den Stoß mehr oder weniger stark dämpfende Materialien einsetzbar sind.

Anstelle der Bildung der Schwungmasse durch den Läufer des Motors könnte auch eine gesonderte, vorübergehend im Austausch gegen einen das Antriebsobjekt permanent antreibenden Antriebsstrang an den Motor koppelbare Stoß- bzw. Schwungmasse vorgesehen sein.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zum Betrieb und zur Steuerung des Motors vorgesehen, weiche die Position des Läufers, ggf. die Position des Antriebsobjekts und ggf. Betriebszustände des Motors erfasst und die erfassten Größen in die Steuerung der Bewegung des Läufers bzw. des Antriebsobjekts einbezieht. Vorteilhaft erfasst diese Betriebs- und Steuereinrichtung neben den genannten Positionen und ggf. Betriebsströmen des Motors ferner die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Läufers, ggf. durch Differentiation der Wegposition des Läufers nach der Zeit.

Vorteilhaft kann die Betriebs- und Steuereinrichtung die der jeweiligen Anschlagposition der Schwungmasse entsprechende Position des Läufers erfassen. Dies ist z.B. möglich durch einen Testlauf, bei dem das Erreichen des Anschlags anhand entsprechend hoher negativer Beschleunigungswerte oder der Beschleunigung Null trotz Anstieg des Betriebsstroms erkannt wird.

Insbesondere kann die Betriebs- und Steuereinrichtung zur Erkennung der Loslösung des Antriebsobjekts aus einem Anhaftungszustand vorgesehen sein, wobei auch hierzu kinematische Größen ausgewertet werden. in weiterer Ausgestaltung der Erfindung wiederholt bei Weiterbestehen des Anhaf- tungszustands die Betriebs- und Steuereinrichtung den Loslösungsvorgang, ggf. unter verstärkter Beschleunigung der Schwungmasse. Das bei kontinuierlichem Antrieb störende Spiel kann durch die Betriebs- und Steuereinrichtung dadurch ausgeglichen werden, dass die Geschwindigkeit des Läufers so gesteuert wird, dass Stöße an den Anschlägen vermieden werden und die Spieidistanz dennoch schnell und ohne große Zeitverzögerungen durchlaufen wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Motor im Stern verschaltet und die Betriebs- und Steuereinrichtungen zur Erfassung der Position des Läufers anhand einer Auswertung des Potentials am Sternpunkt vorgesehen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf dieses Ausföhrungsbeispiei beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Scheibenwischer mit einem Antrieb nach der Erfindung,

Fig. 2 einen in dem Scheibenwischerantrieb von Fig. 1 verwendeter Scheibenwischermotor in Seitenansicht, und

Fig. 3 ein Detail des Scheibenwischermotors von Fig. 1. Ein Scheibenwischer 1 an einer Frontscheibe 2, z.B. eines PKW, wird durch einen Elektromotor 3 angetrieben. Strichlinien 4 und 5 deuten auf den durch das Wischerblatt des Scheibenwischers 1 erfassten Bereich der Frontscheibe 2 hin. Eine Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 sorgt für Drehbewegungen des Motors in wechselnden Richtungen entsprechend der Hin- und Herbewegung des

Schreibenwischers 1.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht umfasst der innenseitig an einem Blech 7 z.B. einer {nicht gezeigten) Fahrzeugkarosserie befestigte Motor 3 einen Innenläufer 8, der mit einer axial vorstehenden, zu dem Inneniäufer 8 koaxialen Antriebsscheibe 9 verbunden ist. Auf der Antriebsscheibe 9 sitzt koaxial zu dieser ein Antriebsteller 10 des

Scheibenwischers 1 , der mit einem Zapfen 1 1 in die Antriebsscheibe 9 um die Zapfenachse drehbar eingreift. Von der Antriebsscheibe 9 stehen zwei auf der Antriebsscheibe 9 diametral angeordnete Mitnehmerzapfen 12 in Ausnehmungen 13 in dem Antriebsteller ] 0 hinein vor.

Wie Fig. 3 erkennen lässt erstrecken sich die beiden Ausnehmungen 13 in

Umfangsrichtung des Antriebsteüers 10 über eine Länge, die größer als der

Durchmesser der Mitnehmerzapfen 12 ist. Die Mitnehmerzapfen 12 haben daher in den Ausnehmungen 13 ein Spiel und der Antriebsteller 10 kann sich dadurch gegen die Antriebsscheibe 9 Ober einen Winkel a drehen, wobei einander gegenüberliegende Ränder der Ausnehmungen 13 jeweils Anschläge 14 und 15 für die Mitnehmerzapfen 12 bilden. Die Moforbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 umfasst eine Einrichtung zur Erfassung der Drehwinkelposition des innenlaufers 8, wobei die Bestimmung der Drehwinkelposition in dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel anhand einer Auswertung des Potentials am Sternpunkt des im Stern verschaiteten Motors 3 erfolgt. Eine solche Drehlagebestimmung auf der Basis einer Auswertung des Sternpunktpotentials ist in der EP 1 005 716 B1 beschrieben.

Die Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 umfasst ferner Einrichtungen zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung des Läufers 8 anhand einer Differentiation des Drehwinkels nach der Zeit.

Bei Inbetriebnahme des Scheibenwischers 1 beginnt der Läufer 8 sich je nach Ausgangsposition des Scheibenwischers 1 in der einen oder anderen Drehrichtung zu bewegen. Die Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 ermittelt fortlaufend neben den Motorbetriebsströmen die Winkelposition, Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung des Läufers 8. Anhand der genannten Größen kann die Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 ermittein, ob sich die Mitnehmerzapfen 12 zwischen den Anschlagen 14,15 befinden oder einen der Anschläge 14,15 erreicht haben. Anhand der genannten Größen kann die Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 ferner feststellen, ob die Mitnehmerzapfen 12 den Scheibenwischer 1 bewegen oder nicht. Erreichen die Mitnehmerzapfen 12 den Anschlag 14 oder ] 5, ohne den Scheibenwischer 1 bewegen zu können, weil er zu fest an der Scheibe 2 anhaftet, so sorgt die Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 für eine Rückwärtsdrehung des Läufers 8 bis zum entgegengesetzten Anschlag, d.h. für eine Röckwörtsdrehung um die Winkelstrecke a. Von dort an wird der Läufer 8 dann in Vorwärtsrichtung stark beschleunigt, so dass die Mitnehmerzapfen 12 heftiger gegen den betreffenden Anschlag anstoßen und es ggf. zur Lösung des Anhaftungszustandes kommt.

Gelingt dies nicht, so kann der Vorgang wiederholt werden, ggf, unter verstärkter Winkelbeschleunigung des Läufers 8. Wenn der Scheibenwischer 1 aus dem Anhaftungszustand befreit ist, kann ihn der Motor 3 unter Aufbringung der zur Überwindung der Gleitreibungskraft erforderlichen Kraft mit der gewünschten Geschwindigkeit weiter bewegen.

An den Umkehrpunkten der Bewegung wird die Geschwindigkeit des Läufers 8 durch die Motorbetriebs- und -Steuereinrichtung 6 so gesteuert, dass es zu keinem nennenswerten Stoß der Zapfen 12 gegen die Anschläge 14 bzw. 15 kommt. Durch entsprechende Steuerung des Läufers 8 lässt sich das im Normalbetrieb störende Spiel also problemlos ausgleichen und ein stoßfreier Lauf des Scheibenwischers 1 erreichen.