Beschreibung

Titel

Elektromotorischer Scheibenwischerantrieb für Fahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen

Scheibenwischerantrieb für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

Elektromotorische Scheibenwischerantriebe der vorgenannten Art sind aus der Praxis bekannt und müssen schon im Hinblick auf die unterschiedlichen, insbesondere auch vom Benetzungsgrad der Scheibe abhängigen Reibwerte zwischen Wischgummi und Scheibe ein breites Leistungsspektrum abdecken, zumal bei pendelnd zwischen Endlagen schwenkbaren Scheibenwischern insbesondere im Bereich derer Endlagen ungünstige übersetzungsverhältnisse gegeben sind. Entsprechend hoch sind die teilweise erreichten Bauteilbelastungen.

Dies gilt vor allem bei Antrieben, bei denen der Motor über einen Schneckentrieb und einen nachgeordneten Kurbeltrieb mit der Abtriebswelle verbunden und die Abtriebswelle pendelnd angetrieben ist, für das als Schneckenrad ausgebildete Antriebsrad, das auf einem in das Antriebsgehäuse eingepressten Bolzen gelagert ist und das aufgrund der Abstützung des seitlich zur Radebene auskragenden Kurbelzapfens auch erheblichen Verwindungskräften ausgesetzt ist.

Die angesprochenen Belastungen bedingen unter anderem auch eine entsprechend stabile Ausbildung des als Schneckenrad ausgebildeten Antriebsrades und des aufnehmenden Gehäuses, da

von der konstruktiven Auslegung belastungsbedingt auftretende Abweichungen im Scheibenwischerantrieb zu erhöhten Spielen und insbesondere auch Wischwinkelungenauigkeiten führen, die das Wischergebnis beeinträchtigen und auch unerwünschte Geräusche nach sich ziehen können.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen einen Scheibenwischerantrieb der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, dass belastungsbedingt auftretende Spiele und Wischwinkelungenauigkeiten zumindest weitgehend vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Scheibenwischerantriebes trägt dem Umstand Rechnung, dass sich über die beispielsweise durch Getriebeglieder gebildete Antriebsverbindung zwischen Antriebsrad und pendelnd angetriebener Abtriebswelle auf das durchlaufend angetriebene Antriebsrad Querkräfte ergeben, deren unerwünschte Auswirkungen durch die erfindungsgemäße Abstützung des Antriebsrades entgegen der Querkraft im Bereich der den

Umkehrlagen entsprechenden Drehlagen des Antriebsrades zumindest so weit gemindert werden, dass das Wischergebnis nicht beeinträchtigt wird und auch unangenehme Geräuschentwicklungen vermieden sind.

Hierzu wird mit konstruktiv und fertigungstechnisch sehr einfachen Mitteln gearbeitet, nämlich der Abstützung des Antriebsrades über axiale Auflaufflächen .

Die Antriebsverbindung zwischen Antriebsrad und Abtriebswelle ist getrieblich als Kurbeltrieb gestaltet und somit sowohl konstruktiv wie auch fertigungstechnisch gut zu beherrschen.

Dies gilt auch in Bezug auf die Ausgestaltung des Kurbeltriebes mit einem seitlich gegenüberliegend zu den Auflaufflächen am Antriebsrad vorgesehenen, zur Achse des Antriebsrades parallelen Kurbelzapfen.

Das Antriebsrad ist bevorzugt durch das stirnseitig verzahnte Schneckenrad eines Schneckentriebes gebildet, der im übergang des Kurbeltriebes zum Motor vorgesehen ist, so dass insgesamt ein kompakter Aufbau gegeben ist, der durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit die Querkräfte auf das Schneckenrad abstützenden Auflaufflächen zusätzliche Qualität gewonnen hat.

Die Auflaufflächen sind insbesondere am Schneckenrad, zu seiner Achse radial versetzt, auf der zum Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite vorgesehen und axial gegen das Getriebegehäuse abgestützt, so dass, hinreichend steife Ausbildung des Schneckenrades quer zur Schneckenradebene vorausgesetzt, die auf das Schneckenrad bedingt durch den Kurbeltrieb einwirkenden Verwindungskräfte unmittelbar zwischen Schneckenrad und Gehäuse abgestützt werden können, wodurch sich günstige Belastungsverhältnisse ergeben und sowohl das Schneckenrad wie auch das Gehäuse leichter gebaut werden können.

Dies gilt insbesondere, wenn die vorgesehene axiale Abstützung in einem dem Kurbelradius entsprechenden Radialbereich erfolgt, gegebenenfalls hierzu auch radial nach außen versetzt.

Besonders zweckmäßig ist es, die axiale Abstützung durch einander gegenüberliegende, am Antriebsgehäuse und am Schneckenrad vorgesehene, zueinander korrespondierende Auflaufflächen zu bilden.

Im Hinblick auf die in Umlaufrichtung lediglich bereichsweise, also sektorielle axiale Abstützung erweist es sich als zweckmäßig, die Auflaufflächen als Rampen zu gestalten, die einlaufend in die Auflauffläche eine Einlaufschräge aufweisen,

so dass sich die geforderte Abstützkraft einlaufend zur Tragzone der Auflauffläche hin verstärkt. Sowohl über den Verlauf der Einlaufschräge wie auch den Verlauf der Tragzone lassen sich ferner durch die Gestaltung von deren Konturen jeweils gewünschte Abstützverhältnisse realisieren.

Im Hinblick auf eine gewünschte axiale Abstützung bei möglichst geringen Reibverlusten erweist es sich als zweckmäßig, für zusammenwirkende Auflaufflächen entsprechende Werkstoffpaarungen vorzusehen, so beispielsweise eine der Auflaufflächen mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung zu versehen oder einem Einsatzkörper zuzuordnen, der zum Gehäuse oder zum Schneckenrad fixiert ist und aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten, beispielsweise Kunststoff, besteht.

In Anbetracht der durch die Erfindung erreichten günstigen Belastungsverhältnisse kann aber auch das Schneckenrad insgesamt, oder zumindest im Bereich der Radscheibe als Kunststoffrad ausgebildet sein, an dem eine Auflaufschräge entsprechend angeformt ist. Entsprechendes gilt bezüglich des Gehäuses .

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 elektromotorische Scheibenwischerantriebe mit pendelnd anzutreibender Abtriebswelle für den jeweiligen Scheibenwischer und mit der Abtriebswelle über einen Kurbeltrieb verbundenem Schneckenrad eines

Schneckentriebes, wobei den einander gegenüberliegenden Umkehrlagen entsprechende

Antriebsstellungen gezeigt sind,

Fig. 3 in einer der Fig. 1 und 2, bezogen auf die

Blickrichtung, entsprechenden Ansicht die hinter dem

Schneckenrad liegende Hälfte des Getriebegehäuses mit diesem zugeordneten Auflaufflächen,

Fig. 4 eine isolierte Darstellung der Auflaufflächen in Fig. 3 in einer Blickrichtung gemäß Pfeil IV in Fig. 3,

Fig. 5 das in Fig. 3 nicht dargestellte Schneckenrad in einer zur Darstellung gemäß Fig. 3 seitlich nach rechts ausgeklappten Rückansicht und mit Auflaufflächen, die zu den gehäuseseitigen

Auflaufflächen gemäß Fig. 3 korrespondieren, und

Fig. 6 in einer der Blickrichtung VI-VI in Fig. 5 entsprechenden Darstellung die in Fig. 5 rückseitig zum Schneckenrad vorgesehenen Auflaufflächen.

Der in Fig. 1 teilweise schematisiert dargestellte Scheibenwischerantrieb 1 ist längsmittig geschnitten und umfasst einen als Elektromotor ausgebildeten Motor 2 mit einem Anker 3 und einer Ankerwelle 4. Zur Ankerwelle 4 liegt fluchtend die Schnecke 5 eines Schneckentriebes 6, der Bestandteil der im übergang zwischen dem Motor 2 und einem nicht dargestellten Scheibenwischer liegenden Getriebes 7 ist. Der Schneckentrieb 6 ist über Getriebeglieder in Form eines Kurbeltriebs 8 mit der zum Scheibenwischer führenden Abtriebswelle 9 verbunden. Das

Gehäuse 10 des Getriebes 7 ist lagefest mit dem Gehäuse 11 des Motors verbunden, und die Ankerwelle 4 bildet zusammen mit der Schnecke 5 einen Wellenstrang 12.

Die Schnecke 5 des Schneckentriebes 6 steht in Eingriff zum stirnseitig verzahnten, als Schneckenrad 13 ausgebildeten Antriebsrad 32, dessen Achse mit 14 bezeichnet ist und das über einen Bolzen 15 im Getriebegehäuse 10 abgestützt ist.

Das Schneckenrad 13 ist radial zur Achse 14 versetzt mit einem Kurbelzapfen 16 verbunden, der in der Scheibe 17 des Schneckenrades 13 gehalten ist, so dass sich ein im Abstand der

Achse 18 des Kurbelzapfens 16 zur Achse 14 des Schneckenrades 13 entsprechender Kurbelradius ergibt.

Auf dem Kurbelzapfen 16 ist eine Koppel 19 als Verbindung zu einer Schwinge 20 gelagert. Die Koppel 19 und die Schwinge 20 sind über eine Achse 21 verbunden. Die konzentrisch zur Abtriebswelle 9 mit dieser drehfest verbundenen Schwinge 20 sowie die Koppel 19 tragen jeweils ein Zahnkranzsegment 22, 23. Das der Schwinge 20 zugeordnete Zahnkranzsegment 22 liegt koaxial zur Schwinge 20, das der Koppel 19 zugeordnete

Zahnkranzsegment 23 erstreckt sich konzentrisch zur Achse 21, über die die Schwinge 20 an der Koppel 19 drehbar angebunden ist.

Bei gleicher Drehrichtung 24 des Schneckenrades 13 ergibt sich, wie Fig. 1 und 2 zeigen, über den in der Verbindung des Schneckenrades 13 zur Abtriebswelle 9 liegenden Kurbeltrieb 8 eine pendelnde, also hin und her gehende Drehbewegung der Abtriebswelle 9 mit entsprechenden Umkehrlagen. Diesen Umkehrlagen der Abtriebswelle 9 entsprechen seitens des

Schneckenrades 13 Umkehrlagen, und zwar einander im Wesentlichen diametral zur Achse 14 des Schneckenrades 13 gegenüberliegende Umkehrlagen des Kurbeltriebes 8, wobei, bezogen auf die Drehrichtung 24, die eine dieser Umkehrlagen in Fig. 1 und die andere in Fig. 2 dargestellt ist. Den Umkehrlagen entspricht eine Lage des Kurbelzapfens 16 auf einer Diagonalen zur Achse 14 des Schneckenrades 13. Die Umkehrlagen ergeben sich abhängig von den Abmessungen des Kurbeltriebes 8 und der Lage der Achsen der Abtriebswelle 9 und des Schneckenrades 13, wobei über die entsprechenden Maße der Schwenkwinkel der Abtriebswelle 9 und des damit verbundenen Scheibenwischers zu beeinflussen ist.

Der Kurbelzapfen 16 ist seitlich auskragend im Bereich der Radscheibe des Schneckenrades 13 vorgesehen, und zwar bei paralleler Lage zur Achse 14 des Schneckenrades 13 und zur Achse des Kurbeltriebes 8. Entsprechend der seitlich auskragenden Anordnung des Kurbelzapfens 16 zum Schneckenrad 13, und bezogen

auf das dargestellte Ausführungsbeispiel frontseitig zum Schneckenrad 13 ergeben sich in Abhängigkeit von den zu übertragenden Kräften und Momenten Belastungen des Schneckenrades 13 auch quer zu dessen Radebene, die zu einer Verwindung des Schneckenrades 13 und/oder zu änderungen der Lage der Achse 14 des Schneckenrades zum Gehäuse 10 führen können.

Um diesbezügliche Lageänderungen und/oder Verformungen bei möglichst leichter Bauweise sowohl für das Gehäuse 10 des Getriebes wie auch für das Schneckenrad 13 zumindest weitgehend vermeiden zu können, sind im Ausführungsbeispiel dem Schneckenrad 13 rückseitig, wie aus Fig. 5 ersichtlich, und dem Gehäuse 10 des Getriebes an der hierzu korrespondierenden Innenseite als zur Rückseite des Schneckenrades 13 korrespondierender, gehäuseseitiger „Frontseite", Auflaufflächen 26 bis 29 zugeordnet. Die gehäuseseitigen Auflaufflächen sind mit 26 und 27 bezeichnet, die schneckenradseitigen Auflaufflächen mit 28 und 29. Die Auflaufschrägen 26, 27 am Gehäuse liegen einander zur Achse 14 des Schneckenrades 13 diametral gegenüber, bezogen auf die Drehrichtung 24 im Bereich der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Umkehrlagen, in denen die Auflaufflächen 28, 29 des Schneckenrades 13 im Wesentlichen in überdeckung zur jeweils korrespondierenden, gehäuseseitigen Auflauffläche 26 bzw. 27 stehen.

über die einander diametral gegenüberliegenden Auflaufflächen 26 bis 29 wird das Schneckenrad 13 im Bereich der Umkehrlagen gegen das Gehäuse 9 abgestützt, so dass die insbesondere in diesen Umkehrlagen kritischen Belastungen nicht nur über den das Schneckenrad 13 tragenden Bolzen 15 in das Getriebegehäuse 9 eingeleitet werden, sondern auch über unmittelbare axiale Abstützung des Schneckenrades 13 gegen das Getriebegehäuse 10, wobei über diese axiale Abstützung des Schneckenrades 13 gegen das Getriebegehäuse 10 im radial mittleren Bereich des Schneckenrades 13 sowohl Verwindungen des Schneckenrades wie auch Winkeländerungen in der Achslage des Schneckenrades 9 weitgehend vermieden werden können, da das Schneckenrad 13 in

den besonders belasteten Umkehrlagen entsprechend zum Gehäuse 10 abgestützt ist und dadurch auch wiederum das Gehäuse 10 entlastet ist. Damit sind auch Voraussetzungen für eine möglichst leichte Gestaltung des Schneckenrades 13 und des Gehäuses 10 geschaffen.

Die Auflaufflächen 26 bis 28 weisen bevorzugt Rampenform auf und haben somit eine in die eigentliche Tragzone 31 insbesondere verlaufend übergehende Einlaufschräge 30, die für die gehäuseseitigen Auflaufflächen 26, 27 entgegen der Drehrichtung 24 abfällt. Entsprechendes gilt bezüglich der Auflaufflächen 28, 29 des Schneckenrades 13, das in Fig. 5, bezogen auf eine Betriebslage gemäß Fig. 1 und 2, zum Gehäuse 10 gemäß Fig. 3 in gespiegelter Rückenlage, also mit der Rückseite nach oben, dargestellt ist. Beim Einlaufen in den Bereich der jeweiligen

Umkehrlage kommen drehstellungsabhängig mit den gehäuseseitigen Auflaufflächen 26, 27 die Auflaufflächen 28, 29 am Schneckenrad 13 alternierend zur überdeckung. Die Einlaufschrägen 30 gewährleisten dabei ein verlaufendes Einlaufen in die Tragzonen 31 der jeweiligen Auflaufflächen 26 bis 29, wobei es aber im Rahmen der Erfindung liegt, die Auflaufflächen 26 bis 29 verlaufend ansteigend auszubilden, sowie auch unterschiedliche Rampenwinkel vorzusehen. Insbesonders kann die Erstreckung der Auflaufflächen 26 bis 29, in Abhängigkeit von ihrer Zuordnung zum Schneckenrad 13 bzw. zum Getriebegehäuse 10, auch unterschiedlich sein. Ferner sind die Darstellungen in Fig. 3 bis 6 bezüglich der in Drehrichtung 24 gemessenen Bogenlänge der Auflaufflächen 26 bis 29 nur beispielshaft , können also auch größere Sektoren überdecken als im Ausführungsbeispiel gezeigt. Dies gilt auch bezüglich der radialen Anordnung und Erstreckung der Auflaufflächen 26 bis 29, wobei eine erfindungsgemäß bevorzugte Lage jene ist, bei der die Auflaufflächen 26 bis 29 etwa den gleichen radialen Abstand zur Achse 14 des Schneckenrades 13 aufweisen wie der Kurbelzapfen 16. Insbesondere eine demgegenüber auch radial nach außen verbreiterte oder versetzte Ausgestaltung der Auflaufflächen 26 bis 29 liegt aber auch im Rahmen der Erfindung.