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Dokumentenidentifikation DE102005060863B3 08.02.2007
Titel Scheibenwischvorrichtung
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Fleischer, Claus, 77815 Bühl, DE;
Hawighorst, Achim, 77830 Bühlertal, DE
DE-Anmeldedatum 20.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005060863
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.02.2007
IPC-Hauptklasse B60S 1/08(2006.01)A, F, I, 20051220, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für Fahrzeuge. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ankerwelle (5) des elektromotorischen Antriebs (2) unverschieblich gelagert ist, und dass die Verstelleinrichtung (20) zur Überführung des Blockierelements (16) von seiner Blockierposition in seine Freigabeposition eine Ankerplatte (21) umfasst, die durch die magnetische Verstellkraft des bestromten elektromotorischen Antriebs (2) verstellbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 102 59 154 A1 ist eine Scheibenwischvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen elektrisch reversierbaren Antrieb mit Ankerwelle aufweist. Die Ankerwelle trägt eine Abtriebsschnecke, welche ein Schneckenrad kämmt, das wiederum eine Abtriebswelle antreibt. Bei der bekannten Scheibenwischvorrichtung ist ein als Schwenkhebel ausgebildetes Blockierelement mit Rastnase vorgesehen, mit dem das Schneckenrad bei stillstehender Ankerwelle gegen ein Verdrehen mechanisch blockierbar ist. Das Blockierelement ist mit einer Verstelleinrichtung zwischen seiner Blockierposition und einer Freigabeposition verstellbar. Die Verstelleinrichtung wird von einer linear verschiebbar gelagerten Ankerwelle gebildet, die mit dem als Schwenkhebel ausgebildeten Blockierelement gekoppelt ist. Werden die Anker des Antriebs bestromt, so wird die Ankerwelle nicht nur in eine Rotationsbewegung versetzt, sondern vollführt aufgrund des magnetischen Flusses auch eine axiale Bewegung, die zur Überführung des Blockierelements in die Freigabestellung genutzt wird. Nachteilig bei der bekannten Wischvorrichtung ist die aufwändige axial verschiebbare Lagerung der Ankerwelle. Ferner ist nachteilig, dass eine Überführung des Blockierelements von seiner Blockierposition in seine Freigabeposition aufgrund der Kopplung der axial verschieblichen Ankerwelle mit dem Schneckenrad immer eine unerwünschte Verdrehung des Schneckenrads bedingt. Die Druckschrift offenbart ferner die Verwendung eines separaten Elektromotors, piezoelektrischen Elements oder Elektrohubmagneten mit Hubstange zur Verstellung des Blockierelements. Nachteilig bei sämtlichen dieser Alternativlösungen ist es, dass ein zusätzlicher Antrieb zur Verstellung des Blockierelements vorgesehen werden muss, was sich negativ auf die Herstellungskosten auswirkt.

Aus der DE 101 25 836 A1 ist ein Antrieb für eine Scheibenwischvorrichtung bekannt, bei dem die Ankerwelle ausschließlich aufgrund des Magnetfelds von Permanentmagneten drehgesichert wird. Nachteilig ist das Fehlen einer mechanischen Blockierung, die eine Bewegung der Wischerblätter auch bei extremen Krafteinflüssen verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenwischvorrichtung mit einem mechanischen Blockierelement vorzuschlagen, bei der die Betätigung der Verstelleinrichtung zur Verstellung des Blockierelements von seiner Blockierposition in seine Freigabeposition kein Verdrehen des Schneckenrades und damit der Wischarme bedingt.

Diese Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, auf eine axiale Verschiebbarkeit der Ankerwelle zu verzichten und diese axial unverschieblich zu lagern. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Betätigung der Verstelleinrichtung unabhängig von einer Verstellung der Ankerwelle, jedoch unter Ausnutzung des Magnetfeldes des Ankerpaketes mit Ankerwicklung erfolgt. Hierzu umfasst die Verstelleinrichtung eine Ankerplatte, welche mit dem Blockierelement gekoppelt ist derart, dass eine Bewegung der Ankerplatte eine Verstellung des Blockierelements bedingt. Die zumindest teilweise ferromagnetische Ankerplatte tritt in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Ankerpaketes. Werden die Anker bestromt, so wirkt aufgrund des entstehenden Magnetfelds eine magnetische Verstellkraft auf die Ankerplatte, so dass diese bewegt wird. Aufgrund der Kopplung der Ankerplatte mit dem Blockierelement wird die Bewegung der Ankerplatte auf das Blockierelement übertragen, so dass dieses von seiner Blockierposition in seine Freigabeposition überführt wird und das Schneckenrad und/oder die Antriebswelle und/oder die Ankerwelle für den Wischbetrieb freigibt. Durch Ausnutzung des magnetischen Feldes des elektromotorischen Antriebs kann mit Vorteil auf einen separaten Antrieb zur Betätigung der Verstelleinrichtung verzichtet werden.

Mit Vorteil umfasst die Verstelleinrichtung ein Federelement, das der Verstellung des Blockierelements in seine Freigabeposition entgegenwirkt. Mittels des Federelements erfolgt bei nicht bestromtem Antrieb die Rückstellung des Blockierelements in seine Blockierposition. Es muss sichergestellt sein, dass die Federkraft nicht die auf die Ankerplatte wirkende magnetische Verstellkraft übersteigt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ankerplatte linear beweglich geführt ist. Hierzu können beispielsweise mindestens zwei die Ankerplatte durchsetzende Führungsstäbe vorgesehen sein, die eine geradlinig geführte Bewegung der Ankerplatte erzwingen.

Es ist zweckmäßig, wenn die Ankerplatte von der Ankerwelle durchsetzt ist und in axialer Richtung entlang der Ankerwelle verstellbar ist. Mit Vorteil ist die Ankerplatte hierbei symmetrisch zur Ankerwelle ausgebildet, um ein Verkeilen der Ankerplatte bei ihrer Linearbewegung zu vermeiden. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Ankerplatte koaxial zur Ankerwelle und parallel zur Radialebene des Ankerpakets angeordnet.

Es ist vorteilhaft, das Blockierelement als Wipphebel auszubilden, der um ein Schwenkgelenk verschwenkbar gelagert ist. Durch die Ausbildung des Blockierelements als Wipphebel lassen sich große Blockierkräfte auf einfache Weise realisieren.

Bevorzugt erfolgt die Kopplung der Ankerplatte mit dem Wipphebel über eine Zug-/Druckstange. Diese ist mit Vorteil gelenkig mit einem Ausleger des Wipphebels verbunden. Die Zug-/Druckstange überträgt die auf die Ankerplatte wirkenden magnetischen Verstellkräfte direkt auf den Wipphebel. Es ist auch denkbar, auf einen Wipphebel zu verzichten und die Zug-/Druckstange als Blockierelement auszubilden, das unmittelbar ein drehbewegliches Teil der Scheibenwischvorrichtung mechanisch, insbesondere durch Formschluss oder Kraftschluss, blockiert.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Scheibenwischvorrichtung ist das Federelement in einem Bereich zwischen Ankerplatte und Ankerpaket angeordnet. Dabei stützt sich das Federelement einenends an der Ankerplatte und anderenends an einem linear unverschieblichen Bauteil ab. Beispielsweise ist an der Ankerwelle ein scheibenförmiger, radialer Fortsatz zur Abstützung des Federelements vorgesehen.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement zwischen einem Ausleger des als Wipphebel ausgebildeten Blockierelements und einem nicht verschiebbaren Bauteil lokalisiert. Insbesondere stützt sich das Federelement an einer Gehäusewand ab. Bevorzugt wird als Federelement eine Schraubenfeder eingesetzt.

Um eine optimale mechanische Blockierung der drehbeweglichen Bauteile der Scheibenwischvorrichtung zu gewährleisten, ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Blockierelement eine Rastnase aufweist, die in Blockierposition in eine Ausnehmung des Schneckenrads und/oder der Abtriebswelle und/oder der Ankerwelle eingreift. Selbstverständlich kann das Blockierelement auch eine Ausnehmung aufweisen, die eine Rastnase eines drehbeweglichen Bauteils aufnimmt. Mit Vorteil ist die Ausnehmung bzw. die Rastnase derart angeordnet, dass sich ein von der Antriebswelle angetriebener Wischerarm beim Eingreifen der Rastnase in die Ausnehmung in seiner Parkposition befindet.

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

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Scheibenwischvorrichtung mit linear verschiebbarer Ankerplatte sowie mit zwischen Ankerplatte und Ankerpaket angeordnetem Federelement,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Scheibenwischvorrichtung bei der das Federelement zwischen einem als Wipphebel ausgebildeten Blockierelement und einer Gehäusewand angeordnet ist,

3 eine schematische Darstellung des Schneckenrades gemäß 1 in einer Seitenansicht.

In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung 1. Die Scheibenwischvorrichtung 1 weist einen reversierbaren elektromotorischen Antrieb 2 auf. Der elektromotorische Antrieb 2 weist einen Rotor 3 auf, welcher als Ankerpaket 4 mit Ankerwicklungen ausgebildet ist. Das Ankerpaket 4 ist drehfest auf einer Ankerwelle 5 angeordnet, die bei Bestromung des Ankerpakets 4 zusammen mit dem Ankerpaket in Rotation versetzt wird. Das Ankerpaket 4 ist rotierbar innerhalb eines Stators 6 angeordnet, welcher von zwei unterschiedlich gepolten Permanentmagneten 7, 8 gebildet ist. Der elektromotorische Antrieb 2, bestehend aus dem Ankerpaket 4 und den Permanentmagneten 7, 8, ist in einem Motorgehäuse 9 angeordnet.

Die Ankerwelle 5 ist aus dem Motorgehäuse 9 herausgeführt und ragt in ein Getriebegehäuse 10 hinein. Die Ankerwelle 5 ist drehbar und axial unverschieblich mittels zwei beabstandeter Lager 11, 12 gelagert. Innerhalb des Getriebegehäuses 10 kämmt die im Bereich ihres freien Endes als Abtriebsschnecke 13 ausgebildete Ankerwelle 5 mit einem Schneckenrad 14. Die Drehachsen des Schneckenrades 14 und der Ankerwelle 5 bzw. der Abtriebsschnecke 13 sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Drehfest mit dem Schneckenrad 14 ist eine Abtriebswelle 15 verbunden.

Die Abtriebswelle 15 ist in der Regel mit einer nicht dargestellten Kurbel verbunden, die über ein Schubgestänge Wischerwellen antreibt, an denen Wischerarme mit Wischblättern befestigt sind. Ebenso ist es denkbar, einen Wischerarm direkt mittels der Abtriebswelle 15 anzutreiben.

Zur Realisierung einer Selbsthemmung der Scheibenwischvorrichtung 1 ist ein als Wipphebel ausgebildetes Blockierelement 16vorgesehen. Das Blockierelement 16 ist um ein Schwenkgelenk 17 schwenkbar gelagert. Das Blockierelement 16 ist mit einer Rastnase 18 versehen, die in der dargestellten Blockierposition des Blockierelements 16 radial in eine Ausnehmung 19 des Schneckenrads 14 eingreift. Hierdurch ist das Schneckenrad 14 bei nicht bestromtem Ankerpaket 4 blockiert, wodurch die direkt oder indirekt mit der Abtriebswelle 15 verbundenen Wischerarme unbeweglich geparkt sind. Um das Blockierelement 16 von der dargestellten Blockierposition in eine Freigabeposition zu überführen, in der die Rastnase 18 nicht mehr in die Ausnehmung 19 eingreift, muss das Blockierelement 16 um das Schwenkgelenk 17 verschwenkt werden. Hierzu ist eine Verstelleinrichtung 20 vorgesehen, die eine linear geführte Ankerplatte 21 aus ferromagnetischem Material, beispielsweise Stahlblech, aufweist. Die Ankerplatte 21 ist koaxial zur Ankerwelle 5 angeordnet und ist von dieser durchsetzt. Ferner ist die Ankerplatte 21 symmetrisch zur Ankerwelle 5 ausgebildet. Die linear verschiebliche Lagerung der Ankerplatte ist über zwei beabstandete Lagerstäbe 22, 23 realisiert, die parallel zur Ankerwelle 5 ausgerichtet und vom Getriebegehäuse 10 gehalten sind. Durch diese Lagerung ist die Ankerplatte 21 entlang der Ankerwelle 5 linear verschiebbar.

Werden die Wicklungen des Ankerpakets 4 bestromt, so entsteht ein Magnetfeld mit einem magnetischen Fluss. Von dem Magnetfeld wird eine auf die Ankerplatte 21 wirkende Verstellkraft erzeugt, wodurch die Ankerplatte 21 in Pfeilrichtung 24 in Richtung Ankerpaket 4 entlang der Führungsstäbe 22, 23 bewegt wird. Die Ankerplatte 21 ist fest mit einer Zug-/Druckstange 25 verbunden, welche wiederum gelenkig mit einem Ausleger 26 des Blockierelements 16 gekoppelt ist. Durch die Bewegung der Ankerplatte 21 in Pfeilrichtung 24 bei bestromtem Ankerpaket wird demnach das Blockierelement derart um das Schwenkgelenk 17 verschwenkt, dass die Rastnase 18 aus der Ausnehmung 19 des Schneckenrads 14 heraus verschwenkt wird. In der dann erreichten Freigabeposition wird das Blockierelement 16 über die auf die Ankerplatte 21 wirkende magnetische Verstellkraft gehalten, so lange das Ankerpaket 4 bestromt ist.

Damit das Blockierelement 16 bei ausgeschaltetem elektromotorischen Antrieb 2 wieder in seine in 1 gezeigte Blockierposition gelangt, ist zwischen dem Ankerpaket 4 und der ferromagnetischen Ankerplatte 21 ein Federelement 27, beispielsweise eine Schraubenfeder, angeordnet. Diese wird bei dem Verschieben der Ankerplatte 21 in Pfeilrichtung 24 vorgespannt. Sobald der elektromotorische Antrieb 2 nicht mehr bestromt wird, drückt das Federelement 27 die Ankerplatte 21 von dem Ankerpaket 4 weg entgegen der Pfeilrichtung 24, wodurch das Blockierelement 16 wieder in seine Blockierposition zurückschwenkt. Das Federelement 27 stützt sich einerseits an der Ankerplatte 21 und andererseits an einem nicht dargestellten, zwischen Ankerpaket 4 und Federelement 27 angeordneten, unverschieblichen Bauteil ab. Dieses kann beispielsweise an der Ankerwelle 5 gehalten sein.

In 3 ist das Schneckenrad 4 mit daran befestigter Abtriebswelle 15 in einer Seitenansicht dargestellt. Zu erkennen ist, dass das Schneckenrad 14 in axialer Richtung zweigeteilt aufgebaut ist. Ein erster Bereich 28 weist eine Schneckenkontur auf, welche mit der Abtriebsschnecke 13 kämmt. Der zweite Bereich 29 weist die Ausnehmung 19 auf, in die die Rastnase 18 des Blockierelements 16 in Blockierposition eingreift.

In 2 ist eine alternativ ausgebildete Scheibenwischvorrichtung 1 dargestellt. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zu der in 1 dargestellten Scheibenwischvorrichtung 1 eingegangen. Bezüglich der Gemeinsamkeiten wird auf die vorhergehende Figurenbeschreibung verwiesen.

Im Unterschied zu der Scheibenwischvorrichtung gemäß 1 blockiert das Blockierelement 16 mit Rastnase 18 nicht unmittelbar das Schneckenrad 14, sondern die Antriebswelle 15. Hierzu ist in den Umfang der Antriebswelle 15 eine Ausnehmung 19 eingebracht, in die die Rastnase 18 des als Wipphebel ausgebildeten Blockierelements 16 eingreifen kann. Alternativ ist es auch denkbar, das Blockierelement 16 derart anzuordnen, dass es die Ankerwelle 5 unmittelbar blockiert. Neben der Herstellung eines Formschlusses, wie im vorliegenden Fall, ist auch die Blockierung mittels einer kraftschlüssigen, insbesondere reibschlüssigen Verbindung denkbar.

Ein weiterer Unterschied zu der in 1 gezeigten Scheibenwischvorrichtung 1 besteht in der Anordnung des Federelements 27. Dieses stützt sich einerseits an dem Ausleger 26 des Blockierelements 16 und andererseits an der Innenwand des Getriebegehäuses 10 ab. Der hierdurch hervorgerufene Rückstelleffekt ist jedoch derselbe wie bei der Ausführungsform gemäß 1. Mittels des Federelements 27 wird das Blockierelement 16 bei nicht bestromtem elektromotorischen Antrieb 2 zurück in seine Blockierposition um das Schwenkgelenk 17 herum verschwenkt.


Anspruch[de]
Scheibenwischvorrichtung, mit mindestens einem elektrischen Antrieb (2) mit einer Ankerwelle (5), und mit einem auf der Ankerwelle (5) angeordnetem Ankerpaket (4), wobei die Ankerwelle (5) zumindest abschnittsweise als Abtriebsschnecke (13) ausgebildet ist, die mit einem Schneckenrad (14) kämmt, welches eine Abtriebswelle (15) antreibt, wobei ein Blockierelement (16) vorgesehen ist, welches mittels einer Verstelleinrichtung (20) zwischen einer Blockierposition, in der es das Schneckenrad (14) und/oder die Abtriebswelle (15) und/oder die Ankerwelle (5) gegen ein Verdrehen mechanisch blockiert und einer Freigabeposition verstellbar ist, wobei die Verstelleinrichtung (20) mittels einer aus dem Magnetfeld des bestromten Ankerpaktes (4) resultierenden magnetischen Verstellkraft betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerwelle (5) axial unverschieblich gelagert ist, und dass die Verstelleinrichtung (20) eine mit dem Blockierelement (16) gekoppelte, durch die magnetische Verstellkraft des bestromten Ankerpaktes (4) verstellbare, zumindest teilweise ferromagnetische Ankerplatte (21) aufweist. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Blockierelements (16) aus seiner Blockierposition in seine Freigabeposition entgegen der Kraft eines Federelements (27) erfolgt. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (21) linear beweglich geführt ist. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (21) von der Ankerwelle (5) durchsetzt ist und in axialer Richtung entlang der Ankerwelle (5) verstellbar ist. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (16) als ein, um ein Schwenkgelenk (17) verschwenkbar gelagerter Wipphebel ausgebildet ist. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Ankerplatte (21) über eine, vorzugsweise gelenkig, mit dem Wipphebel verbundene Stange (25) gekoppelt ist. Scheibenwischvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (27) zwischen Ankerplatte (21) und Ankerpaket (4) angeordnet ist und sich an der Ankerplatte (21) abstützt. Scheibenwischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (27) einerseits am Wipphebel und andererseits an einem nicht verschiebbaren Bauteil, insbesondere einer Gehäusewand, abstützt. Scheibenwischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (16) eine Rastnase (18) aufweist, die in Blockierposition in eine Ausnehmung (19) des Scheckenrads (14) und/oder der Abtriebswelle (15) und/oder der Ankerwelle (5) eingreift, und dass die Ausnehmung (19) derart angeordnet ist, dass sich ein von der Abtriebswelle (5) angetriebener Wischerarm beim Eingreifen der Rastnase (18) in die Ausnehmung (19) in seiner Parkposition befindet.






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