DE3320773C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelgetriebe gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige Kurbel­ getriebe werden zum Antrieb eines Scheibenwischers eingesetzt, der aus dem normalen Wischfeldbereich harausbewegt und in ei­ ner sogenannten versenkten Parkstellung stillgesetzt werden soll, in der er die Sicht durch die Windschutzscheibe nicht behindert.

Bei einer bekannten Anlage dieser Art ist der Exzenter als Buchse ausgebildet, die auf dem Kurbelzapfen drehbar gelagert ist. An dieser Exzenterbuchse ist schwenkbar eine Schubstange angelenkt, die über geeignete Bewegungsübertragungsmittel ei­ nen Scheibenwischer pendelnd antreibt. Durch Verstellung die­ ser Exzenterbuchse kann der wirksame Kurbelradius verändert werden, was eine Veränderung des Wischwinkels zur Folge hat.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist, daß die Schub­ stange nur in einer Ebene hin- und herschwingen kann, die senk­ recht zum Kurbelzapfen angeordnet ist. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß dieser Kurbelzapfen bzw. die die Kur­ bel antreibende Welle und die den Wischer tragende Abtriebs­ welle aus Toleranzgründen im Fahrzeug nicht genau parallel zu­ einander ausgerichtet sind. Bei der bekannten Ausführung ist daher ein Verkanten der Schubstange gegenüber der exzentri­ schen Buchse nicht ausgeschlossen, was zu erhöhten Reibungs­ verlusten und ggf. sogar zu einem Klemmen der Antriebsanlage führen kann.

Bei der bekannten Anlage wird eine drehfeste Verbindung zwi­ schen der Schubstange und der Exzenterbuchse dadurch herge­ stellt, daß ein Mitnehmer, der in einer Aussparung der exzen­ trischen Buchse geführt ist, in eine Ausnehmung unmittelbar in der Schubstange eingreift. Bei der bekannten Anlage muß also die Schubstange in besonderer Weise ausgebildet sein und herkömmliche Schubstangen von anderen Wischanlagen können so ohne weiteres nicht verwendet werden.

Aus der DE-OS 32 11 495 ist ein Kurbelgetriebe für eine Scheibenwischeranlage bekannt, bei der die Scheibenwischer ebenfalls in einer versenkten Parkstellung stillgesetzt werden. Bei dieser Anlage ist der Exzenter als Kugelbolzen ausgebildet und die Schubstange weist eine auf dem Kugelbolzen gelagerte Kugelpfanne auf. Allerdings ist dabei keine Drehrichtungsumkehr des Elektromotors vorgesehen, so daß eine elektromagnetisch gesteuerte Kupplung zur Verdrehung des Exzenters notwendig ist. Achsparallel verstellbare Mitnehmer zur Herstellung eines Formschlusses sind nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurbelgetriebe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß es auch bei komplizierten Einbauverhältnissen im Kraftfahrzeug möglichst verlustfrei und betriebssicher arbeitet. Die Länge des Kurbelzapfens soll dabei gegenüber bekannten Anlagen ohne die Möglichkeit einer versenkten Parkstellung der Wischer nicht wesentlich vergrößert werden, und das Kurbelgetriebe soll aus einfach herzustellenden Teilen aufgebaut sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Kugelgelenkaufhängung der Schubstange an dem Exzenter wird eine ausreichende Beweglichkeit der Schubstange in allen Richtungen gewährleistet, so daß diese Schubstange während der Wischbewegung geringfügig kippen kann, ohne daß dadurch Reibungsverluste an der Gelenkverbindung entstehen. Dabei wird durch die drehfest mit der Schubstange verbundene Koppelscheibe, die drehbar auf dem Zapfen gelagert ist, sichergestellt, daß der senkrecht zur Drehebene dieser Mitnehmerscheibe und somit also achsparallel verstellbare Mitnehmer sicher in eine Aufnahme in der Koppelscheibe eingreifen kann, selbst wenn die Schubstange nicht exakt senkrecht zum Zapfen ausgerichtet ist. Diese Koppelscheibe dient also praktisch als Ausgleichsglied für die möglichen Kipp- und Schwenkbewegungen der Schubstange relativ zum Kugelbolzen.

Das Wesentliche der Erfindung besteht also nicht allein darin, die bekannte Exzenterbuchse durch einen exzentrischen Kugelbolzen zu ersetzen. Wesentlich ist vielmehr, daß zugleich auch ein Weg aufgezeigt wird, wie man betriebssicher eine drehfeste Verbindung zwischen dieser kippbaren Schubstange und dem Exzenter herstellt. Gegenüber der eingangs erwähnten bekannten Ausführung wird nun zwar ein zusätzliches Teil benötigt, doch ist es nun möglich, herkömmliche Schubstangen zu verwenden, da die Aufnahme für den Mitnehmer an dieser Koppelscheibe und nicht mehr an der Schubstange vorgesehen ist.

Bei dem bekannten Kurbelgetriebe ist der Exzenter zwischen ei­ ner drehfest mit dem Kurbelzapfen verbundenen Platte und der Schubstange angeordnet, damit auf möglichst einfache Weise ei­ ne drehfeste Verbindung über einen achsparallel verstellbaren Mitnehmer zwischen dem Exzenter und der Schubstange bzw. dem Exzenter und dem Zapfen möglich ist. Diese Lösung könnte man zwar auch bei einem exzentrischen Kugelbolzen verwirklichen, doch müßte dann der Mitnehmer wegen der größeren Bauhöhe des Kugel­ bolzens im Vergleich zu der exzentrischen Buchse sehr viel länger ausgebildet werden und eine möglichst reibungsarme Um­ stellung des Mitnehmers von der einen Schaltstellung in die andere wäre nur mit größerem Aufwand realisierbar. Deshalb wird gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung einer Lösung der Vorzug gegeben, bei der alle notwen­ digen Bauteile zur Veränderung des Kurbelradius auf der gleichen Seite des Kugelbolzens auf dem Zapfen angeordnet werden. Eine solche Lösung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist hinsichtlich der Montage vorteilhaft, zumal man bau­ gleiche Teile unabhängig davon verwenden kann, ob der Exzen­ ter als einfacher oder doppelter Kugelbolzen ausgebildet ist.

Bei der bekannten Ausführung ist zur drehfesten Verbindung zwischen Schubstange und Exzenter in der einen Drehrichtung der Kurbel zusätzlich eine an der Schubstange schwenkbar ge­ lagerte, federbelastete Klinke vorgesehen, die in eine Aus­ sparung in der Mantelfläche des Exzenters eingreift. Eine solche Lösung ist auf die erfindungsgemäße Konstruktion nicht so ohne weiteres übertragbar, da ein sicherer Eingriff dieser Klinke bei einem Verkippen der Schubstange gegenüber dem Ex­ zenter nicht gewährleistet ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, diese Klinke durch einen federbelasteten Schieber zu ersetzen, der radial zum Kugelbolzen ausgerichtet ist. Dieser Schieber wird vorzugsweise in die Kugelschale, die an der Schubstange be­ festigt ist, integriert, weil diese Kugelschale aus Kunststoff gespritzt ist und daher ohne größeren Aufwand und ohne zusätz­ liche Teile diese Führung realisierbar ist.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Kurbelgetriebe,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Schnittlinie II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 bei einem anderen Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 5 Abbildungen der verschiedenen Einzelteile und

Fig. 6 schematische Darstellungen zur Verdeutlichung des Bewegungsablaufes des Kurbelgetriebes.

Zu dem Kurbelgetriebe gehört eine Kurbel 10, die von einer nicht näher dargestellten Antriebswelle in entgegengesetzten Drehrich­ tungen antreibbar ist, die in die Bohrung 11 der Kurbel einge­ setzt wird. Am anderen Ende der Kurbel 10 ist ein Zapfen 12 be­ festigt, beispielsweise vernietet. Auf diesem Zapfen 12 ist ein Kugelbolzen 13 beweglich gelagert, an dem eine Kugelpfanne 14 angelenkt ist, die an der nur teilweise angedeuteten Schubstange 15 befestigt ist. Der Kugelbolzen 13 ist exzentrisch auf dem Zapfen 12 gelagert, was aus Fig. 1 besonders deutlich hervor­ geht. Die Symmetrieachse S liegt im Abstand e seitlich der Mittellinie M des Zapfens 12. Die Schubstange 15 treibt nor­ malerweise über eine Schwinge eine Wischerwelle an, an der ein Scheibenwischer befestigt ist. Der Wischwinkel dieses Scheiben­ wischers ist dann von der Lage des Kugelbolzens relativ zum Zapfen abhängig, wie das später noch erläutert wird.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 5 die Ein­ zelteile näher beschrieben, die zur Umstellung dieses exzen­ trischen Kugelbolzens 13 notwendig sind. Auf dem Zapfen 12 ist drehbar eine Koppelscheibe 20 gelagert, die einen senkrecht ab­ stehenden, schwalbenschwanzartigen Abschnitt 12 aufweist, der zwi­ schen zwei Führungsstege 22 und 23, die einstückig an die Kugel­ pfanne 14 angeformt sind, hineinragt. Diese Koppelscheibe ist folglich drehfest mit der Schubstange 15 verbunden, wobei der senkrecht abstehende Abschnitt 21 aufgrund der schwalbenschwanz­ artigen Ausbildung eine Kippbewegung der Schubstange nicht be­ hindert. Diese Koppelscheibe 20 hat außerdem eine Aufnahme 24 in Form einer Einbuchtung mit kreisförmigem Querschnitt, wie dies Fig. 5g zeigt.

Oberhalb der Koppelscheibe 20 ist auf dem Zapfen 12 eine Mit­ nehmerscheibe 30 drehbeweglich gelagert, die - wie Fig. 5d zeigt - eine randoffene Ausnehmung 31 sowie einen Durchbruch 32 aufweist.

Oberhalb dieser Mitnehmerscheibe 30 ist an dem Zapfen 12 dreh­ fest eine Platte 40 fixiert, die eine randoffene Aussparung 41 und im Winkel dazu eine weitere Aussparung 42 aufweist. Die Ab­ messungen der Aufnahme 24 in der Koppelscheibe 20, des Durch­ bruches 32 in der Mitnehmerscheibe 30 und der Aussparung 41 in der Platte 40 sind einander derart angepaßt, daß ein Mitnehmer in Form einer Walze 50 formschlüssig eingreifen kann.

Der Kugelbolzen 13 hat einen einstückig angeformten achsparal­ lel abstehenden Ansatz 51, der seitlich der Platte 40 form­ schlüssig in die Ausnehmung 31 in der Mitnehmerscheibe 30 hin­ eingreift. Die Mitnehmerscheibe 30 ist folglich drehfest mit dem Kugelbolzen 13 verbunden. Liegt die Walze 50 als Mitnehmer in dem Durchbruch 32 der Mitnehmerscheibe 30 und der Aufnahme 24 der Koppelscheibe 20, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ist also eine drehfeste Verbindung von der Schubstange 15 über die Koppelscheibe 20, Walze 50 die Mitnehmerscheibe 30 und den Ansatz 51 zum Kugelbolzen 13 hergestellt. Liegt dagegen die Walze im Durchbruch 32 der Mitnehmerscheibe und in der Ausspa­ rung 41 der Platte 40, ist eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zapfen 12, an dem die Platte 40 drehfest fixiert ist, und dem Kugelbolzen 13 hergestellt. Die Lage der Walze 50 hängt dabei unter anderem von der Drehrichtung der Kurbel 10 ab.

In den Kugelbolzen 13 ist außermittig ein zur Platte 40 hin offenes Sackloch 52 eingearbeitet, in dem ein federbelasteter Stift 53 geführt ist. Dieser federbelastete Stift 53 ist in Umfangsrichtung einseitig abgeschrägt und ragt in einer be­ stimmten Winkelstellung des Kugelbolzens 13 relativ zur Platte 40 in die weitere Aussparung 42 hinein, wie das in Fig. 1 dar­ gestellt ist. Somit kann auch über diesen Stift 53 in der ei­ nen Drehrichtung der Kurbel eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kugelbolzen 13 und dem Zapfen 12 über die Platte 40 her­ gestellt werden. Dieser Stift 53 dient also ebenfalls als Mit­ nehmer.

Eine weitere drehfeste Verbindung in einer Drehrichtung der Kurbel zwischen der Schubstange 15 und dem Kugelbolzen 13 kann über einen federbelasteten Schieber 54 hergestellt wer­ den, der radial zum Kugelbolzen 13 in einer Führung 55 be­ weglich gelagert ist. Diese Führung 55 ist - wie Fig. 1 deut­ lich zeigt - in die Kugelpfanne 14 integriert, die dazu einen entsprechenden Ansatz 56 in Längsrichtung der Schubstange 15 aufweist. Diese Führung 55 wird durch einen Deckel 57 abge­ schlossen, der mit dem Ansatz 56 verrastet oder warmver­ stemmt wird. Der Schieber 54 ist folglich immer zum Zentrum des Kugelbolzens 13 ausgerichtet. Er arbeitet mit einem An­ schlag 58 an der Mantelfläche des Kugelbolzens 13 zusammen, der sich an eine Einlaufschräge 59 anschließt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführung, die hinsichtlich der wesent­ lichen Teile derjenigen nach Fig. 1 entspricht. Der Exzenter ist nun jedoch als Doppelkugelbolzen 60 ausgebildet, auf dem eine weitere Schubstange 15′ angelenkt ist. Man erkennt aus Fig. 4 weiterhin, daß zwischen der Kurbel 10 und der Koppel­ scheibe 20 ein Teller 61 angeordnet ist, auf dem sich ein Dichtungsbalg 62 abstützt, der an der Kugelpfanne 14 anliegt.

Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 1 außerdem dadurch, daß der Kugelbolzen 60 eine andere Schaltstellung und die Kurbel 10 eine andere Winkelstellung einnimmt. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird im folgenden die Funktionsweise dieses Kurbelge­ triebes näher erläutert:

Fig. 6a zeigt die Stellung des Getriebes in der Lage, in der ein von der Schubstange angetriebener Wischer seine versenkte Parkstellung einnimmt. Der Kugelbolzen 13 steht relativ zum Zapfen 12 in der in Fig. 4 dargestellten Lage. Die Walze 50 liegt teilweise in der Aussparung 42 der Platte 40, so daß eine drehfeste Verbindung zwischen dem Zapfen 12 und dem Kugelbolzen 13 hergestellt ist. Dreht sich nun die Kurbel ent­ gegen dem Uhrzeigersinne, bleibt die Relativlage zwischen Kugelbolzen 13 und Zapfen 12 zunächst erhalten, wie das Fig. 6a zeigt. Dabei bewegt sich die Kugelpfanne 14 relativ zum Kugelbolzen 13. Die Gelenkachse zwischen der Schubstange 15 und der Kurbel 10, während dieser Anlaufbewegung aus der ver­ drängten Parkstellung ist also die Symmetrieachse S der Kugel­ pfanne 14.

Fig. 6b zeigt die Lage der Schubstange 15 in der äußeren Um­ kehrlage des Wischers. Der Kugelbolzen 13 steht dann relativ zum Zapfen 12 in der in Fig. 1 gezeichneten Lage. Bei dieser Winkellage schlägt der Anschlag 58 an dem Schieber 54 an, wie dies Fig. 3 zeigt. Damit wird in der Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn eine drehfeste Verbindung zwischen der Schub­ stange 15 und dem Kugelbolzen 13 hergestellt. Bei dieser Winkellage liegt außerdem die Aufnahme 24 in der Koppelscheibe 20 senkrecht genau unter dem Durchbruch 32 in der Mitnehmer­ scheibe 30, so daß die als Mitnehmer dienende Walze 50 umge­ stellt wird und nun in die Aufnahme 24 eingreift. Auch über diese Walze 50 ist somit eine drehfeste Kopplung zwischen der Schubstange 15 und dem Gelenkbolzen 13 hergestellt. Im folgen­ den dreht sich daher diese Einheit aus Schubstange und Kugel­ bolzen um den Zapfen 12 wie das in Fig. 6b dargestellt ist. Schließlich nimmt die Schubstange 15 die in Fig. 6c dargestellte Lage ein, in der der Wischer seine innere Umkehrlage, d. h. die der versenkten Parkstellung benachbarte Umkehrlage einnimmt. Bei diesem Teil der Bewegung entspricht die Gelenkachse zwi­ schen der Schubstange 15 und der Kurbel 10 der Mittellinie M des Zapfens 12. Bleibt die Drehrichtung der Kurbel unver­ ändert, wird die Schubstange 15 zwischen den in Fig. 6b und 6c gezeichneten Endlagen verstellt. Dieser Verstellhub ist also ein Maß für den Wischwinkel α. Während der normalen Wischbewegung federt der Stift 53 im Kugelbolzen 13 immer kurzzeitig in die Aussparung 42 in der Platte 40 hinein. Die Anlaufschräge dieses Stiftes 53 ist jedoch in Umfangsrichtung so ausgerichtet, daß bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeiger­ sinn eine drehfeste Kopplung zwischen der Platte 40 und dem Kugelbolzen 13 nicht möglich ist. Vielmehr wird der Stift 53 immer wieder in das Sackloch 52 zurückgedrückt.

Wird nun ausgehend von der Stellung der Schubstange 15 nach Fig. 6c die Drehrichtung der Kurbel 10 geändert, bleiben die Verhältnisse zunächst wie beim normalen Wischbetrieb. Die Mittellinie M des Zapfens 12 dient als Gelenkachse zwischen der Schubstange und der Kurbel und die Mantelfläche des Zapfens 12 dient als Lagerfläche. Sobald die Schubstange die in Fig. 6b gezeichnete Lage einnimmt, rastet der Stift 53 in die Aussparung 42 der Platte 40 hinein und stellt bei dieser Drehrichtung eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kugelbolzen 13 und dem Zapfen 12 her. Bei dieser Stellung der Schubstange 15 liegt die Aussparung 41 in der Platte 40 genau oberhalb des Durchbruches 32 in der Mitnehmerscheibe 30.

Wird nun die Kurbel 10 weiterverschwenkt, wird die Walze 50 durch die Koppelscheibe 20, die sich nun relativ zur Mitnehmer­ scheibe 30 verstellt, nach oben gedrückt und stellt damit eine weitere drehfeste Kopplung zwischen dem Kugelbolzen 13 und dem Zapfen 12 her. Folglich ändert sich die Relativlage zwischen dem Kugelbolzen 13 und dem Zapfen 12 nicht mehr, so daß als Ge­ lenkachse wiederum die Symmetrieachse S der Kugelpfanne anzu­ sehen ist und als Lagerfläche die Mantelfläche des Kugelbolzens 13 dient. Damit wird die Schubstange wieder in die Ausgangs­ lage gemäß Fig. 6a gebracht, in der der Wischer in der ver­ senkten Parkstellung stillgesetzt wird.

Man erkennt aus Fig. 6, daß der normale Wischwinkel α bzw. der Verstellhub der Schubstange 15 während des normalen Wischbe­ triebes kleiner ist als beim Einlaufen bzw. Auslaufen des Wischers aus der Parkstellung. Dabei ist wichtig, daß unab­ hängig von der Drehrichtung der Kurbel 10 immer die gleiche äußere Umkehrlage gemäß Fig. 6b erreicht wird. Bei diesem Kurbelgetriebe wird also der Wischwinkel nur einseitig ver­ größert.

Claims (6)

1. Kurbelgetriebe, insbesondere für eine Scheibenwischeranlage, mit einer motorisch angetriebenen Kurbel (10) mit einem Zapfen (12), einem auf diesem Zapfen (12) gelagerten Exzenter (13) sowie einer an diesem Exzenter (13) angelenkten Schubstange (15), wobei der Exzenter (13) in einer ersten Drehrichtung der Kurbel (10) mit dem Zapfen (12) und in einer zweiten Drehrichtung mit der Schubstange (15) über achsparallel verstellbare, einen Formschluß herstellende Mitnehmer (50, 53) drehfest koppelbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• 1. der Exzenter ist als Kubelbolzen (13) ausgebildet;
• 2. die Schubstange (15) weist eine auf diesem Kugelbolzen (13) gelagerte Kugelpfanne (14) auf;
• 3. mit der Schubstange (15) ist eine Koppelscheibe (20) drehfest verbunden, die drehbar auf dem Zapfen (12) gelagert ist und als Zwischenglied zur drehfesten Kopplung zwischen dem exzentrischen Kugelbolzen (13) und der Schubstange (15) dient.

2. Kurbelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zapfen (12) oberhalb der Koppelscheibe (20) eine Mitnehmerscheibe (30) drehbar gelagert ist, daß oberhalb dieser Mitnehmerscheibe (30) am Zapfen (12) eine Platte (40) fixiert ist und darüber der Kugelbolzen (13) angeordnet ist, wobei die Mitnehmerscheibe (30) drehfest mit dem Kugelbolzen (13) verbunden ist und einen Durchbruch (32) aufweist, in dem ein Mitnehmer (50) axial verschiebbar geführt ist, der ent­ weder in eine Aussparung (41) der Platte (40) oder eine Auf­ nahme (24) der Koppelscheibe (20) eingreift.

3. Kurbelgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kugelbolzen (13) achsparallel ein Ansatz (51) ab­ steht, der formschlüssig in eine Ausnehmung (31) der Mitnehmer­ scheibe (30) eingreift.

4. Kurbelgetriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kugelbolzen (13) ein zur Platte (40) hin offenes Sackloch (52) eingearbeitet ist, in dem ein federbelasteter Stift (53) geführt ist, der in Umfangsrichtung einseitig abgeschrägt ist und in einer be­ stimmten Winkelstellung des Kugelbolzens (13) relativ zur Platte (40) in eine weitere Aussparung (42) der Platte (40) eingreift.

5. Kurbelgetriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter als Doppel­ kugelbolzen (60) ausgebildet ist und an ihm zwei Schubstangen (15, 15′) angelenkt sind.

6. Kurbelgetriebe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehfesten Kopplung zwischen der Schubstange (15) und dem Kugelbolzen (13) in der zweiten Drehrichtung der Kurbel (10) ein federbelasteter Schieber (54) vorgesehen ist, der radial zum Kugelbolzen (13) in einer einstückig an die Kugelpfanne (40) angeformten Füh­ rung (55) beweglich gelagert ist und mit einem Anschlag (58) an der Mantelfläche des Kugelbolzens (13) zusammenwirkt.