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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein
Windschutzscheibenwischer-Abstellmechanismen und insbesondere einen
derartigen Mechanismus des Typs, der durch Umsteuern eines
Anstriebsmotors aktiviert wird, wie in dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegeben und beispielsweise in US-A-4 729 144
beschrieben ist.
Hintergrund der Erfindung
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Fahrzeug-Windschutzscheiben-Wischersysteme halten oft die
Wischer am Ende des Wischzyklus in einer Position an, die
unter der normalen inneren Wischposition liegt, was
allgemein eine abgesenkte Abstellposition genannt wird. Der
Abstellmechanismus, der für die abgesenkte Abstellposition
sorgt, tut das im allgemeinen durch selektives Verändern der
effektiven Länge, wenn auch nicht der tatsächlichen Länge
einer Verbindung in dem Gestänge, welches die Wischer
antreibt. Eine unterschiedliche effektive Länge der variablen
Verbindung übersetzt sich in eine weiter unten liegende
Wisch- oder Abstellposition der Wischer. Die Verbindung mit
variabler Länge ist typischerweise eine Verbindung, die
direkt an einer Motor-Antriebswelle angebracht ist und
allgemein Kurbelarin genannt wird. Die effektive Länge des
Kurbelarms wird dadurch verändert, daß während des normalen
Wischzyklus der Kurbelarm in einer festen Winkelstellung relativ
zu der Antriebswelle verriegelt und dann freigegeben wird,
um zuzulassen, daß er sich exzentrisch zu einer
unterschiedlichen Winkelstellung verschiebt, wenn es erwünscht ist, die
Wischer abzustellen, wodurch der Kurbelarm eine längere
effektive Länge erhält. Derartige Abstellmechanismen können
grob in zwei Typen eingeteilt werden. Jeder Typ benötigt
irgendeinen Mechanismus zum Festlegen der Verbindung mit
variabler Länge während eines normalen Wischzyklus und zum
Freigeben dieser Verbindung, um die Wischer abzustellen.
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In der ersten allgemein Kategorie von Abstellmechanismen
dreht der Motor nur in einer Richtung. Ein
Verriegelungsmechanismus legt die variable Verbindung in einer
Winkelposition fest, bis es erwünscht ist, den Wischzyklus zu beenden
und die Wischer abzustellen. Dann aktiviert ein Schalter ein
externes Bewegungsteil wie einen Magneten, um den
Verriegelungsmechanismus zu lösen und so zuzulassen, daß die
variable Verbindung sich exzentrisch in eine andere
Winkelstellung verschiebt, während der Motor in der gleichen Richtung
weiterläuft. Der unvermeidliche Nachteil eines solchen
Systems liegt in den Kosten und der Kompliziertheit des
Vorsehens des externen Bewegungsgliedes.
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Bei einer zweiten allgemeinen Kategorie ist der
Antriebsmotor bidirektional, d.h. in seiner Drehrichtung umkehrbar.
Eine Verriegelung sperrt die variable Verbindung während des
regulären Wischzyklus bei einer Winkelposition, wenn der
Motor sich in Vorwärtsrichtung dreht. Umsteuern des
Antriebsmotors bewirkt ein Lösen der Verriegelung und läßt die
variable Verbindung exzentrisch zu einer unterschiedlichen
Winkelstellung und zu einer größeren effektiven Länge verschieben.
Der grundsätzliche Vorteil eines Umsteuer-Abstellmechanismus
besteht darin, daß es relativ leicht und wenig aufwendig
ist, einfach den Antriebsmotor umzusteuern im Vergleich zum
Vorsehen eines externen Bewegungsgliedes. Ein Nachteil liegt
darin, daß, wenn die Verriegelung so ausgelegt wird, daß sie
während des normalen Wischzyklus sehr sicher und zwangsweise
wirkt, es demzufolge schwierig ist, sie zu lösen. Wenn
umgekehrt die Verriegelung so hergestellt wird, daß sie in
Reaktion auf eine Motorumsteuerung leicht lösbar ist, ist sie
allgemein während des regulären Wischzyklus nicht sehr
zwangsweise oder sicher. Bekannte Verriegelungen für
Umsteuer-Abstellmechanismen enthalten auf Drehrichtung
ansprechende
Federrastungen, Torsions-Bremsfedern,
Freilaufeinrichtungen, einfache Spannfedern, Überhubstifte und Schlitze,
kombiniert mit Rückholfedern. Von diesen ist keine Bauart so
sicher und zwangsweise wie ein extern bewegter Riegel.
Weiter verschlechtert sich das Verhalten von Strukturen wie
auf Drehrichtung ansprechenden Federrastungen, die auf
Reibung als Rückhaltekraft beruhen, beträchtlich durch
Verschleiß während der Betriebszeit.
Zusammenfassung der Erfindung
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Ein Umsteuer-Abstellmechanismus nach der vorliegenden
Erfindung wird gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden
Abschnitt des Anspruchs 1 festgelegten Merkmale.
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Die Erfindung schafft einen neuartigen
Umsteuer-Abstellmechanismus, bei dem die Verriegelung, obwohl sie teilweise auf
Reibung beruht, hochgradig zwangsläufig und sicher ist,
wobei sie beim Umsteuern des Antriebsmotors immer noch
leicht lösbar ist.
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Bei der bevorzugten Ausführung wird eine Antriebsscheibe mit
oberen und unteren Flächen an der Motor-Antriebswelle
befestigt. Ein am Fahrzeug befestigtes Gehäuse besitzt eine
Öffnung, durch welche die Motorwelle vorsteht, und eine
Dichtung, die an der Scheibe anliegt. Dadurch werden hinter der
Antriebsscheibe angeordnete Bestandteile durch das
abgedichtete Gehäuse geschützt. Eine Schwenkwelle ist mittels der
Antriebsscheibe an einem gegen die Antriebswellenachse
versetzt liegendem Punkt gelagert. Ein Kurbelarm ist an der
Schwenkwelle über der Scheibe befestigt und wird so wirksam
an einer Hauptschwenkstelle geschwenkt, die gegen die
Antriebswellenachse versetzt ist. Ein Anschlagmittel in Form
eines Antriebsansatzes an der oberen Fläche der
Antriebsscheibe liegt an der Seite des Kurbelarms an, wenn die
Antriebswelle und die Antriebsscheibe sich in der normalen
Vorwärtsrichtung drehen. Das hindert den Kurbelarm daran, in
der entgegengesetzten Richtung, der Umkehrrichtung, zu
schwenken. Eine andere Struktur verhindert das Schwenken des
Kurbelarms in der Vorwärtsrichtung.
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Ein Verriegelungsstift mit einer zylindrischen Außenfläche
ist an einer unteren Fläche der Scheibe befestigt und
besitzt Abstand von der gleichen Seite des Kurbelarins, die an
der Antriebslasche anliegt. Ein Führungshebel ist an der
Hauptschwenkwelle unter der unteren Fläche der
Antreibsscheibe befestigt und dreht sich so in gleicher Weise wie der
Kurbelarm. Ein allgemein hakenförmiger Verriegelungshebel ist
an dem Führungshebel an einem sekundären Schwenkstift
angelenkt. Der Verriegelungshebel besitzt eine im wesentlichen
geradlinige Sperrfläche an seinem äußeren Ende, die, wenn
der Verriegelungshebel sich in einer Verriegelungsstellung
befindet, an der Oberfläche des Verriegelungsstiftes an
einem Tangenten-Punkt anliegt, der gegen den oberen Totpunkt
der Verriegelungsstiftfläche versetzt ist. Die Sperrfläche
ist auch so ausgerichtet, daß sie einen flachen Winkel mit
einer auf dem Tangenten-Punkt senkrechten Linie bildet. Der
Winkel ist klein genug, daß die zwischen der Sperrfläche und
der Stiftoberfläche entstehende Reibungskraft wiederum
ausreicht, um ein Abgleiten der Sperrfläche von dem
Verriegelungsstift zu verhindern. Deshalb wird irgendwelchen
Kräften, die danach trachten, den Kurbelarm um die
Hauptschwenkstelle in der Vorwärtsrichtung relativ zur Antriebsscheibe
zu schwenken, wirksam widerstanden, und der Kurbelarm wird
sicher in einer festgelegten Winkelposition relativ zur
Antreibsscheibe begrenzt und zurückgehalten, so daß sich eine
erste Kurbelarmlänge, d.h. ein von der
Motor-Antriebswellenachse gemessener Radius ergibt.
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Um den Kurbelarm freizusetzen, so daß er sich zu einem
unterschiedlichen effektiven Radius bewegt, wenn der Motor
umgesteuert wird, ist ein Drehmomentmittel vorgesehen, das an
dem Verriegelungshebel nur dann angreift, wenn der Motor
umgesteuert wird, und nicht, wenn er in Vorwärtsrichtung
läuft. Wenn der Motor umgesteuert wird, übt das
Drehmomentmittel ein Drehmoment auf den Verriegelungshebel aus, das
bewirkt,
daß eine Schwenkung um den sekundären Schwenkstift
von der Verriegelungsposition weg erfolgt. So bewegt das
Schwenken des Verriegelungshebels die Sperrfläche infolge
der Lage des Tangenten-Punktes sauber von der
Verriegelungsstift-Oberfläche weg. Mit dem Schwenken des
Verriegelungshebels wird der Kurbelarm dazu freigesetzt, mit einem größeren
effektiven Radius um die Hauptschwenkstelle zu schwenken.
Wenn der Motor wieder in Vorwärtsrichtung läuft, bewegt sich
der Verriegelungshebel in die Verriegelungsposition zurück
und legt sich wieder an den Verriegelungsstift an, um den
Kurbelarm wieder zu begrenzen.
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Es ist deshalb ein allgemeines Ziel der Erfindung, einen
Umsteuer-Abstellmechanismus zu schaffen, der eine sehr sichere
zwangsweise Verriegelung für einen exzentrisch
verschiebbaren Kurbelarm schafft, welche jedoch ebenso leicht und
sauber beim Umsteuern gelöst wird.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen solchen
Abstellmechanismus zu schaffen durch Festlegen eines
Kurbelarmes in einer Richtung mit einer Antriebslasche, die an einer
Seite des Kurbelarms anliegt, während er in der anderen
Richtung durch einen an dem Kurbelarm angelenkten
Verriegelungshebel festgelegt wird mit einer Sperrfläche, die an einem
Verriegelungsstift so anliegt, daß ein sicherer Rückhalt und
leichtes Lösen gegeben ist.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen derartigen
Abstellmechanismus zu schaffen, bei dem eine im wesentlichen
geradlinige Sperrfläche des Verriegelungshebels eine
zylindrische Fläche des Verriegelungsstiftes an einer gegen den
oberen Totpunkt des Verriegelungsstiftes versetzten Punkt
berührt, um so durch ein auf Richtung ansprechendes
Drehmomentmittel leicht lösbar zu sein, und bei dem der durch die
Sperrfläche mit der Verriegelungsstiftfläche an dem
Tangenten-Punkt gebildete Winkel flach genug ist, daß eine an den
Flächen entstehende Reibungskraft wiederum groß genug ist,
um ein Abgleiten der Sperrfläche von dem Verriegelungsstift
zu verhindern.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Aufbau zu
schaffen, bei dem die Komponenten kompakt angeordnet,
einfach abgedichtet und einfach wieder an einen reversiblen
Motor anpaßbar sind.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
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Diese und andere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden schriftlichen Beschreibung und
der beigefügten Zeichnung, in welcher:
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Fig. 1 eine Seitenansicht ist, die einen
Querschnitt durch eine obere Seite eines
Motorgehäuses und ein äußeres Gehäuse zeigt, welche
eine bevorzugte Ausführung eines
Abstellmechanismus nach der vorliegenden Erfindung in
Seitenansicht darstellen;
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Fig. 2 eine Draufsicht ist, welche den
Abstellmechanismus ohne Außengehäuse zeigt und die
verriegelte normale Laufposition darstellt;
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Fig. 3 eine Ansicht wie Fig. 2 ist, jedoch mit
Entfernen eines Teils des oberen Aufbaus und
Darstellen anderen Aufbaus mit gestrichelten
Linien, um den unteren Aufbau sichtbar
werden zu lassen;
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Fig. 4 eine Ansicht wie Fig. 3 ist, die jedoch den
umgesteuerten Motor und beginnendes
Entriegeln zeigt;
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Fig. 5 eine Ansicht wie Fig. 4 ist, die den
weiteren Fortschritt des Entriegelungsvorgangs
zeigt;
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Fig. 6 eine vollständig abgestellte Position zeigt;
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Fig. 7 eine Rückkehr von der Abstellung zeigt,
wobei der Motor sich wieder in
Vorwärtsrichtung dreht und die Verriegelung wieder
einsetzt;
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Fig. 8 das Ansprechen des Abstellmechanismus auf
ein Hindernis zeigt, das das vollständige
Erreichen der Abstellposition verhindert;
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Fig. 9 ein Körperumrißdiagramm ist, das die
verschiedenen bei vollständiger Verriegelung
des Mechanismus arbeitenden Kräfte zeigt.
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In Fig. 1 und 2 ist ein Fahrzeug in gekürzter Weise
dargestellt durch einen allgemein mit 10 bezeichneten Motor, der
ein Gehäuse 12 und eine zentrale Antriebswelle 14 besitzt.
Das Motorgehäuse 12 und die Antriebswelle 14 werden an einer
üblichen Fahrzeugkarosserie befestigt und stellen so das
Grundteil oder den Grundbezugsrahmen dar, an dem die anderen
Komponenten angebracht sind und demgegenüber sie sich
bewegen. Die Motor-Antriebswelle 14 dreht sich normalerweise in
einer Vorwärtsrichtung um eine in Fig. 1 durch eine
strichpunktierte Linie dargestellte Zentralachse. Die normale
Vorwärtsrichtung ist hier zufällig in der Perspektive nach Fig.
2 gesehen im Uhrzeigersinn. Der Motor 10 ist von der Art,
bei der die Drehrichtung der Welle 14 auch umgesteuert
werden kann, was die Bedienungsperson einfach mit einem
üblichen Aus-Schalter und zugehöriger, nicht dargestellter
Verschaltung erzielt. Eine bevorzugte Ausführung eines
Umsteuer-Abstellmechanismus nach der vorliegenden Erfindung ist
allgemein mit 16 bezeichnet. Ein übliches Wischergestänge
mit Wischern wird durch den Motor 10 über den
Abstellmechanismus 16 angetrieben. Auch diese Teile brauchen nicht
dargestellt zu werden, da es hier nur um die mechanischen
Eigenschaften des Abstellmechanismus 16 geht und es die
verbesserte Weise ist, in welcher sie lösbar einen Kurbelarm in
seiner Bewegung beschränken, die zu beschreiben ist, um die
vorliegende Erfindung zu verstehen und ausführen zu können.
Der Abstellmechanismus 16 befindet sich außerhalb des Motors
10, was bedeutet, daß er so ausgelegt ist, daß er über die
Oberseite irgendeines reversiblen Motors angesetzt werden
kann, statt in diesen eingebaut zu werden, wie es bei vielen
in einer Richtung laufenden Systemen der Fall ist. Obwohl
der Abstellmechanismus 16 außerhalb des Motors 10 liegt, ist
er fast vollständig geschützt durch sein eigenes
Außengehäuse, das allgemein mit 18 bezeichnet ist und eine zur
Motorwelle 14 koaxiale Zentralöffnung 20 besitzt. Die
verschiedenen Bestandteile des als nächstes zu beschreibenden
Abstellmechanismus sind so ausgelegt, daß sie den Mechanismus
leichter durch das Gehäuse 18 geschützt sein lassen.
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In den immer noch betrachteten Fig. 1 und 2 ist eine
kreisförmie Scheibe, allgemein mit 22 bezeichnet, von sehr
massivem Aufbau aus Sintermetall vorhanden. Die Scheibe 22
besitzt obere und untere Flächen 22 bzw. 26 und ist starr an
dem Ende der Motor-Antriebswelle 14 koaxial innerhalb der
Gehäuseöffnung 20 befestigt. Eine Seitenkante der
Antriebsscheibe 22 ist mit einer Reibdichtung 28 in Eingriff. Ein
Hauptschwenkstift 30 ist an einer gegen die Zentralachse der
Motor-Antriebswelle 14 versetzten Stelle vollständig die
Antriebsscheibe 22 durchdringend gelagert, mit seinem oberen
Ende über der oberen Fläche 24 der Scheibe und seinem
unteren Ende unter der unteren Fläche 26 der Scheibe. Ein
allgemein mit 32 bezeichneter Kurbelarm ist an seinem inneren
Ende an dem Hauptschwenkstift 30 über der oberen Fläche 24
der Scheibe befestigt. Der Kurbelarm 32 besitzt an seinem
äußeren Ende ein Kugelgelenk 34, das mit dem Wischergestänge
verbunden wird. Der Schwenkstift 30 schafft eine
Hauptschwenkstelle, um welche der Kurbelarm 32 sich exzentrisch
relativ zu der Achse der Motorwelle 14 verschieben kann.
Wenn der Kurbelarm 32 in irgendeiner Weise in einer festen
Winkelposition relativ zur Antriebsscheibe 22 festgelegt
ist, wird eine wirksame Radiuslänge geschaffen, gemessen von
der Zentralachse der Antriebswelle 14 zu dem Kugelgelenk 34.
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Diese effektive Länge bestimmt wiederum ein bestimmtes
Wischmuster. Die Verriegelungs- und Lösestruktur, die erlaubt,
den Kurbelarm 32 wahlweise an zwei unterschiedlichen
effektiven Längen festzulegen wird als nächstes beschrieben.
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Bezieht man sich als nächstes auf die Fig. 1, 2 und 3, so
ist ein allgemein mit 36 bezeichneter Führungshebel an dem
Hauptschwenkstift 30 und unter der unteren Fläche 26 der
Scheibe allgemein parallel zu dem darüberliegenden Kurbelarm
32 befestigt. Der Führungshebel 36 schwenkt in Verriegelung
mit dem Kurbelarm 32 um den Hauptschwenkstift 30 und dient
effektiv als eine Verlängerung des Kurbelarms 32, an der
andere Aufbauten bequem befestigt werden können. Wie am
besten in Fig. 3 zu sehen, ist ein allgemein hakenförmiger,
allgemein mit 38 bezeichneter Verriegelungshebel mit einem
sekundären Schwenkstift 40 an dem Führungshebel 36
angelenkt. Ein äußeres Ende des Verriegelungshebels 38 umfaßt
eine Sperrfläche 42 unter einer gekrümmten Anschlagfläche
44. Die Form der Sperrfläche 42 und ihre Ausrichtung zu
anderen später zu beschreibenden Strukturen ist für den Betrieb
der Erfindung wichtig. Hier ist die Sperrfläche 42 im
wesentlichen geradlinig und erstreckt sich allgemein senkrecht zu
dem Verriegelungshebel 38. Von einem inneren Ende des
Verriegelungshebels 38 steht eine Lösefahne 46 ab, die gegen die
Mittellinie des sekundären Schwenkstifts 40 versetzt ist.
Eine am besten in Fig. 3 zu sehende Torsions-Rückholfeder 48
ist zwischen dem Führungshebel 36 und dem Verriegelungshebel
38 eingehakt, um den Verriegelungshebel 38 eine
kontinuierliche Drehvorspannung auf eine Position hin zu verleihen, die
als "Verriegelungsstellung" bezeichnet werden kann. In der
Verriegelungsstellung steht der Verriegelungshebel 38 im
wesentlichen senkrecht zum Kurbelarm 32, so daß die
Sperrfläche 42 im wesentlichen parallel zu einer Seite des
Kurbelarms 32 liegt, insbesondere zu der Kante eines Vorsprungs 50
an der Seite des Kurbelarms 32. Ein Anschlagmittel in Form
eines zylindrischen Antriebsansatzes 52 steht an der oberen
Fläche 24 der Antriebsscheibe vor. Ein zylindrischer
Verriegelungsstift 54 steht von der unteren Fläche 26 der
Antriebsscheibe
nahezu koaxial mit dem Antriebsansatz 52 nach unten
ab. Der Verriegelungsstift 54 ist an der Antriebsscheibe 22
so angeordnet, daß dann, wenn der Kurbelarm-Vorsprung 50
gegen den Antriebsansatz 52 anliegt und der
Verriegelungshebel 38 sich in der Verriegelungsposition befindet, wie in
Fig. 2, die Oberfläche des Verriegelungsstiftes 54 die
Sperrfläche 42 gerade berührt. Da die Sperrfläche 42 im
wesentlichen geradlinig ist, ist der Bereich der gegenseitigen
Berührung ein Tangenten-Punkt oder eine kleine Tangenten-Fläche.
Anders ausgedrückt: die Sperrfläche 42 umfaßt die Oberfläche
des Verriegelungsstiftes 54 nicht. Da sowohl der
Führungsstift 36, wie auch der Verriegelungshebel 38 und der
Verriegelungsstift 54 alle unter der unteren Fläche 26 der Scheibe
angeordnet sind, und da die Seitenkante der Scheibe 22
mittels der Dichtung 28 abgedichtet ist, liegen nur die obere
Fläche 24 der Scheibe, der Antriebsansatz 52 und der
Kurbelarm 32 außerhalb des Gehäuses 18 frei. Das bietet einen
großen Vorteil, einerseits für den Schutz, und andererseits
dadurch, daß der Abstellmechanismus leicht und praktisch auf
die Welle irgendeines reversiblen Motors zur Nachrüstung
aufgesetzt werden kann.
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Als nächstes kann anhand der Fig. 9 gesehen werden, wie der
eben beschriebene Verriegelungsaufbau normalerweise den
Kurbelarm 32 in einer ersten festgelegten Winkelposition
relativ zur Scheibe 22 hält. Wenn die Motorwelle 14 und die
Antriebsscheibe 22 sich in der Uhrzeigerrichtung
vorwärtsbewegen, wird der Antriebsansatz 52 kontinuierlich zu der Kante
des seitlichen Fortsatzes 50 des Kurbelarms hin angestoßen.
Infolgedessen ist es unmöglich, daß sich der Kurbelarm 32 in
Rückwärtsrichtung um den Hauptschwenkstift 30 dreht.
Gleichzeitig wird jede auf den Hebelarm ausgeübte Kraft, die dazu
neigt, ihn in Vorwärtsrichtung um den Stift 30 zu schwenken,
die Sperrfläche 42 zu der Fläche des Verriegelungsstiftes 54
hinziehen. Insbesondere wird eine solche mit Fc bezeichnete
Kraft längs der strichpunktierten Linie zwischen dem Zentrum
des sekundärer Schwenkstifts 40 und dem Berührungspunkt
(Tangentenpunkt) der Fläche des Verriegelungsstiftes 54 mit der
Sperrfläche 42 wirken. Eine ebenfalls strichpunktiert
dargestellte Senkrechte auf den Tangentenpunkt bildet einen
kleinen Winkel α mit der Sperrfläche 42. In anderen Worten, die
Sperrfläche 42 liegt nicht genau senkrecht zu der Linie,
längs der Fc wirkt. Als Konsequenz besitzt die Kraft Fc eine
nach rechts wirkende Komponente, die so wirkt, daß sie die
Sperrfläche 42 von dem Verriegelungsstift 54 wegzieht, und
diese Komponente besitzt eine Größe von Fc sin α. Während α
und damit sin α klein ist, kann Fc möglicherweise groß sein.
Der Komponente von Fc entgegengesetzt wirkt die
Reibungskraft Ff, die nach links wirkt und die Sperrfläche davor
bewahrt, von dem Verriegelungsstift 54 abzugleiten. Zusätzlich
hilft die Kraft der Rückholfeder 48, die Sperrfläche 42 am
Verriegelungsstift 54 zu halten, jedoch kann das für eine
quantitative Analyse außer Betracht gelassen werden. Die
Größe von Ff ist der Reibungskoeffizient u zwischen der
Sperrfläche 42 und der Oberfläche des Verriegelungsstiftes
54 mal der Normalkraft Fn an dem Tangentenpunkt. Die Größe
von Fn ist wiederum die andere Komponente von Fc, oder
Fc cos α. So ist im statischen Zustand, wenn die Abziehkraft
gleich der Haltekraft ist, Fc sin α gleich u Fc cos α. Das
kann reduziert werden auf u = tan α. In anderen Worten, wenn
der Winkel α und der Wert seiner Tangens größer wird, ist
ein größerer Reibungskoeffizient notwendig, um die
Sperrfläche 42 vor dem Abgleiten von dem Verriegelungsstift 54 zu
bewahren, und umgekehrt. Bei der gezeigten bestimmten
Ausführung beträgt α etwa 100, und so ist ein Reibungskoeffizient
von etewa 0,17 notwendig. Das liegt gut innerhalb der bei
einer an einer sauberen Stahlfläche beim Anliegen gegen eine
andere saubere Stahlfläche verfügbaren Werte. So besteht die
Gesamtauswirkung darin, daß der Kurbelarm 32 in keiner der
beiden Richtungen schwenken kann und sehr fest und sicher
gehalten wird. Selbstverständlich würde bei einem Winkel α von
0º, d.h. einer Ausrichtung, bei der die Sperrfläche 42
senkrecht zur Kraftlinie von Fc liegt, die stärkste Haltekraft
bestehen. Jedoch wird die dargestellte Ausrichtung aus den
nachfolgend beschriebenen Gründen bevorzugt.
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In den Fig. 1 bis 4 werden die Aspekte des Aufbaus
dargestellt, die das andere erwünschte Merkmal ergeben, nämlich
das leichte und saubere Lösen beim Umsteuern. Ein
Drehmomentmittel ist vorgesehen, welches ein Drehmoment auf den
Verriegelungshebel 38 ausübt, um ihn beim Umsteuern der Welle 14
von der Verriegelungsposition weg, d.h. im Uhrzeigersinn um
den Sekundärschwenkstift 40 zu schwenken. Das setzt den
Kurbelarm 32 frei, um ihn von dem Antriebsansatz 52 zu einer
neuen Winkelposition zu bewegen, die eine größere effektive
Kurbelarmradiuslänge und eine niedrigere
Wischer-Abstellposition der zugehörigen Wischer ergibt. Bei der bevorzugten
beschriebenen Ausführung enthält das Drehmomentmittel
zusätzlich zu der vorstehend genannten Lösefahne 46 am
Verriegelungshebel 38 einen allgemein mit 56 bezeichneten
winkelhebelförmigen Lösehebel. Der Lösehebel 56 ist gegenüber dem
Fahrzeug dadurch verschwenkbar, daß er beim Stift 58 an dem
Motorgehäuse 12 angelenkt ist. Tatsächlich ist der Lösehebel
56 indirekt an dem Motorgehäuse 12 angelenkt, da er an einer
anderen Struktur angelenkt ist, wie später beschrieben, die
für ein weiteres Merkmal sorgt. Der Lösehebel 56 besitzt an
seinem vorderen Ende verschiedene Wirkflächen einschließlich
einer angehobenen Gleitfläche 60, die eine flache Neigung
relativ zum Umfang der Scheibe 22 besitzt, und einer
Sperrfläche 62 unter der Gleitfläche 60, die eine steile Neigung
relativ zum Umfang der Scheibe 22 besitzt. Eine Anschlaglippe
64 sitzt an dem Ende der Sperrfläche 62. Eine an dem anderen
Ende des Lösehebels 56 eingehakte Rückhol-Spannfeder 66
ergibt eine kontinuierliche Drehvorspannung radial nach
innen um den Stift 58 in eine Wirklage. Die Wirklage des
Lösehebels 56 ist in Fig. 4 gezeigt, wenn auch Fig. 4 den
Motor 10 beim Lauf in umgekehrter Richtung darstellt. In der
Wirklage des Lösehebels 56 sitzt die Gleitfläche 60 mit
einem kleineren Radius relativ zur Achse der Antriebswelle
14 auf als die Lösefahne 46 des Verriegelungshebels. Wenn
demzufolge die Welle 14 und die Scheibe 22 sich in
Vorwärtsrichtung drehen, berührt die Lösefahne 46 die angehobene
Gleitfläche 60 und gleitet an ihr vorbei, verfehlt jedoch
die untere Sperrfläche 62, welche den Lösehebel 56 bei jeder
Drehung nach außen stößt. Das ist in Fig. 2 und 3 im
Fortgang gezeigt. Wenn der Lösehebel 46 sich vollständig an der
Gleitfläche 60 vorbeibewegt hat, bewegt sich der Lösehebel
60 automatisch in die Wirklage der Fig. 4 zurück. So ist
keine Einwirkung auf den Verriegelungshebel 38 vorhanden,
wenn die Welle 14 in Vorwärtsrichtung läuft, und der
Kurbelarm 32 bleibt sicher an seiner Ort verriegelt.
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Aus den Fig. 4 bis 7 ist zu ersehen, daß beim Rückwärtslauf
der Motorwelle 14 im Gegenuhrzeigersinn die
Verriegelungshebel-Lösefahne 46 ggf. die Lösehebel-Sperrfläche 62 treffen
wird, bevor sie eine Gelegenheit hat, die Gleitfläche 60 zu
treffen. Das ist gerade in Fig. 4 der Fall. Die fortgesetzte
Drehung der Welle 14 in der Rückwärtsrichtung läßt deshalb
den Lösehebel 46 die Lösefahne 46 anstoßen, wodurch ein
Drehmoment auf den Verriegelungshebel 38 um die Achse des
sekundären Schwenkstiftes 40 erzeugt wird. Der Verriegelungshebel
38 wird dadurch in der Gegenuhrzeigerrichtung von der
Verriegelungsposition weg geschwenkt, was in Fig. 5 auftritt. Die
Lösefahne 46 kann längs der Sperrfläche 62 soweit gleiten,
bis ein Entriegeln auftritt, wie aus einem Vergleich der
Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, jedoch verhindert die
Anschlaglippe 64, daß die Lösefahne 46 die Sperrfläche 62 verläßt.
Wenn die Scheibe 22 sich weiter rückwärts dreht, bewegt sich
der Verriegelungsstift 54 vollständig von dem
Verriegelungshebel 38 weg, der dann durch die Drehvorspannung der
Rückholfeder 48 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Als ein
Ergebnis wird dann der Kurbelarm 32 freigesetzt, im
Uhrzeigersinn von dem Antriebsansatz 52 weg um den Hauptstift 30 zu
schwenken, wobei er sich exzentrisch relativ zur Achse der
Motor-Antriebswelle 14 verschiebt. Wenn der Kurbelarm 32 die
Abstellage nach Fig. 6 erreicht, in der das Kugelgelenk 34,
der Hauptschwenkstift 30 und die Antriebswelle 14
grundsätzlich miteinander ausgerichtet sind, halten eine nicht
dargestellte übliche Verschaltung und Fühler die Drehung der
Motor-Antriebswelle 14 an. Dadurch wird die vollständig
abgestellte Position bestimmt, in der die Wischer dank der
größeren effektiven Länge des Kurbelarms 32 zu einer tieferen
Wischerposition bewegt sind. Wenn die Motor-Antriebswelle 14
wieder in der Vorwärtsrichtung im Uhrzeigersinn angetrieben
wird, wirkt die Kraft von dem nicht dargestellten
Wischergestänge auf den Kurbelarm zurück, um den Kurbelarm 32 im
Gegenuhrzeigersinn um den sekundären Schwenkstift 40 zu
schwenken, wenn der Verriegelungsstift 54 sich zu dem
Verriegelungshebel 38 zurückbewegt. Eventuell trifft, wie in Fig.
7 gezeigt, die Anschlagfläche 44 den Verriegelungsstift 54,
der den Verriegelungshebel 38 weit genug nach außen treibt,
um den Verriegelungsstift 54 unter die Sperrfläche 42
zurückkehren zu lassen. Die Rückholfeder 48 bewegt den
Verriegelungshebel 38 in seine Verriegelungsposition zurück, wie
auch der Kurbelarmansatz 50 sich gegen den Antriebsansatz 52
zurückbewegt, und der Kurbelarm 32 wird danach wieder in
seiner ersten Position verriegelt.
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In Fig. 9 sind die Merkmale dargestellt, die sicherstellen,
daß der Verriegelungshebel 38 frei und sauber von dem
Verriegelungsstift 54 lösbar ist. Es ist erinnerlich, daß die
Sperrfläche 42 absichtlich so ausgerichtet ist, daß sie
nicht genau senkrecht zur Kraftlinie von Fc steht. Wegen des
flachen Winkels α wird der Berührungs-Tangentenpunkt der
Außenfläche des Verriegelungsstifts 54 mit der Sperrfläche 42
sich nicht bei der 12 Uhr-Stellung, d.h. dem oberen Totpunkt
der Oberfläche des Verriegelungsstifts 54 befinden, der hier
als OTP bezeichnet ist. Stattdessen befindet sich der
Berührungspunkt etwas mehr zur 1 Uhr-Stellung hin. Anders
dargestellt, die Kraftlinie, längs der Fc wirkt, geht nicht durch
das Zentrum des Verriegelungsstifts 54, sondern rechts
davon, wie in Fig. 9 gezeigt. Demzufolge kann sich die
Sperrfläche 42 immer, wenn das Drehmoment durch den Lösehebel 56
an den Verriegelungshebel 38 angelegt wird, sauber und
unmittelbar von der Außenfläche des Verriegelungsstifts 54 weg
bewegen, ohne wesentliche Störung oder Widerstand. Das
Schwenken des Verriegelungshebels 38 um den Schwenkstift 40
geschieht deshalb ohne wesentlichen Widerstand. Es wäre eine
Störung vorhanden, falls die Berührungstelle sich an der
anderen Seite des oberen Totpunkts befände, z.B. etwa in der
11 Uhr-Stellung, noch mehr in der 10 Uhr-Stellung usw. Wenn
sich im Laufe der Zeit zwischen der Sperrfläche 42 und dem
Verriegelungsstift 54 ein Verschleiß ergäbe, würde dies
durch die Rückholfeder 48 ausgeglichen, welche den
Verriegelungshebel 38 kontinuierlich zu einer Verriegelungsposition
mit einem noch flacheren Winkel α bewegt. Wenn auch klein,
reicht der Winkel α doch aus, sicherzustellen, daß, wenn
sich der Punkt oder die Fläche des gegenseitigen Kontakts
sich im Laufe der Zeit auch etwas näher zu dem OTP bewegt,
er bzw. sie doch noch zur gleichen Seite des OTC hin wie die
Lösefahne 46 abgesetzt bleibt, so daß das Merkmal des
sauberen Lösens bestehen bleibt. Weiter kann bei einer durch
Verschleiß herbeigeführten Abnahme des flachen Winkels α mit
der Zeit die vorher beschriebene Rückhalte-Reibungskraft nur
etwas größer werden. So wird diese wünschenswerte Bedingung
geschaffen, daß Verschleiß nicht die Leichtigkeit der
Verriegelungs-Lösung vermindert und sogar die Sicherheit der
Verriegelung erhöht. Es wäre normalerweise nicht zu erwarten,
daß das Verhalten eines mechanischen Mechanismus bei
Verschleiß während längerer Zeit gleich bleibt, geschweige denn
sich in irgendeinem Sinn verbessert.
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Nach den Fig. 1, 5 und 6 bewirkt eine zusätzliche Struktur
andere Merkmale und Vorteile zusammen mit dem
Abstellmechanismus 16. Ein allgemein mit 68 bezeichneter gestanzter
Stahlnapf ist an dem Motorgehäuse 12 innerhalb des
Außengehäuses 18 so gelagert, daß er sich innerhalb gewisser
Grenzen koaxial zur Motor-Antriebswelle vor und zurück verdrehen
kann. Diese Grenzen sind gesetzt durch einen Anschlagblock
70 an dem Motorgehäuse 12, der in einen gebogenen Ausschnitt
72 der Kante des Napfs 68 paßt. Eine starke Torsionsfeder
74, die zwischen dem Napf 68 und dem Motorgehäuse 12
eingehakt ist, spannt den Napf 68 sehr stark im Uhrzeigersinn
vor, wodurch sich der Anschlagblock 70 gegen die untere
Kante des Ausschnitts 72 anlegt. So ist der Napf 68
normalerweise wirksam relativ zum Motorgehäuse 12 festgelegt. Durch
den Napf 68 wird der Lösehebel 56 direkt geschwenkt, und so
arbeitet der Lösehebel 56 unter Normalbedingungen, als ob er
direkt am Motorgehäuse 12 und damit am Fahrzeug 10 angelenkt
wäre. Der Napf 68 besitzt eine zentrale ringförmige
Einsenkung 76, von der an einer an die Lösehebel-Sperrfläche 62
angrenzenden Stelle ein gekrümmter Schlitz 78 abgeht.
Zusätzlich steht von dem Sekundärschwenkstift 40 ein koaxialer
Führungsstift 80 mit kleinerem Durchmesser ab. Wenn die Scheibe
22 sich normal in der Vorwärtsrichtung im Uhrzeigersinn
dreht, läuft der Führungsstift 80 in der Vertiefung 76, die
zusätzlich dafür sorgt, daß der Kurbelarm 32 sich nicht aus
seiner Position entfernt. Wenn sich der Mechanismus in die
Abstellposition bewegt, läuft der Führungsstift 80 in den
Schlitz 78, während die Lösefahne 46 gleichzeitig entlang
der Lösehebel-Sperrfläche 62 gleitet. Der Schlitz 78 läßt
den Führungsstift 80 aus der Vertiefung 76 herausbewegen, so
daß die Abstellposition erreicht werden kann. Der Schlitz 78
ergibt auch eine Führung für den Stift 80 und damit zum
Führen des Hebels 36 und des Kurbelarms 32, um sicherstellen
zu helfen, daß diese sich längs des richtigen Pfades sowohl
nach außen wie zurück bewegen. Ein Vergleich der Fig. 5 und
6 zeigt, wie der Führungsstift sich in dem Napfschlitz 78
vor und zurück bewegt.
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In der Fig. 8 ist ein anderes, durch den Napf 68
geschaffenes wichtiges Merkmal dargestellt. Während der
Abstellbewegung können die Wischer auf ein Hindernis treffen, z.B. auf
angestauten Schnee. Dadurch wird eine starke
Rückwirkungskraft auf den Kurbelarm 32 ausgeübt, die seiner
Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn um den Hauptschwenkstift 30
widersteht. In diesem Fall wird eine starke Rückkraft auch auf
den Führungshebel 36 und damit die Lösefahne 46 ausgeübt,
die dann im Gegenuhrzeigersinn auf den Lösehebel 56 stößt.
Die Rückkraft kann sehr stark sein wegen der großen
mechanischen Übersetzung, die in die meisten Wischergestänge
eingebaut ist. Wenn dies geschieht, kann der Napf 68, an dem der
Lösehebel 56 bei 58 angelenkt ist, sich im
Gegenuhrzeigersinn relativ zum Motorgehäuse 12 verdrehen, während sich die
Torsionsfeder 74 aufwickelt, und während der Anschlagklotz
70 sich von der unteren Kante des Napfausschnitts 72 weg
bewegt. So wird, obwohl der Führungsstift 80 in dem Schlitz
78 bleibt, der Kurbelarm 30 nicht gezwungen, sich
vollständig in die Abstell-Position zu bewegen, und dadurch werden
die Komponenten gegen Überanspruchung geschützt.
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Veränderungen der bevorzugten Ausführung können innerhalb
der breiten Vorgaben der Erfindung getroffen werden. Es ist
beispielsweise vorstellbar, daß der Verriegelungshebel
direkt an den Kurbelarm 32 statt an einen separaten
Führungshebel 36 angelenkt wird. Grundsätzlich ist der Betrieb dann
der gleiche, da der Führungshebel 36 sich im gleichen
Schritt mit dem Kurbelarm 32 bewegt. Auch ist die
Antriebsscheibe 22 als solche nicht notwendig, so lange der
Hauptschwenkpunkt 30 für den Kurbelarm 32 irgendwie vorgesehen
ist. Die Verwendung des Führungshebels 36 unter der massiven
kreisförmigen Scheibe 22 sorgt jedoch für ein kompakteres
und leichter abzudichtendes System, wodurch sich ein großer
Vorteil für die Nachbestückung ergibt. Irgendein auf
Richtung ansprechendes Drehmomentmittel kann verwendet werden,
um bei Umsteuern des Motors 10 ein Lösedrehmoment auf den
Verriegelungshebel 38 auszuüben. Der Lösehebel 56 und die
Lösefahne 46 sind in der dargestellten Art jedoch nicht nur
relativ einfach, sondern auch robust genug, um wirksam die
z.B. durch Schneelasten ausgeübte Rückkraft von dem
Kurbelarm 32 auf den Napf 68 zu übertragen. Die grundsätzliche
Ausrichtung der Sperrfläche 42, die vorstehend im Detail
beschrieben wurde, ist für den leichten Betrieb wichtig,
jedoch braucht die Sperrfläche 42 nicht perfekt geradlinig
zu sein, so lange sie die grundsätzliche Ausrichtung
beibehält. Tatsächlich kann die Sperrfläche 42 mit einer leichten
Krümmung versehen werden, die mit einem Radius gleich dem
Abstand zwischen der Achse des sekundären Schwenkstifts 40 und
dem Tangentenpunkt erzeugt wird, wobei jedoch der
Mittelpunkt des zu erzeugenden Kreises der flachen Krümmung nach
der Seite des sekundären Schwenkstifts 40 versetzt ist, die
der Lösefahne 46 gegenüberliegt. Der Tangentenpunkt wird
dabei immer noch gegen den OTP versetzt sein, so daß das
Lösen immer noch sauber vor sich geht, und der Wirkwinkel α
wird immer noch flach sein. Jedoch kann irgendein Verschleiß
des Verriegelungsstifts 54 zu der Sperrfläche 42 keine
örtliche Vertiefung in der Sperrfläche 42 bewirken. Es ist
deshalb zu verstehen, daß es nicht beabsichtigt ist, die
Erfinung gerade auf die beschriebene bevorzugte Ausführung zu
begrenzen.