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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Scheibenwischerantrieb gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der
EP 0 918 671 B1 ist
ein als Scheibenwischerdirektantrieb ausgebildeter Scheibenwischerantrieb
bekannt. Bei einem Scheibenwischerdirektantrieb handelt es sich
um einen Scheibenwischerantrieb ohne Gestänge, bei dem
die Abtriebswelle (Wischerwelle) über ein Verzahnungsgetriebe angetrieben
wird. Der Scheibenwischerantrieb umfasst einen Elektromotor, auf
dessen Motorwelle drehfest eine Getriebeschnecke sitzt, mit welcher
ein als Schneckenrad ausgebildetes Abtriebsrad antreibbar ist. Drehfest
mit dem Abtriebsrad ist eine Abtriebswelle verbunden, an derem freien
Ende ein Wischerarm festlegbar ist. Die von dem Abtriebsrad und der
Abtriebswelle gebildete Baueinheit ist in radialer Richtung ausschließlich
unmittelbar über die Abtriebswelle radial innerhalb eines
Gehäusedoms gelagert. Insbesondere dann, wenn an der von
dem freien Ende der Abtriebswelle abgewandten Stirnseite des Abtriebsrades
mit Axialabstand zur Abtriebswelle ein Magnetelement zum Zusammenwirken
mit einem Magnetfeldsensor zur Positionserkennung angeordnet wird,
weist die Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination eine nicht unerhebliche
Axialerstreckung auf. Da der zur Verfügung stehende Bauraum
in Kraftfahrzeugen begrenzt ist, bestehen Bestrebungen, den benötigten
Bauraum, insbesondere die Axi alerstreckung der Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination, zu
minimieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenwischerantrieb
vorzuschlagen, dessen Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination eine
möglichst geringe Axialerstreckung aufweist.
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Technische Lösung
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Diese
Aufgabe wird mit einem Scheibenwischerantrieb mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den
Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den
Figuren offenbarten Merkmalen.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination
(Baueinheit) nicht wie im Stand der Technik ausschließlich über
die Abtriebswelle in radialer Richtung zu lagern, sondern zusätzlich
oder alternativ zu einer Abtriebswellen-Radiallagerung eine Abtriebsrad-Radiallagerung
zu realisieren. Hierzu ist es notwendig, das Abtriebszahnrad, genauer
den zentrischen, die Abtriebswelle umschließenden Nabenabschnitt,
axial in Richtung des freien Endes der Abtriebswelle zu verlängern,
sodass das Abtriebsrad über den Nabenabschnitt in radialer
Richtung abgestützt (gelagert) werden kann. Der hieraus
resultierende, verlängerte Nabenabschnitt dient dabei zum
seitlichen Stützen der Abtriebswelle und damit zur Minimierung
der Gefahr des seitlichen Verkippens der Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination,
sodass die untere Abtriebswellenposition im Vergleich zum Stand
der Technik in Richtung der dem freien Ende der Abtriebswelle zugewandten
Stirnseite des Abtriebsrades verschoben werden kann. Hierdurch ist
es möglich, das Abtriebsrad, insbesondere einen axialen
Fortsatz des Abtriebsrades, an der von dem freien Ende der Abtriebswelle
abgewandten Seite zu verkürzen, wodurch insbesondere in
Kombination mit einer im Vergleich zum Stand der Technik verkürzten
Abtriebswelle eine minimierte Axialerstreckung der Abtriebswelle-Abtriebszahnrad-Kombination
und damit des gesamten Scheibewischerantriebs erzielt werden kann.
Wenn die Axialerstreckung des Nabenabschnittes groß genug
gewählt wird, ist es denkbar, die Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination
ausschließlich am Abtriebsrad in radialer Richtung zu lagern. Bevorzugt
ist jedoch eine Ausführungsform, bei der zusätzlich
zur radialen Lagerung des Abtriebsrades eine radiale Lagerung der
Abtriebswelle, vorzugsweise in einem axial zum Nabenabschnitt des
Abtriebsrades beabstandeten Bereich, vorgesehen wird.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform des Scheibenwischerantriebs,
bei der die Abtriebsrad-Abtriebswelle-Kombination an einem von dem
freien Ende der Abtriebswelle abgewandten Ende im und/oder am Abtriebsrad
ein Magnetelement zum Zusammenwirken mit einem Magnetfeldsensor,
vorzugsweise zur Positionserkennung aufweist. Bevorzugt handelt
es sich dabei um einen Sensor zur Ausnutzung des anisotropen magnetoresistiven
(AMR) Effektes. Durch die Verlängerung des Nabenabschnittes
in Richtung des freien Endes der Abtriebswelle zum Festlegen des
Wischers und der damit verbundenen Versetzung des in dem Abtriebsrad
aufgenommenen Endes der Abtriebswelle in Richtung der dem freien
Ende der Abtriebswelle zugewandten Stirnseite kann auch das, insbesondere scheibenförmige,
Magnetelement in axialer Richtung näher hin zu dem freien
Ende der der Wischerwelle zugewandten Stirnseite des Abtriebsrades
versetzt werden, was sich positiv auf die minimierte Axialerstreckung
der Abtriebswelle-Abtriebsrad-Kombination auswirkt. Besonders bevorzugt
ist eine Ausführungsform, bei der das Magnetelement in
axialer Richtung mit der Längserstreckung der Abtriebswelle fluchtend
angeordnet ist.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausführungsform des Scheibenwischerantriebs,
bei der das Abtriebsrad einen, im Wesentlichen flachzylindrischen Zahnradabschnitt
aufweist, der an seiner Mantelfläche eine Verzahnung, vorzugsweise
eine Schneckenverzahnung, zum Zusammenwirken mit einer Getriebeschnecke
aufweist. Dieser flachzylindrische Zahnradabschnitt wird von dem,
vorzugsweise hohlzylindrischen, Nabenabschnitt in axialer Richtung
hin zum freien Ende der Abtriebswelle überragt. Besonders
bevorzugt ist es nun, wenn das mit dem Magnetfeldsensor zusammenwirkende
Magnetelement vollständig von dem Zahnradabschnitt aufgenommen
ist und das Abtriebsrad auf der von dem freien Ende der Abtriebswelle
abgewandten Seite nicht überragt. Selbstverständlich
ist auch eine Ausführungsform realisierbar, bei der das
Magnetelement den flachzylindrischen Zahnradabschnitt in Richtung
von dem freien Ende der Abtriebswelle weg (vorzugsweise nur geringfügig) überragt.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der
radial gelagerte Nabenabschnitt mittels einer Gleitlagerkonstruktion
gelagert ist, um die Radialerstreckung des Scheibenwischerantriebs
im Radiallagerbereich zu minimieren. Besonders bevorzugt wirkt der
radial gelagerte Lagerabschnitt dabei mit einer Lagerbuchse zusammen, die
vorzugsweise entweder unmittelbar von dem Gehäuse des Scheibenwischerantriebs
oder einem im Gehäuse angeordneten, sich am Gehäuse
abstützenden und/oder an diesem festgelegten Einbauteil gebildet
ist. Besonders bevorzugt wird die Lagerbuchse dabei von einem hohlzylindrischen
Abschnitt des Gehäuses bzw. des Einbauteils gebildet. Besonders
zweckmäßig ist es, wenn es sich bei dem Einbauteil
um ein Stanzbiegeteil aus Metall handelt, welches neben seinem,
vorzugsweise hohlzylindrischen, Lagerbuchsenabschnitt zum radialen
Lagern des Nabenabschnittes des Abtriebsrades einen, vorzugsweise
flachen, sich in radialer Richtung erstreckenden, vorzugsweise ringförmigen
Abschnitt umfasst, der als Axialanlauf für das Abtriebsrad
in einem Bereich radial außerhalb des Nabenabschnittes
dient.
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Wie
eingangs erläutert, ist eine Ausführungsform realisierbar,
bei der die Abtriebswelle-Abtriebsrad-Kombination in radialer Richtung
ausschließlich am verlängerten Nabenabschnitt
gelagert ist. Zum sicheren Verhindern eines Verkippens der Abtriebswelle-Abtriebsrad-Kombination
während des Betriebs ist jedoch eine Ausführungsform
zu bevorzugen, bei der mit Axialabstand zu dem radial gelagerten
Nabenabschnitt ein Radiallager, vorzugsweise ein Gleitlager der
Abtriebswelle vorgesehen ist.
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Um
eine sichere Übertragung des Drehmomentes von dem Abtriebsrad
auf die Abtriebswelle sicherzustellen, ist eine Ausführungsform
bevorzugt, bei der die Abtriebswelle formschlüssig mit
dem Abtriebsrad verbunden ist. Bevorzugt weist die Abtriebswelle
hierzu in einem Formschlussabschnitt eine Oberflächenstruktur,
vorzugsweise eine Rände lung auf, mit der der Formschluss
zum Abtriebsrad, insbesondere zum Nabenbereich hergestellt ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der
einen Formschluss mit dem Abtriebsrad bildende Formschlussabschnitt
sich in axialer Richtung in einen Bereich der Abtriebswelle hinein
erstreckt, welche radial bis innerhalb des radial außen
gelagerten Nabenabschnittes hineinragt, oder dass der Formschlussabschnitt
vollständig in dem verlängerten Nabenabschnitt
aufgenommen ist.
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Um
eine optimale seitliche Stützung der Abtriebswelle zu gewährleisten,
ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Nabenabschnitt über
den größten Teil seiner Axialerstreckung radial
innen unmittelbar die Abtriebswelle stützt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel eines nur ausschnittsweise dargestellten
Scheibenwischerantriebs, wobei an einem einen Zahnradabschnitt axial überragenden
Abschnitt des Abtriebsrades ein Magnetelement angeordnet ist, und
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2 eine
alternative Ausführungsform eines Scheibenwischerantriebs,
bei der das Magnetelement vollständig im Zahnradabschnitt
des Abtriebsrades aufgenommen ist und die Abtriebswelle im Vergleich
zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 verkürzt
ist.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
ausschnittsweise ein als Scheibenwischerdirektantrieb ausgebildeter
Scheibenwischerantrieb 1 für ein Kraftfahrzeug
gezeigt. Der Scheibenwischerantrieb 1 umfasst einen nicht
gezeigten Elektromotor, der rotierend eine ebenfalls nicht gezeigte
Getriebeschnecke eines ausschnittsweise dargestellten Getriebes 2 antreibt.
Das Getriebe 2 umfasst ein als Schneckenrad ausgebildetes Abtriebsrad 3,
das an seiner Mantelfläche mit einer Außenverzahnung 4 zum
Zusammenwirken mit der vom Elektromotor angetriebenen Getriebeschnecke ausgestattet
ist.
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Der
Scheibenwischerantrieb 1 umfasst ein Gehäuse 5 aus
Metall, welches von einer stark vereinfacht dargestellten Abtriebswelle 6 durchsetzt
ist. An einem aus dem Gehäuse 5 herausragenden
freien Ende 7 der Abtriebswelle 6 ist ein nicht
gezeigter Wischerarm in an sich bekannter Weise festlegbar. Hierzu
ist die Abtriebswelle 6 im Bereich ihres freien Endes 7 bevorzugt
mit einem gerändelten Außenkonus versehen. Alternativ
kann am freien Ende 7 eine Kurbel eines Wischergestänges
einer Wischanlage festgelegt werden.
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Die
Abtriebswelle 6 ist drehfest in einem zentrischen Nabenabschnitt 8 des
Abtriebsrades 3 festgelegt und bildet mit dem Abtriebsrad 3 eine
Abtriebswelle-Abtriebsrad-Kombination 9. Neben dem Nabenabschnitt 8 weist
das Abtriebsrad 3 einen näherungsweise flachzylindrischen
Zahnradabschnitt 10, eine Art Grundplatte, mit der Außenverzahnung 4 auf.
Der Nabenabschnitt 8 erstreckt sich von einem Bereich radial
innerhalb des Zahnradabschnittes 10 in axialer Richtung
hin zum freien Ende 7 der Abtriebswelle 6 über
den Zahnradabschnitt 10 hinaus. In den Nabenabschnitt 8 ist
eine als Sacklochöffnung ausgeführte, kreisförmig
konturierte Aufnahmeöffnung 11 eingebracht, in
der die Abtriebswelle 6 durch Umspritzen festgelegt ist.
Dabei ist die Abtriebswelle 6 mit einem endseitigen, in
dem gezeigten Ausführungsbeispiel gerändelten
Formschlussabschnitt 12 formschlüssig mit dem
Nabenabschnitt 8 des Abtriebsrades 3 verbunden.
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Wie
sich weiter aus 1 ergibt, ist mit Axialabstand
zu dem in der Zeichnungsebene unteren Ende der Abtriebswelle 6 ein
Magnetelement 13 vorgesehen, das in einem Bereich axial
außerhalb des Zahnradabschnittes 10 in einem Axialfortsatz 14 angeordnet
ist. In axialer Richtung betrachtet fluchtet das AMR-Magnetelement 13 mit
der Abtriebswelle 6.
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Weiterhin
ergibt sich aus 1, dass das aus Kunststoff ausgebildete
Abtriebsrad 3, genauer der Nabenabschnitt 8, in
einem Axialabschnitt 15 radial außen gelagert
ist. Hierzu greift der Nabenabschnitt 8 in axialer Richtung
in eine hohlzylindrische Lagerbuchse 16 ein, die von einem
Einbauteil 17 aus Stahlblech gebildet ist, welches sich
in axialer Richtung an dem Gehäuse 5 abstützt.
Wie sich weiterhin aus 1 ergibt, stützt sich
die Lagerbuchse 16 radial außen in einem in der
Zeichnungsebene axial oberen Bereich innerhalb eines domförmigen
Abschnittes des Gehäuses 5 ab.
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An
einem sich radial zu der Lagerbuchse 16 erstreckenden Plattenabschnitt 18 des
Einbauteils 17 stützt sich das Abtriebsrad 3 in
axialer Richtung ab, wobei zum axialen Abstützen des Abtriebsrades 3 ein radial
außen an den Nabenabschnitt 8 angrenzender, den
Zahnradabschnitt 10 ein Stück weit in axialer Richtung überragender
Ringabschnitt 19 angeformt ist.
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Wie
sich aus 1 weiter ergibt, endet der Formschlussabschnitt 12 der
Abtriebswelle 6 in axialer Richtung betrachtet im Wesentlichen
vor dem (in der Zeichnungsebene unteren) über den Zahnradabschnitt 10 in
axialer Richtung hinaus verlängerten Nabenabschnitt 8,
welcher neben der erläuterten Gleitlagerfunktion die Aufgabe
hat die Abtriebswelle 6 in radialer Richtung zu stützen.
Der eigentliche, in Umfangsrichtung wirkende, Formschluss zur Drehmomentübertragung
vom Abtriebsrad 3 auf die Abtriebswelle 6 ist
in dem radial innerhalb des Zahnradabschnittes 10 ausgebildeten
Abschnitt des Nabenabschnittes 8 realisiert. Durch die
axiale Erstreckung des Nabenabschnittes 8 über
den Zahnradabschnitt 10 hinaus (in der Zeichnungsebene nach
oben) sowie die radiale Lagerung dieses verlängerten Zahnradabschnittes
und die radial innere Abstützung der Abtriebswelle 6 durchsetzt
letztere den Zahnradabschnitt 10 nicht axial in Richtung
des freien Endes 7 der Abtriebswelle 6, wodurch
die Axialerstreckung der Abtriebswelle-Abtriebsrad-Kombination 9 minimiert
ist.
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Wie
sich weiter aus 1 ergibt, ist zusätzlich
zu dem als Gleitlager ausgebildeten Radiallager zur radialen Lagerung
der Abtriebswelle-Abtriebsrad-Kombination 9 ein Radiallager 20 mit
Axialabstand zu dem Nabenabschnitt 8, also axial zwischen dem
freien Ende 7 der Abtriebswelle 6 und dem Abtriebsrad 3 angeordnet.
Das Radiallager 20 umfasst eine Radiallagerbuchse 21,
die radial außen am Gehäuse 5 und radial
innen unmittelbar an der Abtriebswelle 6 anliegt. An die
Radiallagerbuchse 21 grenzt ein ringförmiges Dichtelement 22 an,
welches einen Feuchtigkeitseintritt in das Gehäuse 5 sicher
verhindert.
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Im
Folgenden wird das Ausführungsbeispiel gemäß 2 erläutert.
Dieses entspricht in seinem Aufbau und in seiner Funktionsweise
im Wesentlichen dem in 1 gezeigten und zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel, sodass im Folgenden zur Vermeidung
von Wiederholungen im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eingegangen
wird. Im Hinblick auf Gemeinsamkeiten wird auf die vorhergehende
Figurenbeschreibung sowie auf 1 verwiesen.
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Im
Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist
die Abtriebswelle 6 bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 verkürzt ausgebildet. Hierzu
erstreckt sich der in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls
durch eine Rändelung gebildete Formschlussabschnitt 12 im
Endbereich der Abtriebswelle 6 in axialer Richtung in den
radial außen gelagerten (verlängerten) Nabenabschnitt 8 hinein. Eine
ausreichende seitliche Stützung ist durch den im Vergleich
zum Stand der Technik axial verlängerten, hohlzylindrischen
Nabenabschnitt analog zu 1 gegeben. Durch die verkürzte
Ausbildung der Abtriebswelle 6 und den dadurch erzielten
axialen Versatz ist im Zahnradabschnitt 10 ausreichend
Raum in axialer Richtung zur Aufnahme des Magnetelementes 13,
welches vollständig in den Zahnradabschnitt 10 aufgenommen
und diesen in axialer Richtung nicht überragend angeordnet
ist. Wie sich weiterhin aus 2 ergibt,
ist der Axialabstand zwischen dem Magnetelement 13 und
dem in der Zeichnungsebene unteren Ende der Abtriebswelle 6 genauso
groß wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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