DE29901686U1

DE29901686U1 - Scheibenwischerantriebsanordnung

Info

Publication number: DE29901686U1
Application number: DE29901686U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: WO2000046082A1

Description

R. 34863

Scheibenwischerantriebsanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenwischerantriebsanordnung mit einer, auf einer Schnekkenwelle montierten Schnecke, einem auf einer Scheibenwischer-Antriebswelle montierten, mit der Schnecke kämmenden Schneckenrad und einer Steuerschaltung für einen Antriebsmotor der Schneckenwelle.

Bekannte derartige Steuerschaltungen erfassen ein oder mehrere Positionen des Scheibenwischers mit Hilfe einer Kontaktscheibe, die wie der Scheibenwischer selbst auf der Scheibenwischer-Antriebswelle montiert ist und mit diesem gemeinsam rotiert. Zur Erfassung mehrerer Positionen des Scheibenwischers ist es möglich, die Scheibe mit mehreren Spuren zu versehen und zu kodieren.

Wenn eine Position der Kontaktscheibe erfaßt wird, die einem oberen oder unteren Umkehrpunkt des Scheibenwischers entspricht, polt die Steuerschaltung den Versorgungsstrom des Antriebsmotors um, um die Antriebsbewegung zu reversieren. Diese abrupte

Umsteuerung stellt eine Belastung für den Motor und die Antriebsmechanik: des Scheibenwischers dar. Eine Drehzahlerfassung oder eine kontinuierliche Positionserfassung, die zum Beispiel einen weniger abrupten Richtungswechsel ermöglichen wurden, sind mit dieser Technik, nicht möglich. Außerdem ist die Zahl der Positionen, die erfaßt werden können, in der Praxis begrenzt, da für zusätzliche Positionen zusätzliche Spuren auf der Kontaktscheibe erforderlieh sind. Diese muß also umso größer sein, je größer die Zahl der zu erfassenden Positionen ist, was die Antriebsanordnung in unerwünschter Weise sperrig und voluminös macht.

Vorteile der Erfindung

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Scheibenwischerantriebsanordnung geschaffen, die eine kontinuierliche Positions- und Drehzahlerfassung in einem kompakten, einfachen Aufbau ermöglicht. Hierfür ist vorgesehen, daß die Steuerschaltung auf einer Trägerplatte parallel zur Schneckenwelle in einem solchen Abstand angeordnet ist, daß ein in der Steuerschaltung enthaltener Magnetfeldsensor in der Lage ist, eine Drehung der Schnecke durch Wechselwirkung mit einem auf der Schneckenwelle montierten Magneten zu erfassen.

Ferner ist die Trägerplatte vorzugsweise auch parallel zum Schneckenrad angeordnet, so daß sie wenigstens teilweise über einer Seitenfläche des Schneckenrads angeordnet werden kann. Ein besonders kompakter Aufbau ergibt sich, wenn das Schneckenrad nur einseitig gelagert ist und die Leiterplatte sich an der von dem Lager abgewandten Seitenfläche des Schneckenrads erstreckt.

Vorzugsweise bilden die Scheibenwischerantriebsanordnung und ihr Antriebsmotor eine einheitliche Baugruppe, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist.

Der Magnet ist zweckmäßigerweise ein vielpoliger Ringmagnet, der es ermöglicht, auch Bruchteile einer Umdrehung der Schneckenwelle mit Hilfe des Magnetfeldsensors nachzuweisen.

Der Magnetfeldsensor kann zwei Teilsensoren zum Erfassen eines Magnetfelds an verschiedenen Orten umfassen, wobei die Teilsensoren - gegebenenfalls durch entsprechende Auswahl der Einbauorte - phasenverschobene Erfassungssignale liefern und die Steuerschaltung in der Lage ist, anhand der Phasenverschiebung die Drehrichtung der Schneckenwelle zu erfassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen .

Figuren

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Gehäuse, in dem ein Motor und eine Scheibenwischerantriebsanordnung

gemäß der Erfindung untergebracht

sind.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung senkrecht zur Schneckenachse in Hö

he des Ringmagnets.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibenwischerantriebsanordnung. Ein Motor 1 treibt eine Schneckenwelle 2 an, die parallel zur Ebene der Zeichnung verläuft. Die Schneckenwelle trägt an ihrem vom Motor 1 abgewandten Ende eine Schnecke 3, die mit einem Schneckenrad 4 kämmt und so eine Untersetzung der Umdrehung des Motors 1 bewirkt.

Das Schneckenrad 4 ist auf einer Antriebswelle 5 montiert, an der auch der (nicht gezeigte) Scheibenwischer angebracht ist. Eine Muffe eines ersten Gehäuseteils 6 bildet ein Lager 7, in dem die Antriebswelle 5 drehbar ist.

Ein zweites, ebenfalls an dem ersten Gehäuseteil 6 montiertes Lager 8 trägt die Schneckenwelle 2.

Entlang der vom Lager 7 und der Antriebswelle 5 abgewandten Seitenfläche 9 des Schneckenrads 4 erstreckt sich, parallel zu der Seitenfläche und zur Achse der Schneckenwelle 2, eine Leiterplatte 10. Die Leiterplatte trägt eine aus diskreten Komponen-

ten 11,12,13 aufgebaute Steuerschaltung, die die Stromversorgung des Motors 1 steuert.

Die Komponente 11 ist ein Referenzsensor, der an der dem Schneckenrad 4 zugewandten Unterseite der Leiterplatte 10 montiert ist, um die Anwesenheit von Marken zu erfassen, die auf einer Markierungsscheibe 14 angebracht sind, welche auf der Seitenfläche 9 des Schneckenrads 4 befestigt ist. Selbstverständlich können anstelle der Markierungsscheibe 14 auch einzelne, diskrete Marken auf der Seitenfläche 9 befestigt sein.

Die Marken sind beispielsweise so plaziert, daß bei Erreichen eines Punktes auf der Bewegungsbahn des Scheibenwischers, der kurz vor seiner oberen oder unteren Umkehrposition liegt, der Referenzsensor 11 die Marke erfaßt.

Die Komponente 13 ist ein Magnetfeldsensor, bei dem es sich wie beim Referenzsensor, 11 um einen Hall-Sensor in SMD-Ausführung handelt. Der Magnetfeldsensor 13 ist in geringem Abstand von einem Ringmagneten 15 angeordnet, der um die Schneckenwelle 2 herum montiert ist. Er ist bei jeder Umdrehung des Ringmagneten 15 einer Zahl &eegr; von Richtungswechseln des Magnetfelds ausgesetzt, die der Zahl der Pole des Ringmagneten 15 entspricht. So ist der Magnetfeldsensor 13 in der Lage, eine Drehbewegung der Schneckenwelle 2 mit einer Auflösung von 1 n-tel Umdrehung zu erfassen.

Durch Auswerten der Signale des Magnetfeldsensors ist die Steuerschaltung in der Lage, die Position und Drehgeschwindigkeit des Scheibenwischers exakt und aktiv auf einen Sollwert einzuregeln. Insbesondere ist sie dazu in der Lage, die Drehgeschwindigkeit allmählich herunterzuregeln, wenn der Referenzsensor 11 den Durchgang des Scheibenwischers durch einen der zu überwachenden Punkte vor Erreichen des oberen beziehungsweise unteren Umkehr-

punkts durchläuft, so daß der Scheibenwischer am Umkehrpunkt, dessen Entfernung vom überwachten Punkt einer vorgegebenen Anzahl von n-tel Umdrehungen der Schneckenwelle 2 entspricht, sanft zum Stehen kommt und reversiert wird.

Die Anordnung der Leiterplatte 10 parallel zur Schneckenwelle 2 und der Seitenfläche 9 ermöglicht es, die zur Steuerung der Scheibenwischerbewegung benötigten Sensoren 11,13 direkt an der Leiterplatte 10 zu montieren, so daß die gesamte Steuerschaltung als ein einheitliches Bauteil in die Antriebsanordnung bequem und platzsparend eingefügt werden kann.

Das erste Gehäuseteil 6, ein zweites Gehäuseteil 16, das die Leiterplatte 10 überdeckt, und ein drittes Gehäuseteil 17, das im wesentlichen becherförmig ist und den Motor 1 aufnimmt, bilden ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse, in dem der Motor, die Steuerschaltung, Schnecke und Schneckenrad vor Umgebungseinflüssen und Verunreinigung geschützt sind.

Figur 2 zeigt im Schnitt senkrecht zur Achse der Schneckenwelle 2 den Ringmagneten 15 und die Leiterplatte 10 mit daran montierten Komponenten 12, 13', 13'' gemäß einer Abwandlung der Erfindung. Der

Ringmagnet 15 besteht hier aus sechs Teilmagneten 20, die mit jeweils einander zugewandten gleichnamigen Polen um die Schneckenwelle 2 herum angeordnet sind. Der Ringmagnet 15 besitzt somit drei Nordpole und drei Südpole, wobei die Nordpole in der Figur durch Schraffur kenntlich gemacht sind. Der Ringmagnet des Ausführungsbeispiels aus Figur 1 kann selbstverständlich identisch aufgebaut sein.

Der Magnetfeldsensor ist hier aus zwei Teilsensoren 13',13'' aufgebaut, die sich gemeinsam in einem einzelnen Gehäuse befinden und beide dem Magnetfeld des Ringmagneten 15 ausgesetzt sind. Selbstverständlich kann der Magnetfeldsensor auch aus zwei diskreten Teilsensoren aufgebaut sein. Es handelt sich hier wie beim Magnetfeldsensor 13 aus Figur 1 um Hall-Sensoren, die je nach Richtung des Magnetfelds, dem sie ausgesetzt sind, zwei verschiedene Ausgangssignalpegel erzeugen. Jeder Teilsensor liefert also ein periodisches Signal, wobei die Signalperiode einer Drittelumdrehung der Schnecke 2 entspricht. Die Positionen der Teilsensoren 13',13'' sind so gewählt, daß ein Übergang zwischen den zwei Signalpegeln jeweils mit einer bestimmten Phasenverschiebung zwischen dem Teilsensor 13' und dem Teilsensor 13'' stattfindet. Diese Phasenverschiebung von vorzugsweise &pgr;/2 erlaubt es der Steuerschaltung, zusätzlich zu dem von der Schnecken-

welle zurückgelegten Drehwinkel beziehungsweise ihrer Umdrehungszahl auch die Umdrehungsrichtung zu erkennen. Durch Zählen der Pegelübergänge im Ausgangssignal eines der Teilsensoren unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Drehrichtung ist die Steuerschaltung so in der Lage, die Position des Scheibenwischers zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu ermitteln, ohne daß hierfür noch. Marken am Schnekkenrad 4 und ein Referenzsensor 11 zu ihrer Erfassung notwendig sind.

Claims

R. 34863 Ansprüche

1. Scheibenwischerantriebsanordnung mit einer auf einer Schneckenwelle (2) montierten Schnecke (3) , einem auf einer Scheibenwischerantriebswelle (5) montierten, mit der Schnecke (3) kämmenden Schnekkenrad (4) und einer Steuerschaltung (11,12,13) für einen Antriebsmotor (1) der Schneckenwelle (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11,12,13) parallel zur Schneckenwelle (2) in einem solchen Abstand angeordnet ist, daß ein in der Steuerschaltung enthaltener Magnetfeldsensor (13,-13' , 13' ' ) in der Lage ist, eine Drehung der Schnecke (3) durch Wechselwirkung mit einem auf der Schneckenwelle (2) montierten Magneten (15) zu erfassen.

2. Scheibenwischerantriebsanordnung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (10) parallel zu einer Seitenfläche (9) des Schnekkenrads (4) angeordnet ist.

3. Scheibenwischerantriebsanordnung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (4)

einseitig gelagert ist und die Trägerplatte (10) sich an der von dem Lager (7) abgewandten Seitenfläche (9) des Schneckenrads (4) erstreckt.

4. Scheibenwischerantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11,12,13) mit dem Motor (1) in einem gemeinsamen Gehäuse,(6,16,17) untergebracht ist.
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5. Scheibenwischerantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (15) ein vielpoliger Ringmagnet ist.

6. Scheibenwischerantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (13;13',13'') ein Hall-Sensor ist.

7. Scheibenwischerantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor zwei separate oder in einem gemeinsamen Gehäuse befindliche Teilsensoren (13',13'') zum Erfassen eines Magnetfelds an verschiedenen Orten umfaßt, daß die Teilsensoren (13',13'') phasenverschobene Erfassungssignale liefern, und daß die Steuerschaltung in der Lage ist,

anhand der Phasenverschiebung die Drehrichtung der Schneckenwelle (2) zu erfassen.