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Vorrichtung, insbesondere Hubwischeranlage für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, insbesondere von einer
Hubwischeranlage für Kraftfahrzeuge, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs
1 aufweist.
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Die Lagerung des Kolbens einer derartigen Vorrichtung soll genau und
langlebig sein. Meist ist es nötig, den Kolben so zu führen, daß er nicht um seine
Längsachse verdreht werden kann. So greifen z.B. bei einer Hubwischeranlage, bei
der am Kolben ein Wischarm befestigt ist, der ein Wischblatt über eine Scheibe eines
Kraftfahrzeuges bewegen soll, Kräfte am Kolben an, die diesen um seine Längsrichtung
verdrehen wollen. Wird der Kolben über einen Kurbeltrieb hin- und herbewegt, so
wirken auch dadurch eventuellel Torsionskräfte auf ihn ein. Ein Kurbelbetrieb erzeugt
vor allem dann Torsionskräfte am Kolben, wenn die Koppelstange des Kurbeltriebs
nicht zentral, sondern seitlich am Kolben angelenkt ist.
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Für eine gute Führung des Kolbens kann man sich verschiedene Anordnungen
vorstellen. So ist es z.B. möglich, den Kolben in zwei Lagern, die einen Abstand
voneinander haben, zu lagern. Zusätzlich ist am Ende des Kolbens ein Schlitten befestigt,
der sich wenigstens annähernd senkrecht zum Kolben erstreckt und beidseitig des
Kolbens an zwei gehäusefesten Führungselementen längsgeführt ist. Während die beiden
Lager die Längsrichtung des Kolbens bestimmen, wird dieser durch den Schlitten gegen
Verdehung gesichert. Eine andere Möglichkeit ist, den Kolben direkt nur in einem
Lager zu lagern und den Schlitten und die Führungselemente so zu gestalten und zueinander
anzuordnen, daß durch die drei Lagerstellen die Längsrichtung des Kolbens vorgegeben
ist und der Kolben gegen eine Verdrehung gesichert wird.
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Unabhängig davon, welche Möglichkeit der Führung und Lagerung des
Kolbens gewählt wird, sind die genauen Lagen der Lager und der Führungselemente
jeweils mit Toleranzen behaftet. Deshalb kann die Lage eines Lagers oder eines Führungselements
in einem Exemplar der Vorrichtung von der Lage der betreffenden Teile in einem anderen
Exemplar der Vorrichtung abweichen. Auch weichen die relativen Lagen der einzelnen
Teile zueinander von Exemplar zu Exemplar etwas voneinander ab. Auch die Form der
Einzelteile selbst ist nicht immer gleich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung, insbesondere eine
Hubwischeranlage für Kraftfahrzeuge, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs
1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß Form- und Lagefehler der Führungselemente
und des Schlittens auf einfache Weise ausgeglichen werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung,
insbesondere bei einer Hubwischeranlage für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen aus
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Schlitten Gleitsteine aufweist, die elastisch
bewegbar sind und auf den Führungselementen aufliegen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt also der Schlitten nicht
direkt, sondern über elastisch bewegbare Gleitsteine auf den Führungselementen auf.
Die elastische Beweglichkeit der Gleitsteine ermöglicht es diesen, ihre Lage jeweils
der Form und der Lage eines Führungselements bezüglich des Schlittens anzupassen,
ohne daß sie dabei ein Geräusch oder ein Klemmen verursachten.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung kann man den Unteransprüchen
entnehmen.
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So ist es vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 2 die Gleitsteine elastisch
bewegbar in Aussparungen des Schlittens eingebettet sind. Auf diese Weise können
sie besonders einfach am Schlitten gehalten werden. Liegen an einem Führungselement
zwei Gleitsteine an, die den Schlitten in entgegengesetzte Drehrichtungen abstützen,
so sind diese beiden Gleitsteine in vorteilhafter Weise unabhängig voneinander bewegbar.
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Damit die Gleitsteine leicht in den Schlitten eingesetzt werden können,
ist dieser gemäß Anspruch 4 aus zwei Hälften aufgebaut, deren Trennebene wenigstens
annähernd mit der durch die Führungselemente bestimmten Ebene übereinstimmt. Zweckmäßigerweise
werden die beiden Hälften dann durch ein Verbindungselement zusammengehalten, das
den Schlitten auch am Kolben festlegt.
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Form- und Lagefehler können besonders gut ausgeglichen werden, wenn
ein Gleitstein nicht nur senkrecht zu der durch die Führungselemente bestimmten
Ebene bewegbar ist, sondern wenn er gemäß Anspruch 6 in den Schlitten so eingebettet
ist, daß er auch um eine parallel zu der durch die Führungselemente bestimmten Ebene
und senkrecht zur Längsrichtung eines Führungselements verlaufende Achse verkippbar
ist. Es kann nämlich ohne weiteres sein, daß die beiden Führungselemente, wenn man
es ganz genau nimmt, windschief zueinander verlaufen. Natürlich können sie dann,
streng genommen, keine Ebene mehr bestimmen. Wenn hier davon geredet wird, daß die
Führungselemente eine Ebene bestimmen, so werden die Führungselemente natürlich
in ihrer Ideallage betrachtet. Gemäß Anspruch 7 befindet sich die Kippachse wenigstens
annähernd mittig der Ausdehnung des Gleitsteins. Damit wird, wenn der Gleitstein
um einen bestimmten Winkel verkippt wird, der Weg, den weit von der Kippachse entfernt
liegende Abschnitte des Gleitsteins relativ zum Schlitten zurücklegen müssen, besonders
klein.
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Die elastische Beweglichkeit eines Gleitsteins erhält man auf vorteilhafte
Weise dadurch, daß gemäß Anspruch 9 zwischen einem Gleitstein und dem Schlitten
eine elastische Zwischenschicht eingelegt ist. Diese Zwischenschicht umgibt den
Gleitstein vorzugsweise an allen Außenflächen, die entsprechenden Flächen des Schlittens
direkt gegenüberliegen.
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Bevorzugt wird eine Ausführung, bei der gemäß Anspruch 10 die Zwischenschicht
zwischen gegeneinander versetzten Erhebungen am Schlitten und einem Gleitstein verspannt
ist. bndert sich die Lage des Gleitsteins, so ändert sich auch die Form der Zwischenschicht
und nicht bzw. nicht nur deren Dicke. Der Bereich, in dem der Gleitstein elastisch
beweglich ist, ist dadurch recht groß. Von Vorteil ist es auch, wenn gemäß Anspruch
11 die Zwischenschicht kippbar auf der Erhebung des Schlittens und der Gleitstein
kippstabil auf der Zwischenschicht aufliegt. Die Kippachse befindet sich also zwischen
der Zwischenschicht und der Erhebung des Schlittens. Dadurch ist der Winkel, um
den der Gleitstein bei einer bestimmten Schräglage eines Führungselements kippen
muß kleiner, als wenn die Kippachse zwischen der Zwischenschicht und dem Gleitstein
läge.
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Die Ansprüche 12 und 13 enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der
in eine Richtung senkrecht zu der durch die Führungselemente bestimmten Ebene einander
zugewandten Fläche des Schlittens und eines Gleitsteins.
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Von besonders großem Vorteil ist die Verwendung eines Schlittens mit
Gleitsteinen, die elastisch bewegbar sind, in einer Vorrichtung, inbesondere einer
Hubwischeranlage für Kraftfahrzeuge, bei der der Kolben unabhängig vom Schlitten
längsgeführt ist und vom Schlitten gegen Verdrehung gesichert wird.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hubwischeranlage ist
in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen soll die Erfindung
nun näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das über eine Wischerwelle
pendelnd antreibbare Gehäuse einer Hubwischeranlage mit einem im Gehäuse gelagerten
längsverschiebbaren Kolben, an dem ein Schlitten mit Gleitsteinen befestigt ist,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang
der Linie III-III aus Fig. 2 und Fig. 4 einen Schnitt entsprechend den der Fig.
3 mit zwei anderen Positionen des Gleitsteins.
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Bei der gezeigten Wischeranlage ist auf einer Wischerwelle 10 ein
Gehäuse 11 verdrehsicher befestigt, das Teil eines Wischarms ist und sich aus zwei
Bauteilen, nämlich einer Grundplatte 12 und einem Oberteil 13 zusammensetzt.
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An der Wischerwelle 10 befestigt ist die Grundplatte 12. Das Gehäuse
11 hat ein flache Form mit einem Boden 14 an der Grundplatte 12 und einer Decke
15 am Oberteil 13. Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein bis auf einige Abflachungen
zylindrischer Kolben 16 in zwei Lagern 17 und 18 so gelagert, daß er in einer zur
Drehachse der Wischerwelle 10 radialen Richtung
verschoben werden
kann. Die Sitze für die Lager 17 und 18 befinden sich im Oberteil 13 des Gehäuses
11. Der Kolben 16 ragt aus dem Gehäuse 11 an der Vorderseite 19 heraus. Das Lager
17, das vordere Lager, schließt sich unmittelbar innen an die Vorderseite 19 des
Gehäuses 11 an. Vor ihm befindet sich lediglich eine Dichtung 20, die verhindern
soll, daß zwischen dem Gehäuse 11 und dem Kolben 16 Schmutz in das Innere des Gehäuses
eindringt.
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Das hintere Lager 18 befindet sich in einem Abstand vom Lager 17,
der etwas größer als der für den Kolben vorgesehene Hub ist.
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Von der Vorderseite 19 des Gehäuses 11 aus betrachtet hinter der Wischerwelle
10 und unterhalb des Kolbens 16, weist die Grundplatte 12 eine Hülse 25 auf, die
sich im wesentlichen vom Innern des Gehäuses 11 weg nach außen erstreckt. In die
Hülse 25 sind mit Paßsitz zwei Lagerbuchsen 26 eingesetzt, die eine Welle 27 aufnehmen.
Diese ragt auf der einen Seite in das Innere des Gehäuses 11 hinein und steht auf
der anderen Seite über die Hülse 25 der Grundplatte 12 vor. Von den gerändelten,
vorstehenden Teilen trägt der eine innerhalb des Gehäuses 11 verdrehsicher eine
Kurbel 28, an deren freies Ende drehbar eine Koppelstange 29 angelenkt ist. Auf
dem anderen gerändelten Abschnitt der Welle 27 ist verdrehsicher ein Zahnrad 30
befestigt. Während des Betriebes der Wischeranlage wird dieses Zahnrad 30 angetrieben.
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Zwischen den beiden Lagern 17 und 18 besitzt der Kolben 16 einer Bohrung
35, in die ein Kugelbolzen 36 eingepreßt ist. Die Bohrung 35 und damit auch der
Kugelbolzen 36 verlaufen im wesentlichen senkrecht zum Boden 14 der Grundplatte
12 und zur Decke 15 des Oberteils 13. Auf der dem Boden 14 zugeordneten Seite des
Kolbens 16 steht der Kugelbolzen 36 mit dem Kugelsegment 37 über den Kolben 16 vor.
In das eine Ende der zwischen der Kurbel 28 und dem Kolben 16 liegenden Koppelstange
29 ist ein Kugelschalensegment 38 aus Kunststoff eingeknöpft, in das das Kugelsegment
37 des Kugelbolzens 36 eingedrückt ist. Während des Betriebs wird also die Drehbewegung
des Zahnrads 30 über den Kurbeltrieb 28,29 in eine hin- und hergehende Bewegung
des Kolbens 16 umgewandelt. Kolben 16 und Koppelstange 29 drehen sich dabei gegeneinander
im wesentlichen um die Achse des Kugelbolzens 36.
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Nach der Montage am Kraftfahrzeug sind an dem Kolben 16 weitere Teile
eines Wischarms befestigt, die ein Wischblatt tragen. Da dieses während des Betriebs
der Anlage seiner Bewegung über die Scheibe eines Kraftfahrzeuges hinweg einen Widerstand
entgegensetzt, wirkt dann auf den Kolben 16 ein Moment, das den Kolben um eine Achse
in seiner Längsrichtung verdrehen will.
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Auch der seitliche Angriff der Koppelstange 29 am Kolben 16 erzeugt
auf diesen wirkende Torsionskräfte. Um das auf dem Kolben 16 wirkende Drehmoment
aufzufangen, ist am hinteren Ende des Kolbens 16 verdrehsicher mit diesem ein Schlitten
40 gehalten, der nach zwei entgegengeetzten Seiten des Kolbens 16 auslädt. Bezüglich
einer Ebene 41, in der die Achse des Kolbens 16 liegt und die senkrecht auf der
Längserstreckung des Schlittens 40 steht, ist der Schlitten 40 symmetrisch aufgebaut.
Zur Beschreibung des Schlittens 40 genügt es deshalb, wenn in Fig. 2 nur eine Hälfte
gezeigt ist.
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Wie aus Fig. 2 erkennbar, ist das Ende des Kolbens 16, an dem der
Schlitten 40 befestigt ist, ein Zweiflach 42, der in eine Aussparung 43 des Schlittens
40 ragt, die denselben Querschnitt wie der Zweiflach 42 hat. Damit kann der Schlitten
40 nicht gegenüber dem Kolben 16 verdreht werden. Der Schlitten 40 und der Zweiflach
42 des Kolbens 16 besitzen miteinander fluchtende Bohrungen 44 bzw. 45, die in der
Ebene 41 liegen. In den Bohrungen 44,45 sitzt eine Schraube 46, die den Schlitten
40 in axialer Richtung am Kolben 16 sichert.
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Der Schlitten 40 ist auf zwei Schienen 50 geführt, die im Gehäuse
11 befestigt sind, sich auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 16 befinden und
in gleichem Abstand und parallel zu diesem verlaufen. Die Schienen 50 sind bezüglich
ihrer Maße sowie bezüglich ihrer Lage zueinander und zu den Lagern 17 und 18 mit
Toleranzen behaftet. Damit sich der Schlitten 40 und die Schienen 50 nicht miteinander
verklemmen und dadurch der Kolben 16 schwergängig wird, liegt der Schlitten 40 über
Gleitsteine 51, die elastisch bewegbar in Aussparungen 52 des Schlittens 40 eingebettet
sind, auf den Schienen 50 auf. Jeder Schiene 50 sind zwei Gleitsteine 51 zugeordnet,
die die Schiene 50 an zwei gegenüberliegenden Seiten der Schiene beaufschlagen und
somit den Schlitten 40 in entgegengesetzte Drehrichtungen abstützen. Die beiden
Gleitsteine 51 an einer Schiene 50 sind völlig unabhängig voneinander bewegbar.
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Die elastische Bewegbarkeit der Gleitsteine 51 wird dadurch erreicht,
daß zwischen einem Gleitstein 51 und dem Schlitten 40 eine elastische Zwischenschicht
53 in die Aussparung 52 eingelegt ist.
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Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, sind die beiden Flächen
54 und 55 eines Gleitsteins 51 und einer Aussparung 52, die sich in einer Richtung
senkrecht zu der durch die beiden Schienen 50 bestimmten Ebene 56 gegenüberliegen,
in Längsrichtung des Kolbens 16 fortschreitet gewellt. Die Form ist so gewählt,
daß in der Mitte der Aussparung 52 eine Erhebung 57 entstanden ist, während sich
in der Mitte des Gleitsteins 51 eine Mulde befindet. Die beiden Flächen 54 und 55
korrespondieren also zueinander und haben in einer Richtung senkrecht zur Ebene
56 überall ungefähr den gleichen Abstand voneinander. Die Gleichmäßigkeit des Abstands
hängt natürlich von der jeweiligen Lage des Gleitsteines 51 in einer Aussparung
52 ab.
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In der linken Hälfte der Fig. 4 nimmt der Gleitstein 51 eine Lage
ein, in der die Zwischenschicht 53 völlig entspannt ist. In dieser Lage ist der
Abschnitt der Zwischenschicht 53, der sich zwischen den Flächen 54 und 55 befindet
völlig eben. Liegt der Gleitstein 51 jedoch auf der Schiene 50 auf, so nimmt er
eine Position zwischen der in Fig. 3 gezeigten untersten und der in Fig. 4, rechte
Hälfte gezeigten obersten Arbeitslage ein. Der zwischen den Flächen 54 und 55 befindliche
Abschnitt der Zwischenschicht 53 ist dann zwischen der Erhebung 57 des Schlittens
40 und den dazu versetzten Erhebungen 58 des Gleitsteins 51 eingespannt. Die Zwischenschicht
53 übt somit eine Kraft auf den Gleitstein 51 aus, so daß der Schlitten 40 stabil
an den Schienen 50 geführt ist.
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Durch die Erhebung 57 in der Aussparung 52 wird für den Gleitstein
51 und die Zwischenschicht 53 eine Kippachse gebildet, die parallel zu der durch
die Schienen 50 bestimmten Ebene 56 und senkrecht zur Längsrichtung eine Schiene
50 verläuft. Die Kippachse befindet sich mittig der Ausdehnung des Gleitsteins 51,
so daß der Gleitstein nur geringe Wege zurücklegt, wenn er zur Anpassung an die
Lage der Schiene 50 um einen bestimmten Winkel verkippt wird. Durch die zwei Erhebungen
58 liegt der Gleitstein 51 kippstabil auf der Zwischenschicht 53 auf, kippt also
mit dieser.
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andere Hälfte 61 eingeschraubt ist. Die Größe der Gleitsteine 51 und
den Abstand der beiden Hälften 60 und 61 des Schlittens 40 im Bereich der Aussparungen
52 voneinander wird man vorteilhafterweise so wählen, daß ein Gleitstein 51 nicht
verloren gehen kann, wenn die beiden Schlittenhälften zusammengehalten werden.
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Als Material für die Zwischenschicht 53 kann man Polyurethan, Gummi
oder ähnliches verwenden. Als Material für die Gleitsteine bietet sich Sinterbronze
oder ein Thermoplast an. Der Schlitten 40 schließlich wird vorteilhafterweise aus
einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder aus einem Druckgußmaterial, z.B. Zink,
hergestellt.
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