DE3818563A1 - Elektromotor zum antrieb von scheibenwischern an kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, der zum Antrieb von Scheibenwischern an Kraftfahrzeugen verwendet wird und die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Bei den heute in der Praxis verwendeten Elektromotoren zum Antrieb von Scheibenwischern an Kraftfahrzeugen wird die Drehzahl der Motorwelle meist über eine Schnecke und ein Schneckenrad auf eine kleinere Drehzahl herabgesetzt. In dem Elektromotor ist außerdem ein Parkstellungsschalter untergebracht, der dafür sorgt, daß der Elektromotor auch nach dem Ausschalten eines Betriebsschalters noch so lange mit Strom versorgt wird, bis die Scheibenwischer eine Parkstellung erreicht haben.

Die DE-OS 30 22 442 zeigt einen Elektromotor zum Antrieb von Scheibenwischern, dessen Parkstellungsschalter eine metallische Schaltscheibe und mehrere gehäusefeste Schleiffedern aufweist. In der Praxis ist die in der genannten Schrift gezeigte Schaltscheibe meist auf dem Schneckenrad befestigt. Es sind jedoch auch Ausführungen bekannt, bei denen zwar das Schneckenrad drehfest mit der Abtriebswelle verbunden ist, die Schaltscheibe sich jedoch auf einem Rad einer zusätzlichen, dem Schneckenrad nachgeordneten Untersetzungsstufe befindet. Dadurch kann erreicht werden, daß die Scheibenwischer nach dem Abschalten des Elektromotors mit dem Betriebsschalter noch mehrere Wischzyklen durchlaufen.

Die in der DE-OS 30 22 442 gezeigte Schaltscheibe erstreckt sich über drei konzentrisch zueinander liegende Kontaktbahnen, auf denen drei Schleiffedern mit Schleifkontakten entlangschleifen, wenn sich die Schaltscheibe dreht. Die Schaltscheibe besteht aus einem geschlossenen Ring, aus einem davon nach innen weisenden Ringsektor und einem zweiten sich außen an den geschlossenen Ring anschließenden offenen Ring, dessen Lücke dem Ringsektor gegenüberliegt und einen größeren Winkelbereich umfaßt als der Ringsektor. Wenn der Elektromotor in der Parkstellung der Scheibenwischer stillsteht, liegt die eine Schleiffeder in der Lücke des offenen Rings auf dem Material des Schneckenrades auf, das üblicherweise aus Kunststoff gespritzt ist.

Sind die Scheibenwischer etwa wegen Abtrocknen der Scheibe schwergängig oder hat sich unterhalb der Parkstellung Schnee angesammelt, so kann es vorkommen, daß die nach dem Stillstand des Elektromotors in der Lücke der Schaltscheibe befindliche Schleiffeder ganz am Anfang der Lücke sehr nahe an der Schaltscheibe liegt. Durch äußere Manipulationen an den Scheibenwischern, z. B. in einer Waschstraße oder beim Abklappen von der Scheibe, kann die Schleiffeder noch näher an die Schaltscheibe herangebracht werden, so daß ein Lichtbogen entsteht, die Schleiffeder mitsamt ihrem Schleifkontakt erhitzt wird und sich der Schleifkontakt in den Kunststoff des Getrieberades einbrennt. Beim Einschalten des Elektromotors über den Betriebsschalter kann der Schleifkontakt aus der Schleiffeder ausbrechen. Dies führt zumindest dazu, daß die Scheibenwischer nicht mehr automatisch in die Parkstellung gelangen. Im schlimmsten Fall fällt der Elektromotor aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor zum Antrieb von Scheibenwischern an Kraftfahrzeugen so weiterzuentwickeln, daß die Funktionstüchtigkeit des Parkstellungsschalters verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektromotor gelöst, bei dem die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 verwirklicht sind und bei dem in der Lücke der Schaltscheibe ein von der Schaltscheibe elektrisch isoliertes Blech befestigt ist, auf dem die eine Schleiffeder bei Stillstand des Motors in der Parkstellung aufliegen kann. Durch das Blech wird verhindert, daß sich der Schleifkontakt der Schleiffeder in das Material des Getrieberades, auf dem die Schaltscheibe und das Blech befestigt sind, einarbeiten kann. Denn durch das Blech wird die Wärme des Schaltkontakts schnell abgeführt und die von der Schleiffeder ausgeübte Kraft auf eine größere Fläche des Getrieberades verteilt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Elektromotors kann man den Unteransprüchen entnehmen.

So ist gemäß Anspruch 2 das Blech der Form der Lücke angepaßt, so daß es diese Lücke weitgehend ausfüllen kann. Liegt die der Schaltscheibe abgewandte Kante des Blechs auf demselben Kreis wie eine Außenkante der Schaltscheibe, so ist der Materialverbrauch für das Blech sehr gering. Der Abstand zwischen den in Umlaufrichtung gegenüberliegenden Kanten der Schaltscheibe und des Blechs ist vorteilhafterweise auf der gesamten radialen Erstreckung des Blechs gleich groß. Dadurch wird erreicht, daß unabhängig von der mit Toleranzen behafteten Form und Lage der Schleiffeder die Verhältnisse beim Übergang vom Blech auf die Schaltscheibe bzw. umgekehrt immer gleich sind. Dabei liegt vorteilhafterweise von zwei gegenüberliegenden Kanten diejenige der Schaltscheibe auf einem Radiusstrahl zu einem von einer Außenkante der Schaltscheibe gebildeten Kreisbogen. Denn dann hängt der Winkel, an dem der Schaltkontakt der Schleiffeder die Schaltscheibe verläßt bzw. auf dieser aufläuft, nicht vom Abstand des Schaltkontakts vom Mittelpunkt der Schaltscheibe ab.

Zur Vereinfachung der Montage kann man das Blech zusammen mit der Schaltscheibe aus einer einzigen Platine ausstanzen, dabei jedoch noch durch wenigstens einen schmalen Steg eine Verbindung zwischen dem Blech und der Schaltscheibe belassen, die erst nach der Befestigung von Schaltscheibe und Blech auf dem Getrieberad durchtrennt wird.

In den Ansprüchen 7 bis 10 ist angegeben, wie Schaltscheibe und Blech in zweckmäßiger Weise auf dem Getrieberad befestigt werden können.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltanordnung mit einem zum Antrieb von Scheibenwischern an Kraftfahrzeugen verwendeten Elektromotor mit einem Parkstellungsschalter, der eine Parkstellungsscheibe mit einer Lücke aufweist, in der sich ein Blech befindet,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht eines Schneckenrades, auf der die in Fig. 1 gezeigte Schaltscheibe und das in Fig. 1 gezeigte lückenfüllende Blech befestigt sind, und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2.

Zu der Schaltanordnung gemäß Fig. 1 gehört ein Elektromotor 10, ein Betriebsschalter 11, eine Spannungsquelle 12 und mehrere elektrische Leitungen, die Elektromotor, Betriebsschalter und Spannungsquelle miteinander verbinden. Eine Kohlebürste 14 des Elektromotors 10 ist mit Masse 15 verbunden. Eine Schaltscheibe 16 ist auf einem in Fig. 1 nicht näher dargestellten Schneckenrad befestigt, das mit einer auf einer verlängerten Motorwelle ausgebildeten Schnecke kämmt. Die Schaltscheibe 16 besteht aus einer einzigen Leiterbahn, die sich aus einem geschlossenen Ring 18, einem von diesem Ring zum Zentrum der Scheibe 16 zeigenden Ringsektor 19, der sich über einen Winkelbereich von etwa 40° erstreckt, und aus einem sich nach außen an den geschlossenen Ring 18 anschließenden offenen Ring 20 besteht, dessen Lücke 21 die Form eines sich über einen Winkelbereich von etwa 65° erstreckenden Ringsektors hat und dem Ringsektor 19 der Schaltscheibe 16 gegenüberliegt.

Mit der Schaltscheibe 16 wirken drei Schleiffedern 25, 26 und 27 zusammen. Die Schleiffeder 25 schleift auf dem offenen Ring 20 und der Lücke 21, die Schleiffeder 26 auf dem geschlossenen Ring 18 und die Schleiffeder 27 auf dem Ringsektor 19 und dem sich daran in Umfangsrichtung anschließenden Material des Schneckenrads.

Die Schleiffeder 25 ist über eine Leitung 29 mit dem Pluspol 30 der Spannungsquelle 12, die Schleiffeder 26 über eine Leitung 31 mit einem Festkontakt 32 im Betriebsschalter 11 und die Schleiffeder 27 mit Masse 15 verbunden. Die zweite Kohle 33 des Elektromotors steht über eine Leitung 34 mit einem Festkontakt 35 des Betriebsschalters 11 in Verbindung. Ein weiterer Festkontakt 36 ist an dem Verbindungspunkt zwischen der Schleiffeder 25 und dem Pluspol 30 der Spannungsquelle 12 angeschlossen. Mit der Handhabe 38 des Betriebsschalters 11 kann eine Kontaktbrücke 39 zwischen zwei Schaltstellungen verstellt werden. Dabei verbindet sie in der Aus-Stellung den Festkontakt 32 mit dem Festkontakt 35 und in der Ein-Stellung den Festkontakt 36 mit dem Festkotakt 35.

In der Ein-Stellung der Kontaktbrücke 39 wird der Bürste 33 des Elektromotors 10 über die Leitung 29, den Festkontakt 36, die Kontaktbrücke 39, den Festkontakt 35 und die Leitung 34 positives Potential zugeführt. Der Elektromotor dreht sich also und mit ihm die Schaltscheibe 16. Wird nun der Betriebsschalter 11 in die Aus-Stellung gebracht, so bleibt die Bürste 33 über die Leitung 34, den Festkontakt 35, die Kontaktbrücke 39, den Festkontakt 32, die Leitung 31, die Schleiffeder 26, die Schaltscheibe 16, die Schleiffeder 25 und die Leitung 29 an den Pluspol 30 der Spannungsquelle 12 angeschlossen. Der Elektromotor 10 und die Schaltscheibe 16 drehen sich also weiter. Schließlich verläßt die Schleiffeder 27 die Schaltscheibe 16, so daß der Elektromotor 10 von der Spannungsquelle 12 getrennt ist und seine Drehgeschwindigkeit vermindert. Nach kurzer Zeit gerät die Schleiffeder 27 auf den Ringsektor 19 der Schaltscheibe 16. Beide Kohlebürsten 14 und 33 liegen nun an Masse, und der Elektromotor wird elektrodynamisch abgebremst. Da sich die Lücke 21 über einen größeren Winkelbereich erstreckt als der Ringsektor 19 ist sichergestellt, daß die Schleiffeder 27 erst dann auf dem Sektor 19 aufgleitet, wenn die Schleiffeder 25 die Schaltscheibe schon vollständig verlassen hat, so daß kein Kurzschluß auftritt.

Es ist möglich, daß bei Manipulationen an den stillgesetzten Scheibenwischern, z. B. in einer Waschstraße oder beim Abklappen eines Wischarms von der Scheibe, das Schneckenrad und mit ihm die Schaltscheibe etwas in Gegenrichtung verdreht werden. Kommt nun der Elektromotor, z. B. wegen einer Schwergängigkeit der Scheibenwischer oder wegen eines Schneepolsters am unteren Rand einer Kraftfahrzeugscheibe, unmittelbar, nachdem die Schleiffeder 25 die Schaltscheibe 16 verlassen hat, zum Stillstand, so kann der Abstand der sich in der Lücke 21 befindenden Schleiffeder 25 von der Schaltscheibe 16 so klein sein, daß ein geringes Zurückdrehen der Schaltscheibe 16 genügt, um zwischen dieser und der Schleiffeder 25 einen Lichtbogen entstehen zu lassen. Dadurch wird die Schleiffeder sowie der Schleifkontakt, den sie trägt, erhitzt. Um zu verhindern, daß sich der heiße Schleifkontakt der Schleiffeder 25 in das Material des Schneckenrades 40, das in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt ist, einprägt, ist in der Lücke 21 der Schaltscheibe 16 ein von der Schaltscheibe elektrisch isoliertes Blech 41 befestigt, auf dem die Schleiffeder 25 aufliegt, wenn sie sich in der Lücke 21 der Schaltscheibe 16 befindet.

Das Blech besitzt entsprechend der Form der Lücke 21 wenigstens annähernd die Form eines Ringsektors, der von der Schaltscheibe 16 einen Abstand von 1 mm bis 1,5 mm hat. Die den Zähnen 42 des Schneckenrades 40 zugewandte Außenkante 43 der Schaltscheibe 16 liegt auf demselben Kreis wie die Außenkante 44 des Blechs 41. Die sich in Umlaufrichtung gegenüberliegenden Kanten 45 und 46 der Schaltscheibe 16 und des Blechs 41 verlaufen parallel zueinander, so daß ihr Abstand voneinander auf der gesamten radialen Erstreckung des Blechs 41 gleich groß ist. Dabei ist die Wahl so getroffen, daß die Kante 45 der Schaltscheibe 16 auf einem Radiusstrahl liegt, der durch die Achse der Schaltscheibe 16 und damit des Schneckenrads 40 geht. Die Verlängerungen der beiden Kanten 46 des Blechs 41 schneiden sich somit außerhalb der Achse der Schaltscheibe 16.

Schaltscheibe 16 und Blech 41 werden in einem Arbeitsgang aus einer Blechplatine ausgestanzt. In Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien ein Steg 50 angedeutet, über den die Schaltscheibe 16 und das Blech 41 nach dem Ausstanzen noch miteinander verbunden sind, so daß sie als ein Teil gehandhabt werden können. Dieser Steg wird erst nach dem gemeinsamen Befestigen von Schaltscheibe 16 und Blech 41 auf dem Schneckenrad 40 durchtrennt. Deshalb ist im Schneckenrad 40 unterhalb des Stegs 50 eine Aussparung 51 vorgesehen.

Zur Befestigung von Schaltscheibe 16 und Blech 41 am Schneckenrad 40 sind an die Stirnseite des Schneckenrads 40, die die Schaltscheibe 16 und das Blech 41 tragen soll, verschiedene Vorsprünge 52, 53, 54 und 55 angeformt. Diese Vorsprünge stehen nach dem Auflegen von Schaltscheibe 16 und Blech 41 über diese Teile hoch und werden über ihnen verstemmt. Die Vorsprünge 52 sind fünf Zapfen, die über einen Winkelbereich von 240° gleichmäßig verteilt sind und durch Löcher in der Schaltscheibe 16 hindurchtreten. Die Vorsprünge 53, 54 und 55 besitzen eine längliche Form und sind jeweils konzentrisch zu der von ihnen übergriffenen Kante der Schaltscheibe 16 beziehungsweise des Blechs 41 gekrümmt. Die Vorsprünge 55 befinden sich unmittelbar zu beiden Seiten des Ringsektors 19 der Schaltscheibe 16 und übergreifen den Ringsektor 19 und die Innenkante 56 der Schaltscheibe 16. Die beiden Vorsprünge 53 befinden sich auf verschiedenen Seiten des Stegs 50 in dem sich in Umlaufrichtung längserstreckenden Zwischenraum 57 zwischen dem Blech 41 und der Schaltscheibe 16. Sie übergreifen sowohl die Schaltscheibe als auch das Blech. Die beiden Vorsprünge 54 befinden sich im Bereich der Kanten 45 und 46 der Schaltscheibe 16 bzw. des Blechs 41 und übergreifen die Außenkante 43 der Schaltscheibe 16 und die Außenkante des Blechs 41. Insgesamt ist die Form und Größe sowie die Lage der Vorsprünge 52, 53, 54 und 55 so gewählt, daß einerseits das Blech 41 und die Schaltscheibe 16 sicher am Schneckenrad 40 gehalten sind und daß andererseits die Relativbewegung zwischen den Schleiffedern und der Schaltscheibe 16 und dem Blech 41 nicht behindert wird.

Durch das Blech 41 wird vermieden, daß die Schleiffeder 25 mit ihrem Schleifkontakt innerhalb der Lücke 21 der Schaltscheibe 16 auf dem Kunststoff des Schneckenrads 40 aufliegt. Auf diese Weise wird das Einbrennen des heißen Schleifkontakts in das Kunststoffmaterial verhindert, so daß jederzeit die volle Funktionstüchtigkeit des Elektromotors gewährleistet ist.

Claims (10)

1. Elektromotor zum Antrieb von Scheibenwischern an Kraftfahrzeugen mit einem Getriebegehäuse und mit einem Parkstellungsschalter (13), der eine auf einem, insbesondere aus Kunststoff hergestellten Getrieberad (40) befestigte metallische Schaltscheibe (16) und mehrere gehäusefeste Schleiffedern (25, 26, 27) aufweist, von denen eine (25) bei Stillstand des Motors (10) in der Parkstellung in einer Lücke (21) der Schaltscheibe (16) steht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lücke ein von der Schaltscheibe (16) elektrisch isoliertes Blech (41), zum Aufliegen der einen Schleiffeder (25) bei Stillstand des Motors (10) in der Parkstellung, befestigt ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (41) entsprechend der Form der Lücke (21) wenigstens annähernd die Form eines Ringsektors besitzt.

3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schaltscheibe (16) abgewandte Kante (44) des Blechs (41) auf demselben Kreis wie eine Außenkante (43) der Schaltscheibe (16) liegt.

4. Elektromotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den in Umlaufrichtung gegenüberliegenden Kanten (45, 46) der Schaltscheibe (16) und des Blechs (41) auf der gesamten radialen Erstreckung des Blechs (41) gleich groß ist.

5. Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei gegenüberliegenden Kanten (45, 46) diejenige der Schaltscheibe (16) auf einem Radiusstrahl zu einem von einer Außenkante (43) der Schaltscheibe (16) gebildeten Kreisbogen liegt.

6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (41) zusammen mit der Schaltscheibe (16) aus einer Platine ausgestanzt ist, daß es nach dem Ausstanzen durch wenigstens einen schmalen Steg (50) noch mit der Schaltscheibe (16) verbunden ist und daß dieser Steg (50) nach der Befestigung von Schaltscheibe (16) und Blech (41) auf dem Getrieberad (40) durchtrennt wird.

7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Getrieberad (40) Vorsprünge (53, 54) angeformt sind, die über den Rand des Blechs (41) verstemmt sind.

8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (53, 54) eine längliche Form besitzen und konzentrisch zu einer jeweils übergriffenen Kante (44) gekrümmt sind.

9. Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Vorsprung (54) in Umlaufrichtung teilweise sowohl über die Außenkante (44) des Blechs (41) als auch die Außenkante (43) der Schaltscheibe (16) erstreckt.

10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens ein Vorsprung (53) in dem sich in Umlaufrichtung erstreckenden Zwischenraum (57) zwischen dem Blech (41) und der Schaltscheibe (16) befindet.