窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】用于對(duì)輸出軸在兩個(gè)回轉(zhuǎn)位置之間進(jìn)行擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置包括同心地與驅(qū)動(dòng)軸連接的得到制齒的驅(qū)動(dòng)輪以及嚙合在驅(qū)動(dòng)輪中的得到制齒的輸出機(jī)構(gòu)。其中輸出輪如此不均勻地成型，從而在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪之間的齒沿間隙在第一回轉(zhuǎn)位置的范圍中相對(duì)于在回轉(zhuǎn)位置之間的范圍減小。此外在驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)角和齒沿間隙之間的關(guān)系是連續(xù)的。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車上的窗板 刮水器驅(qū)動(dòng)裝置。 窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車上，以借助于刮水臂把刮水片在擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)中圍繞驅(qū)動(dòng)軸在機(jī)動(dòng)車的視窗板的范圍內(nèi)引導(dǎo)。其中擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由包括電機(jī)和傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置提供。通常傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是螺旋齒輪或者蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中電機(jī) 驅(qū)動(dòng)在與驅(qū)動(dòng)軸連接的螺旋齒輪或者說蝸輪中嚙合的蝸桿。在窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施 例中若驅(qū)動(dòng)軸或者說刮水臂或者刮水片位于回轉(zhuǎn)位置中，則通過電機(jī)的轉(zhuǎn)向改變來控制擺 動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0003] 當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)向在回轉(zhuǎn)位置中掉轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn)）時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的元件之間的間隙能夠?qū)е?提高的噪音負(fù)擔(dān)并且導(dǎo)致被驅(qū)動(dòng)的刮水片不穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)(顫動(dòng))。為了將蝸軸和蝸輪之間的 間隙最小化已知若干措施，其中例如包括借助于偏心的軸套精確地設(shè)置在蝸軸和蝸輪的轉(zhuǎn) 動(dòng)軸線之間的距離或者使用預(yù)先確定的齒輪等級(jí)或軸向可調(diào)節(jié)的錐形蝸軸。
[0004] 然而隨著在蝸軸和蝸輪之間的間隙減小這兩個(gè)元件的磨損和運(yùn)動(dòng)阻力也升高。對(duì) 于不僅在回轉(zhuǎn)位置的范圍中而且在回轉(zhuǎn)位置之外的范圍中的最優(yōu)的運(yùn)行因此必要的是，如 此選擇在蝸軸和蝸輪之間的間隙，從而蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)行范圍中令人滿意地工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所針對(duì)的任務(wù)是，給出一種在運(yùn)行和精確性方面改善的、用于機(jī)動(dòng)車的窗 板刮水器系統(tǒng)的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置。
[0006] 本發(fā)明借助于具有權(quán)利要求1的特征的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置來解決該問題。從屬 權(quán)利要求描述優(yōu)選的實(shí)施例。
[0007] 用于在兩個(gè)回轉(zhuǎn)位置之間對(duì)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)的根據(jù)本發(fā)明的窗板刮水器驅(qū) 動(dòng)裝置包括得到制齒的驅(qū)動(dòng)輪，所述驅(qū)動(dòng)輪同心地與驅(qū)動(dòng)軸連接，并且包括得到制齒的輸 出機(jī)構(gòu)，所述輸出機(jī)構(gòu)嚙入到驅(qū)動(dòng)輪中。其中輸出輪如此不均勻地成型，從而在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和 輸出輪之間的齒沿間隙在第一回轉(zhuǎn)位置的范圍內(nèi)相對(duì)于在回轉(zhuǎn)位置之間的范圍減小。此外 在輸出輪的轉(zhuǎn)角和齒沿間隙之間的關(guān)系是連續(xù)的（Stetig)。
[0008] 通過在轉(zhuǎn)角和齒沿間隙之間的連續(xù)的關(guān)系能夠避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中由齒沿間隙的突 然變化引起并能夠?qū)е略胍艉拓?fù)載峰值的激發(fā)。
[0009] 在優(yōu)選的實(shí)施例中齒沿間隙在這兩個(gè)回轉(zhuǎn)位置的范圍中減小并且所述關(guān)系是關(guān) 于位于回轉(zhuǎn)位置之間的中間位置對(duì)稱。尤其中間位置能夠沿著輸出輪的制齒部位于回轉(zhuǎn)位 置之間的半程上。在窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行期間的齒沿間隙的連續(xù)改變能夠因此特別有 組織地（organisch)設(shè)計(jì)。其中在中間位置的范圍中的齒沿間隙能夠是最大的，在這里要 求與驅(qū)動(dòng)軸連接的刮水臂或者說與它連接的刮水片的高載荷和/或高速度。從而能夠把在 中間位置的范圍中的低噪音和低磨損的運(yùn)行與在回轉(zhuǎn)位置的范圍中的精確的和小間隙的 運(yùn)行結(jié)合起來。
[0010] 輸出輪的制齒部的制制齒中點(diǎn)能夠相對(duì)于輸出輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線偏置。從而能夠不用 活動(dòng)的部段就可以精確地并且用微少的構(gòu)造支出來制造輸出輪，以提供在轉(zhuǎn)角和齒沿間隙 之間的預(yù)先確定的關(guān)系。
[0011] 制齒中點(diǎn)能夠在輸出輪位于中間位置中的情況下關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與制齒部的處于 與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的嚙合中的部段對(duì)置。在齒沿間隙和輸出輪的轉(zhuǎn)角之間的這樣的可實(shí)現(xiàn)的關(guān)系 能夠致力于窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置的非常均勻的運(yùn)行。
[0012] 在回轉(zhuǎn)位置的范圍中齒沿間隙在適用的公差內(nèi)能夠?yàn)樨?fù)。能夠與齒沿間隙成反比 的夾緊效果能夠因此在回轉(zhuǎn)位置的范圍中變大。從外部到與驅(qū)動(dòng)軸連接的刮水臂或者說作 用在與刮水臂連接的刮水片上的力例如通過風(fēng)載荷能夠如此地在更高的轉(zhuǎn)矩時(shí)才導(dǎo)致驅(qū) 動(dòng)軸的移開。尤其對(duì)于所謂的刮水器直接驅(qū)動(dòng)裝置而言，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸間接地與 刮水臂連接，這種增大的夾緊效果富有意義。
[0013] 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠包括蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸出輪包括蝸輪且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸軸。在一種 變型中輸出輪也能夠是螺旋齒輪，從而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括螺旋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此以簡(jiǎn)單的方 式能夠提供一種自鎖的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有所描述的、在齒沿間隙和轉(zhuǎn)角之間的、預(yù)先確定的 關(guān)系。
[0014] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中把輸出輪并非完整地設(shè)計(jì)而是減小地設(shè)計(jì)為包括兩個(gè) 回轉(zhuǎn)位置的驅(qū)動(dòng)節(jié)（Antriebssegmet)。從而能將窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)造空間最小化。 由此此外能夠節(jié)約生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 現(xiàn)在結(jié)合附圖較具體地描述本發(fā)明，其中： 圖1示出機(jī)動(dòng)車上的窗板刮水機(jī)構(gòu)； 圖2示出與轉(zhuǎn)角相關(guān)的圖1中驅(qū)動(dòng)輪的有效半徑； 圖3示出與轉(zhuǎn)角相關(guān)的圖1中驅(qū)動(dòng)輪的齒沿間隙；并且 圖4示出圖1中驅(qū)動(dòng)輪上的幾何關(guān)系。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 圖1示意性地示出機(jī)動(dòng)車105上的窗板刮水機(jī)構(gòu)100。窗板刮水機(jī)構(gòu)100包括窗 板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置110、刮水臂125和刮水片130,所述窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置本身具有電機(jī) 115和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120。窗板刮水機(jī)構(gòu)100被設(shè)置用于把刮水片130在擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)中在機(jī)動(dòng)車 105的視窗板135的范圍內(nèi)引導(dǎo)，以使視窗板135免于潮濕和/或臟污。視窗板135能夠例 如是機(jī)動(dòng)車105的前窗板或者后窗板。
[0017] 通常傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并且包括具有制齒部150的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145和具有制 齒部165的輸出輪160,它們互相嚙合。輸出輪160不必設(shè)計(jì)為整個(gè)輪，而是能夠也設(shè)計(jì)為 足夠大的輸出節(jié)。輸出輪160可以圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170旋轉(zhuǎn)地得到支承并且與輸出軸175同 心地連接。
[0018] 通過刮水臂125、刮水片130和視窗板的幾何造型來限制輸出輪160的轉(zhuǎn)角，從而 在窗板刮水器機(jī)構(gòu)100運(yùn)行時(shí)只是輸出輪160的一部分圓周與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145接觸。輸出輪 160的圓周的被掃過的范圍通過第一回轉(zhuǎn)位置180和第二回轉(zhuǎn)位置190限定，第一回轉(zhuǎn)位置 和第二回轉(zhuǎn)位置與刮水臂125或者說刮水片130的上部和下部的回轉(zhuǎn)位置相一致。若輸出 輪160上的回轉(zhuǎn)位置180或者190之一指向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145,則刮水臂145位于一個(gè)其運(yùn)動(dòng)方 向被反置的位置中。優(yōu)選地在輸出輪160的回轉(zhuǎn)位置180和190之間的中間存有中間位置 185。
[0019] 輸出輪160的制齒部165如此設(shè)計(jì)，從而制齒部165的有效半徑關(guān)于輸出輪160 的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170在回轉(zhuǎn)位置180和190之間變動(dòng)。制齒部150、165的有效半徑(部分圈半 徑)通過制齒部150、165到其中點(diǎn)的距離而給出，其中通常使用在制齒部150、165的齒的徑 向外部(頂部圓半徑）和徑向內(nèi)部(根部圓半徑）的端部之間的中心的距離。
[0020] 在中間位置185的范圍中該有效半徑比在回轉(zhuǎn)位置180、190的范圍中較小。由此 在中間位置185中制齒部165和150之間的齒沿間隙比在與刮水臂125或者說刮水片130 的回轉(zhuǎn)位置一致的回轉(zhuǎn)位置180、190中大。從而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120的間隙在回轉(zhuǎn)位置180、190 中是小的并且連續(xù)地向著中間位置185下降。
[0021] 在展示的實(shí)施例中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120包括蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，方式是讓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145通過 蝸軸和作為蝸輪的輸出輪160形成。蝸軸優(yōu)選地能夠在一端通過電機(jī)115得到驅(qū)動(dòng)并且 在與電機(jī)115對(duì)置的端部上關(guān)于外殼140支承在軸承155中。在稍微改變的實(shí)施例中輸 出輪160是螺旋齒輪并且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組部145U60中沒有一個(gè)在其制齒部中是球面匹配的 (globoidisch angepasst)，從而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120包括螺旋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0022] 輸出軸175轉(zhuǎn)矩配合地（drehmomentschliissig)與刮水臂125的一端連接，其中 刮水臂125的另一端與刮水片130連接。
[0023] 優(yōu)選地在輸出輪160上設(shè)置用于確定輸出輪160的旋轉(zhuǎn)的位置或者說轉(zhuǎn)角的傳感 器195。在一個(gè)實(shí)施例中通過傳感器195只可以確定的是，輸出輪160是否位于回轉(zhuǎn)位置 180或者190的范圍中。在另一個(gè)實(shí)施例中借助于傳感器195也可以確定輸出輪160的位 于其間的位置或者說轉(zhuǎn)角。
[0024] 在另一個(gè)實(shí)施例中不把蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者螺旋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而是把正齒輪傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)使用為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)120。與輸出軸175連接的輸出輪160和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145在該情形中通 過正面制齒的齒輪來構(gòu)造。
[0025] 圖2展示在有效半徑和轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。在水平方向給出轉(zhuǎn)角205,其零點(diǎn)在當(dāng)前 情形中與中間位置185重疊。不失一般性地表明了回轉(zhuǎn)位置180和190大約在-100°和 +100°。沿著堅(jiān)直方向給出輸出輪160的制齒部165的有效半徑。有效半徑215越大，則 在輸出輪160的制齒部165的齒和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145的制齒部150的齒之間的交點(diǎn)越遠(yuǎn)離于輸 出輪160的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170。
[0026] 曲線210描述轉(zhuǎn)角205和有效半徑215之間的關(guān)系。曲線210關(guān)于中間位置185 對(duì)稱，在那里有效半徑215是最小的。有效半徑215在回轉(zhuǎn)位置180和190的范圍中達(dá)到 其最大值。曲線210在其之間是連續(xù)的并且避免強(qiáng)烈的斜率變化和跳躍。
[0027] 圖3展示齒沿間隙305和轉(zhuǎn)角205之間的關(guān)系。該展示基于圖2并且尤其地描述 圖1中的在窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置110上的驅(qū)動(dòng)輪160的制齒部165的齒沿間隙305。
[0028] 曲線310描述所述關(guān)系。曲線310定性地關(guān)于堅(jiān)軸相對(duì)于圖2的有效半徑的曲線 215反置。通過選擇輸出輪160和輸出軸175的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之間的預(yù)定的距離能夠以恒定的 方式影響齒沿間隙305,從而在圖3的展示中如在圖3中表示的那樣沿著堅(jiān)直方向推移曲線 310。根據(jù)優(yōu)選的方式把該距離如此選擇，從而使得最大齒沿間隙305在中間位置185的范 圍中在考慮到制齒部165的公差、環(huán)境溫度、膨脹和其它的影響因素的情況下依然還是足 夠小地用以保證安全的運(yùn)行。同時(shí)齒沿間隙305在回轉(zhuǎn)位置180和190的范圍中應(yīng)該足夠 地小，以能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的定位精度或者說充分的夾緊。若由此齒沿間隙305為負(fù)值，則提高 了輸出輪160和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)145之間的夾緊。
[0029] 圖4展示圖1中的輸出輪160上的幾何關(guān)系。展示的是圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170的輸出 輪160的一節(jié)，其中制齒部165向右下方指向。該節(jié)對(duì)稱地在回轉(zhuǎn)位置180和190之間延 伸。
[0030] 制齒部165關(guān)于從中間位置185出來的制齒中點(diǎn)405處在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170的另一 偵k因此制齒部165在回轉(zhuǎn)位置180和190之間遵循虛線，從而在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170和制齒部 165之間的有效半徑通過轉(zhuǎn)角205改變，正如上述并且在圖2中展示的那樣。
[0031] 為了確定有效的制齒部半徑的差值結(jié)合圖4展示能夠使用下述公式： Δβ = (rx -x(l- tail4{a)]Ρ + x2 tan* (a)j^ (公式 1) 其中適用： Ai :制齒部中點(diǎn)405 ; A2 :轉(zhuǎn)動(dòng)軸線170 ; 1:在回轉(zhuǎn)位置180或者190之一中轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A2和制齒部165之間的距離； ^ :圍繞制齒部中點(diǎn)Ai的、制齒部165的半徑； r2 :在中間位置185中在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A2和制齒部165之間的距離，并且 a = r) - iq。
【權(quán)利要求】
1. 用于對(duì)輸出軸（175)在兩個(gè)回轉(zhuǎn)位置（180U90)之間進(jìn)行擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)的窗板刮水器驅(qū) 動(dòng)裝置（110 )，其中窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110 )包括下述： -同心地與輸出軸（175)連接的得到制齒的輸出輪（160);以及 -嚙合在輸出輪（160)中的得到制齒的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（145)， -其中輸出輪（160)如此不均勻地成型，從而在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（145)和輸出輪（160)之間的 齒沿間隙（305)在第一回轉(zhuǎn)位置（180)的范圍中相對(duì)于在回轉(zhuǎn)位置（180、190)之間的范圍 減小， 其特征在于， -在輸出輪（160)和轉(zhuǎn)角（205)和齒沿間隙（305)之間的關(guān)系是連續(xù)的。
2. 按權(quán)利要求1的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中齒沿間隙（305)在兩個(gè)回轉(zhuǎn)位置 (180U90)的范圍中被減小并且所述關(guān)系關(guān)于位于回轉(zhuǎn)位置（180U90)之間的中間位置 (185)對(duì)稱。
3. 按權(quán)利要求1或2的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中輸出輪（160)的制齒部（165) 的制齒部中點(diǎn)（405)相對(duì)于輸出輪（160)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線（170)偏置。
4. 按權(quán)利要求2和3的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中制齒部中點(diǎn)（405)在輸出輪 (160)位于中間位置（185)中時(shí)關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線（170)與制齒部（165)的處于與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) (145)的嚙合中的部段對(duì)置。
5. 按前述權(quán)利要求之一的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中齒沿間隙（305)在回轉(zhuǎn)位 置（180、190)之一的范圍中是負(fù)的。
6. 按前述權(quán)利要求之一的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（120)包括蝸輪 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸出輪（160)包括蝸輪并且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（145)包括蝸軸。
7. 按前述權(quán)利要求之一的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（120)包括螺旋 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸出輪（160)包括螺旋齒輪且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（145)包括螺旋軸。
8. 按前述權(quán)利要求之一的窗板刮水器驅(qū)動(dòng)裝置（110)，其中輸出輪（160)設(shè)計(jì)為包括 回轉(zhuǎn)位置（180、190)的驅(qū)動(dòng)節(jié)。
【文檔編號(hào)】B60S1/16GK104114416SQ201380010960
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
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