Планетарный зубчатый привод стеклоочистителя Российский патент 2024 года по МПК B60S1/26 

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано для очистки ветровых стекол транспортных средств от атмосферных осадков и грязи.

Известен рычажно-зубчато-реечный механизм Конышева П.Л. для воспроизведения возвратно-вращательного движения (Патент на изобретение № 2308625 C2, кл. F16H 19/04), содержащий основание, шарнирно установленные на нем с возможностью вращения зубчатое колесо и кривошип, взаимодействующую с зубчатым колесом рейку, шарнирно связанную с незакрепленным концом кривошипа, и установленный шарнирно на оси зубчатого колеса рычаг с направляющим элементом, взаимодействующим с тыльной поверхностью рейки и образующим с ней поступательную пару, отличающийся тем, что направляющий элемент выполнен в виде ролика, шарнирно установленного с возможностью вращения на оси, установленной на незакрепленном конце рычага, имеющем резьбу, при этом ось ролика выполнена со сквозным поперечным отверстием для прохождения резьбового конца рычага и удерживается на нем гайками, установленными с наружной и внутренней стороны оси ролика, для регулирования и фиксации радиального зазора в зацеплении рейки с зубчатым колесом.

Известен стеклоочиститель транспортного средства (Патент на полезную модель № RU 199633 U1, кл. B60S 1/24), включающий щетку, держатель в виде шарнирного механизма и привод, отличающийся тем, что на вал привода установлен несущий поворотный рычаг, имеющий на одном конце направляющий паз для ползуна, с шарнирно закрепленной щеткой, на другом его конце свободно закреплена шестерня, имеющая постоянное зацепление с неподвижным зубчатым сектором и снабженная эксцентриком, шарнирно соединенным с шатуном, другой конец которого соединен с помощью шарнира с кривошипом и поводком щетки, жестко соединенным со щеткой, а ось поводка щетки выполнена с возможностью свободного перемещения вместе с ползуном по направляющему пазу поворотного рычага, при этом соотношение размеров эксцентрика, шатуна, кривошипа, поводка щетки и передаточное отношение зубчатого зацепления шестерни и зубчатого сектора подобрано таким образом, чтобы траектория движения щетки обеспечивала очистку стекла по наибольшей площади поверхности стекла.

Недостатком приведенных конструкций стеклоочистителей являются большие габариты вследствие использования зубчато-рычажных механизмов. Для правильной работы механизма стеклоочистителя, а именно понижения частоты качания щеток и увеличения момента, приведенные конструкции стеклоочистителей оснащаются мотор-редукторами, что увеличивает их габариты в осевом направлении.

Известно устройство для очистки лобового остекления летательного аппарата (Патент на полезную модель № RU 183496 U1, кл. B60S 1/34), содержащее привод, связанный с установленным на промежуточном элементе поворотным рычагом щеток стеклоочистителя, отличающееся тем, что на промежуточном элементе установлен вал, на шлицах которого установлен рычаг и через уши втулки шлицевого соединения поводок, рычаг соединен со свободным концом тяги , шарнирно связанной через втулку с выходным валом привода стеклоочистителя, рычаг выполнен в виде вилки с направляющими выступами и пазом, внутри рычага установлено регулировочное устройство, выполненное в виде уха с продольными пазами и резьбовым наконечником, на котором в пазу рычага установлена регулировочная гайка с контактирующим фиксатором, при этом с двух сторон рычага установлены стяжные элементы, поводок посредством кронштейна связан с каркасом щетки и поворотным рычагом, причем в нижней части поворотного рычага установлен регулируемый механизм прижатия щетки стеклоочистителя.

Недостатками указанной конструкции стеклоочистителя также являются большие габариты вследствие использования рычажного механизма и необходимость оснащения мотор-редуктором, увеличивающим габариты в осевом направлении.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является приводной механизм стеклоочистителя транспортного средства (Авторское свидетельство № SU 1747300 A1, кл. B60S 1/24), содержащий кривошип и соединенный с ним своим концом шатун, выполненный в виде Г-образной тяги, другой конец которой шарнирно связан посредством стержня с одним из плеч двуплечего рычага, на другом конце которой закреплена щетка стеклоочистителя, при этом шарнир крепления двуплечего рычага связан с посредством стержня с Г-образной тягой в вершине ее угла, отличающейся тем, что, с целью повышения эксплуатационных возможностей кривошипного приводного механизма путем обеспечения регулирования площади очистки стекла, в нем шатун со стороны его конца, связанного с кривошипом, снабжен механизмом регулирования длины.

Недостатками такой конструкции является большие габариты в радиальном направлении вследствие использования рычажного механизма и необходимость оснащения мотор-редуктором, увеличивающим габариты в осевом направлении.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание планетарного зубчатого привода стеклоочистителя, характеризующегося более высокими эксплуатационными характеристиками.

Техническим результатом является уменьшение габаритных размеров в радиальном и осевом направлениях.

Технический результат достигается планетарным зубчатым приводом стеклоочистителя, включающим рычаг с щеткой стеклоочистителя. При этом приводной механизм содержит электродвигатель, корпус, в котором установлены входной вал, жестко соединенный с валом двигателя, соосные промежуточный и выходной валы, причем рычаг с щеткой стеклоочистителя жестко закреплен на выходном валу. На корпусе соосно промежуточному валу жестко закреплено неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, на выходном валу установлено другое эллиптическое зубчатое колесо. На входном валу установлено цилиндрическое зубчатое колесо и соединено с водилом зубчатой передачей. Водило, выполненное в виде цилиндрического зубчатого колеса, установлено на промежуточном валу и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом малая полуось b₁ одной пары эллиптических колес может отличаться от малой полуоси b₂ другой пары, а большие полуоси a всех эллиптических колес одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с₁, равном , от центра делительного эллипса для одной пары колес и расстоянии с₂, равном , для другой пары, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения промежуточного вала и вала сателлита, установлен противовес, масса которого равна массе сателлита.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведена схема планетарного зубчатого привода стеклоочистителя, на фиг. 2 изображен вид сверху исполнительного механизма (рычаг и щетка не показаны), на фиг. 3, 4 представлены разрезы А-А и Б-Б (корпус не показан).

Планетарный зубчатый привод стеклоочистителя содержит электродвигатель 1, корпус исполнительного механизма 2, входной вал 3, жестко соединенный с валом электродвигателя, соосные промежуточный вал 4 и выходной вал 5 (фиг. 2). Неподвижное эллиптическое зубчатое колесо 6 жестко закреплено на корпусе 2 соосно промежуточному валу 4. Эллиптическое зубчатое колесо 7 установлено на выходном валу 5. Цилиндрическое зубчатое колесо 8 установлено на входном валу 3 и соединено с водилом 9 зубчатой передачей. Водило 9 выполнено в виде цилиндрического зубчатого колеса, установленного на промежуточном валу 4 и соединенного через вращательную кинематическую пару с валом сателлита 10. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса 11 и эллиптической шестерни 12, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом 10 (фиг 3, 4). Неподвижное эллиптическое зубчатое колесо 6 и эллиптическое зубчатое колесо 11 состоят в зацеплении и имеют одинаковые размеры, эллиптическая шестерня 12 и эллиптическое зубчатое колесо 7 также состоят в зацеплении и имеют одинаковые размеры, при этом малая полуось b₁ пары колес 6 и 11 может отличаться от малой полуоси b₂ пары колес 7 и 12, а большие полуоси a всех эллиптических колес одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с₁, равном , от центра делительного эллипса для пары колес 6 и 11, и расстоянии с₂, равном , для пары 7 и 12, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле 9 противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения промежуточного вала 4 и вала сателлита 10, установлен противовес 13, масса которого равна массе сателлита. На выходном валу 5 жестко закреплен рычаг 14 с щеткой стеклоочистителя 15.

Планетарный зубчатый привод стеклоочистителя работает следующим образом.

Электродвигатель 1 сообщает входному валу 3 вращательное движение, которое с помощью цилиндрического зубчатого колеса 8 передается водилу 9, благодаря этому эллиптическое зубчатое колесо 11 обкатывается по неподвижному эллиптическому зубчатому колесу 6, вращательное движение колеса 11 через вал 10 и эллиптическую шестерню 12 передается эллиптическому зубчатому колесу 7 и выходному валу 5, при указанном соотношении размеров эллиптических колес выходной вал 5 через полный оборот промежуточного вала 4 и водила 9 оказывается в том же положении, однако благодаря переменным передаточным отношениям пар эллиптических колес 11 и 6, 12 и 7 совершает возвратно-вращательное движение. Возвратно-вращательное движение выходного вала 5 передается закрепленному на нем рычагу 14 и щетке 15, благодаря чему осуществляется очистка стекла транспортного средства. При работе привода стеклоочистителя центр масс системы звеньев, включающей водило 9, вал сателлита 10, эллиптическое зубчатое колесо 11, эллиптическую шестерню 12, а также противовес 13, находится на оси вращения промежуточного вала, что обеспечивает высокую уравновешенность привода. Угол качания выходного вала 5 и, соответственно, рычага 14 со щеткой стеклоочистителя 15 определяется размерами малых полуосей b₁ и b₂ эллиптических зубчатых колес.

Таким образом, использование преимущественно зубчатых передач в заявляемом изобретении по сравнению с рычажными механизмами стеклоочистителей определяет его компактность в радиальном и осевом направлениях, что обеспечивает достижение технического результата.

Изобретение относится к области машиностроения. Планетарный зубчатый привод стеклоочистителя включает рычаг с щеткой стеклоочистителя. При этом приводной механизм содержит электродвигатель, корпус, в котором установлены входной вал, жестко соединенный с валом двигателя, соосные промежуточный и выходной валы, причем рычаг с щеткой стеклоочистителя жестко закреплен на выходном валу. На корпусе закреплено эллиптическое зубчатое колесо, на выходном валу установлено другое эллиптическое зубчатое колесо. На входном валу установлено цилиндрическое зубчатое колесо и соединено с водилом зубчатой передачей. Водило установлено на промежуточном валу и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с эллиптическим зубчатым колесом, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом. На водиле противоположно валу сателлита установлен противовес. Достигается уменьшение габаритных размеров в радиальном и осевом направлениях. 4 ил.

Планетарный зубчатый приводной механизм стеклоочистителя, включающий рычаг с щеткой стеклоочистителя, отличающийся тем, что приводной механизм содержит электродвигатель, корпус, в котором установлены входной вал, жестко соединенный с валом двигателя, соосные промежуточный и выходной валы, причем рычаг с щеткой стеклоочистителя жестко закреплен на выходном валу, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно промежуточному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, цилиндрическое зубчатое колесо, установленное на входном валу и соединенное с водилом зубчатой передачей, водило, выполненное в виде цилиндрического зубчатого колеса, установленное на промежуточном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом малая полуось b₁ одной пары эллиптических колес может отличаться от малой полуоси b₂ другой пары, а большие полуоси a всех эллиптических колес одинаковы, кроме того, все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с₁, равном $${с}_1=\sqrt{a^2-b_1{}^2}$$, от центра делительного эллипса для одной пары колес и расстоянии с₂, равном $${с}_2=\sqrt{a^2-b_2{}^2}$$, для другой пары, и таким образом достигается непрерывность их зацепления, противовес, установленный на водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения промежуточного вала и вала сателлита, и имеющий массу, равную массе сателлита.