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WO2011098185A1 - Antriebseinheit für eine scheibenwischeranlage - Google Patents

Antriebseinheit für eine scheibenwischeranlage Download PDF

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WO2011098185A1
WO2011098185A1 PCT/EP2010/070193 EP2010070193W WO2011098185A1 WO 2011098185 A1 WO2011098185 A1 WO 2011098185A1 EP 2010070193 W EP2010070193 W EP 2010070193W WO 2011098185 A1 WO2011098185 A1 WO 2011098185A1
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WO
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toothing
drive unit
sector
toothed sector
motor
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2010/070193
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mario Huesges
Orlando Sterns
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00Cleaning of vehicles
    • B60S1/02Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/16Means for transmitting drive
    • B60S1/166Means for transmitting drive characterised by the combination of a motor-reduction unit and a mechanism for converting rotary into oscillatory movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/17Toothed wheels
    • F16H55/18Special devices for taking up backlash

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for a windshield wiper system of a motor vehicle.
  • a drive unit for a windshield wiper system of a motor vehicle usually has a motor and a conversion gear which can be driven via the motor for generating a reversing movement of a wiper arm.
  • the transfer gear has a worm gear connected to the motor, which is connected via a push rod with a tooth system having a toothing.
  • the toothing of the toothed sector engages in a toothing of a pinion, wherein via the pinion an output shaft is drivable, which is connected to the wiper arm.
  • the invention is therefore based on the object to provide a drive unit for a windshield wiper system of a motor vehicle, which is characterized by a reduced noise and a reduced wear of the components at the same time reduced tolerances in the wiping angle of the wiper arms.
  • the drive unit according to the invention for a windshield wiper system of a motor vehicle has a motor and a drive gear driven via the motor for generating a reversing movement of a wiper arm, wherein the transfer gear has a connected to the motor worm wheel and connected to the worm gear having a tooth sector, wherein the dental sector is with its teeth in engagement with a toothing of a driven shaft connected to the wiper arm driven pinion.
  • the invention is characterized in that the toothing of the toothed sector engages substantially without play in the toothing of the pinion, wherein the tooth sector is at least partially elastic.
  • the toothed sector Due to the elastic design of the toothed sector, the toothed sector is flexible or flexible within certain limits, so that the teeth or the teeth of the teeth of the toothed sector can optimally adapt to the toothing or the teeth of the pinion, so that an optimal engagement of the teeth can be achieved in each other.
  • the fact that now the teeth of the toothed sector substantially free of play engages in the toothing of the pinion and the dental sector is designed to be elastic, unwanted noise when engaging the teeth of the teeth can be reduced each other.
  • the teeth or the teeth of the toothing can adapt to the teeth of the toothing of the pinion, so that they can mesh as accurately as possible, whereby an undesirable striking of the intermeshing teeth can be avoided, whereby the wear of the teeth of the Pinion and the toothing of the toothed sector can be reduced. Furthermore, it is possible by the inventive solution, without having to provide additional components, to achieve a reduction of the game of interlocking teeth to achieve a press fit of the intermeshing teeth and thereby simultaneously to achieve a reduction of the game on the wiper arm. chen. Due to the fact that no additional components are necessary in this solution, it is also associated with little or no additional cost.
  • the tooth sector in a region adjacent to its toothing area on a material reduction.
  • reducing the material can, without a particularly elastic material for the dental sector must be used, an elastic deformability of the tooth sector can be achieved within certain limits.
  • the reduction in material particularly elasticity or deformability of the toothed sector can be achieved.
  • the fact that the material reduction is provided in a region adjoining the toothing the deformability or elasticity achieved thereby can achieve an immediate effect on the toothing or the teeth of the toothing.
  • the deformability or elasticity of the toothed sector can be adjusted individually.
  • the material reduction is provided according to a preferred embodiment of the invention in the form of a recess on the tooth sector.
  • the recess is preferably formed in the form of an opening, in particular in the form of an elongated opening, below the toothing of the toothed sector on the tooth sector.
  • the opening is preferably formed in the form of a passage opening, which is introduced into the material of the toothed sector, for example by cutting or punching.
  • the opening is preferably formed as an elongated opening which extends substantially over the entire length of the toothing of the toothed sector below the toothing of the toothed sector in order to achieve optimum deformability or elasticity of the toothed sector.
  • the recess is formed in the form of a reduction in the circumference of the adjacent to the teeth of the toothed sector region of the toothed sector.
  • the reduction in size is preferably in the form of a tapering of the tooth surfaces adjacent to the side surfaces of the toothed sector, wherein the taper in the region immediately below the toothing is preferably formed the largest compared to the remaining region of the taper along the side surfaces of the toothed sector.
  • the invention relates to a windshield wiper device, in particular a rear windshield wiper device, with a drive unit which we have outlined above and further developed for moving a drive shaft, wherein the drive shaft is non-rotatably connected to at least one wiper arm.
  • the invention relates to a motor vehicle comprising a windshield wiper device designed and developed as above with a drive unit designed and developed as above.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a known from the prior art drive unit
  • Fig. 2 is a schematic representation of engaging in a pinion
  • Tooth sector according to a first embodiment
  • Fig. 3 is a schematic representation of engaging in a pinion
  • Tooth sector according to a second embodiment
  • Fig. 4 is a schematic representation of engaging in a pinion
  • Tooth sector according to a third embodiment.
  • FIG. 1 shows schematically a section of a drive unit in a plan view.
  • An armature shaft 12 connected to a motor 10 carries a worm 14 which drives a worm wheel 16.
  • a push rod 18 is rotatably connected at one end to a hinge pin 20 which engages in a recess on the worm wheel 16 eccentrically.
  • the push rod 18 via a further hinge pin 32 with a toothing 22 having tooth sector 24 rotatably connected.
  • the toothing 22 of the toothed sector 24 is in engagement with a toothing 26 of a pinion 28, wherein the pinion 28 drives an output shaft 30 connected to a wiper arm, not shown here.
  • the tooth sector 24 a portion of a gear in the form of a sector of a circular surface, in particular a quarter-circle surface, formed with a toothing 22 formed thereon, wherein on the surface a recess 34 for attachment of the toothed sector 24 in a housing 36 and a recess 38 for attachment of the push rod 18 to the tooth sector 24 is provided.
  • FIGS. 2 to 4 show possible embodiments of a toothed sector 24 according to the invention in order to be able to achieve elastic properties of the toothed sector 24 at least in certain regions, the elastic properties being achieved by reducing the material along the surface of the toothed sector 24.
  • a recess 40 in the form of an elongated opening is provided in a region 44 of the toothed sector 24 adjoining the toothing 22, wherein the recess 40 is formed below the toothing 22 of the toothed sector 24 and essentially extends over the toothed area entire length of the toothing 22 of the toothed sector 24 extends.
  • one or two recesses 40 are formed in the form of a circumferential reduction of the toothed sector 24, the recesses 40 being tapered by tapering one or more side surfaces 42 of the toothed sector 24 toward the center of the toothed sector 24 is made.
  • the recesses 40 are also particularly strong in these two embodiments, in particular in the region 44 below the toothing 22 of the toothed sector 24.

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Abstract

Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeuges umfassend einen Motor (10) und ein über den Motor (10) antreibbares Umsetzgetriebe zur Erzeugung einer Reversierbewegung eines Wischerarmes, wobei das Umsetzgetriebe ein mit dem Motor (10) verbundenes Schneckenrad (16) und einen mit dem Schneckenrad (16) verbundenen eine Verzahnung (22) aufweisenden Zahnsektor (24) aufweist, wobei der Zahnsektor (24) mit seiner Verzahnung (22) in Eingriff mit einer Verzahnung (26) eines eine mit dem Wischerarm verbundene Abtriebswelle (30) antreibbaren Ritzels (28) ist, wobei erfindungsgemäss die Verzahnung (22) des Zahnsektors (24) im Wesentlichen spielfrei in die Verzahnung (26) des Ritzels (28) eingreift, wobei der Zahnsektor (24) zumindest bereichsweise elastisch ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeuges.
Stand der Technik
Eine Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeuges weist üblicherweise einen Motor und ein über den Motor antreibbares Umsetzgetriebe zur Erzeugung einer Reversierbewegung eines Wischerarmes auf. Das Umsetzgetriebe weist ein mit dem Motor verbundenes Schneckenrad auf, welches über eine Schubstange mit einem eine Verzahnung aufweisenden Zahnsektor verbunden ist. Die Verzahnung des Zahnsektors greift in eine Verzahnung eines Ritzels ein, wobei über das Ritzel eine Abtriebswelle antreibbar ist, welche mit dem Wischerarm verbunden ist.
Bei den bekannten Antriebseinheiten einer Scheibenwischeranlage ist zwischen der Zähne der Verzahnung des Ritzels und der Zähne der Verzahnung des Zahnsektors ein Spiel vorhanden, welches unerwünschte Geräusche verursacht und einen erhöhten Verschleiß der Bauteile zur Folge hat. Bei einer Scheibenwischeranlage mit einem solchen Getriebe treten zudem wegen des Zahnspiels größere Toleranzen im Wischwinkel auf.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine verringerte Geräuschentwicklung und einen verringerten Ver- schleiß der Bauteile bei gleichzeitig reduzierten Toleranzen im Wischwinkel der Wischerarme auszeichnet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeuges weist einen Motor und ein über den Motor antreibbares Umsetzgetriebe zur Erzeugung einer Reversierbewegung eines Wischerarmes auf, wobei das Umsetzgetriebe ein mit dem Motor verbundenes Schneckenrad und einen mit dem Schneckenrad verbundenen eine Verzahnung aufweisenden Zahnsektor aufweist, wobei der Zahnsektor mit seiner Verzahnung in Eingriff mit einer Verzahnung eines eine mit dem Wischerarm verbundene Abtriebswelle antreibbaren Ritzels ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verzahnung des Zahnsektors im Wesentlichen spielfrei in die Verzahnung des Ritzels eingreift, wobei der Zahnsektor zumindest bereichsweise elastisch ausgebildet ist.
Durch die elastische Ausbildung des Zahnsektors ist der Zahnsektor in bestimmten Grenzen flexibel bzw. biegsam, so dass sich die Verzahnung bzw. die Zähne der Verzahnung des Zahnsektors optimal an die Verzahnung bzw. die Zähne des Ritzels anpassen können, so dass ein optimaler Eingriff der Verzahnungen ineinander erzielt werden kann. Dadurch, dass nunmehr die Verzahnung des Zahnsektors im Wesentlichen spielfrei in die Verzahnung des Ritzels eingreift und der Zahnsektor dabei elastisch ausgebildet ist, können unerwünschte Geräusche beim Eingreifen der Zähne der Verzahnungen ineinander vermindert werden. Durch die elastische Ausbildung des Zahnsektors kann sich die Verzahnung bzw. die Zähne der Verzahnung an die Zähne der Verzahnung des Ritzels anpassen, so dass diese möglichst passgenau ineinandergreifen können, wodurch ein unerwünschtes Anschlagen der ineinandergreifenden Zähne vermieden werden kann, wodurch der Verschleiß der Verzahnung des Ritzels und der Verzahnung des Zahnsektors reduziert werden kann. Ferner ist es durch die erfindungsgemäße Lösung möglich, ohne zusätzliche Bauteile vorsehen zu müssen, eine Reduzierung des Spiels der ineinandergreifenden Verzahnungen bis hin zur Erzielung einer Presspassung der ineinandergreifenden Verzahnungen zu erreichen und dadurch gleichzeitig eine Reduzierung des Spiels am Wischerarm zu errei- chen. Aufgrund dessen, dass bei dieser Lösung keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind, ist sie zudem mit keinen oder nur geringen zusätzlichen Kosten verbunden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Zahnsektor in einem an seine Verzahnung angrenzenden Bereich eine Materialreduzierung auf. Durch die Materialreduzierung kann ohne, dass ein besonders elastisches Material für den Zahnsektor verwendet werden muss, eine elastische Verformbarkeit des Zahnsektors in bestimmten Grenzen erreicht werden. Somit ist durch die Materialreduzierung besonders kostengünstig eine Elastizität bzw. Verformbarkeit des Zahnsektors erreichbar. Dadurch, dass die Materialreduzierung in einem an die Verzahnung angrenzenden Bereich vorgesehen ist, kann die dadurch erreichte Verformbarkeit bzw. Elastizität eine unmittelbare Wirkung auf die Verzahnung bzw. die Zähne der Verzahnung erzielen. In Abhängigkeit der Größe der Materialreduzierung kann die Verformbarkeit bzw. Elastizität des Zahnsektors individuell eingestellt werden.
Die Materialreduzierung ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in Form einer Aussparung an dem Zahnsektor vorgesehen. Durch die Ausbildung der Materialreduzierung durch das Vorsehen einer oder mehrerer Aussparungen an dem Zahnsektor kann eine Verformbarkeit bzw. Elastizität des Zahnsektors in den entsprechenden Bereichen besonders effektiv erzielt werden.
Die Aussparung ist bevorzugt in Form einer Öffnung, insbesondere in Form einer länglichen Öffnung, unterhalb der Verzahnung des Zahnsektors an dem Zahnsektor ausgebildet. Die Öffnung ist vorzugsweise in Form einer Durchgangsöffnung ausgebildet, welche in das Material des Zahnsektors, beispielsweise durch Einschneiden oder Ausstanzen, eingebracht ist. Die Öffnung ist dabei vorzugsweise als eine längliche Öffnung ausgebildet, welche sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verzahnung des Zahnsektors unterhalb der Verzahnung des Zahnsektors erstreckt, um eine möglichst optimale Verformbarkeit bzw. Elastizität des Zahnsektors erreichen zu können.
Alternativ hierzu ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Aussparung in Form einer Umfangsreduzierung des an die Verzahnung des Zahnsektors angrenzenden Bereichs des Zahnsektors ausgebildet ist. Die Umfangsreduzierung ist vorzugswei- se in Form einer Verjüngung der an die Verzahnung angrenzenden Seitenflächen des Zahnsektors vorgesehen, wobei die Verjüngung im Bereich unmittelbar unterhalb der Verzahnung vorzugsweise am größten ausgebildet ist gegenüber dem restlichen Bereich der Verjüngung entlang der Seitenflächen des Zahnsektors.
Ferner betrifft die Erfindung eine Scheibenwischereinrichtung, insbesondere eine Heckscheibenwischereinrichtung, mit einer wir vorstehend aus- und weitergebildeten Antriebseinheit zur Bewegung einer Antriebswelle, wobei die Antriebswelle drehfest mit mindestens einem Wischerarm verbunden ist.
Weiter betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend eine wie vorstehend aus- und weitergebildete Scheibenwischereinrichtung mit einer wie vorstehend aus- und weitergebildeten Antriebseinheit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Antriebseinheit;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines in einen Ritzel eingreifenden
Zahnsektors gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines in einen Ritzel eingreifenden
Zahnsektors gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines in einen Ritzel eingreifenden
Zahnsektors gemäß einer dritten Ausführungsform.
Beschreibung der Abbildung Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt einer Antriebseinheit in einer Draufsicht. Eine mit einem Motor 10 verbundene Ankerwelle 12 trägt eine Schnecke 14, die ein Schneckenrad 16 antreibt. Eine Schubstange 18 ist an einem Ende drehfest mit einem Gelenkbolzen 20 verbunden, der in eine Aussparung am Schneckenrad 16 exzentrisch eingreift. Am anderen Ende ist die Schubstange 18 über einen weiteren Gelenkbolzen 32 mit einem eine Verzahnung 22 aufweisenden Zahnsektor 24 drehfest verbunden. Die Verzahnung 22 des Zahnsektors 24 ist im Eingriff mit einer Verzahnung 26 eines Ritzels 28, wobei das Ritzel 28 eine mit einem Wischerarm, hier nicht dargestellt, verbundene Abtriebswelle 30 antreibt.
Durch eine Drehbewegung der Ankerwelle 12 wird über die Schnecke 14 das Schneckenrad 16 angetrieben. Dadurch wird die Schubstange 18 bewegt, welche eine Verdrehbwegung des Zahnsektors 24 bewirkt und damit das Ritzel 28 angetrieben wird. Schubstange 18, Gelenkbolzen 20, 32 und der mit dem Ritzel 28 in Eingriff stehende Zahnsektor 24 bilden gemeinsam das Umsetzgetriebe, das eine kurbelartige Bewegung der Schubstange 18 in eine pendelartige Bewegung der Abtriebswelle 30 umsetzt.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Antriebseinheit ist, wie in Fig. 1 erkennbar, der Zahnsektor 24 ein Teilbereich eines Zahnrades in Form eines Sektors einer kreisförmigen Fläche, insbesondere einer viertelkreisförmigen Fläche, mit einer daran angeformten Verzahnung 22 ausgebildet, wobei an der Fläche eine Aussparung 34 für die Befestigung des Zahnsektors 24 in einem Gehäuse 36 und einer Aussparung 38 zur Befestigung der Schubstange 18 an dem Zahnsektor 24 vorgesehen ist.
Fig. 2 bis 4 zeigen mögliche erfindungsgemäße Ausgestaltungen eines Zahnsektors 24, um zumindest bereichsweise elastische Eigenschaften des Zahnsektors 24 erzielen zu können, wobei die elastischen Eigenschaften über eine Materialreduzierung entlang der Fläche des Zahnsektors 24 erreicht wird.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist in einem an die Verzahnung 22 angrenzenden Bereich 44 des Zahnsektors 24 eine Aussparung 40 in Form einer länglichen Öffnung vorgesehen, wobei die Aussparung 40 unterhalb der Verzahnung 22 des Zahnsektors 24 ausgebildet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Verzahnung 22 des Zahnsektors 24 erstreckt. Bei den in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten möglichen Ausführungsformen sind ein bzw. zwei Aussparungen 40 in Form einer Umfangsreduzierung des Zahnsektors 24 ausgebildet, wobei die Aussparungen 40 durch eine Verjüngung einer oder mehrerer Seitenflächen 42 des Zahnsektors 24 zur Mitte des Zahnsektors 24 hin vorgenommen ist. Die Aussparungen 40 sind auch bei diesen beiden Ausführungsformen insbesondere im Bereich 44 unterhalb der Verzahnung 22 des Zahnsektors 24 besonders stark ausgebildet.

Claims

Ansprüche
1 . Antriebseinheit für eine Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Motor (10) und ein über den Motor (10) antreibbares Umsetzgetriebe zur Erzeugung einer Reversierbewegung eines Wischerarmes, wobei das Umsetzgetriebe ein mit dem Motor (10) verbundenes Schneckenrad (16) und einen mit dem Schneckenrad (16) verbundenen eine Verzahnung (22) aufweisenden Zahnsektor (24) aufweist, wobei der Zahnsektor (24) mit seiner Verzahnung (22) in Eingriff mit einer Verzahnung (26) eines eine mit dem Wischerarm verbundene Abtriebswelle (30) antreibbaren Ritzels (28) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (22) des Zahnsektors (24) im Wesentlichen spielfrei in die Verzahnung (26) des Ritzels (28) eingreift, wobei der Zahnsektor (24) zumindest bereichsweise elastisch ausgebildet ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnsektor (24) in einem an seine Verzahnung (22) angrenzenden Bereich (44) eine Materialreduzierung aufweist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialreduzierung in Form einer Aussparung (40) an dem Zahnsektor (24) vorgesehen ist.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (40) in Form einer Öffnung, insbesondere in Form einer länglichen Öffnung, unterhalb der Verzahnung (22) des Zahnsektors (24) an dem Zahnsektor (24) ausgebildet ist.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (40) in Form einer Umfangsreduzierung des an die Verzahnung (22) des Zahnsektors (24) angrenzenden Bereichs (44) des Zahnsektors (24) ausgebildet ist. Scheibenwischereinrichtung, insbesondere Heckscheibenwischereinrichtung, mit einer Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Bewegung einer Abtriebswelle, wobei die Abtriebswelle drehfest mit mindestens einem Wischerarm verbunden ist.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Scheibenwischereinrichtung nach Anspruch 6 mit einer Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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