СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к обслуживанию транспортных средств, в частности к устройствам для очистки ветровых стекол кабин управления железнодорожного подвижного состава и кабин и кузовов автомобилей.
Известен стеклоочиститель СЛ109-Е, установленный в автомобиле ГА3-24 для очистки ветрового стекла от атмосферных осадков с целью обеспечения водителю надлежащей видимости в пути (см. Автомобиль "Волга" ГА3-24: Конструктив, особенности, техн. обслуж. и текущий ремонт/ А.И. Гор, Л.Д. Кальмансон, А.А. Невзоров и др. - 3-е изд., перераб. - М.: Транспорт, 1989. - 352 с., с. 301-303 и Каталог деталей легкого автомобиля "Волга" ГА3-24 (Горьковский автозавод). М., "Машиностроение", 1969, 184 с., с. 97, 98). Стеклоочиститель СЛ109-Е выполнен с электрическим приводом на две параллельно движущиеся щетки. Стеклоочиститель содержит электродвигатель МЭ 227, червячный редуктор, концевой электромеханический выключатель, кронштейн, рычажную систему, щетки и специальный переключатель. Кронштейн выполняет роль несущей конструкции. Управление стеклоочистителем осуществляется специальным переключателем, расположенным на щитке приборов автомобиля. Вращение якоря электродвигателя передается червячной шестерне редуктора. С осью червячной шестерни связан кривошип рычажной системы, через которую щетки получают возвратно-поступательное движение. Конечные положения щеток обуславливаются конструкцией самой рычажной системы. Прямой и обратный ход щеток происходит за один оборот кривошипа. Щетки после выключения специального переключателя на щитке приборов автомобиля сразу не останавливается. Щетки продолжают движение по ветровому стеклу до тех пор, пока не дойдут до крайних нижних положений. В этот момент концевой электромеханический выключатель переключит цепи электродвигателя при его взаимодействии с фасонным диском, установленным в торце червячной шестерни. После этого электродвигатель выключится и щетки остановятся у нижнего уплотнителя ветрового стекла в парковочном положении. Концевой электромеханический выключатель и фасонный диск образуют парковочное устройство.
Недостатком известного стеклоочистителя является сложность рычажного механизма, имеющего в своем составе кривошип, что обусловливает повышенное количество узлов трения, а также наличие специального парковочного устройства, включающего концевой электромеханический выключатель и фасонный диск. Повышенное количество узлов трения приводит к снижению коэффициента полезного действия (КПД), к повышенным мертвому ходу (линейному или угловому перемещению щетки стеклоочистителя относительно остановленного выходного вала червячного редуктора за счет зазоров в сопряжениях узлов) и шаткости (линейному или угловому перемещению выходного вала червячного редуктора относительно неподвижной (защемленной) щетки стеклоочистителя за счет зазоров в сопряжениях узлов). При этом величины мертвого хода и шаткость в процессе эксплуатации из-за износа в сопряжениях узлов увеличиваются, снижая эксплуатационные характеристики стеклоочистителя. Наличие специального парковочного устройства усложняет конструкцию и снижает надежность, а также долговечность из-за относительно низкого количества коммутационных циклов по сравнению, например, с бесконтактными концевыми выключателями.
Известен стеклоочиститель ветрового стекла автомобиля ЗИЛ-115 (ЗИЛ-4104) (см. И.С. Степанов и др. Автомобиль ЗИЛ-115 (ЗИЛ-4104). Инструкция по эксплуатации, Москва, 1980, 374 с., с. 251, 252). На указанном автомобиле установлен двухщеточный электрический стеклоочиститель ветрового стекла модели СЛ128-Д. Щетки стеклоочистителя выполнены с резиновыми лентами и приводятся в движение от электродвигателя через червячную передачу и кривошипно-рычажный механизм. Укладка щеток в одном и том же парковочном положении обеспечивается двумя концевыми выключателями. Включение и выключение стеклоочистителя производится комбинированным переключателем.
Недостатком известного стеклоочистителя является сложность рычажного механизма, имеющего в своем составе кривошип, что порождает повышенное количество узлов трения, а также наличие специального парковочного устройства, включающего два концевых выключателя. Повышенное количество узлов трения приводит к снижению коэффициента полезного действия (КПД), к повышенным мертвому ходу (линейному или угловому перемещению щетки стеклоочистителя относительно остановленного выходного вала червячной передачи за счет зазоров в сопряжениях узлов) и шаткости (линейному или угловому перемещению выходного вала червячного редуктора относительно неподвижной (защемленной) щетки стеклоочистителя за счет зазоров в сопряжениях узлов). При этом величины мертвого хода и шаткость в процессе эксплуатации из-за износа в сопряжениях узлов увеличиваются, снижая эксплуатационные характеристики стеклоочистителя. Наличие специального парковочного устройства усложняет конструкцию и снижает надежность.
Известен привод стеклоочистителя (см. Патент РФ на изобретение №2274565, кл. B60S 1/34, опубл. 20.04.2006, Бюл. №11, заявка №2003109608/11 от 16.08.2001). Изобретение относится к приводу стеклоочистителя транспортного средства. Привод стеклоочистителя имеет реверсируемый редукторный электродвигатель, который крепится к несущей пластине и на выходном валу которого установлено коромысло, которое по меньшей мере одним шарниром соединено с рычажным механизмом, приводящим в движение по меньшей мере один рычаг щетки стеклоочистителя. Установленное на выходном валу редукторного электродвигателя коромысло взаимодействует с ограничителями, предотвращающими при совершении рычагом щетки стеклоочистителя качательных движений поворот этого рычага на угол, превышающий угол между точками его реверса. Ограничители разнесены по окружности друг относительно друга на угол, превышающий номинальный угол поворота этого коромысла. Технический результат заключается в исключении возможности повреждения рычага щетки стеклоочистителя в системе управления реверсируемым электродвигателем стеклоочистителя.
Недостатком известного привода стеклоочистителя является следующее: в процессе изготовления деталей и сборки привода стеклоочистителей происходит естественный технологический разброс допусков размеров, вследствие которого все приводы стеклоочистителей имеют разные точки останова исходного положения щеток стеклоочистителя. В рассматриваемом приводе стеклоочистителя не предусмотрено устройство для юстировки паркового положения рычага стеклоочистителя.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является привод стеклоочистителя транспортного средства (см. Патент РФ на полезную модель №100979, кл. B60S 1/06, опубл. 10.01.2011, Бюл. №1, заявка №2010129407/11 от 15.07.2010). Привод стеклоочистителя транспортного средства, содержащий электродвигатель, червячный редуктор и сенсорный датчик Холла останова рычага стеклоочистителя, установленный в модуле, закрепленном на корпусе редуктора, выполнен с возможностью юстировки точки останова в парковом положении рычага стеклоочистителя за счет изменения положения модуля. Модуль выполнен дугообразной формы, концентричной шестерне червячного редуктора, разъемным в виде основания и крышки, при этом линия разъема расположена параллельно основанию. Основание и крышка соединены между собой сгибающейся перемычкой. Модуль изготовлен из литьевой пластмассы. В основании модуля выполнено гнездо для установки в него датчика Холла. На плоскости основания модуля, взаимодействующей с плоскостью редуктора, выполнена зубчатая гребенка, а корпус редуктора снабжен выступающим зубом, взаимодействующим с одной из впадин гребенки для фиксации модуля при юстировке положения точки останова в парковом положении рычага стеклоочистителя. Выступающий зуб имеет радиальное направление. Зубчатая гребенка выполнена по дуге, концентричной шестерне червячного редуктора. В вертикальной стенке крышки со стороны плоскости разъема выполнены пазы для размещения и прижима проводов от датчика Холла в закрытом положении крышки. Основание и крышка модуля снабжены разновысокими стенками для размещения между ними проводов от датчика Холла. Основание и крышка снабжены элементами их взаимной ориентации в виде пазов и выступов. Основание модуля снабжено защелками, взаимодействующими с крышкой для автоматического ее защелкивания в закрытом положении. Корпус червячного редуктора снабжен выступающими штырями, взаимодействующими с крепежными отверстиями на модуле. Основание и крышка модуля выполнены с овальными крепежными отверстиями, совмещенными в закрытом положении модуля, для возможности перемещения модуля при юстировке относительно выступающих штырей и крепления модуля на корпусе червячного редуктора. Привод снабжен фиксирующими шайбами, устанавливаемыми на выступающие штыри и прижимающими модуль.
Недостатком известного привода стеклоочистителя является сложность конструкции, необходимость применения относительно большого количества точных оригинальных деталей для выполнения модуля, применение зубчатой рейки на основании модуля и трудоемкого выступающего зуба на корпусе червячного редуктора для юстировки.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является упрощения рычажного механизма для осуществления очищающих движений ветрового стекла в цикле работы щетки стеклоочистителя с целью минимизации узлов трения и введение юстировки для учета производственных отклонений размеров, связанных с изготовлением входящих в стеклоочиститель деталей.
Указанный технический результат достигается тем, что стеклоочиститель транспортного средства включает электродвигатель с интегрированным червячным редуктором, закрепленным на несущей конструкции, рычажный механизм для осуществления очищающих движений ветрового стекла в цикле работы щетки стеклоочистителя, блок управления и управляющее устройство. При этом несущая конструкция выполнена в виде ограждающей с четырех сторон листовой конструкции, а прямой и обратный ход в цикле работы щетки стеклоочистителя обусловлены электрическим образом с помощью двух герконов и механическим образом двумя концевыми регулируемыми ограничителями, выходной вал червячного редуктора соосно соединен с ведущим валом рычажного механизма. На ведущем валу рычажного механизма установлен кронштейн с закрепленным на выступающей части управляющим магнитом. Блок управления, герконы и кронштейн на ведущем валу рычажного механизма с закрепленным на выступающей части управляющим магнитом расположены внутри полости несущей конструкции. Концевой регулируемый ограничитель представляет собой стержень, на одном конце которого выполнены шестигранная головка под ключ и резьбовой участок, а на другом - эксцентрик. Причем выходной вал червячного редуктора соосно соединен с ведущим валом рычажного механизма с помощью шлицевого соединения.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображена установка стеклоочистителей на кабине управления локомотива;
на фиг. 2 изображен выносной вид А на фиг. 1;
на фиг. 3 изображен изометрический вид стеклоочистителя транспортного средства без установленного на нем рычажного механизма для осуществления щеткой очищающих движений ветрового стекла;
на фиг. 4 изображен стеклоочиститель транспортного средства без установленного на нем рычажного механизма для осуществления щеткой очищающих движений ветрового стекла;
на фиг. 5 изображен вид Б на фиг. 4;
на фиг. 6 изображен вид В на фиг. 4;
на фиг. 7 изображен выносной вид Г на фиг. 4.
Стеклоочистители транспортного средства 1.1 и 1.2 идентичны по конструкции. Они установлены на кабине управления 2 локомотива 3 под ветровым стеклом 4. Каждый стеклоочиститель транспортного средства включает электродвигатель 5 с интегрированным червячным редуктором 6, несущую конструкцию 7, рычажный механизм 8 для осуществления очищающих движений ветрового стекла 4 в цикле работы щетки 9 стеклоочистителя транспортного средства, блок управления 10 и управляющее устройство 11, размещенное на пульте машиниста в кабине управления 2. Электродвигатель 5 с червячным редуктором 6 закреплены на несущей конструкции 7 комплектом крепежных изделий 12. Несущая конструкция 7 выполнена в виде ограждающей с четырех сторон листовой конструкции. Прямой и обратный ход в цикле работы щетки 9 стеклоочистителя транспортного средства обусловлены электрическим образом с помощью двух герконов 13.1 и 13.2 и механическим образом двумя концевыми регулируемыми ограничителями 14.1 и 14.2. Один из герконов, например, 13.1 является герконом начального положения, а 13.2 - конечного положения. Выходной вал 15 червячного редуктора 6 соединен с ведущим валом 17 рычажного механизма 8 соосно шлицевым соединением 16. На ведущем валу 17 рычажного механизма 8 установлен кронштейн 18 с закрепленным на выступающей части 19 управляющим магнитом 20. Блок управления 10, герконы 13.1 и 13.2 и кронштейн 18 на ведущем валу 17 рычажного механизма 8 с закрепленным на его выступающей части 19 управляющим магнитом 20 расположены внутри полости 21 несущей конструкции 7. Это обеспечивает их защиту от случайных механических воздействий. Каждый концевой регулируемый ограничитель представляет собой стержень 22, на одном конце которого выполнены шестигранная головка 23 под ключ и резьбовой участок 24, а на другом - эксцентрик 25 с эксцентриситетом е. На несущей конструкции 7 установлены втулки 26.1 и 26.2, закрепленные с помощью комплектов крепежных изделий 27.1 и 27.2, соответственно. Во втулке 26.1 размещен ведущий вал 17, а во втулке 26.2 ведомый вал 28 рычажного механизма 8. Концевые регулируемые ограничители 14.1 и 14.2 закреплены в цилиндрических отверстиях 29.1 и 29.2, соответственно, выполненных в несущей конструкции 7, комплектом крепежных изделий 30.1 и 30.2, соответственно. Ведущий и ведомый валы 17 и 28 выполнены одинаковыми выступающими из втулок 26.1 и 26.2 концами 31.1 и 31.2. На этих выступающих концах выполнены резьбовые участки 32.1 и 32.2 и конические шлицевые участки 33.1 и 33.2 для установки и закрепления рычажного механизма 8. Герконы 13.1 и 13.2 закреплены к несущей конструкции 7 через продолговатые отверстия 34 с возможностью регулирования положения и закреплены комплектом крепежных изделий 35.
Упрощение рычажного механизма 8 для осуществления очищающих движений ветрового стекла 4 в цикле работы щетки 9 стеклоочистителя с целью минимизации узлов трения путем исключения в конструкции рычажного механизма 8 кривошипа, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное, и введение юстировки для учета производственных отклонений размеров, связанных с изготовлением входящих в стеклоочиститель деталей, обеспечивается введением в конструкцию стеклоочистителя двух герконов 13.1 и 13.2 и двух концевых регулируемых ограничителей 14.1 и 14.2. Возможность регулирования положения герконов 13.1 и 13.2 с помощью продолговатых отверстий 34 и положения эксцентриков 25 путем поворота концевых регулируемых ограничителей 14.1 и 14.2 в отверстиях 29.1 и 29.2 с обеспечением зазоров m между положением Д кронштейна 18 и ограничителем 14.1 и между положением Е и ограничителем 14.2 позволяет исключить влияние естественного технологического разброса допусков размеров. Тем самым обеспечивается точная остановка и реверс. Зазор m обеспечивает возможный перебег, исключая повреждение рычажного механизма 8 и щетки 9 стеклоочистителя в аварийных ситуациях. В отличие от классических конструкций стеклоочистителей, применяемых на транспортных средствах, реверсирование движения щетки 9 стеклоочистителя производится путем изменения полярности в цепи питания электродвигателя 5. За изменение полярности электродвигателя 5 отвечает блок управления 10, который в определенный момент времени производит переполюсовку напряжения на щетках электродвигателя. Для определения конечного положения щетки 9 стеклоочистителя для производства реверса блок управления 10 получает сигналы от герконов 13.1 и 13.2. Для возвращения щетки 9 стеклоочистителя в начальное положение используется геркон начального положения 13.1.
Цикл работы щетки 9 начинается с включения на управляющем устройстве 11 тумблера "Включение стеклоочистителей" в одном из режимов работы щетки 9. При этом напряжение подается на соответствующие щетки электродвигателя 5. Щетка 9 начинает прямой ход от начального положения Ж, соответствующее положению Д кронштейна 18, к положению И, соответствующую положению Е кронштейна 18. При достижения щеткой 9 положения И геркон конечного положения 13.2 посылает в блок управления сигнал на реверс электродвигателя 5. При этом меняется полярность на щетках электродвигателя 5. При изменении полярности на щетках электродвигателя 5 щетка 9 меняет направление движения и начинает движение из положения И в положение Ж. Тем самым завершается цикл работы щетки 9. При достижении кронштейном 18 положения Д, а значит и положения Ж щеткой 9 стеклоочистителя цикл работы щетки 9 повторяется до получения из блока управления соответствующего сигнала. После отключения на управляющем устройстве 11, расположенном на пульте управления машиниста, тумблера "Включение стеклоочистителей" блок управления 10 продолжает подавать напряжение на щетки электродвигателя 5 в независимости от положения щетки 9 стеклоочистителя и направления перемещения по ветровому стеклу 4 до тех пор, пока щетка 9 не достигнет начального положения Ж. При этом геркон начального положения 13.1 посылает в блок управления 10 сигнал о снятии напряжения со щеток электродвигателя 5 и щетка 9 останавливается в начальном положении Ж. Инерционное движение щетки 9 стеклоочистителя во время производства реверса в положениях Ж и И ограничиваются концевыми ограничителями 14.1 и 14.2.
Полезная модель "Стеклоочиститель транспортного средства" соответствует условию патентоспособности "Промышленная применимость", так как вышеописанное техническое решение успешно прошло тестовые испытания и может найти применение на всех видах транспортных средств.