Лента щетки стеклоочистителя транспортного средства (варианты)
WINDSCREEN WIPER BRUSH BELT (EMBODIMENTS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к ленте щетки стеклоочистителя, прежде всего стеклоочистителя автомобиля, и может иметь универсальное использование для эффективной очистки ветрового стекла транспортного средства при любых погодных условиях.
Уровень техники
Лента щетки стеклоочистителя транспортного средства, например, автомобиля, для очистки ветрового стекла от дождя и снега обычно выполнена из эластомерного, гибкого и упругого материала. Как правило, она состоит из основания, которое крепится к держателю щетки, и рабочей части, состоящей из скребка с чистящей кромкой на его контактной части. Основание и скребок соединяются между собой гибким соединительным элементом таким образом, что рабочая часть резиновой ленты, состоящая из скребка с чистящей кромкой, может изгибаться, изменяя угол относительно поперечной оси основания, в одну или другую сторону в зависимости от направления перемещения щетки по очищаемой поверхности стекла. При работе стеклоочистителя одна торцевая поверхность резиновой ленты располагается постоянно выше другой торцевой поверхности в крайнем, чаще верхнем, положении, либо обе торцевые поверхности ленты располагаются на одном уровне. В сечении скребок обычно имеет форму равнобедренного треугольника, основание которого расположено со стороны указанного гибкого соединительного элемента, а в его вершине сформирована удлиненная чистящая кромка. Основание, рабочую часть (скребок с чистящей кромкой) и гибкий соединительный элемент между основанием и рабочей частями ленты чаще всего изготавливают за одно целое.
К общим требованиям, предъявляемым к резиновым лентам щеток стеклоочистителей, помимо высокого качества очистки относятся также стойкость к истиранию и высокая стойкость к влиянию внешних факторов (снег, оледенение), снижающих, зачастую полностью, эффективность работы стеклоочистителей.
Стеклоочиститель с лентой для ветрового стекла транспортного средства принадлежит к промышленным потребительским товарам массового производства, обеспечивая потребности более миллиарда транспортных средств во всем мире, находя широкое использование в различных климатических зонах. В некоторых климатических зонах надолго устанавливается погода с пониженными температурными значениями, причем отрицательная температура окружающей среды нередко усугубляется снегопадами и ледяными дождями.
Некоторые известные ленты для стеклоочистителей, используемых при очистке именно от снега ветрового стекла транспортного средства, конструктивно исполняются с дополнительным нагревательным аппаратным приспособлением, предназначенным для растапливания снега и льда, скапливающихся на ленте и предотвращения оледенения такой ленты, за счет тепловой энергии, например, техническое решение, защищенное патентом DE 102008034967 «Резиновая лента стеклоочистителя Windscreen, имеет электрический нагревающий провод и/или шнур, электрическое сопротивление которого уменьшается при низкой температуре, кабель для проведения электрического тока и соединения нагревающего провода, обеспеченные по всей длине резиновой ленты», патентообладатель PRAGST WALTER (DE), МПК B60S 1/38, опубл. 01.07.2010 г. В известном патенте предложен обогрев резиновой ленты щетки стеклоочистителя при работе в снегопад для надежного предотвращения образования ледяной корки на стеклоочистителе. При этом резиновая лента щетки стеклоочистителя изготовлена с проходящим внутри нее электрическим нагревательным проводом и/или шнуром. Однако, использование данной известной резиновой ленты щетки стеклоочистителя от снега ведет к снижению экономической эффективности вследствие наличия дополнительного обогревательного оборудования, которому, естественно, требуются определенное месторасположение, ремонт, периодическая замена и т.п.
Известна резиновая лента по патенту RU 2269439 «Резиновая лента щетки стеклоочистителя», патентообладатель РОБЕРТ БОШ ГМБХ (DE), МПК B60S 1/38, опубл. 10.02.2006 г., имеющая профильное основание и рабочую часть, которая гибким соединительным элементом соединена с этим профильным основанием и которая в наклоненном положении упирается в него. Рабочая часть имеет опорный участок, который соединен с профильным основанием первой гибкой перемычкой и соединен с клиновидным скребком резиновой ленты второй гибкой перемычкой. Такое техническое исполнение известной резиновой ленты обеспечивает плотное прилегание стеклоочистителя к ветровому стеклу автомобиля, однако, при отрицательных температурах эксплуатации, например, в зимний период, при снегопаде, наличие выступающих опорных участков в конструкции резиновой ленты приводит к задержке замерзающей жидкости, к налипанию снега между опорными участками и гибкими перемычками известной резиновой ленты. В итоге, замерзшая жидкость (вода), оледеневший налипший снег значительно снижают эффективность работы стеклоочистителя при отрицательных температурах окружающей среды.
Наиболее близкими по технической сущности к предложенному изобретению выступают широко известные, нашедшие широкое использование ленты для щеток стеклоочистителей классической конструкции, приведенные в Электронном журнале «За рулем» в статье «Щетки стеклоочистителя» (http://wiki.zr.ru/Щетки_стеклоочистителя). Известная лента, исполненная как резиновая полоса со сложным в поперечном сечении профилем, имеет в основании пазы для каркаса (держателя) щетки, шейку (соединительный элемент) и рабочую часть (скребок) с чистящей кромкой. Скребок известной ленты в поперечном сечении имеет клинообразную форму, а его чистящая кромка, соприкасающаяся с поверхностью стекла, имеет строго прямоугольную форму с острыми краями. Для использования известной ленты в зимний период, при отрицательных температурах окружающей среды, каркас закрывают чехлом из тонкой мягкой морозостойкой резины. Основной недостаток такого решения - увеличенная парусность. Уже на относительно небольших скоростях (80÷90 км/час) встречный поток воздуха может приподнять такие щетки. Они начинают проскальзывать по ветровому стеклу, оставляя неочищенные полосы, что значительно снижает эффективность очистки ветрового стекла в зимний период.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы стеклоочистителя транспортного средства при отрицательных температурах окружающей среды. Еще одной целью данного изобретения является создание ленты щетки стеклоочистителя транспортного средства, отличающейся простотой конструкции, изготовления, эксплуатации.
Техническим результатом изобретения является создание ленты щетки стеклоочистителя транспортного средства, простой по своей конструкции, простой в изготовлении и в эксплуатации, с лучшей рабочей деформацией в процессе выполнения своих рабочих функций, в конструкции которой отсутствуют участки поверхности, где может задерживаться замерзающая жидкость (вода), позволяющей обеспечить эффективную работу стеклоочистителя при отрицательных температурах окружающей среды.
Поставленная цель достигается с помощью конструктивного исполнения ленты щетки стеклоочистителя транспортного средства с признаками по пп. 1, 4, 9, 10 формулы изобретения. Предпочтительные исполнения с целесообразными модификациями изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Соответствующая изобретению лента щетки стеклоочистителя транспортного средства выполнена из эластомерного материала и состоит из основания, приспособленного для крепления к держателю щетки стеклоочистителя, и скребка клиновидной формы, на удлиненной контактной части которого выполнена чистящая кромка. Скребок соединен с основанием через соединительный элемент. Лента выполнена с возможностью плотного неподвижного установления в держателе щетки. По всей длине ленты, в теле скребка, над его удлиненной контактной частью, выполнено проходящее по центру сквозное отверстие треугольного сечения, основание которого параллельно основанию ленты, а стороны отверстия треугольного сечения параллельны сторонам скребка, образуя боковые стенки скребка. Толщина боковой стенки скребка пропорциональна толщине его удлиненной контактной части. По всей длине скребка чистящая кромка выполнена с осесимметричным продольным вырезом треугольного сечения, образующим две симметрично расположенные клиновидные выступающие кромки, проходящие вдоль обеих продольных боковых сторон удлиненной контактной части скребка. На торцевой поверхности ленты, располагающейся вверху при работе стеклоочистителя, в сквозном отверстии в теле скребка установлена заглушка. Со стороны ее торцевой поверхности, располагающейся внизу при работе стеклоочистителя, внутренняя поверхность сквозного отверстия в теле скребка выполнена гидрофобной.
По еще одному варианту исполнения изобретения, лента щетки стеклоочистителя транспортного средства, выполнена из эластомерного
материала и состоит из основания, приспособленного для крепления к держателю щетки стеклоочистителя, и скребка клиновидной формы, на удлиненной контактной части которого выполнена чистящая кромка, а скребок соединен с основанием через соединительный элемент. Лента выполнена с возможностью плотного неподвижного установления в держателе. По всей длине ленты, в теле скребка, над его удлиненной контактной частью, выполнено проходящее по центру сквозное отверстие треугольного сечения, основание которого параллельно основанию ленты, а стороны отверстия треугольного сечения параллельны сторонам скребка, образуя боковые стенки скребка, причем толщина боковой стенки скребка пропорциональна толщине его удлиненной контактной части. По всей длине сквозного отверстия треугольного сечения, его основание исполнено имеющим одно, но не ограничиваясь этим, внутреннее продольное симметричное ребро, вершина которого направлена к контактной части скребка. По всей длине скребка чистящая кромка выполнена с осесимметричным продольным вырезом треугольного сечения, образующим две симметрично расположенные клиновидные выступающие кромки, проходящие вдоль обеих продольных боковых сторон удлиненной контактной части скребка. Возможно установление заглушек на верхней и нижней торцевых поверхностях ленты в сквозном отверстии в теле скребка. Возможно выполнение ленты с запаянными верхними и нижними торцевыми поверхностями. Возможно выполнение внутренних углов сквозного отверстия треугольного сечения в теле скребка закругленными. Возможно внутреннюю поверхность сквозного отверстия в теле скребка выполнить гидрофобной. По всей длине скребка чистящая кромка на удлиненной контактной части скребка может иметь прямоугольную форму.
Такое конструктивное исполнение ленты щетки стеклоочистителя, плотно, без зазоров, и неподвижно установленной в держателе щетки, исключающее наличие выступающих опорных участков и открытых пазов, со сквозным отверстием в теле скребка, обеспечивающим наличие гибких стенок скребка, обеспечивающих стабильный изгиб (деформацию) тела скребка в процессе работы, позволяет получить простое в изготовлении и в эксплуатации изделие, избежать налипания снега, препятствовать задержке и последующему замерзанию жидкости на поверхности ленты, и, как следствие, значительно повысить эффективность работы стеклоочистителя транспортного средства при отрицательных температурах окружающей среды.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны путем ссылки на последующее подробное описание и прилагаемые чертежи. Чертежи не исключают из объема изобретения другие конструктивные исполнения, которые являются результатом обычных и предполагаемых модификаций этих конкретных конструктивных исполнений.
Фиг. 1(A) - поперечный разрез ленты, выполненной со сквозным отверстием треугольного сечения в теле скребка;
Фиг. 1(B) - предельное угловое положение в рабочем положении скребка ленты, выполненной со сквозным отверстием треугольного сечения в теле скребка;
Фиг. 2(A) - поперечный разрез ленты, выполненной с внутренним продольным ребром в основании сквозного отверстия в теле скребка;
Фиг. 2(B) - предельное угловое положение в рабочем положении скребка резиновой ленты, выполненной с внутренним продольным ребром в основании сквозного отверстия в теле скребка;
Фиг. 3(А, В, С) - варианты исполнения внутренних продольных ребер и чистящей кромки на удлиненной контактной части скребка;
Фиг. 4 - общий вид ленты из Фиг. 1 с заглушками.
Осуществление изобретения
Ниже приводится описание вариантов выполнения настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Лента 1 (Фиг. 1(A)) щетки стеклоочистителя транспортного средства содержит основание 2, приспособленное для крепления к держателю 3 щетки стеклоочистителя, скребок 4 клиновидной формы с удлиненной контактной частью 5 с чистящей кромкой 6. Скребок 4 соединен с основанием 2 через соединительный элемент 7. Лента 1 плотно, без зазора и неподвижно установлена в держателе 3 щетки. По всей длине резиновой ленты 1 в теле скребка 4, над его удлиненной контактной частью 5, выполнено проходящее по центру сквозное отверстие 8 треугольного сечения, образующее боковые стенки 9 скребка 4. Толщина боковой стенки 9 скребка 4 пропорциональна толщине удлиненной контактной части 5 скребка 4. В сквозном отверстии 8 резиновой ленты 1 может быть установлена заглушка 14. По всей длине скребка 4 чистящая кромка 6 выполнена с осесимметричным продольным вырезом 15 треугольного сечения, который образует две симметрично расположенные клиновидные выступающие кромки (на фигурах не обозначены), проходящие вдоль обеих продольных боковых сторон удлиненной контактной части 5 скребка 4. Такое конструктивное исполнение чистящей кромки 6 позволяет уменьшить ее жесткость, что способствует более плотному прилеганию чистящей кромки 6 к очищаемой поверхности, особенно в местах неровностей, углублений, царапин и прочих дефектов, и значительно повышает эффективность работы ленты 1 щетки стеклоочистителя. Также, такое конструктивное исполнение чистящей кромки 6 позволяет при ее износе в процессе эксплуатации долее сохранять острый угол каждой из вершин двух клиновидных кромок, продлевая срок эксплуатации ленты 1. Чистящая кромка 6 на удлиненной контактной части 5 скребка 4 может иметь прямоугольную форму. Классическая прямоугольная форма с острыми краями чистящей кромки позволяет эффективно производить очистку ветрового стекла.
По еще одному варианту (Фиг. 2(A)) осуществления изобретения, в ленте 1 по всей длине сквозного отверстия 8 треугольного сечения, его основание имеет одно, но не ограничиваясь этим, внутреннее продольное симметричное ребро 10, вершина которого направлена к контактной части 5 скребка 4. Геометрия и количество внутренних продольных ребер в сквозном отверстии 8 скребка 4 могут быть различными. На Фиг. 3(А, В, С), показаны некоторые из возможных конструктивных вариантов исполнения таких ребер, соответственно, 11, 12, 13. Внутренние углы сквозного отверстия 8 треугольного сечения в теле скребка 4 могут быть выполнены закругленными, что позволяет упростить технологию изготовления резиновой ленты, и, в свою очередь, упрощает ее массовое производство.
При удалении водяных капель и снега с ветрового стекла автомобиля, щетки с резиновыми лентами 1 приводятся рычагами (поводками) стеклоочистителя в возвратно-качательное движение, при этом, одна торцевая поверхность ленты 1 щетки располагается постоянно выше другой торцевой поверхности в крайнем, чаще верхнем, положении. Возможно положение, когда обе торцевые поверхности ленты 1 располагаются на одном уровне. С целью предотвращения попадания водяных капель и снега в сквозное отверстие 8, на верхней торцевой поверхности ленты 1 в сквозном отверстии 8 возможно установление заглушки 14 или вся внутренняя поверхность сквозного отверстия в теле скребка может быть выполнена гидрофобной. Возможно установление заглушек 14 в сквозном отверстии 8 на обеих торцевых поверхностях ленты 1 (Фиг. 4) или выполнение ее запаянной с обеих торцевых поверхностей. При открытом (без заглушки) нижнем торцевом конце резиновой ленты для минимизации капиллярного эффекта и проникновения влаги возможно внутреннюю поверхность сквозного отверстия 8 исполнить гидрофобной.
Совершая возвратно-качательное движение по типу маятника, в конечных положениях щетки с лентами 1 при подобном движении достигают крайних точек, в которых направление их перемещения изменяется на противоположное. В этих крайних точках наклон клиновидного скребка 4 резиновой ленты 1 изменяется на противоположный относительно нормали к очищаемой поверхности, по завершении чего, клиновидный скребок 4 вновь устанавливается в наклонное рабочее положение. Поскольку лента 1 плотно, без зазора и неподвижно установлена в держателе 3 щетки стеклоочистителя, при работе соединительный элемент 7 остается неподвижен. Такое плотное положение ленты 1 в держателе 3 щетки позволяет избежать задержки замерзающей жидкости (воды) на поверхности ленты, и, тем самым, значительно повысить эффективность работы стеклоочистителя при отрицательных температурах окружающей среды. Рабочий изгиб скребка 4 (Фиг. 1(B)) при этом достигается и обуславливается упругостью боковых стенок 9, образованных сторонами отверстия 8 треугольного сечения и внешними сторонами скребка 4. В случае установки заглушек 14 на торцевых поверхностях резиновой ленты 1, либо при запаивании с торцов ленты 1, рабочий изгиб скребка 4 обуславливается, в том числе, упругостью газа, например, воздуха, в полости резиновой ленты 1, давление воздуха в полости используется как пневматический элемент жесткости. На Фиг. 2(B) показано предельное угловое положение в рабочем положении скребка 4 резиновой ленты 1, выполненной с внутренним продольным ребром 10 в основании сквозного отверстия 8 в теле скребка 4. При изгибе скребка 4 в процессе работы, при возвратно-качательном движении стеклоочистителя, боковые стенки 9 скребка 4 поочередно упираются во внутреннее продольное ребро 10, что приводит к возрастанию жесткости и препятствует дальнейшему нежелательному увеличению угла отклонения скребка 4 относительно нормали к очищаемой поверхности.
На фиг. 3 (А, В, С) приведены возможные, но не ограничиваясь этим, варианты исполнения внутренних продольных ребер 11, 12, 13 в сквозном отверстии 8 в теле скребка 4. В динамике эти варианты не показаны. Однако, очевидно, при работе скребка 4, в процессе его изгиба, боковые стенки 9 скребка 4 будут поочередно упираться во внутренние продольные ребра 11, что приведет к увеличению упругого сопротивления дальнейшему увеличения угла отклонения скребка 4 относительно нормали к очищаемой поверхности. При нежелательной дальнейшей деформации стенки 9 внутрь сквозного отверстия 8 продольные ребра 11 будут упираться в центральное продольное ребро 12, останавливая дальнейшую деформацию. Также, боковая стенка 9 скребка 4 ленты будет упираться в ближайшее внутреннее продольное ребро 14, а при дальнейшей деформации стенки 9 внутрь сквозного отверстия 8 скребка 4, продольное ребро 14 профильным выступом (на фигуре не обозначен) будет упираться в основание 2 ленты 1, препятствуя дальнейшему нежелательному изгибу скребка 4. На фиг. 3 (А, В, С) также показана чистящая кромка на удлиненной контактной части скребка, имеющая прямоугольную форму.
Таким образом, исполнение ленты, установленной в держателе щетки плотно, без зазора, и неподвижно, исключает наличие участков поверхности ленты, где может задерживаться замерзающая жидкость (вода), значительно повышает эффективность работы стеклоочистителя при отрицательных температурах окружающей среды, упрощает изготовление и эксплуатацию ленты. Выполнение скребка ленты со сквозным отверстием, в том числе, с внутренними продольными ребрами, обеспечивает стабильный необходимый изгиб скребка в процессе очистки ветрового стекла транспортного средства, что служит повышению эффективности работы стеклоочистителя в целом.