СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ, ПРЕЖДЕ ВСЕГО ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
WINDSCREEN WIPER

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к стеклоочистителю, прежде всего для автомобиля, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
Из уровня техники уже достаточно хорошо известны автомобильные стеклоочистители самых разнообразных конструкций, имеющие приводной элемент, закрепляемый на автомобильном кузове. Обычно такие приводные элементы прочно привинчивают к автомобильному кузову, что, однако, является достаточно трудоемкой операцией, требующей применения множества отдельных крепежных деталей, таких как винты, гайки и шайбы. Подобный метод крепления приводных элементов стеклоочистителей связан со сравнительно высокими материально-техническими затратами и, кроме того, представляет собой достаточно сложную сборочную операцию. Из DE 10062617 А1 известен далее стеклоочиститель, закрепляемый на автомобиле клеевым соединением с использованием клея, обладающего демпфирующими свойствами.
Из DE 19833404 A1 известен стеклоочиститель для транспортных средств, прежде всего для автомобилей, для крепления которого к кузову используется безрезьбовое соединение, которое тем самым позволяет упростить и ускорить монтаж стеклоочистителя на кузове. Для этого стеклоочиститель снабжен специальной несущей конструкцией для приводного устройства. На такой несущей конструкции предусмотрено несколько первых крепежных элементов, выступающих из нее в первом направлении. Подобная несущая конструкция имеет также несколько вторых крепежных элементов, выступающих из нее во втором направлении, образующем с первым направлением угол в пределах от 45 до 135°, предпочтительно угол 90°. Крепежные элементы выполнены в виде цилиндрических вставных пальцев, которые одним своим концом соединены с несущей конструкцией, а другим своим - свободным - концом вставляются в посадочное отверстие в обладающем резиноподобной упругостью демпфирующем элементе. Сам демпфирующий элемент вставлен в установочное отверстие в автомобильном кузове. Такое установочное отверстие может быть предусмотрено в приваренной к автомобильному кузову изогнутой углом либо глубокотянутой накладке. Вставной палец для возможности его стопорения в демпфирующем элементе может иметь на своем свободном конце утолщение, предпочтительно коническое. Поскольку, однако, установочные направления, в которых при сборке перемещают первые и вторые крепежные элементы, ориентированы под некоторым углом друг к другу, не исключена возможность возникновения в несущей конструкции по завершении монтажа механических напряжений, передающихся на примыкающие к несущей конструкции части кузова.
Преимущества изобретения
В предлагаемом в изобретении стеклоочистителе демпфирующие элементы выполнены в виде крепежных блоков из обладающего резиноподобной упругостью материала. Такие крепежные блоки закреплены на приводном элементе и расположены таким образом, что их возможно вставить в посадочные отверстия перемещением в первом установочном направлении, а затем надвинуть имеющейся у них прорезью на край посадочных отверстий перемещением во втором установочном направлении, поперечном первому установочному направлению. Прорези во всех крепежных блоках и посадочные отверстия лежат в одной плоскости или в разных плоскостях, которые расположены параллельно друг другу со смещением относительно друг друга в первом установочном направлении. Крепежные блоки своими прорезями надежно удерживают приводной элемент, закрепленным в посадочных отверстиях, а фиксирующий элемент удерживает крепежные блоки в их конечном положении, достигнутом при их перемещении во втором установочном направлении, и тем самым исключают возможность перемещения крепежных блоков по завершении сборки обратно в направлении, противоположном второму установочному направлению, и их выскакивания из посадочных отверстий. Посадочное отверстие может быть предусмотрено непосредственно в листовом металле кузова или же в смонтированном на листовом металле кузова, например приваренном к нему, кронштейне.
Второе установочное направление лежит в плоскости, поперечной к плоскости, в которой лежит первое установочное направление. С целью обеспечить сохранение выходным валом приводного элемента своего положения при перемещении в этом втором направлении выходной вал целесообразно располагать в положении, в котором его ось также проходит в первом установочном направлении, а крепежные элементы располагать в основном на касательных к окружности или к концентрическим окружностям с центром, лежащим на одной с осью выходного вала прямой или на, в основном, параллельной ей оси. В этом случае перемещение во втором установочном направлении представляет собой поворот вокруг оси выходного вала, соответственно вокруг параллельной ей оси.
Фиксирующий элемент представляет собой палец с удлиненным поперечным сечением, который имеет на своей наружной боковой поверхности демпфирующий слой. В смонтированном положении фиксирующий элемент пропущен через удлиненное отверстие в приводном элементе и установочное отверстие в кузове. При этом указанное удлиненное отверстие, соответственно установочное отверстие, лежит в плоскости, поперечной второму установочному направлению, т.е. вытянуто в основном радиально относительно выходного вала, когда перемещение во втором установочном направлении представляет собой поворот вокруг оси выходного вала. Демпфирующий слой, если смотреть во втором установочном направлении, прилегает к стенкам удлиненного отверстия, соответственно установочного отверстия, и поэтому в смонтированном положении приводной элемент не имеет жесткой связи с кузовом, механические вибрации которого тем самым не передаются на стеклоочиститель, и зафиксирован в этом положении. В направлении, поперечном второму установочному направлению, может быть предусмотрен зазор для компенсации производственных и сборочных допусков.
Демпфирующий слой выполнен из обладающего резиноподобной упругостью материала, который наносят в виде покрытия на более твердый основной материал фиксирующего элемента распылением или из которого изготавливают отдельную деталь, насаживаемую на основной материал фиксирующего элемента, защелкиваемую на нем или при необходимости закрепляемую на нем каким-либо иным путем.
В одном из вариантов осуществления изобретения фиксирующий элемент имеет на одном своем конце фланец, которым он в смонтированном положении упирается в приводной элемент, и выполнен ступенчато сужающимся в направлении другого своего конца и в соответствии с этим своим примыкающим к фланцу участком большего поперечного сечения расположен в удлиненном отверстии, а своим более узким концевым участком входит в установочное отверстие в кузове. При этом обращенный к концу фиксирующего элемента уступ упирается в край установочного отверстия в кузове. Фиксирующий элемент подобной формы обеспечивает в зоне его расположения наличие между приводным элементом и кузовом гарантированного зазора, исключающего опасность образования между ними передающей звуковые колебания жесткой связи. При этом демпфирующий слой может снаружи покрывать основной материал фиксирующего элемента и на участке удлиненного отверстия, и на участке установочного отверстия. Однако для устранения жесткой связи между стеклоочистителем и кузовом во избежание передачи механических колебаний с кузова на стеклоочиститель демпфирующий слой в принципе вполне достаточно предусматривать на фиксирующем элементе только на его расположенном в установочном отверстии в кузове участке, тогда как на участке удлиненного отверстия фиксирующий элемент может своим основным материалом, в качестве которого целесообразно использовать пригодную для этой цели жесткую пластмассу, непосредственно прилегать к краям удлиненного отверстия. Демпфирующий слой, покрывающий более узкий в поперечном сечении конец фиксирующего элемента, в предпочтительном варианте имеет два выступа. Благодаря таким выступам демпфирующего слоя фиксирующий элемент удерживается в посадочном отверстии в кузове своего рода зажимным или защелкивающимся соединением и со стороны своего торца закрывает металлический лист кузова в краевой зоне установочного отверстия. Указанные выступы демпфирующего слоя в предпочтительном варианте могут быть образованы за счет наличия утолщений у основного материала фиксирующего элемента. Такие утолщения одновременно обеспечивают надежное удержание демпфирующего слоя на основном материале фиксирующего элемента.
В другом варианте осуществления изобретения фиксирующий элемент имеет замкнутую в первом установочном направлении упругую скобу, имеющую внутри и снаружи по демпфирующему слою и входящую своим замкнутым концом в установочное отверстие в кузове. К свободным концам упругой скобы примыкают отогнутые от них пластинчатые части, которыми она соединена с приводным элементом. Эти пластинчатые части образуют со свободными концами упругой скобы такой угол, что при установке приводного элемента на место его перемещением в первом установочном направлении пластинчатые части сжимают упругую скобу и прижимают друг к другу противолежащие части внутреннего демпфирующего слоя. Обе же части наружного демпфирующего слоя прижимаются при этом во втором установочном направлении к краю установочного отверстия в кузове. Замкнутый конец упругой скобы может быть выполнен в виде утолщения, который у вставленной в установочное отверстие в кузове упругой скобы с обратной стороны зацепляется за край этого установочного отверстия.
Для крепления одного стеклоочистителя обычно требуется несколько крепежных элементов и один фиксирующий элемент. Он может располагаться отдельно от крепежных элементов. В предпочтительном варианте осуществления изобретения фиксирующий элемент скомбинирован с одним из крепежных элементов и в смонтированном положении перекрывает с задней, если смотреть во втором установочном направлении, стороны крепежного элемента промежуток между крепежным блоком и краем посадочного отверстия. Подобное решение позволяет сократить количество деталей и/или упростить их.
В принципе, фиксирующий элемент может быть выполнен в виде отдельной, в основном не обладающей податливостью детали, вставляемой в указанный выше промежуток. При этом упруго деформируется крепежный блок. Фиксирующий элемент целесообразно соединять с крепежным блоком. В одном из вариантов осуществления изобретения фиксирующий элемент предлагается выполнять в виде стопорного блока, который установлен на крепежном блоке со смещением относительно него в направлении, противоположном первому установочному направлению, и который можно сместить в первом установочном направлении сразу же по достижении крепежным блоком своего конечного положения. Стопорный блок может быть соединен с крепежным блоком срезными перемычками, которые в процессе монтажа стеклоочистителя при перемещении стопорного блока относительно крепежного блока упруго деформируются, рвутся или отламываются. В другом варианте стопорный блок соединен с крепежным блоком продольной направляющей, например направляющей в форме ласточкиного хвоста.
При монтаже стеклоочистителя стопорный блок смещен относительно крепежного блока в направлении, противоположном первому установочному направлению, и тем самым не препятствует введению крепежного блока в посадочное отверстие и последующему его перемещению во втором установочном направлении. По достижении крепежным блоком своего конечного положения стопорный блок перемещают в первом установочном направлении на величину его исходного смещения относительно крепежного блока в положение, в котором он заполняет собой промежуток между крепежным блоком и стенкой посадочного отверстия. Стопорный блок во избежание его самопроизвольного выпадения из посадочного отверстия целесообразно выполнять со стопорящими зубцами, которые в смонтированном положении стопорного блока упираются в края посадочного отверстия с его лицевой и обратной сторон и таким путем неподвижно фиксируют стопорный блок.
В другом возможном варианте фиксирующий элемент предлагается выполнять в виде запорного элемента, обладающего податливостью в направлении, противоположном первому установочному направлению. В процессе монтажа стеклоочистителя такой запорный элемент сначала при перемещении крепежного блока в первом установочном направлении упруго отклоняется из своего исходного положения в направлении, противоположном первому установочному направлению, а затем при перемещении крепежного блока во втором установочном направлении предусмотренный на его концевом участке стопорящий зубец заскакивает в конце этого второго установочного перемещения в посадочное отверстие. В предпочтительном варианте запорный элемент имеет на своем свободном конце упор, который в смонтированном положении упирается в край посадочного отверстия и тем самым ограничивает перемещение стопорящего зубца в направлении его заскакивания в посадочное отверстие. В смонтированном положений запорный элемент лежит в плоскости, примерно параллельной плоскости, в которой лежит посадочное отверстие. При таком расположении запорного элемента он работает в основном на сжатие в своем продольном направлении и практически не испытывает воздействия изгибающих моментов и усилий, вызывающих продольный изгиб.
Чертежи
Другие преимущества изобретения вытекают из последующего описания чертежей. На этих чертежах показаны различные варианты осуществления изобретения. На чертежах, в описании изобретения и в формуле изобретения различные отличительные особенности изобретения представлены в определенной их комбинации. Очевидно, однако, что подобные отличительные особенности изобретения могут иметь существенное значение для изобретения и по отдельности, а также в иных их технически целесообразных комбинациях.
На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:
на фиг.1 - схематичный вид приводного устройства предлагаемого в изобретении стеклоочистителя,
на фиг.2 - вид фиксирующего элемента приводного устройства в продольном разрезе плоскостью II-II по фиг.1 в процессе сборки,
на фиг.3 - аналогичный приведенному на фиг.2 вид в разрезе фиксирующего элемента в смонтированном положении,
на фиг.4 и 5 - другой вариант выполнения фиксирующего элемента, изображенного в тех же положениях, что и на фиг.2 и 3,
на фиг.6 и 7 - еще один вариант выполнения фиксирующего элемента, изображенного в тех же положениях, что и на фиг.2 и 3,
на фиг.8 - крепежный элемент с крепежным и стопорным блоками в полусмонтированном положении,
на фиг.9 - крепежный элемент, показанный на фиг.8, в смонтированном положении,
на фиг.10-13 - другой вариант выполнения крепежного элемента, изображенного в тех же положениях, что и на фиг.8 и 9,
на фиг.14-16 - еще один вариант выполнения крепежного элемента, изображенного в тех же положениях, что и на фиг.8 и 9.
Описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 схематично показан стеклоочиститель 10 заднего стекла автомобиля. Очевидно, однако, что изобретение не ограничено стеклоочистителями задних стекол автомобилей. Изобретение с равным успехом может использоваться и применительно к стеклоочистителям ветровых стекол. Стеклоочиститель 10 имеет электродвигатель 12 с передаточным механизмом 14, которые совместно образуют приводной элемент 16. Приводной элемент 16 имеет корпус 18, который частично выполнен в виде отливки и имеет консольные держатели 20. На концах двух консольных держателей 20 расположены крепежные элементы 22, а на конце еще одного консольного держателя 20 предусмотрен фиксирующий элемент 30.
Крепежные элементы 22 состоят в основном из крепежных блоков 76 (фиг.8), 90 (фиг.10), 96 (фиг.14), закрепленных на соответствующем консольном держателе 20, и выполнены из виброгасящего упругого материала с резиноподобной упругостью. Под крепежные элементы 22 в автомобильном кузове 26 предусмотрены посадочные отверстия 24. Такие посадочные отверстия обычно выполнены непосредственно в листовом металле кузова или же в прочно соединенном с листовым металлом кузова кронштейне.
Посадочные отверстия 24 расположены в плоскости, поперечной первому установочному направлению 64. Однако посадочные отверстия могут быть распределены и по нескольким взаимно параллельным плоскостям. Крепежные блоки 76, 90, 96 вставляют в посадочные отверстия 24 в первом установочном направлении 64 и затем перемещают поперечно ему во втором установочном направлении 32 до тех пор, пока край посадочного отверстия 24 в кузове 26 не упрется в дно прорези 78 соответствующего крепежного блока. Целесообразно, чтобы первое установочное направление 64 было параллельно оси выходного вала 28 приводного элемента 16. Второе установочное направление 32 в этом случае может представлять собой направление поворотного движения вокруг оси выходного вала 28, при этом посадочные отверстия 24 и крепежные блоки 76, 90, 96 с их прорезями 78 должны располагаться на касательных к окружностям с центрами, лежащими на одной с осью выходного вала 28 прямой. Такая конструкция позволяет при сборке сохранить в основном неизменными ориентацию и положение выходного вала 28, а также использовать простые средства для уплотнения предусмотренного в кузове 26 отверстия под выходной вал 28.
По достижении крепежными блоками 76, 90, 96 при их перемещении во втором установочном направлении 32 своего конечного положения они фиксируются в нем фиксирующими элементами 30, 52, 66, 92, 98. Для каждого стеклоочистителя требуется только по одному такому фиксирующему элементу 30, 52, 66, 92, 98. В показанном на фиг.1 примере один фиксирующий элемент 30 расположен независимо от крепежного элемента 22, а один фиксирующий элемент в виде фиксирующего блока 92 используется в сочетании с крепежным элементом 22. Все фиксирующие элементы 30, 52, 66, 92, 98 могут использоваться либо по отдельности, либо в комбинации друг с другом.
Основу фиксирующего элемента 30 (фиг.2) образует сердечник 38 из прочного материала, например из пластмассы. Фиксирующий элемент имеет продолговатое поперечное сечение, которое в показанном на фиг.1 варианте вытянуто в радиальном относительно выходного вала 28 направлении. Фиксирующий элемент 30 имеет фланец 40, которым он в смонтированном положении упирается в консольный держатель 20. К фланцу 40 с обращенной к кузову 26 стороны примыкает ступенчатая часть, которая своим участком большего поперечного сечения расположена в удлиненном отверстии 48 в консольном держателе 20, а своим концевым участком 50 меньшего поперечного сечения входит в установочное отверстие 34 в кузове 26. Края этого установочного отверстия 34 в кузове 26 отбортованы в первом установочном направлении 64 с образованием борта 36. Сердечник 38 фиксирующего элемента 30 от его концевого участка 50 меньшего поперечного сечения и вплоть до фланца 40 покрыт виброгасящим слоем 44, который устраняет жесткую связь между консольным держателем 20 и кузовом 26 и тем самым исключает передачу механических колебаний с кузова на стеклоочиститель. Этот слой 44 может быть нанесен в виде покрытия на более твердый сердечник 38 распылением или же может быть образован отдельной, насаживаемой на него деталью. Из-за наличия у более твердого сердечника 38 обращенного в первом установочном направлении 64 уступа 42 слой 44 также имеет соответствующую ступенчатую форму с уступом, который в смонтированном положении фиксирующего элемента (фиг.3) прилегает к краю установочного отверстия 34 и обеспечивает наличие зазора 46 между консольным держателем 20 и кузовом 26.
Показанный на фиг.4 и 5 фиксирующий элемент 52 имеет аналогичное фиксирующему элементу 30 исполнение. Однако в данном случае его сердечник 38 на своем участке большего поперечного сечения непосредственно прилегает к стенкам удлиненного отверстия 48 без прослойки из виброгасящего слоя 54, который доходит лишь до уступа 42. На своем концевом участке 50 уменьшенного поперечного сечения сердечник имеет утолщение 60 вблизи уступа 42 и еще одно утолщение 62 на конце. Благодаря подобным утолщениям 60, 62 виброгасящий слой 54 образует на этих участках выступы 56, 58. Расстояние между этими выступами 56, 58 таково, что фиксирующий элемент 52 защелкнут в установочном отверстии 34 в кузове 26 и при этом обеспечивает наличие достаточно широкого зазора 46 между кузовом 26 и консольным держателем 20. Утолщения 60, 62 обеспечивают, кроме того, надежное удержание виброгасящего слоя 54 даже при его выполнении в виде отдельной детали на сердечнике фиксирующего элемента.
Показанный на фиг.6 и 7 фиксирующий элемент 66 имеет упругую скобу 68 с изогнутым концом 75. К свободным концам этой упругой скобы 68 примыкают отогнутые пластинчатые части 70, которые не показанным на чертеже способом соединены с консольным держателем 20. С внутренней стороны упругая скоба 68 имеет виброгасящий слой 72, а с наружной стороны - охватывающий ее изогнутый конец 75 виброгасящий слой 74. Изогнутый конец упругой скобы выполнен утолщенным с размерами, несколько превышающими размеры установочного отверстия 34, и поэтому в окончательно смонтированном положении фиксирующего элемента 66 упирается в края борта 36, окружающего установочное отверстие 34, надежно удерживая фиксирующий элемент в закрепленном положении. В процессе установки фиксирующего элемента 66 путем его перемещения в первом установочном направлении 64 отогнутые пластинчатые части 70 упруго отжимаются в распрямленное положение, в котором они сжимают упругую скобу 68 и прижимают друг к другу противолежащие части внутреннего виброгасящего слоя 72.
В показанных на фиг.8-16 вариантах фиксирующий элемент 80, 92, 98 скомбинирован с крепежным элементом 76, 90, 96. В показанном на фиг.8 и 9 варианте выполненный в виде стопорного блока 80 фиксирующий элемент срезными перемычками 82 соединен с крепежным блоком 76 и, в частности, смещен относительно него в направлении, противоположном первому установочному направлению 64, на такую величину, что сначала в посадочное отверстие 24 можно вставить закрепленный на консольном держателе 20 крепежный блок 76 и затем сместить его во втором установочном направлении 32, надвинув прорезь 78 на край посадочного отверстия 24 в кузове 26. В этом положении в посадочное отверстие 24 вдвигают стопорный блок 80, перемещая его в первом установочном направлении 64, при этом срезные перемычки 82 разрываются, обламываются или упруго деформируются настолько, что стопорный блок 80 можно полностью ввести в промежуток между крепежным блоком 76 и краем 88 посадочного отверстия 24 (фиг.9). При этом стопорный блок удерживается и неподвижно фиксируется в посадочном отверстии прилегающими к его краю 88 упором 86 с одной стороны и стопорящими зубцами 84 с обратной стороны.
На фиг.10-13 показан аналогичный описанному выше вариант. В этом варианте стопорный блок 92 установлен в крепежном блоке 90 с возможностью направленного перемещения относительно него в первом установочном направлении 64 по продольной направляющей 94. Крепежный блок 90 закреплен на консольном держателе 20 и имеет прорезь 78. На первой сборочной стадии (фиг.11) крепежный блок 90 вставляют в посадочное отверстие 24 до упора верхней стенки 104 прорези 78 в обращенную к этой стенке поверхность кузова 26. На следующей стадии крепежный блок 90 вместе со стопорным блоком 92 поворачивают во втором установочном направлении 32 до достижения конечного положения (фиг.12), в котором прорезь 78 полностью надвинута на край посадочного отверстия 24 в кузове 26. На последующей сборочной стадии стопорный блок 92 смещают в продольной направляющей 94 в первом установочном направлении 64 в конечное положение, в котором его упор 86 упирается в металлический лист кузова 26 с одной стороны, а один из стопорящих зубцов 84 неподвижно фиксирует стопорный блок, упираясь в металлический лист кузова 26 с обратной стороны.
В показанном на фиг.14-16 варианте фиксирующим элементом служит запорный элемент 98, который предусмотрен с противоположной от прорези 78 стороны крепежного блока 96 и обладает податливостью в направлении, противоположном первому установочному направлению 64. При этом такой запорный элемент 98 может быть с защемлением вставлен в крепежный блок 96 из упругого материала, упругостью которого определяется податливость запорного элемента. В другом варианте сам запорный элемент 98 можно выполнить из материала с упругостью, достаточной для возможности его отклонения в направлении, противоположном первому установочному направлению 64, или же можно шарнирно соединить его с крепежным блоком 96. На первой сборочной стадии крепежный блок 96 вставляют в первом установочном направлении 64 в посадочное отверстие 24 в кузове 26 до упора верхней стенки 104 прорези 78 в обращенную к этой стенке поверхность кузова 26. При этом запорный элемент 98 упирается своим выступающим примерно под прямым углом стопорящим зубцом 100 в кузов 26 и упруго отклоняется в направлении, противоположном первому установочному направлению 64. На следующей сборочной стадии крепежный блок перемещают во втором установочном направлении, надвигая его прорезь 78 на край посадочного отверстия 24. По достижении крепежным блоком при его перемещении во втором установочном направлении 32 своего конечного положения (фиг.16) стопорящий зубец 100 запорного элемента 98 заскакивает в посадочное отверстие 24 до упора предусмотренного на свободном конце запорного элемента 98 упора 102 в кузов 26. В этом положении запорный элемент 98 перекрывает промежуток между крепежным блоком 96 и краем 88 посадочного отверстия 24. При этом запорный элемент 98 во избежание воздействия на него в продольном направлении существенных изгибающих моментов целесообразно располагать в плоскости, максимально приближенной к плоскости посадочного отверстия 24.