ОЧИСТИТЕЛЬ ОКОН ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE WINDSHIELD WIPER

Заявляемое решение относится к передвижным транспортным средствам, например к автомобильному и железнодорожному транспорту, трамваям, троллейбусам и пр. Указанное решение может быть использовано для очистки стекол транспортного средства от дождя, снега, наледи, грязи и мусора.
Известен аналог №1 - очиститель ветрового стекла транспортного средства по патенту США №6505378. Конструкция аналога №1 содержит два продольных очистительных элемента, неподвижно смонтированные рядом в продольном корпусе очистителя. Один из этих элементов, имеющий круглое поперечное сечение, предназначен для удаления с ветрового стекла транспортного средства твердых загрязнений, например грязи и мусора. Второй элемент, у которого выступающая из корпуса очистителя рабочая часть имеет треугольное поперечное сечение, вершина которого обращена к поверхности ветрового стекла, предназначен для удаления с указанного стекла жидких и мягких загрязнений, например воды и снега. Оба элемента выполнены из разных материалов: первый элемент выполнен многослойным и является более жестким, а второй элемент выполнен из более мягкого эластичного материала, например из резины.
Корпус аналога №1 кинематически связан с приводом его возвратно-поворотного движения относительно поверхности ветрового стекла при очистке последнего.
Аналог №1 функционирует следующим образом. При движении очистителя от привода, обеспечивающего его возвратно-поворотное движение над поверхностью ветрового стекла оба элемента, каждый из которых находится в линейном контакте с этой поверхностью стекла, скользят по ней перпендикулярно направлению движения очистителя. При этом первый элемент с круглым поперечным сечением удаляет с поверхности стекла твердые загрязнения (грязь и мусор), налипающие на нее при движении транспортного средства, а второй элемент с треугольным поперечным сечением своей рабочей части удаляет своей кромкой с ветрового стекла жидкие и мягкие загрязнения (воду и снег), которые там появляются вследствие соответствующих осадков или вследствие брызг из-под колес других транспортных средств, проезжающих мимо.
Достоинством аналога №1 является разделение функций его очистительных элементов: более твердый элемент с круглым поперечным сечением удаляет с ветрового стекла твердые вещества - частицы мусора и грязи, а более эластичный элемент с треугольным поперечным сечением удаляет с этого стекла жидкие и мягкие вещества - воду и снег. Круглое поперечное сечение первого элемента и его более твердый материал способствуют снижению износа элемента при его трущемся контакте с удаляемыми со стекла твердыми частицами грязи и мусора. Треугольное поперечное сечение второго элемента, контактирующего со стеклом кромкой одной из вершин упомянутого его треугольного сечения, обеспечивает тщательное удаление воды и снега со стекла, а его эластичный материал исключает царапание поверхности стекла при трущемся контакте элемента с этой поверхностью.
Недостатками аналога №1 являются следующие.
Оба элемента постоянно находятся в контакте с поверхностью ветрового стекла транспортного средства, независимо от того, с какой целью работает очиститель: для удаления со стекла твердых загрязнений или для удаления жидких и мягких загрязнений. Поэтому один из элементов может работать вхолостую, не выполняя при этом своей функции. Естественно, что при этом работающий вхолостую очистительный элемент будет изнашиваться так же, как и при выполнении своей функции. Это сокращает срок его эксплуатации.
При удалении с поверхности ветрового стекла транспортного средства твердых загрязнений второй очистительный элемент, выполненный из мягкого эластичного материала и предназначенный для удаления жидких и мягких загрязнений, будет каждый раз интенсивно изнашиваться, контактируя своей рабочей кромкой с частицами мусора (грязи) на поверхности стекла при движении очистителя в том направлении, когда указанный элемент будет первым в направлении данного движения очистителя. Поэтому этот элемент будет первым контактировать с твердыми частицами мусора (грязи), которые будут изнашивать кромку его рабочей части.
Постоянный трущийся контакт с поверхностью ветрового стекла твердого элемента, предназначенного для удаления с этой поверхности твердых загрязнений, со временем может привести к дефекту стекла, выраженному в постепенном нанесении мелких царапин на стекло и, как следствие, в ухудшении прозрачности последнего.
Известен аналог №2 - очиститель ветрового стекла транспортного средства по патенту США №7334288. Его конструкция содержит продольный полый корпус, в котором со стороны стекла выполнен продольный разрез. Корпус кинематически связан с приводом его возвратно-поворотного движения относительно поверхности ветрового стекла. Внутренняя полость корпуса в поперечном сечении имеет эллиптическую (овальную) форму, причем фокусы указанного эллипса расположены вертикально. Внутри этой полости корпуса аналога №2 расположен продольный цилиндрический узел, чье круглое поперечное сечение несколько меньше минимального размера эллипса поперечного сечения отверстия в корпусе и существенно меньше соответствующего максимального размера этого эллипса. В продольном цилиндрическом узле могут быть продольно закреплены не менее двух очистительных элементов, расположенных радиально относительно указанного узла. При наличии двух элементов они в узле закреплены диаметрально друг другу в одной продольной плоскости, проходящей через продольную ось узла. Один из указанных элементов выступает из продольной прорези корпуса наружу для обеспечения контакта своей рабочей части (например, кромки) с поверхностью ветрового стекла. При этом второй элемент, закрепленный в цилиндрическом узле диаметрально первому элементу, обращен внутри корпуса в направлении большего размера эллиптического поперечного сечения полости корпуса и находится в контакте с соответствующим районом внутренней поверхности полости корпуса.
Можно предположить, что оба упомянутых элемента могут служить для разных целей: один элемент предназначен для удаления с поверхности ветрового стекла мягких загрязнений - воды и снега, а второй элемент - для удаления с этого стекла твердых загрязнений - мусора, грязи и пр.
Цилиндрический узел с очистительными элементами может извлекаться из полости корпуса для переустановки в полости в новом положении.
Аналог №2 работает следующим образом.
Когда привод очистителя приводит его в возвратно-поворотное перемещение относительно поверхности ветрового стекла, выступающий из прорези корпуса элемент, предназначенный, например, для удаления воды с поверхности ветрового стекла, в процессе подвижного контакта с этой поверхностью удаляет с нее воду, попавшую на нее в виде дождевых капель, брызг из луж и пр. При этом не выступающий из корпуса второй элемент и не участвующий в очистке ветрового стекла будет выполнять роль амортизатора для цилиндрического узла, мягко воспринимая на себя радиальную нагрузку, передаваемую узлу работающим элементом вследствие прижима последнего к поверхности ветрового стекла.
Если на поверхности ветрового стекла появились твердые загрязнения, образовалась наледь или появились частицы мусора и грязи, то необходимо вручную извлечь из корпуса цилиндрический узел и, развернув его вокруг его продольной оси на 180°, вставить вновь в отверстие корпуса, обеспечив выступание из прорези корпуса второго элемента, предназначенного для удаления со стекла именно этих твердых веществ.
Достоинствами аналога №2 являются следующие.
В отличие от аналога №1 здесь работает только один из очистительных элементов и именно тот, который выбран для удаления соответствующих загрязнений с поверхности ветрового стекла. Это уменьшает скорость износа каждого из элементов, что положительно сказывается на сроке их эксплуатации.
В отличие от аналога №1 исключается вероятность повреждения поверхности ветрового стекла более жестким элементом, когда он не требуется для очистки стекла и не выступает из прорези корпуса.
Недостатками аналога №2 являются следующие.
Имеет место длительная ручная перестановка цилиндрического узла для выбора нужного элемента, предназначенного именно для удаления появившихся в данный момент загрязнений поверхности ветрового стекла. Это связано с выполнением разборки аналога №2 - извлечением из корпуса цилиндрического узла - и последующей новой сборки, при которой этот узел будет развернут на 180° и установлен в корпусе, из прорези которого будет выступать требуемый элемент. Эта операция существенно снижает удобство обслуживания аналога №2.
Выполняющий роль амортизатора неработающий второй элемент, опирающийся в процессе работы аналога №2 на соответствующий район внутренней поверхности полости корпуса, подвергается деформации сжатия, что приводит к снижению его эксплуатационных способностей.
Известен выбранный в качестве прототипа очиститель ветрового стекла транспортного средства по патенту США №5257436. Прототип содержит продольный корпус, кинематически связанный с приводом его возвратно-поворотного движения относительно поверхности ветрового стекла. Корпус имеет свободу поперечного качания относительно поверхности ветрового стекла вследствие наличия цилиндрического шарнира в кинематической цепи «корпус прототипа - привод его возвратно-поворотного перемещения». Указанный цилиндрический шарнир расположен над корпусом вдоль него и имеет ограничение свободы качания корпуса в пределах заданного угла качания.
В нижней части корпуса вдоль него смонтированы три типа очистительных элементов. Средний очистительный элемент выполнен в виде спаренных продольных эластичных элементов, предназначенных для удаления жидких и мягких загрязнений с поверхности ветрового стекла. Рабочая часть каждого из этих эластичных элементов в своем поперечном сечении имеет вид треугольника, обращенного своей вершиной к стеклу, которая вдоль каждого из этих элементов образует рабочую кромку, предназначенную для контакта с поверхностью ветрового стекла. При этом стороны упомянутого треугольника, образующие указанную вершину, вогнуты внутрь этого треугольника.
Средний (спаренный) очистительный элемент кинематически связан с корпусом прототипа при помощи цилиндрического шарнира, пролегающего вдоль корпуса и обеспечивающего свободу поперечного качания этому среднему элементу. При этом указанный шарнир имеет ограничение свободы качания среднего спаренного элемента, а вышеуказанные кромки каждого из его эластичных элементов расположены радиально продольной оси указанного цилиндрического шарнира и находятся на одном и том же радиусе от этой оси шарнира.
Расположенные по бокам от среднего очистительного элемента и жестко закрепленные, по бокам в корпусе прототипа два других очистительных элемента выполнены в виде продольных щеток и предназначены для удаления преимущественно твердых загрязнений (мусора, грязи и пр.) с поверхности ветрового стекла транспортного средства. Естественно, что оба щеточные элемента могут удалять, хотя и менее качественно, и мягкие загрязнения (воду, снег и пр.). Рабочие поверхности обоих щеточных очистительных элементов находятся на одном и том же радиусе от продольной оси цилиндрического шарнира корпуса. При этом величина указанного радиуса, величина аналогичного радиуса кромок спаренного среднего элемента и границы ограничения качания обоих цилиндрических шарниров выбраны такими, чтобы имел место контакт с поверхностью ветрового стекла как рабочей части одного из щеточных элементов, так и контакт рабочей кромки того элемента, входящего в спаренный средний элемент, который является ближайшим к упомянутому щеточному элементу.
Прототип работает следующим образом.
Когда прототип своим приводом приводится в возвратно-поворотное движение относительно поверхности ветрового стекла транспортного средства, то при перемещении прототипа относительно стекла в одну сторону будут находиться в подвижном контакте со стеклом первый по направлению движения прототипа щеточный элемент и ближайший к нему эластичный элемент из спаренного среднего элемента. При движении прототипа в противоположную сторону указанные щеточный и эластичный элементы выходят из контакта с поверхностью ветрового стекла за счет поворота корпуса на своем шарнире и за счет поворота на своем шарнире спаренного среднего элемента. Указанный выход из контакта со стеклом упомянутых щеточного и эластичного элементов осуществляется следующим образом: они приподнимаются над поверхностью стекла, а в контакт с этой поверхностью входят другие щеточный и эластичный элементы, которые ранее были приподняты над поверхностью ветрового стекла. Такие повороты (качания) корпуса и спаренного среднего очистительного элемента происходят вследствие изменения направления силы трения между поверхностью стекла и вышеуказанными щеточным и эластичным элементами.
Таким образом при движении прототипа относительно стекла в одном направлении работают одни смежные щеточный и эластичный элементы, а при движении в другом направлении - другие смежные указанные элементы.
В результате при работе прототипа тот щеточный элемент, который находится со стороны направления движения прототипа, удаляет со стекла мусор, грязь, снег и пр., а смежный (ближайший к нему) эластичный элемент удаляет со стекла все мягкие загрязнения, которые остались на стекле после вышеуказанного щеточного элемента.
Достоинствами прототипа являются следующие.
Имеет место поочередная работа каждой из смежных пар щеточного и эластичного элементов, что положительно сказывается на снижении их износа и на увеличении срока эксплуатации прототипа.
Периодический выход из контакта с поверхностью ветрового стекла одних смежных щеточного и эластичного элементов и обеспечение этого контакта со стеклом других смежных элементов происходит автоматически, без применения ручного труда и разборки-сборки прототипа. Это облегчает эксплуатацию прототипа.
Недостатками прототипа являются следующие:
- используются четыре элемента - два щеточных и два эластичных, входящих в спаренный средний элемент, что удорожает прототип,
- этот же недостаток, а также наличие в прототипе двух цилиндрических шарниров приводит к увеличению габаритов прототипа, что исключает его использование на транспортных средствах с малогабаритными стеклами,
- наличие в конструкции прототипа двух шарнирных цилиндрических узлов удорожает его изготовление,
- наличие в конструкции прототипа четырех элементов и двух шарнирных узлов увеличивает массу прототипа, что влечет за собой увеличение мощности привода перемещения прототипа, следствием чего является удорожание прототипа,
- поочередная работа пар «щеточный и эластичный элементы» хотя и продлевает ресурс этих элементов, но, по сути, аналогична работе элементов аналога №1, недостатки которого описаны выше.
Отмеченные недостатки прототипа первого варианта очистителя устраняются за счет того, что в прототипе, включающем корпус, в котором рядом смонтированы, по меньшей мере, два очистительных элемента, имеющих возможность поочередного контакта со стеклом транспортного средства благодаря возможности перемещения относительно корпуса, по меньшей мере, одного из них, выполнено следующее.
Для возможности перемещения в продольной вертикальной плоскости корпуса 1, 12, 28 одного из элементов последний 3, 14, 31 кинематически связан, по меньшей мере, с одним смонтированным на корпусе приводом его перемещения (4, 5, 6, 7), (9, 15), (17, 20, 22), (24, 23, 26), (27, 30, 32), причем величина выступания из корпуса 1, 12, 28 указанного элемента при его контакте со стеклом - больше, а при исключении этого контакта - меньше величины выступания из корпуса неподвижного элемента 2.
При этом привод 19, 26 может быть выполнен реверсивным электромеханическим и может быть подключен к электросети транспортного средства через переключатель, расположенный в транспортном средстве.
Кроме этого привод может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одного втягивающего 27 или толкающего электромагнита, подвижный якорь 30 которого кинематически связан с перемещаемым элементом 31, подпружиненным в направлении от корпуса 28 к стеклу или, соответственно, наоборот, причем электромагнит через выключатель, расположенный в транспортном средстве, подключен к электросети последнего.
В процессе патентно-информационного поиска автор не обнаружил публикаций, содержащих сведения о заявляемом очистителе. Это характеризует новизну указанных вариантов.
Существенность отличий заявляемого очистителя подтверждается следующим.
Условие, в соответствии с которым перемещаемый элемент 3, 14 имеет возможность перемещения в продольной вертикальной плоскости корпуса 1, 12 подразумевает минимальную траекторию перемещения этого элемента. Это направлено на простоту функционирования заявляемого очистителя.
Условие, в соответствии с которым перемещаемый элемент 3, 14 кинематически связан, по меньшей мере, с одним приводом (5, 4, 6, 7), (9, 11, 13, 15) перемещения указанного элемента, обеспечивает ручное управление процессом перемещения элемента 3, 14, 28 в корпусе вниз, до контакта со стеклом транспортного средства, и вверх, до прекращения указанного контакта. Это также направлено на простоту функционирования заявляемого очистителя.
Условие, в соответствии с которым привод (5, 4, 6, 7), (9, 11, 13, 15) смонтирован на корпусе 1, 12 очистителя, обеспечивает короткую и простую кинематическую связь этого привода с перемещаемым элементом. Это положительно скажется на уменьшении габаритов, массы и стоимости изготовления заявляемого очистителя.
Условие применения нескольких указанных приводов рационально при большой длине элемента 3, 14. В этом случае равномерно расположенные на корпусе приводы при синхронной работе обеспечат равномерное перемещение этого элемента по всей его длине.
Условие, в соответствии с которым величина выступания из корпуса 1, 12 перемещаемого элемента 3, 14 при его контакте со стеклом транспортного средства больше величины выступания из этого корпуса неподвижного элемента 2, обеспечивает исключение контакта со стеклом неподвижного элемента 2, когда перемещаемый элемент 3, 14 контактирует со стеклом. В результате очистку стекла при работающем очистителе будет выполнять только контактирующий со стеклом перемещаемый элемент 3, 14, а неподвижный элемент 2, в данном случае, в очистке стекла не участвует. Следовательно, он не будет изнашиваться сам и не будет изнашивать стекло.
Условие, в соответствии с которым величина выступания перемещаемого элемента 3, 14 из корпуса 1, 12 при исключении его контакта со стеклом будет меньше величины выступания из корпуса неподвижного элемента 2, обеспечивает возникновение контакта со стеклом транспортного средства неподвижного элемента 2. В результате очистку стекла при работающем очистителе будет выполнять только контактирующий со стеклом неподвижный элемент 2, а перемещаемый элемент, в данном случае, в очистке стекла не участвует. Следовательно, он не будет изнашиваться сам и не будет изнашивать стекло.
Следует отметить, что перемещаемый элемент 3, 14 в заявляемом очистителе при смещении в корпусе вниз к стеклу будет постепенно отжимать корпус 1, 12 с неподвижным элементом 2 от стекла, с которым перемещаемый элемент войдет в контакт. При смещении в корпусе вверх перемещаемый элемент постепенно перестает отжимать от стекла корпус с неподвижным элементом, вследствие чего корпус с неподвижным элементом начнет также постепенно опускаться в направлении стекла до тех пор, пока неподвижный элемент 2 не начнет контактировать со стеклом. Перемещаемый элемент 3, 14 в этом случае прекратит контактировать со стеклом. Примененное выше определение «постепенно» характеризует работу механического или электромеханичнеского привода перемещения элемента 3, 14.
Условие, в соответствии с которым перемещаемый и неподвижный очистительные элементы смонтированы в корпусе рядом, направлено на сведение к минимуму вероятности поперечного перекоса корпуса, который в своей продольной вертикальной плоскости принудительно прижимается к стеклу транспортного средства элементами кинематической связи между корпусом очистителя и приводом его возвратно-поворотного движения относительно стекла транспортного средства. Указанная вероятность объясняется тем, что в процессе работы очистителя со стеклом контактирует только один из очистительных элементов, которые расположены по бокам от вышеназванной плоскости корпуса. Поэтому их расположение в корпусе рядом друг с другом уменьшит расстояние от указанной плоскости до линии контакта каждого из элементов со стеклом транспортного средства, то есть уменьшит опрокидывающий момент, который будет восприниматься корпусом очистителем через его корпус и создаваемый вышеописанным усилием его прижима к стеклу.
Условие, в соответствии с которым привод 19, 25 перемещения элемента 3, 14 выполнен как реверсивный электромеханический и подключен к электросети транспортного средства через переключатель, расположенный в этом средстве, обеспечивает управление заявляемым очистителем из транспортного средства, не покидая последнего. Это направлено на повышение удобства управления очистителя. Указанный переключатель обеспечивает три режима работы реверсивного электромеханического привода: включение (выключение), вращение в одном направлении и вращение в другом направлении. Вращения указанного привода в разных направлениях необходимы для движения перемещаемого элемента в разных направлениях - к стеклу и от него.
Условие, в соответствии с которым смонтированный на корпусе 28 привод перемещения элемента 31 выполнен в виде, по меньшей мере, одного втягивающего электромагнита 27, подвижный якорь 30 которого кинематически связан с указанным элементом 31, подпружиненным в направлении от корпуса 28 к стеклу транспортного средства, причем электромагнит 27 через выключатель, расположенный в транспортном средстве, подключен к электросети последнего, обеспечивает простоту конструкции заявляемого очистителя и удобство его управления.
Условие, в соответствии с которым пружина 32 обеспечивает постоянное усилие (подпружинивание), приложенное к перемещаемому элементу 31 в направлении от корпуса 28 к стеклу транспортного средства, обеспечивает гарантированное перемещение элемента 31 вниз из корпуса 28 к стеклу до контакта с последним при выключенном электромагните 27. Когда электромагнит 27 включен, его якорь 30 втягивается в электромагнит 27, поднимая перемещаемый элемент 31 от стекла до исключения контакта между ними.
При этом включение и выключение втягивающего электромагнита 27, а следовательно, перемещение элемента 31 от стекла вверх до исключения контакта со стеклом (при включении электромагнита, когда пружина 32 сжата втянутым в электромагнит якорем 30) или вниз до контакта со стеклом (при выключении электромагнита, когда пружина 32 разжата и принудительно смещает якорь 30, а следовательно, и элемент 31 вниз к стеклу) осуществляется из транспортного средства путем манипулирования указанным выключателем.
Условие, в соответствии с которым смонтированный на корпусе очистителя привод перемещения элемента выполнен в виде, по меньшей мере, одного толкающего электромагнита, подвижный якорь которого кинематически связан с указанным элементом, подпружиненным в направлении от стекла транспортного средства к корпусу очистителя, причем электромагнит через выключатель, расположенный в транспортном средстве, подключен к электросети последнего, также обеспечивает простоту конструкции очистителя и удобство его управления.
Условие, в соответствии с которым вышеуказанный перемещаемый элемент подпружинен в направлении от стекла транспортного средства к корпусу очистителя, обеспечивает гарантированное перемещение этого элемента от стекла вверх в корпус до прекращения контакта между элементом и стеклом, когда толкающий электромагнит выключен. При включении последнего его подвижный якорь сместится из толкающего электромагнита наружу, сжимая пружину и перемещая кинематически связный с ним элемент из корпуса вниз к стеклу до контакта с последним. При выключении толкающего электромагнита ранее сжатая пружина разожмется и сместит подвижный якорь толкающего электромагнита, а вместе с ним и перемещаемый элемент вверх от стекла до прекращения контакта между элементом и стеклом.
Разница в применении втягивающего или толкающего электромагнита только в том, что при включении втягивающего электромагнита перемещаемый элемент смещается из нижнего положения в верхнее - от стекла вверх в корпус - и будет находиться в этом положении, пока втягивающий электромагнит включен. В то же время при включении толкающего электромагнита перемещаемый элемент смещается из верхнего положения в нижнее - из корпуса к стеклу - и будет находиться в контакте со стеклом, пока толкающий электромагнит включен. Поэтому при выборе типа электромагнита следует определить, какой из них будет включаться на минимальный промежуток времени, что предпочтительно для работы электромагнитов.
Условие использования нескольких приводов с электромагнитами целесообразно при большой длине перемещаемого элемента. В этом случае эти приводы, равномерно расположенные на корпусе очистителя, обеспечат равномерное перемещение указанного элемента на всей его длине без перекоса.
Если сравнить вышерассмотренные исполнения реверсивного электромеханического привода и данное исполнение привода с электромагнитом, то видно, что электромагнит выгодно отличается по габаритам и массе. Поэтому заявляемый очиститель с втягивающим электромагнитом будет более рациональным.
Заявляемый очиститель стекол транспортного средства поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид сбоку на очиститель, на фиг.2 - вид А на торец очистителя по фиг.1, на фиг.3 - поперечное сечение Б-Б очистителя по фиг.1 с перемещаемым элементом, опущенным вниз эксцентриковым приводом, на фиг.4 - аналогичное поперечное сечение очистителя с поднятым вверх указанным элементом, на фиг.5 - кинематическая схема соединения нескольких эксцентриковых приводов перемещения подвижного элемента, поднятого вверх этими приводами, на фиг.6 - вид справа на фиг.5, на фиг.7 - та же схема соединения нескольких эксцентриковых приводов перемещаемого элемента, опущенного вниз указанными приводами.
На фиг.8 изображено аналогичное сечению Б-Б поперечное сечение очистителя с перемещаемым элементом, опущенным вниз винтовым приводом, на фиг.9 - продольное сечение В-В по фиг.8, на фиг.10 показана кинематическая схема кулачкового привода перемещения указанного элемента, на фиг.11 - нижняя проекция фиг.10, на фиг.12 - кинематическая схема реечного привода перемещения указанного элемента.
На фиг.13 представлен разрез электромагнитного привода перемещения перемещаемого элемента очистителя.
Первое исполнение заявляемого очистителя может состоять из корпуса 1 (фиг.1 и 2), в котором смонтированы очистительные элементы 2 и 3 (элементы и корпус изображены условно). Один из этих элементов предназначен для удаления воды и снега с поверхности стекла транспортного средства, а второй - для удаления твердых загрязнений, например мусора, наледи и пр. Элемент 2 установлен в корпусе 1 неподвижно, а элемент 3 расположен в продольном пазе корпуса 1 с возможностью перемещения в продольной вертикальной плоскости относительно корпуса.
На корпусе 1 смонтирован эксцентриковый привод, состоящий из эксцентрикового вала, головная часть 4 которого выступает из отверстия в боковой стенке корпуса 1 и снабжена рычагом 5 (фиг.1-4). Средняя часть 6 указанного вала выполнена эксцентрично относительно его головной 4 и хвостовой 7 частей, которые лежат на общей оси. При этом средняя часть 6 вала расположена в поперечном отверстии, выполненном в элементе 3. Хвостовая часть 7 этого вала расположена в отверстии, выполненном в перегородке корпуса 1 между элементами 2 и 3. Отверстие в боковой стенке корпуса 1, где расположена головная часть 4 описываемого вала, и отверстие в перегородке корпуса 1, где расположена хвостовая часть 7 этого вала, лежат на общей оси. Указанные части 4, 6 и 7 вала имеют свободу вращения относительно отверстий, выполненных в стенке корпуса 1, в элементе 3 и в перегородке корпуса 1, где эти части вала соответственно расположены. В осевом направлении указанный вал зафиксирован.
При использовании в заявляемом очистителе по данному исполнению нескольких эксцентриковых приводов перемещения элемента 3, равномерно расположенных вдоль корпуса (на чертежах не показано), рычаги 5 всех этих приводов могли бы быть кинематически связаны посредством цилиндрических шарниров с тягами 8 (фиг.5, 6 и 7). Несколько указанных приводов рационально использовать при большой длине перемещаемого элемента 3.
Следующее исполнение очистителя (фиг.8 и 9) предусматривает винтовой привод перемещения элемента 14. Здесь использован винт 9, на котором неподвижно зафиксированы буртик 10 и головка 11. Нижняя резьбовая часть винта 9 пропущена сквозь вертикальное отверстие в верхней стенке корпуса 12, диаметр которого больше диаметра винта 9. При этом буртик 10 винта лежит на этой стенке корпуса 12 под шайбой 13, которая исключает осевое перемещение буртика 10 (а следовательно, и винта 9) и обеспечивает буртику 10 (а следовательно, и винту 9) свободу вращения. Шайба 13 зафиксирована на верхней стенке корпуса 12.
В подвижном очистительном элементе 14 выполнено сквозное горизонтальное поперечное отверстие, в котором со свободой вращения установлена цилиндрическая гайка 15. Резьбовое отверстие в гайке 15, предназначенное для резьбовой части винта 9, выполнено радиальным и сквозным.
Для обеспечения резьбового соединения винта 9 с гайкой 15 в верхней части элемента 14 выполнено вертикальное отверстие, выходящее в горизонтальное отверстие в элементе 14, где находится гайка 15. Благодаря этому винт 9 сквозь указанное вертикальное отверстие в элементе 14 ввинчен в резьбовое отверстие гайки 15. Диаметр вышеуказанного вертикального отверстия в элементе 14 превышает диаметр винта 9.
Помимо описанных конструкций привода перемещаемого элемента в заявляемом очистителе этот привод может иметь и другие варианты исполнения: он может быть выполнен, например, кулачковым (фиг.10, 11) или реечным (фиг.12), управление этими приводами может быть как ручным, так и от реверсивного электропривода.
Кулачковый привод (фиг.10, 11) может содержать зубчатую рейку 17, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом 18, закрепленном на оси реверсивного электропривода 19, подключенного к электросистеме транспортного средства через переключатель (электросистема и переключатель на чертежах не показаны). Электропривод неподвижно закреплен на корпусе очистителя (чертежах не показано). Рейка 17 смонтирована на указанном корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения и на ее удаленном от колеса 18 конце закреплен кулачок 20. Он помещен в наклонный паз 21 плоского кинематического звена 22, смонтированного вертикально и имеющего возможность вертикального перемещения относительно корпуса очистителя. Звено 22 соединено с перемещаемым элементом (элемент на чертежах не показан).
Реечный привод (фиг.12) может содержать зубчатую рейку 23, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом 24, закрепленном на оси реверсивного электропривода 25. Рейка 23 и электропривод 25 смонтированы на корпусе очистителя, причем рейка 23 имеет возможность возвратно-поступательного движения (на чертежах не показано). Рейка 23 также находится в зацеплении с одним или несколькими зубчатыми колесами 26, которые могут быть закреплены на вышеуказанных на фиг.1-4 головных частях 4 эксцентриковых валов (на чертежах не показано) или на таких же, как на фиг.8 и 9, головках 11 винтов 9 (на чертежах не показано).
Каждый из упомянутых электроприводов подключен к электросистеме транспортного средства через переключатель, предназначенный как для включения и выключения электропривода, так и для осуществления его реверса (электросистема и переключатель на чертежах не показаны). При этом данный переключатель расположен внутри транспортного средства, например, на панели управления.
Могут быть использованы и другие варианты механических приводов с электроприводами или без последних, которые обеспечат перемещение вверх и вниз перемещаемого элемента в корпусе первого варианта заявляемого очистителя (на чертежах упомянутые варианты приводов не показаны), например:
- механический привод с цепной передачей, когда взамен головок 11 на винтах 9 (фиг.8, 9) закреплены звездочки, находящиеся в зацеплении с накинутой на них замкнутой цепью (на чертежах не показана); то же самое относится к варианту очистителя по фиг.1-4, где звездочки должны быть закреплены на головках 4 взамен рычагов 5 (звездочки могут приводиться во вращение вручную или электроприводом),
- механический привод с зубчатой передачей, когда на каждом винте 9 взамен головки 11 зафиксировано зубчатое колесо и все указанные колеса находятся в зацеплении с установленными на верхней стенке корпуса промежуточными паразитными зубчатыми колесами по следующей схеме «зубчатое колесо на винте 9 - паразитное зубчатое колесо - следующее зубчатое колесо на следующем винте 9 - следующее паразитное зубчатое колесо и т.д.» (то же самое относится к варианту очистителя по фиг.1-4, где зубчатые колеса должны быть закреплены на головках 4 взамен рычагов 5, а паразитные зубчатые колеса должны быть смонтированы на боковой стенке корпуса между колесами на головках 4 и должны находиться с ними в зацеплении); паразитные зубчатые колеса необходимы для того, чтобы вращение всех зубчатых колес, закрепленных на головках 4, осуществлялось в одном и том же направлении (зубчатые колеса могут приводиться во вращение вручную или электроприводом).
Привод перемещаемого элемента заявляемого очистителя может быть выполнен, например, с применением втягивающего электромагнита 27 постоянного тока (фиг.13), смонтированного на верхней стенке корпуса 28 очистителя аналогично винтовому приводу по фиг.8 и 9. Сердечник 29 электромагнита неподвижен. В электромагните установлен с возможностью осевого перемещения якорь 30, выполненный с имеющей больший диаметр нижней частью, которая кинематически связана с подвижным элементом 31. Якорь 30 при помощи пружины сжатия 32 подпружинен в направлении элемента 31.
Электромагнит 27 через выключатель подключен к электросети транспортного средства, для очистки стекла которого предназначен данный очиститель (выключатель, электросеть и транспортное средство на чертежах не показаны). При этом выключатель находится в транспортном средстве, например, на панели управления. Электромагнит может быть применен и без неподвижного сердечника 29 (конструкции различных электромагнитов описаны, в частности, в статье «Особенности электромагнитов постоянного тока с втягивающимся якорем, автор Шабанов А.С., http://123.online-electric.ru/articlts.php?id=73 или в публикации «Локальные, централизованные и автоматизированные…», раздел 9 «Тяговый электромагнит», http://rudocs.exdat.com/docs/index-35758.html).
Возможно иное исполнение указанного привода с электромагнитом (на чертежах не показано). Например, указанный электромагнит может быть толкающим и его толкатель кинематически связан с перемещаемым элементом (на чертежах не показано, см. публикации «Электромагнит постоянного тока однофазный герметичный толкающий ЭМ 54-27», http://www.dvt-elektro.narod.ru/VAGNITA54.html или http://promsouz.com/m_magnit4.html). Толкатель снабжен пружиной сжатия, предназначенной для возврата толкателя и кинематически соединенного с ним перемещаемого элемента в исходное (верхнее) положение после отключения электромагнита.
При большой длине перемещаемого элемента 31 целесообразно использование нескольких вышеописанных втягивающих электромагнитов 27 или толкающих электромагнитов, кинематически связанных с элементом 31 и равномерно расположенных вдоль корпуса 28 (на чертежах не показано). Это исключит вероятность перекоса элемента 31 при его перемещении в корпусе. При этом все электромагниты должны быть подключены к электросистеме транспортного средства через общий выключатель, находящийся в транспортном средстве (на чертежах не показано).
Работа заявляемого очистителя с эксцентриковым приводом перемещения элемента 3 (фиг.1-4) осуществляется следующим образом.
Для удаления с поверхности стекла транспортного средства определенного типа загрязнений выбирают тот из элементов 2 или 3, который предназначен для этого типа загрязнений.
Для перемещения элемента 3 вниз или вверх в корпусе 1 необходимо при помощи рычага 5 повернуть вал 4, 6, 7 так, чтобы рычаг 5 был направлен вверх (при этом элемент 3 переместится вверх) или направлен вниз, (при этом элемент 3 переместится вниз).
Когда перемещаемый очистительный элемент 3 (фиг.1-4) находится в выдвинутом из корпуса 1 вниз положении, это обеспечивает его гарантированный контакт с поверхностью подлежащего очистке стекла транспортного средства и исключает контакт с поверхностью упомянутого стекла неподвижного очистителя, так как элемент 3 выступает из корпуса 1 на большую величину, чем неподвижный элемент 2. Рычаг 5, связанный с валом 4, 6, 7, при этом повернут вниз (см. фиг.1, 2, 3). Такое положение элемента 3 выбирают для обеспечения его контакта со стеклом, то есть для удаления с поверхности стекла транспортного средства соответствующих загрязнений, для которых предназначен этот элемент. После этого включают привод возвратно-поворотного движения заявляемого очистителя (привод на чертежах не показан) и очиститель совершает относительно поверхности стекла транспортного средства вышеуказанные движения, в процессе которых элемент 3 скользит по стеклу, осуществляя его очистку. Неподвижный элемент 2, не контактирующий с поверхностью стекла, не участвует в удалении со стекла данных загрязнений, для которых он не предназначен.
Необходимо отметить, что в процессе перемещении элемента 2 данным приводом эксцентрикового вида элемент 2 будет в корпусе 1 совершать плоское дуговое движение, траектория которого определяется эксцентриком 6 вала.
Для удаления с поверхности стекла загрязнений другого вида, для которых предназначен неподвижный элемент 2, необходимо повернуть эксцентриковый вал 4, 6, 7 при помощи рычага 5 так, чтобы последний был обращен вверх (см. фиг.4). Это вызовет перемещение элемента 3 в корпусе 1 вверх за счет воздействия на него эксцентриковой части 6 вала. При этом элемент 3 будет выступать из корпуса 1 на меньшую величину по сравнению с неподвижным элементом 2. Вследствие этого в контакте с поверхностью стекла транспортного средства будет находиться только неподвижный элемент 2. При возвратно-поворотном движении этого исполнения первого варианта заявляемого очистителя элемент 2 будет выполнять очистку поверхности стекла от соответствующих загрязнений, скользя по стеклу. Перемещаемый элемент 3 при этом не будет иметь подвижного контакта с указанной поверхностью стекла. Как видно из изложенного выше, в зависимости от типа загрязнений стекла можно выбрать предназначенный для их удалений очистительный элемент, в то время как второй элемент при работе первого варианта заявляемого очистителя в очистке стекла не участвует.
Элемент 3 имеет возможность самоустановки на эксцентрике 6 вала, что исключает некачественное удаление им загрязнений со стекла.
Если конструкция вышеописанного очистителя предусматривает большие длины элементов 2 и 3, то для перемещаемого элемента 3 целесообразно применить несколько вышеописанных эксцентриковых приводов, кинематически связанных с элементом 3 аналогично фиг.1-4 и равномерно распределенных вдоль длины корпуса очистителя (эти несколько приводов на чертежах не показаны). При этом необходимо шарнирно соединить их рычаги 5 с тягами 8 (см. фиг.5, 6 и 7). В результате появятся следующие положительные качества заявляемого очистителя:
- эти эксцентриковые привода, равномерно расположенные по длине элемента 3 и смонтированные на корпусе очистителя, благодаря кинематическому соединению с подвижным элементом 3 на всей его длине обеспечат синхронность движения перемещаемого элемента и исключат перекос удлиненного элемента 3 как в процессе, так и после его перемещения,
- управление всеми этими приводами, как и управление только одним таким приводом, будет осуществляться одной операцией, благодаря описанному шарнирному соединению их рычагов 5 тягами 8 (рычаги всех приводов можно одновременно поворачивать вверх, как показано на фиг.5, и вниз, как показано на фиг.7).
Следует отметить, что шарнирное соединение нескольких эксцентриковых приводов друг с другом по фиг.5 и 6 не исключает другие исполнения кинематической связи нескольких эксцентриковых приводов друг с другом. В качестве одного из таких исполнений может быть, например, зубчатая передача, когда на головных частях 4 эксцентриковых валов приводов будут закреплены одинаковые зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении с паразитными одинаковыми зубчатыми колесами, расположенными между зубчатыми колесами приводов с возможностью вращения на той же боковой стенке корпуса, из которой выступают головные части 4 валов эксцентриковых приводов (указанное исполнение на чертежах не показано). Паразитные колеса необходимы для вращения зубчатых колес приводов в одном направлении. Данное исполнение может содержать электропривод, приводящий во вращение одно из указанных колес и подключенный к электросистеме транспортного средства через переключатель, расположенный в последнем, например на панели управления. Переключатель обеспечит включение, выключение и реверс вышеуказанного электропривода.
Другим исполнением может быть цепная передача, когда на головных частях 4 валов приводов будут закреплены одинаковые звездочки, соединенные друг с другом общей замкнутой цепью (указанное исполнение на чертежах также не показано). Здесь также может быть применен электропривод аналогично описанному выше.
Следующее исполнение заявляемого очистителя по фиг.8 и 9 с винтовым приводом работает следующим образом.
В зависимости от типа загрязнений стекла транспортного средства выбирают, какой из элементов 2 и 14 должен находиться в контакте с поверхностью указанного стекла. Для этого элемент 14 должен или контактировать со стеклом (элемент 2 в этом случае со стеклом не контактирует), или элемент 14 не контактирует со стеклом (элемент 2 в этом случае со стеклом контактирует).
При вращении винта 9 за головку 11 винт будет или ввинчиваться в гайку 15, или вывинчиваться из нее, в зависимости от направления вращения винта. Если винт 9 будет ввинчиваться в гайку 15, то, благодаря своей осевой фиксации, он начнет перемещать эту гайку, а вместе с ней и элемент 14 вверх до контакта верхней плоскости элемента 14 с корпусом 12, а точнее с дном паза в корпусе, где размещен элемент 14. При этом вероятность незначительного продольного перекоса элемента 14 в указанном пазе корпуса 12 не страшна, так как элемент 14 может самоустанавливаться на гайке 15 в пределах некоторого диапазона, ограниченного радиальным зазором между диаметром винта 9 и вертикальным отверстием в верхней части элемента 14, сквозь которое проходит винт 9.
При перемещении элемента 14 вверх вращение винта 9 следует прекратить, когда верхняя стенка элемента 14 войдет в контакт с корпусом, а нижняя часть элемента 14 перестанет контактировать со стеклом транспортного средства. При этом со стеклом начнет контактировать элемент 2, неподвижно установленный в корпусе 12.
Если винт 9 будет вывинчиваться из гайки 15, то, благодаря своей осевой фиксации, он начнет перемещать гайку 15, а вместе с ней и элемент 14 вниз к стеклу транспортного средства. Вращение винта следует прекратить, когда элемент 14 начнет контактировать со стеклом, а элемент 2 этот контакт утратит.
Возможны и другие исполнения привода перемещения подвижного элемента заявляемого очистителя.
Например, зубчатое колесо 18 электропривода 19 (фиг.10 и 11) при включении последнего обеспечит продольное перемещение зубчатой рейки 17 с кулачком 20. Кулачок, перемещаясь в наклонном пазу 21 кинематического звена 22, вынудит это звено перемещаться вертикально вниз или вверх, в зависимости от направления вращения электропривода 19. Соответственно, кинематически связанный со звеном перемещаемый очистительный элемент будет двигаться в корпусе вниз или вверх, входя в контакт со стеклом транспортного средства и, тем самым, прекращая контакт с этим стеклом неподвижного элемента (при перемещении вниз) или прерывая указанный контакт со стеклом, что приведет к появлению контакта с ним неподвижного элемента (при перемещении вверх).
При этом электропривод 19 будет включаться, выключаться и менять направление своего вращения за счет соответствующего переключателя, подключенного к электросети транспортного средства и расположенного в последнем, например, на панели управления.
Работа другого исполнения такого привода, где имеет место сочетание «зубчатая рейка 23 - зубчатое колесо 24 электропривода 25» (фиг.12), будет выполняться следующим образом.
Рейка 23, находящаяся в зацеплении с зубчатым колесом 26, смонтированном на винте 9 (фиг.8 и 9), будет перемещаться продольно вправо или влево при вращении электроприводом 25 колеса 24. Указанное перемещение рейки 23 вызовет вращение колеса 26 в ту или другую сторону в зависимости от направления перемещения рейки. Вместе с колесом 26 будет вращаться и винт 9 в ту или другую сторону, поднимая или опуская подвижный элемент в корпусе очистителя, как было описано выше для кулачкового привода. Включение, выключение и изменение направления вращения электропривода 25 осуществляется при помощи переключателя, подключенного к электросети транспортного средства и расположенного, например, на панели управления последнего.
Естественно, что описанное исполнение привода применимо и для вращения нескольких винтов 9, ввинчивающихся или вывинчивающихся из соответственных гаек 15 (на чертежах не показано). Такое исполнение привода целесообразно применить для перемещаемого элемента большой длины, чтобы последний опускался и поднимался без перекоса.
Работа еще одного исполнения очистителя с втягивающим электромагнитом (фиг.13) выполняется таким образом.
Очистительный элемент 31 может перемещаться в корпусе 28 при помощи электромагнита 27, включаемого и выключаемого из транспортного средства при помощи смонтированного там выключателя, а также при помощи пружины сжатия 32.
При выключенном электромагните пружина 32 смещает якорь 30, а вместе с ним и элемент 31 вниз из корпуса 28 до контакта этого элемента со стеклом. При этом корпус 28 вместе с неподвижным элементом (на чертежах не показан) приподнимется над стеклом, что исключит контакт неподвижного элемента со стеклом.
При включении электромагнита 27 его якорь 30 будет втянут в электромагнит, сжав при этом пружину 32 и переместив элемент 31 вверх от стекла транспортного средства в корпус 28. Это приведет к исключению контакта со стеклом подвижного элемента 31 и к появлению контакта со стеклом неподвижного элемента очистителя.
Могут быть использованы несколько электромагнитов 27 (на чертежах не показаны), равномерно расположенных вдоль корпуса 28 и кинематически связанных с перемещаемым элементом 31 в соответствии с фиг.13. При таком исполнении заявляемого очистителя исключается возможность продольного перекоса перемещаемого вверх или вниз элемента 31.
Естественно, что все вышеуказанные электромагниты должны быть подключены к электросистеме транспортного средства через выключатель, находящийся в последнем, например, на панели управления (электросистема и выключатель на чертежах не показаны).
Возможно взамен втягивающего электромагнита использование толкающего электромагнита, толкатель (якорь) которого кинематически связан с перемещаемым элементом и подпружинен от стекла в направлении указанного электромагнита (на чертежах не показано). В этом случае при включенном электромагните его толкатель за счет пружины будет выдвинут из последнего и, в свою очередь, выдвинет перемещаемый элемент из корпуса очистителя до контакта со стеклом (на чертежах не показано). Очевидно, что это приведет к подъему вверх корпуса с неподвижным элементом и к исключению контакта последнего со стеклом. При выключенном электромагните его толкатель (якорь) пружиной сместится в электромагнит, а перемещаемый элемент сместится внутрь корпуса от стекла до исключения контакта с последним (на чертежах не показано). Это приведет к появлению контакта со стеклом второго элемента очистителя, который неподвижно установлен в его корпусе.