УСТРОЙСТВО СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ И СТЕКЛООМЫВАТЕЛЯ
WINDSHIELD CLEANER AND WIPER

Изобретение относится к устройству стеклоочистителя и стеклоомывателя для лобового стекла автотранспортного средства, позволяющему повысить эффективность промывки и очистки стекла.
Известные устройства стеклоочистителя и стеклоомывателя, предназначенные для установки между лобовым стеклом и передним капотом транспортных средств, содержат, с одной стороны, щетки, закрепленные на рычагах для их перемещения с трением на лобовом стекле, и, с другой стороны, жиклеры и насос подачи омывающей жидкости для нагнетания этой жидкости через жиклеры, направленные в сторону лобового стекла. Как правило, рычаги выполнены в количестве двух и установлены на двух соответствующих приводных валиках, которые выступают между передним капотом и лобовым стеклом в направлении, по существу перпендикулярном к этому стеклу. Эти приводные валики приводятся в маятниковое поворотное движение с амплитудой примерно в четверть оборота для поочередного перемещения щеток между положением вдоль нижнего края лобового стекла и положением, по существу перпендикулярным к этому краю. Положение остановки и покоя щеток соответствует положению, в котором щетки расположены вдоль нижнего края лобового стекла. Приводные валики приводятся в движение электрическим приводом, управляемым цепью управления. Последняя содержит также циклический переключатель, обеспечивающий питание электрического привода в течение времени возвращения щеток в их положение покоя.
Что касается омывающей жидкости, нагнетаемой через жиклеры, то насосом ее подачи управляет другая цепь управления, как правило, содержащая нажимную кнопку. Таким образом, нагнетание омывающей жидкости происходит только при удержании нажимной кнопки в нажатом положении. Как только кнопку отпускают, насос подачи отключается. За счет этого экономят омывающую жидкость. При этом водитель сам оценивает дозировку необходимого количества омывающей жидкости и точный момент, в который ее необходимо нагнетать в зависимости от положения щеток стеклоочистителя. Однако оптимизация нагнетания жидкости требует определенной сноровки.
Задача изобретения состоит в создании устройства стеклоочистителя и стеклоомывателя, которое позволяет, в частности, регулировать нагнетание омывающей жидкости на лобовое стекло для оптимальной промывки.
Для решения этой задачи объектом настоящего изобретения является устройство стеклоочистителя и стеклоомывателя автотранспортного средства, содержащее щетки и привод для приведения этих щеток в маятниковое движение между двумя противоположными положениями мертвой точки, при этом указанные щетки описывают поверхность очистки между указанными двумя положениями, и жиклеры, направленные на указанную поверхность очистки, и насос подачи омывающей жидкости в указанные жиклеры для нагнетания указанной омывающей жидкости на указанную поверхность очистки, при этом указанное устройство стеклоочистителя и стеклоомывателя дополнительно содержит первую цепь управления для управления насосом, вторую цепь управления, содержащую активируемый переключатель для питания электрическим током указанной второй цепи управления. Согласно изобретению указанные цепи управления электрически связаны друг с другом; и насос приводится в действие, когда активирован указанный активируемый переключатель и щетки одновременно находятся, по меньшей мере, в одном из двух положений мертвой точки.
Таким образом, отличительный признак изобретения состоит в электрическом соединении между двумя цепями управления таким образом, чтобы насос подачи омывающей жидкости мог приводиться в действие только при двойном условии: переключатель активирован, и щетки находятся в одном из положений мертвой точки. Таким образом, нагнетание омывающей жидкости на лобовое стекло происходит только тогда, когда щетки находятся в одном или другом из крайних положений мертвой точки и когда переключатель активирован. Если переключатель активирован, когда щетки находятся на пути между двумя положениями мертвой точки, насос подачи начнет работать в момент, когда щетки достигнут указанного, по меньшей мере, одного из указанных двух положений мертвой точки. Следовательно, водителю нет необходимости следить за этим точным моментом, когда щетки достигают указанного положения мертвой точки, для воздействия на переключатель. Кроме того, подача омывающей жидкости происходит в точный момент, когда в этом возникает необходимость, а не раньше, что позволяет экономить жидкость.
Кроме того, необходимо отметить, что, когда щетки находятся в состоянии покоя в одном из крайних положений мертвой точки и когда активирован только переключатель, то не только приводится в действие насос подачи омывающей жидкости, но включается также указанный привод для приведения щеток в движение. Ниже представлено подробное описание варианта осуществления для применения этой функции.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения указанная вторая цепь управления содержит электромагнитное реле для управления указанным насосом, что позволяет повысить надежность управления. Действительно, поскольку обе цепи управления соединены электрически, изменение электрического состояния первой цепи управления позволяет привести в действие электромагнитное реле.
Кроме того, предпочтительно указанное электромагнитное реле является замедленным реле. Поэтому, как только движущиеся щетки возвращаются в, по меньшей мере, одно из указанных двух положений мертвой точки, чтобы тут же опять возобновить движение, замедленное реле может оставаться активным в течение регулируемого времени и приводить в действие насос подачи омывающей жидкости, когда щетки покидают, по меньшей мере, одно из указанных двух положений мертвой точки. Таким образом, нагнетание омывающей жидкости на лобовое стекло происходит во время движения щеток. Предпочтительно продолжительность временной задержки указанного замедленного реле меньше или равна полупериоду движения указанных щеток. Таким образом, нагнетание омывающей жидкости на лобовое стекло происходит в течение времени, по существу соответствующего только подъему щеток.
Кроме того, как будет подробнее пояснено ниже, указанная вторая цепь управления содержит диод между указанным электромагнитным реле и указанной первой цепью управления, чтобы избежать индуцируемых обратных токов в направлении электрического двигателя, приводящего в действие щетки.
Кроме того, указанная первая цепь управления содержит циклический переключатель, предназначенный для изменения электрического потенциала указанной второй цепи управления, когда щетки приводятся в движение из положения, находящегося между указанными мертвыми точками, в указанное, по меньшей мере, одно из указанных двух положений мертвой точки. Таким образом, насос подачи приводится в действие именно благодаря этому изменению потенциала, если только переключатель тоже активирован. Первая цепь управления, оснащенная циклическим переключателем, обычно установлена на автотранспортных средствах среднего и малого класса для питания автономного электрического двигателя привода щеток. Следовательно, за счет минимального изменения второй цепи управления с установкой электромагнитного реле и соединения двух цепей управления получают недорогое устройство в соответствии с изобретением, которое можно, в частности, применять на автотранспортных средствах среднего и малого класса.
Указанный циклический переключатель предпочтительно содержит жестко закрепленные кольцевые проводящие дорожки и соответствующие контактные пластинки, при этом указанные дорожки приводятся во вращение на 360°, когда указанные щетки перемещаются в течение периода, соответствующего пути щеток в двух направлениях. Таким образом, как будет пояснено ниже, переключатель имеет три кольцевые дорожки и три соответствующие контактные пластинки. Во время вращения кольцевых дорожек происходит последовательное электрическое соединение парами трех контактных защелок.
Кроме того, указанное, по меньшей мере, одно из указанных двух положений мертвой точки является положением, в котором указанные щетки могут располагаться в состоянии покоя. Поэтому насос подачи омывающей жидкости может быть приведен в действие и нагнетать жидкость на лобовое стекло, когда щетки находятся в состоянии покоя, просто за счет активации переключателя. Кроме того, согласно варианту осуществления указанные жиклеры установлены на указанных щетках стеклоочистителя, поэтому омывающая жидкость нагнетается на лобовое стекло в данном относительном положении со щетками.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частного варианта осуществления изобретения, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1A схематично показана первая цепь управления в соответствии с изобретением;
на фиг.1B схематично показан элемент первой цепи управления, изображенной на фиг.1;
на фиг.2 схематично показана вторая цепь управления стеклоомывателя.
На фиг.1A показана схема первой цепи 10 управления, позволяющей управлять вращением привода 12, включающего в себя электрический двигатель, при этом указанный привод предназначен для приведения в маятниковое движение щеток стеклоочистителя автотранспортного средства. Автотранспортные средства содержат лобовое стекло и щетки стеклоочистителя, выполненные с возможностью поворотного движения на лобовом стекле для его очистки. Обычно щетки стеклоочистителя установлены на двух отдельных рычагах, соответственно установленных на двух приводных валиках, которые выступают между лобовым стеклом и передним капотом автотранспортного средства в направлении, по существу перпендикулярном к лобовому стеклу. Два приводных валика соединены с вышеуказанным приводом 12 через кривошипно-шатунную систему таким образом, чтобы поочередно поворачиваться сначала в одном направлении, затем в другом. Таким образом, щетки стеклоочистителя могут перемещаться маятниковым движением между двумя противоположными положениями мертвой точки: стояночным положением, в котором они расположены вдоль нижнего края лобового стекла у переднего капота, и максимальным рабочим положением, в которое они поднимаются и в котором они расположены по существу перпендикулярно к указанному нижнему краю. Переходя от одной мертвой точки к другой, щетки описывают на лобовом стекле поверхность очистки, соответствующую зоне, через которую водитель автотранспортного средства наблюдает за обстановкой впереди транспортного средства. Длину щеток стеклоочистителя, амплитуду движения приводных валиков и их положение между лобовым стеклом и передним капотом транспортного средства определяют таким образом, чтобы указанная зона была максимальной по отношению к общей поверхности лобового стекла.
Первая цепь 10 управления содержит источник питания электрическим током, содержащий вход 14, соединенный с положительной клеммой не показанной аккумуляторной батареи через предохранитель 16, и выход 18, соединенный с массой, то есть с отрицательной клеммой указанной аккумуляторной батареи. Например, после контакта на вход 14 поступает потенциал +12 B. Потенциал массы по определению равен 0 В. Кроме того, цепь содержит входной провод 20 большой скорости и входной провод 22 малой скорости на электрическом двигателе привода 12, при этом указанные входные провода 20, 22 на входе соединены с ручным многопозиционным соединителем 24. Цепь содержит также колодку 26 с соединительными ячейками и устройство 28 управления скоростью. Она содержит также ручные средства 29 управления, подробное описание которых представлено ниже.
Ручной многопозиционный соединитель 24 имеет две входных клеммы 30, 32, соединенные со входом 14, и два подвижных переключателя, соответственно соединенные: один 34 с входным проводом 22 малой скорости и другой 36 с входным проводом 20 большой скорости. Два подвижных переключателя 34, 36 механически соединены друг с другом таким образом, чтобы занимать три разных положения: первое положение покоя, показанное на фиг.1A, в котором ни один из подвижных переключателей 34, 36 не входит в контакт со входными клеммами 30, 32; активное второе положение, в котором один из указанных переключателей 34 соединен с одной 30 из указанных входных клемм 30, 32, тогда как другой из указанных переключателей 36 свободен относительно другой 32 из указанных входных клемм 30, 32; и активное третье положение, в котором один из переключателей 34 свободен относительно указанной одной 30 из двух входных клемм 30, 32, тогда как указанный другой из переключателей 36 соединен с другой 32 из указанных входных клемм 30, 32. Легко понять, что в первом положении покоя подвижных переключателей 34, 36 электрический двигатель привода 12 не получает питания, тогда как это питание поступает на него в двух других положениях в режиме малой скорости в активном втором положении и в режиме большой скорости в активном третьем положении.
Кроме того, первая цепь 10 управления содержит циклический переключатель 38, которым управляет привод 12 между двумя контактными положениями. Циклический переключатель 38 имеет первую финишную клемму 40, выполненную с возможностью соединения, - через устройство 28 управления скоростью и через ручные средства 29 управления, - с указанным одним из переключателей 34, когда он находится в первом положении покоя. Он имеет вторую финишную клемму 42, напрямую соединенную со входом 14 питания электрическим током, и третью финишную клемму 43, соединенную со выходом 18, подключенным на массу. Циклическим переключателем 38 управляет привод между двумя состояниями, при этом в первом состоянии в контакт входят только первая и третья финишные клеммы 40, 43, а во втором состоянии в контакт входят только первая и вторая финишные клеммы 40, 42. Циклический переключатель 38 находится в первом состоянии, когда щетки стеклоочистителя находятся в указанном стояночном положении, тогда как он находится во втором состоянии, когда щетки стеклоочистителя находятся за пределами указанного стояночного положения.
Ниже описаны средства для достижения этого режима работы. Он позволяет щеткам стеклоочистителя просто возвращаться в указанное стояночное положение и оставаться в нем неподвижно, тогда как подвижные переключатели 34, 36 переходят в свое положение покоя.
На фиг.1B детально показан циклический переключатель 38, который является неотъемлемой частью первой цепи 10 управления. Он содержит электропроводящее кольцо 46, содержащее центральную дорожку 48, проходящую на 360°, внутреннюю дорожку 50, находящуюся в контакте с центральной дорожкой 48 и имеющую вырез 52, который проходит по угловому сектору кольца 46, например, меньшему 45°, между находящимися друг против друга свободными концами 54, 56, и, наконец, наружную дорожку 58, выступающую относительно центральной дорожки 48 и проходящую в угловом направлении внутри выреза 52. Кроме того, циклический переключатель 38 содержит три пластинки или контакта, скользящих по дорожкам 48, 50 и 58. Первая пластинка 60 выполнена с возможностью установления контакта с наружной дорожкой 58 и удерживается в радиальном направлении неподвижно относительно электропроводящего кольца 46. Вторая пластинка 62 удерживается в контакте с центральной дорожкой 48. Третья пластинка 64 выполнена с возможностью установления контакта с внутренней дорожкой 50.
Первая пластинка 60 напрямую соединена с третьей финишной клеммой 43 и, следовательно, с массой. Вторая пластинка 62 соединена с первой финишной клеммой 40, тогда как третья пластинка 64 соединена со второй финишной клеммой 42, соответствующей входу 14 питания электрическим током первой цепи 10 управления.
Следует отметить, что электропроводящее кольцо 46 совершает полный оборот в течение периода движения щеток стеклоочистителя и что в вышеуказанном стояночном положении наружная дорожка 58 находится в контакте с первой пластинкой 60, электрически соединяя между собой первую и вторую пластинки 60, 62, тогда как третья пластинка 64 остается свободной относительно внутренней дорожки 50. С другой стороны, когда щетки стеклоочистителя приводятся в движение и находятся за пределами своего стояночного положения, вторая и третья пластинки 62, 64 электрически соединены между собой, тогда как первая пластинка 60 является свободной.
Разумеется, когда щетки стеклоочистителя совершают движение в течение времени, превышающего их период, во время их перехода через стояночное положение, то последовательно вторая и третья пластинки 62 сначала отсоединяются друг от друга, затем первая и вторая пластинки 60, 62 соединяются между собой в течение короткого промежутка времени, после чего разъединяются, тогда как вторая и третья пластинки 62, 64 опять соединяются. Этот цикл соединения и разъединения не влияет на непрерывное движение щеток стеклоочистителя, когда они проходят через стояночное положение.
Как было указано выше, эти характеристики позволяют щеткам стеклоочистителя возвращаться в стояночное положение и останавливаться в этом положении, когда переключатели 34, 36 переходят в свое первое положение покоя.
Кроме того, и согласно отличительному признаку изобретения вторая пластинка 62 соединена с узлом стеклоомывателя 66, который будет описан ниже со ссылками на фиг.2. Он содержит жиклеры 68, направленные на лобовое стекло и, в частности, на вышеуказанную поверхность очистки. Жиклеры могут быть установлены на щетках стеклоочистителя или могут быть установлены стационарно между передним капотом и лобовым стеклом. Кроме того, они соединены с насосом 70 подачи через канал 72, при этом насос 70 подачи, в свою очередь, соединен с резервуаром 74 омывающей жидкости. Узел стеклоомывателя 66 содержит также вторую цепь 76 управления насосом 70 подачи. Вторая цепь 76 управления содержит нажимную кнопку 78, одна клемма 80 которой соединена с положительной клеммой аккумуляторной батареи, а другая клемма 82 соединена, с одной стороны, с катушкой замедленного реле 84 и, с другой стороны, с четвертой соединительной ячейкой колодки 26 соединительных ячеек. Нажимная кнопка 78 установлена, например, под рулевым колесом автотранспортного средства. Кроме того, нажимная кнопка 78 входит в состав ручных средств 29 управления, и когда она находится в состоянии покоя, как показано на фиг.2, она позволяет электрически соединять указанный один из переключателей 34 и первую финишную клемму 40, соединяя две клеммы покоя 83, 85.
Замедленное реле 84 является регулируемым таким образом, чтобы оставаться замкнутым в течение времени, например, от одной до трех секунд. Временную задержку замедленного реле 84 регулируют таким образом, чтобы оно оставалось замкнутым в течение времени, меньшего или равного полупериоду движения щеток стеклоочистителя.
Катушка замедленного реле 84 электрически соединена также со второй пластинкой 62 через диод 86, который позволяет избежать циркуляции обратных токов к первой цепи 10 управления. Что касается замедленного реле 84, оно имеет подвижный контакт 88, соединенный с положительной клеммой аккумуляторной батареи, и, следовательно, на него может поступать потенциал +12 В. Этот подвижный контакт 88 выполнен с возможностью подключения к насосу 70 подачи, когда на катушку замедленного реле 84 поступает питание. Следует отметить, что насос 70 подачи содержит вход, соединенный с массой.
Таким образом, благодаря электрическому соединению между замедленным реле 84 и второй пластинкой 62, подвижный контакт 88 перемещается, замыкая цепь насоса 70 подачи, при двойном условии, что нажимная кнопка 78 нажата, чтобы, с одной стороны, приложить к катушке замедленного реле 84 потенциал +12 В, и что вторая пластинка 62 подключена на массу для приложения нулевого потенциала к другой стороне катушки. Однако эти последние условия могут быть соблюдены, только когда щетки стеклоочистителя находятся в своем стояночном положении и вторая пластинка 62 соединена с первой пластинкой 60 через центральную дорожку 48 и через наружную дорожку 58. Показанное на фиг.1B электропроводящее кольцо 46 находится в угловом положении, соответствующем этому состоянию.
При этом водитель активирует привод стеклоомывателя, нажимая на нажимную кнопку 78. Во время этого нажатия два контакта покоя 83, 85 разъединяются, тогда как два контакта кнопки 82, 80 соединяются.
Вместе с тем напряжение поступает на насос подачи омывающей жидкости, только когда щетки стеклоочистителя находятся в состоянии покоя в своем стояночном положении или же приходят в это положение, чтобы затем покинуть его, если привод 12 продолжает работать. При этом катушка замедленного реле 84, с одной стороны, подключается к массе и получает нулевое значение потенциала, так как центральная дорожка 48 подключена на массу, тогда как, с другой стороны, на катушку поступает потенциал более 12 В, благодаря активации нажимной кнопки 78. Подвижный контакт 88 остается соединенным с насосом 70 подачи в течение времени, по существу эквивалентного полупериоду движения щеток стеклоочистителя, то есть просто при подъеме щеток стеклоочистителя.
Следует заметить, что когда щетки стеклоочистителя находятся в своем стояночном положении, тогда как указанный один из переключателей 34, показанный на фиг.1A, находится в первом положении покоя и нажимная кнопка 78 нажата, то под напряжением находится не только насос подачи омывающей жидкости, но напряжение также поступает на четвертую соединительную ячейку колодки 26 соединительных ячеек, соответствующую входному проводу 22 малой скорости. Следовательно, щетки стеклоочистителя приводятся в движение, по меньшей мере, в течение цикла, соответствующего режиму малой скорости.
Если все же водитель нажимает на нажимную кнопку 78, тогда как щетки стеклоочистителя находятся в движении за пределами стояночного положения, катушка замедленного реле 84 не получает напряжения, так как в этом случае на вторую пластинку 62 поступает потенциал +12 В через внутреннюю дорожку 50 и центральную дорожку 48. При этом оба конца катушки замедленного реле 84 находятся под одинаковым положительным потенциалом, замедленное реле 84 не активировано, и подвижный контакт 88 остается в своем положении покоя.
Если же водитель удерживает нажимную кнопку 78 нажатой, то, как только щетки стеклоочистителя достигают стояночного положения, на клеммах катушки замедленного реле 70 появляется разность потенциалов, подвижный контакт 88 соединяется с насосом 70 подачи, и в жиклеры 68 поступает омывающая жидкость.
Следует заметить, что диод 86 предохраняет обмотки электрического двигателя привода 12 от любого обратного тока, индуцируемого катушкой замедленного реле 84.
Кроме того, предпочтительно в канале 72 между жиклерами 68 и насосом 70 подачи установлен обратный клапан, чтобы повысить точность времени реакции насоса 70. Действительно, обратный клапан позволяет удерживать омывающую жидкость в канале 72, поэтому, как только насос 70 подачи активируют, сразу начинается нагнетание омывающей жидкости через жиклеры 68.
Таким образом, промывку лобового стекла можно осуществлять во время фазы подъема щеток стеклоочистителя, соответствующей первому полупериоду движения щеток стеклоочистителя, тогда как оно автоматически прекращается, когда щетки стеклоочистителя возвращаются в свое стояночное положение во время следующего полупериода. Таким образом, не только снижается расход омывающей жидкости, но, кроме того, эта часть омывающей жидкости нагнетается в наиболее эффективной фазе очистки.
Учитывая, что промывка происходит только в фазе подъема щеток, система является исключительно эффективной, если жиклеры установлены на рычаге и направляют омывающую жидкость на часть лобового стекла, которая тут же очищается, после чего жидкость тут же удаляется за пределы поля обзора водителя.