УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЩЕТКИ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ С ЕГО РЫЧАГОМ, А ТАКЖЕ ЩЕТКА СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ, РЫЧАГ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ДЕТАЛЬ
DEVICE TO JOINT WIPER BRUSH WITH ITS LEVER, WIPER BRUSH, WIPER LEVER AND FASTENER

Настоящее изобретение относится к устройству для соединения щетки стеклоочистителя с его рычагом. В известном устройстве подобного типа (WO 02/40328 А1) предусмотрена соединительная деталь, которая шарнирно установлена в относящейся к щетке соединительной части, которая выполнена П-образной формы и с боков охватывает соединительную деталь. Соединительная деталь имеет стопорный элемент, которым она в смонтированном положении взаимодействует с предусмотренным на рычаге сопряженным стопорным элементом. В этом положении рычаг одновременно охватывает соединительную деталь и относящуюся к щетке соединительную часть и тем самым непосредственно прилегает к последней своей внутренней стороной. В соответствии с этим совершаемое щеткой в процессе ее перемещения по стеклу движение относительно рычага сопровождается трением наружной стороны относящейся к щетке соединительной части о внутреннюю сторону рычага. Поскольку обе эти детали обычно изготовлены из металла, необходимо принимать дополнительные меры по снижению трения между ними и по их защите от коррозии.
Преимущества изобретения
Преимущество заявленного в независимых пунктах формулы изобретения устройства для соединения щетки стеклоочистителя с его рычагом заключается в отсутствии относительного движения между двумя изготовленными из металла деталями в процессе работы стеклоочистителя. Используемую в таком устройстве соединительную деталь можно изготовить из пластмассы или иного коррозионно-стойкого материала и благодаря этому избежать в течение всего срока службы щетки ее коррозии или чрезмерного истирания, которое при определенных условиях может привести к ее заклиниванию. Помимо этого благодаря особому расположению образующих стопорное соединение элементов и сопряженных с ними образующих стопорное соединение элементов, а также различных опорных поверхностей и сопряженных с ними опорных поверхностей удается упростить по сравнению с уровнем техники соединение щетки с рычагом стеклоочистителя и ее отсоединение от рычага стеклоочистителя. Для соединения щетки с рычагом необходимо простое вдавливание щетки снизу в рычаг, обычно в перпендикулярном ему направлении, а для отсоединения щетки от рычага необходимо лишь нажать на образующий стопорное соединение элемент и таким путем деблокировать его, после чего щетку можно снять с рычага путем ее простого перемещения вдоль него в направлении его свободного конца. Преимущество, связанное с перемещением щетки перпендикулярно рычагу в процессе ее соединения с ним, состоит в том, что даже при вдавливании человеком щетки в рычаг не до конца процесс соединения щетки с рычагом при последующем опускании щетки на стекло и тем самым при воздействии на нее соответствующего прижимного усилия со стороны рычага завершается автоматически с надежным взаимным сцеплением образующих стопорное соединение элементов и сопряженных с ними образующих стопорное соединение элементов.
Наличие у щетки крепежного элемента, на продольных сторонах которого предусмотрены первые образующие шарнирное соединение элементы и который охватывает соединительная деталь, позволяет сохранить место размещения шарнирной оси в пределах соединительной детали и исключить контакт с внутренними сторонами рычага стеклоочистителя. Помимо этого в относительном поворотном движении, происходящем между металлическим образующим шарнирное соединение элементом щетки и образующими шарнирное соединение элементами соединительной детали, не участвуют две металлические детали. За счет этого удается практически полностью предотвратить износ и коррозию при последующей эксплуатации стеклоочистителя в самых различных погодных условиях. Помимо этого особая конструкция предлагаемого в изобретении устройства позволяет обеспечить наличие между внутренними сторонами соединительной детали и ее образующими стопорное соединение элементами свободного пространства, благодаря которому образующие стопорное соединение элементы беспрепятственно могут осуществлять небольшое, но необходимое для зацепления за сопряженные с ними образующие стопорное соединение элементы перемещение.
Особо простое закрепление соединительной детали на щетке обеспечивается при наличии специально предусмотренных для этой цели третьих образующих стопорное соединение элементов, которые позволяют путем простого нажатия на соединительную деталь с фиксацией насаживать ее на щетку, соответственно на имеющийся у нее крепежный элемент. Эти третьи образующие стопорное соединение элементы предпочтительно отделять от первых образующих стопорное соединение элементов, чтобы при последующем соединении щетки с рычагом и ее фиксации на нем не нагружать образующие шарнирное соединение элементы.
Наличие у образующих стопорное соединение элементов наклонных направляющих поверхностей позволяет фиксировать щетку на рычаге путем простого нажатия на щетку в направлении, в котором ее требуется перемещать при соединении с рычагом, без необходимости использовать в этих целях никакие дополнительные механизмы.
При размещении образующих стопорное соединение элементов в углублении по меньшей мере первой опорной поверхности первые образующие стопорное соединение элементы в собранном состоянии предлагаемого в изобретении устройства оказываются закрыты и защищены снаружи рычагом и тем самым не могут быть случайно или непреднамеренно отсоединены от сопряженных с ними образующих стопорное соединение элементов. Третьи образующие стопорное соединение элементы могут располагаться в отдельном пазу и тем самым защищены от случайного или непреднамеренного нажатия на них в процессе крепления щетки стеклоочистителя к его рычагу. Благодаря этому образующие шарнирное соединение элементы не подвергаются в процессе соединения щетки с рычагом излишней нагрузке.
Выполнение первых ответных образующих стопорное соединение элементов с возможностью их направленного, припасованного перемещения по углублению по меньшей мере при соединении щетки стеклоочистителя с его рычагом обеспечивает высоконадежное соединение щетки с рычагом стеклоочистителя. Преимущество этого варианта состоит в точном соблюдении требуемого положения щетки относительно рычага при ее соединении с ним и тем самым в обеспечении фактического зацепления между собой образующих стопорное соединение элементов и сопряженных с ними образующих стопорное соединение элементов. При отсутствии подобного направляющего углубления не исключена возможность, прежде всего ночью или в условиях недостаточной видимости, неправильного позиционирования щетки относительно рычага и в результате лишь неполного ее соединения с ним.
Ограничение первой опорной поверхности со стороны щетки таким образом, что обеспечивается возможность беспрепятственного прохождения под ней ответных образующих стопорное соединение элементов, позволяет дополнительно упростить снятие щетки с рычага.
Для обеспечения надежной работы стеклоочистителя необходимо исключить возможность самопроизвольного отсоединения щетки при ее перемещении по стеклу от рычага стеклоочистителя. Во избежание подобного отсоединения щетки от рычага предусмотрены прежде всего вторые образующие стопорное соединение элементы и сопряженные с ними образующие стопорное соединение элементы. Вторые образующие стопорное соединение элементы прежде всего при их выполнении упругими, что целесообразно для упрощения отсоединения щетки от рычага, должны обладать достаточно высокой жесткостью для противодействия давлению, обусловленному возникающей при работе стеклоочистителя центробежной силой. Хотя эта центробежная сила и не действует непосредственно в направлении пружинения (упругой деформации) образующих стопорное соединение элементов, тем не менее она может иметь составляющие, стремящиеся расцепить образующие стопорное соединение элементы и сопряженные с ними образующие стопорное соединение элементы. Обеспечить же надежную фиксацию образующих стопорное соединение элементов и сопряженных с ними образующих стопорное соединение элементов относительно друг друга вне зависимости от возникающих при работе стеклоочистителя сил и направления их действия можно за счет соответствующего их выполнения, при котором обеспечивается их соединение друг с другом с геометрическим замыканием. Для этого в наиболее простом варианте можно предусмотреть у второго образующего стопорное соединение элемента поднутрение и соответствующий ему скос на втором сопряженном с ним образующем стопорное соединение элементе. При этом подобные поднутрение и скос располагают таким образом, что второй образующий стопорное соединение элемент нагружается действующей на щетку центробежной силой в направлении, противоположном направлению его деблокирования (выключения).
Чертежи
Предлагаемое в изобретении устройство для соединения щетки стеклоочистителя с его рычагом, а также предлагаемые в изобретении щетка стеклоочистителя, рычаг стеклоочистителя и соответствующая соединительная деталь более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - вид сбоку рычага со щеткой стеклоочистителя,
на фиг.2 - увеличенный поэлементный вид показанного на фиг.1 фрагмента II,
на фиг.3 - вид показанного на фиг.2 фрагмента в частично собранном состоянии,
на фиг.4 - вид показанного на фиг.2 фрагмента в частично разобранном состоянии,
на фиг.5 - увеличенный вид в аксонометрии соединительной детали и крепежного элемента,
на фиг.6 - вид снизу в аксонометрии соединительной детали и
на фиг.7 - вид второго образующего стопорное соединение элемента и второго сопряженного с ним образующего стопорное соединение элемента в сборе.
Описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 в виде сбоку показан рычаг 10 стеклоочистителя, состоящий из собственно приводного рычага (поводка) 12 и шарнирно соединенной с ним щетки 14 стеклоочистителя. Одним своим концом 13 рычаг 12 соединен с не показанным на чертеже кривошипным приводом, которым он приводится в качательное (маятниковое) движение вокруг оси, обозначенной позицией 15. С другим, свободным, концом рычага 12 шарнирно соединена щетка 14. Щетка имеет упругий, вытянутый в длину в виде полосы цельный либо составной держатель 16, с обращенной от рычага нижней стороны 18 которого параллельно продольной оси щетки расположена ее упругая, вытянутая в длину резиновая лента 20. В собранном положении щетки 14 ее резиновая лента 20 своим язычком 22 прижимается к поверхности 24 очищаемого стекла. На фиг.1 поверхность 24 стекла обозначена штрихпунктирной линией. Это стекло представляет собой ветровое стекло автомобиля, которое обычно имеет сферически искривленную форму. С обращенной от поверхности 24 стекла верхней стороны 26 держателя 16 щетка 14 имеет относящуюся к ней соединительную часть 28 соединительного устройства 30, взаимодействующую с предусмотренной на свободном конце рычага 12 относящейся к нему соединительной частью 32 соединительного устройства. Как показано далее на фиг.1, кривизна щетки 14 в изображенном на этом чертеже положении, в котором она еще не по всей своей длине прилегает к стеклу, больше кривизны его поверхности 24. Поскольку линией 24 обозначена максимальная кривизна поверхности стекла, на чертеже наглядно видно, что кривизна, соответственно изгиб щетки 14, еще не прижатой к стеклу, а только прилегающей к нему обоими своими концами 17, больше максимальной кривизны стекла. Под действием прижимного усилия, прикладываемого к щетке 14 рычагом 12 в направлении стрелки 34 (фиг.1), щетка по всей своей длине прилегает к поверхности 24 стекла своей резиновой лентой, соответственно ее язычком 22. При этом в изготовленном из металла упругом держателе 16 возникает напряжение, благодаря которому обеспечивается надлежащее прилегание резиновой ленты 20 по всей ее длине к поверхности 24 стекла. Поскольку поверхность стекла, которое обычно имеет сферически искривленную форму, не представляет собой шаровой сегмент постоянной кривизны, щетка 14 при своем движении должна быть в состоянии постоянно изменять свое положение относительно рычага 12 по мере перемещения по поверхности стекла. По этой причине рычаг 12 и щетку 14 необходимо соединять между собой легко подвижным шарнирным соединением, допускающим возможность качательного или поворотного движения щетки относительно рычага (по двунаправленной стрелке 36).
На фиг.2 приведено поэлементное изображение рычага 12 и щетки 14. На этом чертеже хорошо видно, что между рычагом 12 и щеткой 14 предусмотрена соединительная деталь 38 со вторым образующим шарнирное соединение элементом 42, который взаимодействует с первым образующим шарнирное соединение элементом 40 на щетке 14. В рассматриваемом варианте первый образующий шарнирное соединение элемент 40 образован жестко закрепленной на щетке шарнирной осью 44, а второй образующий шарнирное соединение элемент 42 образован посадочным отверстием 46. В собранном положении (фиг.3) шарнирная ось 44 входит в посадочное отверстие 46 и тем самым шарнирно соединяет щетку 14 с соединительной деталью 38. Подобное шарнирное соединение допускает возможность поворотного движения соединительной детали 38 вокруг шарнирной оси 44 в обозначенном двунаправленной стрелкой 48 направлении. В соединительной детали 38, поскольку она охватывает также предусмотренную на держателе 16 ветроотражательную планку 50, предусмотрены увеличенные вырезы 52, допускающие возможность перекоса соединительной детали 38 на определенную величину.
Соединительная деталь 38 имеет первые опорные поверхности 54, которые в рассматриваемом варианте расположены параллельно друг другу и ограничивают соединительную деталь 38 с боков (фиг.5). С верхней стороны 67 соединительная деталь 38 имеет вторую опорную поверхность 56.
Рычаг 12 в зоне относящейся к нему соединительной части 32 выполнен в форме П-образного профиля, обе боковые стенки 58 которого обращены к щетке 14, а его поперечная стенка 62 в собранном положении прилегает к соединительной детали 38 (фиг.3). Поверхности боковых стенок 58 П-образного профиля с его внутренней стороны образуют первые сопряженные опорные поверхности 60, которые в собранном положении взаимодействуют с соответствующими им первыми опорными поверхностями 54 соединительной детали 38. Иными словами, в собранном положении между первыми опорными поверхностями 54 и прилегающими к ним первыми сопряженными опорными поверхностями 60 имеется лишь минимальный, необходимый для сборки и разборки подобной конструкции зазор.
В поперечной стенке 62 П-образного профиля предусмотрено отверстие 64, стенки (края) которого образуют вторую сопряженную опорную поверхность 66. В собранном положении к этой второй сопряженной опорной поверхности 66 прилегает вторая опорная поверхность 56 соединительной детали 38.
Поскольку вторая опорная поверхность 56 расположена на верхней стороне 67 соединительной детали 38, а первые опорные поверхности 54 представляют собой ее боковые стенки, очевидно, что вторая и первые опорные поверхности пересекаются друг с другом под углом α, который в рассматриваемом примере составляет 90°. В зависимости от конкретного конструктивного исполнения и прежде всего при расположении первых опорных поверхностей 54 не параллельно друг другу угол α может и отличаться от 90°.
На соединительной детали 38 предусмотрены первые образующие стопорное соединение элементы 68. Эти первые образующие стопорное соединение элементы ограничены с боков вырезами 70 и выполнены в виде упругих (пружинящих) язычков. На верхней стороне 67 соединительной детали предусмотрен второй образующий стопорное соединение элемент 72, который в свою очередь образован прорезью 74 и соединен с остальной частью соединительной детали упругим участком 73. Первые образующие стопорное соединение элементы 68 взаимодействуют с соответствующими им первыми сопряженными образующими стопорное соединение элементами 76 на рычаге 12, а второй образующий стопорное соединение элемент 72 взаимодействует с соответствующим ему вторым сопряженным образующим стопорное соединение элементом 78 на рычаге 12. В рассматриваемом примере второй сопряженный образующий стопорное соединение элемент 78 образован второй сопряженной опорной поверхностью 66.
Первые образующие стопорное соединение элементы 68 благодаря их выполнению в виде язычков и второй образующий стопорное соединение элемент 72 за счет его соединения с остальной частью соединительной детали упругим участком 73 обладают определенной подвижностью. Направление 80 перемещения первых образующих стопорное соединение элементов 68 и направление 82 перемещения второго образующего стопорное соединение элемента 72 в проекции на общую плоскость образуют между собой угол β, который в рассматриваемом примере составляет 90°. Оба указанных направления 80, 82 целесообразно проецировать на плоскость по перпендикулярной им обоим линии.
При установке щетки 14 на рычаг 12 щетку 14 перемещают к нему в направлении стрелки 84, при этом первые образующие стопорное соединение элементы 68 имеющейся у них наклонной направляющей поверхностью 86 входят в контакт с первыми сопряженными образующими стопорное соединение элементами 76, упруго отгибаются вбок и при дальнейшем перемещении щетки в направлении стрелки 84 в конечном итоге заскакивают за первые сопряженные образующие стопорное соединение элементы 76, соответственно защелкиваются на них.
Для отсоединения щетки от рычага (фиг.4) необходимо нажать на второй образующий стопорное соединение элемент 72 в направлении 82, упруго отжав его таким путем в указанном направлении 82 и выведя из отверстия 64, а тем самым и из зацепления со вторым сопряженным образующим стопорное соединение элементом 78, после чего щетку 14 можно ее перемещением в направлении стрелки 88 отсоединить от рычага 12. В соответствии с этим направление, в котором щетку требуется перемещать для соединения с рычагом и которое обозначено стрелкой 84, и направление, в котором щетку требуется перемещать для отсоединения от рычага и которое обозначено стрелкой 88, образуют между собой угол γ, который в рассматриваемом примере составляет 90°.
Обозначенное стрелкой 84 направление, в котором щетку требуется перемещать для соединения с рычагом, образует с проходящей по меньшей мере на участке соединительной детали 38 параллельно держателю 16 осью 90 угол δ, который отличен от 0° и в рассматриваемом примере составляет менее 90°. Благодаря этому, как уже указывалось в начале описания, щетка 14 под действием прикладываемого к ней рычагом 12 прижимного усилия автоматически перемещается ("доводится") в свое окончательно смонтированное положение.
Как наглядно показано прежде всего на фиг.2 и 5, щетка 14 снабжена крепежным элементом 92, который крепится к держателю щетки обжимными лапками 94. Сам этот крепежный элемент 92 располагается примерно перпендикулярно держателю 16 и имеет продольные стороны 96, на которых расположен первый образующий шарнирное соединение элемент 40, т.е. шарнирная ось 44. В собранном состоянии соединительная деталь 38 охватывает крепежный элемент 92 (фиг.3) и своими внутренними сторонами 98 по меньшей мере на отдельных участках прилегает к продольным сторонам 96 крепежного элемента (фиг.6).
Внутренние стороны 98 крепежного элемента выполнены, как показано на фиг.6, не в виде сплошных стенок, а в виде участков стенок, а также отдельных перегородок и перемычек. Благодаря подобному разделению или разбиению внутренних сторон крепежного элемента образуются промежутки 100, расположенные прежде всего за первыми образующими стопорное соединение элементами 68, которые тем самым могут беспрепятственно отгибаться в направлении 80.
На фиг.6 наглядно показано далее, что соединительная деталь 38 имеет третьи образующие стопорное соединение элементы 102, в которых выполнено посадочное отверстие 46 и которые, таким образом, содержат вторые образующие шарнирное соединение элементы 42. Третьи образующие стопорное соединение элементы 102 также благодаря их ограничению вырезами 104 выполнены в виде упругих язычков. Третьи образующие стопорное соединение элементы 102 имеют наклонные направляющие поверхности 106, которые обращены внутрь соединительной детали 38 и которые позволяют монтировать соединительную деталь 38 путем простого нажатия на нее в направлении крепежного элемента 92. При сборке соединительной детали с крепежным элементом ее наклонные направляющие поверхности 106 наталкиваются на шарнирную ось 44, упруго отжимаются ею наружу благодаря своей скошенной форме и после совмещения шарнирной оси 44 с посадочным отверстием 46 спружинивают обратно в свое исходное положение. В соответствии с этим наклонные направляющие поверхности 106 обращены в противоположную сторону по отношению к наклонным направляющим поверхностям 86 первых образующих стопорное соединение элементов 68.
Первые опорные поверхности 54 имеют по углублению 108, в котором расположены первые образующие стопорное соединение элементы 68. В собранном состоянии (фиг.1) рычаг 12 перекрывает эти углубления 108, а тем самым закрывает и первые образующие стопорное соединение элементы 68. Внутри каждого из углублений 108 предусмотрено по пазу 110, на дне которого расположены третьи образующие стопорное соединение элементы 102. В соответствии с этим третьи образующие стопорное соединение элементы 102 смещены внутрь соединительной детали относительно первых образующих стопорное соединение элементов 68 и тем самым в еще большей степени защищены по сравнению с ними. Благодаря этому при установке щетки 14 на рычаг 12 удается избежать воздействия нагрузки на вставленную в посадочное отверстие 46 шарнирную ось 44.
Первые сопряженные образующие стопорное соединение элементы 76 и углубления 108 согласованы между собой по длине и глубине. Иными словами, при креплении щетки к рычагу стеклоочистителя углубления 108 необходимо располагать точно под первыми сопряженными образующими стопорное соединение элементами 76, поскольку в противном случае они упрутся в верхнюю сторону 67 соединительной детали 38. При соблюдении же вышеуказанного условия обеспечивается точное направленное перемещение щетки по стрелке 84 при ее креплении к рычагу стеклоочистителя, поскольку боковые стенки углублений 108 принудительно направленно скользят по торцам первых сопряженных образующих стопорное соединение элементов 76. Благодаря этому первые образующие стопорное соединение элементы 68 и второй образующий стопорное соединение элемент 72 устанавливаются в свои необходимые для обеспечения надежного соединения щетки с рычагом конечные положения. В целях обеспечить некоторую свободу бокового перемещения щетки относительно рычага стеклоочистителя при расположении углублений под первыми образующими стопорное соединение элементами боковые стенки углублений 108 выполнены скошенными в направлении верхней стороны 67 соединительной детали.
На торце соединительной детали 38 сформована головка 112, которая в собранном состоянии, т.е. при установленной на рычаг стеклоочистителя щетке, образует продолжение наружного контура рычага и придает всей конструкции эстетичный, законченный вид. Для этого головка 112 имеет в зоне первых опорных поверхностей 54 удлиняющее ее направляющее ребро 114, доходящее до углублений 108. С противоположной по отношению к головке 112 стороны соединительной детали 38 подобное направляющее ребро на первых опорных поверхностях 54 не предусмотрено. Более того, эта часть соединительной детали выполнена углубленной, чтобы первые сопряженные образующие стопорное соединение элементы 76 могли при отсоединении щетки 14 от рычага стеклоочистителя ее перемещением в направлении 88 беспрепятственно пройти этот участок.
На фиг.7 частично в разрезе показан фрагмент рычага 12 в зоне отверстия 64 и второго образующего стопорное соединение элемента 72. На этом чертеже хорошо видно, что второй образующий стопорное соединение элемент 72 имеет поднутрение 116, в которое входит согласованный с ним по форме скос 118, предусмотренный у второго сопряженного образующего стопорное соединение элемента 78. Поднутрение 116 и скос 118 взаимно перекрываются максимум на длине 120, чтобы между концом второго образующего стопорное соединение элемента 72 и противолежащей стенкой отверстия 64 оставался зазор 122. Соблюдение этого условия обеспечивает возможность беспрепятственного прохождения второго образующего стопорное соединение элемента 72 через отверстие 64.
При совершении рычагом 10 с установленной на нем щеткой стеклоочистителя качательного (маятникового) движения в процессе работы стеклоочистителя на щетку действует центробежная сила 124. Однако благодаря специально предусмотренному поднутрению 116 возникает составляющая силы, противодействующая самостоятельному отклонению второго образующего стопорное соединение элемента в направлении 82.