СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
WINDSCREEN WIPER DEVICE FOR VEHICLE

Настоящее изобретение относится к стеклоочистительному устройству для транспортного средства, прежде всего для механического транспортного средства (транспортного средства с двигателем), в первую очередь к стеклоочистительной щетке.
Уровень техники
Обычно стеклоочистительные устройства, или стеклоочистители, имеют рычаг или поводок стеклоочистительной щетки, перемещаемой по стеклу автомобиля или иного аналогичного транспортного средства. Стеклоочистительная щетка перемещается при этом между своими верхним и нижним мертвыми положениями, т.е. своими верхним и нижним положениями изменения направления своего движения на обратное. При своем перемещении прежде всего по ветровым стеклам со значительными изменениями их кривизны стеклоочистительная щетка легко теряет контакт со стеклом. По этой причине прежде всего на стеклах значительной кривизны могут оставаться неочищенные участки, соответственно могут образовываться разводы.
Поскольку процесс очистки необходимо оптимизировать с учетом множества параметров, таких, например, как количество попадающей на ветровое стекло дождевой воды, возможно возникающая снеговая нагрузка на стекло, скорость движения транспортного средства и связанное с ней давление встречного воздушного потока на рычаг стеклоочистительной щетки, надежно предотвратить образование разводов на стекле невозможно просто путем согласования давления рычага стеклоочистительной щетки на ветровое стекло. Поэтому существует потребность в дальнейшем совершенствовании стеклоочистительных устройств.
При совершенствовании стеклоочистительных устройств существует множество граничных условий, которые необходимо учитывать дополнительно. К ним относятся не только производственные затраты, соответственно издержки производства и расходы на материалы, но и свойства стеклоочистительного устройства, прежде всего выполнение им своей функции в разнообразных условиях, а также долговечность в условиях влияния множества факторов. В отношении стеклоочистительных устройств для транспортных средств при этом следует учитывать постоянное возрастание ценового давления и возможность эксплуатации транспортных средств в самых разнообразных климатических условиях, в которых, например, длительно сохраняются экстремальные значения окружающей температуры и/или происходят значительные ее колебания.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения была положена задача обеспечить надежную очистку стекла транспортного средства практически без образования разводов.
Указанная задача решается с помощью стеклоочистительного устройства, заявленного в п. 1 формулы изобретения.
Объектом изобретения является стеклоочистительное устройство для транспортного средства, прежде всего механического транспортного средства. Такое стеклоочистительное устройство имеет верхнюю часть, прежде всего продолговатую верхнюю часть, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой. Помимо этого стеклоочистительное устройство имеет нижнюю часть, прежде всего продолговатую нижнюю часть, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой. Для соединения между собой верхней части и нижней части предусмотрено несколько соединительных элементов, отстоящих или разнесенных друг от друга вдоль продольной протяженности стеклоочистительного устройства и прикрепленных к его нижней части поворотными сочленениями.
Еще одним объектом изобретения является способ изготовления стеклоочистительного устройства, прежде всего стеклоочистительного устройства, выполненного по одному из представленных в настоящем описании вариантов. Такой способ предусматривает изготовление верхней части, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой и имеет первые сочленяющие части, изготовление нижней части, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой и имеет первые сочленяющие части, и изготовление нескольких соединительных элементов для соединения между собой верхней части и нижней части, при этом каждый из соединительных элементов имеет вторые сочленяющие части. Способ изготовления стеклоочистительного устройства предусматривает далее соединение первых и вторых сочленяющих частей путем их защелкивания друг в друге. Вместо такого соединения или дополнительно к такому соединению сочленяющих частей путем их защелкивания друг в друге можно в качестве еще одного опционального варианта предусмотреть изгибание верхней части и/или нижней части с целью деформирования (раскрытия) соответствующей первой сочленяющей части для помещения в нее второй сочленяющей части.
Еще одним объектом изобретения является способ изготовления стеклоочистительного устройства, прежде всего стеклоочистительного устройства, выполненного по одному из представленных в настоящем описании вариантов. Такой способ предусматривает изготовление цельной стеклоочистительной щетки с верхней частью, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой, нижней частью, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой, и несколькими соединительными элементами, которые отстоят друг от друга вдоль продольной протяженности стеклоочистительного устройства.
Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения и особые его аспекты представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, на чертежах и в последующем описании.
Преимущества изобретения
Преимущество настоящего изобретения и его объектов состоит в возможности особо эффективного согласования стеклоочистительного устройства с кривизной стекла. Благодаря этому обеспечивается особо качественная очистка стекла с точным повторением его формы стеклоочистительным устройством. При работе предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства удается практически полностью исключить оставление неочищенных участков на стекле и образование на нем разводов. Преимущество конструктивного исполнения предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства заключается в возможности точного его согласования с имеющимися в секторе очистки изменениями кривизны стекла. Даже при наличии у стекла участков со значительной кривизной и значительных ее изменений достигается практически равномерное контактное давление на стеклоочистительное устройство, прежде всего на его нижнюю часть. Преимущество предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства перед обычными стеклоочистительными устройствами состоит далее в отсутствии необходимости предшествующей настройки верхней части и/или нижней части с целью согласования с кривизной очищаемого стекла. Такое согласование с кривизной стекла у предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства происходит быстро, просто и практически автоматически. Поэтому одно и то же стеклоочистительное устройство может благодаря своей простоте использоваться на большом количестве разных типов и моделей транспортных средств.
В одном из предпочтительных вариантов стеклоочистительное устройство выполнено таким образом, что между соединительными элементами и нижней частью возможны вращательные (крутильные) движения. Благодаря этому обеспечиваются высокая гибкость нижней части и ее приспособляемость к кривизне стекла. Помимо этого в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения соединительные элементы прикреплены также к верхней части поворотными сочленениями. Благодаря этому дополнительно повышается приспособляемость стеклоочистительного устройства к кривизне очищаемого стекла с возможностью достижения при этом прежде всего высокого усилия прижатия стеклоочистительного устройства к стеклу и тем самым особо высокой эффективности его очистки от грязи и воды. В особенно предпочтительном варианте стеклоочистительное устройство выполнено таким образом, что между соединительными элементами и верхней частью также возможны вращательные (крутильные) движения. В предпочтительном варианте поворотные сочленения представляют собой шарниры. Предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство в предпочтительном варианте выполнено прежде всего таким образом, что его верхняя часть и нижняя часть выполнены полосовидными. Помимо этого возможен также еще один предпочтительный вариант с выполнением верхней части и нижней части по меньшей мере частично изгибно-упругими. В одном из вариантов осуществления изобретения верхняя и нижняя части выполнены смещающимися друг относительно друга. В еще одном варианте верхняя часть расположена напротив нижней части. Соединительные элементы закреплены на обращенных друг к другу внутренних сторонах верхней и нижней частей. В особенно предпочтительном варианте соединительные элементы выполнены жесткими на излом (продольный изгиб).
В одном из вариантов осуществления изобретения верхняя часть и нижняя часть, прежде всего на концевом участке стеклоочистительного устройства, прочно соединены между собой в наружном месте соединения. Такое наружное место соединения между собой верхней и нижней частей расположено, прежде всего если смотреть в направлении, обращенном вдоль продольной протяженности стеклоочистительного устройства снаружи внутрь, перед соединительными элементами. Преимущество такого конструктивного исполнения состоит в обеспечении особо высокой стабильности стеклоочистительного устройства. Помимо этого удается достичь особо высоких гибкости стеклоочистительного устройства и его приспособляемости к кривизне стекла при одновременно равномерном распределении усилия прижатия к нему нижней части. В еще одном предпочтительном варианте верхняя и нижняя части могут быть соединены между собой в наружном месте соединения таким образом, что они образуют клин. Верхняя и нижняя части соединены между собой прежде всего на своих концах. В следующих вариантах могут использоваться следующие подходы к выполнению и расположению одного или нескольких первых соединительных элементов и одного или несколько вторых соединительных элементов. По отношению ко второму соединительному элементу первый соединительный элемент расположен таким образом, что он относительно второго соединительного элемента находится ближе к месту соединения верхней части и нижней части, т.е. ближе к вершине клина, соответственно снаружи. При этом первый соединительный элемент короче второго соединительного элемента. Так, например, по меньшей мере 70% или по меньшей мере 50% соединительных элементов могут быть выполнены таким образом, что они последовательно уменьшаются в своей длине в направлении наружу, т.е. в направлении места соединения между собой верхней и нижней частей.
В следующих вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами, нижняя часть выполнена выпуклой формы в ненагруженном состоянии, т.е. с выпуклостью, которая в средней зоне обращена своей вершиной от верхней части. Стеклоочистительное устройство, выполненное по представленным в настоящем описании вариантам, обычно способно при исходно выпуклой форме нижней части принимать при последующем контакте со стеклом соответствующую, приобретаемую нижней частью вогнутую форму, которая повторяет кривизну стекла.
В следующем варианте продольные оси соединительных элементов расположены под углами к нижней части, составляющими от 65 до 115°, прежде всего от 75 до 105°. Связанное с этим преимущество состоит в обеспечении особо эффективной передачи действующего на нижнюю часть усилия на верхнюю часть. Помимо этого данный вариант позволяет получить особо стабильное стеклоочистительное устройство. В особенно предпочтительном варианте указанные углы составляют от 80 до 100°.
В еще одном варианте интервал (расстояние) между каждыми двумя соседними соединительными элементами составляет менее 50 мм, прежде всего менее 30 мм. Благодаря этому обеспечиваются особо высокая гибкость стеклоочистительного устройства, прежде всего его нижней части, и хорошее согласование с кривизной очищаемого стекла и ее изменениями.
В еще одном из типичных вариантов верхняя часть выполнена цельной или состоящей из двух частей. Благодаря этому удается достичь высокой стабильности стеклоочистительного устройства.
В еще одном предпочтительном варианте на нижней части с ее обращенной от верхней части стороны расположена гибкая резиновая лента (скребок) стеклоочистительного устройства. Связанное с этим преимущество состоит в обеспечении особо высокой функциональности стеклоочистительного устройства.
В следующем варианте нижняя часть соединена с тяговым механизмом для создания тягового усилия, действующего на нижнюю часть, прежде всего в направлении ее продольной протяженности. Благодаря такому исполнению стеклоочистительное устройство, прежде всего его нижняя часть, способен/способна при своем прилегании к стеклу особо точно приспосабливаться к его кривизне и повторять ее. Тяговое усилие передается при этом на верхнюю часть прежде всего через соединительные элементы. Тяговый механизм может быть реализован, например, в виде приводного механизма, способного укорачиваться в результате своего сжатия. Такой приводной механизм расположен таким образом, что его движения сжатия действуют на нижнюю часть.
В еще одном варианте верхняя часть соединена с нажимным механизмом для создания нажимного усилия, действующего на верхнюю часть, прежде всего в направлении ее продольной протяженности. Благодаря этому стеклоочистительное устройство также способно при своем прилегании к стеклу особо точно приспосабливаться к его кривизне и повторять ее. Нажимное усилие передается при этом на нижнюю часть прежде всего через соединительные элементы. Нажимной механизм может быть реализован, например, в виде приводного механизма, способного удлиняться в результате своего расширения и расположенного таким образом, что его движения расширения действуют на верхнюю часть.
В следующем варианте предусмотрено несколько приводных механизмов, способных укорачиваться в результате своего сжатия и удлиняться в результате своего расширения и расположенных на нижней части вдоль ее продольной протяженности. Благодаря этому обеспечивается особо точное прилегание нижней части именно к тем стеклам, которые обладают сложной кривизной, т.е. прежде всего к стеклам с выпуклыми и вогнутыми участками. В предпочтительном варианте приводные механизмы выполнены и расположены таким образом, что они сжимаются, соответственно укорачиваются на том участке стекла, где оно имеет выпуклый изгиб, и растягиваются, соответственно удлиняются на том участке стекла, где оно имеет вогнутый изгиб. Управление приводными механизмами может осуществляться прежде всего управляющим средством путем подачи на них соответствующих электрических сигналов. С этой целью в предпочтительном варианте можно предварительно обмерять очищаемое стекло для установления его выпуклых и вогнутых участков. Затем в памяти управляющего средства можно сохранить модель обмеренного стекла. Альтернативно этому или дополнительно к этому можно предусмотреть один или несколько датчиков, с помощью которых можно устанавливать кривизну стекла. Полученные датчиками данные можно использовать для подачи соответствующих управляющих сигналов на приводные механизмы.
В еще одном варианте между верхней частью и нижней частью образовано промежуточное пространство (полость), в котором расположен спойлер для влияния на проникающий в это промежуточное пространство воздушный поток. Преимущество данного варианта состоит в возможности дополнительно повысить качество очистки стекла благодаря точному повторению его формы прилегающим к нему стеклоочистительным устройством. Так, например, спойлер может быть выполнен таким образом, что он именно при движении транспортного средства с высокой скоростью обеспечивает компенсацию создаваемой встречным воздушным потоком подъемной силы, которая в противном случае уменьшает усилие прижатия стеклоочистительного устройства к стеклу. Спойлер может быть далее выполнен таким образом, чтобы использовать создаваемую встречным воздушным потоком подъемную силу для прижатия стеклоочистительного устройства вниз в направлении стекла. В результате повышается усилие прижатия стеклоочистительного устройства к стеклу и обеспечивается особо точное повторение его кривизны стеклоочистительным устройством.
2
2
В еще одном варианте по меньшей мере один выполненный гибким участок нижней части образован материалом с модулем упругости от 0,005 до 0,5 кН/мм, прежде всего от 0,01 до 0,1 кН/мм. Благодаря этому возможно получение особо гибкой и упругой нижней части.
В еще одном варианте предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство выполнено таким образом, что оно реализует так называемый принцип плавникового луча. Подобный принцип плавникового луча основан на строении хвостовых плавников определенных рыб. Согласно этому принципу плавникового луча нижняя часть стеклоочистительного устройства, а предпочтительно и его верхняя часть при возникновении силы давления, приложенной к нижней части, не отклоняются в направлении действия этой силы давления, а выгибаются в противоположном направлении, т.е. в направлении, с которого действует сила давления.
В других типичных вариантах верхняя часть и нижняя часть соединены с соединительными элементами поворотными сочленениями, соответственно другими поворотными сочленениями. Поворотные сочленения на верхней части и нижней части обеспечивают возможность их движения по принципу плавникового луча и обеспечивают тем самым особо эффективное приспособление стеклоочистительного устройства, соответственно резиновой ленты к кривизне стекла.
В следующем типичном варианте поворотные сочленения и/или другие поворотные сочленения, соединенные с верхней частью, могут иметь первую сочленяющую часть и вторую сочленяющую часть. Так, например, первая сочленяющая часть может иметь цилиндрическую или шаровидную форму, а вторая сочленяющая часть может иметь соответствующее поднутрение (гнездо) под помещаемую в него первую сочленяющую часть. Выполнение поворотных сочленений состоящими из двух частей предоставляет множество возможностей по положительному влиянию на свойства сочленений, такие как ползучесть. Так, в частности, материалы для изготовления сочленяющих частей можно выбирать с таким расчетом, чтобы даже при значительных колебаниях температуры и/или при длительно сохраняющихся высоких окружающих температурах обеспечивалось надежное, соответственно длительное сохранение сочленениями своих свойств.
В еще одном типичном варианте поворотные сочленения могут представлять собой пленочные шарниры. Такие пленочные шарниры могут быть выполнены, например, за одно целое с соединительным элементом и/или с нижней частью. Возможно прежде всего выполнение соединительного элемента, верхней части и нижней части, а также поворотных сочленений за одно целое. Выполнение поворотных сочленений в виде пленочных шарниров предоставляет возможность их простого и экономичного изготовления. При соответствующем конструктивном оформлении возможно изготовление стеклоочистительных щеток, соответственно стеклоочистительных устройств по технологии изготовления полностью или практически полностью готового изделия в форме.
В следующем типичном варианте пленочные шарниры могут иметь толщину от 0,1 до 0,8 мм, прежде всего от 0,2 до 0,4 мм. Такая толщина пленочных шарниров обеспечивает придание им изгибной жесткости с заданным значением или менее, а кроме того, допускает изготовление методом литья под давлением с обеспечением соответствующих свойств стеклоочистительной щетки, например достаточного сопротивления поворотных сочленений ползучести.
В еще одном типичном варианте пленочные шарниры могут быть выполнены из материала, выбранного из группы, включающей полиоксиметилен, полиамид и термопластичный эластомер. Выбор соответствующего материала для изготовления пленочных шарниров, прежде всего в сочетании с их толщиной, обеспечивает придание им изгибной жесткости с заданным значением или менее, а кроме того, допускает изготовление методом литья под давлением с обеспечением соответствующих свойств стеклоочистительной щетки, например достаточного сопротивления поворотных сочленений ползучести.
В еще одном типичном варианте первую и вторую сочленяющие части можно соединять между собой путем защелкивания одна в другой или можно изготавливать методом двухкомпонентного литья под давлением. Соединяемые путем защелкивания поворотные сочленения предоставляют множество возможностей по положительному влиянию на свойства сочленений, например на изгибную жесткость и/или на характеристики ползучести. Так, в частности, материалы для изготовления сочленяющих частей можно выбирать с таким расчетом, чтобы даже при значительных колебаниях температуры и/или при длительно сохраняющихся высоких окружающих температурах обеспечивалось надежное, соответственно длительное сохранение сочленениями своих свойств. Помимо этого возможно также изготовление надежных стеклоочистительных устройств для более сложных областей применения. Методы двухкомпонентного литья под давлением также позволяют изготавливать разнотипные сочленения для более сложных областей применения. Однако преимущество, присущее изготовлению изделия с состоящими из двух частей сочленениями по технологии сборки внутри формы, компенсирует ограничения, накладываемые на выбор материалов для изготовления шарового, соответственно цилиндрического шарнира методом двухкомпонентного литья под давлением.
В следующем типичном варианте стеклоочистительное устройство может далее иметь резиновую ленту на своей нижней части, при этом такая резиновая лента и поворотное сочленение по меньшей мере частично выполнены из одного и того же материала. Тем самым для изготовления поворотного сочленения и резиновой ленты, которые предъявляют повышенные требования к выбору материалов для их изготовления (касательно упругости, изгибной жесткости, сопротивления ползучести), можно использовать более качественные материалы. При этом производственные издержки все же остаются в приемлемых пределах, поскольку другие части и детали стеклоочистительного устройства изготавливают также из других материалов. Стеклоочистительное устройство можно далее изготавливать методом двухкомпонентного литья под давлением.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг. 1А - схематичный вид выполненного по одному из вариантов предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в виде стеклоочистительной щетки в исходном положении,
на фиг. 1Б - схематичный вид изображенной на фиг. 1А стеклоочистительной щетки в прилегающем к стеклу положении,
на фиг. 2А - схематичный вид выполненного еще по одному варианту предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в виде рычага с интегрированной стеклоочистительной щеткой в исходном положении,
на фиг. 2Б - схематичный вид изображенного на фиг. 2А рычага с интегрированной стеклоочистительной щеткой в прилегающем к стеклу положении,
на фиг. 3А - схематичный вид фрагмента изображенной на фиг. 2А стеклоочистительной щетки,
на фиг. 3Б - схематичный вид фрагмента изображенной на фиг. 2Б стеклоочистительной щетки,
на фиг. 4А - схематичный вид выполненного еще по одному варианту предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в исходном положении с приводным механизмом в качестве тягового механизма,
на фиг. 4Б - схематичный вид изображенного на фиг. 4А стеклоочистительного устройства в прилегающем к стеклу положении,
на фиг. 5А - схематичный вид выполненного еще по одному варианту предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в исходном положении с приводным механизмом в качестве нажимного механизма,
на фиг. 5Б - схематичный вид изображенного на фиг. 5А стеклоочистительного устройства в прилегающем к стеклу положении,
на фиг. 6А - схематичный вид выполненного еще по одному варианту предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в исходном положении с приводным механизмом в виде тягового механизма и еще одним приводным механизмом в виде нажимного механизма,
на фиг. 6Б - схематичный вид изображенного на фиг. 6А стеклоочистительного устройства в прилегающем к стеклу положении,
на фиг. 7А - схематичный вид выполненного по одному из вариантов предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в исходном положении с несколькими приводными механизмами в виде тяговых и нажимных механизмов,
на фиг. 7Б - схематичный вид изображенного на фиг. 7А стеклоочистительного устройства в прилегающем к стеклу положении,
на фиг. 8А - схематичный вид выполненного еще по одному варианту предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства с интегрированным спойлером,
на фиг. 8Б - схематичный вид в поперечном разрезе изображенного на фиг. 8А стеклоочистительного устройства,
на фиг. 9 - схематичный вид фрагмента выполненного по одному из вариантов предлагаемого в изобретении стеклоочистительного устройства в виде стеклоочистительной щетки,
на фиг. 10А-10Г - схематичные виды поворотного сочленения, используемого в выполненном по разным вариантам предлагаемом в изобретении стеклоочистительном устройстве в виде стеклоочистительной щетки и образованного первой сочленяющей частью и второй сочленяющей частью,
на фиг. 11 - схематичный вид поворотного сочленения, используемого в выполненном по разным вариантам предлагаемом в изобретении стеклоочистительном устройстве в виде стеклоочистительной щетки и образованного первой сочленяющей частью и второй сочленяющей частью, изготовленными методом двухкомпонентного литья под давлением,
на фиг. 12 - схематичный вид поворотного сочленения, используемого в выполненном по разным вариантам предлагаемом в изобретении стеклоочистительном устройстве в виде стеклоочистительной щетки и представляющего собой пленочный шарнир,
на фиг. 13 - схематичный вид поворотного сочленения, используемого в выполненном по разным вариантам предлагаемом в изобретении стеклоочистительном устройстве в виде стеклоочистительной щетки и изготовленного из того же материала, что и резиновая лента стеклоочистительной щетки, и
на фиг. 14 и 15 - блок-схемы, иллюстрирующие различные варианты осуществления способа изготовления стеклоочистительных устройств.
Описание вариантов осуществления изобретения
В последующем описании одинаковые или выполняющие одинаковую функцию элементы обозначены одинаковыми позициями, если не указано иное.
На фиг. 1 схематично показано предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство, выполненное по одному из вариантов. В данном варианте стеклоочистительное устройство представляет собой стеклоочистительную щетку 2. Такая стеклоочистительная щетка 2 предназначена для очистки стекла 4 транспортного средства, представляющего собой, например, механическое транспортное средство, прежде всего автомобиль. Обычно стеклоочистительная щетка 2 закреплена на ее рычаге, который для очистки стекла приводится в движение двигателем. Для этого стеклоочистительная щетка 2 имеет крепление 6, позволяющее крепить ее к ее рычагу. На фиг. 1 стеклоочистительная щетка 2 находится в своем исходном положении, в котором она по меньшей мере частично приподнята над стеклом 4. Стеклоочистительная щетка 2 имеет продольную протяженность 8 и состоит из продолговатой верхней части 10 и также продолговатой нижней части 12. Продольная протяженность верхней части 10 и продольная протяженность нижней части 12 в основном соответствуют продольной протяженности 8 стеклоочистительной щетки 2.
2
2
Верхняя часть 10, равно как и нижняя часть 12 представляют собой гибкие полосы или могут быть выполнены в виде гибких полос, каждая из которых на фиг. 1 в качестве примера выполнена цельной. Благодаря этому возможно получение особо стабильной конструкции. Равным образом гибкой можно выполнять только часть верхней части 10 и/или нижней части 12. В другом варианте возможно далее выполнение верхней части 10 из двух частей, и в этом случае один из концов каждой из обеих частей состоящей из них верхней части 10 будет прикреплен к креплению 6. В некоторых вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими представленными в настоящем описании вариантами, для изготовления верхней части 10 и/или нижней части 12 используется материал с модулем упругости в пределах от 0,005 до 0,5 кН/мм, прежде всего от 0,01 до 0,1 кН/мм. Благодаря этому верхней части 10 и нижней части 12 удается придать требуемую гибкость (способность изгибаться). В результате в сочетании с выполнением верхней части 10 и нижней части 12 с надлежащей формой поперечного сечения достигается их оптимальная изгибная жесткость. Верхняя часть 10 и нижняя часть 12 расположены таким образом, что они находятся друг против друга. Каждый из обоих концов верхней части 10 прочно соединен в наружных местах 14 и 16 соединения с соответственно одним из обоих концов нижней части 12. В остальном верхняя часть 10 и нижняя часть 12 отстоят одна от другой.
Верхняя часть 10 и нижняя часть 12 соединены между собой соединительными элементами 18. Они прежде всего в исходном положении стеклоочистительной щетки 2 проходят примерно поперечно ее продольной протяженности 8. Соединительные элементы 18 прикреплены к обращенным друг к другу внутренним продольным сторонам верхней части 10 и нижней части 12 поворотными сочленениями 20. В данном случае поворотные сочленения 20 представляют собой шарниры. Поворотные сочленения 20 прежде всего могут быть выполнены в виде пленочных шарниров. Такое выполнение поворотных сочленений предпочтительно прежде всего в том случае, когда верхняя часть 10, нижняя часть 12 и/или соединительные элементы 18 выполнены из пластмассы или покрыты пригодной для этого пластмассой.
В типичных, рассмотренных в настоящем описании вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими рассмотренными в нем вариантами, поворотное сочленение выбрано из следующей группы, включающей шарнир, пленочный шарнир, сужение материала для снижения жесткости вдоль оси кручения, сочленение, имеющее ось вращения, средство для соединения верхней части с соединительным элементом или для соединения нижней части с соединительным элементом, которое допускает смещение нижней части относительно верхней части вдоль продольной протяженности, и другие.
Соединительные элементы 18 расположены с отступом друг от друга вдоль продольной протяженности стеклоочистительной щетки 2. Интервалы между каждыми двумя соседними соединительными элементами 18 одинаковы. Однако их можно также выбирать разными. Указанные интервалы составляют преимущественно менее 50 мм, прежде всего менее 30 мм. В рассматриваемом варианте на чертеже в качестве примера один из всех интервалов между каждыми двумя соседними соединительными элементами 18 обозначен позицией 22. Соединительные элементы 18 прикреплены к нижней части 12 таким образом, что прежде всего в исходном положении стеклоочистительной щетки 2 их продольные оси проходят под углами 26 к нижней части 12, составляющими от 65 до 115°, прежде всего от 75 до 105°. В особенно предпочтительном варианте эти углы составляют от 80 до 100°. Сказанное в рассматриваемом варианте соответственно относится и к местам крепления соединительных элементов 18 к верхней части 10. На фиг. 1А в качестве примера продольных осей соединительных элементов 18 одна из них обозначена позицией 24, а в качестве примера углов между соединительными элементами 18 и нижней частью 12 один из них обозначен позицией 26. Расстояния между верхней частью 10 и нижней частью 12 определяются главным образом длиной соединительных элементов 18. Длина соединительных элементов 18 увеличивается начиная от обоих наружных мест 14, 16 соединения примерно до тех мест, в которых начинается размещенное на верхней части 10 крепление 6. По этой причине верхняя часть 10 и нижняя часть 12 образуют в приведенном на фиг. 1А виде стеклоочистительной щетки 2 сбоку двойной клин, у которого вершины обоих клиньев обращены друг от друга в противоположных направлениях. Соединительные элементы выполнены жесткими на излом (продольный изгиб).
На фиг. 1Б схематично показана изображенная на фиг. 1А стеклоочистительная щетка 2 в прилегающем к стеклу 4 положении. Поскольку стекло 4 имеет определенную кривизну, при приложении стеклоочистительной щетки 2 к стеклу 4 на нижнюю часть 12 действуют силы, обусловленные контактным давлением. Поскольку верхняя часть 10 и нижняя часть 12 представляют собой гибкие полосы, а соединительные элементы 12 поворотно прикреплены к верхней части 10 и нижней части 12, верхняя часть 10 и нижняя часть 12 могут смещаться друг относительно друга. Под действием приложенных снизу к нижней части 12 сил давления стеклоочистительная щетка 2 изгибается в том направлении, которое обращено навстречу направлению этих сил давления, и прилегает к стеклу 4, точно повторяя его кривизну.
Благодаря конструктивному исполнению стеклоочистительного устройства в соответствии с рассмотренными в настоящем описании вариантами при силовом воздействии на нижнюю часть (со стороны стекла 4) происходит ее изгиб в направлении, с которого на нее действует сила. Такой эффект обусловлен соединением верхней части 10 и нижней части в соответствующем месте 14 и/или 16, а также формой и наличием поворотных сочленений в соединении между соединительными элементами и верхней, соответственно нижней частью.
На схематичном чертеже, приведенном на фиг. 1Б, между стеклоочистительной щеткой 2 и стеклом 4 имеется небольшой зазор, который в данном случае служит лишь для наглядного изображения стекла 4 и стеклоочистительной щетки 2 отдельно друг от друга и который в действительности при прилегании стеклоочистительной щетки 2 к стеклу 4 практически полностью отсутствует в том виде, в котором он представлен на чертеже. Помимо этого у большинства стеклоочистительных щеток с обращенной от верхней части 10 нижней стороны нижней части 12 находится резиновая лента (скребок), которая для сохранения наглядности чертежа не показана на нем и которая касается стекла 4 для его очистки.
Преимущество подобного стеклоочистительного устройства, например рычага или рычага со стеклоочистительной щеткой, состоит в его лучшей приспособляемости к кривизне стекла механического транспортного средства. У традиционной стеклоочистительной щетки ее верхняя часть обычно является жесткой, т.е. выполнена не гибкой.
В стеклоочистительном устройстве, которое выполнено по рассмотренным в настоящем описании вариантам, используется эффект хвостовых плавников определенных видов рыб, каковые плавники при боковом давлении отклоняются не в направлении давления, а выгибаются в противоположном направлении, т.е. в направлении, обращенном навстречу направлению действия давления. Такой принцип называют также принципом плавникового луча (англ. "fin ray principle").
На фиг. 1А и 1Б показана стеклоочистительная щетка 2 с продольной протяженностью 8, ограниченной в основном местами 14 и 16 соединения верхней и нижней частей. Подобное конструктивное исполнение часто используется в стеклоочистителях ветровых стекол. Однако в другом варианте стеклоочистительное устройство может также иметь только одно место соединения верхней и нижней частей, что по аналогии с фиг. 1А и 1Б соответствует разделению стеклоочистительного устройства пополам, и в этом случае, например, на месте крепления 6 предусмотрена ось поворота. Подобное конструктивное исполнение часто используется в стеклоочистителях задних стекол. Стеклоочистительное устройство такой конструкции показано, в частности, на фиг. 2А и 2Б. Дополнительные конструктивные модификации и элементы, которые представлены в описании отдельных вариантов осуществления изобретения, могут в целом использоваться в обоих вариантах конструктивного исполнения стеклоочистительного устройства.
На фиг. 2А схематично показано выполненное еще по одному варианту предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство в исходном положении. Такое стеклоочистительное устройство в данном случае представляет собой рычаг с интегрированной стеклоочистительной щеткой 28, которая прикреплена к крепежной детали 30. Крепежная деталь 30 соединена с двигателем 32 стеклоочистителя, приводящим в движение крепежную деталь 30 для очистки стекла 4. Стеклоочистительная щетка 28 выполнена клиновидной формы, при этом один конец верхней части 10 в наружном месте 34 соединения прочно соединен с одним концом нижней части 12. Другие концы верхней части 10 и нижней части 12 прикреплены к крепежной детали 30. В части, касающейся основной конструкции и прежде всего креплений соединительных элементов 18, стеклоочистительное устройство, показанное на фиг. 2А, принципиально соответствует стеклоочистительному устройству, показанному на фиг. 1А.
На фиг. 2Б схематично показан изображенный на фиг. 2А рычаг с интегрированной стеклоочистительной щеткой 28 в прилегающем к стеклу 4 положении. В данном случае снизу со стороны стекла 4 на нижнюю часть 12 стеклоочистительной щетки 28 также действуют силы давления, вследствие чего нижняя часть 12 и верхняя часть 10 изгибаются в направлении стекла 4.
На фиг. 1А, равно как и на фиг. 2А стеклоочистительная щетка показана в своем не прилегающем к стеклу положении, в котором нижняя часть 12 имеет в основном прямолинейную форму. В следующих вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами, нижняя часть выполнена выпуклой формы в ненагруженном состоянии, т.е. с выпуклостью, которая в средней зоне обращена своей вершиной от верхней части. Стеклоочистительное устройство, выполненное по представленным в настоящем описании вариантам, обычно способно при исходно выпуклой форме нижней части принимать при последующем контакте со стеклом соответствующую, приобретаемую нижней частью вогнутую форму, которая повторяет кривизну стекла.
На фиг. 3А схематично показан фрагмент стеклоочистительной щетки 28, изображенной на фиг. 2А, где она находится в своем исходном положении. На данном чертеже показан левый концевой участок стеклоочистительной щетки 28, на котором конец верхней части 10 и конец нижней части 12 прикреплены к крепежной детали 30. На фиг. 3А показаны два первых, считая от перехода от крепежной детали 30 к стеклоочистительной щетке 28, соединительных элемента 18, которые ограничивают два элемента 36 и 38 стеклоочистительной щетки. Соединительные элементы 18 прикреплены к верхней части 10 и нижней части 12 поворотными сочленениями 20.
На фиг. 3Б схематично показан фрагмент стеклоочистительной щетки 28, изображенной на фиг. 2Б, где она прилегает к стеклу 4. Снизу на нижнюю часть 12 со стороны стекла действуют силы давления. В качестве примера одна из таких сил давления указана на фиг. 3Б и обозначена позицией 40. Под действием такой силы 40 давления нижняя часть 12 элемента 36 стеклоочистительной щетки прогибается и приобретает вогнутую форму. В результате этого поворотное сочленение 20 первого соединительного элемента 18 смещается влево на расстояние s. Второй элемент 38 стеклоочистительной щетки загибается вниз в направлении, обращенном навстречу направлению силы 40 давления, и плотно прижимается к стеклу. При этом между первым элементом 36 стеклоочистительной щетки и вторым ее элементом 38 образуется угол 42. Далее создается следующая сила давления, которая затем воздействует на нижнюю часть 12 второго элемента 38 стеклоочистительной щетки и препятствует дальнейшему его загибанию вниз. Таким путем возникает своего рода "цепная реакция" в направлении правого соседнего элемента стеклоочистительной щетки 28 и так далее до ее конца.
На фиг. 4А схематично показано выполненное еще по одному варианту стеклоочистительное устройство в исходном положении с приводным механизмом (актуатором) 44 в качестве тягового механизма. Приводной механизм 44 соединен с левым концом нижней части 12, которая на своем концевом участке пропущена через направляющую 46. Приводной механизм 44 представляет собой пьезоэлектрический привод, способный сжиматься с уменьшением своей длины, т.е. укорачиваться. Для этого он соединен с блоком 48 управления, который управляет приводным механизмом 44 путем подачи на него соответствующего электрического сигнала. Блок 48 управления выполнен таким образом, что он на основании кривизны стекла определяет соответствующие управляющие сигналы и выдает их на приводной механизм 44. При подобном сжатии пьезоэлектрического привода к нижней части 12 прикладывается тяговое усилие 50 в направлении продольной протяженности 8 стеклоочистительного устройства. Сказанное представлено на фиг. 4Б. Под действием тягового усилия 50 в принципе возникает такая же "цепная реакция", что и уже описанная выше со ссылкой на фиг. 3Б.
На фиг. 5А схематично показано выполненное по одному из вариантов предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство в исходном положении с приводным механизмом 52 в качестве нажимного (или толкающего) механизма. Приводной механизм 52 соединен с левым концом верхней части 10, которая на своем концевом участке пропущена через направляющую 54. Приводной механизм 52 способен расширяться с увеличением своей длины, т.е. удлиняться. Для этого он соединен с блоком 48 управления, который управляет приводным механизмом 52 путем подачи на него соответствующего электрического сигнала. При удлинении приводного механизма 52 к верхней части 10 прикладывается нажимное (или толкающее) усилие 56 в направлении продольной протяженности 8 стеклоочистительного устройства. Сказанное представлено на фиг. 5Б. Под действием нажимного усилия 50 верхняя часть 10 и нижняя часть 12 изгибаются вниз в направлении стекла. Нажимное усилие 50 передается на нижнюю часть 12 через соединительные элементы 18. Таким путем в принципе возникает такая же "цепная реакция", что и уже описанная выше со ссылкой на фиг. 3Б.
На фиг. 6А и 6Б схематично показано выполненное по одному из вариантов стеклоочистительное устройство с приводным механизмом 44 в качестве тягового механизма и с приводным механизмом 50 в качестве нажимного механизма. Данный вариант представляет собой комбинацию обоих вышеописанных вариантов, представленных на фиг. 4А, 4Б и на фиг. 5А, 5Б.
На фиг. 7А и 7Б схематично показано выполненное по одному из вариантов предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство с несколькими приводными механизмами 58-72 в качестве тяговых и нажимных механизмов. На фиг. 7А стеклоочистительное устройство показано в исходном положении, а на фиг. 7Б - в прилегающем к стеклу 4 положении. Стеклоочистительное устройство имеет стеклоочистительную щетку 74, соединенную с крепежной деталью 30. Приводные механизмы 58-72 расположены на нижней части 12 вдоль ее продольной протяженности и способны укорачиваться или удлиняться. Для этого они соединены с блоком 48 управления, который выдает соответствующие управляющие сигналы на приводные механизмы 58-72. На фиг. 7А, 7Б для сохранения наглядности приведенных на них изображений в качестве примера показано только по одному соединению, идущему от блока 48 управления к первому приводному механизму 58. Первый приводной механизм расположен между крепежной деталью 30 и первым соединительным элементом 18, а последний приводной механизм 72 расположен между последним соединительным элементом 18 и концом стеклоочистительной щетки 74, т.е. наружным местом 34 соединения. Остальные приводные механизмы 60-70 находятся между соседними соединительными элементами 18. В соответствии с этим на нижней части 12 каждого элемента или отдельного участка стеклоочистительной щетки 74 расположено по приводному механизму 58-72. В данном случае стекло 4 имеет помимо прочего вогнуто и выпукло изогнутые участки со значительной кривизной. На выпукло изогнутом участке приводные механизмы 58-72 сжимаются, соответственно укорачиваются, а на вогнуто изогнутом участке приводные механизмы 58-72 расширяются, соответственно удлиняются. В показанном на фиг. 7Б варианте приводной механизм 64 удлинился, тогда как остальные приводные механизмы 58-62, 66-72 укоротились.
На фиг. 8А схематично показано выполненное по одному из вариантов предлагаемое в изобретении стеклоочистительное устройство с интегрированным спойлером 76. Такое стеклоочистительное устройство имеет стеклоочистительную щетку 78, на нижней части 12 которой закреплена резиновая лента 80 для очистки стекла. Спойлер 76 встроен в промежуточное пространство 82, образованное между верхней частью 10 и нижней частью 12. Спойлер 76 служит для влияния на попадающий в промежуточное пространство 82 воздушный поток. Спойлер 76 реализован в виде скоса, выполненного на нижней части 12 стеклоочистительной щетки 78. Спойлер 76 можно изготавливать, например, из резины, отливаемой под давлением вокруг приемлемого конструктивного элемента стеклоочистительной щетки, например конструктивного элемента из листового металла.
На фиг. 8Б изображенная на фиг. 8А стеклоочистительная щетка 78 схематично показана в поперечном разрезе.
На фиг. 9 схематично показан фрагмент стеклоочистительной щетки 2 стеклоочистительного устройства. Стеклоочистительная щетка 2 предназначена для очистки стекла 4 транспортного средства, например механического транспортного средства, прежде всего легкового автомобиля. В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения при упоминании стеклоочистительной щетки речь идет о стеклоочистителе типа "плавниковый луч".
На верхней части 10 и нижней части 12 расположены соединительные элементы 18, которые соединены с этими верхней частью и нижней частью сочленениями 20. Согласно типичным вариантам осуществления настоящего изобретения существует ряд сочленений, которые в наибольшей степени пригодны для применения в стеклоочистителях типа "плавниковый луч", прежде всего на механических транспортных средствах.
На последующих чертежах представлены различные типы таких сочленений. На фиг. 10А-13 показан, в частности, увеличенный фрагмент, обозначенный на фиг. 9 позицией 90. В типичных вариантах осуществления изобретения сочленения выполнены таким образом, что существует одна степень свободы. Сказанное означает, что поворотные сочленения обычно представляют собой одноподвижные шарниры.
На фиг. 10А показан первый тип сочленения, которое может использоваться в различных вариантах осуществления изобретения. На данном чертеже показано сочленение, расположенное в пределах обозначенного на фиг. 9 фрагмента 90. Другие сочленения на нижней части 12, соответственно на верхней части 10 стеклоочистительной щетки 2 могут иметь аналогичное исполнение. На фиг. 10А показана нижняя часть 12 с сочленяющей частью 102, которая выполнена цилиндрической формы, соответственно в виде полого цилиндра, образующего поднутрение. Соединительный элемент 18 имеет ответную сочленяющую часть 104. Эта ответная сочленяющая часть 104 представляет собой отдельный цилиндр на соединительном элементе 18 или выполненный за одно целое с ним цилиндр. Соединительная часть 102, т.е. полый цилиндр с поднутрением, также может быть выполнен за одно целое с нижней частью 12 стеклоочистительной щетки 2.
Сочленение 20, таким образом, обеспечивает подвижность соединительного элемента 18 в пределах угла 120. Пределы поворота соединительного элемента обозначены также вспомогательными линиями 121. В типичных вариантах осуществления изобретения соединительный элемент 18 может проходить вдоль оси поворота цилиндра 104. Поворотное сочленение имеет первую сочленяющую часть 102 и вторую сочленяющую часть 104.
На фиг. 10Б показан следующий тип сочленения, которое может использоваться в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. Такое поворотное сочленение для обеспечения подвижности соединительного элемента, соответственно соединительных элементов 18 имеет два шарика 104В. Расположенная на нижней части 12 сочленяющая часть 102 В, соответственно выполненная цельно с нижней частью 12 сочленяющая часть 102В по своей форме согласована с сочленяющей частью 104 В, т.е. с шариком, для ее/его охвата своим поднутрением. В типичных вариантах осуществления изобретения может быть предусмотрен один соединительный элемент 18, соответственно могут быть предусмотрены два соединительных элемента 18. При использовании двух соединительных элементов 18 их для образования оси 103 поворота соединяют между собой поперечиной 105, определяющей траекторию их перемещения, обозначенного углом 120 и вспомогательными линиями 121. Таким путем перемещение соединительных элементов можно ограничить их поворотом в основном в одной плоскости, которая на фиг.9 соответствует плоскости чертежа.
На фиг. 10В показано сочленение, которое может использоваться в различных вариантах осуществления изобретения и которое по своему типу аналогично сочленению показанного на фиг. 10А типа. В отличие от показанного на фиг. 10А варианта в показанном на фиг. 10В варианте сочленение имеет сочленяющую часть 102С в виде цилиндра и сочленяющую часть 104С в виде полого цилиндра с поднутрением. Как уже говорилось выше, сочленяющая часть 102С может быть выполнена за одно целое с нижней частью 12 стеклоочистительной щетки 2, соответственно ее рычага либо может быть прикреплена к этой нижней части 12. Аналогично этому сочленяющая часть 104С, т.е. полый цилиндр с образуемым им поднутрением, может быть выполнена за одно целое с соединительным элементом 18 или может быть прикреплена к нему.
Показанное на фиг. 10Г сочленение по своему типу в свою очередь аналогично показанному на фиг. 10Б сочленению, при этом, однако, сочленяющая часть 102С выполнена в виде шарика, а сочленяющая часть 104С выполнена в виде сферической полости с образуемым ею поднутрением. Полые шарики и в данном случае могут быть соединены между собой поперечиной для образования оси 103D поворота.
У показанных на фиг. 10А-10Г сочленений соединительные элементы 18 можно крепить к нижней части 12 путем защелкивания одной сочленяющей части в другой. Такую сборку путем защелкивания можно осуществлять, прикрепляя друг к другу не только уже готовые отдельные детали, но и изделия в еще горячем состоянии в форме для их изготовления.
На фиг. 14 показана блок-схема, иллюстрирующая способ изготовления стеклоочистительного устройства, например стеклоочистительного устройства, описанного выше со ссылкой на фиг. 10А-10Г. Подобный способ предусматривает (стадия 1402) изготовление верхней части, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой и имеет первые сочленяющие части, изготовление нижней части, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой и имеет первые сочленяющие части, и изготовление нескольких соединительных элементов для соединения между собой верхней части и нижней части, при этом каждый из соединительных элементов имеет вторые сочленяющие части. Способ изготовления стеклоочистительного устройства предусматривает далее (стадия 1404) соединение первых и вторых сочленяющих частей путем их защелкивания друг в друге.
На фиг. 11 показан следующий вариант, в котором сочленение образовано первой сочленяющей частью 112 и второй сочленяющей частью 114. В показанном на фиг. 11 варианте сочленяющие части выполнены в виде цилиндрических сочленяющих частей, которые, например, аналогичны показанным на фиг. 10А или фиг. 10В. Однако сочленяющие части могут быть также выполнены в виде шариков аналогично показанному на фиг. 10Б или фиг. 10Г варианту. В показанном на фиг. 11 варианте сочленение образуют по так называемой технологии сборки внутри формы, для чего одну из сочленяющих частей отливают под давлением из первого материала, который дает большую усадку, чем материал охватывающего его гнезда другой сочленяющей части. Так, например, сочленяющую часть 114 на соединительном элементе 18 можно отливать под давлением из полиоксиметилена, а сочленяющую часть 112 на нижней части 12 - из полиамида. В результате при охлаждении изделия образуется соответствующее сочленение. Тем самым в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения сочленение можно также изготавливать методом двухкомпонентного литья под давлением.
На фиг. 14 и 15 показаны блок-схемы, иллюстрирующие способы изготовления стеклоочистительного устройства. При этом фиг. 14 и 15 можно также использовать для иллюстрации способа изготовления устройства, описанного выше со ссылкой на фиг. 11. На фиг. 15 представлена стадия 1502 одностадийного способа, описанного, например, выше как метод двухкомпонентного литья под давлением. Блок-схема на фиг. 14 служит для иллюстрации другого способа. Подобный способ предусматривает (стадия 1402) изготовление верхней части, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой и имеет первые сочленяющие части, изготовление нижней части, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой и имеет первые сочленяющие части, и изготовление нескольких соединительных элементов для соединения между собой верхней части и нижней части, при этом каждый из соединительных элементов имеет вторые сочленяющие части. Способ изготовления стеклоочистительного устройства предусматривает далее (стадия 1404) выгибание верхней части и/или нижней части с расширением в результате этого проемов полых цилиндров 112 в зоне образуемых ими поднутрений. Благодаря этому в соответствующий полый цилиндр можно вставить соединительный элемент 18, после чего уменьшают изгиб верхней части, соответственно нижней части, в результате чего соответствующий цилиндр 114 оказывается зафиксирован в охватывающем его поднутрении. Таким путем можно последовательно от одного конца стеклоочистительной щетки до ее противоположного конца вставить множество соединительных элементов. Подобную операцию прежде всего можно выполнять с верхней частью и нижней частью с целью сборки стеклоочистительного устройства.
В соответствии с типичными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами, под сочленением (позиция 20 на фиг. 9), соответственно под поворотным сочленением 20 подразумевается шарнир. Сказанное означает, что между собой условно соединяют две плоскости с возможностью их поворота друг относительно друга. Иными словами, создают поворотное сочленение или опору с одной степенью свободы.
Использование поворотных сочленений, показанных на фиг. 10А-10Г, т.е. сочленений или шарниров, состоящих из двух частей, позволяет прежде всего обеспечить низкую склонность к ползучести, например высокое сопротивление ползучести. Материалы можно подбирать с таким расчетом, чтобы прежде всего при высоких температурах не происходила необратимая деформация сочленений. Благодаря этому удается повысить долговечность стеклоочистительной щетки 2. При использовании прежде всего состоящих из двух частей сочленений, изготавливаемых методом, отличным, от метода двухкомпонентного литья под давлением, цилиндр или шарик, соответственно полый цилиндр или сферическую полость, в каждом случае с поднутрением, можно изготавливать из одного и того же материала. Благодаря этому колебания температуры лишь в крайне малой степени оказывают отрицательное влияние на функционирование сочленения.
Несмотря на то что выполнение сочленения состоящим из двух частей сопряжено при определенных условиях с несколько повышенными производственными расходами (необходимость сборки сочленений путем защелкивания их сочленяющих частей друг в друге), данный вариант может оказаться предпочтительным прежде всего для применения в стеклоочистительных системах повышенной сложности, соответственно стеклоочистительных системах с повышенными требованиями к стеклоочистительным устройствам. Так, например, к стеклоочистителям ветровых стекол предъявляются повышенные требования, чем к стеклоочистителям задних стекол.
Хотя на фиг. 10А-11 в каждом случае показан лишь фрагмент нижней части 12 с одним соответствующим сочленением 20, согласно различным вариантам выполнения стеклоочистительных щеток соответствующее сочленение предусмотрено и в других местах нижней части 12, а также в соответствующих им местах верхней части 10. В еще одних вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами, в конструкции одной стеклоочистительной щетки можно совместно использовать сочленения нескольких представленных в настоящем описании типов. Так, например, на первом участке продольной протяженности стеклоочистительной щетки можно использовать сочленение, выполненное по одному варианту, а на втором участке продольной протяженности стеклоочистительной щетки - сочленение, выполненное по другому варианту.
На фиг. 12 показано выполненное еще по одному варианту сочленение 20. Между нижней частью 12 и соединительным элементом 18 предусмотрен пленочный шарнир 122. Он позволяет обеспечить перемещение с одной степенью свободы в пределах угла 120. Согласно типичным вариантам, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами, стеклоочистительную щетку можно выполнять цельной, изготавливая за одно целое ее компоненты, к которым относятся нижняя часть 12, верхняя часть 10, соединительные элементы 18 и множество шарниров, соответственно сочленений 20. Так, например, все сочленения 20 можно выполнять за одно целое с нижней частью 12 и верхней частью 10. Для этого можно, например, использовать метод литья под давлением.
Варианты, в которых сочленение образовано пленочным шарниром, позволяют, таким образом, исключительно простым путем создавать сочленения для стеклоочистителя типа "плавниковый луч". Стеклоочистительную щетку 2 можно выполнять цельной, прежде всего по технологии изготовления полностью готового изделия в форме. Согласно типичным вариантам пленочные шарниры обладают высокой растяжимостью (эластичностью). Обеспечить высокую растяжимость можно, например, используя материал, выбранный из группы, включающей полипропилен, полиэтилен, полиоксиметилен и полиамид.
Согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения изгибная жесткость в сочленении, соответственно в шарнире составляет 75 Н⋅мм/рад или менее, например от 15 до 35 Н⋅мм/рад. Использование сочленений, состоящих из двух частей (см., например, фиг. 10А-11), позволяет наиболее простым путем обеспечить подобную изгибную жесткость. В описанных же со ссылкой на фиг. 12 вариантах, т.е. при использовании пленочных шарниров, необходим выбор приемлемых материалов в сочетании с приданием определенной формы. При этом необходимо учитывать, что особо тонкий пленочный шарнир может из-за присущей его материалу ползучести претерпевать необратимую деформацию, которая отрицательно влияет на функционирование пленочного шарнира. Так, например, при очень высоких температурах, сохраняющихся на протяжении определенного времени, материал пленочного шарнира может "потечь", в результате чего функционирование пленочного шарнира необратимо изменится, соответственно ухудшится. Помимо этого пленочный шарнир должен обладать изгибной жесткостью в определенном диапазоне значений. Кроме того, размеры изделия необходимо назначать с таким расчетом, чтобы обеспечивалась возможность оптимального его изготовления соответствующим технологическим методом, например методом литья под давлением. Так, например, при использовании метода литья под давлением те части литьевой формы, где формуются очень тонкие участки изделия или те его участки, которые расположены за очень тонким участком, могут оказаться недостаточно заполнены литьевым материалом. Данный фактор также накладывает ограничения на размеры изделия.
В данных вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами, материал, из которого изготавливается стеклоочистительная щетка с верхней частью, нижней частью и пленочным шарниром, может иметь модуль упругости в пределах от 300 до 1600 МПа. В предпочтительном варианте модуль упругости должен составлять 1000 МПа или менее. Однако при меньших значениях модуля упругости необходимо учитывать, что должны обеспечиваться приемлемые характеристики ползучести, т.е. должна обеспечиваться низкая ползучесть материала.
В следующих типичных вариантах, которые можно использовать в сочетании с другими вариантами и в которых предусмотрен пленочный шарнир, прежде всего выполненный за одно целое с соединительным элементом 18 пленочный шарнир, толщина соединительного элемента 18 вне шарнирной части может составлять от 1 до 3 мм, например 1,5 мм, а толщина пленочного шарнира может составлять от 0,1 до 0,8 мм, например 0,3 мм.
В других типичных вариантах на нижней части 12 показанной на фиг. 9 стеклоочистительной щетки 2 может быть предусмотрена резиновая лента. Такая резиновая лента перемещается по стеклу транспортного средства для очистки этого стекла. У стеклоочистительных щеток, формуемых по технологии изготовления полностью готового изделия в форме, соответственно по технологии сборки внутри формы, например у стеклоочистительных щеток типа тех, которые, например, описаны выше со ссылкой на фиг. 12, резиновую ленту можно в предпочтительном варианте выполнять за одно целое с остальной частью стеклоочистительной щетки.
Так, например, резиновая лента может быть выполнена из того же материала, что и остальная часть стеклоочистительной щетки. Помимо этого резиновая лента может быть выполнена из другого материала, и в этом случае для изготовления стеклоочистительной щетки с ее резиновой лентой используется метод двухкомпонентного литья под давлением. В альтернативном варианте резиновую ленту можно изготавливать методом взрывного формования. В другом варианте на нижней части стеклоочистительной щетки 12 можно предусматривать паз для крепления вставляемой в него резиновой ленты. Связанное с этим преимущество состоит в том, что при необходимости замены стеклоочистительной щетки требуется менять не всю ее целиком, а только ее резиновую ленту, благодаря чему возможна экономия материала.
На фиг. 15 показана блок-схема, иллюстрирующая способ изготовления стеклоочистительного устройства, например с пленочным шарниром. На стадии 1502 изготавливают, например, цельную стеклоочистительную щетку с верхней частью, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой, нижней частью, которая выполнена по меньшей мере частично гибкой, и несколькими соединительными элементами, которые отстоят друг от друга вдоль продольной протяженности стеклоочистительного устройства. Подобную стеклоочистительную щетку можно изготавливать, например, методом литья под давлением.
Еще один вариант, позволяющий простым и экономичным путем изготавливать резиновую ленту и стеклоочистительную щетку, показан на фиг. 13. При этом нижнюю часть 12, соответственно также верхнюю часть 10, если говорить о стеклоочистительной щетки 2 в целом, а также соединительные элементы 18 изготавливают из первого материала. Обычно он может представлять собой один и тот же материал, либо отдельные компоненты можно также изготавливать из разных материалов. Такие материалы можно выбирать из группы термопластичных эластомеров, включающей термопластичный стирольный эластомер, термопластичный олефиновый эластомер, термопластичный полиуретановый эластомер и термопластичный полиамидный эластомер, при этом можно использовать материалы, имеющиеся в продаже по невысокой цене или получаемые с малыми затратами.
Резиновую ленту 80 и сочленение 130 можно изготавливать из другого материала, который удовлетворяет повышенным требованиям касательно изгибной жесткости, сопротивления ползучести или иных параметров. Поскольку в подобном варианте выполнения поворотного сочленения для стеклоочистительной щетки, соответственно для ее резиновой ленты существует лишь ограниченная потребность в материале, расходуемого на изготовление поворотного сочленения и резиновой ленты, возможно использование более качественных (и более дорогостоящих) материалов без чрезмерного увеличения полных затрат на изготовление стеклоочистительной щетки.
Жесткое, соответственно относительно жесткое ребро, соответственно жесткий соединительный элемент, нижнюю часть и верхнюю часть можно изготавливать из пластмассы. Она может представлять собой, например, упрочненный волокном пластик. Сочленение 130 и резиновый профиль, образующий резиновую ленту 80, изготавливают из резиноподобного материала. Оба разных материала можно перерабатывать, например, методом двухкомпонентного литья под давлением. В типичных вариантах можно в качестве резиноподобного материала использовать термопластичный эластомер. Типичные материалы можно при этом выбирать из группы термопластичных эластомеров, включающей термопластичный стирольный эластомер, термопластичный олефиновый эластомер, термопластичный полиуретановый эластомер и термопластичный полиамидный эластомер.
Сочленение 130 с обеих своих сторон соединяется с нижней частью 12 (или верхней частью 10) предусмотренными на ней выступами 132 и с соединительными элементами предусмотренными на них выступами 138. Сочленение 130, которое благодаря своей эластичности обладает соответственно малой изгибной жесткостью, имеет соответствующие углубления, обычно с поднутрением, под указанные выступы. Возможен также альтернативный вариант, в котором углубления выполнены в соединительном элементе, в нижней части или в них обоих, а соответствующие выступы выполнены в таком случае в сочленении.
Сочленение из термопластичного эластомера можно при необходимости выполнять независимо от резинового профиля, т.е. независимо от резиновой ленты. Однако в той же литьевой форме можно изготавливать и резиновый профиль, образующий резиновую ленту, и/или, например, осуществлять также декоративную отделку поверхности. Благодаря подобному уменьшению количества литьевых форм удается сократить производственные расходы.
В соответствии с представленными в настоящем описании вариантами возможно изготовление стеклоочистителей типа "плавниковый луч" для транспортных средств особо экономичным путем и/или для множества разных областей применения. Согласно изобретению стеклоочистительное устройство выполняют с сочленениями, соответственно поворотными сочленениями, обладающими приемлемой изгибной жесткостью и учитывающими условия применения стеклоочистительного устройства.