ЩЕТКА СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B60S1/38 

Уровень техники

У щеток стеклоочистителей указанного в ограничительной части п. 1 формулы изобретения типа их несущий элемент (или держатель) должен по всему охватываемому щеткой сектору очистки обеспечивать максимально равномерное распределение усилия прижатия щетки к стеклу, прикладываемого к щетке ее рычагом. Благодаря соответствующей кривизне несущего элемента в его ненагруженном или ненапряженном состоянии, т.е. в состоянии, в котором щетка не прилегает к стеклу, концы ее резиновой ленты, когда она полностью прилегает к стеклу при работе щетки, нагружены усилием находящегося в этом случае в напряженном состоянии несущего элемента в направлении стекла даже в том случае, когда сферически искривленные автомобильные стекла имеют разные в каждом положении щетки при ее перемещении по ним радиусы кривизны. Кривизна щетки должна, таким образом, несколько превышать наибольшую кривизну очищаемого стекла, которую оно имеет в секторе очистки. На несущем элементе закреплено присоединительное устройство, посредством которого обеспечивается соединение щетки стеклоочистителя с ее рычагом (называемым также поводком).

Из ЕР 0914269 В1 известно крепление присоединительного устройства к несущему элементу сварным соединением. С этой целью относящийся к щетке соединительный элемент, изготовленный либо из металла, либо из пластмассы, помещают или надвигают на несущий элемент и неразъемно соединяют с ним путем контактной сварки, если соединительный элемент изготовлен из металла, или путем ультразвуковой сварки, если соединительный элемент изготовлен из пластмассы. Такое сварное соединение подвергается при повседневной эксплуатации стеклоочистителя воздействию экстремальных условий и должно надежно выдерживать высокие вращающие моменты и вибрации даже в различных погодных условиях. При этом сварное соединение прежде всего при крупносерийном изготовлении щеток стеклоочистителей предъявляет с точки зрения своего качества высокие требования к ведению технологического процесса и поэтому удорожает щетку стеклоочистителя, чего как раз следует избегать в отношении продукции массового производства.

Преимущества изобретения

Преимущество щетки стеклоочистителя с отличительными признаками, представленными в главном независимом пункте формулы изобретения, состоит в том, что благодаря использованию дополнительной массы полностью компенсируются обусловленные производственными допусками погрешности размеров и формы между несущим элементом и присоединительным устройством и образуется прочное и надежное соединение между ними. При этом ни несущий элемент, ни присоединительное устройство не требуется нагревать вплоть до температуры перехода в жидкое состояние, благодаря чему удается избежать изменения их механических свойств.

Благодаря представленным в зависимых пунктах формулы изобретения отличительным особенностям возможны предпочтительные варианты выполнения щетки стеклоочистителя, заявленной в главном независимом пункте формулы изобретения. Так, в частности, распространение массы в зазоре можно эффективно ограничить, ограничив зазор по меньшей мере в направлении резиновой ленты щетки. Таким образом, резиновая лента щетки не подвергается никакому воздействию со стороны массы.

С целью тем не менее обеспечить возможность плоскостного прилегания несущего элемента к охватывающим его посадочным частям присоединительного устройства можно предусмотреть образование зазора, проходящего только вдоль двух сторон несущего элемента. Этими сторонами несущего элемента могут быть, например, его выпуклая верхняя сторона, соответственно его вогнутая нижняя сторона, а также его узкая продольная сторона.

В предпочтительном варианте в по меньшей мере одной охватывающей посадочной части предусмотрено отдельное отверстие для введения через него массы, которое может быть выполнено с верхней стороны или с нижней стороны охватывающей посадочной части в зависимости от того, используется ли в последующем дополнительная крышка, закрывающая присоединительное устройство. Однако такое отверстие можно также предусматривать с узкой продольной стороны охватывающей посадочной части.

Для возможности беспроблемного введения массы в зазор предпочтителен вариант, в котором масса является текучей перед ее введением в зазор и затвердевает лишь в нем. Для этого можно использовать массу в виде жидкости или геля. Однако возможна также переработка массы в виде порошка или гранулята. Выбор формы применения массы зависит, во-первых, от ее материала, а во-вторых, от условий проведения технологического процесса. Так, например, во влажных условиях скорее следует использовать жидкость или гель.

Предпочтительна далее масса, представляющая собой двухкомпонентный клей и/или смолу, поскольку такие вещества после смешения их компонентов остаются годными к переработке в течение определенного периода времени, однако до смешения такие их компоненты могут храниться в течение практически неограниченного периода времени.

Вариант, в котором масса по меньшей мере частично закрывает предусмотренное для ее введения отверстие, позволяет при последующей эксплуатации щетки стеклоочистителя воспрепятствовать скапливанию в этом месте грязи и воды в повышенных количествах. Помимо этого улучшается эстетика в том случае, когда отверстия остаются видимыми.

Прочность и надежность соединения между несущим элементом и присоединительным устройством позволяют повысить вариант, в котором несущий элемент имеет отверстие, через которое проходит масса. В этом случае даже если часть массы и остается в предусмотренном для ее введения отверстии, образуется соединение, которым присоединительное устройство фиксируется на несущем элементе с геометрическим замыканием.

Предлагаемый в изобретении способ изготовления щетки стеклоочистителя позволяет простым путем и без подвода избыточного тепла закреплять присоединительное устройство на несущем элементе. Особо эффективное скрепление присоединительного устройства с несущим элементом обеспечивается в том случае, когда введенная через отверстие масса распределяется по зазору. Добиться этого можно простым путем, впрессовывая массу поршнем или пуансоном.

Характеристики текучести и затвердевания массы позволяют улучшить вариант, в котором массу нагревают перед введением в зазор, после введения в который она охлаждается в нем. В зависимости от материала массы ее можно также нагревать в зазоре лишь после введения в него и затем отверждать, например, путем химических реакций.

На фиг. 1 в аксонометрии показана предлагаемая в изобретении щетка стеклоочистителя с ее обозначенным штрихпунктирными линиями рычагом и обозначенной штрихпунктирной линией поверхностью ветрового стекла.

На фиг. 2 показана изображенная на фиг. 1 щетка стеклоочистителя в разрезе плоскостью II-II.

На фиг. 3 схематично в разрезе показана изображенная на фиг. 2 щетка стеклоочистителя только с одной упругой пластиной.

На фиг. 4 схематично показана изображенная на фиг. 1 щетка стеклоочистителя в виде по стрелке IV только с одним наконечником.

На фиг. 5-9 в разрезе показана охватывающая посадочная часть, выполненная по разным вариантам.

Описание вариантов осуществления изобретения

Показанная на фиг. 1 щетка 10 стеклоочистителя имеет полосовидно вытянутый или продолговатый, упругий или пружинящий несущий элемент (держатель) 12 (фиг. 1 и 2), с нижней, обращенной к стеклу стороны 13 которого параллельно его продольной оси закреплена продолговатая, обладающая резиноподобной эластичностью резиновая лента 14. С верхней, обращенной от стекла стороны 11 несущего элемента 12, называемого также упругой пластиной, в его средней части расположена относящаяся к щетке деталь 15 присоединительного устройства, которое позволяет шарнирно и съемно соединять щетку 10 с ее рычагом 16, который на фиг. 1 условно обозначен штрихпунктирными линиями. Рычаг 16 щетки стеклоочистителя, приводимый в маятниковое (качательное) движение в указанных на фиг. 1 двунаправленной стрелкой 18 направлениях, поджимается в указанном стрелкой 24 направлении к очищаемому стеклу, например к автомобильному ветровому стеклу, поверхность которого условно обозначена на фиг. 1 штрихпунктирной линией 22. Поскольку линия 22 символизирует наибольшую кривизну поверхности стекла, очевидно, что кривизна щетки в состоянии, когда она еще не прижата к стеклу, а лишь прилегает к нему обоими своими концами, больше максимальной кривизны поверхности стекла (фиг. 1). Под действием прижимного усилия 16 (стрелка 24) щетка 10 своим язычком 26 по всей своей длине прилегает к поверхности 22 стекла. При этом в изготовленном из металла упругом несущем элементе 12 возникает напряжение, которое обеспечивает надлежащее прилегание резиновой ленты 14, соответственно ее язычка 26 по всей ее длине к поверхности 22 стекла, а также обеспечивает равномерное распределение прижимного усилия (стрелка 24).

Ниже более подробно рассмотрено особое конструктивное исполнение предлагаемой в изобретении щетки стеклоочистителя.

Из приведенного на фиг. 2 изображения следует, что несущий элемент 12 состоит из двух отдельных упругих пластин 28 и 30, которые отстоят друг от друга и тем самым образуют между собой зазор 32. Присоединительное устройство 20 имеет в своей нижней части две П-образные охватывающие посадочные части 34 и 36, в которые вставлены упругие пластины 28 и 30. Охватывающие посадочные части 34 и 36 охватывают каждую из упругих пластин 28 и 30 на большей части их поперечного сечения, при этом взаимодействующая с рычагом 16 щетки стеклоочистителя часть присоединительного устройства 20 расположена с выпуклой стороны 29 несущего элемента 12, тогда как его вогнутая сторона 31 обращена от присоединительного устройства.

На фиг. 3 схематично показано присоединительное устройство 20, у которого в его охватывающей посадочной части 34 расположена соответствующая упругая пластина 28, тогда как в другой его охватывающей посадочной части 36 соответствующая упругая пластина 30 отсутствует. Очевидно, что охватывающие посадочные части 34 и 36 охватывают упругие пластины 28 и 30 по пригнанной посадке. Над упругими пластинами 28 и 30, а также над зазором 32 присоединительное устройство 20 имеет выемку 40, в которую в собранном состоянии щетки 10 входит верхняя часть ее резиновой ленты.

У показанной на фиг. 4 снизу щетки 10, изображенной без резиновой ленты 14, соответственно без ее язычка 26, видны упругие пластины 28 и 30, зазор 32 между ними, а также охватывающие посадочные части 34 и 36 присоединительного устройства 20. Очевидно, что в этом варианте выполнения щетки 10 упругие пластины 28 и 30 полностью отделены одна от другой и удерживаются вместе лишь присоединительным устройством 20, соответственно наконечниками (концевыми колпачками) 38, из которых на фиг. 4 показан лишь один, расположенный на одном конце щетки.

На фиг. 5 в разрезе показана охватывающая посадочная часть 34, в которой расположена упругая пластина 28 несущего элемента 12. Между охватывающей посадочной частью 34 и упругой пластиной 28 несущего элемента 12 имеется малый зазор 42, который в данном варианте проходит вдоль выпуклой верхней стороны 29 и боковой продольной стороны 46 упругой пластины. Ее вогнутая нижняя сторона 31 непосредственно прилегает к охватывающей посадочной части 34. Со стороны, обращенной к резиновой ленте 14 (на фиг. 5 не показана), зазор 42 ограничен краевым выступом 52. Подобный краевой выступ 52 может располагаться и с нижней стороны в том случае, если зазор 42 проходит также вдоль нее.

В верхней зоне охватывающей посадочной части 34 находится отверстие 48, через которое возможно введение массы 44. Для этого над массой 44 в отверстии 48 находится пуансон 50, перемещаемый вниз в указанном стрелкой направлении.

На фиг. 6, 7 и 8 проиллюстрирован процесс распределения массы 44 в зазоре 42 пуансоном 50. С этой целью сначала массу, как показано на фиг. 5, вводят в отверстие, например, засыпают или вдувают в виде порошка либо непосредственно вдвигают пуансоном 50 в спрессованном в таблетку виде. Однако возможен также вариант с введением массы в отверстие в жидкой или гелеобразной консистенции.

Затем перемещают пуансон 50 в указанном стрелкой 54 направлении, в результате чего масса 44, как показано на фиг. 6 и 7, распространяется по зазору 42 и заполняет его. В том случае, если, как показано на фиг. 6-8, не предусмотрен краевой выступ 52, массу 44 необходимо дозировать в количестве, исключающем переполнение зазора. После полного запрессовывания массы 44 (фиг. 8) пуансон 50 выводят из отверстия после того, как по меньшей мере началось отверждение массы 44. В зависимости от материала массы 44 ее отверждение можно ускорить путем подвода тепла 58 в зону зазора или путем его облучения ультрафиолетовым излучением.

На фиг. 9 показан еще один вариант в момент, когда введение массы 44 в отверстие полностью завершено и из него удален пуансон 50. В данном варианте упругая пластина 28 имеет отверстие 56, через которое масса 44 прошла насквозь. Помимо этого часть массы 44 осталась в отверстии 48. Благодаря этому между упругой пластиной 28 и охватывающей посадочной частью 34 после затвердевания массы 44 образуется соединение с геометрическим замыканием. Для дальнейшего повышения прочности и надежности соединения отверстие 48 можно также по меньшей мере частично продлить в нижнюю зону охватывающей посадочной части 34. Отверстие 56 может быть также выполнено на краю упругой пластины 28, 30. Кроме того, можно предусматривать несколько отверстий 56.

Ниже рассмотрен способ изготовления предлагаемой в изобретении щетки 10 стеклоочистителя.

Сначала в охватывающие посадочные части 34, 36 присоединительного устройства 20 вставляют упругие пластины 28, 30 несущего элемента 12, в результате чего между охватывающими посадочными частями 34, 36 и упругими пластинами 28, 30 образуется зазор 44. Далее упругие пластины 28, 30 фиксируют относительно присоединительного устройства 20. После этого в отверстия 48 вводят массу 44 и пуансоном 50 впрессовывают ее в зазоры 44. После затвердевания массы 44 пуансон 50 удаляют и вставляют резиновую ленту 14. После последующей установки наконечников 38 затем на присоединительное устройство 20 можно также надеть закрывающую его крышку, если таковая предусмотрена.

В качестве массы 44 можно использовать, например, плавкие (термопластичные) полимеры, которые в нагретом состоянии вводят в отверстия 48 и которые затем охлаждаются и отверждаются в зазорах 42. Однако в качестве массы 44 можно также использовать реактопласты, которые полностью вулканизуются и отверждаются в зазорах 42. Для ускорения реакции можно предусмотреть нагрев этой зоны или ее облучение ультрафиолетовым излучением.

Масса 44 может также представлять собой часть относящейся к щетке детали 15, каковую часть в этом случае на первой стадии расплавляют волноводами-концентраторами (сонотродами) и впрессовывают в зазор. Благодаря этому отпадает необходимость в отдельном выполнении операций с порошком, гелем или жидкостью. В подобном случае масса 44 была бы предусмотрена аналогично фиг. 6 в виде своего рода дна в отверстии 48.

Группа изобретений относится к щетке стеклоочистителя и способу ее изготовления. Такая щетка имеет несущий элемент 12, который предназначен для крепления к нему резиновой ленты 14 щетки и на котором закреплено присоединительное устройство 20, имеющее относящуюся к щетке стеклоочистителя деталь 15 с когтеобразными охватывающими посадочными частями 32, 34, которые охватывают несущий элемент (12) по меньшей мере на отдельных участках. Между несущим элементом 12 и по меньшей мере одной охватывающей посадочной частью 32, 34 предусмотрен зазор 42. После помещения несущего элемента 12 в охватывающие посадочные части 32, 34 присоединительного устройства 20 в зазор 42 вводят массу 44, которая затвердевает в этом зазоре 42. Масса 44 представляет собой двухкомпонентный клей и/или смолу. Обеспечивается удобство изготовления, снижение стоимости. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Щетка стеклоочистителя, прежде всего автомобильного стеклоочистителя, имеющая несущий элемент (12), который предназначен для крепления к нему резиновой ленты (14) щетки и на котором закреплено присоединительное устройство (20), имеющее относящуюся к щетке стеклоочистителя деталь (15) с когтеобразными охватывающими посадочными частями (34, 36), которые охватывают несущий элемент (12) по меньшей мере на отдельных участках и между по меньшей мере одной из которых и несущим элементом (12) при этом предусмотрен зазор (42), заполненный массой (44), отличающаяся тем, что масса (44) представляет собой двухкомпонентный клей и/или смолу.

2. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что зазор (42) ограничен по меньшей мере в направлении резиновой ленты (14) щетки.

3. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что зазор (42) проходит только вдоль двух сторон несущего элемента (12).

4. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна охватывающая посадочная часть (34, 36) имеет по меньшей мере одно отверстие (48) для введения через него массы (44).

5. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что масса (44) является текучей перед ее введением в зазор (42) и затвердевает в нем.

6. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что масса (44) представляет собой жидкость или гель.

7. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что масса (44) представляет собой порошок или гранулят.

8. Щетка стеклоочистителя по п.1, отличающаяся тем, что масса (44) по меньшей мере частично закрывает предусмотренное для ее введения отверстие (58).

9. Щетка стеклоочистителя по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что несущий элемент имеет отверстие (56), через которое проходит масса (44).

10. Способ изготовления щетки стеклоочистителя, имеющей несущий элемент (12), который предназначен для крепления к нему резиновой ленты (14) щетки и на котором закреплено присоединительное устройство (20), имеющее относящуюся к щетке стеклоочистителя деталь (15) с когтеобразными охватывающими посадочными частями (34, 36), которые охватывают несущий элемент (12) по меньшей мере на отдельных участках, при этом между несущим элементом (12) и по меньшей мере одной охватывающей посадочной частью (32, 34) предусмотрен зазор (42), прежде всего изготовления щетки стеклоочистителя по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после помещения несущего элемента (12) в охватывающие посадочные части (34, 36) присоединительного устройства (20) в зазор (42) вводят массу (44), которая затвердевает в этом зазоре (42).

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что массу (44) вводят через отверстие (48) в зазор (42), по которому она распределяется.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что массу (44) впрессовывают поршнем или пуансоном (50).

13. Способ по одному из пп.10-12, отличающийся тем, что массу (44) нагревают перед введением в зазор, после введения в который она охлаждается в нем.

14. Способ по одному из пп.10-12, отличающийся тем, что масса (44) нагревается в зазоре (42) и в результате этого затвердевает в нем.