щетка стеклоочистителя для транспортных средств

Формула изобретения

1. Щетка стеклоочистителя для транспортных средств, имеющая контактирующую со стеклом (24) продольно удлиненную упругую резиновую ленту (16), которая закреплена параллельно продольной оси с одной стороны (14) выполненного в виде продольно удлиненной полосы держателя (12), с другой стороны (18) которого расположен соединенный с его средним участком соединительный элемент (20), на котором размещена одна часть шарнира, шарнирная ось (52) которого проходит перпендикулярно продольной протяженности щетки (10), отличающаяся тем, что и указанная часть шарнира, и соединительное приспособление щетки образованы опорным гнездом (36) в соединительном элементе (20).

2. Щетка по п.1, отличающаяся тем, что соединительный элемент (20) рычага имеет две продольные стенки (40 и 42, соответственно 64), которые проходят в продольном направлении щетки (10) и выступают поперечно стеклу (24) и каждая из которых выполнена на одной из двух продольных боковых сторон (44) соединительного элемента, при этом расстояние (46) между этими обеими продольными стенками составляет от 16 до 25 мм.

3. Щетка по п.2, отличающаяся тем, что расстояние (46) между обеими продольными стенками (40 и 42) составляет от 20 до 23 мм.

4. Щетка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что расстояние (46) между обеими продольными стенками (40 и 42) составляет 22 мм.

5. Щетка по п.2, отличающаяся тем, что соотношение расстояния между обеими продольными стенками (40 и 42) и длины щетки (10) составляет от 1:22 до 1:33.

6. Щетка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что опорное гнездо (36) расположено, если смотреть в продольном направлении щетки (10), ближе к одному из концов соединительного элемента (20), а толщина этого соединительного элемента (20) между одним из концевых участков, на котором расположено опорное гнездо, и другим его концом по меньшей мере на одном продольном участке (50) меньше толщины указанного концевого участка соединительного элемента, на котором расположено опорное гнездо.

7. Щетка по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что измеренное в продольном направлении щетки (10) расстояние (82) от поперечного отверстия (36) до расположенного со стороны поперечной канавки (54) конца щетки (10) больше расстояния до другого конца щетки.

8. Щетка по п.6 или 7, отличающаяся тем, что указанный продольный участок образован поперечной канавкой (54) в соединительном элементе (20), которая открыта с обратной держателю (12) стороны соединительного элемента (20).

9. Щетка по любому из пп.2-8, отличающаяся тем, что одна (40) из двух продольных стенок (40, 42) окружает кромку опорного гнезда (36), а другая продольная стенка (42) расположена на том участке соединительного элемента, толщина которого меньше толщины указанного концевого участка соединительного элемента, на котором расположено опорное гнездо (36).

10. Щетка по п.9, отличающаяся тем, что опорное гнездо (36) выполнено в виде глухого отверстия.

11. Щетка по любому из пп.8-10, отличающаяся тем, что ширина (50) поперечной канавки (54) составляет от 8 до 10 мм, предпочтительно 9 мм.

12. Щетка по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что по меньшей мере на одной из двух продольных боковых сторон (44) соединительного элемента выполнен проходящий на некотором участке скос (66).

13. Щетка по любому из пп.1-12, отличающаяся тем, что соединительный элемент (20) выполнен из пластмассы.

14. Щетка по п.13, отличающаяся тем, что опорное гнездо образовано отверстием (60) в направляющей втулке (62), вставленной в соединительный элемент.

Описание изобретения к патенту

Уровень техники

Щетки (DE-PS 1505397) с дугообразным несущим корпусом или каркасом, которые уже давно широко применяются на практике в стеклоочистителях для ветровых стекол транспортных средств, имеют большую габаритную высоту, которая в условиях обтекания ветрового стекла автомобиля встречным потоком воздуха, прежде всего при повышенной скорости движения, увеличивает склонность щетки к отрыву от поверхности стекла под действием такого встречного потока воздуха. В результате расчетное усилие прижатия щетки к стеклу по меньшей мере уменьшается настолько, что существенно ухудшается качество очистки стекла.

Настоящее изобретение относится к щетке очень малой габаритной высоты согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. У известной щетки такого типа (DE 19729865.6 А1) с обеих продольных боковых сторон соединительного элемента расположено по одной некруглой в сечении шарнирной цапфе, которые вместе расположены на общей шарнирной оси.

Имеющая такую конструкцию часть шарнира, размещенная на щетке, взаимодействует с опорными отверстиями, которые имеются на рычаге стеклоочистителя и образуют соответственно размещенную на этом рычаге часть шарнира и кромки которых расположены в дне направляющего канала, ширина которого согласована с меньшим диаметром шарнирной цапфы. При этом шарнир выполнен таким образом, что при работе стеклоочистителя цапфы не могут выскочить из опорных отверстий. При необходимости снять щетку с рычага стеклоочистителя, например при необходимости замены изношенной щетки на новую, сначала рычаг стеклоочистителя требуется отогнуть от стекла, чтобы щетку можно было перевести (повернуть) в монтажное положение, в котором цапфы могут зайти в направляющий канал, после чего щетку можно снять с рычага стеклоочистителя. Однако при неаккуратном обращении щетка уже при отгибании рычага может самостоятельно повернуться в шарнире в такое положение, в котором она случайно может отделиться от рычага, упасть на кузов и повредить его.

Преимущества изобретения

Предлагаемая в изобретении щетка стеклоочистителя с отличительными признаками п.1 формулы изобретения позволяет оснастить рычаг круглым в сечении пальцем, который можно вставлять в направлении шарнирной оси в опорное гнездо. В полученном в результате шарнирном соединительном приспособлении палец, выполненный на рычаге, полностью утоплен в опорное гнездо в щетке. Для снятия щетки с рычага ее необходимо стянуть с опорного пальца рычага в направлении шарнирной оси, при этом при необходимости предварительно требуется разблокировать соответствующие стопорные приспособления, удерживающие щетку на рычаге. Предлагаемую в изобретении конструкцию с размещенной на щетке частью шарнира и соединительным приспособлением наиболее предпочтительно применять в тех стеклоочистителях, у которых рычаг и щетка расположены последовательно, если смотреть по ходу движения щетки. При этом с точки зрения затрат щетка имеет наиболее оптимальную конструкцию в зоне соединительного элемента, что имеет особое значение при установлении цен на сменные щетки. Опорное гнездо наряду с выполняемой им функцией соединительного приспособления и части шарнира представляет собой также исключительно удобное и эффективное вспомогательное приспособление, которое может использоваться для позиционирования щетки в сборочных или контрольно-измерительных устройствах в процессе ее изготовления. Для плавной работы стеклоочистителя важное значение имеет наличие у соединительного элемента рычага двух продольных стенок, которые проходят в продольном направлении щетки и выступают поперечно стеклу и каждая из которых выполнена на одной из двух продольных боковых сторон соединительного элемента, при этом расстояние между этими обеими продольными стенками составляет от 16 до 25 мм. Подобные продольные стенки образуют в первую очередь строго заданные направляющие или посадочные поверхности, к которым при работе стеклоочистителя могут точно прилегать сопряженные поверхности рычага, благодаря чему достигается высокое качество очистки стекла. Измеренное в направлении движения щетки расстояние между указанными продольными стенками, составляющее от 16 до 25 мм, позволяет при максимальной его величине свести к минимуму поворот щетки вокруг ее продольной оси при изменении направления движения щетки, что в противном случае при слишком большом зазоре может также сопровождаться появлением определенного нежелательного шума. С другой стороны, с учетом требований эстетики ширина щетки, измеренная в направлении ее движения, не должна превышать определенной величины.

На практике было установлено, что наиболее оптимальное для соблюдения указанных выше условий расстояние между двумя продольными стенками, измеренное в направлении движения щетки, составляет от 20 до 23 мм.

Для одного из конкретных вариантов применения наиболее предпочтительным, как было установлено, оказалось измеренное между двумя продольными стенками в направлении движения щетки расстояние, равное 22 мм.

С точки зрения зрительного восприятия наиболее предпочтительно, чтобы отношение расстояния между обеими продольными стенками к длине щетки составляло от 1:22 до 1:33.

Согласно изобретению предпочтительно далее, чтобы опорное гнездо располагалось, если смотреть в продольном направлении щетки, ближе к одному из концов соединительного элемента, при этом толщина этого соединительного элемента между одним из концевых участков, на котором расположено опорное гнездо, и другим его концом по меньшей мере на одном продольном участке меньше толщины указанного концевого участка соединительного элемента, на котором расположено опорное гнездо. Более толстый конец соединительного элемента, на котором (конце) расположено опорное гнездо, обеспечивает необходимую жесткость на участке передачи усилия от рычага на щетку.

Во избежание случайного отсоединения щетки от рычага, когда последний находится в отогнутом от стекла положении, предпочтительно, чтобы измеренное в продольном направлении щетки расстояние от поперечного отверстия до расположенного со стороны поперечной канавки конца щетки было больше расстояния до другого конца щетки.

В том случае, когда имеющий меньшую толщину продольный участок соединительного элемента образован поперечной канавкой в этом соединительном элементе, открытой с обратной держателю стороны соединительного элемента, то такой продольный участок может использоваться в качестве канала, в который утоплено стопорное приспособление рычага, которое у расположенной рядом с рычагом щеткой, если смотреть в направлении ее движения, взаимодействует с обратной рычагу стороной щетки, не оказывая благодаря вышеописанной конструкции нежелательного влияния на габаритную высоту низкой щетки.

Кроме того, как было установлено, наиболее предпочтительно, чтобы одна из двух продольных стенок окружала кромку опорного гнезда, а другая продольная стенка располагалась на том участке соединительного элемента, толщина которого меньше толщины вышеуказанного концевого участка соединительного элемента, на котором расположено опорное гнездо. Таким образом, обе посадочные поверхности, коими являются продольные стенки, смещены друг относительно друга в продольном направлении щетки на некоторое расстояние, что наиболее целесообразно для обеспечения направленного перемещения щетки в процессе работы стеклоочистителя.

Выполнение опорного гнезда в виде глухого отверстия позволяет значительно снизить загрязнение этой опоры, подверженной действию высоких нагрузок.

Согласование уже упоминавшегося выше стопорного приспособления щетки с заданной шириной канавки, составляющей от 8 до 10 мм, предпочтительно 9 мм, позволяет дополнительно повысить устойчивость щетки при работе стеклоочистителя, а также снизить нагрузку на опору в случае, когда стопорное приспособление упирается в обращенные друг к другу стенки канавки.

По меньшей мере на одной из двух продольных боковых сторон соединительного элемента предпочтительно выполнить проходящий на некотором участке скос, который при наличии у щетки ветроотражательной планки (спойлера) образует продолжение ее поверхности и на участке расположения соединительного элемента. Выполнение же подобного скоса на обеих продольных боковых сторонах соединительного элемента позволяет помимо этого еще и упростить установку щетки на рычаг стеклоочистителя.

Сам соединительный элемент предпочтительно выполнять из пластмассы, что позволяет достичь определенных преимуществ с точки зрения стоимости изготовления щетки стеклоочистителя.

При этом может оказаться целесообразным использовать вставляемую в соединительный элемент направляющую втулку с отверстием, которое образует опорное гнездо, что в паре трущихся поверхностей позволяет подобрать оптимальный материал для взаимодействия с материалом шарнирного пальца.

Чертежи

Другие преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительного варианта его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - вид сбоку предлагаемой в изобретении щетки стеклоочистителя,

на фиг.2 - вид сверху щетки по фиг.1 с показанным штрихпунктирной линией рычагом,

на фиг.3 - увеличенное изображение в изометрии фрагмента, обведенного на фиг.1 прямоугольником III,

на фиг.4 - вид сверху показанного на фиг.3 соединительного элемента с местным разрезом,

на фиг.5 – соединительный элемент в сечении плоскостью V-V по фиг.4,

на фиг.6 - соединительный элемент в сечении плоскостью VI-VI по фиг.4,

на фиг.7 - другой вариант выполнения показанного на фиг.6 соединительного элемента.

Описание варианта выполнения изобретения

Показанная на фиг.1 щетка 10 стеклоочистителя имеет упругий держатель 12 (фиг.3), который выполнен в виде продольно удлиненной полосы, обычно из пружинной стали, и с нижней стороны 14 которого параллельно продольной оси закреплена также продольно удлиненная упругая резиновая лента 16 щетки, обычно называемая просто резинкой щетки. С обратной ветровому стеклу 24 верхней стороны 18 держателя 12, который называют также пружинной планкой, на его среднем участке расположен относящийся к щетке соединительный элемент 20 крепежного приспособления, с помощью которого щетку 10 можно съемно шарнирно закрепить на соответствующем рычаге, соединенном с приводом стеклоочистителя. Для этой цели на свободном конце рычага предусмотрен соответствующий элемент крепежного приспособления. Рычаг, а тем самым и щетка 10, поджимаются в направлении стрелки 22 к очищаемому стеклу 24 (показано на фиг.1 штрихпунктирной линией) транспортного средства, при этом внешняя поверхность стекла, со стороны которой расположены щетки, обозначена на фиг.1 позицией 26. Поскольку линией 26 обозначена максимальная кривизна поверхности стекла, на чертеже наглядно видно, что кривизна, соответственно изгиб щетки 10, еще не прижатой к этому стеклу 24, а только прилегающей к нему обоими своими концами, больше максимальной кривизны стекла (фиг.1). Под действием прижимного усилия (стрелка 22) щетка 10 прилегает по всей длине своей рабочей кромки 28, непосредственно контактирующей со стеклом 26, к поверхности последнего. При этом в изготовленном из металла упругом держателе 12 возникает напряжение, благодаря которому обеспечивается надлежащее прилегание резинки 16, соответственно рабочей кромки 28 по всей ее длине к стеклу, а также равномерное распределение прижимного усилия. Щетка такой конструкции является значительно более плоской, т.е. значительно более низкой, по сравнению с упоминавшейся в начале описания щеткой с так называемым дугообразным несущим корпусом или каркасом. Преимущество щетки, которая вместо несущего каркаса оснащена упругим держателем 12, состоит прежде всего в отсутствии у нее склонности к отрыву от стекла под действием встречного потока воздуха при движении автомобиля, чего не удается избежать у более высоких щеток с дугообразным несущим каркасом. Поскольку поверхность стекла, которое, как правило, имеет сферически искривленную форму, не представляет собой шаровой сегмент постоянной кривизны относительно щетки 10, последняя при своем движении должна быть в состоянии постоянно изменять свое положение относительно рычага 30 по мере перемещения по поверхности стекла. Поэтому крепежное приспособление одновременно выполнено и как шарнир (показан на фиг.2 штрихпунктирной линией), соединяющий щетку 10 с рычагом 30.

При работе стеклоочистителя рычаг 30 совершает качательное (маятниковое) движение вокруг оси 32 (фиг.2), в результате чего щетка 10 перемещается по поверхности стекла 24 поперечно своей продольной протяженности в направлении, показанном на фиг.2 двунаправленной стрелкой 34.

Ниже более подробно рассмотрены особенности конструкции щетки 10 стеклоочистителя. Как показано на чертежах, предусмотренный на щетке соединительный элемент 20 расположен на среднем участке выполненного в виде удлиненной полосы держателя 12, а именно на его обратной стеклу верхней стороне 18. С противоположной, т.е. нижней, стороны 14 этой полосы расположена резинка 16 щетки. Несмотря на то, что в рассматриваемом варианте держатель 12 выполнен в виде цельной упругой, соответственно пружинящей полосы, при необходимости он может также состоять из нескольких отдельных или разъемных элементов. В жестко соединенном с держателем 12 соединительном элементе 20 ближе к его концевому участку имеется поперечное отверстие 36, которое в показанном на фиг.4 варианте выполнено в виде глухого отверстия и которое образует размещенную на щетке часть шарнира, допускающего относительное перемещение щетки и рычага в плоскости, перпендикулярной стеклу 24. Таким образом, поперечное отверстие 36 представляет собой опорное гнездо, например под расположенный сбоку на рычаге 30 палец 38, показанный штрихпунктирной линией (фиг.4). Наряду с функцией опорного гнезда под палец шарнира поперечное отверстие 36 образует также расположенное на щетке сцепное или соединительное приспособление, позволяющее надежно соединять щетку 10 с рычагом 30.

Соединительный элемент 20 имеет две продольные стенки 40 и 42, которые проходят в продольном направлении щетки 10 и выступают поперечно стеклу и каждая из которых выполнена на одной из двух продольных боковых сторон 44 соединительного элемента. При этом расстояние 46 между обеими этими продольными стенками 40 и 42, измеряемое в направлении хода щетки (показанного двунаправленной стрелкой 34), имеет особое значение, более подробно рассмотренное ниже. Назначение указанных продольных стенок 40 и 42 состоит в том, чтобы щетка при движении в одном из направлений могла прилегать к опорной поверхности рычага 30 своей продольной стенкой 40, а при движении в обратном направлении - продольной стенкой 42. С целью обеспечить по возможности минимальный поворот щетки вокруг ее продольной оси в момент изменения ею направления движения (хода) необходимо стремиться к тому, чтобы расстояние 46 было по возможности максимальным. С другой стороны, слишком большое расстояние 46 ухудшает внешний вид щетки, соответственно такая щетка не "вписывается" в дизайн оборудованного ею автомобиля, если смотреть спереди. С учетом обоих этих критериев было установлено, что оптимальное расстояние 46 между обоими продольными стенками составляет от 16 до 25 мм. Кроме того, было установлено, что отношение расстояния 46 между обоими продольными стенками к длине щетки также по соображениям эстетичного внешнего вида должно по возможности составлять от 1:22 до 1:33. Таким образом, для широкого ассортимента предлагаемых щеток расстояние 46 между двумя этими продольными стенками 40 и 42 составляет от 20 до 23 мм. Для одного из конкретных вариантов применения наиболее предпочтительным, как было установлено, оказалось расстояние 46, равное 22 мм.

Как показано на фиг.3 и 4, глухое поперечное отверстие 36, называемое опорным гнездом, расположено в соединительном элементе 20 ближе к одному из его концов. На этом участке (фиг.6) толщина 48 соединительного элемента 20, измеренная от его верхней стороны 18, больше, чем на любом другом его участке. На фиг.3, в частности, видно, что соединительный элемент 20 на продольном участке 50 значительно ниже, чем в зоне опорного гнезда 36. Длина этого продольного участка 50 соответствует ширине выполненной на нем поперечной канавки 54, которая открыта с обратной держателю 12 стороны соединительного элемента. При этом особое значение в рассматриваемом варианте имеет тот факт, что одна 40 из двух продольных стенок 40, 42 выполнена в виде выступающего вдоль шарнирной оси 52 опорного прилива (втулки подшипника), окружающего кромку поперечного отверстия 36. Другая продольная стенка 42 расположена на том участке продольной боковой стороны 44 соединительного элемента, на котором оканчивается поперечная канавка 54. Таким образом, эта продольная стенка расположена также в том месте, где толщина соединительного элемента 20 меньше его толщины на концевом участке, на котором расположено опорное гнездо 36. Ширина поперечной канавки 54 на продольном участке 50, измеренная в продольном направлении щетки, составляет в данном случае 9 мм. Благодаря этому обеспечивается наличие достаточно широкого свободного пространства для сопряжения соединенного с рычагом 30 и относящегося к нему стопорного крючка 56, загнутый к стеклу конец 58 которого обхватывает соединительный элемент 20, а тем самым и щетку 10 на участке поперечной канавки 54, и взаимодействует с продольной стенкой 42 при движении щетки. Выполнение поперечной канавки 54 шириной 9 мм позволяет соответственно выполнить достаточно жестким и прочным стопорный крючок 56, который, пересекая щетку по поперечной канавке 54, не оказывает благодаря вышеописанной конструкции нежелательного влияния на габаритную высоту щетки 10. Соединительный элемент 20 по фиг.3-6 изготавливают из пластмассы, при этом поперечное отверстие 36 формируют непосредственно в имеющем форму параллелепипеда соединительном элементе, а опорный прилив формируют непосредственно на нем.

Для улучшения антифрикционных свойств, т.е. снижения трения скольжения между расположенным на рычаге стеклоочистителя пальцем 38 и взаимодействующей с ним в паре стенкой поперечного отверстия 36, может оказаться целесообразным выполнить поперечное отверстие 36 в виде центрального отверстия 60 во вставленной в соединительный элемент 120 направляющей втулке или гильзе 62 (фиг.7). При этом из тех же соображений на этой направляющей втулке 62 можно предусмотреть кольцевой буртик 64, выступающий из обращенной к рычагу 30 продольной боковой стороны 144 соединительного элемента и образующего тем самым вместо опорного прилива продольную стенку 140, которая соответствует продольной стенке 40 рассмотренного выше варианта выполнения. Очевидно, что вместо кольцевого буртика можно установить и отдельную круглую шайбу. Вариант выполнения с кольцевым буртиком показан на фиг.7.

Благодаря расположению опорного гнезда или поперечного отверстия 36 на некотором расстоянии 59 от поперечной канавки 54 (фиг.4) между обеими продольными стенками 40 и 42, соответственно 140 и 42, имеется, как очевидно, такое же расстояние 59, что позволяет дополнительно стабилизировать щетку при ее движении.

Как показано на фиг.2, измеренное в продольном направлении щетки 10 расстояние 82 от опорного гнезда или поперечного отверстия 36, соответственно от шарнирной оси 52 до расположенного со стороны поперечной канавки 54 конца щетки 10, больше расстояния 84 от этой же шарнирной оси 52 до другого конца щетки. За счет такого смещения центра тяжести щетки в сторону одного из ее концов на отогнутую от стекла 24 щетку 10 действует момент, стремящийся повернуть ее вокруг шарнирной оси 52 в направлении стрелки 86, благодаря чему продольные стенки 40, 42 ее соединительного элемента 20 всегда остаются между стопорными приспособлениями 30, 56 рычага 30, что предотвращает ее самопроизвольное отсоединение от этого рычага.

Помимо этого, однозначно заданное рабочее положение щетки 10 между стопорными приспособлениями рычага исключает ее установку в неправильной ориентации, поскольку в противном случае щетку просто невозможно установить на рычаге в ориентации, отличной от ее визуально легко определяемого рабочего положения.

В некоторых случаях с верхней стороны 18 держателя 12 на щетке 10 можно предусмотреть известную ветроотражательную планку или так называемый спойлер. В подобных случаях может оказаться целесообразным выполнить по меньшей мере на одной из двух продольных боковых сторон 44, соответственно 144 соединительного элемента, проходящий на некотором участке скос 66, который на этом участке щетки возьмет на себя функцию ветроотражательной планки. Если подобный скос 66 выполнить на обеих продольных боковых сторонах соединительного элемента, то такие скосы дополнительно могут служить вспомогательным монтажным приспособлением, облегчающим соединение щетки 10 с рычагом.