Результат интеллектуальной деятельности: РЕЗИНОВАЯ ЛЕНТА ЩЕТКИ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к резиновой ленте щетки стеклоочистителя согласно ограничительной части п.1.

Известные стеклоочистители имеют рычаг, состоящий из крепежной части и шарнирной части со штангой, соединенной с крепежной частью шарниром, с помощью которого рычаг, соответственно его штангу, можно отвести от стекла транспортного средства. Штангу рычага обычно выполняют с изогнутым крючком концом, который входит в имеющееся у щетки гнездо коробчатой формы, образованное двумя боковыми продольными стенками средней скобы, и охватывает шарнирный палец. Благодаря образующемуся при этом шарнирному соединению обеспечивается надежное прилегание щетки при ее качательном движении к стеклу транспортного средства.

Щетка стеклоочистителя имеет многозвенную систему несущих скоб, состоящую из средней скобы и шарнирно соединенных с ней дополнительных скоб, по меньшей мере некоторые из которых имеют на концах обжимные лапки, удерживающие резиновую ленту щетки. Резиновая лента щетки имеет вытянутую или продолговатую форму и имеет в сечении профиль с двумя основными участками, которыми являются профильное основание и рабочая часть. Профильное основание служит для соединения резиновой ленты с системой несущих скоб, что обеспечивается за счет наличия у соответствующих скоб обжимных лапок, входящих в расположенные друг напротив друга продольные пазы в профильном основании этой резиновой ленты. При этом такие обжимные лапки охватывают некоторую часть профильного основания, в котором имеется по меньшей мере еще один продольный паз под пружинную планку. При использовании двух пружинных планок предусматривают два расположенных друг напротив друга продольных паза, в которых эти пружинные планки располагаются симметрично относительно продольной оси резиновой ленты. Известны также резиновые ленты, у которых имеется только одна пружинная планка, располагаемая в продольном канале, проходящем по середине профильного основания. При работе стеклоочистителя такие пружинные планки обеспечивают равномерное распределение по всей длине щетки приложенного к ней усилия ее прижима к очищаемому стеклу и одновременно придают ей определенную жесткость.

Профильное основание соединено тонкой перемычкой с имеющей клиновидный язычок и рабочую кромку рабочей частью резиновой ленты. В сечении клиновидный язычок имеет форму примерно равнобедренного треугольника, основание которого расположено со стороны указанной соединительной перемычки, а в его вершине сформирована рабочая кромка. При работе стеклоочистителя его щетка нагружена направленным к стеклу транспортного средства усилием прижима, при этом рабочая кромка прилегает к очищаемому стеклу. Кроме того, сбоку на профиль резиновой ленты воздействует усилие, создаваемое при качательном движении щетки по стеклу. При перемещении профильного основания под действием приложенного к нему бокового усилия положение рабочей кромки сначала остается неизменным. При этом тонкая перемычка, соединяющая профильное основание и рабочую часть, работает благодаря своей высокой упругой деформируемости по типу гибкого шарнира, в результате чего выполненная на рабочей части рабочая кромка может устанавливаться под углом примерно 45° к поверхности стекла. Такое наклонное положение, в котором рабочая кромка следует за перемещающейся вдоль стекла щеткой, является рабочим положением этой рабочей кромки. В этом положении клиновидный язычок отклонен на такой угол, при котором он своим внешним верхним уступом упирается в нижнюю сторону профильного основания.

Поскольку при работе стеклоочистителя его щетки совершают качательное движение по типу маятника, в конечных положениях щетки при подобном движении достигают мертвых точек, в которых направление их перемещения изменяется на противоположное. В этих мертвых точках наклон клиновидного язычка изменяется на противоположный, по завершении чего клиновидный язычок вновь устанавливается в наклонное рабочее положение. У обычных стеклоочистителей этот процесс изменения наклона рабочей части резиновой ленты сопровождается неприятным шумом. Кроме того, в зоне гибкой перемычки резиновая лента подвергается исключительно высокой упругой деформации. В ходе эксплуатации стеклоочистителя подобный эффект обусловливает с течением времени необратимую деформацию профиля резиновой ленты, которая сначала приводит лишь к ухудшению качества работы стеклоочистителя, а в последующем может даже препятствовать изменению наклона рабочей части резиновой ленты на противоположный.

Из описания к полезной модели DE 9104461.8 U1 известна резиновая лента щетки стеклоочистителя, у которой между профильным основанием и упирающимся в него своим уступом клиновидным язычком предусмотрена амортизирующая планка. Когда наклон рабочей части резиновой ленты изменяется в одной из мертвых точек на противоположный, указанный уступ сначала упирается в эту амортизирующую планку, отжимая ее до тех пор, пока она не упрется в профильное основание. Благодаря этому удается погасить скорость при соударении между отдельными элементами резиновой ленты и тем самым снизить шум, сопровождающий процесс изменения наклона ее рабочей части на противоположный. Помимо этого образующийся между амортизирующей планкой и профильным основанием острый угол α, вершина которого обращена в сторону гибкой перемычки, обеспечивает возрастание демпфирующего сопротивления амортизирующей планки по мере увеличения степени ее деформации. При этом амортизирующая планка не должна уменьшать угол наклона рабочей кромки резиновой ленты относительно стекла транспортного средства, и поэтому при работе стеклоочистителя нагрузка на гибкую перемычку, обусловленная ее циклическим знакопеременным изгибом, остается неизменной.

Преимущества изобретения

Согласно изобретению рабочая часть резиновой ленты щетки стеклоочистителя имеет опорный участок, который соединен с профильным основанием первой гибкой перемычкой, а второй гибкой перемычкой соединен с клиновидным язычком. В сечении опорный участок имеет форму равнобочной трапеции, большее основание которой расположено со стороны первой гибкой перемычки. Тем самым опорный участок по своей форме является продолжением основной формы рабочей части, которая имеет наибольшую ширину со стороны первой гибкой перемычки и которая непрерывно сужается в сторону свободного конца рабочей кромки.

При работе стеклоочистителя рабочая часть резиновой ленты отклоняется на первом этапе в сторону до тех пор, пока верхний уступ опорного участка не упрется в нижнюю сторону профильного основания. В этом положении рабочая кромка резиновой ленты наклонена на угол, составляющий лишь первую часть от полного угла наклона. При дальнейшем движении щетки клиновидный язычок резиновой ленты отклоняется в сторону до тех пор, пока его верхний уступ не упрется в нижнюю сторону опорного участка. Лишь после этого рабочая кромка устанавливается в требуемое рабочее положение, в котором она наклонена под углом примерно 45° к поверхности стекла транспортного средства. Согласно изобретению рабочая кромка резиновой ленты устанавливается в указанное рабочее положение в два разнесенных во времени этапа. Преимущество подобного двухэтапного процесса состоит в более плавном изменении на противоположный наклона рабочей части резиновой ленты в мертвых точках при качательном движении щетки, а также в значительном снижение уровня шума, сопровождающего такой процесс изменения наклона рабочей части.

Еще одно преимущество, связанное с приданием резиновой ленте, соответственно ее рабочей части, описанного выше профиля, заключается в достижении оптимального соотношения между геометрическими параметрами, влияющими на процесс изменения на противоположный наклона рабочей части, и связанной с этим степенью ее упругой деформации благодаря тому, что полный угол, на который отклоняется рабочая кромка, складывается из отдельных углов наклона двух гибких перемычек, а тем самым и связанная с таким отклонением упругая деформация рабочей части распределяется между этими двумя гибкими перемычками, в результате чего каждая из таких гибких перемычек подвергается воздействию лишь части от полной нагрузки, обусловленной циклическим знакопеременным изгибом. При этом в материале резиновой ленты отсутствуют локальные пики внутренних напряжений, которые возникают в обычных резиновых лентах лишь с одной гибкой перемычкой. Кроме того, поднутрения, которые со стороны гибкой перемычки расширяют по высоте углубления, образованные между нижним краем профильного основания и поверхностью, в которой лежит основание трапециевидного опорного участка, позволяют снизить степень упругой деформации, которой подвергается первая гибкая перемычка. Согласно изобретению в углублениях, образованных между опорным участком и клиновидным язычком резиновой ленты, также предусмотрены поднутрения. Придание указанным углублениям и поднутрениям определенной формы предпочтительно позволяет взаимно согласовать характеристики изгиба обеих гибких перемычек таким образом, чтобы в процессе изменения на противоположный наклона рабочей части сначала преимущественно изгибалась первая гибкая перемычка, а изгиб второй гибкой перемычки большей частью происходил лишь после того, как опорный участок уже упрется в профильное основание.

Пониженная степень упругой деформации позволяет продлить срок службы резиновой ленты щетки стеклоочистителя и предотвратить в процессе эксплуатации необратимую деформацию профиля резиновой ленты, обусловленную высокой упругой деформацией. Придание рабочей части резиновой ленты предлагаемой в изобретении формы практически не требует внесения каких-либо изменений в конструкцию профильного основания, что позволяет использовать резиновые ленты подобного профиля в щетках с обжимными лапками самых различных форм, а также в так называемых бесшарнирных щетках.

Чертежи

Другие преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На этих чертежах представлены различные варианты выполнения изобретения. На чертежах, в описании и формуле изобретения конструктивные особенности предлагаемой в изобретении резиновой ленты представлены в различных комбинациях. При этом для специалиста в данной области очевидна возможность оптимальной реализации этих признаков и по отдельности, а также в иных комбинациях. На прилагаемых чертежах, в частности, показано:

на фиг.1 - щетка стеклоочистителя с системой несущих скоб, вид сбоку,

на фиг.2 - увеличенное изображение щетки в сечении плоскостью II-II по фиг.1,

на фиг.3 - увеличенное изображение профиля резиновой ленты в частично наклоненном положении,

на фиг.4 - увеличенное изображение профиля резиновой ленты в рабочем положении,

на фиг.5 - бесшарнирная щетка,

на фиг.6 - щетка в сечении плоскостью VI-VI по фиг.5.

Описание вариантов выполнения изобретения

Щетка 10 стеклоочистителя имеет среднюю скобу 12, на концах которой установлены шарнирно соединенные с ней дополнительные скобы 14 с обжимными лапками 16 для крепления резиновой ленты 18 щетки (фиг.1). Резиновая лента 18 представляет собой вытянутую или продолговатую деталь, которую на крепежном участке в нескольких точках охватывают обжимные лапки 16.

На фиг.2 щетка показана в увеличенном масштабе в сечении плоскостью, проходящей через обжимную лапку 16. Эта обжимная лапка 16 охватывает крепежный участок резиновой ленты 18, так называемую профильную спинку или профильное основание 20, общая ширина которого предпочтительно составляет от 6 до 10 мм при общей высоте от 3,5 до 7 мм. Это профильное основание 20 дополнительно усилено двумя упругими или пружинными планками 24, выполняющими функцию элементов жесткости. При использовании одной пружинной планки 24 ее обычно располагают по центру резиновой ленты. В зависимости от типа транспортного средства толщина пружинной планки 24 варьируется в пределах от 0,7 до 1,2 мм, а ее ширина варьируется в пределах от 2,5 до 4,5 мм.

Профильное основание 20 первой гибкой перемычкой 26 соединено со второй частью резиновой ленты 18, а именно с ее рабочей частью 22. Согласно изобретению эта рабочая часть 22 образована опорным участком 30 и клиновидным язычком 32, оканчивающимся сформированной за одно целое с ним рабочей кромкой 34 резиновой ленты. При этом опорный участок 30 соединен с одной стороны с первой гибкой перемычкой 26, а с другой стороны второй гибкой перемычкой 28 соединен с клиновидным язычком 32. Помимо этого с обращенной к первой гибкой перемычке 26 стороны рабочая часть 22 имеет наибольшую ширину, которая предпочтительно составляет от 4 до 6 мм, при этом в сечении ширина опорного участка 30 и клиновидного язычка 32 непрерывно уменьшается в сторону свободного конца рабочей кромки 34. Кроме того, общая высота рабочей части 22 преимущественно составляет от 4 до 7 мм.

На фиг.3 в увеличенном масштабе показан профиль резиновой ленты 18 без пружинных планок 24. Расположенные друг напротив друга продольные пазы 38 под пружинные планки 24 ограничены с одной стороны закрывающей полосой 36. С другой стороны эти продольные пазы 38 ограничены промежуточными перегородками 40, которые одновременно образуют боковые стенки двух следующих продольных пазов 42, в которые входят обжимные лапки 16 скоб 14. С обращенной к стеклу 56 транспортного средства стороны продольные пазы 42 ограничены следующими закрывающими полосами 44, которые при работе стеклоочистителя должны предотвращать повреждение поверхности очищаемого стекла 56 транспортного средства обжимными лапками 16. Размеры описанных выше элементов профильного основания 20 зависят от типа транспортного средства и от толщины пружинных планок 24, и в соответствии с этим высота закрывающей полосы 36 варьируется в пределах от 0,5 до 2 мм, толщина промежуточных перегородок 40, разделяющих продольные пазы 38 и 42, может варьироваться от 0,6 до 1,0 мм, а толщина расположенных между продольными пазами 42 и рабочей частью 22 закрывающих пластин 44 может варьироваться от 0,5 до 1,0 мм.

Согласно изобретению по бокам от первой гибкой перемычки 26, которая соединяет между собой профильное основание 20 и рабочую часть 22 и которая предпочтительно имеет ширину от 0,5 до 1 мм и высоту от 0,6 до 1,4 мм, образованы два расположенных друг напротив друга и проходящих в продольном направлении резиновой ленты 18 углубления 46. На чертеже гибкая перемычка 26 показана в упруго деформированном состоянии, в котором она находится в начале процесса изменения на противоположный угла наклона рабочей части, происходящего в мертвых точках качательного движения щетки. При этом рабочая часть 22 наклонена в одну из сторон на первый угол ϕ₁ частичного наклона, а расположенный на этой же стороне уступ 50 на верхней кромке трапециевидного опорного участка 30 упирается в закрывающую пластину 44. Величина этого угла ϕ₁ частичного наклона, соответственно упругой деформации гибкой перемычки 26, определяется высотой углубления 46, которое согласно изобретению составляет от 0,6 до 1,4 мм. Однако с целью обеспечить минимально возможную степень упругой деформации гибкой перемычки 26 углубления 46 выполнены в зоне этой первой гибкой перемычки 26 расширяющимися в сторону профильного основания 20 за счет наличия поднутрений 48, высота которых составляет от 0,4 до 0,8 мм.

По бокам от второй гибкой перемычки 28 также образованы два расположенных друг напротив друга и проходящих в продольном направлении резиновой ленты 18 углубления 52, высота каждого из которых составляет от 0,3 до 0,8 мм и каждое из которых расположено на расстоянии от 0,8 до 1,5 мм от верхней кромки опорного участка 30. Вторая гибкая перемычка 28 расположена по середине рабочей части 22 между углублениями 52 и имеет ту же высоту при ширине от 0,4 до 1 мм.

На фиг.4 рабочая часть 22 показана в полностью наклоненном положении, которое соответствует ее окончательному положению по завершении процесса изменения угла ее наклона на противоположный. В этом положении верхний уступ 54 клиновидного язычка 32 упирается в нижний край опорного участка 30. Таким образом, в рабочем положении рабочей кромки 34 угол ϕ ее наклона относительно стекла 56 транспортного средства складывается из первого ϕ₁ и второго ϕ₂ углов частичного наклона. С целью обеспечить минимально возможную степень упругой деформации и второй гибкой перемычки 28 углубления 52 также выполнены расширяющимися за счет наличия в зоне этой второй гибкой перемычки 28 поднутрений 58 высотой от 0,2 до 0,4 мм.

В показанных на фиг.5 и 6 вариантах выполнения профильное основание 20 имеет закрывающую полосу 60, которая закреплена на бесшарнирном держателе 62, например, приклеиванием, вулканизацией или иным пригодным для этой цели методом. Держатель 62 выполнен из упругого материала, например из металла или пластмассы, дополнительно армированной стекловолокном или углеродным волокном. Этот держатель имеет шарнирную ось 64, которую охватывает изогнутый крючком конец штанги 66 рычага стеклоочистителя или предусмотренный на этой штанге 66 переходник. Держатель 62 выполнен изогнутым в продольном направлении, что при прижиме щетки к стеклу 56 транспортного средства обеспечивает равномерное распределение усилия этого прижима по всей длине щетки.