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Dokumentenidentifikation DE10138359B4 01.12.2005
Titel Wischblatt für einen Scheibenwischer
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Neubauer, Achim, Dr.-Ing., 76547 Sinzheim, DE;
Moench, Jochen, Dr., 76547 Sinzheim, DE
Vertreter Raue, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 88046 Friedrichshafen
DE-Anmeldedatum 04.08.2001
DE-Aktenzeichen 10138359
Offenlegungstag 03.04.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.12.2005
IPC-Hauptklasse B60S 1/38

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht von einem Wischblatt für einen Scheibenwischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.

Im allgemeinen besitzt ein Scheibenwischer einen Wischarm, der an einem Ende auf einer Antriebswelle befestigt ist, und dessen anderes Ende mit einem Wischblatt über ein Adapter- oder Lagerteil gelenkig verbunden ist. Das Gelenk überträgt sowohl die Anpresskräfte als auch die Antriebskräfte des Wischarms auf das Wischblatt und stellt somit den Kraftangriffspunkt für das Wischblatt dar. Während einer Wischbewegung drückt der Wischarm das Wischblatt gegen eine Fahrzeugscheibe und führt es in einer Schwenkbewegung zwischen zwei Umkehrlagen, die einen Wischwinkel einschließen, über ein Wischfeld auf der Fahrzeugscheibe. Dabei beschreibt das innere, dem Antrieb zugewandte Ende einer Wischleiste des Wischblatts mit einer Wischlippe einen Kleinkreis, während das andere Ende einen Großkreis beschreibt. Der Kleinkreis und der Großkreis begrenzen das Wischfeld in radialer Richtung. Um das Wischfeld der in der Regel trapezförmigen Fahrzeugscheibe besser anzupassen, ist in einigen Fällen der kreisförmigen Wischbewegung durch ein Koppelgetriebe eine Hubbewegung in radialer Richtung überlagert, wodurch der Kleinkreis und der Großkreis entsprechend verformt werden.

In der Regel besitzt das Wischblatt ein Tragbügelsystem mit übergeordneten und untergeordneten Bügeln, von denen ein übergeordneter Haupt- oder Mittelbügel über das Lagerteil mit dem Wischarm verbunden ist, während die letzten untergeordneten Bügel, die Krallenbügel, die Wischleiste an ihrer Kopfleiste halten. Die Krallen der Krallenbügel stellen die Kraftangriffspunkte zwischen dem Tragbügelsystem und der Wischleiste dar. Zum besseren Verteilen der Anpresskräfte auf die Länge der Wischleiste ist in der Kopfleiste mindestens eine Federschiene eingelassen. Solche Wischblätter sind z.B. aus der DE 37 44 237 A1 bekannt. Im einfachsten Fall entfallen die untergeordneten Bügel, und der Haupt- oder Mittelbügel besitzt selbst Krallen, mit denen er die Wischleiste hält.

Aus der DE 197 38 232 A1 ist ferner ein Wischblatt bekannt, bei dem die Wischleiste an einem flachen, gelenklosen Wischleistenträger befestigt ist. Dieser besitzt im unbelasteten Zustand eine vorgebogene Form. Wird er durch den Wischarm auf die Fahrzeugscheibe gedrückt, weitet sich der Wischleistenträger so weit auf, bis er über die gesamte Länge mit einer geeigneten Auflagekraft auf der Fahrzeugscheibe aufliegt. Dabei muss gewährleistet sein, dass auch bei gekrümmten Fahrzeugscheiben während der Wischbewegung an keiner Stelle der Kontakt zur Fahrzeugscheibe verloren geht.

Der Wischleistenträger kann eine über die Länge konstante Auflagekraft oder eine zu den Enden hin zu- oder abnehmende Auflagekraft aufweisen. Aus der DE 198 60 586 A1 ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Wischleistenträgers bekannt, durch das mit einer angestrebten Sollform eine bestimmte Auflagekraft bzw. ein bestimmter Verlauf der Auflagekräfte über die Länge des Wischleistenträgers erreicht wird.

Bei der Wischbewegung entstehen zwischen der Wischlippe und der Fahrzeugscheibe Reibkräfte, die zum einen von den Normalkräften, den Auflagekräften, an der jeweiligen Stelle der Wischlippe und zum anderen von den zugehörigen Gleitreibbeiwerten abhängen. Die Reibkräfte üben auf das Wischblatt Querkräfte und Momente aus, die unter kritischen Verhältnissen ein Schwingen und Rattern des Wischblatts verursachen können und damit die Führung des Wischblatts und das Wischergebnis stark beeinträchtigen. Es ist ferner, z.B. aus der DE 197 31 683 A1, eine Einrichtung zum besseren Führen des Wischblatts bekannt, die im Bereich der Anlenkstelle des Krallenbügels angeordnet und mit dem Gelenkteil des Wischarms fest verbunden ist. Sie besitzt ein erstes Teil mit Führungswangen, welche die Gelenkstelle des Krallenbügels umgreifen und in Bezug auf den Wischarm führen. Ein zweites Teil der Einrichtung weist ebenfalls Führungswangen auf, zwischen denen das erste Teil teleskopartig geführt ist.

Aus der DE 27 32 759 A1 ist eine Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt, bei dem eine Wischlippe mit einem, den Reibfaktor zwischen Wischlippe und Scheibe beeinflussenden Stoff versehen ist, dessen Reibfaktor über die Erstreckung des Wischblatts unterschiedlich ist. Dabei kann sich der Reibfaktor von einem zum anderen Ende der Wischleiste stufenartig oder gleichförmig ändern. Werden mehrere Stufen mit unterschiedlichen Reibfaktoren vorgesehen, sind sie vorzugsweise gleichmäßig angeordnet und gleichartig groß ausgebildet. Durch den unterschiedlichen Reibfaktor des gummiartigen Materials der Wischlippe soll der Einfluss der Wischgeschwindigkeit auf den Reibfaktor kompensiert werden und ein Rattern des Wischblatts vermieden werden. Die Änderung des Reibfaktors kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Wischlippe bzw. die Wischleiste chloriert wird. Die Intensität der Chlorierung kann dann dadurch beeinflusst werden, dass die Wischleiste vollständig in ein Chlorierbad getaucht und entsprechend der gewünschten Änderung des Reibfaktors stufenweise bzw. stufenlos aus dem Chlorierbad gezogen wird. Dies ist ein aufwändiges, unpräzises Verfahren.

Schließlich ist durch die DE 198 14 804 A1 eine Wischleiste mit einer Schutzschicht bekannt, die durch einen CVD-Prozess (Chemical Vapor Deposition, Chemischer Dampfablagerungsprozess) und/oder PVD-Prozess (Physical Vapor Deposition, Physikalischer Dampfablagerungsprozess) hergestellt wird. Durch diese Verfahren können Schichten unterschiedlicher physikalischer und chemischer Eigenschaften hergestellt werden. U.a. sollte die Verschleißschutzschicht exzellente Geleiteigenschaften besitzen, wodurch auch der Verschleiß herabgesetzt werden kann. Durch Ändern der Verfahrensparameter lassen sich die Eigenschaften der Schutzschicht leicht modifizieren. Die Wischleisten besitzen allerdings über ihre Länge gleiche Werkstoffeigenschaften, insbesondere gleiche Gleiteigenschaften.

Vorteile der Erfindung

Die Reibkräfte sind bei einer konstanten Winkelgeschwindigkeit des Wischblatts annähernd gleichmäßig über der Wischblattlänge verteilt. Dadurch wird erreicht, dass das Wischblatt nicht durch unterschiedliche Querkräfte und daraus resultierende Momente in Bezug auf den Kraftangriffspunkt zwischen dem Wischarm und dem Wischblatt zu Schwingungen und zum Rattern angeregt wird. Die ungleichmäßige Verteilung der Reibkräfte während der Gleitbewegung ergibt sich aus der Abhängigkeit des Gleitreibungsbeiwerts zwischen der Wischlippe einer Wischleiste des Wischblatts und der Fahrzeugscheibe in Verbindung mit der Verteilung der Auflagekraft über der Wischblattlänge. Der Gleitreibungsbeiwert nimmt mit steigender Gleitgeschwindigkeit ab, sodass bei bekannten Wischblättern während der Schwenkbewegung des Scheibenwischers an dem dem Antrieb zugewandten Ende des Wischblatts der größte Gleitreibungsbeiwert auftritt, während der Gleitreibungsbeiwert zum äußeren Ende des Wischblatts bei konstanter Winkelgeschwindigkeit entsprechend dem Abstand vom Drehpunkt abnimmt.

Der Gleitreibbeiwert der Wischlippe nimmt in ihrem Kontaktbereich mit der Fahrzeugscheibe unter der Voraussetzung einer konstanten Wischgeschwindigkeit in Längsrichtung der Wischlippe von einem inneren Kleinkreis zu einem äußeren Großkreis hin stetig zu. Da bei einer Schwenkbewegung des Wischblatts die Wischgeschwindigkeit linear mit dem Abstand vom Drehpunkt zunimmt, gleichen sich die bei der Auslegung der Werkstoffeigenschaften der Wischlippe für gleiche Wischgeschwindigkeiten unterschiedlichen Gleitreibungsbeiwerte zwischen dem Kleinkreis und dem Großkreis einander an, sodass unter der Annahme gleicher Auflagekräfte eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Reibkräfte über der Wischblattlänge erreicht wird.

Der Gleitreibungsbeiwert verläuft erfindungsgemäß von einem inneren Kleinkreis zu einem äußeren Großkreis nach einer Rechteckfunktion, die zwischen einem minimalen Gleitreibbeiwert und einen maximalen Gleitreibbeiwert wechselt, wobei der Anteil des maximalen Gleitreibbeiwerts pro Längeneinheit zum Großkreis hin zunimmt. Die Anteile des minimalen Gleitreibbeiwerts und die Anteile des maximalen Gleitreibbeiwerts ergeben zusammen einen mittleren Gleitreibbeiwert, der sich ähnlich verhält, wie ein sich stetig ändernder Gleitreibbeiwert.

Eine solche Verteilung des Gleitreibbeiwerts lässt sich mit einfachen Mitteln präzise und wiederholbar erreichen. Zweckmäßigerweise wird sie durch ein bekanntes PVD-Verfahren oder CVD-Verfahren erzeugt, bei denen die Prozessparameter während der Beschichtung der Wischlippe im Kontaktbereich vom inneren Kleinkreis zum äußeren Großkreis hin so variiert werden, dass für gleiche Wischgeschwindigkeiten über der Wischblattlänge die Gleitreibungsbeiwerte je Längeneinheit zum Großkreis hin zunehmen.

Grundsätzlich arbeiten die Scheibenwischer mit unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten. In der Regel kann der Fahrer zwischen zwei Winkelgeschwindigkeiten auswählen, wobei die niedrigere Winkelgeschwindigkeit auf Grund des größeren Gleitreibungsbeiwerts kritischer ist, als die größere Winkelgeschwindigkeit. Ferner ist die Winkelgeschwindigkeit während eines Wischzyklus ungleichmäßig. Sie ist in den Umkehrlagen des Wischblatts gleich null und steigt zwischen diesen auf einen Maximalwert an. Besonders kritisch sind in der Regel kleine Winkelgeschwindigkeiten bei Schwenkwinkeln, die im Sichtfeld des Fahrers liegen, da aus Sicherheitsgründen die Sicht des Fahrers durch eine schlechte Wischqualität nicht beeinträchtigt werden darf. Es ist daher zweckmäßig, den Verlauf des Gleitreibbeiwerts über der Wischblattlänge für den kritischen Schwenkwinkel auszulegen, der in der Regel bei 25 % bzw. 75 % des maximalen Schwenkwinkels liegt.

Der Gleitreibungsbeiwert ist für verschiedene Zustände der Fahrzeugscheibe unterschiedlich. Während er für eine trockene Fahrzeugscheibe und Gleitgeschwindigkeiten zwischen 0,01 und 10 Meter pro Sekunde zwischen 1,8 und 1 liegt, besitzt er für eine trockene Fahrzeugscheibe und für Gleitgeschwindigkeiten zwischen 0,01 und 1 Meter pro Sekunde Werte zwischen 0,6 und 0,05. Zwischen den Werten für eine trockene Fahrzeugscheibe und den Werten für eine nasse Fahrzeugscheibe liegen die Werte für eine trockene, schmutzige Fahrzeugscheibe. Um diesen Einfluss bei der Auslegung des Gleitreibbeiwerts über der Wischblattlänge zu berücksichtigen, ist es vorteilhaft, dass der Gleitreibbeiwert nach folgender Funktion verläuft: &mgr;(l) = &mgr;min – m * log v(l) . Dabei ist v die Gleitgeschwindigkeit, &mgr;min der kleinste technisch für den Kontakt zwischen der Wischlippe und der Fahrzeugscheibe realisierbare und für ein Umlegen der Wischlippe ausreichende Gleitreibbeiwert und m die gewichtete mittlere Steigung aus linear angenäherten Kurvenverläufen von Trockengleitreibbeiwerten auf einer sauberen bzw. schmutzigen Fahrzeugscheibe und einem Nassgleitreibbeiwert auf einer nassen Fahrzeugscheibe über einen Geschwindigkeitsbereich von 0,03 bis 1,5 Meter pro Sekunde. Hierzu werden die Gleitreibbeiwerte im Versuch ermittelt, die Versuchsergebnisse in dem angegebenen Bereich linearisiert und die Steigung der linearisierten Werte ermittelt. Aus den einzelnen Steigungsfaktoren wird eine mittlere gewichtete Steigung errechnet, wobei in erster Näherung die Gewichtungsfaktoren für die Steigung der Gleitreibbeiwerte für eine trockene bzw. trockene und verschmutzte Fahrzeugscheibe und der Gleitreibbeiwerte für eine nasse Fahrzeugscheibe gleich sind. Vorteilhafter ist es allerdings, wenn der Gewichtungsfaktor für die Steigung des Gleitreibbeiwerts für eine trockene Scheibe kleiner als der Gewichtungsfaktor für die Steigung des Gleitreibbeiwerts für eine trockene und verschmutzte Fahrzeugscheibe und dieser wiederum kleiner als der Gewichtungsfaktor für die Steigung eines Gleitreibbeiwerts für eine nasse Fahrzeugscheibe gewählt wird.

Da die Reibkraft neben dem Gleitreibbeiwert auch von der Auflagekraft der Wischlippe auf der Fahrzeugscheibe abhängt, kann zusätzlich zum Verlauf des Gleitreibbeiwerts die Auflagekraft über der Länge des Wischblatts so angepasst werden, dass sich ein gleichmäßiger Verlauf der Reibkraft ergibt, z.B. indem die Auflagekraft der Wischlippe vom Kleinkreis zum Großkreis des Wischblatts hin zunimmt. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass der Kraftangriffspunkt zwischen einem Wischarm und dem Wischblatt mehr zum Großkreis hin versetzt angeordnet ist als zum Kleinkreis. Ferner kann bei einem Wischblatt, das einen gelenklosen Wischleistenträger besitzt, die Vorspannung des Wischleistenträgers entsprechend der gewünschten Verteilung der Auflagekraft variiert werden. Entsprechendes kann durch eine Vorspannung einer Federschiene bei einem konventionellen Wischblatt mit einem Tragbügelsystem erreicht werden. Bei einem solchen Wischblatt, bei dem die Wischleiste durch Krallenbügel gehalten und die Auflagekraft im Bereich der Krallen auf die Wischleiste übertragen wird, erreicht die Auflagekraft im Bereich der Krallen ein Maximum, während sie zwischen den Krallen auf ein Minimum abfällt. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, kann die ungleichmäßige Verteilung der Auflagekraft durch einen entsprechenden Verlauf des Gleitreibbeiwerts ausgeglichen werden, indem der Gleitreibbeiwert im mittleren Bereich zwischen zwei Krallen ein Maximum besitzt. Ferner ist es vorteilhaft, die Auflagekraft im Bereich der kleinen Gleitgeschwindigkeiten in der Nähe des Kleinkreises gleichmäßiger zu gestalten, indem die Abstände zwischen benachbarten Krallen zum Kleinkreis hin abnehmen.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

1 eine schematische Frontansicht einer Fahrzeugscheibe mit zwei Scheibenwischern,

2 eine schematische Seitenansicht eines Scheibenwischers mit einem Tragbügelsystem,

3 einen vergrößerten Schnitt entsprechend der Linie III-III in 2,

4 eine schematische Darstellung eines gelenklosen Scheibenwischers mit einem flachen Wischleistenträger

5 ein Diagramm des Verlaufs der Wischgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abstand vom Drehpunkt über den Schwenkwinkel auf der Fahrerseite,

6 ein Diagramm des Verlaufs der Wischgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abstand vom Drehpunkt über den Schwenkwinkel auf der Beifahrerseite,

7 qualitativer Verlauf des Gleitreibungsbeiwerts bei verschiedenen Bedingungen über der Wischgeschwindigkeit,

8 ein Diagramm des Gleitreibbeiwerts als Rechteckfunktion über der Wischblattlänge.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Während einer Wischbewegung gleiten zwei Scheibenwischer 12, 14 mit ihren Wischblättern 20, 22 über eine Fahrzeugscheibe 10. Dabei werden die Wischblätter 20, 22 von zugehörigen Wischarmen 16, 18 gegen die Fahrzeugscheibe 10 gedrückt, so dass auf ihre Wischlippe 72 eine Auflagekraft ausgeübt wird. Die Wischarme 16, 18 bewegen sich in einer Schwenkbewegung jeweils um einen Drehpunkt 24, 26, wobei ihre zugehörigen Wischblätter 20, 22 ein Wischfeld 44, 46 in einem Schwenkwinkel &phgr;1 bzw. &phgr;2 überstreichen. Das Wischfeld 44 auf der Fahrerseite wird in radialer Richtung von einem Kleinkreis 28 und von einem Großkreis 32 begrenzt, die von den Enden des Wischblatts 20 während einer Wischbewegung beschrieben werden. Entsprechendes gilt für das Wischfeld 46 auf der Beifahrerseite, das von einem Kleinkreis 30 und einem Großkreis 34 in radialer Richtung begrenzt wird. Die Radien der Kleinkreise 28, 30 um die Drehpunkte 24, 26 sind mit 36, 38 bezeichnet, während die Radien der Großkreise 32, 34 die Bezugszeichen 40 bzw. 42 tragen. Die Differenz zwischen den Radien 36, 38 und den Radien 40, 42 ergeben die Wischblattlänge 48 des Wischblatts 20 bzw. die Wischblattlänge 50 des Wischblatts 22.

Die Wischblätter 20, 22 können in konventioneller Bauart mit einem Tragbügelsystem 52 aufgebaut sein (2) oder in einer Bauart mit einem gelenklosen Wischleistenträger 80.

Wischblätter 20, 22 der zuletzt genannten Bauart werden auch Flachbalken- bzw. Aerowischblätter genannt. Die Kraft wird vom Wischarm 16 bzw. 18 über ein Gelenk, das den Kraftangriffspunkt 78 bildet, auf das Tragbügelsystem 52 bzw. den Wischleistenträger 80 übertragen. Während der Wischarm 16 nach 2 die Wischlippe 72 bereits unter einer Auflagekraft gegen die Fahrzeugscheibe 10 drückt, befindet sich der Wischleistenträger 80 nach 4 noch in einem unbelasteten Zustand, in dem nur die Enden der Wischlippe 72 an der Fahrzeugscheibe 10 anliegen, während der mittlere Bereich unter einer Vorspannung stärker gewölbt von der Fahrzeugscheibe 10 abgehoben ist.

Die Wischlippe 72 ist Teil einer Wischleiste 54 (3), die von mehreren Krallenbügeln 60 des Tragbügelsystems 52 an einer Kopfleiste 56 gehalten wird. Krallen 62 des Krallenbügels 60 umfassen die Kopfleiste 56 und greifen in Längsnuten 64 ein, die zwischen der Kopfleiste 56 und einem Stützkörper 66 angeordnet sind. Ein Kippsteg 68 verbindet den Stützkörper 66 mit einem Wischkeil 70, an den sich die Wischlippe 72 anschließt, die mit einem möglichen Kontaktbereich 74 an der Fahrzeugscheibe 10 anliegt. Um die über die Krallen 62 eingeleitete Auflagekraft gleichmäßiger über die Länge der Wischleiste 54 zu verteilen, ist in der Kopfleiste 56 eine Federschiene 58 vorgesehen. Diese kann eine Vorspannung aufweisen, um den Verlauf der Auflagekraft über der Wischblattlänge 48, 50 zu beeinflussen.

Das Wischblatt 20 nach 4 unterscheidet sich im Wesentlichen durch den Wischleistenträger 80, an dem ein nicht näher dargestellter Wischgummi befestigt ist. Dieser besitzt eine Wischlippe, einen Wischkeil, einen Kippsteg und ein Befestigungsteil, mit dem er an dem Wischleistenträger 80 z.B. durch Kleben befestigt ist. Die aufgezählten Elemente entsprechen den Teilen 66, 68, 70, 72 und 74 der Wischleiste 54 nach 3. Durch eine entsprechende Verformung des Wischleistenträgers 80 wird dieser so vorgespannt, dass eine gewünschte Auflagekraft erzeugt wird, wenn sich die Wischlippe 72 an die Fahrzeugscheibe 10 anlegt, und zwar so, dass die Auflagekraft vom Kleinkreis 28 zum Großkreis 32 hin zunimmt. Dabei kann zusätzlich der Kraftangriffspunkt 78 zum Großkreis 32 hin versetzt angeordnet werden.

Eine gleichmäßige Verteilung der Auflagekraft kann grundsätzlich auch bei einem Wischblatt 20 nach 2 erzielt werden. Allerdings verläuft die Auflagekraft infolge der Kraftübertragung durch die Krallen 62 ungleichmäßig. Um sie in dem kritischen Bereich mit niedrigen Gleitgeschwindigkeiten zum Kleinkreis 28 hin gleichmäßiger zu gestalten, werden die Abstände 84 zwischen den Krallen 62 zum Kleinkreis 28 hin zweckmäßigerweise verkleinert. Ferner kann der Einfluss der ungleichmäßigen Auflagekraft dadurch verringert werden, dass der Gleitreibungsbeiwert &mgr; im Kontaktbereich 74 der Wischlippe 72 etwa im mittleren Bereich 82 zwischen zwei benachbarten Krallen 62 ein Maximum erreicht. Da die Reibkraft das Produkt aus der Auflagekraft multipliziert mit dem Gleitreibbeiwert &mgr; ist, wird so über die Wischblattlänge 48 des Wischblatts 20 eine annähernd gleichmäßige Reibkraft erzeugt.

In den 5 und 6 ist die Gleitgeschwindigkeit v über dem Schwenkwinkel &phgr; aufgetragen, und zwar in 5 für das Wischblatt 20 auf der Fahrerseite und in 6 entsprechende Werte für das Wischblatt 22 auf der Beifahrerseite. Das Wischblatt 20 auf der Fahrerseite besitzt eine Wischblattlänge 48 von etwa 550 mm, während das Wischblatt 22 auf der Beifahrerseite eine Wischblattlänge 50 von etwa 500 mm hat. Es sind Kurven 86 der Gleitgeschwindigkeit v über den Schwenkwinkel &phgr; für verschiedene Abstände 1 von den Drehpunkten 24, 26 aufgetragen. Es ist leicht zu erkennen, dass die Gleitgeschwindigkeit v mit größer werdendem Abstand von den Drehpunkten 24, 26 linear zunimmt und gleichzeitig etwa in der Mitte zwischen den Umkehrlagen, zwischen einem minimalen Schwenkwinkel &phgr;min und einem maximalen Schwenkwinkel &phgr;max ein Maximum erreicht. Der kritische Schwenkwinkel &phgr;, dessen Werte für die Gleitgeschwindigkeiten v und Gleitreibbeiwerten &mgr; für die Auslegung zweckmäßigerweise herangezogen werden, liegt etwa bei 25 bzw. 75 % des maximalen Schwenkwinkels &phgr;. In diesem Bereich ist einerseits die Gleitgeschwindigkeit v, insbesondere im Bereich der Kleinkreise 28, 30 der Wischblätter 20, 22 sehr klein, andererseits liegt bei diesem Schwenkwinkel &phgr; das Wischblatt 20, 22 bereits deutlich im Sichtfeld des Fahrers.

In dem Diagramm nach 7 sind empirisch ermittelte Gleitreibwerte &mgr; für verschiedene Zustände der Fahrzeugscheibe 10 über der Gleitgeschwindigkeit v aufgetragen. Die Messpunkte für eine nasse Fahrzeugscheibe 10 sind kleine Dreiecke, für eine trockene, aber schmutzige Fahrzeugscheibe 10 kleine Quadrate und für eine trockene Fahrzeugscheibe 10 kleine Kreise. Durch die Punktescharen ist im Bereich der Gleitgeschwindigkeit v zwischen 0,03 und 1,50 [m/s] eine Gerade gezogen, die den linear aproximierten Kurvenverlauf des Gleitreibbeiwerts &mgr;nass bei nasser Fahrzeugscheibe 10, den Gleitreibbeiwert &mgr;tr,Sch bei trockener, aber schmutziger Fahrzeugscheibe 10 und des Gleitreibbeiwerts &mgr;tr für eine trockene Fahrzeugscheibe 10 darstellt. Die Steigungen der Geraden 88, 90, 92 werden mit mtr, mtr,Sch und mnass bezeichnet, jeweils mit einem Gewichtungsfaktor gtr, gtr,Sch und gnass gewichtet und zu einem mittleren Wert m ausgewertet. So kann eine nach der Erfindung vorteilhafte Verteilung des Gleitreibbeiwerts &mgr;(l) = &mgr;min – m log v(l) ermittelt werden. Dabei ist &mgr;min der kleinste technisch für den Kontakt von Wischgummi gegenüber der Windschutzscheibe 10 realisierbarer und für das Umlegen der Wischlippe 72 ausreichende Gleitreibbeiwert &mgr;. Da die Gleitreibbeiwerte &mgr;nass, &mgr;tr,Sch und &mgr;tr mit steigender Gleitgeschwindigkeit v abfallen, ergibt sich ein negativer Wert für m, so dass mit zunehmendem Abstand 1 von den Drehpunkten 24, 26 der gewünschte Gleitreibbeiwert &mgr; entsprechend der erfindungsgemäßen Auslegung von dem Gleitreibbeiwert &mgr;min ausgehend zunimmt. Die gewichtete mittlere Steigung m aus den Geraden 88, 90, 92 ergibt sich aus der Gleichung m = (etrmtr + gtr,Schmtr,Schh + gnassmnass)/(gtr + gtr,Sch + gnass)

Dabei können in einfachen Fällen die Gewichtungsfaktoren gtr, gtr,Sch und gnass gleich gewählt werden, z. B. gleich 1. Vorteilhafter ist es jedoch, dass der Gewichtungsfaktor gtr kleiner ist als der Gewichtungsfaktor gtr,Sch und dieser wiederum kleiner ist als der Gewichtungsfaktor gnass.

Die Wischlippe 72 der Wischblätter 20, 22 erhalten in ihrem Kontaktbereich 74 über ihre Wischblattlänge 48, 50 eine Verteilung des Gleitreibbeiwerts &mgr;, der von dem Kleinkreis 28, 30 zum Großkreis 32, 34 hin stetig zunimmt, wie es für das Wischblatt 22 im Diagramm nach 8 durch eine Gerade 94 vereinfacht dargestellt ist. Die Gerade 94, die zwischen einem minimalen Wert 96 am Kleinkreis 30 und einem maximalen Wert 98 für den Gleitreibbeiwert &mgr; am Großkreis 34 liegt, kann auch durch eine andere Kurve ersetzt werden, die ebenfalls diese Punkte im Diagramm verbindet und z.B. die Auflagekräfte berücksichtigt.

Der Gleitreibbeiwert &mgr; kann zwischen diesen Werten auch durch eine Rechteckfunktion 76 dargestellt werden, bei der der Funktionswert zwischen dem minimalen Wert 96 und dem maximalen Wert 98 wechselt, wobei die Anteile 100 des maximalen Werts 98 zum Großkreis 34 hin zunehmen, so dass sich insgesamt ein Mittelwert ergibt, der ähnlich der Geraden 94 verläuft. Dadurch kann die Wischlippe 72 mit Verfahren gefertigt werden, die nur eine Änderung der Verfahrensparameter in diskreten Schritten zulassen.


Anspruch[de]
  1. Wischblatt (20, 22) für einen Scheibenwischer (12, 14) mit einer Wischlippe (72) aus einem gummielastischen Werkstoff, die bei einer Wischbewegung um einen Drehpunkt (24, 26) unter einer Auflagekraft über ein Wischfeld (44) auf einer Fahrzeugscheibe (10) gleitet und bei einer konstanten Winkelgeschwindigkeit (&ohgr;) des Wischblatts (20, 22) annähernd gleichmäßig über die Wischblattlänge (48, 50) verteilte Reibkräfte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitreibbeiwert (&mgr;) von einem inneren Kleinkreis (28, 30) zu einem äußeren Großkreis (32, 34) nach einer Rechteckfunktion (76) verläuft, die zwischen einem minimalen Gleitreibbeiwert (&mgr;min) und einem maximalen Gleitreibbeiwert (&mgr;max) wechselt, wobei der Anteil des maximalen Gleitreibbeiwerts (&mgr;max) pro Längeneinheit zum Großkreis (32, 34) hin zunimmt.
  2. Wischblatt (20, 22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Gleitreibbeiwerts (&mgr;) über der Wischblattlänge (48, 50) für einen bestimmten kritischen Schwenkwinkel (&phgr;1, &phgr;2) und einer kritischen Winkelgeschwindigkeit (&ohgr;) so ist, dass sich hierbei über der Wischblattlänge (48, 50) ein annähernd konstanter Verlauf der Reibkraft ergibt.
  3. Wischblatt (20, 22) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Gleitreibbeiwerts (&mgr;) über der Wischblattlänge (48, 50) &mgr;(l) = &mgr;min – m·log v(l) ist, wobei v die Gleitgeschwindigkeit, &mgr;min der kleinste technisch für den Kontakt zwischen der Wischlippe (72) und Fahrzeugscheibe (10) realisierbare und für ein Umlegen der Wischlippe (72) ausreichende Gleitreibbeiwert ist und m die gewichtete mittlere Steigung (m) aus linear angenäherten Kurvenverläufen (88, 90, 92) von Trockengleitreibbeiwerten (&mgr;tr, &mgr;tr,Sch) auf einer sauberen bzw. schmutzigen Fahrzeugscheibe (10) und einem Nassgleitreibbeiwert (&mgr;nass) auf einer nassen Fahrzeugscheibe (10) über einen Gleitgeschwindigkeitsbereich von 0,03 m/s < v(l) < 1,5 m/s ist.
  4. Wischblatt (20, 22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Gewichtungsfaktoren (gtr, gtr,Sch, gnass) für die Steigung der linearisierten Trockengleitreibbeiwerte (&mgr;tr, &mgr;tr,Sch) und des linearisierten Nassgleitreibbeiwerts (&mgr;nass) gleich sind.
  5. Wischblatt (20, 22) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (gtr) für die Steigung des linearisierten Trockengleitreibbeiwerts (&mgr;tr) bei sauberer Fahrzeugscheibe (10) kleiner als der Gewichtungsfaktor (gtr,Sch) für die Steigung des linearisierten Trockengleitreibbeiwerts (&mgr;tr,Sch) bei schmutziger Fahrzeugscheibe (10) und dieser kleiner als der Gewichtungsfaktor (gnass) für die Steigung des linearisierten Nassgleitreibbeiwerts (&mgr;nass) ist.
  6. Wischblatt (20, 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagekraft der Wischlippe (72) vom Kleinkreis (28, 30) zum Großkreis (32, 34) hin zunimmt.
  7. Wischblatt (20, 22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftangriffspunkt (78) zwischen einem Wischarm (16, 18) und dem Wischblatt (20, 22) näher zum Großkreis (32, 34) liegt als zum Kleinkreis (28, 30).
  8. Wischblatt (20, 22) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wischleistenträger (80) oder eine Federschiene (58) eine entsprechende Vorspannung aufweist.
  9. Wischblatt (20, 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Tragbügelsystem (52), dessen Krallenbügel (60) mit Krallen (62) die Wischleiste (54) halten, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitreibbeiwert (&mgr;) im mittleren Bereich (82) zwischen zwei Krallen (62) ein Maximum besitzt.
  10. Wischblatt (20, 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Tragbügelsystem (52), dessen Krallenbügel (60) mit Krallen (62) die Wischleiste (54) halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (84) zwischen zwei benachbarten Krallen (62) zum Kleinkreis (28) hin abnehmen.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Wischblatts (20, 22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischlippe (72) in einem PVD- oder CVD-Verfahren beschichtet ist.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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