DE3142716A1 - Wiper system for the windows and lights of motor vehicles - Google Patents
Wiper system for the windows and lights of motor vehiclesInfo
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Description
3U27163U2716
R. 17419R. 17419
13.10.1981 Sa/KcOctober 13, 1981 Sa / Kc
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1
Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen Stand der TechnikState of the art wiper device for windows of motor vehicles
Die Erfindung geht aus von einer wischvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Wischvor- · richtung mit einem Kunststoff-Wdseherarm bekannt. Dieser Wischerarm soll aus einem Kunststoff bestehen, der dem Federstahl ähnliche Eigenschaften aufweist. Es hat sich aber gezeigt, daß ein solcher, beispielsweise aus einem Thermoplast hergestellter Wischerarm - wenn er den an ihn gestellten Anforderung bezüglich der Biege- und Torsionssteifigkeit genügen soll - so dick dimensioniert werden muß, daß die noch zulässige Randfaserdehnung (bzw. Biegespannung) bei weitem überschritten wird, wenn die Länge des Wischerarms bestimmte, sehr enge Grenzen übersteigt.The invention is based on a wiper device according to the Genre of the main claim. A wiper device with a plastic wiper arm is already known. This The wiper arm should be made of a plastic that has properties similar to spring steel. It has but shown that such a wiper arm, for example made of a thermoplastic - if it is the one to him requirement regarding bending and torsional stiffness should suffice - be dimensioned so thick must that the still permissible outer fiber strain (or bending stress) is exceeded by far if the length of the wiper arm exceeds certain very narrow limits.
Versuche mit parabelförmig gebogenen, unterschiedlich dicken Wischerarmen aus Pederstahl haben zu folgenden Erkenntnissen geführt:Attempts with parabolic curved, different thick wiper arms made of Pederstahl have led to the following findings:
3H27163H2716
Wählt man, bei vorgegebener Breite, die Dicke des Wischerarms im Hinblick auf die geforderte Torsionssteifigkeit (um das Rattern des Wischgummis auf der zu wischenden Scheibe zu verhindern), so schwankt die Auflagekraft wegen der zu hohen Biegesteifigkeit in Abhängigkeit von der Scheibenwölbung zu stark. Dies führt zu einer ungenügenden Wischleistung dort, wo die Vorspannung des Wischerarms infolge der Scheibenkrümmung zu gering wird. Andererseits rattert aber der Wischgummi über die Scheibenoberfläche in den Bereichen, wo die Vorspannung des Wischerarms - ebenfalls wegen der Scheibenkrümmung - einen bestimmten Wert übersteigt. If you choose the thickness of the wiper arm with a given width in view of the required torsional rigidity (to prevent the squeegee from rattling on the window to be wiped), the bearing force fluctuates because of the high bending stiffness depending on the curvature of the windshield too strong. This leads to inadequate wiping performance where the preload of the wiper arm as a result the curvature of the disc becomes too small. On the other hand, however, the squeegee rattles over the surface of the windshield into the Areas where the preload of the wiper arm - also because of the curvature of the window - exceeds a certain value.
Verringert man die Dicke des Federstahl-Wischerarms entsprechend einer von der Scheibenkrümmung abhängigen Auflagekraft, so wird der Wischerarm zu torsionsweich, was ebenfalls zum Rattern des Wischgummis auf der Scheibe führt.Reduce the thickness of the spring steel wiper arm accordingly a contact force dependent on the curvature of the window, the wiper arm becomes too torsionally soft, what also leads to the rattle of the squeegee rubber on the window.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Wischvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs vermeidet alle dieseThe wiper device according to the invention with the characteristic Features of the main claim avoids all of these
geschilderten Nachteile der bekannten Wischvorrichtung, weil durch den Aufbau des Wischerarms eine optimale Anpassung der Materialpaarung und der Schichtdicken an die Forderungen möglich ist.The disadvantages of the known wiper device outlined above, because the structure of the wiper arm enables optimal adaptation the material pairing and the layer thickness to the requirements is possible.
Die folgende Tabelle soll den Vorteil einer für einen bestimmten Anmeldungsfall ausgewählten Materialkombination (.Kern aus glasfaser-verstärktem Kunststoff - GFK mit überwiegend axialer Faserorientierung, Mantel aus kohlefäser-verstärktem' Kunststoff - CFK - mit diagonal zur Längsrichtung + ^5°'angeordneter» Fasern) gegenüberThe following table is intended to show the advantage of a material combination selected for a specific application (. Core made of fiberglass-reinforced plastic - GRP with Mainly axial fiber orientation, jacket made of carbon fiber reinforced plastic - CFRP - with diagonal to the longitudinal direction + ^ 5 ° 'arranged »fibers) opposite
3Η27163Η2716
einem mit regellosen Kurzglasfasern verstärkten Thermoplast oder Duoplast und Federstahl verdeutlichen:a thermoplastic reinforced with random short glass fibers or Duoplast and spring steel clarify:
E-Modul
(U/mm )Bending strength,
Modulus of elasticity
(Rev / mm)
Schubmodul ~
axial (Έ/mm. ) Torsional stiffness
Shear modulus ~
axial (Έ / mm.)
durch Scha
digung (%) Yield point
by Scha
completion (%)
verstärktThermoplastic, fiber
reinforced
orientierung (steife
Harzmatrix)GRP with axial fiber
orientation (stiff
Resin matrix)
CFK mit Faserorientierung + U5 (elast. Harzmatrix)CFRP with fiber orientation + U5 (elastic. Resin matrix)
10 00010,000
25 00025,000
1,01.0
Wie aus d'er-iTabelle ersichtlich ist, lassen sich Wischerarme aus Faserverbundwerkstoffen biegeweicher und/oder torsionssteifer als aus Stahl herstellen. Durch den geringeren Elastizitätsmodul bei wesentlich höherer, zulässiger Randfaserdehnung kann die Torsionssteifigkeit über eine "bei gleicher Breite höhere Dicke des Wischerarms erreicht werden.As can be seen from the d'er-iT table, wiper arms made of fiber composite materials more flexible and / or Manufacture more torsionally stiff than from steel. By the lesser The modulus of elasticity with a significantly higher, permissible outer fiber expansion can reduce the torsional stiffness can be achieved via a "greater thickness of the wiper arm with the same width.
Ein Wischerarm mit einem Kern aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff'.mifr. äxialer"-Faserorientierung , der von einem kohlefaser-verstärktem Kunststoffmantel, mit einer Faserorientierung unter etwa + k5 (also diagonal angeordnet) umgeben ist, könnte demgegenüber - beeinflußbar durch die Dicke der einzelnen Schichten - auf folgende Werte kommen: Elastizitätsmodul axial ca. 20 000 ίΓ/mm ,A wiper arm with a core made of a glass fiber reinforced plastic'.mifr. Axial "fiber orientation, which is surrounded by a carbon fiber-reinforced plastic jacket with a fiber orientation below about + k5 (i.e. arranged diagonally), on the other hand, could - influenced by the thickness of the individual layers - come to the following values: modulus of elasticity axially approx. 20,000 ίΓ / mm,
2
Schubmodul axial ca. 20 000 N/mm , bei einer den Schädigungsrenze durch Dehnung von ca. 1 %. 2
Shear modulus axially approx. 20,000 N / mm, with a damage limit due to elongation of approx. 1 %.
Durch die in den Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Wischvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, sowohl den Kunststoffkern, als auch den Kunststoffmantel mit Kohle- und/oder Glasfasern zu verstärken, die entsprechend der an den Wischerarm gestellten Forderungen orientiert sind.By the measures listed in the claims are advantageous developments and improvements of the wiper device specified in the main claim are possible. Particularly It is advantageous to have both the plastic core and the plastic jacket with carbon and / or glass fibers to reinforce, which are oriented according to the requirements placed on the wiper arm.
Dabei nehmen die axial orientierte Fasern, die bei der Biegung auftretenden Zug- und Druckspannungen auf, vährend die unter + ^5° zur Längsrichtung angeordneten Fasern, die bei der Biegung und bei der Torsion auftretenden Schubspannungen aufnehmen.The axially oriented fibers absorb the tensile and compressive stresses that occur during bending the fibers arranged at + ^ 5 ° to the longitudinal direction, the absorb shear stresses occurring during bending and torsion.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht eines Wischer arms, der sich vor einer Windschutzscheibe befindet, Figur 2 eine Ansicht des Wischerarms gemäß Figur 1 u.n.4 Figur 3 die Schnittfläche eines durch den Wischerarm gelegten Schnittes entlang der Linie III-III in Figur 2, in vergrößerter Darstellung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a side view of a wiper arm which is located in front of a windshield, FIG 2 shows a view of the wiper arm according to FIG. 1 and FIG. 3 the cut surface of a laid through the wiper arm Section along the line III-III in Figure 2, in an enlarged Depiction.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Eine in Figur 1 teilweise dargestellte Wischvorrichtung · hat ein angetriebenes Bauteil, das im vorliegenden Fall als pendelnd angetriebene Wischerwelle 10 ausgebildet ist. An dem freien Ende der Wisch'erwelle ist ein Wischerarm 12 befestigt, der im wesentlichen aus Kunststoff gefertigt ist. Der Wischerarm 12 ist mit einem Grundkörper lh versehen, der an ein stangenförmiges Teil 16 angespritzt ist.A wiper device partially shown in FIG. 1 has a driven component which, in the present case, is designed as a wiper shaft 10 driven to oscillate. A wiper arm 12, which is essentially made of plastic, is attached to the free end of the wiper shaft. The wiper arm 12 is provided with a base body 1h which is injection-molded onto a rod-shaped part 16.
Der Grundkörper 1k bildet das eine, mit der Fischervelle 10 verbundene Ende des Wischerarms 12. Um eine Verbindung zwischen Wischerarm 12 und Wischerwelle 10 zu erreichen, ist der Grundkörper 1U mit einer Metallbuchse 18 ausgestattet, die eine die Wischerwelle 10 aufnehmende Bohrung 20 hat. Das andere, freie Wischerarmende 22 weist eine nicht dargestellte Vorrichtung auf, an der ein ebenfalls nicht dargestelltes Wischblatt in an sich bekannter Weise befestigt werden kann. Das Wischblatt liegt mit seiner Wischlippe auf der Oberfläche 2k einer in Figur 1 dargestellten, gekrümmten Windschutzscheibe 26 auf. Das stangenförmige Teil 16 des Wischerarms 12 weist einen Kunststoffkern 2^t. auf, der -von einem Kunststoffmantel 28 umgeben ist. Der Kunststoffmantel ist über seine gesamte Länge mit dem Kunststoffkern 2ψ fest verbunden (Adhäsion). Das stangenförmige Teil 16 weist eine etwa parabelförmige Krümmung auf. Der Krümmungsverlauf des Teils 16 ist derart, daß das Zentrum oder die Zentren der Krümmung auf der der Scheibe 26 zugewandten Seite liegt. Weiter ist der Wischer** arm 12 so angeordnet, daß der senkrecht zur Scheibe 26 gemessene Abstand 30 zwischen Wischerarm 12 und Scheibenoberfläche 2k kleiner ist als der senkrecht zur Scheibe 26 gemessene Abstand 32 zwischen der Scheibenoberfläche 2k und dem Endbereich lh des Wischerarms 12, der mit der Wischerwelle 10 verbunden ist. Die Anordnung und der Verlauf des Wischerarms 12 bzw. des stangenförmigen Teils 16 in bezug auf die Windschutzscheibe 26 ist aus Figur 1 ersichtlich. Dieser Verlauf ist dann gegeben, wenn der Wischerarm noch ungespannt ist. Eine Spannung des Wischerarms 12 wird nämlich erst dann erreicht, wenn das an dem freien Wischerarmende 22 befestigte Wischblatt im Einbauzustand auf der Scheibe 26 aufliegt. Die Höhe des Wischblatts ist nämlich größer als der Abstand 30 zwischen dem freien Wischerarmende 22 und der Oberfläche 2k der Windschutzscheibe 26. Mit dem Anbringen ,des Wischblatts am freien Wischerarmende 22 wirdThe main body 1 k forms the one end of the wiper arm 12 connected to the fishing shaft 10. The other, free wiper arm end 22 has a device, not shown, to which a wiper blade, also not shown, can be attached in a manner known per se. The wiper blade rests with its wiper lip on the surface 2k of a curved windshield 26 shown in FIG. The rod-shaped part 16 of the wiper arm 12 has a plastic core 2 ^ t. which is surrounded by a plastic jacket 28. The plastic jacket is firmly connected to the plastic core 2ψ over its entire length (adhesion). The rod-shaped part 16 has an approximately parabolic curvature. The course of the curvature of the part 16 is such that the center or centers of curvature lies on the side facing the disk 26. Furthermore, the wiper arm 12 is arranged so that the distance 30 measured perpendicular to the window 26 between the wiper arm 12 and the window surface 2k is smaller than the distance 32 measured perpendicular to the window 26 between the window surface 2k and the end region lh of the wiper arm 12, the is connected to the wiper shaft 10. The arrangement and the course of the wiper arm 12 or the rod-shaped part 16 in relation to the windshield 26 can be seen from FIG. This course is given when the wiper arm is still untensioned. The wiper arm 12 is only tensioned when the wiper blade attached to the free wiper arm end 22 rests on the window 26 in the installed state. The height of the wiper blade is namely greater than the distance 30 between the free wiper arm end 22 and the surface 2k of the windshield 26. When the wiper blade is attached to the free wiper arm end 22
also die Krümmung des stangenförmigen Teils 16 verringert; das heißt mehr einer Geraden angenähert. Die Größe der so erreichten Wischerarmspannung ist anhängig von der Höhe des Wischblatts und/oder von dem besonderen Aufbau des stangenförmigen Teils 16.that is, the curvature of the rod-shaped part 16 is reduced; that is, more like a straight line. The magnitude of the wiper arm tension achieved in this way depends on the height of the wiper blade and / or of the special structure of the rod-shaped part 16.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kunststoffkern 2JT aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Dabei ist die Anordnung der Fasern so getroffen, daß diese sich überwiegend, in Längsrichtung des stangenförmigen Teils 16 erstrecken. Man spricht in diesem Fall von einem vorwiegend unidirektional·-: ■ glasfaserverstärkten Kunststoff. Zur Herstellung des Kunststoffmantels 28 ist "beim Ausführungsbeispiel ein kohlefaserverstärkter Kunststoff verwendet, bei dem die Faserorientierung in etwa + 1*5° zur Längserstreckung des stangenförmigen Teils 16 beträgt. Die Anordnung der Fasern ist also diagonal.In the present exemplary embodiment, the plastic core 2JT is made from a glass fiber reinforced plastic manufactured. The fibers are arranged in such a way that that these are predominantly, in the longitudinal direction of the rod-shaped part 16 extend. One speaks in this case from a predominantly unidirectional · -: ■ glass fiber reinforced plastic. To manufacture the Plastic jacket 28 is ″ in the exemplary embodiment Carbon fiber reinforced plastic is used, in which the fiber orientation is approximately + 1 * 5 ° to the longitudinal extension of the rod-shaped part 16 is. The arrangement of the So fibers is diagonal.
Es versteht sich von selbst, daß die beim Ausführungsbeispiel verwendeten Werkstoffe für das stangenförmige Teil 16 nicht nur in der beschriebenen Kombination verwendet werden können. Entsprechend der an den Wischerarm gestellten, spezifischen Anforderungen kann es auch zweckmäßig sein, beispielsweise den Kern 2yE aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und den Kunststoffmantel 28 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff herzustellen.It goes without saying that in the exemplary embodiment The materials used for the rod-shaped part 16 are not only used in the described combination can be. Depending on the specific requirements placed on the wiper arm, it can also be expedient be, for example, the core 2yE made of a carbon fiber reinforced Plastic and the plastic sheath 28 made of a glass fiber reinforced plastic.
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Claims (1)
mit einem aus einem elastischen Kunststoff gefertigten
Wischerarm, dessen eines Ende an einem zur Wischvorrichtung gehörenden, angetriebenen Bauteil "befestigt und an
dessen anderen, freien Ende ein Wischblatt "faefestigbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wischerarm (12) einen sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Kunststoffkern (25?) aufweist, der von einem hülsenartigen Kunststoffmantel (28) umgeben und mit diesem verbunden ist.1. wiper device for windows of motor vehicles,
with one made of an elastic plastic
Wiper arm, one end of which is attached to and attached to a driven component belonging to the wiper device
the other, free end of which is a wiper blade "can be fixed
is, characterized in that the wiper arm (12) has a plastic core (25?) extending in the longitudinal direction thereof, which is surrounded by a sleeve-like plastic casing (28) and connected to it.
Bauteil eine pendelnd angetriebene Wischerwelle (1O) ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Wischerwelle (10) verbundene Wischerarmende (1M eine Bohrung (20) zur Aufnahme der Wischerwelle (1O) aufweist.2. Wiper device according to claim 1, the driven
The component is a wiper shaft (1O) driven to oscillate, characterized in that the wiper arm end (1M) connected to the wiper shaft (10) has a bore (20) for receiving the wiper shaft (1O).
dadurch gekennzeichnet, daß der Wischerarm (12) eine vorzugsweise parabelförmige Krümmung aufweist, deren Zentrum auf der der Scheibe (26) zugewandten Seite liegt und daß
der senkrecht zur Scheibe (26) gemessenen Abstand (30) des freien Wischerarmendes (22) kleiner ist als der senkrecht zur Scheibe (26) gemessene Abstand (32) zwischen der Scheibe (26) und dem Endbereich (1k) des Wischerarms (12), der mit dem angetriebenen Bauteil (1O) verbunden ist.3. Wiper device according to one of claims 1 or 2,
characterized in that the wiper arm (12) has a preferably parabolic curvature, the center of which lies on the side facing the window (26), and that
the distance (30) of the free end of the wiper arm (22) measured perpendicular to the window (26) is smaller than the distance (32) measured perpendicular to the window (26) between the window (26) and the end region (1 k ) of the wiper arm (12) ), which is connected to the driven component (1O).
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