CN103129528A - 具有至少部分地由纤维复合材料制成的弹簧芯的雨刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个无铰链的雨刷片（10）的雨刷装置，它包括至少一弹簧条（12），它具有至少一至少部分地由纤维复合材料制成的弹簧芯（14），并且至少设置用于传递刮净力到雨刷片（10）上。本发明建议，所述弹簧条（12）包括弹性外壳（16），它至少部分地包围弹簧芯（14）。

Description

具有至少部分地由纤维复合材料制成的弹簧芯的雨刷装置

技术领域

本发明涉及一个无铰链雨刷片的雨刷装置，它包括弹簧条，它具有由纤维复合材料制成的弹簧芯，并且用于传递刮净力到雨刷片上。

发明内容

本发明源自一个无铰链雨刷片的雨刷装置，它包括至少一弹簧条，它具有至少一至少部分地由纤维复合材料制成的弹簧芯，并且至少计划用于传递刮净力到雨刷片上。

在此建议，所述弹簧条包括弹簧外壳，它至少部分地包围弹簧芯。由此可以提供由纤维复合材料制成的特别有利的弹簧条。“无铰链的雨刷片”尤其指的是一种雨刷片，它具有一个或多个、尤其弯曲的弹簧条和/或尤其具有刮拭橡胶，它无铰链、尤其通过弹簧条与连接单元、尤其雨刷片适配体连接。“弹簧条”尤其指的是一弯曲的支撑部件，它将刮净力从刮臂传递到刮拭橡胶，并且通过其曲率使刮拭橡胶通过其刮棱边在其整个长度上顶压在汽车玻璃上，并由此防止在运行期间刮棱边从汽车玻璃上抬起来，所述曲率具有比要刮净的汽车玻璃的曲率半径更小的曲率半径。在此“纤维复合材料”尤其指的是包括至少两种主组分的多相材料，它具有至少一基础母体以及增强纤维。基础母体最好由塑料、树脂和/或其它专业人员视为有意义的原料构成，并且纤维可以由塑料纤维、玻璃纤维、天然纤维和/或其它专业人员视为有意义的纤维构成。“设置用于”尤其指的是专门地设计和/或配置。“弹簧外壳”尤其指的是由与弹簧芯至少部分不同的材料、如塑料、金属尤其如轻金属或者其它专业人员视为有意义的材料制成的外壳。弹簧外壳可以由多个零部件组成，但是最好由唯一的部件构成。在此“至少部分地包围”尤其指的是，在至少一截平面中观察，弹簧芯至少在三个方向上完全地且在第四方向上至少达10%、有利地达50%且特别有利地达80%被弹簧外壳覆盖。弹簧芯可以沿着其纵向只在一个或也在多个局部部位被弹簧外壳包围。但是尤其最好使弹簧芯至少大部分沿着其纵向被弹簧外壳包围。

此外建议，所述弹簧条的弹簧外壳具有至少一容纳部位，它用于形状锁合地与至少一雨刷片部件连接。由此可以使雨刷片有利地简单地配备并且特别简单且无需附加连接部件地实现不同雨刷片的连接。“容纳部位”尤其指的是弹簧条的一个部位，在该部位上设置至少一形状锁合部件，它用于雨刷片部件与弹簧外壳之间的形状锁合的连接。在此至少一形状锁合部件可以由构成容纳部位的部件构成，它嵌入到另一部件里面，如最好由短臂构成，和/或可以由一部件构成，在其中嵌入另一部件，如最好由槽构成。在此“形状锁合的连接”尤其指的是一种连接，其中两个零部件之间的保持力通过零部件相互间的几何形状嵌接传递。

此外建议，所述弹簧条的弹簧外壳具有至少一用于雨刷片适配体的铰接位置。由此可以使雨刷片适配体特别简单地与雨刷片连接，由此可以使雨刷片尤其简单且成本有利地与刮臂连接。在此“用于雨刷片适配体的铰接位置”尤其指的是弹簧条的一个位置，它用于使雨刷片适配体固定地与其连接，并且为此相应地设计。在此铰接位置与用于其它雨刷片部件的容纳部位至少部分一体地构成。雨刷片适配体可以通过铰接位置例如利用形状锁合连接、焊接、铆接和/或其它专业人员视为有意义的连接与弹簧外壳连接。在此，“雨刷片适配体”尤其指的是一种适配体，它具有与雨刷片的铰接位置，与雨刷片不可遗失地连接，并且用于提供用于与刮臂适配体耦联和/或接触的雨刷片的耦联部位。在此“刮臂适配体”尤其指的是一个适配体，它具有与刮臂的接触部位，与刮臂不可遗失地连接，并且用于提供用于与雨刷片适配体耦联和/或接触的刮臂的耦联部位。

此外建议，所述弹簧外壳设计成挤压型材(Strangpressprofil)。由此可以特别简单且成本有利地制成弹簧外壳。在此“挤压型材”尤其指的是一部件，它在挤压工艺中制成并由此在挤压方向上具有至少基本相同的轮廓。在此挤压型材可以由金属、尤其轻金属、由塑料和/或由其它专业人员视为对于挤压型材有意义的材料构成。

此外建议，所述弹簧外壳设计成铝挤压型材。由此可以特别有利地构成弹簧外壳。“铝挤压型材”尤其指的是由铝或铝合金制成的部件，它在挤压工艺中制成。

此外建议，所述弹簧外壳具有一至少基本与由纤维复合材料制成的弹簧芯相同的曲率。由此可以特别简单地配备弹簧条。“曲率”尤其指的是在雨刷片纵向上的弯曲。在此“基本相同的曲率”尤其指的是，弹簧外壳的曲率、尤其曲率半径以最大10%、有利地以最大5%且特别有利地以最高1%与弹簧芯的曲率不同。

还建议，所述弹簧芯的所有纤维至少大部分同向地取向。由此可以特别简单地制成弹簧芯，并且具有尤其有利的特性。“同向地取向”尤其指的是，弹簧芯的纤维在不同方向上任意地取向。

此外建议一种用于加工雨刷装置的方法，其中将由纤维复合材料制成的弹簧芯未硬化地置入到弹簧外壳里面。由此可以特别简单地将弹簧芯组合到弹簧外壳里面。“未硬化”尤其指的是，基础母体的材料与硬化的状态相比是明显更软的和/或刚性较差和/或弹簧芯能够无损坏地塑性变形。在此“明显”尤其指的是大10%且尤其有利地大20%。

此外建议一种方法，其中设置在弹簧外壳里面的弹簧芯在完全硬化前弯曲。由此可以特别简单且成本有利地实现弹簧条的曲率。“完全硬化”尤其指的是弹簧芯的一种状态，其中纤维复合材料具有其最大硬度和刚性，因为从基础母体例如通过输入热量使液体挥发并由此使基础母体硬化。

附图说明

由下面的附图描述给出其它优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明和权利要求含有大量的特征组合。专业人员也可以适宜地单独考虑特征并且组成有意义的其它组合。

附图中：

图1以示意图示出雨刷片，具有按照本发明的雨刷装置，

图2示出雨刷片的截面图，

图3示出弹簧条的图，具有装配的刮拭橡胶，

图4示出在生产步骤期间的弹簧条和，

图5示出雨刷片，具有部分切开的扰流部件和示出的保险部件。

具体实施方式

图1至5以示意图示出按照本发明的无铰链的雨刷片10，具有雨刷装置。无铰链的雨刷片10设置用于，刮净未详细示出的汽车玻璃并由此使汽车玻璃没有污物和水。在此汽车玻璃最好具有曲率。雨刷片10的纵向与雨刷片10主延伸方向同轴地延伸。雨刷片10的横向与纵向正交并且平行于雨刷片10的刮净方向。无铰链的雨刷片10由多个雨刷片部件组成。雨刷片10包括雨刷片适配体24。雨刷片适配体24固定地且不可遗失地与雨刷片10连接。在此不仅可以设想，使雨刷片适配体24固定地且机械上无损坏地可分开地与雨刷片10连接，雨刷片适配体24也固定且不损坏地可分开地与雨刷片10连接。在此雨刷片适配体24可以由塑料、金属和/或其它专业人员视为有意义的材料制成。利用雨刷片适配体24可以使雨刷片10机械上可分开地与未详细示出的刮臂连接。为此刮臂具有未详细示出的刮臂适配体，刮臂利用刮净器电机驱动作摆动运动。刮臂适配体安置在刮臂的端部上，它与刮臂的固定地与刮净器电机连接的端部对置。刮臂适配体固定地与刮臂连接。雨刷片适配体24和刮臂适配体通过未详细示出的、对应构成的耦联部件可相互分开地连接，耦联部件分别位于刮臂适配体和雨刷片适配体24里面。在此原则上可以设想，使耦联部件通过形状锁合、力锁合或形状锁合与力锁合的组合相互间可分开地连接。

为了放置在汽车玻璃上，雨刷片10具有刮拭橡胶26。刮拭橡胶26具有纵向的延展，它沿着整个雨刷片10的主延伸方向取向。刮拭橡胶26具有刮棱边28。通过刮棱边28使刮拭橡胶26在完全装配的状态靠在要刮净的、拱曲的汽车玻璃上。刮棱边28箭头形地构成，其中刮棱边28收缩成尖端的端部在装配状态面对汽车玻璃并且放置在汽车玻璃上。刮拭橡胶26的刮棱边28在背离收缩成尖端的端部的一侧上具有侧面的短臂30，它在刮净过程期间同样可以靠在汽车玻璃上，用于有效地刮净汽车玻璃。原则上也可以设想，不同地配设刮棱边28并且例如没有或者具有更多的侧面短臂30。刮拭橡胶26还具有连接部位32。连接部位32设置在与刮棱边28对置的、在装配状态背离汽车玻璃的刮拭橡胶26端部上。连接部位32具有T形的形状锁合部件70。利用连接部位32的T形形状锁合部件70使刮拭橡胶26可与其它雨刷片部件或与雨刷片10连接。

作为其它雨刷片部件雨刷片10包括两个扰流部件34,36。扰流部件34,36用于空气动力学上有利地影响雨刷片10。为此扰流部件34,36安置在背离刮拭橡胶26的雨刷片10一侧上。一个扰流部件34从雨刷片10的内圆38伸到雨刷片适配体24。第二扰流部件36从雨刷片10的外圆40伸到雨刷片适配体24。原则上也可以设想，扰流部件34,36只在雨刷片适配体24与外圆40或者雨刷片10内圆38之间的部分长度上延伸。扰流部件34,36分别具有风偏转面42,44。风偏转面42,44在装配状态指向发动机罩方向。通过风偏转面42,44使扰流部件34,36在行驶期间被在其上滑过的行驶风在汽车玻璃方向上顶压，由此可以防止雨刷片10在较高速度时抬起。扰流部件34,36由软塑料制成，由此它们在其纵向上具有微小的弯曲刚性，由此使它们至少在纵向上容易弯曲。扰流部件34,36还分别具有空腔46，它在纵向分别从扰流部件34,36的一端伸到扰流部件34,36的对置的端部，由此可以有利地减小扰流部件34,36的弯曲刚性。在装配状态在面对汽车玻璃的一侧上扰流部件34,36分别具有连接部位48，通过它们可使扰流部件分别连接在雨刷片10上。连接部位48包括两个形状锁合部件50,52。形状锁合部件50,52分别由槽壁限制。扰流部件34,36的形状锁合部件50,52分别在纵向上延伸并且用于与对应的形状锁合部件形状锁合。

为了传递刮净力到整个雨刷片10上，雨刷片10的雨刷装置具有弹簧条12。弹簧条12沿着其平行于其主延伸方向的纵轴线具有曲率。弹簧条12的曲率大于要刮净的汽车玻璃的最大曲率。为了提供弹性力，弹簧条12具有弹簧芯14。弹簧芯14由纤维复合材料制成的纤维条构成。弹簧芯14具有同向设置的纤维，它们在其取向上任意地设置在纤维条里面。纤维由塑料纤维构成并且嵌入到母体里面，它至少部分地由树脂制成。

为了铠装弹簧芯14，弹簧条12包括弹簧外壳16。弹簧外壳16设计成挤压型材。设计成挤压型材的弹簧外壳16由铝或铝合金制成。纤维外壳16沿着弹簧条12的纵轴线具有长度，它至少正好与弹簧芯14的长度一样长。也可以设想，使弹簧外壳16的长度长于弹簧芯14的长度。弹簧外壳16具有与由纤维复合材料制成的弹簧芯14基本相同的曲率。为了容纳弹簧芯14，弹簧外壳16具有弹簧芯容纳体54。弹簧芯容纳体54设置在弹簧外壳16的顶面上，它在装配状态背离汽车玻璃或刮拭橡胶26。弹簧芯容纳体54具有两个短臂式的、在弹簧外壳16纵向上延伸的壁体72,74，它们限制空腔78。空腔78从弹簧外壳16的一端纵向上伸到弹簧外壳16的对置于该端的另一端。空腔78在纵向上在端部上敞开。原则上也可以设想，使空腔78在纵向上在端部上通过专业人员视为有意义的方法、例如弯曲方法至少部分或弯曲地封闭。限制空腔78的弹簧芯容纳体54的轮廓在横截面上观察是基本矩形的，其中轮廓的拐角分别通过半径形成。原则上也可以设想其它轮廓，例如椭圆或圆形的轮廓。在装配状态弹簧芯14设置在弹簧条12的空腔78里面。在顶面上弹簧外壳16具有用于弹簧条12加工工艺的缝隙56。由此使空腔78向上以这个缝隙56敞开。因此弹簧条12的弹簧外壳16部分地包围弹簧芯14。弹簧外壳16在三个方向上完全包围弹簧条12，并且在顶面上由于缝隙56只部分地包围弹簧条。但是原则上也可以设想，使弹簧条12在其顶面上封闭地构成，并且使弹簧芯容纳体54的空腔78至少在四个方向上完全包围弹簧芯14。

为了容纳扰流部件34,36，弹簧条12的弹簧外壳16具有第一容纳部位18。第一容纳部位18至少用于形状锁合地连接扰流部件34,36。容纳部位18由弹簧外壳16的底板60构成。在弹簧外壳16底板60的在装配状态在背离刮拭橡胶26和汽车玻璃的一侧上设置弹簧芯容纳体54。底板60在侧面确切地说横交于弹簧条12的纵向突出于弹簧芯容纳体54。由此底板60分别在其中一个长边上构成设计成短臂的形状锁合部件62,64。形状锁合部件62,64与扰流部件34,36的形状锁合部件50,52对应地构成。在装配状态，设计成短臂的弹簧外壳16的形状锁合部件62,64设置在扰流部件34,36的形状锁合部件50,52里面。扰流部件34,36利用其形状锁合部件50,52包围设计成短臂的弹簧外壳16的形状锁合部件62,64。

为了防止扰流部件34,36遗失，第一容纳部位具有保险部件76。保险部件76设计成卡爪，它们加入到设计成短臂的弹簧外壳16的形状锁合部件62,64里面。为此设计成短臂的形状锁合部件62,64在局部部位切开并且在扰流部件34,36的插入方向上弯曲出来。设计成卡爪的保险部件76在装配扰流部件时被压并且卡入到扰流部件34,36中为此规定的空隙里面，一旦扰流部件34,36达到终端位置。由此使扰流部件34,36防遗失地设置在弹簧外壳16上。原则上可以设想，以专业人员视为有意义的其它方式配置保险部件76并且利用设计成独立的部件。原则上也可以设想，没有保险部件76地构成第一容纳部位18。

为了容纳刮拭橡胶26，弹簧条12的弹簧外壳具有第二容纳部位20。第二容纳部位20至少用于形状锁合地连接刮拭橡胶26。第二容纳部位20设置在弹簧外壳16的底板60的在装配状态面对汽车玻璃或刮拭橡胶26的一侧。容纳部位20包括形状锁合部件58，它包括两个壁部件66,68。壁部件66,68在纵向上延伸。二壁部件66,68分别从底板60开始在背离第一容纳部位18的方向上延伸。壁部件66,68分别正交于底板60。以到底板60相同的距离壁部件66,68分别具有向内90度的折弯。在此壁部件66,68的端部相互面对并且分别在另一壁部件66,68的方向上延伸。壁部件66,68相互间以数毫米的间隔终结。壁部件66,68的端部之间的缝隙这样大，使刮拭橡胶26的连接部位32的T形形状锁合部件70的窄的部分可以在装配状态设置在缝隙里面。通过折弯的壁部件66,68构成T形槽，它关于雨刷片10的横向中间地设置。在装配状态刮拭橡胶26的连接部位32的T形形状锁合部件70设置在由壁部件66,68构成的弹簧外壳16的第二容纳部位20的形状锁合部件58里面。由此使弹簧条12形状锁合地与弹簧外壳16并由此与弹簧条12连接。在弹簧外壳16的端部上在纵向上壁部件66,68的向内弯曲的部分在装配状态分别在底板60的方向上弯曲。由此可以防止解除弹簧外壳16与刮拭橡胶26之间的形状锁合的连接，即，防止刮拭橡胶26的连接部位32的T形形状锁合部件70从由壁部件66,68构成的弹簧外壳16的第二容纳部位20的形状锁合部件58中滑出来。

为了连接雨刷片适配体24，弹簧条12的弹簧外壳16具有用于雨刷片适配体24的铰接位置22。用于雨刷片适配体24的铰接位置22局部与弹簧外壳16的第一容纳部位18的形状锁合部件62,64一体地构成。设计成短臂的形状锁合部件62,64同样用于形状锁合地与雨刷片适配体24连接。为此雨刷片适配体24与扰流部件34,36一样具有未详细示出的形状锁合部件，它们在装配状态嵌入到设计成短臂的弹簧外壳16的第一容纳部位18的形状锁合部件62,64里面。为了使雨刷片适配体24准确地定位在弹簧外壳16或弹簧条12上，铰接位置22具有未详细示出的定位部件。定位部件用于与雨刷片适配体24中的对应定位部件对应并且在装配状态相互嵌接。弹簧外壳16的铰接位置22的定位部件设计成空隙或缝隙，它们通过冲压工艺加入到弹簧外壳16里面。

雨刷片适配体24通过铰接位置22固定且防遗失地与弹簧外壳16连接。原则上可以设想不同的、取决于雨刷片适配体24的材料和形状的连接工艺，通过它们可以使雨刷片适配体24固定地与弹簧条12的弹簧外壳16连接。

如果雨刷片适配体24由塑料制成，可以设想，雨刷片适配体24利用形状锁合通过一个或多个止动部件固定地且机械上可分开地与弹簧外壳16连接。另一方案是，利用热压工艺通过在雨刷片适配体24上和在弹簧外壳16里面与其对应构成的空隙上的相应销轴使雨刷片适配体24固定地且无损坏不可分开地与弹簧外壳16连接。此外还可以设想焊接或粘接工艺，用于使雨刷片适配体24与弹簧外壳16固定连接。

如果雨刷片适配体24由金属构成，可以设想，通过扩展、铆接、镦粗或弯曲雨刷片适配体24的相应销轴（它们插入到弹簧外壳16的相应缺口里面）可以使雨刷片适配体24固定地且无损坏不可遗失地与弹簧外壳16连接。此外同样可以设想，通过任意的、专业人员视为有意义的焊接方法使雨刷片适配体24固定地与弹簧条12的弹簧外壳16连接。附加地同样可以设想粘接、折叠连接、搭接、交叉连接（Schränkverbindung）或者敛缝连接作为雨刷片适配体24与弹簧条12的固定连接。原则上也可以使雨刷片适配体24没有形状锁合部件地构成，它们嵌接到铰接位置22或第一容纳部位18的形状锁合部件62,64里面。

图4示出按照本发明的弹簧条12的加工方法的方法步骤。弹簧外壳16的弹性容纳体54的空腔78是敞开的。为此弹簧外壳16的壁体72,74（它们构成空腔78）向上离开弹簧外壳16的底板60折曲。弹簧外壳16具有敞开的空腔78并由挤压型材制成。在此挤压型材直线地构成并且尤其没有沿着其纵轴线的曲率。

在下一方法步骤中将由纤维复合材料制成的弹簧芯14置入到敞开的空腔78里面。如果弹簧芯14置入到空腔78里面，弹簧外壳16的壁体72,74向内翻转并且封闭弹簧芯容纳体54的空腔78。在此出于加工技术方面的原因，保留弹簧外壳16的弯曲的壁体72,74之间的小缝隙56。弹簧芯14已经通过树脂浸渍地置入到空腔78里面。原则上能够使弹簧芯14干燥地置入到空腔78里面，并且在封闭空腔78之前通过树脂浸渍，或者使弹簧芯14干燥地置入到空腔78里面并且在封闭空腔78以后才通过树脂浸渍。原则上同样可以设想，使弹簧芯14至少部分地由预浸渍坯制成，并且通过加入热量和/或压力硬化。

在接着的方法步骤中在其硬化前以所期望的长度截切弹簧外壳16和置入到空腔78里面的弹簧芯14。然后正确切割的弹簧外壳16在其纵向上弯曲。由此实现弹簧条12所期望的曲率。弹簧外壳16弯曲，使弹簧外壳16或弹簧条12具有比汽车玻璃更大的曲率，汽车玻璃要由配有弹簧条12的雨刷片10刮净。在弹簧外壳16弯曲以后弹簧芯14以相应的曲率在空腔78里面硬化。在弹簧芯14硬化以后弹簧条12最终用于组装整个雨刷片10。原则上还可以设想，在一个方法步骤中，在弯曲前或弯曲后，在弹簧外壳16的纵向端部上（在其上空腔78还是敞开的）通过专业人员视为有意义的方法、例如通过弯曲方法至少部分或完全地封闭空腔78。

为了组装雨刷片10，将刮拭橡胶26通过其T形的形状锁合部件70在纵向拉入到弹簧外壳16的形状锁合部件58里面。然后将弹簧外壳16的形状锁合部件58在弹簧外壳16纵向的端部上持久地在底板60方向上弯曲。刮拭橡胶26在纵向上与形状锁合部件58的弯曲端部具有间隙，由此考虑刮拭橡胶26的膨胀特性和温度膨胀。

在另一装配步骤中将雨刷片适配体24在其铰接位置22以其中一种上述连接方法与弹簧条12的弹簧外壳16固定连接。然后可以将扰流部件34,36通过其形状锁合部件50,52在纵向上插入到为其规定的弹簧条12的第一容纳部位18的形状锁合部件62,64里面。作为封闭在雨刷片10纵向端部上安置未详细示出的端盖，它们封闭雨刷片10。

Claims (10)

1.无铰链的雨刷片（10）的雨刷装置，它包括至少一个弹簧条（12），它具有至少一个至少部分地由纤维复合材料制成的弹簧芯（14），并且至少设置用于传递刮净力到雨刷片（10）上，其特征在于，所述弹簧条（12）包括弹簧外壳（16），它至少部分地包围弹簧芯（14）。

2.如权利要求1所述的雨刷装置，其特征在于，所述弹簧条（12）的弹簧外壳（16）具有至少一个容纳部位（18,20），它用于形状锁合地与至少一雨刷片部件连接。

3.如权利要求1或2所述的雨刷装置，其特征在于，所述弹簧条（12）的弹簧外壳（16）具有至少一个用于雨刷片适配体（24）的铰接位置（22）。

4.如上述权利要求中任一项所述的雨刷装置，其特征在于，所述弹簧外壳（16）设计成挤压型材。

5.如上述权利要求中任一项所述的雨刷装置，其特征在于，所述弹簧外壳（16）设计成铝挤压型材。

6.如上述权利要求中任一项所述的雨刷装置，其特征在于，所述弹簧外壳（16）具有一至少基本与弹簧芯（14）相同的曲率。

7.如上述权利要求中任一项所述的雨刷装置，其特征在于，所述弹簧芯（14）的所有纤维至少大部分同向地取向。

8.雨刷片其具有如上述权利要求中任一项所述的雨刷装置。

9.一种用于制造如权利要求1至7中任一项所述雨刷装置的方法，其特征在于，将由纤维复合材料制成的弹簧芯（14）未硬化地插入到弹簧外壳（16）里面。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，设置在弹簧外壳（16）里面的弹簧芯（14）在完全硬化前弯曲。

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