CN111003138A - 复合材料刮片设计 - Google Patents

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Abstract

提供了一种风挡刮水器系统(WWS)刮片总成。所述WWS刮片总成包括复合材料框架和刮片，所述刮片具有通常短于所述复合材料框架的对应长度的长度。所述刮片包括分别可附接至所述复合材料框架的对应第一端和第二端的第一端和第二端。

Description

复合材料刮片设计
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月5日提交的第201811037759号印度专利申请的权益，该专利申请通过引用以其整体并入本文。
背景技术
以下描述涉及风挡刮水器系统(WWS)，并且更具体地涉及一种用于WWS的复合材料刮片设计。
飞行器的WWS用于从风挡清理雨水、沙子、灰尘等。通常，WWS包括刮水器臂和刮片，刮片需要在特定角度内在顺时针和逆时针方向上移动，以保持风挡干净，使驾驶员和副驾驶员具有良好的能见度。刮水器臂一般通过轴来移动，轴通过齿轮装置连接到马达，但存在各种可用的设计构造，并且每种构造均有其自身的优势和不足。
WWS的刮水器臂的现有刮片总成一般具有框架和刮片。框架通常具有带有各种铆接连接件的桥型构造。刮片通过夹子装配到框架上。框架的所有部件通常由不锈钢制成。因此，当前刮片总成可能具有由于框架中的很多铆接连接件而造成的在高速模式操作时弯曲并超过所需扫掠角度的末端以及由于不锈钢连接件而造成的框架惯性。此外，由于当前刮片总成的桥型框架构造，当前刮片总成可能具有较大的气动阻力。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种风挡刮水器系统(WWS)刮片总成。该WWS刮片总成包括复合材料框架和刮片，刮片具有通常短于复合材料框架的对应长度的长度。刮片包括分别可附接至复合材料框架的对应第一端和第二端的第一端和第二端。
根据附加的或替代的实施方案，复合材料框架包括碳纤维。
根据附加的或替代的实施方案，刮片包括丁腈橡胶。
根据附加的或替代的实施方案，至少刮片包括陶瓷涂层。
根据附加的或替代的实施方案，刮片被形成为限定通孔。
根据附加的或替代的实施方案，刮片沿着刮片的长度的大部分附着到复合材料框架。
根据附加的或替代的实施方案，刮片被形成为限定沟槽。
根据附加的或替代的实施方案，刮片在沟槽之间并且在沟槽外部的第一端和第二端处附着到复合材料框架。
根据本公开的另一方面，提供了一种风挡刮水器系统(WWS)刮片总成。该WWS刮片总成包括保持元件、被接纳在保持元件内的复合材料框架以及刮片，该刮片具有通常短于复合材料框架的对应长度的长度。该刮片包括分别可附接至复合材料框架的对应第一端和第二端的第一端和第二端以及主体，该主体在第一端和第二端之间延伸并被形成为限定用于接纳保持元件的对应部分的切口。
根据附加的或替代的实施方案，保持元件包括基部和从基部的相对边缘延伸的侧壁。
根据附加的或替代的实施方案，复合材料框架包括碳纤维。
根据附加的或替代的实施方案，刮片包括丁腈橡胶。
根据附加的或替代的实施方案，至少刮片包括陶瓷涂层。
根据附加的或替代的实施方案，刮片被形成为限定通孔。
根据附加的或替代的实施方案，刮片沿着刮片的长度的大部分附着到复合材料框架。
根据附加的或替代的实施方案，刮片被形成为限定沟槽。
根据附加的或替代的实施方案，刮片在沟槽之间并且在沟槽外部的第一端和第二端处附着到复合材料框架。
根据本公开的又一方面，提供了一种组装风挡刮水器系统(WWS)刮片总成的方法。该方法包括将复合材料框架接纳在保持元件内；形成刮片，该刮片具有通常短于复合材料框架的对应长度的长度并限定用于接纳保持元件的对应部分的切口；将刮片的第一端附着到复合材料框架的对应第一端；将刮片的第二端朝向复合材料框架的对应第二端部拉伸；以及将刮片的在第一端和第二端之间延伸的主体附着到复合材料框架，该切口接纳保持元件的对应部分。
根据附加的或替代的实施方案，该方法还包括：由碳纤维形成复合材料框架；由丁腈橡胶形成刮片；以及用陶瓷至少涂覆刮片。
根据附加的或替代的实施方案，该方法还包括在刮片中形成通孔和沟槽中的至少一个。
通过以下结合附图的描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。
附图说明
在说明书结论处的权利要求书中，具体地指出并明确地要求保护被视为本公开的主题。通过以下结合附图的具体描述，本公开的上述和其它特征和优点显而易见，其中：
图1是根据实施方案的刮片总成的透视图；
图2是根据实施方案的刮片总成的复合材料框架和保持元件的透视图；
图3是根据实施方案的带有通孔的刮片总成的侧视图；
图4是根据实施方案的带有沟槽的刮片总成的侧视图；以及
图5是根据实施方案的示出组装刮片总成的方法的流程图。
通过以下结合附图的描述，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。
具体实施方式
如下文将描述的那样，提供了采用新的刮片设计的具有碳纤维复合材料框架的WWS刮片，以改善刮片总成的刚度并减少过扫。相比铝和钢，碳纤维复合材料的使用改善了单向刚度和可变特性。
参考图1-4，提供了一种风挡刮水器系统(WWS)101，其包括刮水器臂110和刮片总成120。刮片总成120包括保持元件130、复合材料框架140和刮片150。保持元件130包括基部131和侧壁132。侧壁132从基部131的相对边缘沿同一方向延伸，以形成U型截面。复合材料框架140可以由碳纤维形成并且可被接纳在保持元件130的基部131和侧壁132之间限定的空间内。刮片150具有长度L1(见图5)，L1通常短于复合材料框架140的对应长度L2(见图5)。刮片150可以由丁腈橡胶或其它类似材料形成，并且可以具有陶瓷涂层。刮片150包括第一端151和第二端152。第一端151可附接到复合材料框架140的对应第一端141，并且第二端152可附接到复合材料框架140的对应第二端142。刮片150还包括主体153，主体153在第一端151和第二端152之间延伸并且被形成为限定用于接纳保持元件130的对应部分133(即基部131和侧壁132的近端部分)的切口154。
根据实施方案，在复合材料框架140中碳纤维的使用增加了复合材料框架140和刮片总成120整体的刚度。这种刚度的增加在横向于长度L1和L2(见图5)的方向上尤其显著，该方向定向到刮片150在安装时接触的风挡中并远离该风挡定向。
如图3所示，刮片150的主体153可以至少具有第一段161和第二段162。第一段161可以沿长度L1(见图5)的大部分附着至复合材料框架140，并且可以被形成为限定通孔163。通孔163可以沿刮片150的长度以线性排列来布置，并且用于允许气流从刮片150中通过，从而降低气动压力阻力。第二段162可以被构造成接触风挡，并且在刮片150在风挡表面上移动时从风挡上去除水分、异物和碎屑。第二段162可以包括锥形末端。
如图4所示，刮片150的主体153可以至少具有第一段161和第二段162。如上文所指出的那样，第一段161可以被附着到复合材料框架140，并且可以被形成为限定沟槽164。沟槽164可以沿刮片150的长度以线性排列布置在刮片的表面，在该表面处刮片被附着到复合材料框架140。在这种情况下，刮片150在沟槽164之间且在沟槽164外部的第一端151和第二端152处被附着到复合材料框架140。沟槽164用于允许气流通过刮片150和复合材料框架140。第二段162可以被构造成接触风挡，并且在刮片150在风挡表面上移动时从风挡上去除水分、异物和碎屑。第二段162可以包括锥形末端。
继续参考图2，并且另外还参考图5，提供了一种组装风挡刮水器系统(WWS)刮片总成的方法。该方法包括在保持元件130内接纳复合材料框架140(见图2)，以及形成刮片150。如图5所示，刮片150的形成执行为使得刮片150具有通常短于复合材料框架140的对应长度L2的长度L1，并且使得刮片150限定用于接纳保持元件130的对应部分133的切口154。
该方法还包括：将刮片150的第一端151附着到复合材料框架140的对应第一端141；将刮片150的第二端152朝向复合材料框架140的对应第二端142拉伸；以及将刮片150的主体153附着到复合材料框架140，所述切口154接纳保持元件130的对应部分133。
根据实施方案，刮片150的任何部分(即，第一端151、主体153等)的附着可以用各种黏附元件(诸如黏合剂、包覆成型、铆钉等)来完成。
由于刮片150的主体153的拉伸和刮片150的弹性特性，刮片150将趋向于收缩，并趋向于将复合材料框架140拉成弯曲构型。该弯曲构型可以被设计成当刮水器臂110(见图1)施加负荷穿过刮片总成120并进入风挡时匹配风挡的曲率。
本公开的技术效果和益处是提供了一种符合客户要求并减少过扫和对刮水器外观及飞行器框架元件的损害的刮片总成。此外，刮片总成的设计还减少了气动阻力。
虽然仅以与有限数量的实施方案相关的细节来提供本公开，但应当容易理解本公开并不限于此类公开的实施方案。更确切地说，可以修改本公开以纳入此前未描述但与本公开的精神和范围相称的任意数量的变化、改变、替换或等同布置。另外，尽管已描述了本公开的各种实施方案，但应理解(多个)示例性实施方案可能只包括某些所描述的示例性方面。因此，本公开不应被视为受前文描述的限制，而只受权利要求书的范围的限制。

Claims (20)

1.一种风挡刮水器系统(WWS)刮片总成，其包括：
复合材料框架；以及
刮片，其具有通常短于所述复合材料框架的对应长度的长度，
所述刮片包括分别可附接至所述复合材料框架的对应第一端和第二端的第一端和第二端。
2.根据权利要求1所述的刮片总成，其中所述复合材料框架包括碳纤维。
3.根据权利要求1所述的刮片总成，其中所述刮片包括丁腈橡胶。
4.根据权利要求1所述的刮片总成，其中至少所述刮片包括陶瓷涂层。
5.根据权利要求1所述的刮片总成，其中所述刮片被形成为限定通孔。
6.根据权利要求5所述的刮片总成，其中所述刮片沿所述刮片的长度的大部分被附着到所述复合材料框架。
7.根据权利要求1所述的刮片总成，其中所述刮片被形成为限定沟槽。
8.根据权利要求7所述的刮片总成，其中所述刮片在所述沟槽之间且在所述沟槽外部的所述第一端和所述第二端处被附着到所述复合材料框架。
9.一种风挡刮水器系统(WWS)刮片总成，其包括：
保持元件；
复合材料框架，其被接纳在所述保持元件内；以及
刮片，其具有通常短于所述复合材料框架的对应长度的长度，所述刮片包括：
第一端和第二端，其分别可附接至所述复合材料框架的对应第一端和第二端；以及
主体，其在所述第一端和所述第二端之间延伸并被形成为限定用于接纳所述保持元件的对应部分的切口。
10.根据权利要求9所述的刮片总成，其中所述保持元件包括基部和从所述基部的相对边缘延伸的侧壁。
11.根据权利要求9所述的刮片总成，其中所述复合材料框架包括碳纤维。
12.根据权利要求9所述的刮片总成，其中所述刮片包括丁腈橡胶。
13.根据权利要求9所述的刮片总成，其中至少所述刮片包括陶瓷涂层。
14.根据权利要求9所述的刮片总成，其中所述刮片被形成为限定通孔。
15.根据权利要求14所述的刮片总成，其中所述刮片沿所述刮片的长度的大部分被附着到所述复合材料框架。
16.根据权利要求9所述的刮片总成，其中所述刮片被形成为限定沟槽。
17.根据权利要求16所述的刮片总成，其中所述刮片在所述沟槽之间且在所述沟槽外部的所述第一端和所述第二端处被附着到所述复合材料框架。
18.一种组装风挡刮水器系统(WWS)刮片总成的方法，所述方法包括：
将复合材料框架接纳在保持元件内；
形成刮片，所述刮片具有通常短于所述复合材料框架的对应长度的长度并且限定用于接纳所述保持元件的对应部分的切口；
将所述刮片的第一端附着到所述复合材料框架的对应第一端；
将所述刮片的第二端朝向所述复合材料框架的对应第二端拉伸；以及
将所述刮片的在所述第一端和所述第二端之间延伸的主体附着到所述复合材料框架，其中所述切口接纳所述保持元件的所述对应部分。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：
由碳纤维形成所述复合材料框架；
由丁腈橡胶形成所述刮片；以及
用陶瓷至少涂覆所述刮片。
20.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括在所述刮片中形成通孔和沟槽中的至少一个。
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