CN1708427A - 风挡刮水器系统、驱动臂、管状元件及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统利用柔性驱动臂(12)来抵抗施加在刮水器上的弯曲载荷。驱动臂(12)可以由拉挤成型复合材料制成，该拉挤成型复合材料具有相对低的弹性模量和相对高的伸长系数。柔性臂(12)在存在弯曲载荷时扭曲，并当弯曲力超过一个预定量时经受快速发展的弹性屈曲。

Description

风挡刮水器系统、驱动臂、管状元件及其方法

技术领域

本发明涉及一种风挡刮水器系统，特别是，涉及一种利用一个往复柔性臂来驱动风挡刮水器的风挡刮水器系统，一种利用一个往复柔性臂来驱动风挡刮水器的风挡刮水器系统，一种利用一个包括管状元件和内部软管的往复柔性臂来驱动风挡刮水器的风挡刮水器系统，一种利用一个包括编织的管状元件的往复柔性臂来驱动风挡刮水器的风挡刮水器系统，以及一种利用一个包括管状元件和泡沫芯材的往复柔性臂来驱动风挡刮水器的风挡刮水器系统。

背景技术

现有技术的风挡刮水器传动杆和系统的一个例子在Buchanan等人的美国专利6148470中示出，该专利结合到本申请中作为参考并形成其中的一部分。如这里所述的风挡刮水器系统，对于在雪天或雨天开车，在异物积累可以导致刮水器滑块(wiper block)突然阻塞的情况下特别有用。当阻塞发生时，风挡刮水器马达可以产生暂时的大驱动力矩以尝试克服阻塞。这又可以导致对刮水器系统的一个或多个元件的永久性破坏。

如Buchanan等人的专利所述，通过使用能够在一个预定极限内承受压缩载荷的材料来制造刮水器驱动臂，可以降低这种损坏的危险。在这个极限下，即为人所知的临界屈曲载荷极限内，驱动臂只是以与载荷力成比例的量压缩。

然而，在到达临界屈曲载荷极限后，驱动臂以明显的弹性屈曲屈服。屈曲有效地防止了施加在刮水器系统部件上的载荷的进一步增加，并且这样不会对驱动臂产生任何永久性损坏。一旦通过手动或者其它方式去掉了阻塞物，柔性臂完全回复到其最初的形状。

如Buchanan等人在专利6148470中进一步讲述的，柔性驱动臂可以置于驱动马达和一对传动板之间。驱动板依次共同向一对刮水片施加驱动力矩。优选地，柔性驱动臂由在该专利的表1中描述的类型的复合材料制成。其中讲述了四和特定材料，包括模制安全玻璃、模制环氧树脂，以及两种具有定向玻璃纤维的拉挤成型聚酯。

如Buchanan等人所进一步披露的，柔性驱动臂通常可以是细长的并且其横截面通常为矩形。该专利讲到，柔性驱动臂可以具有其它的横截面的几何形状，例如椭圆形或者圆形，在所描述的一种形状中可以具有至少约为250mm的长度。可以在柔性驱动臂上加工缺口以便在出现弹性屈曲时调整该处的弯曲应力。该专利注意到，恰当的柔性驱动臂应当具有这样的设计强度，即使其在不超过比同等尺寸的钢或者刚性连杆不发生屈曲时通常希望的最大活动载荷大百分之三十左右的压缩载荷的情况下不会发生屈曲。

现有技术还包括用于航空器的风挡刮水器，例如在Rogers等人(美国专利4318201)的例子中所示出的。该专利讲述了一种用于风挡刮水器的柔性驱动臂，其中横截面从一端变化到另一端，以便控制弹性屈曲的起始处。Rogers的专利还披露了用于构造风挡刮水器的柔性驱动臂的玻璃纤维复合材料的使用。

发明内容

本发明通过向风挡刮水器提供一个由从马达向刮水器臂延伸的中空管支撑的柔性驱动臂而提高了风挡刮水器的性能。优选地，该管具有一个通常不受力的侧向弯曲部分，用于当刮水器轴放置在弧形部分上时沿着风挡玻璃保持松弛。中空管的横截面具有偏离中心的剪切中心。当刮水器轴移动到风挡玻璃的平直部分上时，刮水器和风挡玻璃的接触产生一个指向侧方的弯曲(不弯曲)力，该力沿着横截面宽度加压并拉直驱动臂。驱动臂的变直引起了内部弯曲应力，该弯曲应力使中空管变平从而逐渐降低了绕纵向轴线的惯性矩。当侧向施加的弯曲力达到一个预定水平时，横向阻塞导致弹性屈曲。当刮水器系统或者臂被阻塞时，弹性屈曲又减轻了风挡玻璃驱动马达和刮水器部件的应力。

一方面，本发明包括一个用于风挡刮水器的驱动臂，该驱动臂包括一个具有预先选择的横截面和从纵向轴线向侧方延伸的弯曲部分的元件，和限定了一个用来将刮水器连接在其上的刮水器轴并限定了一个用来将驱动马达连接在其上的马达轴的管状元件，该管状元件在施加弯曲力之后通常绕纵向轴线弯曲。

另一方面，本发明包括一个风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个驱动马达、一个连接在驱动马达上的驱动臂以及一个也连接在驱动臂上用于在对驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；驱动臂由复合材料制成，通常是弯曲的并且包括沿其长度变化的横截面。

一方面，本发明包括一个用于风挡刮水器的驱动臂，该驱动臂包括一个管状元件，该管状元件具有预先选择的横截面和一个沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔，并且具有从纵向轴线向侧方延伸的弯曲部分；所述管状元件包括一个用来将刮水器连接在其上的刮水器轴和用来将驱动马达连接在其上的马达轴；并且该刮水器轴被选择为当在其上施加一个弯曲力时，导致所述管状元件绕纵向轴线弯曲。

另一方面，本发明包括一个风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个驱动马达、一个连接在驱动马达上的驱动臂；以及一个也连接在驱动臂上用于在对驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，并且一个内部空腔沿其长度延伸。

一方面，本发明包括一个用于风挡刮水器的驱动臂，该驱动臂包括一个管状元件，该管状元件具有预先选择的横截面和一个沿纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从纵向轴线向侧方延伸的弯曲部分，内部空腔限定一个通道，洗涤流体可以通过该通道，管状元件限定一个用来将刮水器连接在其上的刮水器轴，还限定一个用来将驱动马达连接在其上的马达轴，并且当在管状元件上施加一个弯曲力时该管状元件通常绕纵向轴线弯曲。

另一方面，本发明包括一个风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个驱动马达、一个连接在驱动马达上的驱动臂、以及一个也连接在驱动臂上用于在对驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，并且包括一个通道，洗涤流体可以通过该通道。

一方面，本发明包括一个用于风挡刮水器的风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个管状元件，该管状元件具有预先选择的横截面和一个沿纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从纵向轴线向侧方延伸的弯曲部分，管状元件限定一个用来将刮水器连接在其上的刮水器轴，还限定一个用来将驱动马达连接在其上的马达轴，当在管状元件上施加一个弯曲力时该管状元件通常绕纵向轴线弯曲，并且该管状元件包括一种塑性和纤维复合材料。

另一方面，本发明包括一个风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个驱动马达、一个连接在驱动马达上的驱动臂；以及一个也连接在驱动臂上用于在对驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，并且驱动臂包括一种塑性和纤维复合材料。

再一方面，本发明包括一种制造柔性刮水器的风挡刮水器系统的方法，该方法包括如下步骤：形成一个泡沫芯材，在芯材上设置编织纤维，将芯材浸入树脂槽，将涂有树脂的芯材放入模具，加热涂有树脂的芯材，从模具中去掉芯材，将部件切开并修剪并在芯材的端部上皱缩端部零件以提供具有预定结构的驱动臂。

一方面，本发明包括一个用于风挡刮水器的风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个管状元件，该管状元件具有预先选择的横截面和一个沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔，并具有从纵向轴线侧向延伸的弯曲部分，在空腔中装入泡沫芯材；管状元件包括一个用来将刮水器连接在其上的刮水器轴，和一个用来将驱动马达连接在其上的马达轴，刮水器轴的选择使得当在其上施加一个弯曲力时该管状元件绕纵向轴线弯曲。

另一方面，本发明包括一个风挡刮水器系统，该风挡刮水器系统包括一个驱动马达、一个连接在驱动马达上的驱动臂，以及一个也连接在驱动臂上用于在对驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，并且也包括一个管状元件，该管状元件具有一个通常弯曲的横截面和一个沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔，并具有从纵向轴线向侧方延伸的侧向弯曲部分，在该空腔内装入泡沫芯材。

通过下文的描述、附图以及所附权利要求，本发明的其它目的和优点将变得清楚。

附图说明

图1是两个协同安装的风挡刮水器系统的草图，其中一个受到阻塞物的阻碍；

图2是柔性驱动臂的示意图；

图3是柔性驱动臂的第一实施例的横截面图，该柔性驱动臂处于轻微加压的状态；

图4是柔性驱动臂的第二实施例的横截面图；

图5是图3中柔性驱动臂实施例的横截面图，处于高度加压的状态；

图6是绕柔性驱动臂表面编织拉挤成型复合材料的示意性视图；

图7是按照本发明一种实施例的驱动臂的平面图；

图8是图7所示的驱动臂的侧视图，图示侧臂的弯曲部分；

图9是沿图8中线9-9剖开的横截面视图；

图10是沿图8中线10-10剖开的横截面视图；

图11是沿图8中线11-11剖开的横截面视图；

图12是沿图8中线12-12剖开的横截面视图；

图13是一端固定在马达轴上的驱动臂的一个视图，其第二端具有一个刮水片，该刮水片固定在上面并与风挡刮水器可操作地接合；

图14是沿图13中线14-14剖开的横截面视图；

图15是沿图13中线15-15剖开的横截面视图；

图16是沿图13中线16-16剖开的横截面视图；

图17是沿图13中线17-17剖开的横截面视图；

图18是与风挡玻璃上的碎屑接触时的驱动臂的另一个视图；

图19是沿图18中线19-19剖开的剖面图；

图20是沿图18中线20-20剖开的横截面视图；

图21是沿图18中线21-21剖开的横截面视图；

图22是马达继续驱动该臂时的图18中所示的刮水器臂的另一个视图；

图23是沿图22中线23-23剖开的横截面视图；

图24是沿图22中线24-24剖开的横截面视图；

图25是沿图22中线25-25剖开的横截面视图；

图26是图22中图示的刮水器臂的另一个视图；

图27是沿图26中线27-27剖开的横截面视图；

图28是沿图26中线28-28剖开的横截面视图；

图29是沿图26中线29-29剖开的横截面视图；

图30是图示膨胀或者扩展之前在模具中的管的视图；

图3 1是一个与图30相似的视图，其中管已经膨胀以便将材料模制成限定驱动臂的形状；

图32是图示各个方向分量的视图，这些分量用于方便理解所描述的将要计算的惯性矩；

图33是本发明另一种实施例的视图；

图34是沿图33中线34-34剖开的横截面视图；

图35是沿图33中线35-35剖开的横截面视图；

图36是沿图33中线36-36剖开的横截面视图；

图37是沿图33中线37-37剖开的横截面视图；

图38是沿图33中线38-38剖开的横截面视图；

图39是沿图33中线39-39剖开的横截面视图。

具体实施方式

现在参照图1，该图图示两个风挡刮水器系统10、10，每个风挡刮水器系统10具有一个刮水器14，该刮水器14在枢转接合件16处连接在柔性驱动臂12上。每个刮水器14、14包括一个由相关的枢转接合件16恰当地支撑的刮水片(未示出)。为了这个目的，刮水器14、14可以安装有装配在众所周知的横杠或者平片装置中的脊(同样未示出)。一对驱动马达18、18使柔性驱动臂12、12可以承载刮水器14、14以可逆的弧形路径24、24越过风挡玻璃20，以便从上面去掉碎屑。为了图示方便，显示马达18、18连接在臂12、12上，但是应当理解可以使用传动杆(未示出)将臂12、12连接到单个马达18或者多个马达18、18上。

仍然参照图1，图中显示位于风挡玻璃20的右手侧的柔性驱动臂12正在对一块相对未屈服的异物或者碎屑22进行操作。这将产生相对较高的应力，该应力倾向于传递到相关的马达18上。按照本发明，通过扭曲柔性驱动臂来降低其刚度并使其在预定弯曲力出现时急剧地达到弹性屈曲而降低了马达的磨损和撕裂。柔性驱动臂12的主要结构部件是由复合材料制成的中空管32，如下文所述。还应当理解臂12可以是实心的，如图33-39图示的实施例所示。

图2中示出了管32的几何形状。优选地，管32中装配一个弹性软管47，如图3中的横截面所示。管32的特征在于一个具有偏离中心的剪切中心37的横截面。管32通过冲压件或者铸件(未示出)固定在马达轴26上，并且从马达轴26向刮水器轴28延伸，延伸的起始方向由纵向轴线30指出，如图2所示。刮水器14沿着刮水器轴28连接在管32上。刮水载荷沿着该轴线从刮水器14传递到管32。如图2所进一步示出，管32具有明显的侧向弯曲部分，该侧向弯曲部分使管32侧向偏离纵向轴线30。弯曲部分的总量在图2中由角度α表示。这就是管32的无压力的静止形状，其中没有弯曲力从刮水器14传递到管32上。当臂12安装为与风挡玻璃成可操作的关系时，臂12变平并在“离面”弯曲中减小了惯性矩。当臂12扫过风挡玻璃20时，臂12受到侧向弯曲载荷。

在如图2所示的静止状态中，刮水器14轻轻地靠着风挡玻璃20的弯曲轮廓放置。然而，当刮水器14横过大体上为平面的风挡玻璃区域时，风挡玻璃20反作用在刮水器14上，从而产生一个弯曲力，该弯曲力沿着刮水器轴28传递到管32。这产生了一个弯曲力F，该力向管32加压，导致柔性驱动臂12在纵向轴线30的方向上变直。作用在该角度的平面上的弯曲力可以从下式中计算出来：

$F=\frac{3\mathrm{EI\δ}}{L^3}=\mathrm{KS}$

其中： $K=\frac{3\mathrm{EI}}{L^3}$

其中：k是柔性驱动臂的弹簧常数

E是柔性驱动臂的弹性模量

I是绕主轴线的惯性矩

δ是主轴线方向上的弯曲

L是柔性驱动臂的长度。

惯性矩的值依赖于参考轴线的位置和方向，惯性矩就是绕该参考轴计算的。例如，图32描绘了矩形横截面83，其高度为h底宽为b。假定该矩形横截面由基本单元dA组成，该基本单元dA具有方向分量dX和dY，惯性矩I_x是绕x轴计算的。I_x的值由下式给定：

I_X＝∫y²dA

该式可以扩展为：

$I_X=\underset{\frac{-h}{2}}{\overset{\frac{h}{2}}{\∫}}{y}^2\left[{\∫}_0^b\mathrm{dx}\right]\mathrm{dy}$

或者

$I_X=b\underset{\frac{-h}{2}}{\overset{\frac{h}{2}}{\∫}}{y}^2\mathrm{dy}$

这给出：

$I_X=\frac{b}{3}{y}^3{|}_{\frac{-h}{2}}^{\frac{h}{2}}=\frac{b}{3}[{(h/2)}^3-{(-h/2)}^3]$

$=\frac{b}{3}[\frac{h^3}{8}+\frac{h^3}{8}]=\frac{{\mathrm{bh}}^3}{12}$

因此，柔性驱动臂12的刚性足够承载与最小轴向长度成比例变化的弯曲力。当柔性驱动臂12朝着纵向轴线30弯曲时，管32产生剪切流而导致使管32绕其剪切中心37变平的弯曲应力。这样产生的扭转角在图5中由希腊字母β表示。管32的扭曲倾向于使横截面变平，如图22-28所示，从而导致惯性矩I大幅减小。这将降低管32的刚度和由上面提到的公式计算出的力，从而在预定力出现后使得弹性屈曲迅速出现。应当理解剪切中心37的位置只是被近似地示出。实际位置位于某一点，这样当与实际的分布剪切载荷等效的假定剪切载荷指向那里时将导致一个扭曲角β。更优选地，横截面沿着管30的长度变化。

在所描述的实施例中，臂12包括一个至少为50但是不大于600的长细比，L/r，其中：

L是臂12的长度；以及

“r”是横截面(I＝ar²)的最小回转半径，其中I是惯性矩而a是横截面的面积。

在现有技术中悬臂梁式驱动臂的刮水器系统时常具有这种形状，即使得增加的速度产生的空气动力学的风力倾向于将臂压在具有较低强度的玻璃上。同样，在这些现有技术的系统中，当梁弯曲时臂的顶端的力通常在顶端处增加。本发明通过提供一个梁的横截面而抵消了这种增加，该横截面具有可以提供通过工作弯曲大体上恒定的顶端力的惯性矩。在优选实施例中，柔性驱动臂12具有偏离中心的剪切中心37，该剪切中心37降低了臂由于绕刮水器轴28的扭转载荷而导致的臂的扭曲。在一种优选实施例中，偏离中心的剪切中心可以表现为“微笑的”或者向上弯曲的(如图2所示)横截面(见图3-5)。材料具有高的延伸特性并且将允许较大的变形而不会破坏。冻结的刮水片可以扭曲结构，臂在平面外发生弯曲脱离冰。

在典型的现有技术的刮水器系统中，臂将弯曲0-3英寸或者75mm。该弯曲是由臂在刮水动作中的升起和降落而导致的。在某些情况中不发生弹性屈曲。在另一种实施例中臂12是单件的实心或者管状结构，通常其横截面为U形。该横截面形状与钢木工尺的横截面形状相同。这种实施例产生理想的弹性屈曲。

图2的附图包括一系列线，这些线表示沿着柔性驱动臂12的间隔位置。图3和5分别图示在位置32和34处出现的横截面。这些横截面随着柔性驱动臂12从马达轴26的方向上接近位置32而按比例缩小并变平。这种横截面的变平使人非常容易联想到侧向弓形弯曲的钢尺在超过一定的临界长度时突然折弯的动作，并且这种横截面的变平在部分上是由于短轴83和长轴85的相对长度造成的。

如图3和5所示，柔性驱动臂12可以包括一个装入玻璃/纤维复合管33中的薄壁弹性软管45。软管45提供一个用于向刮水片(未示出)供给洗涤流体的通道。然而，更优选地，柔性驱动臂12具有一个如图4所示的外形50。该特殊的实施例的特征在于一个流体供给软管47装入管51中并由泡沫芯材52支撑。优选地，驱动臂12、12由纤维增强塑性材料制成，通过广为人知的称作“拉挤成型”的工艺来生产。关于讲述拉挤成型的广泛背景资料可以从美国专利6253411 B1(Aichele等)中找到，其公开内容结合到本申请中。本发明通常遵循现有技术的讲述，这些可以在制造拉挤成型的玻璃/塑性材料的复合材料束的专利中找到。应当理解这些束可以是玻璃、碳或者其它适合的纤维。束(此处未示出)在需要使用前存储在合适的卷轴中。在可以按照首尾连接在一起的布置大批生产柔性驱动臂时，按照需要从卷好的束中抽出拉挤成型的复合材料。此时每个驱动臂12可以方便地从连接在一起的布置中锯切下来。已经发现将仍然连接在一起的柔性驱动臂存储在大卷轴上并且在从工厂运出之前将其分开是非常方便的。应当意识到整个过程可以合并在一个场所，但是将其各部分分配给各个承包人也是可行的。

图33-39示出了本发明的另一种实施例。注意到臂13是具有压铸末端61和62的实心单轴拉挤成型刮水器臂，该压铸末端61和62皱缩在臂的端部上，如图所示。应当意识到端部或零件61包括一个孔63，用来固定在驱动马达18上(图1)。零件62可以是一个杆或者柱，用于容纳一个刮水片14(图1)。在所描述的实施例中，柱62可以位于孔65中，然后铆接在驱动臂13上。在所描述的实施例中，臂13是右手侧的刮水器臂，该刮水器臂将位于右手侧的刮水器马达18上(如图1中所示)。注意拉挤成型的刮水器臂13的横截面的变化(图34-39)。臂13包括如下尺寸：

尺寸(图33-39)	测量值(mm)
		D1	3.71
D2	36.98
		D3	3.89
D4	36.2
		D5	6.13
D6	23.11
		D7	7.78
D8	18.24
		D9	8.2
D10	17.13
		D11	12.53
D12	10.54
		D13	55
D14	615
		D15	640
D16	150
		D17	110
D18	50
		D19	240

应当意识到臂13可以是具有纤维方向的实心结构，例如，臂13的纵向的实心结构。臂13可以包括较早前相对于其它实施例描述的一个或者多个特征，例如一个沟槽或者管，刮水器流体可以流动或者类似地通过该沟槽或管。

有利地，本发明提供一种轻型然而结实的驱动臂，这种驱动臂具有相对低的弹性模量和相对高的伸长系数。本发明的另一个优点是柔性臂在压缩载荷出现时发生扭曲，并且当压缩载荷超过一个预定量时，例如当刮水片14(图1)遇到风挡玻璃上的碎屑而驱动臂12、13受到一个大于刮水片的最大摩擦力的弯曲力时，柔性臂受到迅速发展的弹性屈曲。这种简单的单件结构以及驱动臂12、13的弹性提供了一种轻型然而结实的驱动臂，这种驱动臂为使用较少数量的部件和零件提供了便利，这些部件或者零件在过度疲劳时变得无法使用。

在优选实施例中，制造柔性驱动臂的整个过程包括如下步骤：

1.准备一个具有内部空腔的模具，该内部空腔的特征在于通常是图1-39所示的结构中的一个的间隔横截面。

2.如果需要的话，在空腔内放置一个管，以提供穿过驱动臂12、13的路径。

3.在空腔内放置柔性填充材料，以支撑这些软管并提供建造柔性驱动臂12或13的一种形式。

4.形成泡沫芯材，例如通过使管51(图31)膨胀而将泡沫压在模具壁53a和53b(图31)上。

5.将连续的芯材放置在输送卷(未示出)上运送。

6.在每个芯材上按照此处的描述编织纤维(玻璃、碳等)。

7.编织后的芯材放置在输送卷(未示出)上运送。

8.编织的、首尾相连芯材的输送卷被从卷上展开。

9.编织后的芯材浸入树脂槽中以提供树脂涂层芯材。

10.将树脂涂层芯材放入模具中。

11.模具加热并固化树脂涂层芯材。

12.从模具中取出固化的芯材。

13.将连续的芯材切开。

14.在芯材的端部上皱缩端部零件以提供驱动臂12。

15.可以在零件和驱动臂12之间的接合点(未示出)上有选择地包覆成型(overmolded)塑性材料或者其它材料(未示出)。

拉挤成型束的编织如图6所示进行。在编织过程中，拉挤成型加工材料的多个条被送入自动编织机中，该自动编织机将这些条编织成通常具有新月形横截面的管。在沿着柔性驱动臂12、12的一些位置上，横截面可以与通常出现在当代美国电影中的熟悉的“笑脸(smileyface)”相似。作为选择，横截面可以是椭圆形，或者甚至是在一侧凹入的而对侧通常是平直的。编织机在编织角度Y上形成三维的编织物，该编织物沿着壁的长度变化。这将优化扭转稳定性并提供垂直于纤维的降低了的刚度，从而在刮擦风挡玻璃的过程中当臂的顶端升高并落下时使臂的压力变化最小化。

管壁包括重量上大约百分之二十一的热固性聚酯树脂，重量上百分之七十五的113E粗纱(113E-Glass Roving)和重量上百分之四的合适填充物。应当意识到这些百分比可以与这里所提到的不同，这里只是用作图示。在未编织状态下加工材料具有如下的优选单调特性：

弹性模量43 GPa(6.2Mpsi)

极限强度11400MPa(165ksi)

断裂应变＝2.6％

比重＝1.92

这种复合材料可以具有比弹簧钢高大约十倍的应变，并且可以承受相对大的变形而不会断裂。能够恰当地终止柔性驱动臂12、12的端部以处理沿着马达轴26和刮水器轴28作用的高的应力集中是很重要的。如果用编织材料上沿着马达轴26和刮水器轴28的螺栓孔来承受普通螺母和螺栓连接的应力，该螺栓孔将磨损并最终失效。因此本发明通过包覆成型的热塑性或者热固性材料、易延展的钢、铝、锌或者其它金属压铸冲压件将驱动臂12、12连接在其它零件上。准备连接在驱动臂12上的一个零件在拉挤成型臂的周围和内部形成。由于钢冲压件和玻璃纤维结构之间的间隔小，任何“塑性蠕变”效应都是最小的，并且应力可以有效地在零件之间传递。

图6中所示的编织物是与短袜或中国的弯曲手套指管的编织相似的结构，该编织物只是连续编织并放置在卷轴上，或许是在泡沫芯材上。应当理解编织物可以在沿着长度的纵向上是直的，或者甚至在垂直方向(如图6所示)或者在任何组合上是直的。

注意图30，驱动臂12还可以由作为选择的其它方法形成。例如，弹性管51可以放在模具53中。泡沫55或者其它合适的构成材料放置在管51的周围，如图30所示。然后通过气体例如空气或者水使管51靠在模具53(如图31所示)的壁53a和53b上膨胀，以提供臂12。然后臂12可以按照此前描述的3-12步骤中的一个或多个步骤进行处理。可以预见然后管51可以放出气体并随后用来提供一个用于通过臂12的洗涤流体的通道或者沟槽。

图7-24示出了具有所描述的特征的本发明一个实施例的其它特性。

图7示出了如此前关于图2描述的复合材料刮水器臂的一个平面图或者俯视图。注意在图8中通常弯曲的形状便于提供此前描述的顶端力，该顶端力便于保持刮水器14靠在风挡玻璃15上。图9-12示出了本发明一种实施例中臂静止时的各种横截面视图。这些形状进一步在图13-17中示出。

图18-24示出了当刮水器与碎屑22(图1和13)接触时横截面形状的基本变化。图14-16示出了当臂12第一次接触碎屑22时的横截面形状。

当马达18(图17)在图17中的箭头A的方向上继续驱动臂12时，臂承受增加的力矩并按照图示和此处描述的方式发生扭曲。注意到前缘12a开始如图所示朝着碎屑22移动，而后缘从风挡玻璃上移开，如图18所示。在如图19和20所示的横截面区域上同样会经历臂的这种轻微扭曲和移动。

图22示出了当马达18在箭头A的方向上继续尝试驱动臂14时的夸大的扭曲运动。图中示出臂的进一步的扭曲，图22-24进一步分别示出前缘12a和后缘12b的移动。注意到如图22和23所示的以及此前所描述的，臂的横截面形状从例如在图18和19中所示的大体弯曲形状，变化到如图22和23所示的大体较为平直的形状，这是很重要的。本发明的这个特征为将遇到的载荷力和力矩分布到臂12的长度上提供了方便，从而为提供弹性屈曲提供了方便，这些力和力矩通常将严重损坏过去使用的刮水器臂。

尽管这里描述的系统和方法，以及用于实现这些系统和方法的设备的形式组成了本发明的一个实施例，应当理解本发明不限于这些明确的方法和设备形式，可以对这些方法和形式进行修改而不会偏离本发明的范围，该范围在所附的权利要求中限定，所要求的权利为：

Claims (130)

1.一种用于风挡刮水器的驱动臂，其包括：

一个元件，其具有预先选择的横截面和从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

所述管状元件限定了一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还限定了一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；以及

当在所述管状元件上施加一个弯曲力时其通常绕所述纵向轴线弯曲。

2.如权利要求1所述的驱动臂，其中，当所述弯曲力超过一预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

3.如权利要求1所述的驱动臂，其中，刮水器轴放置为使得所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式变平。

4.如权利要求1所述的驱动臂，其中，所述预先选择的横截面具有一个偏心的剪切中心。

5.如权利要求1所述的驱动臂，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

6.如权利要求5所述的驱动臂，其中，所述管状元件变直，这样所述预先选择横截面的至少一部分变平。

7.如权利要求1所述的驱动臂，其中，预先选择的横截面是新月形的。

8.如权利要求1所述的驱动臂，其中，所述预先选择的横截面是椭圆形的。

9.如权利要求1所述的驱动臂，其中，所述管状元件包括小于600的长细比(L/r)。

10.如权利要求1所述的驱动臂，其中，所述管状元件包括大于50的长细比(L/r)。

11.一种风挡刮水器系统，其包括：

一个驱动马达；

一个连接在所述驱动马达上的驱动臂；以及

一个也连接在所述驱动臂上用于对所述驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；

所述驱动臂由复合材料制成，通常是可弯曲的，并且包括沿其长度变化的横截面。

12.如权利要求11所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个形状，该形状为椭圆的、凹入的或者所述驱动臂的一侧大体为平直的。

13.如权利要求12所述的风挡刮水器系统，其中，横截面限定了一个凹入的形状。

14.如权利要求11所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个宽度，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，该宽度通常增加。

15.如权利要求14所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

16.如权利要求11所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述通常弯曲的横截面的前缘朝着所述风挡玻璃移动，而所述通常弯曲的横截面的后缘从所述风挡玻璃上移开。

17.如权利要求16所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

18.如权利要求11所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述驱动臂扭曲。

19.如权利要求11所述的风挡刮水器系统，其中，所述驱动臂包括：

一个管状元件，其限定所述横截面和沿着纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

所述管状元件限定了一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还限定了一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

当在所述管状元件上施加所述弯曲力时其通常绕所述纵向轴线弯曲。

20.如权利要求19所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过预定量时所述管状元件受到局部弹性屈曲。

21.如权利要求19所述的风挡刮水器系统，其中，刮水器轴放置为使得所述管状元件以对抗所述弯曲力的方式弯曲。

22.如权利要求19所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

23.如权利要求22所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件的横截面宽度变平，这样所述横截面形状的至少一部分通常是平直的。

24.一种用于风挡刮水器的驱动臂，其包括：

一个管状元件，其具有预先选择的横截面和沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；以及

所述管状元件包括一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，和一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；以及

所述刮水器轴被选择为当在其上施加一个弯曲力时使得该管状元件绕所述纵向轴线弯曲。

25.如权利要求24所述的驱动臂，其中，当所述弯曲力超过预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

26.如权利要求24所述的驱动臂，其中，当所述管状元件受到所述弯曲力时，所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式扭曲。

27.如权利要求24所述的驱动臂，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

28.如权利要求24所述的驱动臂，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

29.如权利要求28所述的驱动臂，其中，所述管状元件变直，这样所述新月形横截面的至少一部分变平。

30.如权利要求24所述的驱动臂，其中，所述预先选择的横截面是椭圆形的。

31.如权利要求24所述的驱动臂，其中，所述预先选择的横截面是新月形的。

32.一种风挡刮水器系统，其包括：

一个驱动马达；

一个连接在所述驱动马达上的驱动臂；以及

一个也连接在所述驱动臂上用于对所述驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；

所述驱动臂由复合材料制成，并且通常在横截面上是弯曲的，一个内部空腔沿其长度延伸。

33.如权利要求32所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个形状，该形状为椭圆的、凹入的或者所述驱动臂的一侧通常是平直的。

34.如权利要求33所述的风挡刮水器系统，其中，横截面限定了一个凹入的形状。

35.如权利要求32所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个宽度，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，该宽度通常增加。

36.如权利要求35所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

37.如权利要求32所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述通常弯曲的横截面的前缘朝着所述风挡玻璃移动，而所述通常弯曲的横截面的后缘从所述风挡玻璃上移开。

38.如权利要求37所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

39.如权利要求32所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述驱动臂扭曲。

40.如权利要求32所述的风挡刮水器系统，其中，所述驱动臂包括：

一个管状元件，其限定所述横截面，并且所述空腔包括沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔；以及

所述管状元件包括一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还包括一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

选择所述刮水器轴使得当在其上施加一个弯曲力时该管状元件绕所述纵向轴线弯曲。

41.如权利要求40所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过一个预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

42.如权利要求40所述的风挡刮水器系统，其中，当所述管状元件受到所述弯曲力时，所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式扭曲。

43.如权利要求40所述的风挡刮水器系统，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

44.如权利要求40所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

45.如权利要求44所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件变平，这样所述新月形横截面形状的至少一部分通常变平。

46.一种用于风挡刮水器的驱动臂，其包括：

一个管状元件，其具有预先选择的横截面和沿纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

所述内部空腔限定一个通道，洗涤流体可以通过该通道；

所述管状元件限定了一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还限定了一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；以及

当在所述管状元件上施加一个弯曲力时，其通常绕所述纵向轴线弯曲。

47.如权利要求46所述的驱动臂，其进一步包括一个弹性软管，该弹性软管首尾相连延伸通过所述内部空腔，用于提供所述通道。

48.如权利要求47所述的驱动臂，其中，当所述弯曲力超作一个预定量时所述管状元件受到弹性屈曲。

49.如权利要求47所述的驱动臂，其中，刮水器轴的定位使得所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式弯曲。

50.如权利要求47所述的驱动臂，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

51.如权利要求47所述的驱动臂，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

52.如权利要求50所述的驱动臂，其中，所述管状元件变直，这样所述新月形横截面的至少一部分变平。

53.如权利要求46所述的驱动臂，进一步包括一个装入所述空腔内的泡沫芯材。

54.如权利要求46所述的驱动臂，其中，所述预先选择的横截面是椭圆形的。

55.如权利要求46所述的驱动臂，其中，所述预先选择的横截面是新月形的。

56.一种风挡刮水器系统，其包括：

一个驱动马达；

一个连接在所述驱动马达上的驱动臂；以及

一个也连接在所述驱动臂上用于对所述驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；

所述驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，并且包括一个通道，洗涤流体可以通过该通道。

57.如权利要求56所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个形状，该形状为椭圆的、凹入的或者所述驱动臂的一侧通常是平直的。

58.如权利要求56所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个宽度，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，该宽度通常增加。

59.如权利要求58所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

60.如权利要求56所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述通常弯曲的横截面的前缘朝着所述风挡玻璃移动，而所述通常弯曲的横截面的后缘从所述风挡玻璃上移开。

61.如权利要求60所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

62.如权利要求56所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述驱动臂扭曲。

63.如权利要求56所述的风挡刮水器系统，其中，所述驱动臂包括：

一个管状元件，其具有预先选择的横截面和沿着纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

所述内部空腔限定所述通道，洗涤流体可以通过该通道；

所述管状元件限定了一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还限定了一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

当在所述管状元件上施加一个弯曲力时，其通常绕所述纵向轴线弯曲。

64.如权利要求63所述的风挡刮水器系统，其进一步包括一个弹性软管，该弹性软管首尾相连延伸通过所述内部空腔，用于提供所述通道。

65.如权利要求64所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过一个预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

66.如权利要求64所述的风挡刮水器系统，其中，刮水器轴的定位使得所述管状元件以对抗所述弯曲力的方式弯曲。

67.如权利要求64所述的风挡刮水器系统，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

68.如权利要求64所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

69.如权利要求68所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件变平，这样所述横截面形状的至少一部分通常是平直的。

70.如权利要求69所述的风挡刮水器系统，进一步包括一个装入所述空腔内的泡沫芯材。

71.如权利要求63所述的风挡刮水器系统，其中，所述预先选择的横截面是椭圆形的。

72.如权利要求63所述的风挡刮水器系统，其中，所述预先选择的横截面是新月形的。

73.一种用于风挡刮水器的风挡刮水器系统，其包括：

一个管状元件，其具有预先选择的横截面和沿纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

所述管状元件限定了一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还限定了一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

当在所述管状元件上施加一个弯曲力时，其通常绕所述纵向轴线弯曲；以及

所述管状元件包括塑性和纤维复合材料。

74.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，所述塑性和纤维复合材料是编织的。

75.如权利要求74所述的风挡刮水器系统，其中，所述纤维以一个角度编织。

76.如权利要求74所述的风挡刮水器系统，其中，所述纤维包括玻璃或碳。

77.如权利要求74所述的风挡刮水器系统，其中，所述塑性材料和纤维限定卷绕在所述管状元件上的薄片。

78.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过一个预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

79.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，刮水器轴的定位使得所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式弯曲。

80.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

81.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

82.如权利要求80所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件的至少一部分位于大体上平坦的平面内。

83.如权利要求82所述的风挡刮水器系统，进一步包括一个装入所述空腔内的泡沫芯材。

84.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，所述预先选择的横截面是椭圆形的。

85.如权利要求73所述的风挡刮水器系统，其中，所述预先选择的横截面是新月形的。

86.一种风挡刮水器系统，其包括：

一个驱动马达；

一个连接在所述驱动马达上的驱动臂；以及

一个也连接在所述驱动臂上用于对所述驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；

所述驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，所述驱动臂包括塑性和纤维复合材料。

87.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定一个凹入的形状，该凹入的形状面向并离开所述风挡玻璃。

88.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个宽度，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，该宽度通常增加。

89.如权利要求88所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

90.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述通常弯曲的横截面的前缘朝着所述风挡玻璃移动，而所述通常弯曲的横截面的后缘从所述风挡玻璃上移开。

91.如权利要求90所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

92.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述驱动臂扭曲。

93.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，所述驱动臂包括：

一个管状元件，其具有通常为新月形的横截面和沿着纵向轴线延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

所述管状元件限定了一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，还限定了一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

当在所述管状元件上施加一个弯曲力时，其通常绕所述纵向轴线弯曲；以及

所述管状元件包括所述塑性和纤维复合材料。

94.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，所述塑性和纤维复合材料以一个沿其长度变化的编织角度编织。

95.如权利要求93所述的风挡刮水器系统，其中，所述纤维包括玻璃或碳。

96.如权利要求93所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过一个预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

97.如权利要求93所述的风挡刮水器系统，其中，刮水器轴的定位使得所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式弯曲。

98.如权利要求93所述的风挡刮水器系统，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

99.如权利要求93所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

100.如权利要求99所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件变平，这样所述横截面形状的至少一部分通常是平直的。

101.如权利要求100所述的风挡刮水器系统，进一步包括一个装入所述空腔内的泡沫芯材。

102.如权利要求86所述的风挡刮水器系统，其中，所述纤维包括玻璃或碳。

103.一种用于制造柔性刮水器的风挡刮水器系统的方法，其包括如下步骤：

形成一个泡沫芯材；

在所述芯材上提供编织纤维；

将所述芯材浸入树脂槽中；

将树脂涂层的芯材放入模具中；

加热所述树脂涂层芯材；

从所述模具中去掉所述芯材；

将部件切下来并修剪；以及

在芯材的端部上皱缩端部零件以提供具有预定结构的驱动臂。

104.如权利要求103所述的方法，其中，所述预定结构包括新月形或椭圆形横截面。

105.如权利要求103所述的方法，其中，所述预定结构包括一个具有至少一侧通常平直的横截面。

106.如权利要求105所述的方法，其中，当所述臂受到弯曲力时横截面形状通常为平直的。

107.如权利要求103所述的方法，其中，所述方法进一步包括如下步骤：

提供一纤维编织织物；

将所述编织织物卷在所述管状元件上。

108.一种用于风挡刮水器的风挡刮水器系统，其包括：

一个管状元件，其具有预先选择的横截面和沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔，并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的弯曲部分；

一个装入所述空腔中的泡沫芯材；以及

所述管状元件包括一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，和一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

选择所述刮水器轴使得当在其上施加一个弯曲力时所述管状元件绕所述纵向轴线弯曲。

109.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过一个预定量时所述管状元件经受弹性屈曲。

110.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其中，刮水器轴的定位使得所述管状元件按照对抗所述弯曲力的方式弯曲。

111.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其中，所述横截面具有一个偏心的剪切中心。

112.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

113.如权利要求112所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件变直，这样所述预先选择的横截面的至少一部分变平。

114.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其进一步包括一个弹性软管，该弹性软管首尾相连延伸通过所述内部空腔，并位于所述泡沫芯材内。

115.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其中，所述预先选择的横截面是椭圆形的。

116.如权利要求108所述的风挡刮水器系统，其中，所述预先选择的横截面是新月形的。

117.一种风挡刮水器系统，其包括：

一个驱动马达；

一个连接在所述驱动马达上的驱动臂；以及

一个也连接在所述驱动臂上用于对所述驱动马达供能时刮擦风挡玻璃的刮水片；

所述驱动臂由复合材料制成，通常在横截面上是弯曲的，还包括一个管状元件，该管状元件具有通常弯曲的横截面和一个沿纵向轴线开始向前延伸的内部空腔并具有从所述纵向轴线沿侧向延伸的侧向弯曲部分；

一个装入所述空腔内的泡沫芯材。

118.如权利要求117所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个形状，该形状为椭圆的、凹入的或者所述臂的一侧通常是平直的。

119.如权利要求118所述的风挡刮水器系统，其中，横截面限定了一个凹入的形状。

120.如权利要求117所述的风挡刮水器系统，其中，所述通常弯曲的横截面限定了一个宽度，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，该宽度通常增加。

121.如权利要求120所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

122.如权利要求117所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述通常弯曲的横截面的前缘朝着所述风挡玻璃移动，而所述通常弯曲的横截面的后缘从所述风挡玻璃上移开。

123.如权利要求122所述的风挡刮水器系统，其中，所述预定力大于刮水片的最大摩擦力。

124.如权利要求117所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水片在所述风挡玻璃上遇到碎屑并且所述驱动臂受到一个大于预定力的弯曲力时，所述驱动臂扭曲。

125.如权利要求117所述的风挡刮水器系统，其中，所述驱动臂还包括：

所述管状元件包括一个用于将刮水器连接于其上的刮水器轴，和一个用于将驱动马达连接于其上的马达轴；

选择所述刮水器轴使得当在其上施加一个弯曲力时所述管状元件绕所述纵向轴线弯曲。

126.如权利要求125所述的风挡刮水器系统，其中，当所述弯曲力超过一个预定量时所述管状元件受到弹性屈曲。

127.如权利要求125所述的风挡刮水器系统，其中，刮水器轴的定位使得所述管状元件以对抗所述弯曲力的方式弯曲。

128.如权利要求125所述的风挡刮水器系统，其中，当所述刮水器轴上不存在弯曲力时所述管状元件自然弯曲。

129.如权利要求128所述的风挡刮水器系统，其中，所述管状元件变平，这样所述横截面形状的至少一部分通常是平直的。

130.如权利要求125所述的风挡刮水器系统，其进一步包括一个弹性软管，该弹性软管首尾相连延伸通过所述内部空腔，并位于所述泡沫芯材中。

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