DE10138359B4 - Wiper blade for a windshield wiper - Google Patents
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Abstract
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 (ω) des Wischblatts (20, 22) annähernd gleichmäßig über die Wischblattlänge (48, 50) verteilte Reibkräfte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitreibbeiwert (μ) von einem inneren Kleinkreis (28, 30) zu einem äußeren Großkreis (32, 34) nach einer Rechteckfunktion (76) verläuft, die zwischen einem minimalen Gleitreibbeiwert (μmin) und einem maximalen Gleitreibbeiwert (μmax) wechselt, wobei der Anteil des maximalen Gleitreibbeiwerts (μmax) pro Längeneinheit zum Großkreis (32, 34) hin zunimmt.Wiper blade (20, 22) for a windshield wiper (12, 14) with a wiper lip (72) made of a rubber-elastic material which, during a wiping movement about a fulcrum (24, 26) under a bearing force via a wiping field (44) on a vehicle window (12). 10) and at a constant angular velocity (ω) of the wiper blade (20, 22) approximately uniformly over the wiper blade length (48, 50) distributed friction forces, characterized in that the Gleitreibbeiwert (μ) of an inner small circle (28, 30) to an outer great circle (32, 34) according to a rectangular function (76) which changes between a minimum Gleitreibbeiwert (μ min ) and a maximum Gleitreibbeiwert (μ max ), wherein the proportion of the maximum Gleitreibbeiwerts (μ max ) per unit length to the great circle (32, 34) increases.
Description
Die Erfindung geht von einem Wischblatt für einen Scheibenwischer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.The Invention is based on a wiper blade for a windshield wiper the preamble of claim 1.
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 Rich tung. 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 the In general, a windscreen wiper has a wiper arm, the at a End is mounted on a drive shaft, and the other end with over a wiper blade an adapter or Bearing part is hinged. The joint transmits both the contact forces as also the driving forces of the wiper arm on the wiper blade and thus provides the force application point for the Wiper blade dar. During a Swipe presses the wiper arm wipes the blade against a vehicle window and guides it in a pivoting movement between two reversal positions, the one wiping angle include, over a swipe field on the vehicle window. This describes the inner, the drive facing end of a wiper strip of the wiper blade with a wiper lip a petty rice while the other end a great circle describes. The small circle and the great circle limit the wiping field in the radial direction. To the wiping field of the usually trapezoidal vehicle window better fitting is in some cases the circular wiping motion superimposed by a coupling gear a lifting movement in the radial direction, whereby the small circle and the great circle deformed accordingly become.
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
Aus
der
Der
Wischleistenträger
kann eine über
die Länge
konstante Auflagekraft oder eine zu den Enden hin zu- oder abnehmende
Auflagekraft aufweisen. Aus der
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
Aus
der
Schließlich ist
durch die
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
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 Winkel geschwindigkeit entsprechend dem Abstand vom Drehpunkt abnimmt.The friction are at a constant angular velocity of the wiper blade approximately evenly over the Wiper blade length distributed. This ensures that the wiper blade is not affected by different transverse forces and resulting moments with respect to the force application point between the wiper arm and the wiper blade to vibrations and the Rattling is stimulated. The uneven distribution of frictional forces during the Sliding motion results from the dependence of the sliding friction coefficient between the wiper lip of a wiper strip of the wiper blade and the Vehicle window in conjunction with the distribution of bearing force over the Wiper blade length. The sliding friction coefficient decreases with increasing sliding speed so that with known wiper blades while the pivotal movement of the windscreen wiper on the drive facing End of the wiper blade the largest coefficient of sliding friction occurs while the sliding friction coefficient to the outer end the wiper blade at a constant angle speed accordingly decreases the distance from the fulcrum.
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.Of the Gleitreibbeiwert the wiper lip takes in their contact area the vehicle window under the condition of a constant wiper speed longitudinal the wiper lip from an inner small circle to an outer great circle out steadily too. As with a pivoting movement of the wiper blade, the wiping speed increases linearly with the distance from the fulcrum, the same in the interpretation of the material properties of the wiper lip for the same Wiping speeds different sliding friction coefficients between the small circle and the great circle each other, so that assuming the same support forces a nearly even distribution the frictional forces over the Wiper blade length is reached.
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.Of the Sliding friction coefficient runs according to the invention of a inner small circle to an outer great circle after a rectangular function between a minimum sliding coefficient and a maximum Gleitreibbeiwert changes, the proportion of the maximum sliding friction coefficient per unit length to the great circle increases. The proportions of the minimum sliding coefficient and the proportions of the maximum coefficient of sliding friction together give a mean Coefficient of sliding friction, which is similar behaves like a constantly changing one Coefficient of friction.
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.A such distribution of Gleitreibbeiwerts can be easily precise and reach repeatable. Appropriately, it is by a produced known PVD method or CVD method in which the Process parameters during the Coating of the wiper lip in the contact area of the inner small circle so to the outer great circle be varied that for same wiping speeds over the wiper blade length the sliding friction coefficients per unit length to the great circle increase.
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.Basically work the windscreen wipers with different angular velocities. In general, the driver can choose between two angular speeds choose, the lower angular velocity due to the larger coefficient of sliding friction more critical than the greater angular velocity. Furthermore, the angular velocity is uneven during a wiping cycle. she is equal to zero in the reversal positions of the wiper blade and rises between this to a maximum value. Particularly critical are in the Usually small angular velocities at swivel angles in the Field of view of the driver are because of security reasons the View of the driver by a bad wiping quality not impaired may be. It is therefore appropriate that Course of the sliding friction coefficient over the wiper blade length for the critical pivot angle, which is usually 25% or 75% of the maximum swing angle is.
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: μ(l) = μmin – m * log v(l) . Dabei ist v die Gleitgeschwindigkeit, μmin 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.The sliding friction coefficient is different for different states of the vehicle window. While it is between 1.8 and 1 for a dry vehicle window and sliding speeds between 0.01 and 10 meters per second, it has values between 0.6 and 0 for a dry vehicle window and for sliding speeds between 0.01 and 1 meter per second , 05th Between the values for a dry vehicle window and the values for a wet vehicle window are the values for a dry, dirty vehicle window. In order to take this influence into account when designing the sliding friction coefficient over the wiper blade length, it is advantageous for the sliding friction coefficient to have the following function: μ (l) = μ min -m * log v (l). Here, v is the sliding speed, μ min is the smallest technically for the contact between the wiper lip and m the weighted average slope of linear approximated curves of dry friction coefficients on a clean vehicle window and a wet vehicle friction coefficient on a wet vehicle window over a speed range of 0.03 to 1.5 meters per second. For this purpose, the sliding friction coefficients are determined in the experiment, the test results are linearized in the specified range and the slope of the linearized values is determined. From the individual slope factors, a mean weighted slope is calculated, in a first approximation the weighting factors for the slope of the sliding friction coefficients for a dry or soiled vehicle window and the sliding friction coefficients for a wet vehicle window are the same. It is more advantageous, however, if the weighting factor for the slope of the sliding friction coefficient for a dry disc is less than the weighting factor for the slope of the sliding friction coefficient for a dry and dirty vehicle window, and this in turn smaller than the weighting factor for the slope of a Gleitreibbeiwerts for a wet vehicle window ,
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.There the frictional force in addition to the Gleitreibbeiwert of the bearing force the wiper lip on the vehicle window depends, in addition to Course of Gleitreibbeiwerts the contact force over the length of the wiper blade so adapted that will be a smooth course the frictional force, e.g. by the bearing force of the wiper lip from the small circle to the great circle of the wiper blade increases. This can e.g. be achieved by that the force application point between a wiper arm and the wiper blade more to the great circle staggered out than to the small circle. Furthermore, at a wiper blade having a hingeless wiper carrier, the bias of the wiper carrier corresponding to the desired Distribution of contact force can be varied. The same can be done by a bias of a spring rail in a conventional wiper blade with a carrying handle system be achieved. In such a wiper blade, wherein the wiper strip by claw-strap held and transferred the contact force in the claws on the wiper strip becomes, the bearing force in the area of the claws reaches a maximum while they between the claws drops to a minimum. According to one embodiment of the invention, can the uneven distribution the contact force by a corresponding course of Gleitreibbeiwerts be offset by the Gleitreibbeiwert in the middle range has a maximum between two claws. Furthermore, it is advantageous the bearing force in the range of small sliding speeds in nearby the small circle more evenly Shaping the distances between neighboring claws decrease towards the small circle.
Zeichnungdrawing
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.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawing are exemplary embodiments represented the invention. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The specialist will the features also expediently individually consider and summarize to meaningful further combinations.
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments
Während einer
Wischbewegung gleiten zwei Scheibenwischer
Die
Wischblätter
Wischblätter
Die
Wischlippe
Das
Wischblatt
Eine
gleichmäßige Verteilung
der Auflagekraft kann grundsätzlich
auch bei einem Wischblatt
In
den
In
dem Diagramm nach
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.In simple cases, the weighting factors g tr , g tr, Sch and g wet can be chosen to be equal, eg. It is more advantageous, however, that the weighting factor g tr is smaller than the weighting factor g tr, Sch and this in turn is smaller than the weighting factor g wet .
Die
Wischlippe
Der
Gleitreibbeiwert μ kann
zwischen diesen Werten auch durch eine Rechteckfunktion
Claims (11)
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