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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Wischerblatts
für einen
Scheibenwischer gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Wischblätter für Scheibenwischer
werden im Allgemeinen eingesetzt, um Tropfen, insbesondere Wassertropfen,
von Scheiben zu entfernen. Je nach Anwendungsbereich des Wischerblattes
kann es sich hierbei zum Beispiel um Glasscheiben oder Kunststoffscheiben
handeln. Einsatzbereiche von solchen Wischblättern sind zum Beispiel Scheibenwischer
an Kraftfahrzeugen oder auch Scheibenabzieher, wie sie zum Beispiel
zum Reinigen von Glasscheiben in Haushalten eingesetzt werden können.
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Die
Wischblätter
werden üblicherweise
als strangförmiges
Profil aus einem Elastomermaterial geformt. Das Formen des Wischerblattes
kann zum Beispiel durch Spritzgießverfahren oder durch Extrusionsverfahren
erfolgen. Bei der Herstellung des Wischerblattes durch Extrusionsverfahren
wird zunächst
ein Endlosprofil extrudiert und dieses auf die Länge der einzelnen Wischerblätter geschnitten.
Bei Herstellung der Wischerblätter
durch Spritzgussverfahren werden die einzelnen Wischerblätter direkt
auf die passende Länge
durch Spritzguss geformt. Üblich
ist jedoch die Herstellung durch Extrusionsverfahren.
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Zur
Herstellung des Wischerblattes wird im Allgemeinen ein zuvor zusammengemischtes
und unvulkanisiertes Ausgangsmaterial, beispielsweise ein unvulkanisierter
Kautschuk, geformt und anschließend
vulkanisiert. Derzeit werden üblicherweise
Doppelprofile hergestellt, bei denen jeweils zwei Wischerblätter an
ihrer Wischkante miteinander verbunden sind. Nach dem Formen und
Vulkanisieren des Elastomermaterials wird das Doppelprofil entlang
der Wischkante geschnitten und so in separate Wischerblätter vereinzelt.
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Die
Herstellung von Wischerblättern
in Form von Doppelprofilen, die nach Extrusion und Vulkanisation
vereinzelt werden, ist gängige
Praxis und wurde auch schon vielfach beschrieben.
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Ein
Nachteil der Fertigung als Doppelprofil ist, dass ein zusätzlicher
apparativer Aufwand erforderlich ist, um die Profile zu schneiden.
Bei der Extrusion von Einzelprofilen ergibt sich jedoch der Nachteil,
dass am strangförmigen
Extrudat ausgebildete Kanten durch Strangaufweitung abrunden, wodurch die
Wischqualität
eines solchen Wischerblattes gegenüber eines Wischerblatts, das
aus einem Doppelprofil hergestellt wurde, reduziert ist. Durch das Schneiden
des Doppelprofils nach Extrusion und Vulkanisation ergeben sich
scharfe Kanten im Bereich der Wischlippe, wohingegen die Kanten
der Wischlippe bei Extrusion von Einzelprofilen abgerundet sind.
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Vorteile der Erfindung
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines Wischerblatts für einen Scheibenwischer, insbesondere
einen Scheibenwischer für
ein Kraftfahrzeug, aus einem Elastomermaterial, wobei das Wischerblatt
mindestens eine im Wesentlichen rechtwinklige Kante aufweist, wird
das Elastomermaterial zunächst
durch ein Extrusionswerkzeug extrudiert und anschließend vulkanisiert.
Das Extrusionswerkzeug ist so ausgebildet, dass mindestens eine an
der Kante anschließende
Seite zunächst
mit einer Krümmung
geformt wird, so dass die Kante unmittelbar nach der Extrusion mit
einem spitzen Winkel ausgebildet ist.
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Durch
die Krümmung
mindestens einer der an die Kante anschließenden Seiten und den dadurch
ausgebildeten spitzen Winkel wird der Abrundungseffekt, der sich
aufgrund der Strangaufweitung im Anschluss an die Extrusion ergibt,
kompensiert. Nach der Strangaufweitung wird auf diese Weise ein Profil
erhalten, das einen scharfkantigen rechten Winkel aufweist.
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Die
Kante, die in einem spitzen Winkel ausgebildet ist, ist insbesondere
die Wischkante des Wischerblatts. Hierdurch bleibt die Wischkante
des Wischerblatts scharfkantig und das Wischergebnis des Scheibenwischers
auf einer Scheibe wird verbessert. Die scharfkantige Wischkante
wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
auch bei einer Einzelstrangfertigung erzielt. Es ist nicht notwendig,
das Wischblatt als Doppelstrang zu formen und anschließend an
der Wischkante zu schneiden. Auch weist die Wischkante eine glattere
Oberfläche
auf als bei einer Fertigung durch Doppelstrangherstellung und anschließendem Schneiden
des Doppelstrangs in einzelne Wischgummis.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
liegt der einen im Wesentlichen rechtwinkligen Kante eine zweite
Kante gegenüber,
die ebenfalls im Wesentlichen rechtwinklig ist, so dass das Wischerblatt
einen im Wesentlichen rechteckförmigen
Abschluss aufweist. Durch diese Gestaltung lässt sich ein im Wesentlichen
symmetrisches Wischerblatt herstellen. Dies hat den Vorteil, dass
nicht auf eine Einbaurichtung des Wischerblattes geachtet werden
muss und dass zudem in beide Bewegungsrichtungen des Wischerblattes
ein zufrieden stellendes Wischergebnis erzielt wird. Dies ist insbesondere
beim Einsatz des Wischerblattes im Scheibenwischer von Kraftfahrzeugen
wünschenswert,
bei denen der Wasserfilm von der Windschutzscheibe bzw. von der
Heckscheibe bei jedem Überstreichen
der Scheibe mit dem Wischerblatt entfernt werden soll.
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Um
die zweite Kante, die der einen im Wesentlichen rechtwinkligen Kante
gegenüber
liegt, ebenfalls im Wesentlichen rechteckförmig zu fertigen, ist es bevorzugt,
dass auch mindestens eine an der an die zweite Kante anschließenden Seiten
bei der Extrusion mit einer Krümmung
geformt wird. Durch das Ausbilden mindestens einer der an die zweite
Kante anschließenden
Seiten mit einer Krümmung
wird erzielt, dass die zweite Kante ebenfalls das Extrusionswerkzeug
mit einem spitzen Winkel verlässt.
Nach Verlassen des Extrusionswerkzeuges ergibt sich dann durch die
auftretende Strangaufweitung ein rechter Winkel an der Kante. Die
sich nach dem Formen des Stranges durch das Extrusionswerkzeug ergebende
Strangaufweitung dazu führt, dass
die Kante rechtwinklig ist und mit einer scharfkantigen Spitze abschließt. Eine
auftretende Rundung an der Kante wird auf diese Weise vermieden.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung sind die gegenüberliegenden
Seiten des im Wesentlichen rechteckförmigen Abschlusses des Wischblattes
mit einer Krümmung
geformt und eine die gegenüberliegende
Seiten verbindende Stirnseite verläuft gerade. Das so hergestellte
Wischerblatt weist einen zur Wischkante hin zunehmende Breite auf.
Um die Krümmung
zu erzielen, nimmt die Breite zur Wischkante hin immer stärker zu.
Auf diese Weise werden zwei konkave Flächen, die sich gegenüber liegen,
erzeugt.
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Neben
der Ausgestaltung mit zwei gegenüberliegenden
Seiten, die die Krümmung
aufweisen und einer gerade verlaufenden Seite, die die gegenüberliegenden
Seiten verbindet, ist es weiterhin auch möglich, die die gegenüberliegenden
Seiten verbindende Seite ebenfalls mit einer Krümmung zu gestalten. Damit die
Kante durch die Strangaufweitung rechtwinklig wird, ist die Krümmung der
die gegenüberliegenden
Seiten verbindenden Seite ebenfalls konkav.
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Wenn
das Wischerblatt einen im Wesentlichen rechtwinkligen Abschluss
aufweisen soll, ist es nicht ausreichend, die die gegenüberliegenden
Seiten verbindende Seite mit einer Krümmung zu gestalten. In diesem
Fall ist es erforderlich, dass zumindest die gegenüberliegenden
Seiten mit der Krümmung ausgebildet
sind.
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Ein
im Wesentlichen rechter Winkel an der Kante wird allgemein dadurch
erzielt, dass der durch die Krümmung
ausgebildete spitze Winkel im Bereich von 89,9 bis 20°, bevorzugt
im Bereich von 85 bis 45° und
insbesondere im Bereich von 75 bis 60° liegt. Der jeweilige spitze
Winkel hängt
dabei jedoch auch zum einen vom Material ab, aus dem das Wischerblatt
gefertigt wird, und zum anderen vom Druck, mit dem das Material
durch das Extrusionswerkzeug gepresst wird.
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Um
eine konkave Krümmung
zu erzielen, ist die Krümmung
mit einem Außenradius
ausgebildet, wobei der Radius vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis
20 mm, mehr bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 10 mm und insbesondere
im Bereich von 0,5 bis 3 mm liegt.
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In
Abhängigkeit
vom eingesetzten Material und von Druck, mit dem das Material durch
das Extrusionswerkzeug gepresst wird, kann die Krümmung zum
Beispiel in Form eines Ellipsenabschnitts oder eines Hyperbelabschnitts
ausgebildet sein. Weiterhin ist es auch möglich, die Krümmung zum
Beispiel in Form eines Parabelabschnitts oder als Kreissegment zu
gestalten. Bevorzugt ist die Krümmung
jedoch in Form eines Kreissegmentes ausgebildet.
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Als
Material, das für
das Wischerblatt verwendet wird, eignet sich jedes beliebige, dem
Fachmann bekannte und für
Wischerblätter
geeignetes Elastomermaterial. Geeignete Materialien sind zum Beispiel
Naturkautschuk (NR), Chloropren-Kautschuk
(CR), Butadien-Kautschuk (BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR),
Ethylen-Propylen-Copolymere (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere
(EPDM), Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVM), chloriertes Polyethylen
(CM), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
(NBR), hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), Fluorkautschuk
(FPM), Polyurethan-Elastomer (PUR), Mischungen aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
und Polyvinylchlorid (NBR/PVC), sowie Mischungen aus diesen Materialen.
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Besonders
bevorzugt ist das Elastromermaterial ausgewählt aus Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer,
Naturkautschuk, Chloropren-Kautschuk oder einer Mischung daraus.
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Nach
der Extrusion ist es möglich,
das Wischerblatt oder zumindest die Wischkante des Wischerblattes
mit einer Beschichtung zu versehen. Geeignete Beschichtungen enthalten
zum Beispiel reibungsvermindernde Zusätze, zum Beispiel in Form von
Trockenschmierstoffpartikeln. Solche Beschichtungen sind dem Fachmann
bekannt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Querschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Wischerblatts unmittelbar am Austritt aus dem Extrusionswerkzeug.
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2 einen
Querschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Wischerblatts nach Strangaufweitung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt
einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Wischerblatt
unmittelbar am Austritt aus einem Extrusionswerkzeug. Das eingesetzte
Extrusionswerkzeug weist ebenfalls einen solchen Querschnitt auf.
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Ein
Wischerblatt 1, wie es zum Beispiel für Scheibenwischer von Kraftfahrzeugen
eingesetzt wird, umfasst im Allgemeinen einen Basisabschnitt 3 und
einen Lippenabschnitt 5. Der Basisabschnitt 3 und
der Lippenabschnitt 5 sind über einen Kippsteg 7 miteinander
verbunden. Der Kippsteg 7 ermöglicht es, dass der Lippenabschnitt 5 je
nach Wischrichtung des Wischerblattes 1 abknicken kann
und so ein schlierenfreies und ruckelfreies Wischen möglich ist.
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Um
das Wischerblatt 1 befestigen zu können, sind am Basisabschnitt 3 zum
Beispiel wie in der hier dargestellten Ausführungsform zwei gegenüberliegende
Nuten 9.1 und 9.2 ausgebildet. In die Nuten 9.1 und 9.2 können zum
Beispiel Klammern einer Halterung für das Wischerblatt 1 eingreifen.
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An
der Spitze des Lippenabschnittes 5 sind Wischkanten 11 ausgebildet,
die über
die zu reinigende Scheibe streifen und so das Wasser entfernen.
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Erfindungsgemäß wird das
Wischerblatt 1 durch ein Extrusionsverfahren hergestellt.
Hierzu wird üblicherweise
ein Extruder, wie er dem Fachmann bekannt ist, eingesetzt. Derartige
Extruder können
eine, zwei oder mehr Schnecken aufweisen. Im Extruder wird das Polymermaterial,
das zur Herstellung des Wischerblattes 1 eingesetzt wird,
aufgeheizt und mit hohem Druck durch ein Extrusionswerkzeug gepresst.
Das Extrusionswerkzeug weist dabei den in 1 dargestellten
Querschnitt auf.
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Als
Kunststoffmaterial, aus dem das Wischerblatt hergestellt wird, eignet
sich jedes beliebige, dem Fachmann bekannte Elastomer. Geeignete Elastomere
sind zum Beispiel, wie bereits zuvor erwähnt, Naturkautschuk, Chloropren-Kautschuk,
Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, chloriertes
Polyethylen, chlorsulfoniertes Polyethylen, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk,
hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Fluorkautschuk, Polyurethan-Elastomer,
Mischungen aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Polyvinylchlorid,
sowie Mischungen aus diesen Materialen.
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Um
unabhängig
von der Wischrichtung des Wischerblattes 1 zufrieden stellende
Wischergebnisse zu erzielen, ist das Wischerblatt 1 zu
einer Mittellinie 13 symmetrisch ausgebildet.
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Um
ein zufrieden stellendes Wischergebnis zu erzielen, d. h. ein schlierenfreies
Wischen zu erzielen, ist eine scharfkantige Wischkante 11 erforderlich.
Da sich jedoch der Strang nach dem Verlassen des Extrusionswerkzeugs
aufgrund des für
die Extrusion erforderlichen Druckes aufweitet, treten insbesondere
an den Kanten des das Wischerblatt 1 bildenden Stranges
Abrundungseffekte auf. Es lassen sich durch die Extrusion keine
scharfkantigen Wischkanten 11 erzeugen. Um den Abrundungseffekt,
der durch die Strangaufweitung eintritt, zu kompensieren, ist mindestens
eine erste Seite 15, die an die Wischkante 11 angrenzt,
mit einer Krümmung
ausgebildet. Damit die Strangaufweitung ausgeglichen wird, ist die
Krümmung
konkav. Die Krümmung
weist zum Beispiel die Form eines Ellipsenabschnitts oder eines
Hyperbelabschnitts auf. Auch ist es möglich, dass die Krümmung zum
Beispiel parabelförmig
oder kreisförmig
ausgebildet ist.
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Aufgrund
der Symmetrie ist eine der ersten Seite 15 gegenüberliegende
zweite Seite 17 ebenfalls mit einer konkaven Krümmung ausgebildet. Durch
die Strangaufweitung nach dem Verlassen des Extrusionswerkzeugs
vergrößert sich
das Volumen des Wischerblattes und die konkav ausgebildeten Seiten 15, 17 werden
nach außen
gedrückt.
Hierdurch entsteht ein rechteckförmiger
Abschluss des Wischerblattes, bei dem die Wischkanten 11 jeweils im
Wesentlichen rechtwinklig sind und wie er in 2 dargestellt
ist.
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Die
Wischkanten 11 werden jeweils von der ersten Seite 15 bzw.
der zweiten Seite 17 und einer die erste Seite 15 und
die zweite Seite 17 miteinander verbindenden Stirnseite 19 gebildet.
In der hier dargestellten Ausführungsform
wird die Stirnseite 19 gerade ausgebildet und weist keine
Krümmung
auf. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Stirnseite 19 zusätzlich zur
ersten Seite 15 und zweiten Seite 17 ebenfalls
eine konkave Krümmung
aufweist. Wenn die Stirnseite 19 ebenfalls eine Krümmung aufweist,
ist es zum Beispiel möglich,
die erste Seite 15 bzw. die zweite Seite 17 mit
einer kleineren Krümmung
zu gestalten. Jedoch ist es im Allgemeinen nicht ausreichend, um
einen rechteckförmigen
Abschluss des Lippenabschnittes zu erzielen, dass nur die Stirnseite 19 eine
Krümmung
aufweist.
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Durch
die Krümmung
der ersten Seite 15 bzw. der zweiten Seite 17 und
ggf. der Stirnseite 19 weist die Wischkante 11 einen
spitzen Winkel α auf. Der
durch die erste Seite 15 bzw. zweite Seite 17 und die
Stirnseite 19 ausgebildete spitze Winkel α weist eine
Größe auf,
die vorzugsweise im Bereich von 89,9 bis 10° liegt.
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In 2 ist
ein Querschnitt durch ein Wischerblatt dargestellt, wie er sich
nach Strangaufweitung ergibt.
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Durch
die Strangaufweitung nach dem Austreten des Polymerstrangs, aus
dem das Wischerblatt gebildet wird, aus dem Extrusionswerkzeug weitet
sich der spitze Winkel α – wie oben
bereits dargelegt – zu
einem rechten Winkel auf. Wegen der Krümmung der ersten Seite 15 bzw.
der zweiten Seite 17 wird die Wischkante 11 jedoch
nicht abgerundet, sondern bleibt scharfkantig. Auf diese Weise lässt sich durch
das erfindungsgemäße Verfahren
ein Wischerblatt herstellen, das als Einzelstrang extrudiert wird. Ein
nach der Extrusion durchgeführtes
Schneiden eines extrudierten Doppelstranges zu einzelnen Wischerblättern entfällt.
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Wenn
das Wischerblatt nicht in einem Scheibenwischer für Kraftfahrzeuge
eingesetzt wird, so ist es zum Beispiel auch möglich, nur eine Kante des Wischerblattes
als Wischkante auszubilden, bei der mindestens eine angrenzende
Seite die hier dargestellte konkave Krümmung aufweist. In diesem Fall wird
jeweils in die gleiche Richtung gewischt. Derartige Wischblätter können zum
Beispiel im Abstreifern für
Fensterscheiben eingesetzt werden.
