DE102012204748A1

DE102012204748A1 - Reibwertreduziertes Wischgummi

Info

Publication number: DE102012204748A1
Application number: DE201210204748
Authority: DE
Inventors: Alain-Bernard Isel; andreas Ewert; Markus Liedel; Philippe Wolters
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-09-26
Also published as: FR2988357B1; BE1022009B1; FR2988357A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wischgummi für einen Scheibenwischer, insbesondere für ein Fahrzeug, welches einen Befestigungsabschnitt 1 und einen Wischlippenabschnitt 2 umfasst. Um den Reibwert des Wischgummis zu reduzieren, die Auswirkungen von Gleitreibungsunterschieden zwischen dem Wischgummi und der zu wischenden Scheibe herabzusetzen, und ein Quietschen und Springen des Wischgummis beziehungsweise Scheibenwischers zu verhindern, verändert sich die Querschnittsfläche Q des Befestigungsabschnitts 1 und/oder des Wischlippenabschnitts 2 entlang der Längsrichtung L des Wischgummis. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wischgummi und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
Verschiedenste Verfahren zielen darauf ab, das Reibungsverhalten von Wischgummis für Fahrzeug-Scheibenwischerblätter hinsichtlich unterschiedlichen Scheibenoberflächenzuständen, wie nass, trocken und verschmutz, zu verbessern.
Aktuelle Wischgummimaterialien können jedoch altern, womit eine Änderung der Reibeigenschaften einhergehen kann. Dabei kann sich eine Erhöhung des Reibwertes aufgrund des so genannten Stick-Slip-Effektes nachteilhaft auf die Reinigungswirkung und das akustische Verhalten auswirken.
Die Druckschriften US 2004/0237229 A1 , EP 1 390 430 B1 , KR 2001091609 , WO 1998/010965 A1 , JP 2003-138216 , DE 10 2008 004 636 A1 , TW 412487 B , WO 2004/002791 und US 2003/0233722 A1 beschreiben unterschiedliche Möglichkeiten zur Verbesserung von Wischgummis.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wischgummi für einen Scheibenwischer, insbesondere für ein Fahrzeug, welches einen Befestigungsabschnitt und einen Wischlippenabschnitt umfasst.
Um den Reibwert des Wischgummis zu reduzieren, die Auswirkungen von Gleitreibungsunterschieden zwischen dem Wischgummi und der zu wischenden Scheibe herabzusetzen, und ein Quietschen und Springen des Wischgummis beziehungsweise Scheibenwischers zu verhindern, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass Wischgummi derart auszugestalten, dass sich die Querschnittsfläche des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts entlang der Längsrichtung des Wischgummis verändert. Oder anders ausgedrückt, es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Wischgummi, insbesondere der Befestigungsabschnitt und/oder der Wischlippenabschnitt des Wischgummis, eine Geometrie aufweist, welche über die Längserstreckung des Wischgummis nicht einheitlich beziehungsweise konstant ist. Es hat sich herausgestellt, dass so auf einfache Art und Weise die Reibung von Wischgummis (Wischblättern) auf der Scheibe vorteilhafterweise bis hin zu einem Faktor von 2 bis 10 verringert werden kann.
Aufgrund der sich entlang der Längsrichtung des Wischgummis ändernden Querschnittsfläche, sind derartige Wischgummis nicht ohne Weiteres durch einen Extrusionsprozess herstellbar.
Mittels Spritzguss ist eine derartige Gestaltung des Wischgummis jedoch realisierbar.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform ist daher das Wischgummi mittels Spritzguss hergestellt.
Eine Veränderung der Querschnittsfläche des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts entlang der Längsrichtung des Wischgummis kann durch verschiedene einzeln ausbildbare oder miteinander kombinierbare Ausführungsformen realisiert werden, welche im Folgenden näher erläutert werden.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist die Querschnittsfläche des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts an den beiden Enden des Wischgummis größer oder kleiner als im mittleren Bereich des Wischgummis.
Unter dem mittleren Bereich des Wischgummis kann dabei insbesondere ein Bereich des Wischgummis verstanden werden, welcher zwischen den beiden Enden des Wischgummis erstreckt und innerhalb dessen sich die Mitte des Wischgummis befindet.
Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist dabei die Querschnittsfläche des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts an den beiden Enden des Wischgummis lateral und/oder vertikal, insbesondere lateral, größer als im mittleren Bereich des Wischgummis.
Im Rahmen einer anderen alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist dabei die Querschnittsfläche des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts an den beiden Enden des Wischgummis lateral und/oder vertikal, insbesondere vertikal, kleiner als im mittleren Bereich des Wischgummis.
Dabei wird mit dem Begriff lateral insbesondere eine seitliche Erstreckung des Wischgummis, insbesondere des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts, bezeichnet (siehe 2 und 6 sowie Figurenbeschreibung).
Dabei wird mit dem Begriff vertikal insbesondere eine Erstreckung des Wischgummis entlang eines sich vom Wischlippenabschnitt durch den Befestigungsabschnitt erstreckenden, von der der Raumrichtung beziehungsweise Lage des Wischgummis und der Gravitationsrichtung unabhängigen Strahls bezeichnet (siehe 3, 4 und 5a sowie Figurenbeschreibung).
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform verjüngt sich der Befestigungsabschnitt und/oder der Wischlippenabschnitt von einem Ende des Wischgummis entlang der Längsrichtung des Wischgummis zunächst, insbesondere lateral, und verbreitert sich dann zum anderen Ende des Wischgummis hin wieder, insbesondere lateral.
Im Rahmen einer anderen, speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform verbreitert sich der Befestigungsabschnitt und/oder der Wischlippenabschnitt, insbesondere der Befestigungsabschnitt, von einem Ende des Wischgummis entlang der Längsrichtung des Wischgummis zunächst, insbesondere vertikal, und verjüngt sich dann zum anderen Ende des Wischgummis hin wieder, insbesondere vertikal.
Beispielsweise kann sich der Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts von den beiden Enden des Wischgummis in Richtung auf die Mitte des Wischgummis, insbesondere lateral, verjüngen und/oder, insbesondere vertikal, verbreitern.
Durch das Einbringen von derartigen unterschiedlichen Wölbungen (siehe auch 2 bis 6) in das Wischgummi, kann das Wischgummi vorteilhafterweise optimal über die Länge bezüglich der Steifigkeit und des Auslenkverhaltens an die fahrzeugspezifische Scheibe und die tribologischen Anforderungen angepasst werden.
Im Rahmen einer anderen Ausführungsform weist das Wischgummi eine, entlang der Längsrichtung des Wischgummis ausgebildete und sich insbesondere entlang der Längsrichtung des Wischgummis ändernde Profilierung auf. Insbesondere kann dabei der Wischlippenabschnitt die Profilierung aufweisen.
Der Wischlippenabschnitt kann insbesondere zwei Wischkanten, eine zwischen den Wischkanten ausgebildete Stirnfläche und zwei, jeweils an eine Wischkante angrenzende Seitenflächen aufweisen.
Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform weisen dabei die Seitenflächen und/oder die Wischkanten und/oder die Stirnfläche des Wischlippenabschnitts eine entlang der Längsrichtung des Wischgummis ausgebildete und sich insbesondere entlang der Längsrichtung des Wischgummis ändernde, Profilierung auf.
Der Wischlippenabschnitt kann dabei sowohl durch eine Mikrostrukturierung als durch eine makroskopische Strukturierung profiliert sein.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung ist dabei der Längsrichtung des Wischgummis eine Mikrostrukturierung in den Seitenflächen und/oder den Wischkanten und/oder der Stirnfläche des Wischlippenabschnitts ausgebildet. Insbesondere kann die Mikrostrukturierung in den Wischkanten und/oder in den, an die Wischkanten angrenzenden Bereichen der Seitenflächen des Wischlippenabschnitts ausgebildet sein. Die Mikrostrukturierung kann dabei insbesondere Erhebungen und Vertiefungen umfassen, wobei die Erhebungen eine durchschnittliche Höhe und/oder Breite von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm oder ≤ 50 μm oder ≤ 20 μm und die Vertiefungen eine durchschnittliche Tiefe und/oder Breite von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm oder ≤ 50 μm oder ≤ 20 μm aufweisen können.
Durch eine derartige Mikrostrukturierung (siehe auch 4, 7a bis 7e) kann vorteilhafterweise ein Lotus-Effekt erzielt werden, welcher sich vorteilhaft auf die Reibeigenschaften und die Wischqualität des Wischgummis auswirken kann.
Im Rahmen einer anderen, alternativen oder zusätzlichen, speziellen Ausgestaltung ist in den Seitenflächen des Wischlippenabschnitts entlang der Längsrichtung des Wischgummis eine Reihe von, beispielsweise makroskopischen, Materialschwächungen, zum Beispiel in Form von Sacklöchern, und/oder eine Reihe von, beispielsweise makroskopischen, Materialverstärkungen, zum Beispiel in Form von, voneinander abgegrenzten, beispielsweise noppenartigen, Erhebungen, ausgebildet. Die Materialschwächungen und/oder Materialverstärkungen können dabei beispielsweise in einem mittleren Bereich der Seitenflächen des Wischlippenabschnitts ausgebildet sein. Unter einer makroskopischen Materialschwächung beziehungsweise Materialverstärkung kann insbesondere eine Materialschwächung beziehungsweise Materialverstärkung von mehr als einem oder mehreren Millimetern, gegebenenfalls sogar von einem bis mehreren Zentimetern, verstanden werden.
Durch das Einbringen von derartigen Aussparungen und/oder seitliche herausstehenden Elementen (siehe auch 5a und 6) in das Wischgummi, kann das Wischgummi vorteilhafterweise optimal über die Länge bezüglich der Steifigkeit und des Auslenkverhaltens an die fahrzeugspezifische Scheibe und die tribologischen Anforderungen angepasst werden.
Durch geschickte Kombination der vorstehend beschriebenen Designelemente (Wölbungen, makroskopische Strukturierung) kann vorteilhafterweise das Verformverhalten des Wischgummis über die Wischgummilänge gezielt eingestellt werden. Durch die Mikrostrukturierung kann zudem ein Lotus-Effekt bewirkt werden. Durch ein Einstellen eines gezielten Verformverhaltens und/oder Einbringen eines Lotus-Effektes kann dabei vorteilhafterweise der Reibwert des Wischgummis reduziert, die Auswirkungen von Gleitreibungsunterschieden zwischen dem Wischgummi und der zu wischenden Scheibe herabgesetzt und ein Quietschen und Springen des Wischgummis beziehungsweise Scheibenwischers verhindert werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Wischgummi Silikon, insbesondere Flüssig-Silikon (englisch: Liquid Silicone Rubber (LSR)) oder ist daraus ausgebildet. Durch eine Ausbildung des Wischgummis aus Silikon kann vorteilhafterweise ebenfalls der Reibwert des Wischgummis reduziert, die Auswirkungen von Gleitreibungsunterschieden zwischen dem Wischgummi und der zu wischenden Scheibe herabgesetzt und ein Quietschen und Springen des Wischgummis beziehungsweise Scheibenwischers verhindert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann dies durch eine chemische Oberflächenbehandlung des Wischgummis bewirkt werden. Grundsätzlich ist es dabei möglich die gesamte Oberfläche des Wischgummis chemisch zu behandeln. Vorzugsweise sind dabei diejenigen Bereiche des Wischgummis, beispielsweise der Wischlippenabschnitt, chemisch behandelt, welche in Kontakt mit der Scheibe gebracht werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist daher die Oberfläche des Wischgummis, insbesondere des Wischlippenabschnitts, chemisch oberflächenbehandelt, beispielsweise fluoriert. Die Behandlung kann, zum Beispiel mit Halogeniden, in der Gasphase durchgeführt werden. Vorzugsweise werden dabei in dem, insbesondere polymeren, Material auf der Oberfläche des Wischgummis Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert. Die Oberfläche des Wischgummis, insbesondere des Wischlippenabschnitts, kann dabei insbesondere fluoriert werden.
Insbesondere insofern das Wischgummi silikonbasiert ist, ist das Wischgummi vorteilhafterweise beliebig einfärbbar. Das Wischgummi kann dabei beispielsweise von rot über gelb, blau oder grün, insbesondere passend zur Fahrzeugfarbe eingefärbt werden. So kann vorteilhafterweise das optische Erscheinungsbild des Fahrzeug verbessert und individuell gestaltet werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist daher das Wischgummi farbig, beispielsweise rot, blau, grün oder gelb. Insbesondere kann das Wischgummi dabei eine ähnliche, insbesondere die gleiche, Farbe wie das damit auszustattende Fahrzeug aufweisen.
Im Rahmen einer speziellen Ausführungsform ist das Wischgummi mittels Mehrkomponentenspritzguss hergestellt und/oder weist mindestens eine, gegebenenfalls partielle, Umspritzung auf. Beispielsweise kann das Wischgummi dabei mindestens einen Abschnitt aufweisen, welcher aus einer anderen Spritzgusskomponente als der Wischlippenabschnitt ausgebildet ist und/oder innerhalb dessen ein anderes, beispielsweise metallisches, Material umspritzt ist.
Dabei kann das Wischgummi insbesondere mindestens einen mittels Mehrkomponentenspritzguss und/oder Umspritzens hergestellten Abschnitt aufweisen, welcher als Adapter zur Befestigung des Wischgummis an einem Scheibenwischerarm und/oder als Windabweiser und/oder als Federblech, beispielsweise zur Herstellung eines gelenkfreien Wischers, dient.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Wischgummi mittels Mehrkomponentenspritzguss oder Extrusion oder Pressens hergestellte Teilbereiche unterschiedlicher Materialqualität, zum Beispiel Naturkautschuk (NR), Chloropren-Kautschuk (CR) oder Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM) oder deren Materialkombinationen untereinander, beziehungsweise physikalischer Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlichen Reibwerten und/oder unterschiedlicher Härte beziehungsweise Steifigkeit und/oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit und/oder unterschiedlicher Verschleißneigung und/oder unterschiedlicher Farbe, aufweisen. Dadurch lassen sich gegebenenfalls Farbeffekte und insbesondere ein gezieltes Verformverhalten über die Wischgummilänge einstellen. Durch ein Einstellen eines gezielten Verformverhaltens kann dabei vorteilhafterweise ebenfalls der Reibwert des Wischgummis reduziert, die Auswirkungen von Gleitreibungsunterschieden zwischen dem Wischgummi und der zu wischenden Scheibe herabgesetzt und ein Quietschen und Springen des Wischgummis beziehungsweise Scheibenwischers verhindert werden.
Insbesondere kann dabei mindestens eine Spritzgusskomponente elektrisch leitfähig sein. Auf diese Weise können vorteilhafterweise Leiterbahnen, beispielsweise für Schalt- und/oder Signalströme, zum Beispiel für einen Sensor oder sonstigen Verbraucher, bereitgestellt, insbesondere eingespritzt und/oder angespritzt, und/oder ein Aufbringen einer Leiterbahn mittels galvanischen Beschichtens oder Plasmabeschichtens ermöglicht werden. Über die Leiterbahnen können so vorteilhafterweise Signale nächst der Scheibe über das Wischgummi geführt werden.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Wischblatt und/oder einen Scheibenwischer, welches beziehungsweise welcher ein erfindungsgemäßes Wischgummi umfasst.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Wischgummis, Wischblatts und Scheibenwischers wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den Figuren verwiesen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis mit einem Befestigungsabschnitt und einem Wischlippenabschnitt, beispielsweise eines erfindungsgemäßen Wischgummis.
Das Verfahren basiert insbesondere auf Spritzguss mit einem Spritzgusswerkzeug. Das Spritzgusswerkzeug kann insbesondere zur Ausbildung der unterschiedlichen im Rahmen des erfindungsgemäßen Wischgummis beschriebenen Wischgummiformen ausgelegt sein. Insbesondere kann sich dabei die Querschnittsfläche der Kavität des Spritzgusswerkzeugs entlang der Längsrichtung des darin auszubildenden Wischgummis verändern.
Das Verfahren umfasst insbesondere den Verfahrensschritt a): Einspritzen mindestens einer Spritzgusskomponente in die Kavität des Spritzgusswerkzeugs.
Weiterhin kann das Verfahren den Verfahrensschritt b): Vulkanisieren beziehungsweise Ausvulkanisieren des spritzgegossenen Wischgummi-Formteils umfassen.
Das Spritzgusswerkzeug kann, insbesondere in einem Bereich, welche zur Ausbildung eines während des Betriebes die Scheibe kontaktierenden Bereiches des Wischgummis dient, eine Mikrostrukturierung aufweisen. Diese Mikrostrukturierung kann im Einspritz- beziehungsweise Füllprozess von Verfahrensschritt a) nahezu 1:1 in dem spritzgegossenen Formteil abgebildet und später in Verfahrensschritt b) ausvulkanisiert werden. Dabei sind vorteilhafterweise sogar Strukturen bis zu ca. 5 μm abbildbar, was eine besonders einfache Ausbildung einer Oberfläche mit Lotus-Effekt ermöglicht.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist daher eine Mikrostrukturierung in das Spritzgusswerkzeug eingebracht. Insbesondere kann die Mikrostrukturierung entlang der Längsrichtung des auszubildenden Wischgummis in das Spritzgusswerkzeug eingebracht sein. Vorzugsweise ist dabei die Mikrostrukturierung in einem Bereich des Spritzgusswerkzeugs ausgebildet, welcher zur Ausbildung der Seitenflächen und/oder der Wischkanten und/oder der Stirnfläche, insbesondere der Wischkanten und/oder von an die Wischkanten angrenzenden Bereichen der Seitenflächen, des Wischlippenabschnitts des Wischgummis dient.
Durch einen Spritzgießprozess lassen sich zudem vorteilhafterweise Aussparungen und/oder seitliche herausstehende Elemente in das Wischgummi einbringen (siehe 5a und 6). Diese ermöglichen es vorteilhafterweise das Wischgummi optimal über die Länge bezüglich der Steifigkeit und des Auslenkverhaltens an die fahrzeugspezifische Scheibe und die tribologischen Anforderungen anzupassen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist daher das Spritzgusswerkzeug derart ausgestaltet, dass in den Seitenflächen des Wischlippenabschnitts des auszubildenden Wischgummis entlang der Längsrichtung des Wischgummis eine Reihe von, beispielsweise makroskopischen, Materialschwächungen, zum Beispiel in Form von Sacklöchern, und/oder eine Reihe von, beispielsweise makroskopischen, Materialverstärkungen, zum Beispiel in Form von, voneinander abgegrenzten, beispielsweise noppenartigen, Erhebungen, ausgebildet werden.
Durch einen Spritzgießprozess lassen sich zudem unterschiedliche Wölbungen in das Wischgummi einbringen (siehe 2 bis 6). Diese ermöglichen es vorteilhafterweise ebenfalls das Wischgummi optimal über die Länge bezüglich der Steifigkeit und des Auslenkverhaltens an die fahrzeugspezifische Scheibe und die tribologischen Anforderungen anzupassen.
Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist die Querschnittsfläche der Kavität des Spritzgusswerkzeugs an den beiden Enden, beispielsweise lateral und/oder vertikal, insbesondere lateral, größer als im mittleren Bereich.
Im Rahmen einer anderen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist die Querschnittsfläche der Kavität des Spritzgusswerkzeugs an den beiden Enden, insbesondere lateral und/oder vertikal, insbesondere vertikal, kleiner als im mittleren Bereich.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform verjüngt sich die Kavität des Spritzgusswerkzeugs, insbesondere im Bereich des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts des auszubildenden Wischgummis, von einem Ende entlang der Längsrichtung zunächst, insbesondere lateral, und verbreitert sich dann zum anderen Ende hin wieder, insbesondere lateral.
Im Rahmen einer anderen speziellen Ausgestaltung dieser Ausführungsform verbreitert sich die Kavität des Spritzgusswerkzeugs, insbesondere im Bereich des Befestigungsabschnitts und/oder des Wischlippenabschnitts des auszubildenden Wischgummis, von einem Ende entlang der Längsrichtung zunächst, insbesondere vertikal, und verjüngt sich dann zum anderen Ende hin wieder, insbesondere vertikal.
Das Verfahren kann insbesondere auf Mehrkomponentenspritzguss basieren. Dabei können in Verfahrensschritt a) insbesondere zwei oder mehr Spritzgusskomponenten in die Kavität des Spritzgusswerkzeugs eingespritzt werden.
Beim Spritzgießprozess können durch (partielle) Umspritzung gleichzeitig Zusatzkomponenten in das Wischgummi angebracht werden.
Alternativ oder zusätzlich kann daher in Verfahrensschritt a) mindestens eine, beispielsweise partielle, Umspritzung realisiert werden. Beispielsweise kann in Verfahrensschritt a) eine Spritzgusskomponente mit einer anderen Spritzgusskomponente umspritzt werden. Oder es kann in Verfahrensschritt a) ein metallisches Formteil mit einer oder mehreren Spritzgusskomponenten umspritzt werden. So können zum Beispiel Adapter zur Befestigung des Wischers an den Wischarm und/oder Windabweiser und/oder Federbleche zur Herstellung eines gelenkfreien Wischers ausgebildet werden.
Durch Mehrkomponentenspritzguss können zudem gegebenenfalls Teilbereiche des Wischgummis mit unterschiedlichen Materialqualitäten beziehungsweise physikalischen Eigenschaften realisiert werden. Zum Beispiel können Teilbereiche mit unterschiedlichem Reibwert, unterschiedlicher Verschleißneigung, unterschiedlicher Härte/Steifigkeit oder auch unterschiedlicher Farbe ausgebildet werden.
Zudem ist es möglich zwei oder mehrer unterschiedliche Spritzgusskomponenten im Wischgummi zu verarbeiten, von denen mindestens eine Spritzgusskomponente eine elektrische Leitfähigkeit bereitstellt, die genügt um Schalt- und/oder Signalströme von Sensoren weiterzuleiten. Alternativ ist es möglich eine der Spritzgusskomponenten so einzustellen, dass diese galvanisch beschichtbar ist, so dass über diese Beschichtung Schalt- und/oder Signalströme geleitet werden können. So können vorteilhafterweise über die leitfähigen Bahnen Signale nächst der Scheibe über das Wischgummi geführt werden.
In Verfahrensschritt a) können daher insbesondere zwei oder mehr unterschiedliche Spritzgusskomponenten eingesetzt werden, welche dazu ausgelegt sind Teilbereiche unterschiedlicher Materialqualität beziehungsweise physikalischer Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlichen Reibwerten und/oder unterschiedlicher Härte beziehungsweise Steifigkeit und/oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit und/oder unterschiedlicher Verschleißneigung und/oder unterschiedlicher Farbe, auszubilden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Spritzgusswerkzeug ein Mehrkavitätswerkzeug zur Herstellung von mehreren Wischgummis. So können vorteilhafterweise mehre Wischgummis zeitgleich hergestellt werden. Insbesondere kann das Mehrkavitätswerkzeug ein Etagenwerkzeug sein, welches insbesondere mit Kavitäten in zwei oder mehr Ebenen ausgestattet ist. So können vorteilhafterweise höhere Stückzahlen produziert werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das Spritzgusswerkzeug modulare Kavitäten zur Produktion von Wischgummis unterschiedlicher Länge mit dem Spritzgusswerkzeug auf. So können vorteilhaferweise mit dem gleichen Spritzgusswerkzeug Wischgummis unterschiedlicher Länge hergestellt werden.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wischgummi und den Figuren verwiesen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Wischgummis mit einer entlang der Längsrichtung des Wischgummis konstanten Querschnittsfläche;
2 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis, bei der sich der Befestigungsabschnitt und der Wischlippenabschnitt von den beiden Enden zur Mitte des Wischgummis hin lateral verjüngen;
3 eine schematische, perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis, bei der sich der Befestigungsabschnitt sich von den beiden Enden zur Mitte des Wischgummis hin vertikal verbreitert;
4 eine schematische, perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis, bei der sich der Befestigungsabschnitt sich von den beiden Enden zur Mitte des Wischgummis hin vertikal verbreitert und bei der in den Seitenflächen des Wischlippenabschnitts entlang der Längsrichtung des Wischgummis eine Mikrostrukturierung ausgebildet sind;
5a eine schematische, perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis, bei der sich der Befestigungsabschnitt sich von den beiden Enden zur Mitte des Wischgummis hin vertikal verbreitert und bei der in den Seitenflächen des Wischlippenabschnitts entlang der Längsrichtung des Wischgummis eine Reihe von makroskopischen Materialschwächungen in Form von Sacklöchern ausgebildet ist;
5b einen vergrößerten, schematischen Querschnitt durch den Wischlippenabschnitt der in 5a gezeigten Ausführungsform;
6 eine schematische, perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis, bei der sich der Befestigungsabschnitt und der Wischlippenabschnitt von den beiden Enden zur Mitte des Wischgummis hin lateral verjüngen und bei der in den Seitenflächen des Wischlippenabschnitts entlang der Längsrichtung des Wischgummis eine Reihe von makroskopischen Materialverstärkungen in Form von, voneinander abgegrenzten, noppenartigen Erhebungen ausgebildet ist;
7a–e schematische Querschnittsansichten zur Veranschaulichung unterschiedlicher Ausgestaltungsmöglichkeiten für eine Mikrostrukturierung;
8a–c schematische Ansichten zur Veranschaulichung einer chemischen Oberflächenbehandlung bei unterschiedlichen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Wischgummis; und
9a, b schematische Querschnittsansichten zur Veranschaulichung der aktiven Bereiche eines Wischgummis bei einem Wischvorgang.
1 zeigt ein herkömmliches Wischgummi mit einem Befestigungsabschnitt 1 und einem Wischlippenabschnitt 2, bei dem der Wischlippenabschnitt 2 über einen so genannten Kippsteg 3 mit dem Befestigungsabschnitt 1 verbunden ist. 1, veranschaulicht, dass dabei die Querschnittsfläche Q des Befestigungsabschnitts 1 und des Wischlippenabschnitts 2 entlang der Längsrichtung L des Wischgummis konstant ist.
2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis. 2 veranschaulicht, dass das Wischgummi einen Befestigungsabschnitt 1 und einen Wischlippenabschnitt 2 aufweist, wobei der Wischlippenabschnitt 2 über einen Kippsteg 3 mit dem Befestigungsabschnitt 1 verbunden ist. 2 illustriert, dass sich dabei die Querschnittsfläche Q des Befestigungsabschnitts 1 und des Wischlippenabschnitts 2 – im Gegensatz zu dem in 1 gezeigten, herkömmlichen Wischgummi – entlang der Längsrichtung L des Wischgummis verändert. Insbesondere ist dabei die Querschnittsfläche Q des Befestigungsabschnitts 1 und des Wischlippenabschnitts 2 an den beiden Enden des Wischgummis lateral l größer ist als im mittleren Bereich des Wischgummis. Insbesondere verjüngen sich dabei der Befestigungsabschnitt 1 und der Wischlippenabschnitt 2 von einem Ende des Wischgummis entlang der Längsrichtung L des Wischgummis zunächst lateral l und verbreitern sich dann zum anderen Ende des Wischgummis hin wieder lateral l. Oder anders ausgedrückt, der Befestigungsabschnitt 1 und der Wischlippenabschnitt 2 verjüngen sich von den beiden Enden des Wischgummis in Richtung auf die Mitte des Wischgummis lateral l.
3 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischgummis, welches ebenfalls einen Befestigungsabschnitt 1 und einen Wischlippenabschnitt 2 aufweist, wobei der Wischlippenabschnitt 2 über einen Kippsteg 3 mit dem Befestigungsabschnitt 1 verbunden ist. 3 illustriert, dass sich dabei die Querschnittsfläche Q des Befestigungsabschnitts 1 ebenfalls entlang der Längsrichtung L des Wischgummis verändert. Insbesondere ist dabei die Querschnittsfläche Q des Befestigungsabschnitts 1 an den beiden Enden des Wischgummis vertikal v kleiner ist als im mittleren Bereich des Wischgummis. Insbesondere verbreitert sich dabei der Befestigungsabschnitt 1 von einem Ende des Wischgummis entlang der Längsrichtung L des Wischgummis zunächst vertikal v und verjüngt sich dann zum anderen Ende des Wischgummis hin wieder vertikal v. Oder anders ausgedrückt, der Befestigungsabschnitt 1 verbreitert sich von den beiden Enden des Wischgummis in Richtung auf die Mitte des Wischgummis vertikal v.
Die 4 bis 6, zeigen weiterhin, dass der Wischlippenabschnitt 2 zwei Wischkanten 2a, eine zwischen den Wischkanten 2a ausgebildete Stirnfläche 2b und zwei, jeweils an eine Wischkante 2a angrenzende Seitenflächen 2c aufweist.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der in 3 gezeigten Ausführungsform, dass zusätzlich in den an die Wischkanten 2a angrenzenden Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 eine eine Mikrostrukturierung 4’, 5’ ausgebildet ist, welche Erhebungen 5’ und Vertiefungen 4’ im Mikrometerbereich umfasst.
Die in 5a gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich dabei im Wesentlichen dadurch von der in 4 gezeigten Ausführungsform, dass in den Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 entlang der Längsrichtung L des Wischgummis eine Reihe von makroskopischen Materialschwächungen 4 in Form von Sacklöchern ausgebildet ist. Die Materialschwächungen 4 sind dabei insbesondere in einem mittleren Bereich der Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 ausgebildet. 5b ist ein Querschnitt durch eine der sacklochförmigen Materialschwächungen 4.
Die in 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich dabei im Wesentlichen dadurch von der in 2 gezeigten Ausführungsform, dass zusätzlich in den Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 entlang der Längsrichtung L des Wischgummis eine Reihe von makroskopischen Materialverstärkungen 5 in Form von voneinander abgegrenzten, noppenartigen Erhebungen ausgebildet ist. Die Materialverstärkungen 5 sind dabei insbesondere in einem mittleren Bereich der Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 ausgebildet.
Die 7a bis 7e zeigen einige Ausgestaltungsmöglichkeiten für eine Mikrostrukturierung, welche entlang der Längsrichtung L des Wischgummis in den Seitenflächen 2c und/oder den Wischkanten 2a und/oder der Stirnfläche 2b des Wischlippenabschnitts 2 ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist die Mikrostrukturierung in den, an die Wischkanten 2a angrenzenden Bereichen der Seitenflächen 2c des Wischlippenabschnitts 2 ausgebildet, da diese wie die 9a und 9b zeigen, im Wesentlichen am Wegwischen von Wasser beteiligt sind. Durch die Mikrostrukturierung kann ein Lotus-Effekt bewirkt werden, welcher dazu beitragen kann die Reibung des Wischgummis auf der Scheibe zu reduzieren und die Wischqualität des Wischgummis zu verbessern. Die 7a bis 7e veranschaulichen, dass die Mikrostrukturierung Erhebungen 5’ und Vertiefungen 4’ umfasst, wobei die Erhebungen 5’ eine durchschnittliche Höhe und/oder Breite von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm und die Vertiefungen 4’ eine durchschnittliche Tiefe und/oder Breite von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm aufweisen können. In der in 7a gezeigten Ausgestaltung sind die Erhebungen 5’ in mehrere Raumrichtungen flach gewölbt. In der in 7b gezeigten Ausgestaltung weisen die Erhebungen 5’ eine kegelförmige Spitze auf. In der in 7c gezeigten Ausgestaltung sind die Erhebungen 5’ in mehrere Raumrichtungen stark gewölbt. In der in 7d gezeigten Ausgestaltung sind die Erhebungen 5’ angeschrägt. In der in 7e gezeigten Ausgestaltung sind die Erhebungen 5’ halbzylindrisch und dabei in eine Raumrichtung stark gewölbt.
Die 8a bis 8c veranschaulichen eine teilweise chemische Oberflächenbehandlung, beispielsweise Fluorierung, 6 des Wischlippenabschnitts 2 von drei unterschiedlichen Wischgummiausführungsformen. Die 8a bis 8c zeigen, dass insbesondere der bei Wischen aktive Bereich der Wischlippe, insbesondere die an die Wischkanten 2a angrenzenden Bereiche der Seitenflächen 2c, die Wischkanten 2a sowie die Stirnfläche 2b des Wischlippenabschnitts 2 eine chemische Oberflächenbehandlung 6 aufweisen können.
9a zeigt, dass am Wegwischen von Wasser 9 von einer Scheibe 8 insbesondere die an die Wischkanten 2a angrenzenden Bereiche der Seitenflächen 2c sowie die Wischkanten 2a des Wischlippenabschnitts 2 beteiligt sind. 9b ist dabei eine starke Vergrößerung eines Ausschnitts aus 9a. 9a zeigt weiterhin, dass das der Befestigungsabschnitt 1 des Wischgummis in eine Befestigungsschiene 7 des Wischerarms eingeschoben sein kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20040237229 A1 [0004]
EP 1390430 B1 [0004]
KR 2001091609 [0004]
WO 1998/010965 A1 [0004]
JP 2003-138216 [0004]
DE 102008004636 A1 [0004]
TW 412487 B [0004]
WO 2004/002791 [0004]
US 2003/0233722 A1 [0004]

Claims

Wischgummi für einen Scheibenwischer, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend – einen Befestigungsabschnitt (1) und – einen Wischlippenabschnitt (2), wobei sich die Querschnittsfläche (Q) des Befestigungsabschnitts (1) und/oder des Wischlippenabschnitts (2) entlang der Längsrichtung (L) des Wischgummis verändert.
Wischgummi nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsfläche (Q) des Befestigungsabschnitts (1) und/oder des Wischlippenabschnitts (2) an den beiden Enden des Wischgummis, insbesondere lateral (l) und/oder vertikal (v), größer ist als im mittleren Bereich des Wischgummis, und/oder wobei die Querschnittsfläche (Q) des Befestigungsabschnitts (1) und/oder des Wischlippenabschnitts (2) an den beiden Enden des Wischgummis, insbesondere lateral (l) und/oder vertikal (v), kleiner ist als im mittleren Bereich des Wischgummis.
Wischgummi nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Befestigungsabschnitt (1) und/oder der Wischlippenabschnitt (2) von einem Ende des Wischgummis entlang der Längsrichtung (L) des Wischgummis zum anderen Ende des Wischgummis zunächst, insbesondere lateral (l), verjüngt und dann wieder, insbesondere lateral (l), verbreitert, und/oder wobei sich der Befestigungsabschnitt (1) und/oder der Wischlippenabschnitt (2), insbesondere der Befestigungsabschnitt (1), von einem Ende des Wischgummis entlang der Längsrichtung (L) des Wischgummis zum anderen Ende des Wischgummis zunächst, insbesondere vertikal (v), verbreitert und dann wieder, insbesondere vertikal (v), verjüngt.
Wischgummi nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wischlippenabschnitt (2) – zwei Wischkanten (2a), – eine zwischen den Wischkanten (2a) ausgebildete Stirnfläche (2b) und – zwei, jeweils an eine Wischkante (2a) angrenzende Seitenflächen (2c) aufweist, wobei die Seitenflächen (2c) und/oder die Wischkanten (2a) und/oder die Stirnfläche (2b) des Wischlippenabschnitts (2) eine entlang der Längsrichtung (L) des Wischgummis ausgebildete, und sich insbesondere entlang der Längsrichtung (L) des Wischgummis ändernde, Profilierung (4, 5) aufweisen.
Wischgummi nach Anspruch 4, wobei entlang der Längsrichtung (L) des Wischgummis eine Mikrostrukturierung in den Seitenflächen (2c) und/oder den Wischkanten (2a) und/oder der Stirnfläche (2b) des Wischlippenabschnitts (2) ausgebildet ist,
Wischgummi nach Anspruch 5, wobei die Mikrostrukturierung in den Wischkanten (2a) und/oder in den, an die Wischkanten (2a) angrenzenden Bereichen der Seitenflächen (2c) des Wischlippenabschnitts (2) ausgebildet sind, insbesondere wobei die Mikrostrukturierung Erhebungen und Vertiefungen umfasst, wobei die Erhebungen eine durchschnittliche Höhe und/oder Breite von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm und die Vertiefungen eine durchschnittliche Tiefe und/oder Breite von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm aufweisen.
Wischgummi nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wischgummi mittels Spritzguss hergestellt ist.
Wischgummi nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Wischgummi Silikon, insbesondere Flüssig-Silikon, umfasst, insbesondere wobei die Oberfläche des Wischgummis, insbesondere des Wischlippenabschnitts, chemisch oberflächenbehandelt ist.
Wischgummi nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Wischgummi farbig, beispielsweise rot, blau, grün oder gelb, ist, insbesondere wobei das Wischgummi eine ähnliche, insbesondere die gleiche, Farbe wie das damit auszustattende Fahrzeug aufweist.
Wischgummi nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Wischgummi mittels Mehrkomponentenspritzguss hergestellt ist und/oder mindestens eine Umspritzung aufweist, wobei das Wischgummi mindestens einen mittels Mehrkomponentenspritzguss und/oder Umspritzens hergestellten Abschnitt aufweist, welcher als Adapter zur Befestigung des Wischgummis an einem Scheibenwischerarm und/oder als Windabweiser und/oder als Federblech, beispielsweise zur Herstellung eines gelenkfreien Wischers, dient, und/oder wobei das Wischgummi mittels Mehrkomponentenspritzguss hergestellte Teilbereiche unterschiedlicher Materialqualität beziehungsweise physikalischer Eigenschaften, insbesondere mit unterschiedlichen Reibwerten und/oder unterschiedlicher Härte beziehungsweise Steifigkeit und/oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit und/oder unterschiedlicher Verschleißneigung und/oder unterschiedlicher Farbe, aufweist, und/oder wobei mindestens eine Spritzgusskomponente elektrisch leitfähig ist, insbesondere um Leiterbahnen, beispielsweise für Schalt- und/oder Signalströme, zum Beispiel für eine Sensor oder sonstigen Verbraucher, bereitzustellen und/oder ein Aufbringen einer Leiterbahn mittels galvanischen Beschichtens oder Plasmabeschichtens zu ermöglichen.
Verfahren zur Herstellung eines Wischgummis mit einem Befestigungsabschnitt (1) und einem Wischlippenabschnitt (2) mittels Spritzguss mit einem Spritzgusswerkzeug, wobei sich die Querschnittsfläche (Q) der Kavität des Spritzgusswerkzeugs entlang der Längsrichtung (L) des darin auszubildenden Wischgummis verändert, umfassend die Verfahrensschritte: a) Einspritzen mindestens einer Spritzgusskomponente, insbesondre von zwei oder mehr Spritzgusskomponenten, in die Kavität des Spritzgusswerkzeugs; und b) Gegebenenfalls Vulkanisieren beziehungsweise Ausvulkanisieren des spritzgegossenen Wischgummi-Formteils.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei entlang der Längsrichtung (L) des auszubildenden Wischgummis eine Mikrostrukturierung in das Spritzgusswerkzeug eingebracht ist, insbesondere wobei die Mikrostrukturierung in einem Bereich des Spritzgusswerkzeugs ausgebildet ist, welcher zur Ausbildung der Seitenflächen (2c) und/oder der Wischkanten (2a) und/oder der Stirnfläche (2b), insbesondere der Wischkanten (2a) und/oder von an die Wischkanten (2a) angrenzenden Bereichen der Seitenflächen (2c), des Wischlippenabschnitts (2) des Wischgummis dient.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei sich die Kavität des Spritzgusswerkzeugs, insbesondere im Bereich des Befestigungsabschnitts (1) und/oder des Wischlippenabschnitts (2) des auszubildenden Wischgummis, von einem Ende entlang der Längsrichtung (L) zum anderen Ende zunächst, insbesondere lateral (l), verjüngt und dann wieder, insbesondere lateral (l), verbreitert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei sich die Kavität des Spritzgusswerkzeugs, insbesondere im Bereich des Befestigungsabschnitts (1) und/oder des Wischlippenabschnitts (2) des auszubildenden Wischgummis, von einem Ende entlang der Längsrichtung (L) zum anderen Ende zunächst, insbesondere vertikal (v), verbreitert und dann wieder, insbesondere vertikal (v), verjüngt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Spritzgusswerkzeug ein Mehrkavitätswerkzeug zur Herstellung von mehreren Wischgummis ist, insbesondere wobei das Mehrkavitätswerkzeug ein Etagenwerkzeug, insbesondere mit Kavitäten in zwei oder mehr Ebenen ist und/oder wobei das Spritzgusswerkzeug modulare Kavitäten zur Produktion von Wischgummis unterschiedlicher Länge mit dem Spritzgusswerkzeug aufweist.