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Die Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, weiterhin insbesondere ein Wischblatt.
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Stand der Technik
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Scheibenwischvorrichtungen haben typischerweise einen Wischarm oder Wischhebel, wobei ein Wischblatt auf der Scheibe eines Kraftfahrzeugs o.ä. bewegt wird. Dabei wird das Wischblatt zwischen einer oberen Wendelage und einer unteren bewegt. Insbesondere auf Windschutzscheiben mit starken Krümmungsänderungen verliert das Wischblatt leicht den Kontakt zur Scheibe. Hierdurch kann es, insbesondere bei stark gekrümmten Scheiben zu ungewischten Wischbereichen bzw. zu Schleierbildung kommen.
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Da ein Wischvorgang auf eine Vielzahl von Parametern optimiert werden muss, wie zum Beispiel eine Regenmenge auf der Scheibe, eine eventuell auftretende Schneelast auf der Scheibe, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und damit einhergehender Winddruck auf den Wischarm, kann eine Schleierbildung nicht auf einfache Weise durch Anpassung des Drucks des Wischarms auf die Windschutzscheibe zuverlässig verhindert werden. Daher ist es eine Bedürfnis, Scheibenwischvorrichtungen weiter zu verbessern.
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Bei der Verbesserung gibt es eine Mehrzahl von Randbedingungen, die zusätzlich berücksichtigt werden sollten. Zu diesen gehören der Aufwand bei der Herstellung bzw. die Herstellungskosten, die Materialkosten, aber auch die Eigenschaften der Scheibenwischvorrichtung, insbesondere die Funktion unter vielfältigen Bedingungen sowie die Langlebigkeit unter einer Vielzahl von Bedingungen. Es gilt bei Wischvorrichtungen für Fahrzeuge dabei zu berücksichtigen, dass der Kostendruck stetig steigt und dass die Fahrzeuge in einer Vielzahl von klimatischen Bedingungen zum Einsatz kommen können, so dass z.B. extreme Temperaturwerte dauerhaft und/oder mit großen Schwankungen auftreten.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässiges, weitgehend schlierenfreies Wischen einer Scheibe eines Fahrzeugs zu gewährleisten bzw. das Wischen im Hinlick auf diese Erfodernisse zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Scheibenwischvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Scheibenwischvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen. Die Scheibenwischvorrichtung weist ein Oberteil auf, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist. Ferner ist ein Unterteil vorhanden, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist. Mehrere Verbindungselemente zum Verbinden des Oberteils und des Unterteils sind entlang einer Längserstreckung der Scheibenwischvorrichtung voneinander beabstandet. Die Verbindungselemente sind elastisch verformbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen einer Scheibenwischvorrichtung, insbesondere einer Scheibenwischvorrichtung nach eine der hierin beschriebenen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet das Herstellen eins Oberteils, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, das Herstellen eines Unterteils, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, und das Herstellen eines Innenteils, das mehrere Verbindungselemente zum Verbinden des Oberteils und des Unterteils beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet ferner das Verbinden des Innenteils an seinen jeweiligen Abschnitten, die im Wesentlichen parallel zu einem der Teile aus Oberteil und Unterteil verlaufen, mit jeweils einem der Teile aus Oberteil und Unterteil.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen einer Scheibenwischvorrichtung, insbesondere einer Scheibenwischvorrichtung nach eine der hierin beschriebenen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet das Herstellen einer Gummistruktur, die ein Oberteil, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, ein Unterteil, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, und mehrere Verbindungselemente umfasst, wobei die Verbindungselemente entlang einer Längserstreckung der Scheibenwischvorrichtung voneinander beabstandet und wobei die Verbindungselement elastisch verformbar sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen und besondere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, den Zeichnungen und der vorliegenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung und ihre Ausführungsformen ermöglichen vorteilhafterweise eine besonders gute Anpassung der Scheibenwischvorrichtung an die Krümmung einer Scheibe. Dies gewährleistet ein besonders gutes und exaktes Wischen der Scheibe. Nicht gewischte Bereiche der Scheibe und eine Schleierbildung auf der Scheibe können weitgehend vermieden werden. Die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung ermöglicht vorteilhafterweise ein genaues Anpassen der Scheibenwischvorrichtung an innerhalb der Scheibe auftretende Krümmungsänderungen. Ein weitgehend gleichmäßiger Kontaktdruck auf die Scheibenwischvorrichtung, insbesondere auf ihr Unterteil, wird auch bei starken Krümmungen und Krümmungsänderungen der Scheibe erreicht. Gegenüber herkömmlichen Scheibenwischvorrichtungen ist es bei der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung vorteilhafterweise nicht erforderlich, eine vorhergehende Einstellung des Oberteils und/oder des Unterteils an die Krümmung der zu wischenden Scheibe vorzunehmen. Die Anpassung an die Krümmung der Scheibe erfolgt bei der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung schnell, unkompliziert und weitgehend selbstständig. Ein und dieselbe Scheibenwischvorrichtung ist daher einfachheitshalber für eine große Anzahl von Fahrzeugen einsetzbar.
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Vorteilhafterweise ist die Scheibenwischvorrichtung so ausgestaltet, dass zwischen den Verbindungselementen und dem Unterteil Torsionsbewegungen durch eine Elastizität der Verbindungselement möglich sind. Dies gewährleistet eine hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Unterteils. Dies gewährleistet eine noch bessere Anpassungsfähigkeit der Scheibenwischvorrichtung an die zu wischende Scheibe, wobei insbesondere ein hoher Anpressdruck auf die Scheibe, und damit eine besonders gute Reinigungs- und Wischwirkung, erzielbar ist. Besonders vorteilhaft ist die Scheibenwischvorrichtung so ausgestaltet, dass zwischen den Verbindungselementen und dem Oberteil ebenfalls Torsionsbewegungen möglich sind. Die erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung ist insbesondere so ausgestaltet, dass Oberteil und Unterteil balkenförmig ausgestaltet sind. Des Weiteren ist es vorteilhafterweise möglich, dass Oberteil und Unterteil zumindest teilweise biegeelastisch sind. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind Ober- und Unterteil gegeneinander verschieblich. In einer weiteren Ausführungsform ist das Oberteil gegenüberliegend dem Unterteil angeordnet. Die Verbindungselemente sind an sich einander zugewandten Innenseiten des Ober- und -Unterteils befestigt.
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Die Elastizität der Verbindungselemente ermöglicht einer Verbindung des Oberteils und Unterteils mit einer Bewegung nach dem Fin-Ray-Prinzip und dienen somit der besonders guten Anpassung der Scheibenwischvorrichtung bzw. eine Wischlippe an die Scheibe.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das Oberteil und das Unterteil, insbesondere in einem Endbereich der Scheibenwischvorrichtung, an einer äußeren Verbindungsposition fest miteinander verbunden. Die äußere Verbindungsposition ist, insbesondere in eine in Längserstreckung der Scheibenwischvorrichtung von außen nach innen weisende Richtung betrachtet, vor den Verbindungselementen ausgebildet. Diese Ausgestaltung gewährleistet vorteilhafterweise eine besonders gute Stabilität der Scheibenwischvorrichtung. Ferner kann eine besonders hohe Flexibilität und Fähigkeit zum Anpassen an die Scheibenkrümmung erreicht werden, wobei ein gleichmäßiger Anpressdruck des Unterteils auf die Scheibe gegeben ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können das Ober- und das Unterteil an der äußeren Verbindungsposition so miteinander verbunden sein, dass Ober- und Unterteil einen Keil bilden. Ober- und Unterteil sind insbesondere an ihren Enden miteinander verbunden. Gemäß weiteren Ausgestaltungen können ein oder mehrere erste Verbindungselement und ein oder mehrere zweites Verbindungselemente wie folgt zur Verfügung gestellt sein. Ein erstes Verbindungselement ist im Vergleich zu einem zweiten Verbindungselement derart angeordnet, dass das erste Verbindungselement relativ zum zweiten Verbindungsteil in Richtung der Verbindungsposition des Oberteils und des Unterteils liegt, d.h. in Richtung der Spitze des Keils bzw. außen liegt. Hierbei ist das erste Verbindungselement kürzer als das zweite Verbindungselement. Beispielsweise können zumindest 70% oder zumindest 50% der Verbindungselemente derart ausgestaltet sein, dass sie nach außen, d.h. in Richtung der Verbindungsposition des Oberteils und des Unterteils, kürzer werden.
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Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform der Erfindung haben die Verbindungselemente ein Elastizitätsmodul von 10 kN/mm2 oder weniger, insbesondere von 0.001 bis 1 kN/mm2, zum Beispiel 0.01 kN bis 50 N/mm2. Hierdurch kann eine Verschiebung des Oberteils relativ zu Unterteil und/oder eine Torsion ermöglich werden, bei der das Unterteil auf eine Krafteinwirkung, zum Beispiel von einer Scheibe) mit einer Verformung in Richtung der Scheibe reagiert.
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Gemäß noch weiteren Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, ist das Unterteil im unbelasteten Zustand konvex ausgebildet, d.h. mit einer Wölbung, die in einem Mittelbereich vom Oberteil weg ragt. Die Scheibenwischvorrichtung gemäß der hier beschriebenen Ausführungsformen können typischerweise bei Kontakt mit eine Scheibe ausgehend von der konvexen Form des Unterteils, dann die entsprechende konkave Form des Unterteils, die sich an die Scheibe anpasst, annehmen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform verlaufen die Längsachsen der Verbindungselemente in Winkeln zum Unterteil, die zwischen 65° und 115°, insbesondere zwischen 75° und 105°, liegen. Dies gewährleistet vorteilhafterweise eine besonders gute Übertragung einer auf das Unterteil wirkenden Kraft auf das Oberteil. Ferner kann auf diese Weise eine besonders stabile Scheibenwischvorrichtung erreicht werden. Besonders vorteilhaft liegen die Winkel zwischen 80° und 100°.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Verbindungselementen kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 30 mm. Dadurch ist eine besonders hohe Flexibilität der Scheibenwischvorrichtung, insbesondere ihres Unterteils, und gute Anpassung an die Krümmung und Krümmungsänderungen der zu wischenden Scheibe gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform ist das Oberteil ein- oder zweiteilig ausgebildet. Dadurch kann eine hohe Stabilität der Scheibenwischvorrichtung erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform sind die Verbindungselemente einstückig durch ein Innenteil ausgebildet, wobei das Innenteil mit dem Oberteil und dem Unterteil durch Punktverbindungen oder Flächenverbindungen verbunden ist. Hierdurch kann eine einfache Herstellung mit wenigen Arbeitsschritten bei flexibler Wahl der Materialien für unterschiedliche Teile zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel kann das Innenteil ein gebogenes Metallblech oder eine Kunststoffplatte ist, insbesondere in einer zick-zack-Form, mit Abschnitten, die im Wesentlichen parallel zu einem der Teile aus Oberteil und Unterteil verlaufen, und Abschnitten, die vom Oberteil zum Unterteil oder vom Unterteil zum Oberteil verlaufen.
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Gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform sind das Oberteil, das Unterteil und die Verbindungselemente einstückig ausgebildet sind, insbesondere wobei das Oberteil, das Unterteil und die Verbindungselemente einstückig durch eine Gummistruktur mit Öffnungen ausgebildet sind. Zum Beispiel kann die Gummistruktur aus einem Material hergestellt ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: EPDM oder TPE. Die Herstellung kann somit werkzeugfallend oder durch einen Herstellungsschritt mit einem Schneideverfahren erfolgen. Ferner hat die Verwendung einer elastischen Gummistruktur den Vorteil einer elastischen Verform der Scheibenwischvorrichtung z.B. durch Schneelast o.ä. Dies verringert Beschädigungen oder reduziert das Risiko von Beschädigungen.
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Gemäß einer weiteren Modifikation kann die Scheibenwischvorrichtung eine Skelettstruktur beinhalten, insbesondere wobei die Skelettstruktur von der Gummistruktur umgeben ist. Hierdurch können die Eigenschaften des Oberteils bzw. Unterteils, die zumindest teilweise biegbar ausgestaltet sind, sowie die elastische Verformbarkeit der Verbindungselemente beeinflusst werden. Somit kann lokal an gewünschten Positionen eine Verbesserte Stabilität durch die Skelettstruktur herbeigeführt werden. Zum Beispiel kann die Skelettstruktur aus einem Material hergestellt sein, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Kunststoff, POM, PA, Faserverbundwerkstoffe, Metall, und Stahl.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine biegbare Scheibenwischerlippe an einer Seite des Unterteils angebracht, die dem Oberteil abgewandt ist. Dadurch ist vorteilhafterweise eine besonders hohe Funktionalität der Scheibenwischvorrichtung gegeben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Unterteil mit einer Zugerzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer auf das Unterteil, insbesondere in Richtung der Längserstreckung des Unterteils, wirkenden Zugkraft verbunden. Durch diese Ausgestaltung kann die Scheibenwischvorrichtung, insbesondere ihr Unterteil, besonders exakt an die Krümmung der Scheibe angelegt und angepasst werden. Die Zugkraft wird dabei insbesondere mittels der Verbindungselemente auf das Oberteil übertragen. Die Zugerzeugungseinrichtung kann beispielsweise mittels eines Aktuators zum Erzeugen von Längenkontraktionen realisiert sein. Dieser ist so angeordnet, dass die Längenkontraktionen auf das Unterteil wirken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Oberteil mit einer Druckerzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer auf das Oberteil, insbesondere in Richtung der Längserstreckung des Oberteils, wirkenden Druckkraft verbunden. Dies ermöglicht ebenfalls ein besonders exaktes Anlegen und Anpassen der Scheibenwischvorrichtung an die Krümmung der Scheibe. Die Druckkraft wird dabei insbesondere mittels der Verbindungselemente auf das Unterteil übertragen. Die Druckerzeugungseinrichtung kann beispielsweise mittels eines Aktuators zum Erzeugen von Längenextraktionen realisiert sein, der so angeordnet ist, dass die Längenextraktionen auf das Oberteil wirken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Aktuatoren zum Erzeugen von Längenkontraktionen und Längenextraktionen vorhanden, die in dem Unterteil entlang dessen Längserstreckung angeordnet sind. Dies ermöglicht ein besonders genaues Anlegen des Unterteils gerade an Scheiben, die eine schwierige Krümmung aufweisen, d. h. insbesondere Scheiben mit konvexen und konkaven Krümmungsbestandteilen. Vorteilhafterweise sind die Aktuatoren so ausgestaltet, dass sie in einem Bereich der Scheibe mit einer konvexen Krümmung kontrahieren und in einem Bereich der Scheibe mit einer konkaven Krümmung extrahieren. Die Aktuatoren können insbesondere von einem Steuermittel mittels geeigneter elektrischer Signale angesteuert werden. Dazu ist es vorteilhafterweise möglich, die zu wischende Scheibe vorab zu vermessen, um konvexe und konkave Krümmungsstellen festzustellen. Ein Modell der vermessenen Scheibe kann dann in dem Steuermittel hinterlegt sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, einen oder mehrere Sensoren vorzusehen, mit denen sich die Krümmung der Scheibe feststellen lässt.
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Die von den Sensoren gelieferten Informationen können für geeignete Ansteuersignale für die Aktuatoren eingesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen einer Scheibenwischvorrichtung, insbesondere einer Scheibenwischvorrichtung nach eine der hierin beschriebenen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet das Herstellen eins Oberteils, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, das Herstellen eines Unterteils, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, und das Herstellen eines Innenteils, das mehrere Verbindungselemente zum Verbinden des Oberteils und des Unterteils beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet ferner das Verbinden des Innenteils an seinen jeweiligen Abschnitten, die im Wesentlichen parallel zu einem der Teile aus Oberteil und Unterteil verlaufen, mit jeweils einem der Teile aus Oberteil und Unterteil. Hierdurch kann eine einfache Herstellung mit wenigen Arbeitsschritten bei flexibler Wahl der Materialien für unterschiedliche Teile zur Verfügung gestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen einer Scheibenwischvorrichtung, insbesondere einer Scheibenwischvorrichtung nach eine der hierin beschriebenen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt. Das Verfahren beinhaltet das Herstellen einer Gummistruktur, die ein Oberteil, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, ein Unterteil, das zumindest teilweise biegbar ausgestaltet ist, und mehrere Verbindungselemente umfasst, wobei die Verbindungselemente entlang einer Längserstreckung der Scheibenwischvorrichtung voneinander beabstandet und wobei die Verbindungselement elastisch verformbar sind. Die Herstellung kann somit werkzeugfallend oder durch einen Herstellungsschritt mit einem Schneideverfahren erfolgen. Ferner hat die Verwendung einer elastischen Gummistruktur den Vorteil einer elastischen Verform der Scheibenwischvorrichtung z.B. durch Schneelast o.ä. Dies vermindert Beschädigungen oder reduziert das Risiko von Beschädigungen. Gemäß einigen Beispielen kann das Herstellen der Gummistruktur ein spritzen der Gummistruktur umfassen, wobei weiterhin optional die Gummistruktur um eine Skelettstruktur herum hergestellt wird. Diese Verfahren ermöglichen eine besonders einfache Herstellung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ein Zwischenraum ausgebildet, in dem ein Spoiler zum Beeinflussen einer in den Zwischenraum eindringenden Luftströmung angeordnet ist. Dadurch kann das genaue Wischen der Scheibe vorteilhafterweise weiter verbessert werden. Beispielsweise kann der Spoiler so ausgestaltet sein, dass gerade bei hohen Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs eine Kompensation einer Windauftriebskraft erfolgt, die ansonsten den Anpressdruck der Scheibenwischvorrichtung auf die Scheibe verringert. Der Spoiler kann ferner so ausgestaltet sein, dass ein Windauftrieb genutzt wird, um die Scheibenwischvorrichtung nach unten in Richtung der Scheibe zu drücken. Der Anpressdruck der Scheibenwischvorrichtung wird erhöht und ihr besonders genaues Anlegen auf die Krümmung der Scheibe gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein biegbar ausgestalteter Teil des Unterteils mittels eines Materials gebildet, das einen Elastizitätsmodul hat, der in einem Bereich zwischen 0,005 kN/mm2 und 0,5 kN/mm2, insbesondere 0,01 kN/mm2 und 0,1 kN/mm2, liegt. Dadurch kann ein besonders biegefähiges und flexibles Unterteil erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung so ausgestaltet, dass sie nach einem sogenannten Flossenstrahl-Prinzip aufgebaut ist. Dieses Flossenstrahl-Prinzip ist aus dem Aufbau von Flossen von bestimmten Fischen abgeleitet. Gemäß dem Flossenstrahl-Prinzip weicht das Unterteil der Scheibenwischvorrichtung, und vorteilhafterweise auch deren Oberteil, bei Auftreten einer Druckkraft auf das Unterteil nicht in Richtung der Druckkraft aus, sondern wölbt sich in die entgegengesetzte Richtung, d. h. in die Richtung, aus der die Druckkraft kommt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in Form eines Wischblatts in einer Grundstellung,
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1B eine schematische Darstellung des Wischblatts nach 1A in einer an eine Scheibe angelegten Stellung,
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2A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in Form eines Wischerarms mit integriertem Wischblatt in einer Grundstellung,
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2B eine schematische Darstellung des Wischerarms mit integriertem Wischblatt nach 2A in einer an eine Scheibe angelegten Stellung,
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3A eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Wischblatts nach 2A,
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3B eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Wischblatts nach 2B,
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4A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in einer Grundstellung mit einem Aktuator als Zugerzeugungseinrichtung,
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4B eine schematische Darstellung der Scheibenwischvorrichtung nach 4A in einer an eine Scheibe angelegten Stellung,
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5A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in einer Grundstellung mit einem Aktuator als Druckerzeugungseinrichtung,
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5B eine schematische Darstellung der Scheibenwischvorrichtung nach 5A in einer an eine Scheibe angelegten Stellung,
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6A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in einer Grundstellung mit einem Aktuator als Zugerzeugungseinrichtung und einem weiteren Aktuator als Druckerzeugungseinrichtung,
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6B eine schematische Darstellung der Scheibenwischvorrichtung nach 6A in einer an eine Scheibe angelegten Stellung,
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7A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in einer Grundstellung mit mehreren Aktuatoren als Zug- und Druckerzeugungseinrichtungen,
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7B eine schematische Darstellung der Scheibenwischvorrichtung nach 7A in einer an eine Scheibe angelegten Stellung,
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8A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung mit einem integrierten Spoiler
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8B eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch die Scheibenwischvorrichtung nach 8A,
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9A und 9B einen Ausschnitt einer schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in Form eines Wischblatts, jeweils in nicht angelegter und an die Scheibe angelegter Position,
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10A und 10B einen Ausschnitt einer schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in Form eines Wischblatts, jeweils in nicht angelegter und an die Scheibe angelegter Position,
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11A und 11B einen Ausschnitt einer schematische Darstellung eines noch weiteren, und
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12 und 13 Ablaufdiagramme zur Illustration von Ausführungsformen der Herstellung von Scheibenwischvorrichtungen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung. Die Scheibenwischvorrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Wischblatt 2. Das Wischblatt 2 dient zum Wischen einer Scheibe 4 eines Fahrzeugs, das zum Beispiel ein Kraftfahrzeug ist, insbesondere ein Auto. Üblicherweise ist das Wischblatt 2 an einem Scheibenwischerarm angebracht, der zum Wischen mittels eines Motors angetrieben wird. Dazu weist das Wischblatt 2 eine Halterung 6 auf, an der es an dem Scheibenwischerarm befestigt werden kann. Das Wischblatt 2 befindet sich in der 1 in einer Grundstellung, in der sie zumindest teilweise von der Scheibe 4 abgehoben ist. Das Wischblatt 2 hat eine Längserstreckung 8 und weist ein langgestrecktes Oberteil 10 und ein ebenfalls langgestrecktes Unterteil 12 auf. Die Längserstreckungen des Oberteils 10 und des Unterteils 12 entsprechen im Wesentlichen der Längserstreckung 8 des Wischblatts 2.
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Sowohl das Oberteil 10 als auch das Unterteil 12 können als biegbare Balken ausgestaltet sein, die in 1 exemplarisch jeweils einteilig ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine besonders stabile Konstruktion. Es ist ebenso möglich, nur jeweils einen Teil des Oberteils 10 und/oder des Unterteils 12 biegbar auszugestalten. Ferner ist es alternativ möglich, das Oberteil 8 zweiteilig ausgestaltet, wobei dann jeweils ein Ende der beiden Teile des zweiteiligen Oberteils 8 an der Halterung 6 befestigt sind. Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit den anderen hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, wird für das Oberteil 10 und/oder das Unterteil 12 ein Material eingesetzt, das einen Elastizitätsmodul hat, der in einem Bereich zwischen 0,005 kN/mm2 und 0,5 kN/mm2, insbesondere 0,01 kN/mm2 und 0,1 kN/mm2, liegt. Dies ermöglicht eine geeignete Biegefähigkeit des Oberteils 10 und des Unterteils 12. Zusammen mit einer geeignet ausgestalteten Querschnittsfläche des Oberteils 10 und des Unterteils 12 ergibt sich so eine optimale Biegesteifigkeit. Das Oberteil 10 und das Unterteil 12 sind so angeordnet, dass sie sich gegenüberliegen. Beide Enden des Oberteils 10 sind an äußeren Verbindungspositionen 14 und 16 mit jeweils einem Ende des Unterteils 12 fest verbunden. Ansonsten sind das Oberteil 10 und das Unterteil 12 voneinander beabstandet.
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Das Oberteil 10 und das Unterteil 12 sind durch Verbindungselemente 18 miteinander verbunden. Insbesondere in der Grundstellung des Wischblatts 2, verlaufen diese in etwa quer zur Längserstreckung 8 des Wischblatts 2. Die Verbindungselemente 18 sind elastisch ausgestaltet, so dass eine Bewegung des Oberteils 10 und des Unterteils 12 relativ zueinander gemäß dem „Finray“-Prinzip möglich ist. Eine elastische Ausgestaltung der Verbindungselemente kann eine Befestigung der Verbindungselemente am Oberteil bzw. Unterteil mittels drehgelenkten überflüssig machen.
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Gemäß manchen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, sind die Verbindungselement 18 elastisch, und haben typischerweise ein Elastizitätsmodul im Bereich 3000 MPa oder kleiner, von 2 MPa bis 2000 MPa, insbesondere 10 MPa–500 MPa. Es ist ebenso möglich elastische Verbindungselement mit Drehgelenken, wie zum Beispiel Scharnieren zu kombinieren. Jedoch ist es gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich eine einen Scheibenwischvorrichtung zu Verfügung zu stellen, wobei die Verbindungselement an einander zugewandten inneren Längsseiten des Oberteils 10 und des Unterteils 12 nicht mittels Drehgelenken 20 befestigt sind. Drehgelenke, wie zum Beispiel Scharniere können also optional zur Verfügung gestellt werden.
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Falls optional ein oder mehrere Drehgelenke verwendet werden, sind Drehgelenke aus der folgenden Gruppe ausgewählt, die besteht aus: einem Scharnier, einem Filmscharnier, einer Verjüngung des Materials zur Erzeugung geringerer Steifigkeit entlang einer Torsionsachse, einem Gelenk mit einer Rotationsachse, einem Mittel zur Verbindung des Oberteils mit dem Verbindungselement oder zur Verbindung des Unterteils mit dem Verbindungselement, das die Verschiebung des Unterteils in Bezug auf das Oberteil entlang der Längserstreckung erlaubt, etc.
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Die Verbindungselemente 18 sind entlang der Längserstreckung des Wischblatts 2 voneinander beabstandet. Die Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Verbindungselementen 18 können gleich sein. Sie können aber auch unterschiedlich gewählt werden. Die Abstände sind vorteilhafterweise kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 30 mm. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist stellvertretend für die Abstände zwischen jeweils zwei Verbindungselementen 18 ein Abstand 22 dargestellt. Die Verbindungselemente 18 sind, insbesondere in der Grundstellung des Wischblatts 2, so an dem Unterteil 12 befestigt, dass ihre Längsachsen in Winkeln 26 zum Unterteil 12 verlaufen, die zwischen 55° und 125°, insbesondere zwischen 75° und 105°, liegen. Besonders vorteilhaft liegen die Winkel zwischen 80° und 100°. Entsprechendes gilt im vorliegenden Ausführungsbeispiel für die Befestigungen der Verbindungselemente 18 an dem Oberteil 10.
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In der 1A ist beispielhaft für die Längsachsen der Verbindungselemente 18 eine Längsachse 24 und beispielhaft für die Winkel zwischen den Verbindungselementen 18 und dem Unterteil 12 ein Winkel 26 dargestellt. Die Abstände zwischen dem Oberteil 10 und dem Unterteil 12 werden vor allem durch die Längen der Verbindungselemente 18 bestimmt. Die Längen der Verbindungselemente 18 nehmen, ausgehend von den beiden äußeren Verbindungspositionen 14, 16 bis in etwa zu denjenigen Stellen, an denen die an das Oberteil 10 angebrachte Halterung 6 beginnt, zu. Dadurch bilden Oberteil 10 und Unterteil 12 in der Seitenansicht auf das Wischblatt 2 nach 1A einen Doppelkeil aus, wobei die Spitzen der beiden Keile in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Verbindungselemente sind knicksteif ausgeführt.
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1B zeigt eine schematische Darstellung des Wischblatts 2 nach 1A in einer an die Scheibe 4 angelegten Stellung. Da die Scheibe 4 eine Krümmung hat, wirken beim Anlegen des Wischblatts 2 an die Scheibe 4 Kontaktdruckkräfte auf das Unterteil 12. Da das Oberteil 10 und das Unterteil 12 biegbare Balken und die Verbindungselemente 12 elastisch sind, sind das Oberteil 10 und das Unterteil 12 gegeneinander verschiebbar. Durch die von unten auf das Unterteil 12 wirkenden Druckkräfte biegt sich das Wischblatt 2 in diejenige Richtung, aus der die Druckkräfte kommen, und legt sich genau an die Krümmung der Scheibe 4 an.
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Durch den Aufbau der hier beschriebenen Ausführungsformen, findet bei einer Krafteinwirkung auf das Unterteil (durch die Scheibe 4) eine Biegung des Unterteils in die Richtung statt, aus der die Kraft wirkt. Dies ist durch die Verbindung des Oberteils 10 und des Unterteils an einem Verbindungspositionen 14 und/oder 16, die Form, die Elastizität der Verbindungselemente, und durch optionale Drehgelenke an der Verbindung zwischen den Verbindungselementen und dem Ober- bzw. Unterteil gegeben.
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In der Darstellung nach 1B ist zwischen dem Wischblatt 2 und der Scheibe 4 ein kleiner Abstand vorhanden, der hier nur der Verdeutlichung der Scheibe 4 und des Wischblatts 2 dient und der in Realität bei Anlegen des Wischblatts 2 an die Scheibe 4 weitgehend so nicht vorhanden ist. Des Weiteren befindet sich an der dem Oberteil 10 abgewandten Unterseite des Unterteils 12 bei den meisten Wischblättern eine Gummilippe, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist und die zum Wischen auf der Scheibe 4 aufsetzt.
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Eine solche Scheibenwischvorrichtung, zum Beispiel ein Scheibenwischarm oder Scheibenwischarm mit Scheibenwischblatt, hat den Vorteil einer verbesserten Anpassung an eine Scheibe eines Kraftfahrzeugs. Bei einem herkömmlichen Scheibenwischblatt ist dessen Oberteil üblicherweise starr, d. h. es ist nicht biegbar ausgebildet.
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Eine Scheibenwischvorrichtung gemäß hier beschriebener Ausführungsformen nutzt den Effekt von Schwanzflossen bestimmter Fische, die bei seitlichem Druck nicht in Druckrichtung ausweichen, sondern sich in entgegengesetzte Richtung wölben, d. h. in die Richtung, aus der der Druck kommt. Dieses Prinzip wird auch als Flossenstrahl-Prinzip oder „Fin Ray“-Prinzip bezeichnet.
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1A und 1B zeigen ein Wischblatt 2 mit einer Längserstreckung 8, die sich im Wesentlichen zwischen den Verbindungspositionen 14 und 16 erstreckt. Eine solche Anordnung wird häufig für Frontscheibenwischer verwendet. Alternative kann ein Scheibenwischvorrichtung jedoch auch nur eine Verbindungsposition aufweisen, was in Analogie zu den 1A und 1B eine Halbierung der Scheibenwischvorrichtung entspricht, und wobei zum Beispiel an einer Position der Halterung 6 eine Drehachse vorgesehen. Eine solche Anordnung wird häufig für Heckscheibenwischer verwendet. Dies ist beispielhaft unter anderem in den 2A und 2B dargestellt. Optionale Ausgestaltungen und Details, wie Sie in den einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, können im Allgemeinen für beide Varianten einer Anordnung eine Scheibenwischvorrichtung verwendet werden.
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2A zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in der Grundstellung. Die Scheibenwischvorrichtung ist hier ein Wischerarm mit einem integrierten Wischblatt 28, das an einem Befestigungsteil 30 angebracht ist. Das Befestigungsteil 30 ist mit einem Wischermotor 32 verbunden, der das Befestigungsteil 30 zum Wischen der Scheibe 4 antreibt. Das Wischerblatt 28 ist keilförmig ausgestaltet, wobei ein Ende des Oberteils 10 an einer äußeren Verbindungsposition 34 mit einem Ende des Unterteils 12 fest verbunden ist. Das jeweils andere Ende des Oberteils 10 und des Unterteils 12 sind an dem Befestigungsteil 30 befestigt. Betreffend den grundlegenden Aufbau und insbesondere die Befestigungen der Verbindungselemente 18 entspricht die Scheibenwischvorrichtung nach 2A prinzipiell derjenigen nach 1A.
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2B zeigt eine schematische Darstellung des Wischblatts 28 mit integriertem Wischerarm 30 nach 2A in einer an die Scheibe 4 angelegten Stellung. Auch hier wirken von unten aus der Richtung der Scheibe 4 Druckkräfte auf das Unterteil 12 des Wischblatts 28, so dass sich das Unterteil 12 und das Oberteil 10 in Richtung der Scheibe 4 biegen.
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Sowohl in 1A als auch in 2A ist das Wischblatt in seiner nicht an die Scheibe angelegten Stellung derart dargestellt, dass das Unterteil 12 im Wesentlich gerade ausgebildet ist. Gemäß noch weiteren Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, ist das Unterteil im unbelasteten Zustand konvex ausgebildet, d.h. mit einer Wölbung, die in einem Mittelbereich vom Oberteil weg ragt. Die Scheibenwischvorrichtung gemäß der hier beschriebenen Ausführungsformen können typischerweise bei Kontakt mit eine Scheibe ausgehend von der konvexen Form des Unterteils, dann die entsprechende konkave Form des Unterteils, die sich an die Scheibe anpasst, annehmen.
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3A zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Wischblatts 28 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2A, in dem sich das Wischblatt 28 in der Grundstellung befindet. Dargestellt ist der linke Endbereich des Wischblatts 28, in dem ein Ende des Oberteils 10 und ein Ende des Unterteils 12 an dem Befestigungsteil 30 befestigt sind. 3A zeigt ausgehend von dem Übergang vom Befestigungsteil 30 zu dem Wischblatt 28 die ersten beiden Verbindungselemente 18, die zwei Wischblattelemente 36 und 38 begrenzen. Die Verbindungselemente 18 sind in den 3A und 3B ohne optional mögliche Drehgelenke dargestellt die die Verbindungselement an dem Oberteil 10 und dem Unterteil 12 befestigt sein können. Die Verbindungselemente 18 sind elastisch ausgestaltet, so dass eine Verschiebung des Oberteils 10 und des Unterteils 12 relative zueinander möglich ist. Dies führt bei den hier beschriebenen Ausführungsformen zu einer Bewegung nach dem Fin-Ray-Prinzip.
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3B zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Wischblatts 28 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2B, in dem das Wischblatt 28 an die Scheibe 4 angelegt ist. Es wirken von unten aus Richtung der Scheibe Druckkräfte auf das Unterteil 12. Stellvertretend für die Druckkräfte ist in der 3B eine Druckkraft 40 dargestellt. Die Druckkraft 40 bewirkt ein Wölben und Verbiegen des Unterteils 12 des Wischblattelements 36. Dadurch verformt sich das erste Verbindungselement 18, was zu einer Verschiebung um einen Weg s nach links führt. Das zweite Wischblattelement 38 biegt sich nach unten in die Richtung, aus der die Druckkraft 40 kommt, und schmiegt sich an die Scheibe an. Dabei entsteht zwischen dem ersten Wischblattelement 36 und dem zweiten Wischblattelement 38 ein Winkel 42. Ferner bildet sich eine weitere Druckkraft, die dann auf das Unterteil 12 des zweiten Wischblattelements 38 wirkt und ein weiteres Verbiegen des zweiten Wischblattelements 38 nach unten verhindert. Es entsteht eine Kettenreaktion zum rechten benachbarten Wischblattelement bis zum Ende des Wischblatts 28.
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4A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Scheibenwischvorrichtung in einer Grundstellung mit einem Aktuator 44 als Zugerzeugungseinrichtung. Der Aktuator 44 ist mit dem linken Ende des Unterteils 12 verbunden, das in seinem Endbereich durch eine Führung 46 geführt ist. Der Aktuator 44 ist ein Piezo-Aktuator, der Längenkontraktionen ausführen kann. Dazu ist er mit einem Steuergerät 48 verbunden, das mittels geeigneter elektrischer Signal den Aktuator 44 ansteuert. Das Steuermittel 48 ist so ausgestaltet, dass es aufgrund der Krümmung der Scheibe die geeigneten Ansteuersignale für den Aktuator 44 bestimmt. Bei einer solchen Kontraktion wird auf das Unterteil 12 eine Zugkraft 50 in Längserstreckung 8 der Scheibenwischvorrichtung ausgeübt. Das ist in 4B dargestellt. Durch die Zugkraft 50 wird prinzipiell die gleiche Kettenreaktion ausgeführt, die bereits oben in Verbindung mit 3B beschrieben wurde.
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5A zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung in einer Grundstellung mit einem Aktuator 52 als Druckerzeugungseinrichtung. Der Aktuator 52 ist mit dem linken Ende des Oberteils 10 verbunden, das in seinem Endbereich durch eine Führung 54 geführt ist. Der Aktuator 52 kann Längenextraktionen ausführen. Dazu ist er mit dem Steuergerät 48 verbunden, das mittels geeigneter elektrischer Signal den Aktuator 52 ansteuert. Bei einer Extraktion des Aktuators 52 wird auf das Oberteil 10 eine Druckkraft 56 in Längserstreckung 8 der Scheibenwischvorrichtung ausgeübt. Das ist in 5B dargestellt. Durch die Druckkraft 50 werden das Oberteil 10 und das Unterteil 12 nach unten in Richtung der Scheibe gebogen. Die Druckkraft 50 wird über die Verbindungselemente 18 auf das Unterteil 12 übertragen. Es wird prinzipiell die gleiche Kettenreaktion ausgeführt, die bereits oben in Verbindung mit 3B beschrieben wurde.
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6A und 6B zeigen schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels der Scheibenwischvorrichtung mit dem Aktuator 44 als Zugerzeugungseinrichtung und dem Aktuator 50 als Druckerzeugungseinrichtung. Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine Kombination der beiden Ausführungsbeispiele nach 4A, B und 5A, B dar.
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7A, B zeigen schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung mit mehreren Aktuatoren 58 bis 72 als Zug- und Druckerzeugungseinrichtungen. 7A zeigt die Scheibenwischvorrichtung in der Grundstellung und 7B in der an die Scheibe 4 angelegten Stellung. Die Scheibenwischvorrichtung enthält ein Wischblatt 74, das mit dem Befestigungsteil 30 verbunden ist. Die Aktuatoren 58–72 sind in dem Unterteil 12 entlang dessen Längserstreckung angeordnet und können Längenkontraktionen oder Längenextraktionen durchführen. Dazu sind sie mit dem Steuergerät 48 verbunden, das die Aktuatoren 58–72 mit geeigneten Ansteuersignalen versorgt. In den 7A, B sind aus Gründen der Übersichtlichkeit beispielhaft jeweils nur eine Verbindung von dem Steuergerät 48 zu dem ersten Aktuator 58 dargestellt. Der erste Aktuator ist zwischen dem Befestigungsteil 30 und dem ersten Verbindungselement 18 und der letzte Aktuator 72 zwischen dem letzten Verbindungselement 18 und dem Ende des Wischblatts 74, d. h. der äußeren Verbindungsposition 34, angeordnet. Die übrigen Aktuatoren 60–70 befinden sich zwischen benachbarten Verbindungselementen 18. Auf diese Weise ist im Unterteil 12 eines jeden Elements oder Teilbereichs des Wischblatts 74 ein Aktuator 58–72 angeordnet. Die Scheibe 4 hat hier mitunter starke konkave und konvexe Krümmungsbestandteile. In einem konvexen Krümmungsbereich kontrahieren die Aktuatoren 58–72 und in einem konkaven Krümmungsbereich extrahieren die Aktuatoren 58–72. Im Ausführungsbeispiel nach 7B hat der Aktuator 64 extrahiert, während die übrigen Aktuatoren 58–62, 66–72 kontrahiert haben. Die Elastizität der Verbindungselemente erlaubt dabei eine entsprechende Verschiebung des Unterteils 12 relativ zum Oberteil nach dem Fin-Ray-Prinzip. Optional können auch zusätzliche Drehgelenke, z.B. Scharniere, über die die Verbindungselemente mit dem Unterteil bzw. dem Oberteil verbunden sind, zur Verfügung gestellt sein.
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8A zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung mit einem integrierten Spoiler 76. Die Scheibenwischvorrichtung weist ein Wischblatt 78 auf, an dessen Unterteil 12 zum Wischen der Scheibe eine Gummilippe 80 angebracht ist. Der Spoiler 76 ist in einen Zwischenraum 82 integriert, der zwischen dem Oberteil 10 und dem Unterteil 12 ausgebildet ist. Der Spoiler 76 dient zum Beeinflussen einer in den Zwischenraum 82 eindringenden Luftströmung. Der Spoiler 76 ist als Schräge realisiert, die an dem Unterteil 12 des Wischblatts 78 ausgebildet ist. Der Spoiler 76 kann beispielsweise aus Gummi hergestellt werden, das um eine geeignete Wischblattstruktur, z. b. aus Blech, gespritzt ist.
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8B zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch das Wischblatt 78 nach 8A.
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9A und 9B zeigen eine typische Ausführungsform für eine Scheibenwischvorrichtung 90 gemäß einigen Ausführungsformen. Ein Oberteil 10 und ein Unterteil 12 ist an einer Verbindungsposition 34 verbunden. Zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ist ein Innenteil 91 zur Verfügung gestellt. Das Innenteil 91 kann als gebogenes Blech oder Blechteil zur Verfügung gestellt werden. Zum Beispiel kann es sich um ein Metallblech handeln. Alternativ kann das Innenteil 91 aus einer Plastikplatte oder einer Elastomerplatte geformt sein. Typische Materialien können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Kunststoff, gewebeverstärkter Kunststoff, POM, PA, Metall, insbesondere Blech, Stahl.
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Gemäß einigen Ausführungsformen hat das Innenteil eine „Zick-Zack“-Form, d.h. eine Form, mit Abschnitten 96, die im Wesentlichen parallel zum näher liegenden Teil aus Oberteil 10 und Unterteil 12 verlaufen und Abschnitten 98, in denen das Innenteil vom Oberteil zum Unterteil oder vom Unterteil zum Oberteil verläuft. Das in den 9A und 9B dargestellte Teil hat eine Erstreckung des Blechs senkrecht zur Bildebene, die zum Beispiel im Wesentlichen der Breite der Scheibenwischvorrichtung entspricht. Die Form kann alternativ annährend als die Form eines Rechteckverlaufs beschrieben werden, wobei Abschnitte 96 zur Verbindungsposition 34 hin aufeinander zulaufen und die Abschnitte 98 einen der für die Verbindungselemente beschriebenen Winkel haben können.
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An den im Wesentlichen parallel verlaufenden Abschnitten 96 ist das Innenteil 91 mit dem jeweils benachbarten Oberteil 10 oder Unterteil 12 verbunden. Die Abschnitte 98, in denen das Innenteil vom Oberteil zum Unterteil oder vom Unterteil zum Oberteil verläuft, entsprechen den Verbindungselementen in anderen hier beschriebenen Ausführungsformen.
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Eine Verbindung zwischen den Abschnitten 96 und den Ober- bzw. Unterteil kann gemäß Unterschiedlichen Ausgestaltungen auf eine Mehrzahl von Arten zur Verfügung gestellt werden. Die Scheibenwischvorrichtungen 90 in den 9A und 9B sind mit einer Bruchkante dargestellt, wobei links von der Bruchkante eine erste Verbindungsart des Innenteils mit dem Ober- bzw. Unterteil und rechts von der Bruchkante eine weitere Verbindungsart des Innenteils mit dem Ober- bzw. Unterteil dargestellt ist. Links des Bruchs sind Punktverbindungen 93 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Rechts des Bruchs sind Flächenverbindungen 95 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Gemäß typischen Ausführungsformen, können Punktverbindungen 93 durch Nieten, Punktlöten, Punkschweißen, Schrauben, und/oder Klammern zur Verfügung gestellt werden. Typischerweise werden in einem Abschnitt 96 zwei oder mehr Punktverbindungen verwendet. Flächenverbindungen können durch Schweißen, Reibschweißen, Ultraschallschweißen, Laserschweißen, und/oder Kleben zur Verfügung gestellt werden.
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12 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm zur Illustration von Verfahren zur Herstellung einer Scheinwischvorrichtung 90. Zum Beispiel werden in Schritt 1202 das Oberteil 10, das Unterteil 12 und das Innenteil 91 gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen hergestellt und in Schritt 1204 wird das Innenteil 91 mit dem Oberteil 10 und dem Unterteil 12 verbunden.
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Wie in 9B dargestellt ist, sind die Abschnitte 98, d.h. die Verbindungselement zwischen Oberteil 10 und Unterteil 12 elastisch ausgebildet, d.h. es findet eine reversible Formänderung statt. Die Verbindungselemente verformen sich beim Anlegen des Unterteils bzw. einer am Unterteil angebrachten Wischlippe an die Scheibe 4. Somit findet eine Verformung und eine Kettenreaktion hin zur Verbindungsposition 34 statt, wie sie zum Beispiel in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben worden ist.
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Die Ausführungsformen mit einem Innenteil 91, das mehrere Abschnitte 98, d.h. Verbindungselemente, aufweist hat den Vorteil, dass die mehrere Verbindungselemente mit einem einstückigen Werkstück zur Verfügung gestellt werden könne. Ferner können das Innenteil 91, das Oberteil 10 und das Unterteil 12 aus geeigneten Materialien zur Verfügung gestellt werden. Hierbei können insbesondere unterschiedliche Materialien verwendet werden, um einen günstigen Kompromiss aus Materialkosten und Materialeigenschaften zu erzielen.
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Zum Beispiel kann das Unterteil 12 aus TFE geformt sein und einstückig mit der Wischlippe ausgebildet sein. Hierdurch können die für die Wischlippe erhöhten Materialanforderungen auf einen begrenzten Bereich des Wischarms bzw., der Scheibenwischvorrichtung 90 limitiert werden. Das Innenteil kann aus einem der oben beschriebenen Materialien hergestellt werden. Hierbei muss lediglich eine geeignete Elastizität zur Verfügung gestellt werden. Das Oberteil 10 kann zum Beispiel aus einem Material aus der Gruppe bestehend aus: PP, PE, POM, und PA, zur Verfügung gestellt sein. Hierbei kann auf ein kostengünstiges Material zurückgegriffen werden, des Formgebung ausgepasst ist, die notwendige Biegsamkeit des Oberteils zu gewährleisten.
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Wie in den 10A und 10B dargestellt ist, kann eine Scheibenwischvorrichtung mit elastischen Verbindungselementen auch einteilig ausgestaltet sein. 10A zeigt das Scheibenwischvorrichtung 108, zum Beispiel ein Wischblatt, in einer nicht an die Scheibe 4 angelegten Position. 10B zeigt das Wischblatt in einer Position, bei der sich das Wischblatt nach dem Fin-Ray-Prinzip an die Scheibe angelegt hat. Hierbei verformen sich die Verbindungselemente 118 um eine Verschiebung des Unterteils 112 in Bezug auf das Oberteil 110 zu ermöglichen.
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Gemäß manchen Ausführungsformen können somit ein Oberteil 110, ein Unterteil 112 und elastische Verbindungselemente 118 einstückig ausgebildet sein. Der Wischarm bzw. die Scheibenwischvorrichtung 108 kann in einem Werkzeug gespritzt werden. Zum Beispiel kann auch das Wischprofil, d.h. die Wischlippe integriert sein. Insbesondere kann das Wischblatt als eine Gummistruktur zur Verfügung gestellt werden, und es kann als Material zum Beispiel EPDM oder TPE verwendet werden.
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13 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm zur Illustration von Verfahren zur Herstellung einer Scheinwischvorrichtung 108. Zum Beispiel wird in Schritt 1302 die Gummistruktur mit Oberteil 110, Unterteil 112 und das Verbindungselementen 118 einstückig hergestellt. Somit kann eine Scheibenwischvorrichtung werkzeugfallend hergestellt werden. Alternativ kann in Schritt 1302 die Gummistruktur ohne Öffnungen 109 hergestellt werden, und in einem weiteren Schritt (nicht gargestellt), die Öffnungen durch ein Trennverfahren wie Wasserstrahl oder Laserschneiden hergestellt werden. Die Verbindungselemente können bei solchen Ausführungsformen insbesondere ein Elastizitätsmodul von Bereich 1000 MPa oder kleiner, zum Beispiel vom 2 MPa bis 500 MPa haben. Andere Elastizitätsmodule wie sie in der vorliegenden Offenbarung genannt sind können ebenfalls Anwendung finden, jedoch sind die hier offenbarte Werte insbesonde3re bei Ausführungsformen mit einer Gummistruktur vorteilhaft. Zum Beispiel kann bei einer Gummistruktur auch eine Druckelastizität von 30–60 Shore A gegeben sein.
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Durch die Verwendung einer Gummistruktur kann das Risiko einer Beschädigung, zum Beispiel durch Schneelast, reduziert oder vermieden werde, da die Gummistruktur elastisch verformbar ist und durch bei einem auftreten Widerstand nicht plastisch deformiert oder beschädigt wird.
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Gemäß typischen Ausführungsformen kann eine solche Struktur durch Wasserstrahlschneiden oder Laserscheiden hergestellt werden. Hierbei keine eine Grundstruktur mit den entsprechenden Dimensionen (und optional einem vorhandenen Wischprofil bzw. einer Wischlippe) hergestellt werden, zum Beispiel durch spritzen oder durch einen anderen Prozess. Die die Verbindungselement bildenden Öffnungen 109 können durch ein entsprechendes Trennverfahren (z.B. Wasserstrahlschneiden oder Laserscheiden) hergestellt werden.
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Als Weiterbildung der in Bezug auf die 10A und 10B beschriebenen Ausführungsformen ist in den Figur, 11A und 11B eine weitere Scheibenwischvorrichtung 108 dargestellt. Neben einer Gummistruktur wie sie vorhergehend in unterschiedlichen Implementierungen beschrieben ist, existiert eine Skelettstruktur aus Kunststoff und/oder Metall. Zum Beispiel kann die Skelettstruktur ein oberes Skelettteil 120, ein unteres Skelettteil 122 und Stege 128 der Skelettstruktur aufweisen. Die Skelettstruktur kann in Kombination mit der Gummistruktur auch jeweils nur eines oder mehrere der Elemente aus oberes Skelettteil 120, unteres Skelettteil 122 und Stege 128 ausweisen. Weiterhin ist es möglich, diese Skelettteile einteilig oder mehrteilig auszubilden.
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Gemäß typischen, optionalen Ausführungsformen, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, können ein Teil der Skelettstruktur oder mehrere Teile der Skelettstruktur jeweils aus einem Material bestehend aus der Gruppe: Kunststoff, POM, PA, Faserverbundwerkstoffe, Metall, Stahl, wie zum Beispiel ein Draht oder ein Blech, bestehen.
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Gemäß typischen Ausführungsformend kann die Gummistruktur um das Blech gespritzt werden, insbesondere um die Skelettstruktur gespritzt werden. Wie bereits in Bezug auf die 10A und 10B erwähnt kann bei einem solchen Spritzvorgang das Wischprofil bzw. eine Wischlippe optional bereits integriert sein.
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Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen können Fin-Ray Wischer für Fahrzeugscheiben auf besonders günstige Weise und/oder für eine Mehrzahl unterschiedlicher Einsatzgebiete hergestellt werden. Es werden elastische Verbindungselement mit einer geeigneten Biegesteifigkeit zur Verfügung gestellt, die den Verwendungsbedingungen Rechnung tragen.
