-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wischgummiprofil, ein Verfahren zum Betrieb desselben und auf dessen Verwendung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
-
Es ist bekannt, dass Wischblätter von Scheibenwischern im Laufe der Zeit mehr oder weniger schnell verschleißen. Dieser Verschleiß rührt von verschiedenen Umgebungsfaktoren, wie bspw. der Einwirkung von UV-Licht auf das Wischblatt, Temperaturschwankungen sowie von einer entsprechenden Verschmutzung der Scheibe oder von auf der Scheibe angefrorenem Eis her. Da ein derartiger Verschleiß ein sehr langsam fortschreitendes Phänomen darstellt, wird dies in vielen Fällen von einem Fahrer des entsprechenden Kraftfahrzeugs nicht rechtzeitig bemerkt.
-
Diesbezüglich ist es aus der
DE 102 35 566 A1 bekannt, die Wischleiste eines Wischblatts mit einem Verschleißindikator auszurüsten. Dieser kann elektronischer, mechanischer oder auch chemischer Natur sein.
-
Vorteile der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird ein Wischgummiprofil, ein Verfahren zum Betrieb desselben und dessen Verwendung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche zur Verfügung gestellt.
-
Dies beruht darauf, dass ein Wischgummiprofil, das ein Kopfteil, welches zur mechanischen Fixierung des Wischgummiprofils an einer Wischvorrichtung wie bspw. einem Wischblatt eines Kraftfahrzeugs dient, sowie eine Wischlippe, welche derart ausgestaltet ist, dass sie der Reinigung einer zu reinigenden Oberfläche wie bspw. einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs dient, umfasst, welche über einen Kippsteg bspw. beweglich miteinander verbunden sind. Das Wischgummiprofil umfasst erfindungsgemäß zumindest in einem oberflächlichen Bereich ein Polymer, welches in Kontakt mit Wasser eine Volumenzunahme zeigt.
-
Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, dass ein derartiges Wischgummiprofil bedingt durch die Volumenzunahme des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers bei Feuchtigkeit und einer nachfolgenden Volumenabnahme des schwellfähigen Polymers bei Trocknung eine Konturveränderung der Partien des Wischgummiprofils eintritt, welche aus dem schwellfähigen Polymer ausgeführt sind. Nach einer Vielzahl von Schwellzyklen, umfassend zunächst eine Volumenzunahme des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers und einer sich anschließenden Volumenkontraktion bei der Trocknung des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers, erfolgt eine ausreichend große dauerhafte Konturänderung des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers, die zu einer Änderung des optischen Erscheinungsbilds des Wischgummiprofils in einer Weise beiträgt, dass diese optische Veränderung auch einem Nutzer des Wischgummiprofils auffällt und diesen auf einen vorliegenden Verschleiß des Wischgummiprofils hinweist.
-
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
So ist es von Vorteil, wenn das unter Wasserkontakt schwellfähige Polymer einen Bereich, insbesondere eine Schicht, des Wischgummiprofils, bspw. vollflächig, zumindest teilweise, bedeckt, wobei der Bereich bzw. die Schicht des Wischgummiprofils einen, verglichen mit einer umgebenden Oberfläche des Wischgummiprofils, veränderten optischen Eindruck aufweist.
-
Auf diese Weise bildet das unter Wasserkontakt schwellfähige Polymer zusammen mit dem Bereich, umfassend ein einen veränderten optischen Eindruck aufweisendes Material, einen Verschleißanzeiger, da bei fortlaufendem Verschleiß, beruhend auf einer Vielzahl von Schwellzyklen des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers, Bereiche des Materials mit einem veränderten optischen Eindruck für einen Betrachter sichtbar werden, die im fabrikneuen Zustand des Wischgummiprofils einem Betrachter optisch nicht zugänglich sind.
-
Aus diesem sich ändernden optischen Eindruck des Wischgummiprofils im Bereich des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers bzw. des Materials mit einem veränderten optischen Eindruck kann auf den Verschleißgrad des zugrundeliegenden Wischgummiprofils geschlossen werden.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das unter Wasserkontakt schwellfähige Polymer bspw. ein Derivat einer Acrylsäure, insbesondere ein Acrylamid oder ein Methacrylat. Dabei kann es sich bspw. um Poly(N-isopropylacrylamid) oder um Diethylenglycolmethacrylat handeln. Weiterhin sind Mischungen eines Polyacrylats mit einem Polyacrylamid geeignet. Weiterhin zeichnen sich insbesondere sternförmige Polyethylenglycole durch ein geeignetes Schwellverhalten unter Wasserkontakt aus. Sie können demnach einzeln oder auch in Mischungen miteinander verwendet werden.
-
Darüber hinaus kann das unter Wasserkontakt schwellfähige Polymer zusätzlich bspw. einen hygroskopischen Füllstoff wie bspw. Partikel eines hygroskopischen Glases enthalten. Dies führt zu einer weiteren Volumenzunahme des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers und somit zu einer Verstärkung des Volumenausdehnungseffekts.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Wischgummiprofil oberflächlich eine erste Schicht eines Polymers mit einem verglichen mit der umgebenden Wischgummioberfläche veränderten optischen Erscheinungsbild auf, und auf der ersten Schicht eine zweite Schicht eines unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers auf, wobei die zweite Schicht die erste Schicht zumindest teilweise, insbesondere aber vollflächig bedeckt.
-
Auf diese Weise wird erreicht, dass das entsprechende Wischgummiprofil in einem fabrikneuen Zustand einen oberflächlich einheitlichen optischen Eindruck vermittelt, welcher nachfolgend im Gebrauch bedingt durch eine Vielzahl von Schwell- und Trocknungszyklen des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers sich dadurch verändert, dass zunehmend Bereiche der ersten Schicht dem Betrachter optisch zugänglich werden, welche anfänglich für den Betrachter durch Bedeckung mit der zweiten Schicht optisch nicht zugänglich waren.
-
Werden nun die erste bzw. zweite Schicht bspw. in einem seitlichen Bereich der Wischgummilippe oder des Kippstegs aufgebracht, so kann die Veränderung des optischen Erscheinungsbilds des Wischgummiprofils während des Gebrauchs besonders einfach erkannt werden.
-
Insbesondere das Aufbringen der ersten bzw. zweiten Schicht auf die seitlichen Begrenzungsflächen des Kippstegs ist von Vorteil, da dieser naturgemäß im Gebrauch durch das Umklappen der Wischgummilippe beim Reinigen einer entsprechenden zu reinigenden Oberfläche mechanisch oberflächlich stark beansprucht wird und es somit zu einer Unterstützung der Konturänderung der zweiten Schicht nach Auftreten einer bestimmten Anzahl von Schwell- und Trocknungszyklen kommt. Dies kann bspw. auf partiellen Ablösungsprozessen der zweiten Schicht von der Oberfläche des Wischgummiprofils beruhen.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Polymer mit einem veränderten optischen Eindruck verglichen mit der umgebenden Wischgummioberfläche ein Farbpigment oder einen UV-Indikator bzw. einen IR-Indikator enthält. Im ersteren Fall kann der Betrachter ohne weitere technische Hilfsmittel selbst erkennen, dass sich das optische Erscheinungsbild des Wischgummiprofils derart verändert hat, dass von einem Verschleiß des Wischgummiprofils auszugehen ist.
-
Im zweiten Fall wird eine entsprechende UV- bzw. IR-Quelle benötigt, um ein verändertes optisches Erscheinungsbild des Wischgummiprofils bedingt durch das Polymer mit verändertem optischen Erscheinungsbild zu detektieren. Zwar stellt dies einen erhöhten Detektionsaufwand dar, der Vorteil ist jedoch darin zu sehen, dass im täglichen Gebrauch ein entsprechender Nutzer des Wischgummiprofils nicht permanent daran erinnert wird, dass das Wischgummiprofil vermutlich einem erhöhten Verschleiß unterliegt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 die schematische Darstellung eines Wischgummiprofils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
-
2 die schematische Darstellung eines Wischgummiprofils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
-
3 die schematische Darstellung eines Wischgummiprofils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
In 1 ist ein Wischgummiprofil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das Wischgummiprofil 10 umfasst ein Kopfteil 12, das bspw. der Halterung des Wischgummiprofils an einer Wischleiste eines Wischblattes für Kraftfahrzeuge dient. Weiterhin umfasst das Wischgummiprofil 10 einen Lippenabschnitt 14, dessen dem Kopfteil 12 abgewandte Grenzfläche während des Betriebs in Kontakt mit einer zu reinigenden Oberfläche, bspw. einer Glasscheibe eines Kraftfahrzeugs, kommt. Das Kopfteil 12 und der Lippenabschnitt 14 sind bspw. über einen Kippsteg 16 flexibel miteinander verbunden. Vorzugsweise sind sowohl das Kopfteil 12 als auch der Lippenabschnitt 14 aus einem geeigneten elastomeren Material ausgeführt.
-
Dabei kann das Kopfteil 12 aus demselben elastomeren Material ausgeführt sein wie der Kippsteg 16 bzw. der Lippenabschnitt 14. Alternativ können jedoch auch, angepasst an das jeweilige Eigenschaftsprofil der unterschiedlichen Komponenten des Wischgummiprofils 10, verschiedene Elastomermaterialien gewählt werden. So eignen sich als Elastomermaterialien bspw. Ethylen-Propylen-Terpolymere, Naturkautschuk, Chloroprenkautschuk, Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Polyurethan-Elastomere, Mischungen aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Polyvinylchlorid oder Mischungen der genannten Materialien untereinander.
-
Da insbesondere die einer zu reinigenden Fläche zugewandte Grenzfläche des Wischgummiprofils 10 ständigen abrasiven Einwirkungen ausgesetzt ist, kommt es nach einer bestimmten Gebrauchsdauer zu einem fortlaufenden Verschleiß des Wischgummiprofils 10. Um diesen Verschleiß beizeiten sichtbar zu machen, weist das Wischgummiprofil 10 einen Verschleißindikator 18 auf. Der Verschleißindikator 18 umfasst bspw. eine erste Schicht 20, die ein polymeres Material umfasst, welches optisch einen abweichenden Eindruck verglichen mit dem der den Verschleißanzeiger umgebenden Oberfläche des Wischgummiprofils 10 aufweist.
-
So kann das polymere Material der ersten Schicht 20 bspw. eines oder mehrere Farbpigmente und/oder UV-Indikatoren oder IR-Indikatoren enthalten. Erstere ermöglichen es dem Betrachter ohne weitere technische Hilfsmittel, eine Veränderung des Farbeindrucks des Wischgummiprofils im Bereich des Verschleißanzeigers 18 wahrzunehmen.
-
Enthält die erste Schicht 20 einen UV- oder einen IR-Indikator, so kann eine farbliche Veränderung des Wischgummiprofils nur mit Hilfe einer entsprechenden spektroskopischen Detektiervorrichtung wahrgenommen werden. Andererseits hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass beim Betrachten des Wischgummiprofils 10 nicht ständig der auf einen Austausch zielende Verschleißanzeiger 18 zu sehen ist.
-
Die erste Schicht 20 ist vorzugsweise vollflächig mit einer zweiten Schicht 22 bedeckt, welche ein Polymer enthält, das bei Feuchtigkeit bzw. Wasserkontakt eine Volumenzunahme zeigt. Dieses unter Wasserkontakt schwellfähige Polymer führt bei Wasserkontakt zu einer Volumenzunahme der Schicht 22 und somit zu einer Konturänderung der zweiten Schicht 22. Bei einem darauffolgenden Trocknungsprozess kommt es zu einer Schrumpfung bzw. Volumenverminderung des unter Wasserkontakt schwellfähigen Polymers mit einer weiteren Konturänderung der zweiten Schicht 22. Dabei wird unter einem schwellfähigen Polymer ein Polymer verstanden, das bei Wasser- oder Feuchtigkeitskontakt eine Volumenzunahme von bspw. mindestens 2Vol.%, vorzugsweise mindestens 5 Vol.% und insbesondere von mindestens 10 Vol.% zeigt.
-
Wiederholen sich derartige Volumenexpansions- bzw. -kontraktionszyklen so kommt es im Laufe der Zeit zu einer permanenten Konturänderung der zweiten Schicht 22 verglichen mit dem Ausgangszustand. Diese permanente Konturänderung 22 ermöglicht eine teilweise Freilegung der ersten Schicht 20, sodass diese von einem Betrachter in der Umgebung des Wischgummiprofils 10 wahrgenommen werden kann. Da sich deren optischer Eindruck von dem der Umgebung des Wischgummiprofils 10 unterscheidet, ist es für einen Betrachter ggf. mit Hilfe technischer Hilfsmittel wie oben beschrieben auf einfache Weise möglich, einen gewissen Verschleiß des Wischgummiprofils 10 zu detektieren und dieses auszutauschen.
-
Dabei wird davon ausgegangen, dass ein Feuchtigkeitskontakt der zweiten Schicht 22 im Regelfall mit einer Benutzung des Kraftfahrzeugs bei schlechtem Wetter unter Einsatz eines das Wischgummiprofil 10 enthaltenen Wischblatts stattfindet. Somit ist die Zahl der Volumenexpansions- bzw. -kontraktionszyklen der zweiten Schicht 22 ein direktes Maß für die Anzahl der Betriebsstunden des Wischblattes bei feuchtem Wetter. Auf diese Weise kann davon ausgegangen werden, dass eine Detektion einer Freilegung der ersten Schicht 20 gegenüber der Umgebung des Wischgummiprofils 10 mit einem Verschleiß des Wischgummiprofils 10 gleichzusetzen ist.
-
In einer alternativen Ausführungsform, die ebenfalls in 1 dargestellt ist, ist der Verschleißanzeiger 18 nicht in das Material des Wischlippenabschnitts 14 integriert, sondern erhaben auf diesem ausgeführt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fertigung des Verschleißanzeigers 18. In diesem Fall ist eine alternative erste Schicht 20a erhaben auf dem Wischlippenabschnitt 14 ausgeführt und insbesondere ebenfalls vollflächig mit einer zweiten Schicht 22a bedeckt. Dabei umfasst die alternative erste Schicht 20a wie die erste Schicht 20 ein polymeres Material, welches einen von der Umgebung abweichenden optischen Eindruck vermittelt und die alternative zweite Schicht 22a ein Polymer, welches unter Feuchtigkeitskontakt eine Volumenzunahme zeigt.
-
Als polymere Materialien der zweiten Schicht 22 bzw. der alternativen zweiten Schicht 22a eignen sich bspw. Acrylsäurederivate, wie bspw. Acrylamide oder Methacrylate. Besonders geeignet ist hierbei die Verwendung von Poly(N-isopropylacrylamid) oder Diethylenglycolmethacrylat sowie Mischungen von Polyacrylaten mit Polyacrylamiden. Alternativ ist auch eine Verwendung insbesondere sternförmiger Polyethylenglycole denkbar. Auch eine Mischung der genannten Materialien ist möglich. Der Effekt der Volumenexpansion des polymeren Materials der zweiten Schicht 22 bzw. der alternativen zweiten Schicht 22a kann darüber hinaus durch Zusatz bspw. hygroskopischer Füllstoffe verstärkt werden. Hier eignen sich bspw. hygroskopische Glaspartikel bzw. Sande.
-
In 2 ist ein Wischgummiprofil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei bezeichnen weiterhin gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteilkomponenten wie in 1.
-
Das Wischgummiprofil 10 umfasst einen Verschleißanzeiger 18 in Form eines das Wischgummiprofil 10 in voller Länge versehenen Längsstreifens 24. Dabei kann der Verschleißanzeiger 18 bspw. beidseitig des Wischlippenabschnitts 14 vorgesehen sein oder nur auf einer Seite, vorzugsweise auf einer Unterseite des Wischgummiprofils 10, wenn dieses innerhalb eines Wischblatts montiert ist und sich dieses im Ruhezustand bspw. an einem Kraftfahrzeug befindet.
-
Auf diese Weise ist der Verschleißanzeiger 18 während des Ruhezustands des Wischblatts nicht sichtbar, fällt jedoch während des Betriebs des Wischblatts dem Fahrer dahingehend auf, als dieser dann auch die Unterseite des Wischblatts bzw. des Wischgummiprofils 10 in seinem Sichtfeld hat.
-
Ein Wischgummiprofil 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt. Es bezeichnen weiterhin gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteilkomponenten wie in den 1 und 2.
-
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Wischgummiprofils 10 ist der Verschleißanzeiger 18 bspw. in Form eines runden Oberflächensegments bspw. im Bereich des Kippstegs 16 vorgesehen. Es besteht die Möglichkeit, den Verschleißanzeiger 18 in mehrfacher Ausführungsform auf das Wischgummiprofil 10 zu applizieren und so eine fortlaufende Reihe an Verschleißanzeigern 18 auf den Seitenflächen des Kippstegs 16 zu realisieren. Es versteht sich, dass die genannten Ausführungsformen des Verschleißanzeigers 18 aus den 1, 2 und 3 in ihrer Ausführungsform bzw. in Bezug auf ihren Applikationsort kombinierbar bzw. austauschbar sind.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Wischgummiprofils bzw. eines dieses enthaltenden Scheibenwischers.
-
Im Rahmen dieses Verfahrens wird in einem ersten Schritt eine von einer Wischgummiprofiloberfläche ausgehende elektromagnetische Strahlung wie bspw. sichtbares Licht oder UV- bzw. IR-Strahlung detektiert, insbesondere die von einem auf der Wischgummiprofiloberfläche positionierten Polymer mit veränderter optischer Eigenschaft, verglichen mit der einer umgebenden Wischgummioberfläche.
-
In einem zweiten Schritt wird bei Detektion einer entsprechenden, von dem auf der Wischgummiprofiloberfläche positionierten Polymer mit veränderter optischer Eigenschaft ausgehenden elektromagnetischen Strahlung oder ggf. auch bei einer fotografischen Detektion einer veränderten Wischgummioberfläche auf einen Verschleiß des Wischgummiprofils geschlossen und in einem dritten Schritt der Austausch des Wischgummiprofils veranlasst.
-
Das erfindungsgemäße Wischgummiprofil 10 findet bspw. Anwendung in Wischblättern für Scheibenwischer von Kraftfahrzeugen, Schienenfahrzeugen oder Flugzeugen sowie in Reinigungsvorrichtungen bspw. für die Reinigung von Verglasungen an Gebäuden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
