DE19816213A1 - Wischerarm mit Wischerarmkörper umfassend eine Wölbung - Google Patents
Wischerarm mit Wischerarmkörper umfassend eine WölbungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wischerarm zum Wischen von Scheiben bei Fahrzeugen, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen, umfassend einen im wesentlichen langgestreckten Wischerarmkörper. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wischerarmkörper im wesentlichen über seine gesamte Länge eine Querschnittsform mit einer der Scheibe zugewandten ersten Wölbung aufweist und der Wischerarmkörper eine Querschnittsform mit einer der Scheibe abgewandten zweiten Wölbung aufweist, wobei die zweite Wölbung geringer ist als die erste Wölbung.
Description
Die Erfindung betrifft einen Wischerarm für eine Vorrichtung zum Wischen von
Scheiben, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Wischvorrichtungen beispielsweise für Kraftfahrzeuge sind in großer Zahl bekannt
geworden. So zeigt die EP-A-92201935.1 eine Wischvorrichtung umfassend einen
Wischarm aus Verbundwerkstoff.
Großflächige Windschutzscheiben finden heute nicht nur im Automobilbau, sondern
auch bei Schienenfahrzeugen, insbesondere im Hochgeschwindigkeitsbetrieb,
beispielsweise beim ICE der Deutschen Bahn AG Verwendung. Derartige Scheiben
sorgen für das notwendige große und gute Sichtfeld des Triebfahrzeugführers.
Besondere Probleme ergeben sich für Wischvorrichtungen zum Bewischen der Front- und
Heckscheiben von Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeugen aufgrund der hohen
Fahrgeschwindigkeit im Betrieb. So steigen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten,
insbesondere über 120 km/h, die aerodynamischen Abhebekräfte herkömmlicher
Wischerarmkörper, beispielsweise der Wischvorrichtung gemäß der EP-A-92201935.1,
stark an, so daß die Wischerblätter der Wischerblattvorrichtung während der Fahrt von
der Scheibe abheben.
Um eine ausreichende Andrückkraft des am Wischerarmkörper bzw. Wischerarmes
befestigten Wischerblattes auch bei hohen Geschwindigkeiten auf die Scheibe zu
gewährleisten, wurden bei den bislang bekanntgewordenen Vorrichtungen an deren
Armen und/oder Wischblättern Windleitbleche angeordnet, die den bei höheren
Fahrzeuggeschwindigkeiten auftretenden, die Andrückkraft auf das Wischerblatt
vermindernden Abhebekräften entgegenwirken.
Nachteil derartiger Leitbleche war jedoch, daß sie das Sichtfeld des Triebfahr
zeugführers stark eingeschränkt haben und die Wirksamkeit nicht bei allen möglichen
Anströmverhältnissen sichergestellt werden konnten. Außerdem waren die Lösungen
sehr teuer und aufwendig zu fertigen, da eine Vielzahl von Einzelteilen zu einer
Wischarmvorrichtung zusammengebaut werden mußten.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Wischarm für eine Wischarmvorrichtung zum
Wischen von Scheiben, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen,
zur Verfügung zu stellen, mit dem die oben geschilderten Probleme des Standes der
Technik überwunden werden können.
Insbesondere soll ein Wischarm angegeben werden, bei dem auch bei hohen
Fahrgeschwindigkeiten die Abhebekräfte niedrig gehalten werden können, wobei
gleichzeitig mit einer derartigen Vorrichtung ein möglichst großes Sichtfeld für den
Triebfahrzeugführer auch unter ungünstigen Witterungsbedingungen zur Verfügung
gestellt werden soll. Des weiteren wird eine kostengünstige Lösung angestrebt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wisch
armkörper des Wischarmes im wesentlichen über seine gesamte Länge eine
Querschnittsform mit einer der Scheibe zugewandten ersten Wölbung und eine der
Scheibe abgewandten zweiten Wölbung aufweist, wobei die zweite Wölbung geringer
ist als die erste Wölbung.
Bei einer derartigen Ausgestaltung des Wischarmkörpers bewirken die auf der der
Scheibe zugewandten Seite des Wischarmkörpers auftretenden Überge
schwindigkeiten und somit Unterdrücke eine mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmende
Andrückkraft, die den aerodynamischen Abtriebskräften entgegenwirkt. Unter Wölbung
wird in vorliegender Patentanmeldung, wie allgemein in der Aerodynamik, die
Eigenschaft eines Querschnittes verstanden, die sich aus der Krümmung, d. h. der
Abweichung von einer Geraden einer Linie von der Nase zur Endkante ergibt, die die
Verbindung der Mittelpunkte von in den Querschnitt gelegten, seine Außenkontur
berührenden Kreisen darstellt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Wölbungen derart
ausgebildet, daß die Andrückkraft auf das am Wischerarmkörper befestigte Wischer
blatt im gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich des Hochgeschwindigkeitsfahrzeuges
bis zu Geschwindigkeiten von 400 km/h die aerodynamischen Abhebekräfte des
Wischerarmes von der Scheibe übersteigt. Die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung
ist an beiden Enden ein Triebwagens oder einer Lokomotive unabhängig von der
Ausrichtung bezüglich der Fahrtrichtung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wölbungen so gewählt werden, daß die sich bei
unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten ergebende Andrückkraft auf die am
Wischerarm angeordneten Wischerblätter einen im wesentlichen konstanten Wert
annimmt.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der
Wischerarmkörper ein Vollkörper ist.
Alternativ hierzu kann der Wischerarmkörper auch als Hohlkörper ausgestaltet sein,
was vorteilhafterweise das Führen von Leitungen innerhalb des Hohlkörpers ermöglicht.
Beispielhaft hierfür seien die Versorgungsleitungen für die Spritzwasserversorgung
genannt.
Zweckmäßigerweise besteht der erfindungsgemäße Wischerarmkörper aus einem
Faserverbundwerkstoff, was eine erhebliche Gewichtsersparnis ermöglicht.
Um eine ausreichende Biegefestigkeit und Biegesteifheit bei Wischerarmkörpern aus
derartigen Faserverbundmaterialien zu garantieren, ist es vorteilhaft, wenn der
Wischerarmkörper sowohl in Längsrichtung verlaufende Fasern aufweist als auch
diagonal orientierte Fasern, die für eine ausreichende Schubfestigkeit und
Schubsteifigkeit sorgen.
Als besonders vorteilhaftes Faserverbundmaterial finden bei dem erfindungsgemäßen
Wischerarmkörper Kohlefaserverbundwerkstoffe Verwendung.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben
werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Wischerarm in dreidimensionaler Darstellung
mit einem Anschlußstück für den Antrieb und einem Anschlußstück für
den Wischerarm;
Fig. 2A einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 darstellend die Quer
schnittsfläche des erfindungsgemäßen Wischerarms, wobei der
Wischerarmkörper als Vollkörper ausgebildet ist;
Fig. 2B einen erfindungsgemäßen Wischerarmkörper, der als Hohlkörper
ausgebildet ist.
In Fig. 1 ist ein im wesentlichen länglich ausgebildeter Wischerarmkörper 1 eines
erfindungsgemäßen Wischerarmes dargestellt. Der Wischerarmkörper 1 weist einen
mittleren Bereich 3, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge erstreckt, sowie
Endbereiche 5, 7 auf. Der Endbereich 5 dient als Anschlußstück 9 für die in Fig. 1
nicht dargestellte Wischerblattvorrichtung, die eines oder mehrere Wischerblätter trägt,
die auf der Scheibe anliegen. Das Endstück 7 ist als Anschlußstück 11 für den Antrieb
des Wischerarmes ausgebildet. Beide Endstücke 5, 7 sind in der dargestellten
Ausführungsform als Vierkant-Anschlußstücke ausgeführt.
Des weiteren sind in Fig. 1 die Querschnittsflächen in den jeweiligen Bereichen, d. h. in
den Endbereichen sowie in dem zentralen mittleren Bereich 3, dargestellt. Die
Querschnittsfläche entlang der Linie A-A ist in Fig. 2A für einen Wischerarmkörper,
der als Vollkörper ausgebildet ist, gezeigt. Die Querschnittsfläche 20 weist eine untere,
der Scheibenoberfläche 22 zugewandte erste Wölbung 24 auf. Die erste Wölbung 24
ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die auf der der Scheibe zugewandten Seite
des Wischerarmkörpers auftretenden Übergeschwindigkeiten und somit Unterdrücke
bewirken, daß eine mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmende Andrückkraft, die den
aerodynamischen Abhebekräften entgegenwirkt, aufgebaut wird. Dies stellt sicher, daß
auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten von über 120 km/h, insbesondere im
Hochgeschwindigkeitsbereich von über 300 km/h die Andrückkraft der nicht
dargestellten Wischerblätter ausreichend hoch ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn
die Wölbung gerade so gewählt wird, daß die Andrückkraft des Wischerblattes über
den gesamten Geschwindigkeitsbereich im wesentlichen konstant bleibt und sich nur in
sehr engen Grenzen bewegt. Die Andrückkraft des Wischerblattes wird im wesentlichen
mit nicht dargestellten Federn aufgebracht.
In der Anmeldung wird unter Wölbung, wie allgemein in der Aerodynamik, eine
Eigenschaft des Querschnittes verstanden, die sich aus der Krümmung (d. h. der
Abweichung von einer Gerade) einer Linie von der Nase zur Endkante ergibt, die die
Verbindung der Mittelpunkte von in den Querschnitt gelegten seine Außenkontur
berührenden Kreisen darstellt.
Um die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Wischerarmkörpers sicherzustellen,
ist bei der dargestellten Ausführungsform mit Vorteil vorgesehen, daß das Profil
symmetrisch zu einer auf der Frontscheibe senkrecht stehenden Mittellinie H-H
ausgebildet ist.
Neben der ersten der Scheibe zugewandten Wölbung 24 kann die Querschnittsfläche
eine weitere von der Scheibe weggerichtete zweite Wölbung 26 aufweisen, wobei die
zweite Wölbung 26 stets geringer bzw. schwächer ausgebildet ist als die erste Wölbung
24. Dies führt am Wischerarmkörper zu einem Abtrieb, wenn derselbe von Luft
umströmt wird, und damit zu einem Anpressen des am Anschlußstück 9 befestigten
nicht dargestellten Wischerarmes.
In Fig. 2B ist eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Wischerarmkörpers
dargestellt.
Gleiche Bauteile wie beim Wischerarmkörper gemäß Fig. 2A werden in Fig. 2B mit
denselben Bezugsziffern belegt.
Auch der zweite Wischerarm weist eine erste Wölbung 24 auf sowie eine zweite
Wölbung 26, wobei die zweite Wölbung 26 stets geringer bzw. schwächer ausgebildet
ist als die erste Wölbung 24. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung gemäß Fig. 2A
handelt es sich bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2B um einen
Hohlkörper, in dessen Inneren Leitungen, insbesondere Versorgungsleitungen 30, 32,
geführt werden können. Bei den Versorgungsleitungen kann es sich beispielsweise um
die Spritzwasserversorgung des entsprechenden Scheiberwischerarmes handeln.
1
Wischerarmkörper
3
mittlerer Bereich des Wischerarmkörpers
5
,
7
Endbereich des Wischerarmkörpers
9
Anschlußstück für Wischerblatt
11
Anschlußstück für Antrieb
20
Querschnittsfläche
22
Scheibenoberfläche
24
erste Wölbung
26
zweite Wölbung
30
,
32
Versorgungsleitungen
Claims (8)
1. Wischerarm zum Wischen von Scheiben bei Fahrzeugen, insbesondere bei
Hochgeschwindigkeitsschienenfahrzeugen, umfassend
- 1.1 einen im wesentlichen langgestreckten Wischerarmkörper (1); die Wischerarmvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß
- 1.2 der Wischerarmkörper (1) im wesentlichen über seine gesamte Länge eine Querschnittsform mit einer der Scheibe zugewandten ersten Wölbung (24) aufweist und
- 1.3 der Wischerarmkörper (1) eine Querschnittsform mit einer der Scheibe abgewandten zweiten Wölbung (26) aufweist, wobei die zweite Wölbung (26) geringer ist als die erste Wölbung (24).
2. Wischerarm gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungen
(24, 26) derart ausgebildet sind, daß die Andrückkraft des Wischerblattes bzw.
Blatt-Trägers im gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich die Abhebekraft des
Wischerarms (1) von der Scheibe übersteigt oder entgegenwirkt.
3. Wischerarm gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungen
(24, 26) derart ausgebildet sind, daß die Andrückkraft des Wischerblattes bzw.
der Wischerblätter über den gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich im
wesentlichen konstant ist.
4. Wischerarm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wischerarmkörper (1) ein Hohlkörper ist.
5. Wischerarm gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als
Hohlkörper ausgebildete Wischerarmkörper (1) Leitungen (30, 32) für die
Scheibenwascheinrichtung umfaßt.
6. Wischerarm gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wischerarmkörper (1) zumindest teilweise aus Faserverbundwerkstoff
hergestellt ist.
7. Wischerarm gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wischerarmkörper (1) aus Faserverbundwerkstoff sowohl in Längsrichtung
verlaufende Fasern als auch diagonal orientierte Fasern umfaßt.
8. Wischerarm gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Faserverbundwerkstoff ein Kohlefaserverbundwerkstoff ist.
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