DE202018105621U1

DE202018105621U1 - Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE202018105621U1
Application number: DE202018105621.2U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: US20190100169A1; CN209955946U

Abstract

Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug, der Folgendes umfasst:ein Blatt, einschließlich eines inneren Abschnitts und eines äußeren Abschnitts, wobei der innere Abschnitt eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem äußeren Abschnitt aufweist und wobei der äußere Abschnitt weicher ist als der innere Abschnitt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft einen Scheibenwischer, wie etwa einen Windschutzscheibenwischer, für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Bilden davon.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Kraftfahrzeuge sind dafür bekannt, dass sie einen Windschutzscheibenwischer aufweisen, der dazu konfiguriert ist, Regen, Schnee, Eis und andere Fremdkörper von der Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu entfernen. Zusätzlich zu einem Windschutzscheibenwischer beinhalten einige Fahrzeuge Merkmale, die dazu konfiguriert sind, die Ansammlung von Eis und Schnee auf der Windschutzscheibe zu reduzieren. Zum Beispiel beinhalten die meisten Fahrzeuge Windschutzscheibenenteiser und Windschutzscheibenwaschdüsen, die dazu konfiguriert sind, Windschutzscheibenwaschflüssigkeit auf die Windschutzscheibe zu sprühen. Beheizte Windschutzscheibenwischer sind ebenfalls bekannt, obwohl sie typischerweise keine standardmäßigen Fahrzeugmerkmale sind. Vielmehr werden sie häufiger als Nachrüstungszubehör verkauft.
KURZDARSTELLUNG
Ein Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Blatt, das einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt aufweist. Der innere Abschnitt weist eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem äußeren Abschnitt auf und der äußere Abschnitt ist weicher als der innere Abschnitt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Scheibenwischers ist der innere Abschnitt aus Silikon und Kohlenstoffnanoröhren hergestellt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer weist der innere Abschnitt eine Leitfähigkeit von etwa 0,9 Watt pro Meter Kelvin auf.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer weist der innere Abschnitt einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 100 Ohmzentimeter auf.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer ist der äußere Abschnitt aus Silikon hergestellt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer weist der äußere Abschnitt eine Shore-Härte von zwischen etwa 50A bis 80A auf.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer beinhaltet das Blatt ein Heizelement innerhalb des inneren Abschnitts.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer beinhaltet das Heizelement einen Streifen von Widerstandsmaterial.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer ist das Widerstandsmaterial Nichrom.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer beinhaltet der Scheibenwischer ferner einen Träger, der das Blatt abstützt und der im Wesentlichen die gesamte Länge des Blatts überspannt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer beinhaltet der Scheibenwischer ferner eine Abdeckung über dem Träger und ein Leistungskabel zwischen der Abdeckung und dem Träger. Das Leistungskabel ist dazu konfiguriert, Leistung zum Beheizen des Blatts bereitzustellen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer ist das Leistungskabel elektrisch an eine Steuerung und eine Leistungsversorgung gekoppelt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer durchsticht das Leistungskabel eine äußere Haut des Silikonmaterials des Blatts.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer beinhaltet die Abdeckung eine erste und eine zweite Wand, die an einer Nase zusammentreffen, und wobei, wenn sie von der Außenseite der Abdeckung betrachtet werden, die erste und die zweite Wand konkav sind.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer ist der äußere Abschnitt des Blatts mit einer Antihaftbeschichtung beschichtet.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Scheibenwischer ist der Scheibenwischer ein Windschutzscheibenwischer.
Ein Verfahren gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem Bilden eines Blatts eines Scheibenwischers durch Koextrudieren eines ersten Materials und eines zweiten Materials, wobei das erste Material wärmeleitfähiger ist als das zweite Material und das zweite Material weicher ist als das erste Material.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens beinhaltet das erste Material Silikon und Kohlenstoffnanoröhren und das zweite Material beinhaltet Silikon.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren beinhaltet der Schritt des Bildens Versorgen eines Heizelements derart, dass das Heizelement innerhalb des ersten Materials eingeschlossen ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist das Blatt zusammen mit einer Basis extrudiert, wobei die Basis aus einem dritten Material hergestellt ist.
Figurenliste

1 ist eine partielle Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs, das einen ersten und einen zweiten Windschutzscheibenwischer beinhaltet.
2 veranschaulicht einen beispielhaften Scheibenwischer.
3 ist eine Querschnittsansicht des Scheibenwischers entlang Linie 3-3.
4 ist eine Querschnittsansicht des Scheibenwischers entlang Linie 4-4.
5 ist eine Ansicht eines weiteren beispielhaften Scheibenwischers entlang Linie 4-4.
6 veranschaulicht schematisch ein erstes System zum Herstellen eines beispielhaften Scheibenwischers.
7 veranschaulicht schematisch ein zweites System zum Herstellen eines beispielhaften Scheibenwischers.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft einen Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Bilden davon. In dieser Offenbarung beinhaltet der Scheibenwischer ein Blatt mit einem inneren Abschnitt und einem äußeren Abschnitt. Der innere Abschnitt weist eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem äußeren Abschnitt auf und der äußere Abschnitt ist weicher als der innere Abschnitt. Der innere Abschnitt ist dazu konfiguriert, Wärme durch das Blatt, einschließlich die Spitze des Blatts, zu leiten, während der äußere Abschnitt eine wirksame Schnittstelle zwischen dem Blatt und einem Fenster eines Kraftfahrzeugs bereitstellt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist 1 eine partielle Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs 10, das als Geländewagen (sports utility vehicle - SUV) gezeigt ist. Während 1 einen SUV zeigt, ist diese Offenbarung nicht auf SUVs beschränkt und erstreckt sich auf andere Fahrzeuge, einschließlich unter anderem auf Personenkraftwagen, Minivans, Trucks und Kompaktfahrzeuge. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Windschutzscheibe 12, oder Frontscheibe, und einen ersten und einen zweiten Scheibenwischer 14, 16, die dazu konfiguriert sind, die Windschutzscheibe 12 zu überqueren, um die Windschutzscheibe 12 abzuwischen, um so Regen, Schnee, Eis und andere Fremdkörper von der Windschutzscheibe 12 zu entfernen. Während in 1 zwei Scheibenwischer 14, 16 veranschaulicht sind, versteht es sich, dass sich diese Offenbarung auf Fahrzeuge mit einem oder mehreren Scheibenwischern erstreckt. Ferner, während die Scheibenwischer 14, 16 relativ zu einer Windschutzscheibe 12 veranschaulicht sind, erstreckt sich die Offenbarung auf Scheibenwischer für andere Fenster eines Kraftfahrzeugs, wie etwa Heckscheibenwischer. Ferner versteht es sich, dass bestimmte Aspekte der Scheibenwischer 14, 16 und der zugehörigen Systeme zum Bilden davon in den Figuren ausschließlich zu Zwecken der Veranschaulichung vergrößert dargestellt sind.
In dieser Offenbarung sind der erste und der zweite Scheibenwischer 14, 16 beheizte Scheibenwischer, was bedeutet, dass sie dazu konfiguriert sind, beheizt zu werden, um Schnee und Eis benachbart zu dem ersten und dem zweiten Scheibenwischer 14, 16 zu entfernen, was dabei hilft, die Windschutzscheibe in kalten Wetterbedingungen zu räumen. Als solches sind der erste und der zweite Scheibenwischer 14, 16 elektrisch an eine Steuerung 18 gekoppelt, die ihrerseits elektrisch an eine Leistungsversorgung 20 gekoppelt ist. Die Leistungsversorgung 20 wird in einem Beispiel durch eine Batterie des Fahrzeugs 10 bereitgestellt, wie etwa eine 12-Volt-Batterie des Fahrzeugs 10.
Die Steuerung 18 ist schematisch in 1 gezeigt. Es versteht sich, dass die Steuerung 18 Teil eines Gesamtfahrzeugsteuermoduls, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), oder alternativ eine eigenständige Steuerung getrennt von der VSC sein könnte. Ferner kann die Steuerung 18 mit ausführbaren Anweisungen programmiert sein, um mit den verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 eine Schnittstelle zu bilden und diese zu betreiben. Die Steuerung 18 beinhaltet zusätzlich eine Verarbeitungseinheit und einen nicht transitorischen Speicher zum Ausführen der verschiedenen Steuerstrategien und -modi des Fahrzeugsystems. Während die Steuerung 18 und die Leistungsversorgung 20 getrennt gezeigt sind, könnten die Steuerung und die Leistungsversorgung in einigen Beispielen in eine kombinierte Einheit integriert sein.
2 veranschaulicht den Scheibenwischer 14, die Steuerung 18 und die Leistungsversorgung 20 ohne den Rest des Fahrzeugs 10 zur einfacheren Bezugnahme. Obwohl er nicht in 2 gezeigt ist, versteht es sich, dass der Scheibenwischer 16 im Wesentlichen auf die gleiche Weise angeordnet ist wie der Scheibenwischer 14. Der Scheibenwischer 14 spannt sich entlang einer Länge L und weist ein Blatt 22 auf, das im Wesentlichen die gesamte Länge L überspannt. Das Blatt 22 wird durch eine Basis 23 (3) abgestützt, die von einem Träger 24 (3) hervorsteht. Die Basis 23 und der Träger 24 überspannen zudem im Wesentlichen die gesamte Länge L. Obwohl sich diese Offenbarung auf andere Materialtypen erstreckt, kann die Basis 23 aus einem relativ starren Silikonmaterial, wie etwa einem Silikon, das eine Shore-Härte von innerhalb eines Bereichs von etwa 80A bis 90A aufweist, hergestellt sein, und der Träger 24 kann aus einem Stahl- oder Edelstahlmaterial hergestellt sein.
Der Träger 24 ist durch eine Abdeckung 26 abgedeckt. Zwischen dem Träger 24 und der Abdeckung 26 erstreckt sich ein Leistungskabel 28 (in 2 teilweise gestrichelt gezeigt) entlang der Länge L des Scheibenwischers 14 und versorgt das Blatt 22 mit Leistung aus der Leistungsversorgung 20, wenn es von der Steuerung 18 aktiviert wird, und beheizt somit das Blatt 22.
Die Abdeckung 26 kann in einem oder mehreren Stücken bereitgestellt sein. In diesem Beispiel beinhaltet die Abdeckung 26 eine Hauptabdeckung 30, die sich entlang eines Großteils der Länge L des Scheibenwischers 14 erstreckt. An einem Mittelpunkt der Hauptabdeckung 30 beinhaltet die Abdeckung 26 einen Ausschnitt 32, um ein Befestigungselement 34 unterzubringen, das dazu konfiguriert ist, den Scheibenwischer 14 an einem Scheibenwischerarm zu befestigen. Die Abdeckung 26 beinhaltet zudem eine erste und eine zweite Endkappe 36, 38 an gegenüberliegenden Enden des Scheibenwischers 14.
3 ist eine Querschnittsansicht des Scheibenwischers 14 entlang Linie 3-3 aus 2. 3 veranschaulicht die Anordnung des Wischers 14, einschließlich des Details des Blatts 22. Das Blatt 22 beinhaltet mindestens zwei Abschnitte, wobei jeder eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung aufweist. Beispielsweise beinhaltet das Blatt 22 einen inneren Abschnitt 40 und einen äußeren Abschnitt 42. Der äußere Abschnitt 42 umschließt den inneren Abschnitt 40 in diesem Beispiel vollständig. In anderen Beispielen kann der äußere Abschnitt 42 einen Abschnitt des inneren Abschnitts 40 umschließen. In diesem Beispiel ist der innere Abschnitt 40 im Wesentlichen im Querschnitt dreieckig und verjüngt sich in der Breite zu der Windschutzscheibe 12 hin. Der äußere Abschnitt 42 weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke um den inneren Abschnitt 40 auf.
Bereitstellen des Blatts 22 mit mindestens zwei unterschiedlichen Abschnitten ermöglicht es dem Blatt 22, Wärme sogar zu einer Spitze 44 des Blatts 22 wirksam zu leiten, während ebenfalls ausreichender Kontakt mit der Windschutzscheibe 12 beibehalten wird. Dementsprechend weist der innere Abschnitt 40 eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem äußeren Abschnitt 42 auf und der äußere Abschnitt 42 ist weicher als der innere Abschnitt 40. Die offenbarte Anordnung ermöglicht dem Blatt 22, eine relativ hohe Temperatur schneller zu erreichen, wobei es während des Betriebs wärmer bleibt, im Vergleich zu bekannten beheizten Windschutzscheibenwischern.
In einem Beispiel ist der innere Abschnitt 40 aus einer Kombination aus Silikon und Kohlenstoffnanoröhren hergestellt. Bezug auf Silikon in dieser Offenbarung bezieht sich auf alle Formen von Silikon, einschließlich Silikongummi. In einem bestimmten Beispiel ist der innere Abschnitt 40 aus Silikon hergestellt, das durch Integrieren einer relativ kleinen Menge von Kohlenstoffnanoröhren in das Silikonmaterial modifiziert wurde. Kohlenstoffnanoröhren sind dafür bekannt, eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen, wobei Silikon dafür bekannt ist, einen relativ hohen Wärmewiderstand aufzuweisen. In einem Beispiel sind die Kohlenstoffnanoröhren selbst mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren und besitzen eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 2000 Watt pro Meter Kelvin, jedoch weisen sie ebenfalls eine Härte auf, die der Härte eines Diamanten ähnlich ist. Ohne die Kohlenstoffnanoröhren weist Silikon eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, der Ordnung von 0,2 Watt pro Meter Kelvin. Mit den Kohlenstoffnanoröhren weist der innere Abschnitt 40 eine Leitfähigkeit von etwa 0,9 Watt pro Meter Kelvin auf und einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 10² Ohmzentimeter. In einem bestimmten Beispiel beinhaltet der innere Abschnitt 40 2 Gew.-% mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren und in jenem Beispiel weist der innere Abschnitt 40 eine Wärmeleitfähigkeit von 0,92 Watt pro Meter Kelvin auf. Die Kohlenstoffnanoröhren können durch eine beliebige Art von mehrwandiger Kohlenstoffnanoröhre bereitgestellt sein, einschließlich aus Dampfphase gezüchtete Kohlenstoffnanofasern zum Beispiel, oder eine andere Art von geeigneter Kohlenstoffnanoröhre. Integrieren von Kohlenstoffnanoröhren in den inneren Abschnitt 40 verleiht dem inneren Abschnitt 40 Eigenschaften, die denen eines Halbleiters ähnlich sind. Die erhöhte Wärmeleitfähigkeit des inneren Abschnitts 40 dispergiert Wärme durch das Blatt 22, einschließlich zu der Spitze 44, was die Leichtigkeit des Entfernens von Schnee und Eis erhöht.
Während der innere Abschnitt 40 eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit besitzt, ist der innere Abschnitt 40 zudem relativ hart, was zum Berühren der Windschutzscheibe 12 nicht ideal ist. Dementsprechend wird der äußere Abschnitt 42 durch ein relativ weiches Material bereitgestellt, das in diesem Beispiel Silikon ist. Der äußere Abschnitt 42 ist vollständig Silikon und beinhaltet in diesem Beispiel keine Kohlenstoffnanoröhren. Der äußere Abschnitt 42 besitzt eine Shore-Härte zwischen etwa 50A und 80A, was weicher ist als der innere Abschnitt 40. In einem bestimmten Beispiel ist der äußere Abschnitt 42 durch ein mittleres Spaltrußmaterial, wie etwa Thermax® N990, hergestellt durch Cancarb Limited, bereitgestellt. Das weichere Material des äußeren Abschnitts 42 stellt eine wirksame Schnittstelle zwischen dem Blatt 22 und der Windschutzscheibe 12 bereit und mindert konkret ein Phänomen, das als Blattflattern bekannt ist, was die schnelle, ungewünschte Bewegung eines Scheibenwischerblatts relativ zu einer Windschutzscheibe ist.
Wahlweise ist der äußere Abschnitt 42 des Blatts 22 mindestens teilweise mit einer Antihaftbeschichtung 46 beschichtet. Die Antihaftbeschichtung 46 kann durch ein Antihaftmaterial bereitgestellt sein, wie etwa Polytetrafluorethylen (PEFE), häufiger als Teflon® bezeichnet. In diesem Beispiel deckt die Antihaftbeschichtung 46 die Spitze 44 und einen Abschnitt der Außenseite des äußeren Abschnitts 42 benachbart zu der Spitze 44 ab.
In der Ausführungsform von 3 beinhaltet das Blatt 22 ein Heizelement 48 innerhalb des inneren Abschnitts 40. Das Heizelement 48 ist über eine Leitung 50 (4) elektrisch an das Leistungskabel 28 gekoppelt. In diesem Beispiel erstreckt sich die Leitung 50 zwischen dem Leistungskabel 28 und dem Heizelement 48 unter der ersten Endkappe 36, wie in 4 gezeigt. Obwohl dies nicht veranschaulicht ist, versteht es sich, dass es eine ähnliche Leitung unter der zweiten Endkappe 38 zwischen dem Leistungskabel und dem Heizelement 48 gibt. Eine der Leitungen würde einen positiven Anschluss bereitstellen und eine andere würde einen negativen Anschluss bereitstellen. Auf diese Weise fließt Strom durch das Heizelement 48, das Wärme erzeugt, die innerhalb des Blatts 22 über den inneren Abschnitt 40 geleitet wird.
Das Heizelement 48 kann eine beliebige bekannte Art von Heizelement sein, einschließlich ein Streifen von Widerstandsmaterial, wie zum Beispiel ein Widerstandsdraht. In einem bestimmten Beispiel ist das Heizelement 48 aus einer Legierung aus Nickel und Chrom, wie etwa Nichrom, hergestellt und stellt einen Widerstand von etwa 0,12 Ohmmeter bereit. Das Heizelement 48 kann im Allgemeinen im Querschnitt rechteckig sein. In einem Beispiel ist das Heizelement 48 etwa 0,8 mm dick (z. B. in der Richtung oben-unten, relativ zu 3) und etwa 8 mm breit (z. B. in der Richtung links-rechts, relativ zu 3). Das Heizelement 48 besitzt eine relativ erhöhte laterale Starrheit und erhöhte vertikale Flexibilität und als solches widersteht das Heizelement 48 den Kräften, die typischerweise in der Umgebung eines Windschutzscheibenwischers auftreten.
Obwohl ein Heizelement 48 in der Ausführungsform der 3 und 4 veranschaulicht ist, erstreckt sich diese Offenbarung auf Scheibenwischer, die keine Heizelemente beinhalten. Zum Beispiel beinhaltet der Scheibenwischer 14 in der Ausführungsform von 5 ein Leistungskabel 28, das die äußere Haut des Silikonmaterials des Blatts 22 direkt durchsticht. Konkret ist das Leistungskabel 28 über die Leitung 50 direkt an den inneren Abschnitt 40 des Blatts 22 gekoppelt. Das Blatt 22 beinhaltet kein Heizelement. Strom wird durch den inneren Abschnitt 40 zwischen den Enden des Blatts 22 geleitet.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 ist die Abdeckung 26 aerodynamisch geformt. Eine derartige Form reduziert die Wirkung von Windwiderstand, der durch die erhöhte Größe des Scheibenwischers 14 hervorgerufen wird, die benötigt wird, um zum Beispiel das Leistungskabel 28 unterzubringen. In diesem Beispiel beinhaltet die Hauptabdeckung 30 eine erste und eine zweite Wand 52, 54, die sich von dem Träger 24 zu einer Nase 56 erstrecken. Benachbart zu dem Träger 24 beinhalten die Wände 52, 54 konvexe Abschnitte 58, 60, die konvex sind, wenn sie von einer Außenseite des Scheibenwischers 14 betrachtet werden. Die konvexen Abschnitte 58, 60 beinhalten Vertiefungen auf einer inneren Fläche davon, um eine Verbindung mit dem Träger 24 bereitzustellen. In einem Beispiel ist die Verbindung eine Schnappverbindung, obwohl andere Arten von Verbindungen innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung fallen.
Zwischen den konvexen Abschnitten 58, 60 und der Nase 56 beinhaltet jede Wand 52, 54 einen konkaven Abschnitt 62, 64, der konkav ist, wenn er von einer Außenseite des Scheibenwischers 14 betrachtet wird. Die konkaven Abschnitte 62, 64 überspannen einen Großteil der Höhe (z. B. die Richtung oben-unten, relativ zu 3) der Abdeckung 26. Die konkaven Abschnitte 62, 64 treffen an der Nase 56 zusammen. In einem Beispiel ist die Nase 56 spitz. In einem weiteren Beispiel ist die Nase 56 abgerundet. Obwohl die vorstehende Erörterung relativ zu der Hauptabdeckung 30 ist, versteht es sich, dass die Kappen 36, 38 auf die gleiche Weise geformt sein können wie die Hauptabdeckung 30.
Bei Betrieb reguliert die Steuerung 18 die Temperatur des Blatts 22 durch Einstellen des Stroms, der durch das Heizelement 48, falls vorhanden, oder den inneren Abschnitt 40 strömt, um eine Zieltemperatur zu erreichen. In einem Beispiel ist die Zieltemperatur etwa 100 °C (etwa 212 °F). Die Steuerung 18 kann eine Pulsbreitenmodulations-(pulse width modulation - PWD-)schaltung beinhalten. Ferner kann die Steuerung 18 elektrisch an einen Sensor, wie etwa einen Thermistor, gekoppelt sein, der in dem Blatt 22 eingebettet ist, welcher der Steuerung ein Signal bereitstellt, das die Temperatur des Blatts 22 angibt, und das Blatt 22 am Überhitzen hindern kann. Die Steuerung 18 kann ebenfalls Einstellungen auf Grundlage der Außentemperatur vornehmen. Noch ferner ist die Steuerung 18 dazu betriebsfähig, einen Kurzschluss zu detektieren und auszuschalten, falls ein Kurzschluss detektiert wird. Obwohl hier beispielhafte Steuerstrategien besprochen werden, versteht es sich, dass sich diese Offenbarung auf andere Steuerungen und Steuerstrategien erstreckt.
Bestimmte Abschnitte des Scheibenwischers 14 können durch Extrusion gebildet werden. In einem Beispiel dieser Offenbarung ist das Blatt 22 durch Koextrudieren eines ersten Materials und eines zweiten Materials über dem ersten Material gebildet. Das erste Material stellt in einem Beispiel den inneren Abschnitt 40 des Blatts 22 bereit, das wärmeleitfähiger ist als das zweite Material, wie vorstehend erwähnt. Das zweite Material stellt den äußeren Abschnitt 42 bereit, der weicher ist als der innere Abschnitt 40.
6 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes System zum Bilden des Blatts 22. Unter Bezugnahme auf 6 beinhaltet ein beispielhaftes System 66 ein erstes Extrusionselement 68 und ein zweites Extrusionselement 70, die jeweils dazu konfiguriert sind, Material einer ersten Form 72 zuzuführen. Die Extrusionselemente 68, 70 sind bekannte Extrusionselemente, einschließlich Trichter, Trommeln, Schrauben usw. Das erste Extrusionselement 68 führt ein erstes Material 74 der ersten Form 72 zu. Das erste Material 74 wird schlussendlich der innere Abschnitt 40 des Blatts 22. Das zweite Extrusionselement 70 führt ein zweites Material 76 der ersten Form 72 zu, wobei das zweite Material 76 mit dem ersten Material 74 koextrudiert wird, um die Basis 23 bereitzustellen. Alternativ wird das zweite Material 76 der äußere Abschnitt 42.
Wenn ein Heizelement 48 vorhanden ist, wie etwa in der Ausführungsform der 3 und 4, wird ebenfalls Widerstandsmaterial 78 durch die erste Form 72 geführt. Das Widerstandsmaterial 78 kann wieder Nichrom sein.
Stromabwärts der ersten Form 72 beinhaltet das System 66 eine zweite Form 80, die ein drittes Material 82 von einem dritten Extrusionselement 84 empfängt. Dort wird die Koextrusion aus der ersten Form 72 selbst mit dem dritten Material 82 koextrudiert. Das dritte Material stellt schlussendlich den äußeren Abschnitt 42 in einem Beispiel bereit. Alternativ kann das dritte Material 82 die Basis 23 werden. Obwohl ein bestimmter Herstellungsprozess in Bezug auf 6 gezeigt und beschrieben wurde, zieht diese Offenbarung andere Herstellungsprozesse in Betracht.
Ein beispielhafter alternativer Herstellungsprozess wird in Bezug auf das System 86 aus 7 gezeigt. In 7 führen das erste, zweite und dritte Extrusionselement 68, 70, 84 ihre entsprechenden Materialien 74, 76, 82 einer einzigen Form 88 zu. Wenn ein Heizelement vorhanden ist, wird Widerstandsmaterial 78 ebenfalls der Form 88 zugeführt. Die Form 88 ist derart angeordnet, dass der innere Abschnitt 40, der äußere Abschnitt 42, die Basis 23 und das Widerstandsmaterial 78 (falls vorhanden) durch die Form 88 geführt werden, um das Blatt 22 und die Basis 23 zu fertigen. Obwohl in 7 ein beispielhaftes System zum Bilden des Blatts 22 (und der Basis 23) gezeigt ist, erstreckt sich diese Offenbarung erneut auf andere Systeme und Herstellungstechniken.
Obwohl vorstehend konkret Silikon als ein Material in Betracht gezogen wird, das zum Bilden des inneren Abschnitts 40 und des äußeren Abschnitts 42 als Beispiel verwendet wird, erstreckt sich diese Offenbarung auf andere Materialien. Zum Beispiel kann natürliches Gummi als ein Ersatz für Silikon in einer oder mehreren der Komponenten der Scheibenwischer 14, 16 verwendet werden.
Es versteht sich, dass Ausdrücke wie „etwa“, „im Wesentlichen und „im Allgemeinen“ nicht als Ausdrücke mit grenzenloser Bedeutung gedacht sind und im Einklang damit interpretiert werden sollten, wie der Fachmann diese Ausdrücke interpretiert.
Obwohl die verschiedenen Beispiele die konkreten in den Veranschaulichungen gezeigten Komponenten aufweisen, sind Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale eines der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten eines anderen der Beispiele zu verwenden.
Dem Durchschnittsfachmann ist ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das heißt, dass Modifikationen dieser Offenbarung unter den Umfang der Patentansprüche fallen. Dementsprechend sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um ihren eigentlichen Umfang und Inhalt zu bestimmen.
Gemäß der vorstehenden Erfindung wird ein Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, der ein Blatt aufweist, einschließlich eines inneren Abschnitts und eines äußeren Abschnitts, wobei der innere Abschnitt eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem äußeren Abschnitt aufweist und wobei der äußere Abschnitt weicher ist als der innere Abschnitt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der innere Abschnitt aus Silikon und Kohlenstoffnanoröhren hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der innere Abschnitt eine Leitfähigkeit von etwa 0,9 Watt pro Meter Kelvin auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist der innere Abschnitt einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 100 Ohmzentimeter auf.
Gemäß einer Ausführungsform ist der äußere Abschnitt aus Silikon hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der äußere Abschnitt eine Shore-Härte von zwischen etwa 50A und 80A auf.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Blatt ein Heizelement innerhalb des inneren Abschnitts.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Heizelement einen Streifen von Widerstandsmaterial.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Widerstandsmaterial Nichrom.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen Träger gekennzeichnet, der das Blatt abstützt und im Wesentlichen die gesamte Länge des Blatts überspannt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Abdeckung über dem Träger und ein Leistungskabel zwischen der Abdeckung und dem Träger gekennzeichnet, wobei das Leistungskabel dazu konfiguriert ist, Leistung zum Beheizen des Blatts bereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungskabel elektrisch an eine Steuerung und eine Leistungsversorgung gekoppelt.
Gemäß einer Ausführungsform durchsticht das Leistungskabel eine äußere Haut des Silikonmaterials des Blatts.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Abdeckung eine erste und eine zweite Wand, die an einer Nase zusammentreffen, und wobei, wenn sie von der Außenseite der Abdeckung betrachtet werden, die erste und die zweite Wand konkav sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist der äußere Abschnitt des Blatts mit einer Antihaftbeschichtung beschichtet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Scheibenwischer ein Windschutzscheibenwischer.

Claims

Scheibenwischer für ein Kraftfahrzeug, der Folgendes umfasst: ein Blatt, einschließlich eines inneren Abschnitts und eines äußeren Abschnitts, wobei der innere Abschnitt eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit relativ zu dem äußeren Abschnitt aufweist und wobei der äußere Abschnitt weicher ist als der innere Abschnitt.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei der innere Abschnitt aus Silikon und Kohlenstoffnanoröhren hergestellt ist.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei der innere Abschnitt eine Leitfähigkeit von etwa 0,9 Watt pro Meter Kelvin aufweist.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei der innere Abschnitt einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 100 Ohmzentimeter aufweist.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei der äußere Abschnitt aus Silikon hergestellt ist.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei der äußere Abschnitt eine Shore-Härte von zwischen etwa 50A und 80A aufweist.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei das Blatt ein Heizelement innerhalb des inneren Abschnitts beinhaltet.
Scheibenwischer nach Anspruch 1, wobei das Heizelement einen Streifen von Widerstandsmaterial beinhaltet.
Scheibenwischer nach Anspruch 8, wobei das Widerstandsmaterial Nichrom ist.
Scheibenwischer Anspruch 1, der ferner eine Abdeckung und ein Leistungskabel unter der Abdeckung umfasst, wobei das Leistungskabel dazu konfiguriert ist, Leistung zum Beheizen des Blatts bereitzustellen.
Scheibenwischer nach Anspruch 10, wobei die Abdeckung eine erste und eine zweite Wand beinhaltet, die an einer Nase zusammentreffen, und wobei, wenn sie von der Außenseite der Abdeckung betrachtet werden, die erste und die zweite Wand konkav sind.