DE3214267C2

DE3214267C2 - Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3214267C2
Application number: DE19823214267
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7120 Bietigheim-Bissingen Ambrus
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1982-04-17
Filing date: 1982-04-17
Publication date: 1984-04-26
Also published as: DE3214267A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen, die eine pendelnd über die Scheibe bewegbare Wischleiste aus einem Kautschukmaterial aufweist, welche über einen Teilbereich ihrer Oberfläche einen den Reibungskoeffizienten vermindernden Überzug aufweist. Der Überzug ist unter Verwendung einer lagerstabilen Lösung eines Halogendonators erzeugt, welcher in der Lage ist, beim Kontakt mit der Wischleiste selbsttätig Halogen abzuspalten. Dabei werden als Halogendonator Lösungen mit 1 bis 30 Gew.-% eines N-Halogen-aryl-sulfonamids und 99 bis 70 Gew.-% eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 10 bis 90 Gew.-% Methylenchlorid und 10 Gew.-% 2-Methylpropanol-2 bevorzugt, welche vorzugsweise noch Graphit enthalten, in welche die Wischleisten 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 5 Sekunden getaucht werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wischvorrichtung für Scheiben von Kraftfahrzeugen, mit einer pendelnd über die Scheibe bewegbaren Wischleiste aus einem Kautschukmaterial, welche wenigstens über einen Teilbereich ihrer Oberfläche einen den Reibungskoeffizienten vermindernden Überzug aufweist.

Eine derartige Wischvorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 30 35 297 bekannt. Hier werden Kautschuk-Wischleisten in eine wäßrige Lösung von elementarem Chlor getaucht, um auf ihrer Oberfläche einen Überzug aus Chlorkautschuk und damit einen gegenüber der unbehandelten Wischleiste geringeren Reibungskoeffizienten zu erzielen, wenn diese zu Reinigungszwecken über eine Scheibe gezogen wird. Das Tauchbad wird dabei kurz vor seiner Verwendung durch Einleiten von Chlorgas in Wasser hergestellt und die verbrauchte bzw. verdampfte Menge an Chlor während des Tauchens ermittelt und ständig ergänzt. In der Praxis sind auch wäßrige Lösungen von elementarem Brom gebräuchlich, die in ähnlicher Weise hergestellt und verarbeitet werden. Da die Halogene leicht flüchtige und zudem agressive, stark giftige, gefährliche Agenzien sind, sind ein häufiges Nachregulieren zum Aufrechterhalten der Konzentration des Halogens und umfangreiche Schutzmaßnahmen bei deren Verarbeitung notwendig.

Diese Nachteile werden bei einer Wischvorrichtung vermieden, deren Überzug unter Verwendung einer lagerstabilen Lösung einer Halogenverbindung erzeugt ist, welche in der Lage ist, beim Kontakt mit der Wischleiste selbsttätig Halogen abzuspalten. Die Gesundheit der Mitarbeiter wird dann nicht mehr durch entweichendes elementares Halogen gefährdet, weil das Halogen als Verbindung vorliegt.

Weil die Verbindung in Lösung vorliegt, ist ein einfaches Zusammenführen der Reaktionspartner, beispielsweise durch Tauchen der Wischleiste in die Lösung, möglich. Weil die Lösung lagerstabil ist, entfällt deren Mischen kurz vor der Verarbeitung. Dabei ist jedes Lösungsmittel geeignet, das sich schwer halogenieren läßt. Weil die Halogenverbindung beim Xontakt mit der Wischleiste aufgrund des olefinischen Charakter des Kautschuks selbsttätig Halogen freisetzt, brauchen keine weiteren Mittel, wie beispielsweise Katalysatoren oder Reaktionspartner zugesetzt werden, so daß die Halogenierung der Wischleiste in einem abgeschlossenem System erfolgen kann. Das aus der Lösung freigesetzte Halogen wird dann mit großer Wahrscheinlichkeit an den Doppelbindungen des Kautschukmoleküls sofort gebunden.

Dabei kommen sowohl organische als auch anorganische Halogenverbindungen in Frage, die mit olefinischen Verbindungen als Halogendonator reagieren und deren Reaktionsprodukte weder die physikalischen Daten noch das Aussehen der Wischleiste negativ beeinflussen. Als anorganische Halogendonatoren für Olefine sind Halogenide von Übergangsmetallen, insbesondere von Übergangsmetallen der Gruppen VIa bis Villa des Periodensystems bekannt, die auch in Form einer Komplexverbindung vorliegen können. So könnte beispielsweise ein [PtCUP'-Komplex in verdünnter Salzsäure oder eine wäßrige Suspension von CuCl bei

der Halogenierung der Wischleiste Anwendung finden. Als organische Halogendonatoren für olefinische Verbindungen kommen in einem organischen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch gelöste N-Halogensulfonamide, insbesondere neutrale oder saa-e Lösungen mit 1 bis 30 Gew.-% eines N-Halogen-aryl-sulfonamids und 99 bis 70 Gew.-% eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 10 bis 90 Gew.-% Methylenchlorid und 90 bis 10 Gew.-% a-Methylpropanol-l, in Betracht.

Die Anwendung des letztgenannten Halogenierungsmittel hat den Vorteil, daß aufgrund der niedriger als Wasser liegenden Siedepunkte der Lösungsmittel nach der Behandlung eine kürzere Trockenzeit notwendig ist. Dabei ist das Gemisch unbrennbar. Aus diesen Gründen wird diesem Halogenierungsmittel der Vorzug bei der Wischleistenherstellung "gegeben.

Wie die nachfolgend aufgeführten Versuche zeigen, ist die Oberflächenreibung einer erfindungsgemäß behandelten Wischleiste wenigstens ebenso gering wie die Oberflächenreibung einer mit elementarem Halogen behandelten Wischleiste. In der Flexibilität und im Aussehen gleicht die erfindungsgemäße Wischleiste ebenfalls der bekannten Wischleiste, so daß keine Qualitätseinbußen des Handelsproduktes auftreten. Dies war nicht vorauszusehen. Derartige Mittel sind nämlich aus der DE-PS 22 06 860 zur Behandlung von Oberflächen von Kautschukmaterialien zur Verbesserung der Klebfestigkeit bekannt. Sie finden in der Schuhindustrie Verwendung zur Vorbehandlung von ungerauhten Gummi- oder thermoplastischem Kunstkautschuk und ersetzen das dort ansonsten übliche Aufrauhen der Laufsohlen, bewirken demgemäß hier eine Erhöhung des Reibungskoeffizienten. Nach dem Bekannten lagen somit keinerlei Anhaltspunkte dafür vor, daß man mit diesem Mittel eine Verminderung der Gleitreibung zwisehen Wischleisten und Scheiben erzielen könnte. Maßgebend dafür sind die nachfolgend aufgeführten erfindungsgemäßen Verfahren, bei denen vor allem die kurze Einwirkzeit des Halogendonators der Grund für die bezüglich des Reibungsverhaltens andersartigen Ergebnisse sein dürfte.

Der Reibungskoeffizient kann dabei noch weiter vermindert werden, wenn der Überzug zusätzlich ein Gleitmittel, vorzugsweise eines der in Anspruch 4 aufgeführten Gleitmittel, enthält. Durch das Gleitmittel ist ein leichteres Einfädeln der Wischleiste in ein Traggestell möglich.

Um eine bessere Haftung des Gleitmittels auf der Wischleiste zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, wenn der Überzug zusätzlich einen Kleber enthält. Wenn ein Kleber gewählt wird, der in einem Lösungsmittel löslich ist, welches in der lagerstabilen Lösung des Halogendonators enthalten ist, kann das Halogenieren und das Überziehen mit einem Gleitmittel in einem Arbeitsgang erfolgen.

Durch eine Hitzealterung kann eine weitere Verminderung des Reibungskoeffizienten der Wischleiste erreicht werden. In der Praxis hat es sich als sinnvoll erwiesen, die Hitzeeinwirkung vor dem Halogenieren vorzusehen.

Als Verfahren zur Herstellung des Überzuges auf der Wischleiste kommen sowohl Tauchen, Spritzen oder Streichen in Betracht, wobei darauf zu achten ist, daß keine Metallbehälter, -düsen oder Pinsel mit Metallbindung verwendet werden dürfen, da diese von den Halo-65 gendonatoren angegriffen werden. In der Tiefe und in der Ausdehnung definiert große Überzüge sind am einfachsten durch Tauchverfahren zu erzeugen, weswegen diesen der Vorzug bei der Wischleistenherstellung gegeben wird. Außerdem eignen sich Tauchverfahren gut zur Serienproduktion.

Als Ausgangsmaterial zur Wischleistenherstellung dient im allgemeinen vulkanisierter Natur- oder Synthesekautschuk, der in einer Vielfachfonn zu Formteilen gepreßt wird, die ein mehrfaches der Länge und Breite der späteren Wischleisten besitzen. Die Formteile zeigen bereits die Konturen der einzelnen Wischleisten. Üblicherweise geht rrmn so vor, daß man mehrere dieser Formteile gleichzeitig taucht und weiterbehandelt und erst am Schluß in einzelne Wischleisten auftrennt. An den Schnittstellen bestehen die Wischleisten in diesem Fall aus nicht halogeniertem Kautschuk und besitzen demgemäß hier einen größeren Reibungskoeffizienten. Da die Schnittstellen üblicherweise so gewählt werden, daß sie die an der Scheibe anliegenden Kante bilden, wird ein besseres und schnelleres Umwenden der Wischleiste am Wendepunkt des Wischvorganges erreicht.

Die besten Ergebnisse bezüglich eines verminderten Reibungsfaktors werden erzielt, wenn die Wischleisten-Formteile ungefähr 3 bis 5 Sekunden in eine ungefähr 10 Gew.-%ige N-chlor-p-toluoI-sulfonamid-Lösung in Methylenchlorid/2-Methylpropanol-2 (80 : 10) getaucht werden, welche zusätzlich noch ungefähr 9 Gew.-% Graphit und unsefähr 1 Gew.-% eines Lösungsklebstoffes, vorzugsweise einen thermoplastischen Acrylharzkleber, enthält.

Dabei ist von besonderem Vorteil, daß bei der aufgezeigten Kombination von Halogendonator, Lösungsmittelgemisch und Kleber die chemische (halogenieren) und die physikalische (graphitieren) Nachbehandlung der Wischleiste in einem Arbeitsgang erfolgen kann. Daraus resultieren gegenüber dem sonst gebräuchlichen diskontinuierlichen Verfahren, wo die Wischleisten nach dem Tauchen in Chlor- oder Bromwasser erst getrocknet und dann mit dem in Lösungsklebstoff verteilten Graphit besprüht werden, sowohl Energie-, Material-, Platz- als auch Personalersparnisse.

Dabei ist folgender Arbeitsablauf denkbar:

1. Die Wischleisten-Preßlinge-je Preßling 10 Doppelstreifen-(l Doppelstreifen = 2 Wischleisten) werden an der Presse in 40 X 40 cm große Rahmen eingehängt, die 8 Preßlinge tragen können.

2. Die Rahmen werden einzeln in einem ca. 40 x 50 X 70 cm großen, mit einem Deckel verschließbaren Tonbehälter mit Absaugung, der 1501 der in Anspruch 7 genannten Lösung enthält. Das Niveau des Flüssigkeitsspiegels wird durch einen Füllstandsmesser kontrolliert und mittels einer Regeleinrichtung nachreguliert, wobei das Nachfüllen zum Vermeiden schädlicher Aufwirbelungen unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche erfolgt.

3. Nach 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 5 Sekunden werden die Rahmen aus dem Tauchbad entfernt und einem Trockentunnel zugeführt, in welchem bei 80° C das Lösungsmittelgemisch unter Absaugung entfernt wird.

4. Automatische Prüfung und Aufzeichnung der Shore-Härte.

5. Die Preßlinge werden hängend weitergeführt und mit weichen Polierscheiben in Längsrichtung poliert.

6. Danach werden die Preßlinge in einzelne Wischleisten aufgetrennt und verpackt.

Im nachfolgenden ist eine Tabelle eingefügt, in der die Untersuchungsergebnisse zur Beurteilung der Gleit-

reibung unbehandelter, herkömmlicher und erfindungsgemäßer Wischleisten auf Scheiben aufgeführt sind. Dabei wurden selbstverständlich Wischleisten der gleichen Charge vulkanisierten Kautschuks miteinander verglichen.

Die Versuchsanordnung ist in der Zeichnung in der F i g. 1 ausschnittsweise als Skizze dargestellt. Die Versuchsbedingungen waren:

N iederhaJtedruck
Geschwindigkeit
Temperatur
Luftfeuchtigkeit
Länge d. Wischleisten

P= 15,5 g/cm ν = 36 m/min T = 20⁰C

= 60 ± 5% L = 450 mm Wie aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich ist, besitzen erfindungsgemäße Wischleisten eine geringere Oberflächenreibung als herkömmliche Wischleisten Da die erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich umweltfreundlicher sind und, wie bereits aufgeführt, große Ersparnisse ermöglichen, bringt deren Anwendung wesentliche Vorteile.

Das macht insbesondere das in F i g. 2 dargestellte

Diagramm deutlich, in dem die Beurteilung des Reib-

to faktors erfindungsgemäßer und herkömmlicher

Wischleisten über eine längere Zeitdauer festgehalten

ist.

Die Versuchsanordnung und Versuchsbedingungen, die zu den im Diagramm dargestellten Ergebnissen führen, waren ebenfalls:

Dicke d. Wischicisicn D = 0,6 rnrn

Die Wischleisten wurden unter konstantem Druck mit konstanter Geschwindigkeit mit Hilfe einer elektromotorisch angetriebenen Vorrichtung über eine trokkene Glasscheibe G gezogen. Dabei ergab sich ein Kippwinkel α der Wischlippe W von ungefähr 45 Grad. Für die Beurteilung der Reibung ist die Ankerstromaufnahme des Motors gewählt worden. Dabei wurden folgende Ergebnisse ermittelt: 20

Niederhaitedruck
Geschwindigkeit
Temperatur
Luftfeuchtigkeit
Länge d. Wischleisten
Dicke d. Wischleisten

ν = 15,5 g/cm

ν = 36 m/min

T = 20⁰C

= 60 ±5%

L = 900 mm

D = 0,6 mm

Wischleisten-Oberflächenbehandlung

a) keine

b) Halogeniert mit Chlorwasser (Tauchbad, 2 g Chlor/Liter Wasser)

c) wie b), jedoch zusätzlich graphitiert durch Spritzen mit einer Mischung von 87 g Feingraphit in 13 g eines Acrylharzklebers (in Toluol, Aceton, Xylol)

d) Halogeniert mit 10% N-Chlor-p-toluolsulfonamid in Methylenchlorid/ 2-Methylpropano!-2 (80 : 20) (Tauchbad, 20 Sekunden Verweilzeit)

e) wie d), jedoch mit einem Zusatz von 87 g Feingraphit in 13 g eines Acrylharzklebers (in Toluol, Aceton, Xylol) je kg Lösung d)

0 wie d), jedoch 1 Std. bei 110⁰C

vorgealtert
g) wie e), jedoch 1 Std. bei 110⁰C

h) wie d), jedoch mit einem Zusatz von 87 g Feingraphit einer anderen Firma in 13 g eines Acrylharzklebers (in Toluol, Aceton, Xylol) je kg Lösung d)

i) wie h), jedoch 1 Std. bei 110° C vorgealtert

Im einzelnen ist im Diagramm dargestellt:

Abszisse: Anzahl der Wischfolgen/Zeit
Gleitreibung Ordinate: Ankerstromaufnahme des Motors

^{in A} S = Versuchsergebnisse herkömmlicher Wischlei-

sten (halogeniert mit Chlorwasser, graphitiert mit Feingraphit)

III, V = Versuchsergebnisse von Wischleisten, die mit 10% N-Chlor-p-toluol-sulfonamid in Methylenchlorid/2-Methylpropanol-2 (80 : 20) im Tauchbad nachbehandelt sind, wobei bei
III = die Verweildauer im Tauchbad 3 Sekunden

und bei

V = die Verweildauer im Tauchbad 5 Sekunden betrug.

40

Wie das Diagramm zeigt, liegt der Reibfaktor herkömmlicher Wischleisten durchgehend 10 bis 20% höher als der Reibfaktor der* erfindungsgemäßen Wischleisten.

Nach 9000 Wischfolgen ist bei herkömmlichen Wischleisten S an einer Wendelihie Gummiabrieb aufgetreten. Nach 12 000 Wischfolgen ist an beiden Wendelinien Gummiabrieb mit Quietschgeräuschen aufgetreten.

Die Wischleisten mit der Bezeichnung V (5 Sekunden Verweildauer im Tauchbad) haben nach 16 000 Wischfolgen geringfügigen Gummiabrie-b gezeigt, Onietschgeräusche sind bei 20 000 Wischfolgen aufgetreten.

Bei Wischleisten mit der Bezeichnung III (3 Sekunden Verweildauer im Tauchbad) sind weder Gummiabrieb noch Quietschgeräusche aufgetreten.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die erfindungsgemäßen Wischleisten einen geringeren Reibfaktor und einen ruhigeren Lauf als die herkömmlichen Wischleisten haben.

über 8,2 - 8,4

4,5

7,8

4,2

5,5

4,2

4,0 45

50

55

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wischvoirichüing für Scheiben von Kraftfahrzeugen, mit einer pendelnd über die Scheibe beweg- baren Wischleiste aus einem Kautschukmaterial, welche wenigstens über einen Teilbereich ihrer Oberfläche einen den Reibungskoeffizienten vermindernden Überzug aufweist, _ dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug unter Verwendung einer lagerstabilen Lösung einer Halogenverbindung erzeugt ist, welche in der Lage ist, beim Kontakt mit der WiscbJeiste selbsttätig Halogen abzuspalten.

2. Wischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung ein N-Halogensulfonamid und wenigstens ein organisches Lösungsmittel oder ein Halogenid eines Übergangs-" metalles und Wasser sowie gegebenenfalls eine Säure enthält

3. Wischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 1 bis 30 Gew.-% eines N-Halogenaryl-sulfonamids und 99 bis 70 Gew.-% eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus 10 bis 90 Gew.-% Methylenchlorid und 10 Gew.-% 2-MethyIpropanol-2, enthält.

4. Wischvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug zusätzlich ein Gleitmittel wie Graphit, Molybdändisulfid, Talkum, Glimmerpuder oder feine Aluminium-, Calium-, Magnesiumsilikate und einen Kleber enthält.

5. Wischvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wischleiste zusätzlich durch Hitzeeinwirkung gealtert ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Wischvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch Tauchen, Spritzen oder Streichen erzeugt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere vulkanisierte Wischleisten-Formteile gleichzeitig 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 5 Sekunden in eine ungefähr 10 Gew.-%ige N-Chlor-ptoluol-sulfonamid-Lösung in Methylenchlorid/2-Methylpropanol-2 (80 : 10) getaucht werden, welche ungefähr 9 Gew.-% Feingraphit und ungefähr 1 Gew.-% eines Lösungsklebstoffes, vorzugsweise einen thermoplastischen Acrylharzkleber, enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchen in einem abgeschlossenen System mit Absaugung und Flüssigkeits-Niveaukontrolle und -Niveauregulierung erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachfüllen von Lösung unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wischleisten-Formteile anschließend bei 80° C in einem mit einer Absaugvorrichtung versehenden Trockentunnel getrocknet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wischleisten-Formteile anschließend mit weichen Polierscheiben in Längsrichtung poliert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wischleisten-Formteile anschließend in einzelne Wischleisten aufgetrennt und verpackt werden.