DE60210179T2

DE60210179T2 - Wischerblatt und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60210179T2
Application number: DE60210179T
Authority: DE
Inventors: Bo Dahlbom
Original assignee: NAT GUMMI AB; NATIONAL GUMMI AB
Current assignee: NAT GUMMI AB; NATIONAL GUMMI AB
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: EP1607293A1; EP1288089A2; EP1288089B1; EP1607293B1; SE0102863D0; SE519777C2; ATE394277T1; ATE321692T1; DE60210179D1; SE0102863L; EP1288089A3; ES2261568T3; DE60226520D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wischerblatt aus Gummi zum Reinigen einer Glasscheibe, beispielsweise einer Windschutzscheibe oder dergleichen, die ein Gummiprofil mit einer Kante aufweist, die dafür vorgesehen ist, an der Scheibe anzuliegen.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wischerblattes des oben erwähnten Typs.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Herstellung von Wischerblättern erfolgt im Allgemeinen durch das Spritzgießen von Gummi, wofür ein hoch-poliertes Werkzeug erforderlich ist, das speziell für diesen Zweck angefertigt wurde und mit dem sich glatte Komponenten oder Produkte herstellen lassen. Ein Nachteil dieser Wischerblätter nach dem Stand der Technik ist, dass sie, wenn sie als Scheibenwischer eingesetzt werden, eine hohe Reibung an der Windschutzscheibe erzeugen, die zu Geräuschen oder Quietschen führen kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass sie oft eine geringe Verschleißfestigkeit aufweisen und innerhalb kurzer Zeit verschleißen, was dazu führt, dass sie oft ausgewechselt werden müssen und dem Fahrzeugeigentümer dadurch zusätzliche Kosten entstehen. Im Winter besteht außerdem das Problem, dass Scheibenwischer an der Windschutzscheibe festfrieren, wenn die üblichen existierenden Gummiqualitäten verwendet werden.
Die Extrusion von Gummi ist eine allgemein bekannte Technologie für die Herstellung von Dichtungen oder Dichtungsstreifen. Die Herstellung kann kontinuierlich erfolgen, was eine kosteneffektivere Herstellung einiger Produkte im Vergleich zur Herstellung mittels Spritzguss ermöglicht, was preiswertere Produkte zur Folge hat. Es sind Versuche zur Herstellung von Wischerblättern mittels Extrusion angestellt worden. Sie haben jedoch gezeigt, dass es schwierig ist, die Kante oder die Fläche, die an der Windschutzscheibe anliegt, mit ausreichender Ebenheit oder Flachheit zu erhalten, um Wasser, Schnee oder andere Niederschläge gleichmäßig fortzuwischen oder die Windschutzscheibe zufriedenstellend zu reinigen.
Weitere Versuche wurden mit Einmischen von Polytetrafluorethylen-Pulver in den Gummi angestellt, um eine Kante oder Lippe zu erhalten, die an der Windschutz scheibe anliegt und die glatt und hart ist und eine geringe Reibung an der Windschutzscheibe erzeugt. Allerdings erbrachte dieser Versuch nicht die erwarteten Ergebnisse hinsichtlich beispielsweise Reinigung und hoher Belastbarkeit.
EP 1059213 offenbart ein Wischerblatt aus Gummi für Automobile, das für lange Zeit auf einer Glasoberfläche, die mit einem wasserabweisenden Film beschichtet ist, eingesetzt werden kann, ohne den aufbeschichteten Film zu zerstören. Das offenbarte Wischerblatt hat einen aus einem Silikongummi bestehenden Lippenabschnitt, der auf beiden Seitenflächen mit einer Wischschicht versehen ist, die mit dem Glas in Kontakt kommt. Allerdings berührt der aus Silikongummi bestehende Lippenabschnitt nicht die Glasfläche selbst, da die Wischschichten als Vorsprünge von dem Blattschaft ausgebildet sind, d. h. sie erstrecken sich über eine Endfläche des Lippenabschnitts hinaus. Die Wischschichten an den Seitenflächen bestehen aus einer bestimmten Abscheidungsdichte von Siliziumdioxidpartikeln, Graphitpartikeln und dergleichen mit einer bestimmten Partikelgrößenverteilung und sind an die Seitenfläche des Lippenabschnitts mit Hilfe einer Silikongummizusammensetzung wie in einer Überzugsschicht aus einem ausgehärteten Silikongummi, welche die Partikel enthält, angebondet, um den Beschichtungsfilm auf der Glasoberfläche nicht abzunutzen. Das Wischerblatt wird mittels Formpressen und weiterer Schritte hergestellt, was im Vergleich zum Extrudieren von Gummiprofilen ein teures Herstellungsverfahren für massenproduzierte Gegenstände ist.
GB 760378 offenbart ein Wischerblatt mit einem flachen konkaven Wischende, das sich an zwei parallele Seitenwände anschließt, wodurch scharfe Wischkanten gebildet werden. Die scharfen Kanten berühren direkt eine Windschutzscheibe und bestimmen die Abnutzung des Wischerblattes.
Es gibt alternative spritzgegossene Wischerblätter für Scheibenwischer, die zwei verschiedene Gummiqualitäten in ein und demselben Blatt enthalten. Das Wischerblatt hat eine Rückseite aus synthetischem Gummi für einen leisen Betrieb ohne Geräuschbildung mit einer im Inneren angeordneten federnden Rippe, um eine gleichmäßigere Druckverteilung zu erreichen, und mit einer zusätzlichen harten Lippe aus Naturkautschuk, die an der Windschutzscheibe anliegt, um diese effizient zu reinigen. Der Nachteil dieses Typs Wischerblätter ist, dass sie teuer in der Herstellung sind, ohne besonders lange zu halten.
Ein unlängst auf den Markt gebrachtes Wischerblatt besteht aus spritzgegossenem Polytetrafluorethylen, einem Material, das eine sehr geringe Reibung erzeugt und das aufgrund seiner Steifigkeit eine gute Reinigung ermöglicht. Ein Nachteil ist, dass Polytetrafluorethylen nicht langlebig ist und außerdem ein sehr teures Material ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der oben angesprochenen Nachteile und die Bereitstellung eines Wischerblattes aus Gummi, das eine minimale Reibung an der Windschutzscheibe erzeugt, eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und effizient die Windschutzscheibe reinigt, sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Wischerblattes, mit dem eine kontinuierliche Produktion zu geringen Kosten möglich ist.
Eine konkretere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines Wischerblattes mit einer Kante, die dafür vorgesehen ist, an der Windschutzscheibe anzuliegen, mittels Extrudieren eines Gummiprofils, das während der Extrusion auf beiden Seiten mit einer polymeren Schicht beschichtet wird, die aus ultrahochmolekularem Polyethylen besteht. Die polymeren Schichten werden während der Extrusion in den Gummi integriert, woraufhin das mit polymeren Schichten überzogene Gummiprofil in einem Heizofen ausgehärtet wird, woraufhin das Gummiprofil in transversaler Richtung komprimiert wird und entlang einer Längsachse getrennt wird. Wenn die Komprimierung beendet wird, entsteht in dem Schnitt eine konkave Fläche, die auf beiden Seiten eine polymere Schicht mit einer scharfen Kante aufweist. Nach dem Schneiden des mit den polymeren Schichten versehenen Gummiprofils in einzelne Längenabschnitte wird das entstandene Wischerblatt in eine Klemmvorrichtung oder ein Joch eingesetzt und wird beispielsweise an einem Fahrzeug befestigt, wobei die Kanten auf beiden Seiten der konkaven Fläche an der Windschutzscheibe anliegen. Die scharfen polymeren Kanten ermöglichen ein sorgfältiges Reinigen der Windschutzscheibe ohne Geräusche oder Quietschen dank der geringen Reibung des Materials an der Windschutzscheibe, wobei das Wischerblatt gleichzeitig dank des Gummikerns elastisch ist.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beiliegenden Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Folgenden im Detail offenbart, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen Folgendes zu sehen ist:
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen extrudierten Gummiprofils mit polymeren Schichten auf beiden Seiten.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wischerblattes für einen Scheibenwischer.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Anordnung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wischerblattes.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Profils eines Wischerblattes gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt eine Seitenansicht eines extrudierten Gummiprofils gemäß der Ausführungsform von 4 vor der Längstrennung des Gummiprofils.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das extrudierte Gummiprofil 10, wie in 1 gezeigt, weist einen mittigen Abschnitt 11 auf, der auf seiner Oberseite und seiner Unterseite eine dünne polymere Schicht 12 bzw. 13 aufweist und zwei äußere Abschnitte 14 aufweist, von denen jeder dafür geeignet ist, in einer nicht gezeigten Klemmvorrichtung oder einem nicht gezeigten Joch angeordnet zu werden. Das Material des Gummiprofils 10 kann beispielsweise Ethylenpropylengummi sein, das ein alterungsbeständiges und preiswertes Material ist.
Das Gummiprofil 10 ist um eine Achse A-A herum symmetrisch, entlang der das Gummiprofil in zwei identische Einheiten 20 geteilt werden kann, aber es kann auch in Bezug auf diese Trennungslinie asymmetrisch sein. Die Einheit 20 hat einen ersten Abschnitt 22, der auf einer Seite in einer konkaven Fläche 21 endet und auf der anderen Seite in einen zweiten Abschnitt 14 übergeht. Die konkave Fläche 21 ist auf beiden Seiten von Polymerschichten 23, 24 umgeben, die scharfe Kanten bilden.
Es wird nun das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Wischerblätter näher beschrieben. 3 zeigt eine Anordnung 30 zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Wischerblattes. In einem ersten Schritt wird das Gummiprofil 10 mittels eines Extruders extrudiert, wobei der Gummi 32 von einem Extruderkopf 33 in ein Werkzeug 34 geleitet wird, das dem Gummiprofil 10 eine bestimmte Form verleiht, was in einer dem Fachmann vertrauten Art und Weise geschieht. Wenn das Gummiprofil 10 dieses Werkzeug 34 durchläuft, so wird eine polymere Folie 35, die von einer Rolle 36 in das Werkzeug 34 hineingeführt wird, auf die Oberseite bzw. die Unterseite des mittigen Abschnitts 11 aufgebracht. Der mittige Abschnitt 11 des Gummiprofils hat eine Dicke von etwa 0,8–1 mm, und die Folien haben eine Dicke von etwa 0,1 mm. Das Aufbeschichten der Folie erfolgt kontinuierlich während der Extrusion unter zusätzlicher Wärmezufuhr aus Heißluftgebläsen 37 mit einer verhältnismäßig hohen Temperatur von etwa 170°C–180°C, damit die polymeren Schichten 12 bzw. 13, die durch die Folie gebildet werden, mit dem Gummi in dem mittigen Abschnitt 11 integriert werden. Bei dem polymeren Material handelt es sich um ein ultrahochmolekulares Polyethylen, weil ein gewöhnliches Polyethylen nicht der erforderlichen hohen Temperatur gewachsen ist, ohne zu schmelzen. Dieses spezielle Polyethylen hat eine hohe Verschleißfestigkeit und eine sehr geringe Reibung, und aus diesen Gründen eignet es sich besonders gut für diesen Verwendungszweck. Die Herstellung des Gummiprofils, das mit den polymeren Schichten 12 bzw. 13 versehen ist, erfolgt kontinuierlich, und das Produkt wird allmählich in Richtung des Pfeils B vorgeschoben. In einem zweiten Schritt wird das Gummiprofil bei etwa 240°C in einschlägig bekannter Weise in einer Mikrowellenanlage oder einem Heißluftofen ausgehärtet. Anschließend wird es abgekühlt. In einem dritten Schritt wird der mittlere Abschnitt 11 in der transversalen Richtung auf ungefähr die Hälfte seiner Dicke komprimiert und wird entlang der Längsachse A-A geteilt, wodurch die beiden Gummiprofile 20 entstehen. Das Gummiprofil 20 hat das Bestreben, in seine Form zurückzukehren, wenn die Komprimierung beendet wird, und die konkave Fläche 21 entsteht, wenn sich der Gummi in dem Abschnitt 22 infolge seiner Elastizität nach innen zwischen die beiden polymeren Schichten 12 und 13 zurückzieht, die aufgrund ihrer Steifigkeit klar definierte scharfe Kanten bilden. In einem vierten Schritt werden die Gummiprofile 20 in geeignete Längenabschnitte zu einzelnen Wischerblättern geschnitten. Das Wischerblatt wird dann in einer nicht gezeigten Klemmvorrichtung oder in einem nicht gezeigten Joch angeordnet, wobei der äußere Abschnitt 14 in die Klemmvorrichtung montiert wird. Die scharfen Kanten 23, 24 der polymeren Schichten auf beiden Seiten der konkaven Fläche 21 liegen an der Windschutzscheibe an und reinigen die Windschutzscheibe effizient von Schmutz und Niederschlag. Das Wischerblatt arbeitet in einer hin- und hergehenden Weise, ähnlich einer Bürstenbewegung. Dabei wischt eine der polymeren Kanten des Wischerblattes zunächst über die Windschutzscheibe; dann übernimmt die andere polymere Kante desselben Wischerblattes, sobald der Scheibenwischer seine Richtung wechselt, und führt die Bewegung zurück zur Ausgangsposition fort.
Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Wischerblattes ist, dass es geräuschlos arbeitet, da die Reibung an der Windschutzscheibe sehr gering ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die kontinuierliche Produktion von Wischerblättern mittels Extrusion sehr kosteneffizient ist und somit zu weniger teuren Produkten im Vergleich zu spritzgegossenen Produkten führt. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Verschleißfestigkeit dank der Kombination aus Ethylenpropylengummi und ultrahochmolekularem Polyethylen, die auch eine sehr gute Funktion hinsichtlich des Reinigens bieten, was im Winter auch bedeutet, dass das Wischerblatt nicht an der Windschutzscheibe anfriert.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Einheit, die mit der Einheit 20 zu vergleichen ist und die einen zweiten Abschnitt 41 mit einem völlig anderen Aussehen als der andere Abschnitt 14 aufweist. Analog zu dem oben Dargelegten ist die Einheit 40 eine von zwei identischen Einheiten, die nach dem Trennen eines extrudierten Gummiprofils 50 gemäß 5 entstehen. Ein erster Abschnitt 42 der Einheit 40 hat ebenfalls ein anderes Aussehen als der erste Abschnitt 21 der Einheit 20, aber endet an einem Ende in einer konkaven Fläche 43, die auf beiden Seiten von scharfen Kanten aus den polymeren Schichten 44, 45 umgeben ist.
Die vorliegende Erfindung ist als ein Beispiel unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen gemäß 1 und 2 bzw. 3 und 4 beschrieben worden, ohne auf diese Ausführungsformen beschränkt zu sein. Innerhalb des Geltungsbereichs der beiliegenden Ansprüche sind auch andere Ausführungsformen als die oben beschriebenen möglich, die dem Fachmann ohne Weiteres einfallen. Das Aussehen des Gummiprofils kann beispielsweise je nach seiner Anbringung in der Klemmvorrichtung der Windschutzscheibe variieren. Das Gummiprofil des zweiten Abschnitts 14 kann beispielsweise als eine Kugel bei Anwendungen ausgebildet sein, wo die Anforderungen an die Anbringung nicht so hoch sind, beispielsweise bei einem Wischerblatt in einem gewöhnlichen Fensterkratzer.

Claims

Wischerblatt aus Gummi zur Reinigung einer Scheibe, beispielsweise einer Windschutzscheibe oder dergleichen, bestehend aus einem Gummiprofil (10, 20, 40, 50), wobei das Gummiprofil eine Kante aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie auf der Scheibe aufliegt, und wobei das Gummiprofil (10, 20, 40, 50) entlang der Kante eine konkave Kantenoberfläche (21, 43) ausbildet, wobei das Gummiprofil (10, 20, 40, 50) an beiden Seiten der Kante mit einer polymeren Schicht (12, 13, 44, 45) beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Schicht aus ultrahochmolekularem Polyethylen besteht, und wobei das Gummiprofil (10, 20, 40, 50) entlang der Kante die konkave Kantenoberfläche (21, 43) zwischen den an beiden Seiten des Gummiprofils angeordneten polymeren Schichten (12, 13, 44, 45) ausbildet.
Wischerblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polymeren Schichten (12, 13, 44, 45) scharfe Kanten an beiden Seiten der konkaven Kantenoberfläche (21, 43) ausbilden.
Verfahren zur Herstellung eines Wischerblattes aus Gummi zur Reinigung einer Scheibe, beispielsweise einer Windschutzscheibe oder dergleichen, bestehend aus einem Gummiprofil (10, 20, 40, 50) mit einer Kante, die so ausgelegt ist, dass sie auf der Scheibe aufliegt und das an beiden Seiten der Kante mit einer polymeren Schicht (12, 13, 44, 45) beschichtet ist, die aus ultrahochmolekularem Polyethylen besteht und bei dem entlang der Kante eine konkave Kantenoberfläche (21, 43) ausgebildet ist, zwischen den an beiden Seiten des Profils angeordneten polymeren Schichten (12, 13, 44, 45), mit den Verfahrensschritten: – Extrudieren des Gummiprofils (10, 20, 40, 50), – Aufbringen der polymeren Schichten (12, 13, 44, 45) an beiden Seiten des Gummiprofils (10, 20, 40, 50) während der Extrusion des Profils zur Integration der polymeren Schichten (12, 13, 44, 45) in das Gummiprofil (10, 20, 40, 50), – Komprimieren des mit den polymeren Schichten versehenen Gummiprofils (10, 20, 40, 50) in transversaler Richtung der beiden Seiten, und – Trennung des komprimierten Gummiprofils (10, 20, 40, 50) entlang einer Längsachse derart, dass das Gummiprofil (10, 20, 40, 50) die konkave Oberfläche (21, 43) entlang der Trennlinie ausbildet, wenn die Kompression endet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompression des mit den polymeren Schichten versehenen Gummiprofils (10, 20, 40, 50) durchgeführt wird, um die Dicke der Profile (10, 20, 40, 50) zu halbieren.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Integration der polymeren Schichten (12, 13, 44, 45) während der Wärmezufuhr durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der polymeren Schichten (12, 13, 44, 45) als eine Folie (35) aufgebracht wird, wenn das Gummiprofil (10, 20, 40, 50) durch ein Extrusionswerkzeug (34) läuft, wodurch es sein Profil erhält, und dass die Wärmezufuhr gleichzeitig stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Folie (35) etwa 0,1 mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3–7, gekennzeichnet durch die Schritte der Vulkanisation des Gummiprofils (10, 20, 40, 50), das während der Wärmezufuhr mit polymeren Schichten versehen wird und Schneiden des Gummiprofils (10, 20, 40, 50) in Querrichtung, um einzelne Wischerblätter mit einer bestimmten Länge zu erhalten.