ES2243290T3 - Raqueta de limpiaparabrisas para cristales, particularmente de automoviles, asi como un procedimiento para la obtencion de la misma. - Google Patents
Raqueta de limpiaparabrisas para cristales, particularmente de automoviles, asi como un procedimiento para la obtencion de la misma.Info
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Abstract
Raqueta de limpiaparabrisas, particularmente para automóviles, con al menos un elemento se soporte (12), una hoja de limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16) para el brazo de limpiaparabrisas (18), siendo el elemento de soporte (12) una viga plana longitudinalmente extendida, en la cual está fijada la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente de unión (16), caracterizada porque el elemento de soporte (12) muestra un perfil de sección transversal, en el cual son si Fwf son la fuerza de apoyo ejercida por el brazo de limpiaparabrisas (18) sobre la raqueta de limpiaparabrisas o la fuerza de apoyo, que ha sido concebida inicialmente para la raqueta de limpiaparabrisas y L es la longitud del elemento de soporte (12), E el módulo de elasticidad del elemento de soporte (12), Izz el momento de inercia del perfil de sección transversal y el eje z es perpendicular sobre un eje s acompañante al elemento de soporte (12) así perpendicular sobre un eje y.
Description
Raqueta de limpiaparabrisas para cristales,
particularmente de automóviles, así como un procedimiento para la
obtención de la misma.
En las raquetas de limpiaparabrisas del tipo
indicado en la parte introductoria de la reivindicación 1, el
elemento de soporte tiene que garantizar, sobre la totalidad del
campo de limpieza cubierto por la raqueta de limpiaparabrisas, una
distribución previamente determinada de la fuerza de apriete de la
raqueta partiendo del brazo de limpiaparabrisas -a menudo también
denominada como presión de apriete- en el cristal. Mediante una
curvatura correspondiente del elemento de soporte no cargado -es
decir, si no se alinea la raqueta de limpiaparabrisas al cristal-
se cargan los extremos de la hoja de limpiaparabrisas alineados en
el funcionamiento de la raqueta de limpiaparabrisas completamente
sobre el cristal, mediante el elemento de soporte entonces tensado
hacia el cristal, incluso si se alteran los radios de curvatura de
parabrisas de vehículos esféricamente curvados en cada posición de
la raqueta de limpiaparabrisas. La curvatura de la raqueta de
limpiaparabrisas tiene que ser algo más pronunciada que la curvatura
más pronunciada determinada en el campo de limpieza en el cristal a
limpiar. El elemento de soporte substituye, por consiguiente, la
construcción de estribo portante con dos carriles de resorte
posicionados en la hoja de limpiaparabrisas, como se practica en
raquetas tradicionales (DE-A-15 05
397).
La invención parte de una raqueta de
limpiaparabrisas del tipo de las reivindicaciones independientes. En
una raqueta de limpiaparabrisas conocida de este tipo
(DE-C-12 47 161), están previstas
varias configuraciones del elemento de soporte como solución del
problema, para la consecución de una carga por presión lo mas
uniformemente posible de la raqueta de limpiaparabrisas en un
cristal plano sobre la totalidad de su longitud.
En otra raqueta de limpiaparabrisas conocida de
este tipo (EP-B-0 528 643) aumenta
-para la consecución de una carga uniforme por presión de la raqueta
en cristales esféricamente curvados- la carga por presión
esencialmente en las ambas secciones extremas, si se aprieta la
raqueta sobre un cristal plano.
La distribución de la presión uniforme y
perseguida en ambos casos sobre la totalidad de la longitud de la
raqueta de limpiaparabrisas conduce, sin embargo, a un brusco
cambio del labio de limpiaparabrisas perteneciente a la raqueta de
limpiaparabrisas y que ejecuta el verdadero trabajo de limpieza,
sobre la totalidad de su longitud de su posición de arrastre en su
otra posición de arrastre, si la raqueta de limpiaparabrisas
invierte su sentido de trabajo. Esta posición de arrastre es
imprescindible para un funcionamiento efectivo y pobre en ruidos de
la planta de limpiaparabrisas. Este brusco cambio del labio de
limpiaparabrisas -que va forzosamente unido con un movimiento hacia
arriba y hacia abajo de la raqueta de limpiaparabrisas- genera, sin
embargo, ruidos de golpeo indeseados. También el ajuste de la
tensión del elemento de soporte a la distribución de presión de
otro tipo, de caso en caso diferente, es problemático en cristales
esféricamente curvados.
En la EP-A-0 594
451 se describen raquetas de limpiaparabrisas de soportes planos
con un perfil variante, que, al aplicar una fuerza de ensayo no
tienen que sobrepasar una determinada desviación lateral. En este
caso se indica una magnitud a través de un contexto extremadamente
complejo de parámetros internos, que determina el soporte plano que
no debe sobrepasar un determinado valor límite. De la ecuación
indicada pueden derivarse tan sólo difícilmente informaciones
incompletas referentes a las magnitudes que efectivamente se han de
emplear. Las demás indicaciones se refieren a una raqueta de
limpiaparabrisas no cargada, de modo que son casi imposibles
informaciones sobre la calidad de una raqueta de limpiaparabrisas
en el funcionamiento.
Además se demuestra la conversión de las
enseñanzas del estado de la técnica conocida como difícil, ya que
los parámetros disponibles no son aplicables directamente a
raquetas de limpiaparabrisas de obtención novedosa.
La raqueta de limpiaparabrisas según la invención
con las características de la reivindicación principal tiene la
ventaja de una calidad de limpieza generalmente buena, ya que se
evita entre otras cosas una vibración de la raqueta sobre el cristal
-el denominado efecto de slip-stick. Esto
resulta particularmente bajo el reconocimiento, que particularmente
el ángulo de desviación lateral y menos el retraso absoluto, es
decir la desviación absoluta de la puntas bajo carga, tiene que
tenerse en cuenta para el efecto
"slip-stick". Es por consiguiente
ventajoso, si la raqueta de limpiaparabrisas se configura de tal
manera que la desviación lateral de las puntas retrasadas en el
funcionamiento de la raqueta de limpiaparabrisas no supere una
determinada magnitud de un ángulo de desviación lateral. De la
magnitud encontrada para este ángulo pueden derivarse entonces los
importantes parámetros para la raqueta de limpiaparabrisas, que
están en una relación sencilla entre sí y no tienen que sobrepasar
en esta relación el límite superior de 0,009. Mediante esta
relación y el límite superior indicado pueden determinarse perfiles
de sección transversal muy sencillamente para el elemento de
soporte, que conducen entonces a un buen resultado de limpieza.
Pueden obtenerse entonces de esta manera particularmente raquetas
de limpiaparabrisas con una sección transversal constante sobre la
totalidad de su longitud de manera particularmente sencilla.
Por las medidas indicadas en las demás
reivindicaciones son posibles configuraciones y formaciones
adicionales ventajosas de la raqueta de limpiaparabrisas según la
invención.
\newpage
La calidad de limpieza sigue aumentando, si la
proporción del producto entre la fuerza de apoyo y el cuadrado de
la longitud, en relación al producto, es de de 48 veces el módulo
de elasticidad del elemento de soporte y el momento de inercia
I_{zz} no supera un límite superior de 0,005.
Los perfiles de sección transversal
particularmente bien aplicables son de configuración rectangular y
muestran sobre la longitud de la raqueta de limpiaparabrisas una
anchura esencialmente constante y un espesor esencialmente
constante. El elemento de soporte puede consistir en este caso
también de vigas individuales, que está posicionadas lateralmente
una al lado de otra o una por encima de otra y su totalidad de
anchura o bien su totalidad de espesor se adicionan respectivamente
a una totalidad de anchura y/o a una totalidad de espesor. En un
perfil de sección transversal rectangular de este tipo puede
emplearse el momento de inercia I_{zz} como d*b^{3}/12, debiendo
introducirse para d y b respectivamente la totalidad del espesor o
bien la totalidad de la anchura. De esta manera se obtiene una
relación muy fácilmente manejable, a través de la cual puede
optimizarse el elemento de soporte para las raquetas de
limpiaparabrisas, si no se sobrepasan los límites superiores
indicados de 0,009 y particularmente de
0,005.
0,005.
Particularmente, si se eligen perfiles de sección
transversal más complejos para el elemento de soporte, que varían,
por ejemplo, sobre la longitud de la raqueta de limpiaparabrisas o
que muestran una estructura de tipo escalera o similares, puede
conseguirse también una buena calidad de limpieza, si se tiene en
cuenta que el ángulo de desviación lateral \gamma no supera
durante el funcionamiento de la raqueta de limpiaparabrisas una
magnitud de 0,5º y particularmente de 0,3º. Estas indicaciones
valen para un valor de fricción medio \mu de 1 y tienen que
aumentarse o reducirse correspondientemente en el caso de valores
de fricción más grandes o más pequeños.
El ángulo lateral de desviación \gamma es
aquel ángulo bajo el cual la tangente al extremo del elemento de
soporte corta el eje que transcurre en dirección de la extensión
longitudinal el elemento se soporte. En una primera aproximación
puede entenderse por ello también el ángulo encerrado por el eje en
sentido de extensión longitudinal del elemento de soporte y una
recta trazada por el punto de aplicación del brazo de
limpiaparabrisas en el elemento de soporte.
Pueden conseguirse muy buenos resultados de
limpieza, si la anchura b y el espesor d están en una determinada
proporción a la totalidad de la longitud del elemento de soporte.
Particularmente no tiene que sobrepasar el producto de la anchura y
del cuadrado del espesor las 40 veces del cuadrado de la longitud y
quedarse por debajo de 20 veces del cuadrado de la longitud. Las
anchuras y/o los espesores de elementos de soporte compuestos se
adicionan respectivamente a una totalidad de anchura o bien a una
totalidad de espesor, que se tiene entonces en cuenta.
La raqueta de limpiaparabrisas según la
invención con las características de la reivindicación 10 tiene la
ventaja, que tiene que variarse tan solo un parámetro para el
ajuste de la distribución de fuerza de apoyo descendiente hacia
fuera. La curvatura o bien el transcurso de la curvatura a lo larga
de del elemento de soporte puede ajustarse previamente en máquinas
curvadoras libremente programables. Por ello pueden llevarse a cabo
también cortas secuencias de ensayo para la optimización de la
distribución de la fuerza de apoyo y por consiguiente del
transcurso de la curvatura de forma rápida y sin gran esfuerzo. Es
particularmente ventajoso, si transcurre la coordenada que domina
el transcurso de curvatura a lo largo de elemento de inercia. Con
esto se evitan cálculos regresivos laboriosos a un sistema de
coordenadas cartesiano, en el cual cada alteración en una posición
x condiciona una desviación de los siguientes "valores- x".
La relación matemática entre la segunda
desviación de la curvatura según la coordenada adaptada y el
transcurso de fuerza de apoyo también según la coordenada adaptada
será especialmente sencilla, si el módulo de elasticidad del
material del elemento de soporte así como el elemento de inercia
de superficie del elemento de soporte son constantes sobre u
longitud. En el caso de una distribución de fuerza de apoyo
previamente dada, puede calcularse entonces la curvatura de forma
directa, mediante doble integración o también numéricamente.
Una adaptación óptima de una raqueta de
limpiaparabrisas también a cristales con un transcurso de curvatura
complicado es posible, si se deduce la curvatura del cristal de la
curvatura del elemento de soporte o bien la segunda derivación de la
curvatura del cristal de la segunda derivación de la curvatura del
elemento de soporte. En este caso puede darse previamente una
distribución de fuerza de apoyo como se desea para una raqueta de
limpiaparabrisas, que se aprieta sobre un cristal plano. La
diferencia de las segundas derivaciones de las respectivas
curvaturas es entonces otro vez proporcional a esta distribución de
fuerza de apoyo.
Una raqueta de limpiaparabrisas según la
invención con las características de la reivindicación 15 destaca
por el hecho de que se consigue, sin adaptación especial para tipos
de cristales medios, un resultado de limpieza excelente. Por la
medida indicada y muy sencilla, se consigue que la distribución de
fuerza de apoyo corresponda en la mayoría de los casos a las
exigencias. Los puntos de apoyo citados son suficientemente
exactos, para determinar a continuación un desarrollo de curvatura
por mantener.
Se optimiza una raqueta de limpiaparabrisas según
la reivindicación 15 por las medidas de la reivindicación 16.
Incluso en el caso de transcursos más complejos de curvaturas de
cristales puede aumentarse por el prefijo de la distribución de la
fuerza de apoyo en determinados puntos de apoyo la calidad de
limpieza. A pesar de esto es posible construir la raqueta de
limpiaparabrisas sin cálculos laboriosos. El transcurso de
curvatura puede esencialmente predeterminarse y optimizarse mediante
ensayos sencillos. En cuanto se mantiene la determinación previa de
que la distribución de la fuerza de apoyo existente, se garantiza
una excelente calidad de limpieza si se presiona la raqueta sobre
el cristal por limpiar, siendo mayor en un intervalo aproximadamente
de la mitad entre la mitad y el final de la raqueta de
limpiaparabrisas, que en el extremo de la raqueta de
limpiaparabrisas.
En un procedimiento según la invención para la
obtención de una raqueta de limpiaparabrisas de este tipo se eligen
los parámetros individuales correspondientemente a la enseñanza
según la invención y se curva el elemento de soporte de tal manera,
que su transcurso de curvatura cumple al menos una de las
condiciones anteriormente citadas. En este caso es particularmente
favorable, curvar el elemento de soporte primero y de unir sólo
entonces con la hoja de limpiaparabrisas y con el elemento de unión.
Es también posible, sin embargo, unir el elemento de unión con el
elemento de soporte y de adjuntar sólo entonces la hoja de
limpiaparabrisas.
En los dibujos muestran la
figura 1 una representación de perspectiva de una
raqueta de limpiaparabrisas apoyada en el cristal y unida con un
brazo de limpiaparabrisas cargado hacia el cristal,
figura 2 una representación en principio de una
vista lateral de una raqueta de limpiaparabrisas apoyada sin carga
sobre el cristal, frente a la figura 1 a menor escala,
figura 3 la superficie de corte de un corte por
la raqueta de limpiaparabrisas según la figura 1, a lo largo de la
línea III-III en presentación aumentada,
figura 4 y la figura 5 una variante
respectivamente a la figura 3,
figura 6 y la figura 7 una raqueta en una otra
forma de ejecución con un sistema de coordenadas incorporado,
figura 8 y la figura 9 respectivamente valores
calculados y medidos para la distribución de la fuerza de apoyo,
inscritos sobre la longitud de la raqueta de limpiaparabrisas,
y
figura 10 una representación fuera de escala de
un elemento de soporte perteneciente a la raqueta de
limpiaparabrisas en vista lateral.
Una raqueta de limpiaparabrisas 10 representada
en la figura 1 muestra un elemento de soporte 12 elástica y
estirada longitudinalmente, también denominada como viga plana,
para una hoja de limpiaparabrisas 14, que se representa en la figura
10 por separado. Como puede verse en las figuras 1, 3 y 4, están
unidos el elemento de soporte 12 y la hoja de limpiaparabrisas 14
paralelamente al eje longitudinal entre sí. En el lado apartado del
cristal a limpiar 15 -en la figura 1 dibujado con una línea de traza
y puntos- del elemento de soporte 12 está posicionado un
dispositivo de unión 16 como agente de unión, con cuya ayuda puede
unirse de forma desmontable la raqueta de limpiaparabrisas con un
brazo de limpiaparabrisas 18 llevado a la carrocería de un automóvil
y accionado. En el lado inferior adyacente al cristal 15 del
elemento de soporte 12 está posicionada la hoja de limpiaparabrisas
14 goma - elástica y estirada longitudinalmente.
En el extremo libre 20 del brazo de
limpiaparabrisas 18 está dispuesto un gancho, que sirve como agente
de conexión contraria, que fija por agarre un pasador de
articulación perteneciente al dispositivo de conexión 16 de la
raqueta de limpiaparabrisas. El aseguramiento entre el brazo de
limpiaparabrisas 18 y la raqueta de limpiaparabrisas 10 se realiza
por agentes de seguridad, no representados en detalle, en sí
conocidos y formados como adaptadores.
El brazo de limpiaparabrisas 18 y por
consiguiente también su extremo en forma de gancho 20 están
cargados en el sentido de la flecha 24 hacia el cristal 15 por
limpiar, cuya superficie por limpiar está señalada en la figuras 1 y
2 por una línea formada por trazas y puntos 26. La fuerza de apoyo
F_{wf} (flecha 24) alinea la raqueta de limpiaparabrisas 10 sobre
la totalidad de la longitud en la superficie 26 del cristal 15 a
limpiar.
Ya que la línea 26 en forma de trazas y puntos
representada en la figura 2 tiene que representar la curvatura más
fuerte de la superficies del cristal en la zona del campo a limpiar
puede verse claramente, que la curvatura de la raqueta de
limpiaparabrisas 10 todavía no cargada, que se alinea con sus dos
extremos al cristal, es más fuerte que la curvatura máxima del
cristal esféricamente curvado 15. Bajo la fuerza de apoyo F_{wf}
(flecha 24) se alinea la raqueta de limpiaparabrisas con su labio de
limpieza 28 perteneciente a su hoja de limpiaparabrisas 14 sobre
toda su longitud a la superficie del cristal 26. En este caso se
forma en el elemento de soporte 12 elástico de tipo cinta una
tensión, que garantiza una alineación correcta de la hoja de
limpiaparabrisas 14 o bien del labio de limpiaparabrisas 28 sobre
toda su longitud en el cristal del automóvil. Durante el
funcionamiento mueve el brazo de limpiaparabrisas la raqueta de
limpiaparabrisas transversalmente a su extensión longitudinal sobre
el cristal 15. Este movimiento de limpieza o de trabajo está
indicado en la figura 1 con la flecha doble 29.
En lo siguiente tiene que centrarse ahora a la
configuración particular de la raqueta de limpiaparabrisas según
la invención can más detalle. Como demuestra la figura 3
representada fuera de escala, la hoja de limpiaparabrisas 14 está
posicionada en la superficie de cinta inferior y adyacente al
cristal 15 del elemento de soporte 12. Con distancia del elemento
de soporte 12 está estrechada la hoja de limpiaparabrisas 14 desde
su ambos lados longitudinales, de tal manera que permanece en su
sección central longitudinal un alma oscilante 30, que se extiende
sobre toda la longitud de la hoja de limpiaparabrisas 14. El alma
oscilante 30 pasa a ser el labio de limpiaparabrisas 28, que
muestra esencialmente una sección transversal en forma de cuna. Por
la fuerza de apoya (flecha 24) se presiona la raqueta de
limpiaparabrisas o bien el labio de limpiaparabrisas 28 contra la
superficie 26 a limpiar del cristal 15, inclinándose bajo la
influencia del movimiento de limpieza -del cual se observa en la
figura 3 especialmente el uno de ambos movimientos de limpieza de
sentido contrario (flecha doble 29) y que está señalado por la
flecha de sentido 32- a una situación denominada como posición de
arrastre, en la cual se apoya el labio de limpiaparabrisas en la
parte sujetada en el elemento de soporte 12 de la hoja de
limpiaparabrisas14 sobre toda su longitud. Este apoyo, que se
caracteriza en la figura 3 con la flecha 34 se lleva a cabo siempre
-en función del respectivo sentido de limpieza (flecha doble 29 o
bien flecha 32) en el borde superior del labio de limpiaparabrisas
28 que se encuentra detrás del respectivo sentido de limpieza, de
modo que se pasa éste siempre en una de las citadas posiciones de
arrastre sobre el cristal. Esta posición de arrastre es necesaria
para un funcionamiento eficaz y pobre en ruidos. La inversión de
la posición de arrastre se lleva a cabo en la denominada posición
de inversión de la raqueta de limpiaparabrisas 10, si se invierte la
misma su movimiento de limpieza (flecha doble 29). En este caso
ejerce la raqueta de limpiaparabrisas un movimiento hacia arriba y
hacia abajo, que está acondicionado por el vuelco del labio de
limpiaparabrisas 28. El movimiento hacia arriba se lleva a cabo en
contra del sentido de la flecha 24 y por consiguiente también en
contra de la fuerza de apoyo. En el movimiento dirigido en contra
de la flecha 32, el otro movimiento de limpieza, resulta, por
consiguiente una imagen invertida de la figura 3.
En la figura 4 representada a escala aumentada en
la figura 1 frente a la raqueta de limpiaparabrisas se muestra un
perfil de sección transversal 40, con una sección de corte
rectangular con una anchura b y un espesor d. Además está trazado un
sistema de coordenadas sobre el elemento de soporte 12. En la figura
6 está señalada como tercera coordenada una
coordenada-s, que sigue a la curvatura del elemento
de soporte 12, con la cual están las coordenadas z e y de forma
vertical.
Si se aprieta la raqueta de limpiaparabrisas 10
con una fuerza F_{wf} (flecha 24) particularmente mediante el
brazo de limpiaparabrisas 18 sobre un cristal 26, resulta una
cierta distribución de fuerza p(s), que conduce a un momento
M(s),
que tiene su máximo en el centro del elemento de soporte 12. Para una distribución de fuerza de apoya constante y favorable para el funcionamiento de limpieza
que tiene su máximo en el centro del elemento de soporte 12. Para una distribución de fuerza de apoya constante y favorable para el funcionamiento de limpieza
p =
\frac{F_{wf}}{L}
es el
momento
M(s) =
p \ \text{*} \ \frac{\left(\frac{L}{2} - s\right)
^{2}}{2}
y por
consiguiente
M(s) =
F_{wf} \ \text{*} \ \frac{\left(\frac{L}{2} - s\right)
^{2}}{2L}
Para una distribución de fuerza de apoyo, que
desciende hacia fuera, que sirve particularmente para la inversión
del labio de limpieza, es el momento M(s) sobre toda su
longitud algo menor que aquel momento, calculado para una
distribución de fuerza constante:
M(s)< p \ \text{*} \ \frac{\left(\frac{L}{2} - s\right)
^{2}}{2L}
Si se parte ahora del hecho, que un valor de
fricción \mu para un cristal seco es aproximadamente de 1, es
durante el funcionamiento el momento lateral igual al momento de
flexión M(s), lo que se deriva particularmente de la
distribución de fuerza dada previamente p(s).
Del momento de flexión lateral se deriva un
ángulo de desviación lateral \gamma, que puede calcularse
mediante integración de las desviaciones individuales del punto de
ataque del brazo de limpiaparabrisas en la raqueta de
limpiaparabrisas hasta el extremo de la raqueta de
limpiaparabrisas. En el caso de un dispositivo de conexión
posicionado en el centro 16, se calcula el ángulo de desviación
según
\gamma =
\int\limits^{L/2}_{0}\frac{M(s)}{E \ \text{*} \
I_{zz}}ds
Teniendo en cuenta la relación del momento para
una distribución de fuerza de apoyo constante se obtiene una
sencilla apreciación para el ángulo \gamma
\gamma<\int\limits^{L/2}_{0}\frac{p(s)\left(\frac{L}{2}-
s\right)}{2 \ \text{*} \ E \ \text{*}\
I_{zz}}ds
Mediante integración se obtiene
\gamma<\frac{p \ \text{*} \
L^{3}}{48 \ \text{*} \ E \ \text{*} \ I_{zz}} = \frac{F_{wf} \
\text{*} \ L^{2}}{48 \ \text{*} \ E \ \text{*} \
I_{zz}}
La invención tiene ahora como base el
conocimiento de que se consigue una buena calidad de limpieza
particularmente por evitar las vibraciones entonces, si el ángulo
\gamma no sobrepasa la magnitud 0,5º (0,009rad), particularmente
la magnitud 0,3º (=0,005rad). Con esto puede derivarse una relación
sencilla entre la fuerza de apoyo y las magnitudes geométricas de
la raqueta de limpiaparabrisas, según lo cual es
\frac{F_{wf} \
\text{*} \ L^{2}}{48 \ \text{*} \ E \ \text{*} \
I_{zz}}<0.009
particularmente <
0,005.
Para el caso, que aparece lo más a menudo de un
perfil rectangular 40, como se representa en la figura 3, se
determina el momento de inercia con:
I_{zz} =
\frac{d \ \text{*} \
b^{3}}{12}
donde
significan
d = espesor del elemento de soporte, y
b = anchura del elemento de soporte.
La anchura b y el espesor d tienen que elegirse
de tal manera, que
\frac{F_{wf}
\ \text{*} \ L^{2}}{4 \ \text{*} \ E \ \text{*} \ d \ \text{*} \
b^{3}}<0.009
particularmente <
0,005.
El elemento de soporte 12 está dividido en dos
vigas de resorte 42 y 44 individuales, como se representa en la
figura 4; entonces puede con una idea anterior en primera
aproximación suponerse la anchura g como suma de las anchuras
individuales b1 y b2: b = b_{1}+b_{2}. Con esto pueden
derivarse también para sistemas de este tipo relaciones sencillas
entre la anchura y el espesor de un elemento de soporte.
En el caso de que no tenga que elegirse ningún
perfil de sección transversal rectangular, hace falta determinar el
momento de inercia I_{zz} e introducirlo en las relaciones
anteriormente citadas. También tienen que tenerse en cuenta
alteraciones de la sección transversal sobre la longitud de la
raqueta de limpiaparabrisas o un punto de ataque no central del
brazo de limpiaparabrisas en la raqueta de limpiaparabrisas en los
anteriores cálculos.
Para conseguir una inversión lo más pobre en
ruidos del labio de limpiaparabrisas 28 de una posición de arrastre
en su otra posición de arrastre, se configura el elemento de
soporte 12, que sirve para la distribución de la fuerza de arrastre
(flecha 24), que la presión de apoyo de la hoja de limpiaparabrisas
24 o bien del labio de limpiaparabrisas 28 en la superficie del
cristal 26 en su sección central 36 (figura 10) es mayor que en al
menos una de ambos secciones extremas 38.
La distribución de la fuerza de apoyo sobre el
elemento de soporte se lleva a cabo en función de diferentes
parámetros del elemento de soporte, como, por ejemplo, el perfil de
la sección transversal, el transcurso de la sección transversal
sobre la longitud del elemento de soporte o también el transcurso
del radio R(s) a lo largo del elemento de soporte. Una
optimización del elemento de soporte en sentido hacia una
distribución de la fuerza de apoyo p(s) previamente fijada es
por eso muy laboriosa. La invención tiene como base el conocimiento
de que puede fijarse en un elemento de soporte con una sección
transversal esencialmente constante sobre la longitud del elemento
de soporte, particularmente rectangular, la distribución de la
fuerza de apoyo p(s) sobre un adelanto de la curvatura K a
lo largo de una coordenada s, extendiéndose la coordenada s a lo
largo de un elemento de soporte. La curvatura K(s) es igual
al radio inverso en función de s:
K(s) =
\frac{1}{R(s)}
En el elemento de soporte existe una relación
entre el momento de flexión M, el radio R del elemento de soporte,
su módulo de elasticidad E así como el momento de inercia
superficial I existente en el respectivo lugar. La relación se
convierte en particularmente simple, si se refiere a la coordenada
s, que acompaña a los elementos de soporte:
K(s) =
\frac{M(s)}{E \ \text{*} \
I}
Mediante doble diferenciación según el lugar s se
obtiene la relación:
\frac{d^{2}K(s)}{ds^{2}} = \frac{d^{2}M(s)/ds^{2}}{E
\ \text{*} \
I}
Ya que la segunda derivada del momento de flexión
M según la coordenada acompañante s es igual a la distribución de
fuerza de apoyo p a lo largo de la coordenada s, que se forma, si
se aprieta el elemento de soporte sobre un cristal plano,
derivándose de ello que la segunda derivada de la curvatura K de la
coordenada acompañante s coincide hasta una constante con esta
distribución de la fuerza de apoyo p sobre un cristal plano. La
constante depende del módulo de elasticidad E así como del momento
de inercia superficial I, que se simplifica mucho por su parte por
un lado, si se trata de una sección transversal rectangular. En
caso de una distribución de la fuerza de apoyo p previamente dada y
decayendo hacia fuera puede determinarse sobre esto mediante cálculo
o en sencillos ensayos el perfil de curvatura K(s).
El experto puede determinar la figura externa y por consiguiente los parámetros necesarios para la obtención del elemento de soporte.
El experto puede determinar la figura externa y por consiguiente los parámetros necesarios para la obtención del elemento de soporte.
Para tener en cuenta la forma del cristal, para
el cual tiene que emplearse la raqueta de limpiaparabrisas, tiene
que corregirse la anterior relación en tal sentido, que para una
distribución de fuerza de apoyo p previamente dada y decayendo hacia
fuera a lo largo de la coordenada s, que se divide todavía por el
módulo de elasticidad E y el momento de inercia superficial I,
tiene que adicionarse la segunda derivada de la curvatura
K_{Cristal} del cristal de la coordenada s:
\frac{d^{2}K(s)}{ds^{2}} = \frac{p(s)}{E \ \text{*} \
I}
+\frac{d^{2}K_{Crist}(s)}{ds^{2}}
También en este caso es sencillo para el experto
el configurar un elemento de soporte para un determinado
cristal:
- -
- Determinación de la longitud L y del perfil de sección transversal, particularmente la anchura b y el espesor d sobre los valores experimentales,
- -
- Determinación de una fuerza de apoyo F_{wf} o bien de una distribución de fuerza de apoyo p para un cristal plano, que garantiza un buena calidad de limpieza, también sobre valores experimentales,
- -
- Medir el desarrollo de curvatura K_{Cristal} del cristal,
- -
- Doble derivación de este desarrollo de curvatura K_{Cristal} del cristal de una coordenada s que acompaña la curvatura,
- -
- Cálculo de la segunda derivada del desarrollo K(s) de curvatura del elemento de soporte según la anterior relación,
- -
- Doble integración que proporciona el desarrollo de curvatura K(s) buscado del elemento de soporte.
Se ha mostrado que pueden conseguirse buenos
resultados de limpieza entonces, si la curvatura K a lo largo de la
coordenada s acompañante es de tal modo, que la distribución de la
fuerza de apoya, que predomina, cuando está apretada la raqueta
sobre una cristal plano, en una zona aproximadamente en la mitad
entre la mitad y el extremo de la raqueta de limpiaparabrisas,
siendo mayor que en el extremo de la raqueta de limpiaparabrisas. En
estas figuras 8 y 9 es este intervalo 40 señalado. La invención
tiene como conocimiento que el transcurso de la distribución de la
fuerza de apoyo p en el intervalo 40 tiene menos importancia, que
la relación entre la distribución de fuerza de apoyo p en el
intervalo 40 a la distribución p en los extremos de la raqueta de
limpiaparabrisas. En las figuras 8 y 9 está inscrita respectivamente
toda la longitud L de una raqueta de limpiaparabrisas, siendo
posicionado el elemento de conexión 16 en el centro de la raqueta
de limpiaparabrisas, de manera que los extremos de la raqueta de
limpiaparabrisas tienen la magnitud 0,50 L.
Muy buenos resultados de limpieza se consiguen,
si la curvatura K a lo largo de una coordenada s que sigue la
extensión longitudinal del elemento de soporte muestra tales
valores, que la distribución de fuerza de apoyo p, que predomina, si
la raqueta de limpiaparabrisas está apretada al cristal por limpiar
es mayor en el intervalo aproximadamente en la mitad entre la mitad
y el extremo de la raqueta de limpiaparabrisas que en el extremo de
la raqueta de limpiaparabrisas. Teniendo en cuenta el transcurso
del cristal, para el cual está prevista la raqueta de
limpiaparabrisas, se limita ciertamente la idoneidad para cualquier
cristal, pero se limpia el cristal elegido, sin embargo, de forma
óptima.
La figura 10 muestra un transcurso de curvatura K
posible del elemento de soporte 12, que puede proporcionar una
distribución de la fuerza de apoyo p del labio de limpiaparabrisas
28 en el cristal 15, que desciende hacia el extremo de la raqueta
de limpiaparabrisas. En este elemento de soporte elástico 12, que
muestra sin carga una curvatura hueca más fuerte frente al cristal
que está en el intervalo del campo de limpieza pasado por la
raqueta de limpiaparabrisas, está configurado el transcurso de
curvatura K de tal manera, siendo éste más fuerte en la zona central
36 de elemento de soporte12 que en sus zonas extremas 38.
Por la reducción de la fuerza de apoyo del labio
de limpiaparabrisas 28 en la superficie del cristal 26 en la zona
de un extremo de raqueta de limpiaparabrisas o en ambos extremos de
la raqueta de limpiaparabrisas, se evita una inversión de golpe de
labio de limpiaparabrisas 28 de su posición de arrastre en su otra
posición de arrastre. Más bien se lleva a cabo en la raqueta, según
la invención, una inversión comparablemente suave del labio de
limpiaparabrisas partiendo del extremo de la raqueta de
limpiaparabrisas progresando hacia el centro del labio de
limpiaparabrisas o bien hacia el otro final del labio de
limpiaparabrisas. La figura 3 muestra en combinación con la figura
1, que también en cristales esféricamente curvados las secciones
finales menos cargadas del labio de limpiaparabrisas 28 se alinean
todavía eficazmente en la superficie del cristal.
Todos los ejemplos de ejecución tienen en común
que la presión de apriete (flecha 24) de la hoja de
limpiaparabrisas 14 en el cristal 15 es mayor en su sección central
36 que al menos en uno de sus dos secciones extremas 38. Esto vale
también entonces -en desviación de la raqueta 10 enseñada con un
elemento de soporte 12 de una parte representado como carril de
resorte- si el elemento de soporte está formado por varias partes.
Bajo circunstancias puede ser necesario, sin embargo, dar
previamente otras distribuciones de fuerza de apoyo. Pero con las
relaciones indicadas pueden concebirse también entonces raquetas
limpiaparabrisas, que proporcionan resultados de limpieza
excelentes.
En el procedimiento según la invención para la
obtención de una raqueta de limpiaparabrisas se determina, como ya
antes se ha indicado, primero el contorno y el desarrollo de la
curvatura K y se une sólo entonces el elemento de soporte 12 con la
hoja de limpiaparabrisas 14 y el elemento de unión 16. En el caso de
que esté formado el elemento de soporte por dos vigas planas
paralelas, pueden curvarse las mismas preferentemente de forma
conjunta, es decir directamente una al lado de otra, lo que
garantiza una formación muy simétrica y por consiguiente estable a
la torsión de la raqueta de limpiaparabrisas. Ambas mitades del
elemento de soporte tienen que elaborarse en el siguiente
procedimiento de forma conjunta, para evitar una separación. Después
de haberse curvado el elemento de soporte se fija bien la hoja de
limpiaparabrisas, por ejemplo mediante pegado o aplicación por
vulcanización, o particularmente también en dos mitades del
elemento de soporte por colocación de las mitades del elemento de
soporte en ranuras longitudinales de la hoja de limpiaparabrisas y
se aplica entonces el elemento de unión. Particularmente, si se
aplica el elemento de unión por soldadura, tiene que fijarse la
hoja de limpiaparabrisas tan solo posteriormente, para evitar daños
térmicos en la goma del limpiaparabrisas.
Claims (18)
1. Raqueta de limpiaparabrisas, particularmente
para automóviles, con al menos un elemento se soporte (12), una
hoja de limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16) para el
brazo de limpiaparabrisas (18), siendo el elemento de soporte (12)
una viga plana longitudinalmente extendida, en la cual está fijada
la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente de unión (16),
caracterizada porque el elemento de soporte (12) muestra un
perfil de sección transversal, en el cual son
\frac{F_{wf} \
\text{*} \ L^{2}}{48 \ \text{*} \ E \ \text{*} \
I_{zz}}<0.009
si F_{wf} son la fuerza de apoyo
ejercida por el brazo de limpiaparabrisas (18) sobre la raqueta de
limpiaparabrisas o la fuerza de apoyo, que ha sido concebida
inicialmente para la raqueta de limpiaparabrisas y L es la longitud
del elemento de soporte (12), E el módulo de elasticidad del
elemento de soporte (12), I_{zz} el momento de inercia del perfil
de sección transversal y el eje z es perpendicular sobre un eje s
acompañante al elemento de soporte (12) así perpendicular sobre un
eje
y.
2. Raqueta de limpiaparabrisas según la
reivindicación 1, caracterizada porque es
\frac{F_{wf} \
\text{*} \ L^{2}}{48 \ \text{*} \ E \ \text{*} \
I_{zz}}<0.005
3. Raqueta de limpiaparabrisas según la
reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el elemento de
soporte (12) muestra un perfil de sección transversal (40)
esencialmente rectangular, con una anchura esencialmente constante b
y un espesor esencialmente constante d.
4. Raqueta según una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizada porque el elemento de
soporte consiste en el amenos dos vigas individuales (42, 44) y
porque las anchuras (b1, b2) de las vigas individuales (42, 44) se
adicionan a una anchura total b.
5. Raqueta de limpiaparabrisas según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la anchura
b y el espesor d del elemento de soporte (12) son elegidos de tal
manera, que es
\frac{F_{wf}
\ \text{*} \ L^{2}}{4 \ \text{*} \ E \ \text{*} \ d \ \text{*} \
b^{3}}<0.009
6. Raqueta de limpiaparabrisas según una de la
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la anchura b y
el espesor d de la viga plana están elegidos de tal manera, que
es
\frac{F_{wf}
\ \text{*} \ L^{2}}{4 \ \text{*} \ E \ \text{*} \ d \ \text{*} \
b^{3}}<0.005
7. Raqueta de limpiaparabrisas para cristales,
particularmente para automóviles, con al menos un elemento portador
(12), una hoja de limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16)
para un brazo de limpiaparabrisas (18), siendo el elemento de
soporte (12) una viga plana estirada longitudinalmente, en la cual
está fijada la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente de unión
(16), particularmente según una de la anteriores reivindicaciones,
caracterizada porque el elemento de soporte (12) muestra un
perfil de sección transversal (40) que genera un ángulo de
desviación lateral de al menos uno de los extremos de elementos de
soporte, referido a la extensión longitudinal del elemento de
soporte de \gamma < 0,5º, particularmente < de 0,3º,
referido al cristal (26), si se mueve la raqueta de
limpiaparabrisas sobre el cristal (26) transversalmente a su
extensión longitudinal y el coeficiente de fricción entre el
cristal (26) y la hoja de limpiaparabrisas (14) es aproximadamente
de 1.
8. Raqueta de limpiaparabrisas para cristales,
particularmente para automóviles, con al menos un elemento de
soporte (12), una hoja de limpiaparabrisas (14) y un agente de
unión (16) para un brazo de limpiaparabrisas (18) siendo el elemento
de soporte (12) una viga plana longitudinalmente estirada, donde
están fijadas la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente de unión
(16), particularmente según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el elemento de soporte muestra una
longitud L, una anchura b y un espesor d de manera tal, que es
20L^{2} < bd^{2} < 40L^{2}
si se indican L en metros y b y d en
milímetros.
9. Raqueta de limpiaparabrisas según la
reivindicación 8, caracterizada porque el elemento de
soporte consiste en al menos dos vigas de resorte, cuyas anchuras se
adicionan.
10. Raqueta de limpiaparabrisas para cristales
(15), particularmente para automóviles, con al menos un elemento de
soporte (12) estirado longitudinalmente, una hoja de
limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16) para un brazo de
limpiaparabrisas (18), que presiona en su posición de funcionamiento
la raqueta de limpiaparabrisas (10) sobre el cristal, siendo el
elemento de soporte (12) una viga plana con extensión longitudinal,
en el cual está fijada la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente
de unión (16) y que muestra una curvatura en su posición no cargada
por el brazo de limpiaparabrisas (18), particularmente según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la
curvatura muestra a lo largo de una coordenada, que sigue a la
extensión longitudinal del elemento de soporte (12), valores tales
que la segunda derivada de la curvatura de esta coordenada (s) es
esencialmente proporcional a una distribución de fuerza de apoyo p
(s), que se forma si la raqueta de limpiaparabrisas (10) está
presionada sobre un cristal (15) y porque la distribución de fuerza
de apoyo desciende hacia al menos un extremo.
11. Raqueta de limpiaparabrisas según la
reivindicación 10 caracterizada porque es
\frac{d^{2}K(s)}{ds^{2}} = \frac{d^{2}M(s)}{ds^{2}} \
\text{*} \ E \ \text{*} \ I = \frac{p(s)}{E \ \text{*} \
I}
- s =
- coordenada a lo largo del elemento de apoyo
- K(s) =
- curvatura del elemento de soporte
- M(s) =
- momento de flexión
- E =
- Módulo de elasticidad
- I =
- momento de inercia superficial del elemento de soporte referente a su eje neutro
- p(s) =
- fuerza específica por unidad de longitud = distribución de fuerza de apoyo
12. Raqueta de limpiaparabrisas para cristales
(15), particularmente para automóviles, con al menos un elemento de
soporte (12) estirado longitudinalmente, una hoja de
limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16) para un brazo de
limpiaparabrisas (18), que presiona en su posición de funcionamiento
la raqueta de limpiaparabrisas (10) sobre el cristal, siendo el
elemento de soporte (12) una viga plana con extensión longitudinal,
en el cual está fijada la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente
de unión (16) y que muestra una curvatura en su posición no cargada
por el brazo de limpiaparabrisas (18), particularmente según una de
las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la
curvatura muestra a lo largo de una coordenada, que sigue a la
extensión longitudinal del elemento de soporte (12) tales valores,
que la segunda derivada de la curvatura de esa coordenada (s) menos
la segunda derivada de la curvatura del disco (15) desciende de una
zona de centro (40) hacia los extremos.
13. Raqueta de limpiaparabrisas según la
reivindicación 12, caracterizada porque la zona media (40)
es el lugar del agente de unión (16).
14. Raqueta de limpiaparabrisas según una de las
reivindicaciones 12 ó 13, caracterizada porque es
\frac{d^{2}K(s)}{ds^{2}} = \frac{p(s)}{E \ \text{*}
\ I} +
\frac{d^{2}K_{Crist}(s)}{ds^{2}}
- s =
- coordenada a lo largo del elemento de soporte
- K(s) =
- curvatura se elemento de soporte
- M(s) =
- momento de flexión
- E =
- módulo de elasticidad
- I =
- momento de inercia superficie del elemento de soporte o bien del eje neutro
- p(s) =
- fuerza específica por unidad de longitud = distribución de la fuerza de apoyo
15. Raqueta de limpiaparabrisas para cristales
(15), particularmente para automóviles, con al menos un elemento de
soporte (12) estirado longitudinalmente, una hoja de
limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16) para un brazo de
limpiaparabrisas (18), que presiona en su posición de funcionamiento
la raqueta de limpiaparabrisas (10) sobre el cristal, siendo el
elemento de soporte (12) una viga plana con extensión longitudinal,
en el cual está fijada la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente
de unión (16) y que muestra una curvatura en su posición no cargada
por el brazo de limpiaparabrisas (18), particularmente según una de
las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la
curvatura muestra a lo largo de una coordenada (s), que sigue a la
extensión longitudinal de elemento de soporte (12) valores tales
que la distribución de la fuerza de apoyo p(s) que
predomina, si la raqueta (10) está presionada sobre un cristal plano
(15), es mayor en una zona (40) aproximadamente en la mitad entre
la mitad y el extremo de la raqueta de limpiaparabrisas (10) que en
el extremo de hoja de limpiaparabrisas (10).
16. Raqueta de limpiaparabrisas para cristales
(15), particularmente para automóviles, con al menos un elemento de
soporte (12) estirado longitudinalmente, una hoja de
limpiaparabrisas (14) y un agente de unión (16) para un brazo de
limpiaparabrisas (18), que presiona en su posición de funcionamiento
la raqueta de limpiaparabrisas (10) sobre el cristal, siendo el
elemento de soporte (12) una viga plana con extensión longitudinal,
en el cual está fijada la hoja de limpiaparabrisas (14) y el agente
de unión (16) y que muestra una curvatura en su posición no cargada
por el brazo de limpiaparabrisas (18), particularmente según una de
las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque la
curvatura muestra, a lo largo de una coordenada (s) que sigue a la
extensión longitudinal del elemento de soporte (12), valores tales
que la distribución de la fuerza de apoyo p(s) que
predomina, cuando se aprieta la raqueta de limpiaparabrisas (10)
sobre el cristal a limpiar (15), es mayor en una zona (40)
aproximadamente en la mitad de la mitad y el extremo de la raqueta
de limpiaparabrisas(10) que en el extremo de la raqueta de
limpiaparabrisas (10).
17. Procedimiento para la obtención de una
raqueta de limpiaparabrisas según una de las anteriores
reivindicaciones, caracterizado por los pasos siguientes:
determinación de la longitud L necesaria para el
cristal por limpiar y de la fuerza de apoyo adaptada F_{wf},
determinación de la anchura b y del espesor
d,
determinación del desarrollo de curvatura
K(s),
curvatura del elemento de soporte,
unión del elemento de soporte, de la hoja de
limpiaparabrisas y de agente de unión.
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado por los siguientes pasos:
- -
- Determinación de la longitud L y del perfil de sección transversal, particularmente la anchura b y el espesor d sobre valores experimentales,
- -
- Determinación de una fuerza de apoyo F_{wf} o bien de una distribución de fuerza de apoyo p para un cristal plano, que garantiza una buena calidad de limpieza, también sobre valores experimentales,
- -
- Medición del desarrollo de curvatura K_{Cristal} del cristal,
- -
- Doble derivación de este desarrollo K_{Cristal} de los cristales según una coordenada s acompañante de la curvatura,
- -
- Cálculo de la segunda derivación del desarrollo de la curvatura K(s) del elemento de soporte según la anterior relación,
- -
- Doble integración que proporciona el desarrollo de curvatura K(s) buscado del elemento de soporte.
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