PL209748B1 - Sposób wytwarzania pióra wycieraczki do szyb - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku sposób wytwarzania pióra wycieraczki do szyb, zwłaszcza wycieraczki do szyb samochodowych.

Pióro wycieraczki opisanego na wstępie rodzaju jest znane z praktyki i zawiera element gumowy, zaopatrzony w listwę. Element gumowy względnie listwa jest z tworzywa gumowego, sporządzonego na przykład na bazie kauczuku naturalnego.

Elementy gumowe względnie listwy znanych piór wycieraczek mają tę wadę, że przy ich uruchomieniu na szkle typowej przedniej szyby samochodowej występują stosunkowo wysokie współczynniki tarcia suchego p_tr.

Te wartości współczynników tarcia suchego, leżące pomiędzy 0,8 do 1,2 i wyższe od współczynników tarcia, występujących w przypadku mokrej szyby przedniej, powodują zapotrzebowanie na dysponujące wysoką mocą, a zatem drogie, mechanizmy napędowe dla wycieraczek do szyb.

Sposób wytwarzania pióra wycieraczki do szyb, zawierającego element gumowy z listwą, przy czym listwę wytwarza się w drodze wulkanizowania tworzywa gumowego razem z polietylenem, charakteryzuje się według wynalazku tym, że tworzywo gumowe przed wulkanizowaniem powleka się polietylenem i jako materiał wyjściowy stosuje się polietylen w postaci proszku o wielkości ziarna mniejszej niż 30 μm.

Korzystnie tworzywo gumowe powleka się dyspersją zawierającą cząstki polietylenu.

Korzystnie polietylen nanosi się na tworzywo gumowe metodą elektrostatycznego nakładania proszkowego.

Korzystnie polietylen nanosi się na tworzywo gumowe metodą fluidyzacyjną.

Korzystnie tworzywo gumowe i polietylen łączy się ze sobą metodą wytłaczania współbieżnego.

Korzystnie tworzywo gumowe powleczone polietylenem poddaje się działaniu powietrza przepłukującego.

Korzystnie listwę wytwarza się z mieszanki, zawierającej tworzywo gumowe i polietylen.

Korzystnie stosuje się mieszankę zawierającą od 1 do 50% proszku polietylenu.

Pióro wycieraczki do szyb, zwłaszcza wycieraczki do szyb samochodowych, wytworzone sposobem według wynalazku ma tę zaletę, że pozwala osiągnąć mniejsze wartości współczynnika tarcia suchego μ^.

W określonych warunkach pracy powoduje to w porównaniu do stanu techniki mniejszą emisję hałasu, nawet w przypadku suchej szyby.

Dzięki niższym w porównaniu do stanu techniki wartościom współczynnika tarcia suchego, jakim charakteryzuje się pióro wycieraczki wytworzone sposobem według wynalazku, pozwala korzystnie zastosować mniejsze mechanizmy napędowe dla wycieraczek, mające odpowiednio zmniejszoną moc.

Listwa może być powleczona polietylenem i/lub zawierać polietylen w swej objętości.

W korzystnej postaci wykonania chodzi o polietylen o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym (PE-UHMW). Polietylen o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym nadaje się zwłaszcza do powlekania listew, ponieważ już, jako lity materiał wykazuje niską wartość współczynnika tarcia suchego. Przykładowo próbka litego PE-UHMW przy długości styku 8 mm i obciążeniu 0,128 N na obrotowym wałku szklanym, poruszającym się z prędkością 0,1 m/s, wykazuje współczynnik tarcia suchego μ- równy 0,21.

Przy wulkanizacji tworzywa gumowego, powleczonego PE-UHMW, następuje trwałe połączenie PE-UHMW z tworzywem gumowym w drodze dyfuzji. Gdy PE-UHMW zostanie naniesiony w postaci proszku na tworzywo gumowe, ulega on spiekaniu podczas wulkanizacji. W szczególności PE-UHMW tak przywiera do tworzywa gumowego, że materiałowe połączenie polietylenu i gumy pęka począwszy od określonego obciążenia.

Alternatywnie polietylen pióra wycieraczki wytworzonej sposobem według wynalazku może również stanowić polietylen o dużej gęstości (PE-HD) lub polietylen usieciowany (PE-X). W szczególności przy wytwarzaniu pióra wycieraczki sposobem według wynalazku PE-X nanosi się w postaci płynnej na tworzywo gumowe i podczas wulkanizacji poddaje się sieciowaniu termicznemu.

Tworzywo gumowe można wytwarzać na bazie kauczuku naturalnego. Możliwe jest również stosowanie syntetycznych tworzyw gumowych, jako materiały wyjściowe dla listew.

W korzystnej postaci wykonania sposobu według wynalazku wulkanizację prowadzi się w warunkach typowych dla wulkanizacji gumy.

Korzystnie jako materiał wyjściowy stosuje się polietylen w postaci proszku o wielkości ziarna od około 0,1 do 30 μm.

PL 209 748 B1

Zgodnie ze sposobem według wynalazku tworzywo gumowe przed wulkanizacją powleka się polietylenem. Wulkanizację kształtki powleczonej polietylenem można również prowadzić w formie. Wulkanizowany detal z tworzywa gumowego i polietylenu daje się łatwo wyjmować z formy.

Powlekanie tworzywa gumowego polietylenem przed wspólną wulkanizacją można również przeprowadzać tak, że umieszczone w formie tworzywo gumowe powleka się dyspersją zawierającą cząstki polietylenu, względnie na tworzywo gumowe napyla się proszek polietylenu. Do nanoszenia proszku polietylenu nadaje się zwłaszcza typowa metoda elektrostatycznego nakładania proszkowego. Korzystnie niewulkanizowane tworzywo gumowe napyla się na całej jego powierzchni proszkiem PE. Możliwe jest również częściowe pokrycie.

Polietylen można również nanosić na tworzywo gumowe metodą fluidyzacyjną. W korzystnej postaci wykonania tworzywo gumowe wytłacza się na gorąco w kleistej postaci z głowicy ekstrudera.

Tworzywo gumowe przedostaje się wówczas przez otwór do mającego niskie stężenie złoża fluidalnego z bardzo drobnego proszku PE-UHMW o wielkości ziarna pomiędzy 0,1 i 15 μm, następnie opuszcza złoże fluidalne przez otwór, po czym płucze się je za pomocą czystego powietrza. W ten sposób usuwa się cząstki polietylenu, które nie przywarły do tworzywa gumowego. Powietrze do płukania można ponownie wykorzystać do pracy złoża fluidalnego.

W innej postaci stosowania sposobu według wynalazku niewulkanizowane tworzywo gumowe tłoczy się w prasie na gorąco przy użyciu formy stalowej, na przykład w temperaturze 180°C i pod ciśnieniem 70 bar przez 10 sekund, następnie wyjmuje się z formy i chłodzi wodą. Po wysuszeniu sporządzonej w ten sposób, częściowo wulkanizowanej kształtki gumowej napyla się na nią z obu stron cienką warstwę proszku PE-UHMW. Następnie napyloną kształtkę wulkanizuje się w formie, korespondującej z kształtką gumową, pod ciśnieniem 70 x 10⁵Pa (70 bar), w temperaturze 180°C przez 5 minut.

Tworzywo gumowe i polietylen można również połączyć ze sobą metodą wytłaczania współbieżnego. Przy wytłaczaniu współbieżnym, co najmniej w obszarze listwy elementu gumowego doprowadza się stopiony polietylen, folię polietylenową, monofolię polietylenową lub sznur polietylenowy. Następnie tworzywo gumowe i przylegający do niego polietylen poddaje się wspólnie wulkanizacji.

Element gumowy z listwą można również wytwarzać metodą wtrysku. Przed procesem wtrysku w formie wtryskowej umieszcza się folię, monofolię lub sznur z polietylenu, względnie powleka się formę wtryskową dyspersją lub proszkiem polietylenu.

Jeżeli polietylen ma być zawarty w objętości listwy elementu gumowego, wówczas listwę wytwarza się korzystnie z mieszanki, zawierającej tworzywo gumowe i polietylen.

W korzystnej postaci wykonania mieszanka zawiera od 1 do 50% proszku polietylenu, zwłaszcza proszku PE-UHMW.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, przedstawiającym schematycznie cztery przykłady wykonania pióra wycieraczki sposobem według wynalazku, przeznaczonego dla wycieraczki samochodowej, na którym to rysunku fig. 1 przedstawia pióro wycieraczki w przekroju, fig. 2 - drugi przykład wykonania pióra wycieraczki w przekroju, fig. 3 - trzeci przykład wykonania pióra wycieraczki w przekroju, oraz fig. 4 -czwarty przykład wykonania pióra wycieraczki.

Na fig. 1 przedstawione jest pióro wycieraczki, które składa się z zaopatrzonej w krawędź wycierającą 5 listwy 2 z tworzywa gumowego, przedstawionej tutaj jedynie częściowo główki 3 z tworzywa gumowego i tak zwanego żebra przekładkowego 4 z tworzywa gumowego, które jest usytuowane pomiędzy główką 3 i listwą 2.

Listwa 2, główka 3 i żebro przekładkowe 4 są zaopatrzone w powierzchnię, utworzoną z warstwy polietylenu 1, która na fig. 1 z uwagi na możliwość pokazania przedstawiona jest w powiększeniu w stosunku do listwy 2, główki 3 i żebra przekładkowego 4. Warstwa polietylenu 1 jest w niniejszym przypadku wykonania z polietylenu o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym (PE-UHMW).

Pióro wycieraczki z fig. 1 jest wytwarzane tak, że najpierw częściowo zwulkanizowane tworzywo gumowe wytłacza się w ekstruderze za pomocą narzędzia w kształcie pióra wycieraczki, następnie napyla proszkiem PE-UHMW, po czym wulkanizuje. Warunki wulkanizacji odpowiadają typowym warunkom dla tego procesu.

W rezultacie własności materiałowe listwy są takie, że przy pomiarze, w którym pióro 1 wycieraczki przylega do obrotowej płyty szklanej, zaś prędkości wycierania oraz parametry docisku odpowiadają warunkom występującym w samochodzie, można osiągnąć wartości współczynnika tarcia suchego p_tr pomiędzy 0,32 i 0,48.

PL 209 748 B1

Przedstawiony na fig. 2 przykład wykonania pióra wycieraczki zawiera w zasadzie te same elementy składowe, co pióro wycieraczki z fig. 1. Pióro wycieraczki z fig. 2 różni się jednak od pióra z fig. 1 tak zwaną krawędzią wycierającą 5, która jest wolna od polietylenu.

Przedstawiony na fig. 3 przykład wykonania pióra wycieraczki zawiera również w zasadzie takie same elementy składowe, jak przykład wykonania z fig. 1, różni się jednak od tego ostatniego tym, że ukształtowana na listwie 2 krawędź wycierająca 5, żebro przekładkowe 4 i główka 3 wolne od polietylenu, zaś listwa 2 jest pokryta polietylenem jedynie w swych graniczących z krawędzią wycierającą 5, bocznych obszarach, to znaczy jedynie częściowo.

W przedstawionym na fig. 4 przykładzie wykonania ukazane jest pióro wycieraczki, które zawiera w zasadzie jedynie częściowo przedstawioną główkę 3 z tworzywa gumowego, połączone z główką 3 żebro przekładkowe 4 z tworzywa gumowego oraz listwę 6 z krawędzią wycierającą 5. Listwa 6 jest z tworzywa gumowego, w którym osadzony jest polietylen w postaci PE-UHMW. Listwa 6 jest z materiału wyjściowego, który zawiera około 40% polietylenu.

Gumowy element wycieraczki stanowi zazwyczaj kształtka wytłaczana. Alternatywnie można ją uzyskać w znany sposób metodą wytłaczania lub metodą znaną pod nazwą „compression moulding” (prasowanie tłoczne).

Claims (8)

1. Sposób wytwarzania pióra wycieraczki do szyb, zawierającego element gumowy z listwą, przy czym listwy wytwarza się w drodze wulkanizowania tworzywa gumowego razem z polietylenem, znamienny tym, że tworzywo gumowe przed wulkanizowaniem powleka się polietylenem, jako materiał wyjściowy stosuje się polietylen w postaci proszku o wielkości ziarna mniejszej niż 30 μm.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tworzywo gumowe powleka się dyspersją zawierającą cząstki polietylenu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że polietylen nanosi się na tworzywo gumowe metoą elektrostatycznego nakładania proszkowego.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że polietylen nanosi się na tworzywo gumowe metodą fluidyzacyjną.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tworzywo gumowe i polietylen łączy się ze sobą metodą wytłaczania współbieżnego.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że tworzywo gumowe powleczone polietylenem poddaje się działaniu powietrza przepłukującego.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że listwa wytwarza się z mieszanki, zawierającej tworzywo gumowe i polietylen.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stosuje się mieszankę zawierającą od 1 do 50% proszku polietylenu.