Wischblatt zum Reinigen von Scheiben insbesondere von Kraftfahrzeugen Stand der Technik

Bei Wischblättern der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art soll das Tragelement über das gesamte vom Wischblatt bestrichene Wischfeld eine möglichst gleichmäßige Verteilung des vom Wischerarm ausgehenden Wischblatt-Anpressdrucks an der Scheibe gewährleisten. Durch eine entsprechende Krümmung des unbelasteten Tragelements - also wenn das Wischblatt nicht an der Scheibe anliegt - werden die Enden der im Betrieb des Wischblatts vollständig an der Scheibe angelegten Wischleiste durch das dann gespannte Tragelement zur Scheibe belastet, auch wenn sich die Krümmungsradien von sphärische gekrümmten Fahrzeugscheiben bei jeder Wischblattposition ändern. Die Krümmung des Wischblatts muss also etwas stärker sein als die im Wischfeld an der zu wischenden

Scheibe gemessene stärkste Krümmung. Am Tragelement ist eine Anschlussvorrichtung befestigt, über die die Verbindung zum Wischerarm hergestellt wird.

Aus der EP 0914269 Bl ist es bekannt, die Anschlussvorrichtung mittels einer

Schweißverbindung am Tragelement zu befestigen. Dazu wird das entweder aus Metall oder einem Kunststoff bestehende wischblattseitige Verbindungselement auf das Tragelement aufgebracht oder aufgeschoben und mittels einer Widerstandsschweißung im Falle eines metallenen Verbindungselements oder mittels einer Ultraschallschweißung im Falle eines Kunststoff- Verbindungselements stoffschlüssig mit dem Tragelement verbunden. Diese Schweißverbindung ist im Alltag extremen Bedingungen ausgesetzt und muss hohen Drehmomenten und Vibrationen auch bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen standhalten. Insbesondere bei den in großen Stückzahlen hergestellten Wischblättern stellt die Schweißverbindung hohe Qualitätsanforderungen an die Prozessführung.

Vorteile der Erfindung

Ein Wischblatt mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die

Federschienen jeweils nur an einem Punkt fest mit dem wischblattseitigen Teil der Anschlussvorrichtung verbunden sind. Spannungen, insbesondere Scherspannungen zwischen Federschiene und wischblattseitigem Teil, die sich aufgrund der Änderung der Krümmung der Federschienen im Verlauf der Wischbewegung ergeben und zwischen den Fixpunkten wirken, werden komplett vermieden. Selbst bei engen Toleranzen wird es der Federschiene ermöglicht, sich gegenüber dem wischblattseitigen Teil bis auf eben diesen einen Punkt zu verschieben. Der Befestigungspunkt kann dabei einseitig, zum Beispiel auf der konvexen oberen oder der konkaven unteren Bandseite angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, dass der Befestigungspunkt auf den beiden sich gegenüberliegenden

Bandseiten gleichermaßen angeordnet ist. Auch wenn der Befestigungspunkt eine

Verbindung zwischen dem wischblattseitigen Teil und der Federschiene umfasst, die sich von der oberen Bandfläche über deren Schmalseite zur unteren Bandfläche erstreckt, wird die Erfindung noch nicht verlassen, weil der Effekt, dass sich die Federleiste bis auf einen Punkt gegenüber dem wischblattseitigen Teil der Anschlussvorrichtung verschieben kann, auch hier besteht. Es ist klar, dass unter dem Begriff des Befestigungspunkts kein mathematisch eindimensionaler Punkt zu verstehen ist sondern eine technisch bedingte, kleine lokal beschränkte Fläche im Gegensatz zu einer linienartigen oder flächigen

Verbindung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale ergeben sich positive

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wischblatts. So kann der Kraftfluss ausgehend vom Wischerarm über das wischblattseitige Teil in die Federschienen optimiert werden, wenn der eine Befestigungspunkt pro Federschiene mittig, insbesondere in einem Bereich unterhalb der Achse und/oder Achsaufnahme, angeordnet ist. Je nach Ausdehnung der Achse bzw. Achsaufnahme kann sich der Befestigungspunkt innerhalb der senkrechten Projektion der Achse bzw. Achsaufnahme befinden oder aber sich auch darüber hinaus erstrecken. Die eingeleitete Kraft wirkt senkrecht vom Wischerarm ausgehend direkt auf den Befestigungspunkt jeder Federschiene und vermeidet dadurch zusätzliche Momente oder Spannungen.

Ist der Befestigungspunkt bezogen auf die Längsausdehnung des wischblattseitigen Teils außermittig angeordnet, insbesondere außerhalb eines Bereiches unterhalb der Achse und/oder Achsaufnahme, kann dadurch gezielt ein Teil der Kraft in einen Teil des

Wischblatts, beispielsweise zum Außenkreis der Wischbewegung, eingeleitet werden. Dabei handelt es sich zwar nur um sehr kleine Kraftdifferenzen, die aber ein Wischergebnis unter unterschiedlichen Bedingungen beeinflussen kann. Ist der eine Befestigungspunkt pro Federschiene ein Schmelzpunkt, kann er einfach durch Wärmeeinleitung oder Ultraschalleinleitung erzeugt werden.

Ist der eine Befestigungspunkt pro Federschiene ein Schmelzpunkt, kann er direkt das Material des wischblattseitigen Teils mit dem Material der Federschiene oder einer

Beschichtung der Federschiene verbinden. Das Material kann dabei nur leicht

angeschmolzen sein, so dass eher ein Klebe- Effekt entsteht, was insbesondere bei unterschiedlichen Materialien zu bevorzugen ist. Es ist aber auch eine komplette

Aufschmelzung und Durchmischung bei gleichen Materialien möglich, was größere

Haltekräfte erzeugt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Wischblatts, bei dem das wischblattseitige der Anschlussvorrichtung über einen Befestigungspunkt pro Federschiene am Tragelement befestigt wird. Dieser eine Befestigungspunkt kann gezielt eingebracht und während des Einbringens überwacht werden. Dadurch kann die Qualität des

Befestigungspunktes erhöht werden.

Sehr einfach lässt sich der Befestigungspunkt dann einbringen, wenn dies mittels

Ultraschallschweißen geschieht. Diese Technik ist insbesondere bei Verbindungen zwischen Kunststoffen sehr gut beherrschbar.

Eine weitere Qualitätssteigerung des Befestigungspunktes wird erreicht, wenn dessen Herstellung in mehreren zeitlichen Stufen geschieht. Die Stufen können dabei sequenziell nacheinander ablaufen oder aber auch zeitlich überlappen. Im optimalen Fall wird in einer Stufe der Energiefluss und in der anderen Stufe der Verfahrensweg kontrolliert. So lassen sich insbesondere Toleranzen ausgleichen.

Zeichnung

In der Zeichnung zeigen: Figur 1 ein erfindungsgemäßes Wischblatt in perspektivischer Darstellung mit strichpunktiert angedeutetem Wischerarm und strichpunktiert angedeuteter Oberfläche einer Windschutzscheibe, Fig. 2 eine Ansicht nach II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ansicht nach Fig. 2 mit nur einer Federschiene, Fig. 4 eine schematische Ansicht in Blickrichtung IV in Fig. 1 mit nur einer Endkappe, Fig. 5 eine Prinzipskizze eines Wischblatts mit einer Aufnahmevorrichtung, Fig. 6 eine

Aufnahmevorrichtung perspektivisch und Fig. 7, a und b ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aufnahmevorrichtung. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein in Figur 1 gezeigtes Wischblatt 10 weist ein bandartig langgestrecktes, federelastisches Tragelement 12 auf (Figuren 1 und 2), an dessen unteren, der Scheibe zugewandten konkaven Bandseite 31 eine langgestreckte, gummielastische Wischleiste 14

längsachsenparallel befestigt ist. An der oberen, von der Scheibe abgewandten, konvexen Bandseite 29 des auch als Federschiene zu bezeichnenden Tragelements 12 ist in dessen Mittelabschnitt das wischblattseitige Teil 15 einer Anschlussvorrichtung 20 angeordnet, mit deren Hilfe das Wischblatt 10 gelenkig mit einem in Figur 1 strichpunktiert angedeuteten Wischerarm 16 lösbar verbunden werden kann. Der in Richtung eines Doppelpfeils 18 in Figur 1 pendelnd angetriebenen Wischerarm 16 ist in Richtung eines Pfeils 24 zur zu wischenden Scheibe - beispielsweise zur Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs belastet - deren Oberfläche in Figur 1 durch eine strichpunktierte Linie 22 angedeutet ist. Da die Linie 22 die stärkste Krümmung der Scheibenoberfläche darstellen soll, ist klar ersichtlich, dass die Krümmung des mit seinen beiden Enden an der Scheibe anliegenden, noch unbelasteten Wischblatts stärker ist als die maximale Scheibenkrümmung (Figur 1). Unter dem

Anpressdruck (Pfeil 24) legt sich das Wischblatt 10 mit seiner Wischlippe 26 über seine gesamte Länge an der Scheibenoberfläche 22 an. Dabei baut sich im zumeist aus Metall gefertigten, federelastischen Tragelement 12 eine Spannung auf, welche für eine

ordnungsgemäße Anlage der Wischleiste 14 beziehungsweise der Wischlippe 26 über deren gesamte Länge an der Scheibenoberfläche 22 sowie für eine gleichmäßige Verteilung des Anpressdrucks (Pfeil 24) sorgt.

Im Folgenden soll nun auf die besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wischblatts näher eingegangen werden.

In Fig. 2 ist erkennbar, dass das Tragelement 12 aus zwei, voneinander getrennten

Federleisten 28 und 30 aufgebaut ist, die zueinander beabstandet sind und einen Spalt 32 begründen. Das wischblattseitige Teil 15 der Anschlussvorrichtung 20 weist in einem unteren Bereich zwei u-förmige Aufnahmen 34 und 36 auf, in denen die Federleisten 28 und 30 aufgenommen sind. Die Aufnahmen 34 und 36 umfassen die Federleisten 28 und 30 jeweils über einen größeren Teil ihres Querschnitt, wobei der mit dem Wischerarm 16

korrespondierende Teil der Anschlussvorrichtung 20 auf der konvexen Seite 29 des

Tragelements 12 angeordnet ist, während die konkave Seite 31 dieser gegenüberliegt. Ferner sind die Befestigungspunkte 70 erkennbar, die je nach Herstellungsmethode auf der Bandoberseite und/oder auf der Bandunterseite angeordnet sind und je nach

Herstellungsmethode unterschiedliche Größe aufweisen können. Werden die

Befestigungspunkte durch einen von außen eingebrachten Klebstoff erzeugt, können sie im Falle eines verwendeten Harzes eng auf die Eingabestelle begrenzt bleiben, während bei einem dünnflüssigen Klebemittel durch Kapillarwirkung ein etwas stärker ausgedehntes Gebiet betroffen sein kann. Auch beim Ultraschallschweißen können abhängig vom aufgeschmolzenen Material kleinere oder größere Befestigungspunkte 70 entstehen. Hier sind Größenvariationen von 15 bis 70 mm ² problemlos erreichbar. Für die Erfindung wesentlich bleibt, dass der Befestigungspunkt 70 von einem Punkt aus erzeugt wird und ein zusammenhängendes Gebiet umfasst.

In Fig. 3 ist der wischblattseitige Teil 15 der Anschlussvorrichtung 20 schematisch dargestellt, wobei in der Aufnahme 34 die entsprechende Federleiste 28 eingezeichnet ist, während die Federleiste 30, nicht in der entsprechenden Aufnahme 36 liegt. Es ist erkennbar, dass die Aufnahmen 34 und 36 die Federleisten 28 und 30 passend umgreifen. Im Bereich oberhalb der Federleisten 28 und 30 sowie oberhalb des Spalts 32 weist das wischblattseitige Teil 15 eine Aussparung 40 auf, in die, wenn das Wischblatt 10

zusammengebaut ist, ein Kopfteil der Wischleiste 14 zu liegen kommt.

Das in Fig. 4 von unten dargestellte Wischblatt 10, das ohne die Wischleiste 14 bzw.

Wischlippe 26 gezeichnet ist, zeigt die Federleisten 28 und 30, den Spalt 32 sowie die Aufnahmen 34 und 36 der Anschlussvorrichtung 20. Es ist erkennbar, dass bei dieser Ausführungsform des Wischblatts 10 die Federleisten 28 und 30 vollständig voneinander getrennt sind und lediglich durch die Anschlussvorrichtung 20 bzw. über Endkappen 38, von denen in Fig. 4 nur eine an einem Ende gezeichnet ist, zusammengehalten werden.

In Fig. 3 sind unterschiedliche Durchbrüche und Aussparungen für das Einkoppeln der Energie dargestellt, wobei es klar ist, dass der Fachmann die jeweilige Ausführungsform zur Optimierung seiner Verbindung und der Prozesssicherheit entsprechend auswählen wird. Durch das Einkoppeln der Energie wird jeweils einen Befestigungspunkt 70 erzeugt. Im Bereich 42 ist eine einfache Durchgangsbohrung 44 gezeigt, durch die eine Sonotrode 45 direkt auf die Federleiste aufgesetzt werden und sich eine Erwärmung vom Tragelement 20 ausgehend einstellen kann. Im Bereich 46 ist eine Sacklochbohrung 48 gezeigt, bei der die Sonotrode 45 zuerst einen Teil des Materials der Anschlussvorrichtung 20 aufschmelzt und verdrängt, bevor ein Kontakt mit der Federleiste 28 stattfindet. Im Bereich 50 ist eine zweistufige Durchgangsbohrung gezeigt mit einer ersten größeren Sacklochbohrung 52 und einer sich daran anschließenden kleineren Durchgangsbohrung 54. Im Bereich 56 ist eine zweistufige Sacklochbohrung gezeigt, mit einer größeren ersten Sacklochbohrung 58 und einer sich daran anschließenden zweiten kleineren Sacklochbohrung 60.

In Fig. 4 ist eine außermittig angebrachte Durchgangsbohrungen 44 von unten erkennbar, die in die Aufnahme 36 eingebracht sind. In die Aufnahme 34 ist alternativ eine einzelne Durchgangsbohrung 62 analog zu der im Bereich 50 gezeigten Durchgangsbohrung mittig eingebracht. Selbstverständlich werden bei einem Wischblatt beide Federschienen entweder mittig oder außermittig je einen Befestigungspunkt aufweisen, jedoch nicht gemischt.

In der Prinzipskizze nach Fig. 5 ist ein Wischblatt nach dem Stand der Technik schematisch dargestellt. In der Aufnahmevorrichtung 20 liegt innerhalb des wischblattseitigen Teils 15 mit seiner Aufnahme 34 die gebogene Federschiene 32. Sie ist mit zwei Befestigungspunkten 70 am wischblattseitigen Teil 15 fixiert, wobei die beiden Befestigungspunkte 70 einen Abstand 72 zueinander aufweisen, der bei realen Wischblättern ungefähr 30 mm beträgt. Im unbelasteten Zustand weist die Federschiene 32 eine Krümmung auf, die sich über ihre gesamte Länge ändert und bei heutigen Systemen einen minimalen Radius 74 im Bereich zwischen den Befestigungspunkten 70 besitzt.

Wird ein solches Wischblatt 10 nun auf eine Windschutzscheibe aufgelegt, wird die

Federleiste 32 in eine mehr gestreckte Position entlang der Doppelpfeil 76 überführt. Bei jedem Wischzyklus überfährt das Wischblatt 10 Bereiche unterschiedlicher Krümmung auf der Windschutzscheibe, so dass eine ständige Bewegung entlang der Doppelpfeile 76 entsteht. Durch diese Wechselbewegung entsteht auch im Bereich des wischblattseitigen Teils 15 eine Bewegung entlang des Doppelpfeils 78. Diese periodische Variation bedingt durch das Überführen der gebogenen Federleiste 32 in eine gestreckte Form eine periodische Änderung des Abstands 72, was zu einer periodischen mechanischen Belastung insbesondere zu Scherspannungen der Befestigungspunkten 70 führt. Die Variation des Abstands 72 kann im Bereich von 0,1 bis 0,5 μηη liegen. Ist der Abstand 72 beispielsweise durch Einschnitte oder Hinterschnitte in gewissen Grenzen variabel, können die

Scherspannungen vom System aufgenommen werden. Bei durchweg starrem

wischblattseitigem Teil 15 belastet die Bewegung direkt die Befestigungspunkte 70.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten wischblattseitigen Teil 15 ist eine Sacklochbohrung 52 zu erkennen, unterhalb der ein Befestigungspunkt 70 angedeutet ist, der im

zusammengebauten Zustand die Verbindung zwischen dem wischblattseitigen Teil 15 und der Federschiene 28 bewirkt. In diesem mittleren Bereich weist das wischblattseitige Teil 15 eine Achse 80 und eine Achsaufnahme 82 in der Form einer Bohrung für verschiedene pendelbare Adapter auf. Je nach Adaptertyp wird die Achse 80 und/oder die Achsaufnahme 82 benutzt. Wesentlich ist, dass die vom nicht dargestellten Wischerarm eingebrachte Kraft entlang des Teils 24 über die Achse 80 bzw. Achsaufnahme 82 direkt auf den mittig eingebrachten Befestigungspunkt 70 und damit auf die Federleiste 28 übertragen wird. Es entsteht ein homogener Kraftfluss.

In Fig. 7 ist in der Teilfigur a ein wischblattseitiges Teil 15 perspektivisch und in der Teilfigur b von oben dargestellt, bei dem die Aufnahme 32 gegenüber der Aufnahme 36 verlängert ist. Die Achsaufnahme 82 liegt hier als Durchgangsbohrung innerhalb der Achse 80. Außermittig in einem Bereich, der von oben gesehen seitlich neben der Achse 80 bzw. Achsaufnahme 82 liegt, sind Sacklochbohrungen 48 eingebracht, von denen wahlweise jeweils eine pro Federschiene 28, 30 benutzt wird, um mittels Ultraschall einen Befestigungspunkt 70 zu erzeugen.

Die Varianten der wischblattseitigen Teile 15 nach den Figuren 6 und 7 unterscheiden sich bezogen auf die Erfindung dahingehend, dass in Fig. 6 in der senkrechten Projektion der Befestigungspunkt 70 im Bereich unterhalb der Achse 80 bzw. Achsaufnahme 82

angeordnet ist, während diese, wie in Fig. 7 a erkennbar, außerhalb des Bereiches der senkrechten Projektion liegen. Es ist jedoch auch erkennbar, dass je nach Größe der Befestigungspunkte 70 die Bereiche in der senkrechten Projektion überlappen können.

Der Kraftfluss bei der Variante des wischblattseitigen Teils 15 nach Fig. 7 erfolgt ausgehend vom Wischerarm entlang des Pfeils 24 über Achse 80 bzw. Achsaufnahme 82 zu den außermittig angeordneten Befestigungspunkten 70 und von dort auf die Federleisten 28, 30. Dadurch entsteht ein leichtes Drehmoment in Richtung des Pfeils 84. Dies kann

beispielsweise ausgenutzt werden, um die am Außenkreis verfahrenden Enden des

Wischblatts 10 stärker zu belasten.

In den Ausführungsbeispielen ist der Befestigungspunkt 70 regelmäßig als ein Schmelzpunkt ausgeführt, der durch Ultraschalleinwirkung erzeugt wird. Es ist jedoch auch denkbar, den Befestigungspunkt 70 beispielsweise durch eingebrachten Klebstoff oder auch durch eine Verrastung zu erzeugen.

Ist der Befestigungspunkt 70 ein Schmelzpunkt, so verbindet er mehr oder weniger innig das Material des wischblattseitigen Teils 15, das bevorzugt ein thermoplastischer Kunststoff ist, direkt mit der Federschiene 28, 30 oder aber mit einer Beschichtung der Federschiene 28, 30.

Es ist ersichtlich nicht zwingend, immer zwei Federschienen 28, 30 zu nutzen, es kann auch nur eine einzelne Federschiene, ein sogenannter Monobeam zum Einsatz kommen.

Wesentlich bleibt, dass jeweils nur ein Befestigungspunkt 70 zwischen der oder den

Federschienen 28, 30 und dem wischblattseitigen Teil 15 erzeugt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Wischblatts werden die

Federschienen 28, 30 in die Aufnahmen 34, 36 eingebracht und mechanisch fixiert. Sodann wird pro Federschiene 28, 30 in Befestigungspunkt hergestellt, der das wischblattseitige Teil 15 der Anschlussvorrichtung mit der Federschiene 28, 30 des Tragelements 12 verbindet.

Die Befestigungspunkte 70 werden mittels Ultraschallschweißens erzeugt, wobei die Sonotroden Material des wischblattseitigen Teils 15 aufschmelzen und mit den

Federschienen 28, 30 oder deren Beschichtung verschmelzen.

Der Befestigungsakt zur Herstellung eines Befestigungspunkts 70 durchläuft dabei mehrere zeitliche Stufen. In den Stufen werden jeweils unterschiedliche Parameter kontrolliert und/oder verändert. Insbesondere wird während einer Stufe der Energiefluss kontrolliert während in eine andere Stufe der Verfahrensweg kontrolliert wird. Unter„kontrolliert" kann dabei ein einfaches Steuern oder aber ein direktes Regeln verstanden werden, bei dem laufend Parameter aufgenommen und zur Anpassung des Energieflusses oder des

Verfahrens der Sonotroden 45 oder dergleichen erfolgt.

In einem bevorzugten Verfahren wird eine Sonotrode 45, nachdem die Federleiste 28, 30 in das wischblattseitige Teil 15 eingebracht ist, auf das wischblattseitige Teil 15 aufgesetzt. Dann wird in einer ersten Stufe eine begrenzte Energiemenge zugeführt, um in einer zweiten Stufe mit der Sonotrode 45 einen definierten Weg zu Verfahren. Die beiden Stufen laufen zeitlich nacheinander ab, können sich jedoch zu einem gewissen Grad überlappen.