DE4010467C2 - Scheibenwischer mit Spoiler aus Spritzguß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischer mit einem Wischgummi und einem Wischblatt mit Spoiler zum aerodynamischen Andrücken des Scheibenwischers gegen die Windschutzscheibe eines Fahrzeuges

Derartige Scheibenwischer sind bereits seit längerem bekannt und finden insbesondere bei Hochgeschwindigkeits- Personenkraftwagen Anwendung, wobei die aerodynamisch durch den Spoiler erzeugten Andruckkräfte bei höheren Geschwindigkeiten genutzt werden, um einen großen Teil der Andruckkraft aufzubringen, die für eine hohe Wischqualität erforderlich ist.

Derartige herkömmliche Scheibenwischer weisen ein nach der Stanz-Biegetechnik aus Metall hergestelltes Wischblatt auf. Dieses Wischblatt ist mit einer Blechplatte versehen, auf welche der als Kunststoffteil hergestellte Spoiler aufgeklipst ist. Das Sichern des Spoilers erfolgt durch Warmumformen von zum Aufklipsen des Spoilers an diesen geformten Haken.

Der Spoiler ist mit einer scharfen Spoilerkante versehen, die aus einem thermoplastischen Elastomer oder Gummi besteht und beispielsweise aufvulkanisiert ist. Durch diese scharfe Spoilerkante wird ein günstigerer Strömungsabriß und damit eine verbesserte aerodynamische Wirkung gewährleistet.

Das Wischgummi ist starr in mehrere Krallenbügel eingefaßt, die ihrerseits mit Zwischenbügeln verbunden sind, die üblicherweise gelenkig über Niete mit dem Wischblatt verbunden sind. Das Wischgummi wurde herkömmlicherweise nicht separat ausgetauscht, sondern das gesamte Wischblatt.

Als Nachteil der bisher üblichen Scheibenwischer hat sich gezeigt, daß die aerodynamisch erzeugten Andruckkräfte häufig nicht ausreichend groß waren, weshalb eine zusätzliche elektronisch gesteuerte Anpreßmechanik eingesetzt wurde, die unter anderem bei höheren Fahrgeschwindigkeiten auf den Scheibenwischer einwirkte. Eine ausreichende aerodynamische Anpreßkraft konnte deshalb nicht erzeugt werden, weil die Formgestaltung des Wischblattes aufgrund der angewandten Stanz-Biegetechnik herstellungsbedingten Beschränkungen unterlag und daher strömungstechnisch nicht optimiert werden konnte. Aus Gründen eines gefälligen Fahrzeugdesigns konnte der Spoiler jedoch nicht beliebig vergrößert werden, um trotz nur beschränkt optimierter aerodynamische Wirkung eine ausreichende Anpreßkraft zu gewährleisten.

Als weiterer Nachteil hat sich gezeigt, daß das Wischblatt nach der Stanz-Biegetechnik ohne erheblichen Mehraufwand nicht mit besonderen Einrichtungen versehen werden kann, welche eine separate Auswechselbarkeit des Wischgummis begünstigen. Das Auswechseln des gesamten Wischblattes ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden, da die betroffenen Wischblätter mit Spoiler für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge aufwendige Bauteile darstellen.

Letzteres gilt beispielsweise auch für eine Bauform des Wischblatts, wie sie aus der DE 28 39 587 A1 bekannt ist. Dabei ist der Spoiler des Wischblatts und der Wischgummi einstückig. Neben den hohen Kosten für das Auswechseln dieses Bauteils ist die Steifigkeit, bedingt durch die notwendige Elastizität des Wischgummis, gering. Innerhalb des Bauteils ist zwar eine Zugschiene vorgesehen, durch die die Steifigkeit erhöht wird. Gleichzeitig aber erhö­ hen sich damit die Kosten des Bauteils und der Herstel­ lungsaufwand.

Als weiterer Nachteil hat sich das hohe Gewicht herausgestellt, da die herkömmlichen Wischblätter wie bereits erwähnt im wesentlichen aus Metall bestehen und zum verwirklichen einer ausreichenden Steifigkeit aus Blechen entsprechender Dicke hergestellt werden müssen.

Die Erfindung löst die Aufgabe einen gattungsgemäßen Scheibenwischer zu schaffen, der trotz geringem Gewicht bei hoher Steifigkeit und servicefreundlicher Auswechselbarkeit des Wischgummis im Hinblick auf die aerodynamische Wirkung optimiert herstellbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Wischblatt mit dem Spoiler einstückig aus Kunststoff im spritzgußverfahren hergestellt ist, wobei durch ein Gasinnendruckverfahren mindestens ein längs des Spoilers verlaufender und diesen versteifender Hohlkanal ausgebildet ist.

Durch den durch das Gasinnendruckverfahren erzeugten Hohlkanal bzw. mehrere Hohlkanäle weist der Spoiler zumindest über einen wesentlichen Teilbereich den Querschnitt eines geschlossenen Hohlprofils auf. Das Gasinnendruckverfahren ähnelt dem Blasverfahren. Nachdem unter üblichem Druck, bspw. 200 bar, eine bestimmte Menge der Kunststoffschmelze in die Spritzgußform dosiert wurde, wird über einen gesonderten Kanal unter entsprechendem Druck an der Stelle Gas in die Spritzgußform gepreßt, an welcher der Hohlraum gewünscht wird. Nach ausreichendem Abkühlen und damit Übergang der Schmelze in den festen Zustand läßt man das noch unter Druck stehende Gas durch seine Eintrittsöffnungen wieder entweichen.

Als vorteilhaft erweist sich ein dreieckiger Querschnitt des Hohlprofils, da sich ein solcher Querschnitt im Hinblick auf den erforderlichen Bauraum besonders günstig unterbringen läßt. Das Ausbilden eines Hohlkanals dient besonders zum Erreichen einer ausreichenden Torsionssteifigkeit des Spoilers und damit des gesamten Wischblattes. Es sind jedoch je nach Einzelkonstruktion auch bliebige andere Profile denkbar oder eine Mehrzahl von parallel zueinander längs des Spoilers verlaufender Hohlkanäle.

Durch Anwenden der Spritzgußtechnik läßt sich das Wischblatt in vielerlei Hinsicht optimal gestalten. So kann der Spoiler hinsichtlich seiner aerodynamischen Eigenschaften optimiert werden, da annähernd jede beliebige Form hergestellt werden kann. Weiter läßt sich das Wischblatt neben der Ausbildung der Hohlkanäle im Gasinnendruckverfahren auch in anderer Hinsicht im Bezug auf die Steifigkeit optimieren. So kann in der Nähe der Verbindungskupplung zum Befestigen des gesamten Wischblattes dieses fachwerkartig gestaltet sein, wodurch ebenfalls bei geringem Gewicht eine hohe Steifigkeit erzielt wird. So läßt sich trotz hoher Steifigkeit ohne weiteres eine Gewichtsersparnis von ca. 30% verwirklichen.

Vorteilhaft ist der Spoiler an seinem Rand mit einer die aerodynamische Wirkung günstig beeinflussenden scharfen Spoilerkante versehen, die aus einem thermoplastischen Elastomer oder Gummi besteht. Eine scharfe Spoilerkante könnte zwar direkt im Spritzgußverfahren aus Kunststoff erzeugt werden, jedoch muß eine solche im Hinblick auf eine mögliche Verletzungsgefahr vermieden werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Spoilerkante nach dem 2K-Verfahren aufgebracht. Dabei wird das soeben nach dem Spritzgußverfahren hergestellte Wischblatt mit Spoiler in eine andere Kavität überführt und darin der Spoilerrand von dem Elastomer ebenfalls nach dem Spritzgußverfahren umgossen. Das soeben hergestellte Wischblatt wird dazu in noch heißem Zustand in die andere Kavität überführt. So kann das Wischblatt aus heißer Schmelze hergestellt werden und nach dem Erstarren in die andere Kavität überführt werden, wonach die Elastomerschmelze entsprechend der Verarbeitungsparameter eingespritzt wird und sich mit dem Kunststoff des Wischblattes fest verbindet.

Dabei kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung neben der Ausbildung der elastomeren Spoilerkante darüberhinaus die angeströmte Spoilerfläche mit dem Elastomer beschichtet sein. Auf diese Weise erzielt man neben einer noch festeren Verbindung der elastomeren Spoilerkante mit dem Kunststoff eine Schutzschicht für die angeströmte Spoilerfläche.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der obere, der Windschutzscheibe abgewandte Teil der Spoilerkante für einen günstigeren Strömungsabriß konkav gewölbt und weiterhin der untere, der Windschutzscheibe zugewandte Teil der Spoilerkante als Kratzschutz für die Windschutzscheibe ausgebildet. Ein solcher Kratzschutz ist besonders für den Fall eines defekten Wischblattes erforderlich, da in diesem Fall die untere Spoilerkante auf der Windschutzscheibe aufliegt. Wird ein solcher Defekt insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und damit hohen Anpreßkräften nicht unmittelbar bemerkt, könnte es ohne einen solchen Kratzschutz zu einer Beschädigung der Windschutzscheibe kommen.

Zum servicefreundlichen Auswechseln des Wischgummis kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in dem Wischblatt eine Längsnut zum lösbaren Lagern des Wischgummis bzw. von dessen Zwischenbügel geformt sein, wobei das Wischgummi bzw. dessen Zwischenbügel mit wenigstens zwei lösbaren Bolzen an dem Wischblatt befestigt ist. Das Formen einer solchen Längsnut wird durch das Spritzgußverfahren ohne erheblichen Zusatzaufwand ermöglicht.

Darüberhinaus können durch das Spritzgußverfahren vorteilhaft in dem Wischblatt Bohrungen und Schlitze zum Aufnehmen der lösbaren Bolzen bzw. von Sicherungsblechen geformt sind, wobei die Bolzen an ihrem ersten Ende mit einem Kopf und an ihrem zweiten Ende mit einer Wellennut versehen sind, und die Sicherungsbleche mit einer dem Durchmesser des Wellennutgrundes entsprechenden zylindrischen Bohrung versehen sind und durch die geformten Schlitze bis zum Einrasten mit ihrer Bohrung in die Wellennut eingeschoben sind. Damit wird eine leichte Auswechselbarkeit des Wischgummis gewährleistet, wobei die dazu erforderlichen Ausnehmungen ebenfalls ohne erheblichen Mehraufwand in dem Wischblatt geformt werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht des Wischblattes, also von der Kühlerhaube eines Fahrzeugs aus auf die Windschutzscheibe gesehen,

Fig. 2 drei verschiedene schematisch dargestellte Querschnitte des Spoilers, und

Fig. 3 einen in Fig. 1 definierten Schnitt A-B an einer Anlenkstelle des Zwischenbügels des Wischgummis.

Fig. 1 stellt eine mögliche Ausführungsform des Wischblattes in der Vorderansicht dar, wobei einige Details nicht dargestellt sind. Zu erkennen ist der auf gebrochen dargestellte Spoiler 1 mit seiner umlaufenden elastomeren Kante 2, die sich im wesentlichen aus einem oberen Teil 3, welcher der Windschutzscheibe abgewandt ist, und einem unteren Teil 4, welcher der Windschutzscheibe zugewandt ist, zusammensetzt.

Weiterhin ist ein im Spritzgußverfahren in Verbindung mit dem Gasinnendruckverfahren hergestellter Hohlkanal 5 zu erkennen, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Spoilers erstreckt und diesen so versteift. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wurde ein Hohlkanal 5 mit dreieckförmigem Querschnitt gewählt, was im Hinblick auf den erforderlichen Bauraumbedarf besonders vorteilhaft ist.

An der Stelle 6 kann das Wischblatt montiert werden. Zur günstigen Krafteinleitung ist das Wischblatt an dieser Stelle 6 mit fachwerkartigen Verstrebungen 7 versehen.

Fig. 2 zeigt schematisch mehrere mögliche Querschnitte für den Spoiler 1 und die Hohlkanäle 5. Als strömungsgünstig erwies sich die an letzter Stelle in Fig. 2 dargestellte Spoilerform mit dieser Form angepaßtem Hohlkanal 5.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt A-B längs der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie, welche durch eine der beiden Anlenkstellen verläuft, an welchen der jeweiligen Zwischenbügel 8 in einer Längsnut 9 mit dem Wischblatt lösbar verbunden ist. Die Zwischenbügel 8 sind ihrerseits jeweils an ihren beiden Enden mit zwei Krallenbügeln 10 verbunden, in welche das Wischgummi 11 starr eingefaßt ist.

Die Lösbarkeit der Zwischenbügel 8 und damit des Wischgummis 11 wird durch einen lösbaren Bolzen 12 gewährleistet, der an seinem einen Ende mit einem Kopf 13 und an seinem anderen Ende mit einer Wellennut 14 versehen ist. Die Sicherung des Bolzen 12 erfolgt nach Einschieben in die Bohrungen 15 über das Sicherungsblech 16, welches eine Ausnehmung nach Art eines auf den Kopf gestellten Schlüssellochs aufweist, d. h. mit einem Spalt und einer am Ende des Spaltes befindlichen kreisrunden Bohrung minimal größeren Durchmessers als der Abstand der Spaltwände versehen ist. Das Sicherungsblech 16 ist im montierten Zustand so weit in den im Wischblatt geformten Schlitz 17 eingeschoben, bis es mit seiner Bohrung in die Wellennut 14 des Bolzens 12 einrastet.

In Fig. 3 ist weiterhin der Hohlkanal 5 zur Versteifung des Spoilers 1 zu erkennen und darüberhinaus noch ein weiterer durch das Gasinnendruckverfahren erzeugter Hohlkanal 18, welcher zu Versteifung des Spoilers 1 im Bereich der Schnittstelle A-B geformt wurde.

Weiterhin zeigt Fig. 3 den oberen, der Windschutzscheibe abgewandten Teil 3 der Spoilerkante 2, welcher für einen günstigeren Strömungsabriß konkav gewölbt ist, sowie den unteren, der Windschutzscheibe zugewandten Teil 4 der Spoilerkante 2, welcher insbesondere für den Fall eines Defektes des Wischgummis 11 oder eines zu starken Andruckes als Kratzschutz ausgebildet ist. Die angeströmte Spoilerfläche 19 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel darüberhinaus für eine noch festere Verbindung der elastomeren Spoilerkante mit dem Kunststoff und zum Schutz der angeströmten Spoilerfläche ebenfalls mit Elastomer beschichtet, wodurch sich eine durchgehende Verbindung zwischen dem oberen Teil 3 und dem unteren Teil 4 der Spoilerkante 2 ergibt.

Claims (8)

1. Scheibenwischer mit einem Wischgummi und einem Wischblatt mit Spoiler zum aerodynamischen Andrücken des Scheibenwischers gegen die Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Wischblatt mit dem Spoiler (1) einstückig aus Kunststoff im Spritzgußverfahren hergestellt ist, wobei durch ein Gasinnendruckverfahren mindestens ein längs des Spoilers (1) verlaufender und diesen versteifender Hohlkanal (5) ausgebildet ist.

2. Scheibenwischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spoiler (1) an seinem Rand mit einer die aerodynamische Wirkung günstig beeinflussenden scharfen Spoilerkante (2) versehen ist, die aus einem thermoplastischen Elastomer oder Gummi besteht.

3. Scheibenwischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spoilerkante (2) nach dem 2K-Verfahren aufgebracht ist.

4. Scheibenwischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Ausbildung der elastomeren Spoilerkante (2) darüberhinaus die angeströmte Spoilerfläche (19) mit dem Elastomer beschichtet ist.

5. Scheibenwischer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, der Windschutzscheibe abgewandte Teil (3) der Spoilerkante (2) für einen günstigeren Strömungsabriß konkav gewölbt ist.

6. Scheibenwischer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere, der Windschutzscheibe zugewandte Teil (4) der Spoilerkante (2) als Kratzschutz für die Windschutzscheibe ausgebildet ist.

7. Scheibenwischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wischblatt eine Längsnut (9) zum lösbaren Aufnehmen des Wischgummis (11) bzw. dessen Zwischenbügel (8) geformt ist, wobei das Wischgummi (11) mit wenigstens zwei lösbaren Bolzen (12) an dem Wischblatt bzw. dessen Zwischenbügel (8) befestigt ist.

8. Scheibenwischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wischblatt Bohrungen (15) und Schlitze (17) zum Aufnehmen der lösbaren Bolzen (12) bzw. von Sicherungsblechen (16) geformt sind, wobei die Bolzen (12) an ihrem ersten Ende mit einem Kopf (13) und an ihrem zweiten Ende mit einer Wellennut (14) versehen sind, und die Sicherungsbleche (16) mit einer dem Durchmesser des Wellennutgrundes entsprechenden zylindrischen Bohrung versehen sind und durch die geformten Schlitze (17) bis zum Einrasten mit ihrer Bohrung in die Wellennut (14) eingeschoben sind.