Ruitenwisser

Achtergrond

Ruitenwissers worden gebruikt om de voorruit van een auto schoon te maken zodat de bestuurder vrij zicht op de weg heeft. Een typische wishoek voor een personenauto is ongeveer 67 graden. De bladen zijn 12-30 inch (30-76 cm) lang met lengtes die toenemen in stappen van 2 inch (5 cm).

Geschiedenis

De geschiedenis van de ruitenwisser begon met de uitvinding van de auto. De meeste transportvoertuigen hadden geen ruitenwissers. Door paarden getrokken koetsen en vrachtwagens reden met lage snelheden en glas was niet nodig om de bestuurder of passagiers te beschermen of als windscherm te fungeren.

De eerste ruitenwissers waren borstels. Uitvinder JH Apjohn bedacht in 1903 een methode om twee borstels op en neer te bewegen op een verticale voorruit van spiegelglas. In hetzelfde jaar bedacht Mary Anderson een zwaaiarm die de regen van de voorruit veegde wanneer de bestuurder een hendel bewoog die zich in de auto. Anderson patenteerde haar uitvinding van de mechanische ruitenwisser in 1905, en het werd standaarduitrusting in 1913. Elektromotoren werden nog niet gebruikt om auto-benodigdheden of accessoires aan te drijven, en Anderson's apparaat had een nadeel. Zonder een andere krachtbron moest een bestuurder één hand gebruiken om de hendel te bewegen. De andere hand van de bestuurder bestuurde de auto (met een stuur of stuurhelm) en bedient de op de stick gemonteerde versnellingspook en remgrepen die op de vloer van de auto of buiten de bestuurderszijde op de treeplank staan.

Rubberstrips vervingen in 1905 borstels als reinigingsgereedschap op ruitenwissers. Helaas werd de gevaarlijke noodzaak voor automobilisten om tijdens het rijden de voorruit schoon te vegen pas in 1917 geëlimineerd. De oplossing was om een ​​elektromotor te gebruiken om een ​​enkele wisser met een lang rubberen blad terug te bewegen en verder. De Hawaiiaanse tandarts Dr. Ormand Wall vond de automatische ruitenwisser uit door een elektromotor in het midden van de voorruit te plaatsen, zodat de wisser in een halfronde of regenboogvorm over de motorkap naar beneden boog. Ruitenwissers waren een van de eerste elektrische apparaten in auto's nadat de elektrische starter in 1912 was ontwikkeld. De meeste ruitenwissers op auto's vóór 1930 waren gekoppeld en hingen aan de bovenkant van de voorruit. Ze werden verplaatst naar de onderkant van de voorruit omdat elektrische systemen ingewikkelder werden.

Er werden ruitensproeiers toegevoegd aan de aan/uit-hendels van de ruitenwissers, en hiervoor waren sproeiers voor de voorruit nodig, een tank voor ruitensproeiervloeistof in de motorruimte en elektrische aansluitingen om deze operaties te coördineren. In 1962 vond Bob Kearns de intermitterende ruitenwisser uit met intervallen en snelheden die de bestuurder kon veranderen. De komst van elektronische systemen met zekeringen en stroomonderbrekers voor het bedienen, regelen en coördineren van elektrische componenten breidde de mogelijkheden voor meer diverse ruitenwissers uit. In de jaren tachtig werden ruitenwissers aan koplampen toegevoegd, waardoor verbindingen tussen de verlichting en de wissersystemen nodig waren. In de jaren negentig werden microsensoren ingebouwd in voorruiten om regen op de voorruit te detecteren, de ruitenwissers te activeren en de snelheid en het intermitterende gebruik aan te passen aan de hoeveelheid regen.

Grondstoffen

De fabrikant koopt alle onderdelen van bedrijven die gespecialiseerd zijn in het vervaardigen van onderdelen van aluminium en staal, rubberen bladen, plastic bussen voor de koppelingen en de motoren. Ruitenwissers en ruitenwissersystemen (met motoren) zijn verschillende samenstellingen; sommige fabrikanten maken beide, en andere produceren alleen poetsdoeken.

De verbindings- en aandrijfschakels en de scharnieren die de wissers bewegen zijn gemaakt van gegalvaniseerd staal. Galvanisatie is het proces waarbij een zinklaag op staal wordt aangebracht om het tegen corrosie te beschermen. Aandrijfarmen voor boten en voertuigen die worden gebruikt in de scheepvaartindustrie zijn gemaakt van roestvrij staal dat bestand is tegen schade door zout water. De wisserophanging en klauwen zijn eveneens van gegalvaniseerd staal. De galvaniserende zinklaag is gemakkelijker te schilderen dan ongecoat staal. Staal is ook het materiaal in de kleine onderdelen van ruitenwissers, zoals ringen, schroeven, moeren, veren en beugels.

Het bladframe is gemaakt van aluminium. De bladen zijn gemaakt van natuurlijk rubber of synthetische verbindingen. Sommige rubberen bladen zijn composieten van zacht rubber op de wisrand (het oppervlak van de wisser) en stevig rubber dat de wisrand in de rest van het blad ondersteunt.

Andere materialen waaruit onderdelen van ruitenwissers bestaan, zijn rubber voor ringen in de draaipunten en plastic bussen die gaten vormen voor het verbinden van delen van de koppeling. De wisserophanging is meestal zwart geverfd. Als de ruitenwisserfabrikant ook ruitenwissersystemen bouwt, worden motoren ingekocht bij onderaannemers. De motoren zitten in stalen behuizingen en bevatten permanentmagneetmotoren die zijn omwikkeld met koperdraad. Elke behuizing heeft aansluitingen voor de elektrische draden die deel uitmaken van het voertuig en kabelbomen zijn specifiek voor de bediening van de ruitenwissers geleverd. Elke motor bevat ook een of meer elektronische circuits, afhankelijk van de verfijning van het systeem dat de motor bestuurt.

Ontwerp

Ruitenwissers zijn ontworpen en gemaakt om water van een voorruit te verwijderen. De meeste auto's hebben twee ruitenwissers op de voorruit, één op de achterruit en één op elke koplamp. De wisseronderdelen die van buiten de auto zichtbaar zijn, zijn het rubberen blad, de wisserarm die het blad vasthoudt, een veermechanisme en delen van de wisserscharnieren. De wisser zelf heeft maximaal zes delen, drukpunten of klauwen genaamd, die kleine armen onder de wisser zijn. De klauwen verdelen de druk van de wisser langs de achterkant van het blad. Dit wordt beschreven als een evenwichtsbalk met een ophangsysteem, waarbij de wisser de balk is en de klauwen de ophangingscomponenten. De klauwen houden het blad gebogen tegen de voorruit om een ​​gelijkmatige druk te verdelen om het glas langs het blad schoon te maken. Meer klauwen verdelen de druk meestal beter en zijn geschikt voor grote of sterk gebogen voorruiten.

Hoewel het rubber het bekende deel van het mes is, bevat het mes eigenlijk een metalen strip, een mesframe genaamd, met een gleuf langs de lengte van het frame en vervangende gaten in het frame. De vervangende gaten bieden toegang voor het vervangen van het rubberen mes met een vulling. Het mes op het aluminium frame kan ook als een geheel worden verwisseld.

De standaard twee ruitenwissers worden meestal gebruikt als een enkelmotorig tandemschema met één wisser aan de bestuurderszijde en één in het midden van de voorruit die over het zicht van de passagier beweegt. De ruitenwissers zijn bevestigd aan draaipunten. Een wisser en draaipunt zijn gemonteerd op beugels aan beide uiteinden van een lange stang die de verbindingsschakel wordt genoemd, en wanneer de kracht van de motor op het aandrijfuiteinde van de verbindingsschakel drukt, beweegt deze op zijn beurt de andere wisser. De verbindingsschakel is bevestigd aan een andere lange staaf, de aandrijfverbinding, in de buurt van de ruitenwissermotor. Een slanke veerverbinding verbindt het draaipunt met de aandrijfverbinding om de wisser terug te brengen naar de rust- of parkeerpositie, de wisser dicht bij de voorruit te houden en hem aan de auto vast te houden als de schakels beschadigd zijn.

Tussen de motor en de aandrijfschakel regelt een koppelingssysteem bestaande uit een nok (een andere korte stang) en draaipunt, een uitgaande tandwielas en een wormwiel de kracht van de motor die aan de aandrijfarm wordt geleverd. Het wormwiel vertraagt ​​de snelheid van de motor terwijl het koppel (kracht) wordt vermenigvuldigd. Dankzij het tandwiel kan een kleine motor voldoende kracht produceren om de bladen over het glas te bewegen. Deze beschrijving is gebaseerd op het gebruik van een enkele motor om beide ruitenwissers aan te drijven. Als één motor elke ruitenwisser aandrijft, zijn er meer schakels nodig om de twee ruitenwissers samen te bewegen in een zogenaamd unitized motorsysteem.

Deze vermenigvuldigde kracht is nodig om ervoor te zorgen dat de messen niet meer bij beide worden gestopt Ruitenwissersystemen. uiteinden van hun beweging, om weerstand te bieden aan de wrijving van het rubber tegen het glas, om weerstand te bieden aan de wrijving van het rubber op vuil op het glas en om winddruk op de voorruit tegen te gaan.

Het tandemschema komt het meest voor omdat de bladen overlappende vrijgemaakte gebieden op de voorruit produceren met de grootste overlap voor de bestuurder. Een tegengesteld schema met twee bladen begint met beide bladen op de voorruit naar de zijkanten van de auto, en de bladen overlappen elkaar terwijl ze beide naar het midden van de voorruit draaien. Er wordt ook een enkele wisser gebruikt die in een boog vanuit het midden van de voorruit zwaait. De enkelarmige ruitenwisser is de meest complexe; terwijl hij over het glas veegt, wordt de wisserarm langer in de richting van de zijkanten van de auto en trekt hij zich weer terug terwijl hij recht omhoog wijst naar het midden van de voorruit. Elk van de twee wissers in het tandem- en tegenover elkaar liggende bedieningsschema en de ene wisser in het enkelvoudige wisserschema maken een boog met een enkele straal en worden zo radiale armwissers genoemd. De eenarmige wisser produceert een boog met meerdere radiussen.

De elektromotor, het wormwiel, de tandwielas, de nok, de aandrijfverbinding en de draaipunten zijn ingebouwd in de onderkant van het dashboard. De verbindingsschakel en de wisserscharnieren bevinden zich onder de voorruit en achter de sierlijst. Poetsdoeken die depressieve ruitenwissers worden genoemd, rusten ook achter het lijstwerk wanneer ze niet worden gebruikt. Niet-ingedrukte ruitenwissers bevinden zich zelfs in rust boven de voorruitbekleding en zijn zichtbaar van buiten de auto en vanuit het passagierscompartiment. In het passagierscompartiment is de aan/uit-hendel van de ruitenwisser meestal aan de stuurkolom bevestigd. Wanneer de ruitenwissers zijn ingeschakeld, start een elektronisch circuit in de ruitenwissermotor deze. Wanneer de ruitenwissers zijn uitgeschakeld, stopt het circuit de stroom naar de ruitenwissermotor. Intermitterende werking van de ruitenwissers is in principe korte aan- en uitschakeltijden voor de ruitenwissermotor die het circuit ook regelt.

Het fabricageproces

1. Fabrikanten van poetsdoeken hebben grote voorraden materialen die door onderaannemers worden geleverd. Terwijl de materialen worden ontvangen, bevestigen de ontvangende inspecteurs dat de soorten en hoeveelheden onderdelen correct zijn, stellen een inventaris op en slaan de onderdelen op.
2. De arbeider begint met het samenstellen van de scharnieras voor elke wisser. De scharnieras is gemaakt van een set bevestigingsmiddelen en afstandhouders die de wisserarm stevig vasthouden terwijl deze kan draaien en de ontwerpwishoek kan vegen. Het assamenstel omvat de scharnieras zelf en (vanaf het uiteinde bij de kleine verbindingsschakel naar de punt van de as) een rubberen ring, metalen ring, moer, moerdop, gekartelde aandrijving, ring en eikelmoer. De gekartelde aandrijving is een soort moer met ribbels aan de zijkanten die elk hulpstuk vastgrijpen. De wisserarm zit op de gekartelde aandrijving, waardoor deze niet uit positie op de as verschuift, en de ring en eikelmoer houden de arm op de as. De scharnieras wordt vervolgens met een ring en veerklem aan de kleine verbindingsschakel bevestigd. Een pen op de scharnieras kan in een van de drie pennenposities worden gestoken wanneer de as aan de schakel is bevestigd, afhankelijk van het ontwerp van de scharnier en de schakel.
3. Voor een eenarmig wisserschema wordt een U-vormige, gegalvaniseerde stalen beugel bevestigd aan de kleine verbindingsschakel op de enige scharnieras met twee asschroeven. Het andere uiteinde van de beugel wordt later aan de aandrijfschakel bevestigd. Voor een schema met twee wissers wordt de kleine verbindingsschakel voor de wisser aan de passagierszijde met een beugel verbonden met het uiteinde van de langere verbindingsschakel met asschroeven. Op dezelfde manier wordt een beugel op de kleine verbindingsschakel voor de ruitenwisser aan de bestuurderszijde geplaatst en wordt deze bevestigd aan het andere uiteinde van de langere verbindingsschakel. Later wordt dit uiteinde ook aan de aandrijfschakel bevestigd.
4. De aandrijflink wordt in de volgende stap aan de motor bevestigd. De motor met de wormwielreductie en andere koppeling is een voorraadartikel geleverd door een leverancier en de fabrikant van het wissersysteem brengt geen wijzigingen aan. De aandrijfstang moet precies op de nok (aandrijfarm) aan het uiteinde van de tandwielas worden vastgezet, zodat de wisser correct veegt, maar ook om op de juiste positie onder de autolijst te parkeren. De verbinding tussen de nok en de aandrijflink wordt vastgezet met een andere beugel, de spiegelbeugel.
5. Om de hoek tussen de aandrijflink en de nok en motor in te stellen, worden de motor, nok, spiegelsteun en aandrijflink in een matrijsset geplaatst. De matrijsset is een omtrekachtig patroon van staal met gebieden voor de vier delen. Fabrikanten van wissersystemen hebben een verzameling stanssets met verschillende montagehoeken Een tandemsysteemmotor. de aandrijflijn naar de motor. De beugel wordt met een set schroeven op de aandrijfschakel gezet. De beugel wordt vervolgens aan de nok bevestigd.
6. Nadat de hoek is vastgesteld, wordt gecontroleerd of de nok past op de aandrijfas. Tussen de nokkenas en de aandrijfas worden (indien nodig) afstandsringen toegevoegd, en de twee zijn verbonden met een set motormoeren en -schroeven. Voor een schema met één wisser wordt de beugel met de enkele kleine schakel en draaipunt op de aandrijfschakel geschroefd. Voor een schema met twee ruitenwissers wordt de beugel aan het uiteinde van de lange verbindingsstang die ook het draaipunt aan de bestuurderszijde ondersteunt en de kleine verbindingsschakel aan de aandrijfstang bevestigd.
7. In de laatste stappen bij het monteren van het ruitenwissersysteem worden koppelingen gemaakt van veren toegevoegd om elke scharnieras met de aandrijfverbinding te verbinden. De wisserarmen en bladen zijn verbonden met de draaipunten. De starter op de motor wordt ook in de parkeerstand gezet en de ruitenwissers worden in hun parkeerstand geplaatst.
8. Als de klant ruitenwissersystemen koopt, kunnen accessoires worden meegeleverd. Een systeem van ringen met waterflessen, slangen en bedieningselementen voor het dashboard is de meest voorkomende accessoireset. Bij de motor wordt een kabelboom met de sproeierbedieningen en de overige elektrische aansluitingen voor de ruitenwissers geleverd.
9. De voltooide ruitenwissers krijgen een laatste kwaliteitscontrole zoals hieronder beschreven en overgebracht naar de verpakkingsruimte. Afhankelijk van de bestelde artikelen wordt elke set bestaande uit ruitenwissers, een motorsysteem en accessoires verpakt met bedienings-, onderhouds- en retourinformatie.

De afzonderlijke dozen worden gebundeld en verpakt in verzenddozen als de klant meerdere artikelen heeft besteld.

Kwaliteitscontrole

Tijdens de montage observeren de arbeiders de toestand van de onderdelen tijdens hun werk, maar hun enige specifieke kwaliteitscontroleactiviteit is het controleren van de werking van de motoren door ze aan te zetten om ervoor te zorgen dat ze starten en door te luisteren naar de geluiden die ze maken als indicatie van prestatie.

De laatste inspectie wordt uitgevoerd wanneer de assemblages compleet zijn en voordat de poetsdoeken en systemen worden ingepakt. De productiedirecteur of de uiteindelijke kwaliteitscontrole-inspecteurs kijken naar het algemene uiterlijk van de assemblages, bevestigen dat de wissers de juiste maat hebben en de juiste hoek hebben voor hun beweging, en controleren of de assemblages in de parkeerstand staan. De directeur of inspecteurs controleren ook of de juiste accessoires klaar zijn om met de assemblages te worden verpakt.

Bijproducten/afval

Kleine hoeveelheden staal- en aluminiumschroot van afsnijdsels of afgekeurde of beschadigde onderdelen worden verzameld in bakken en verkocht aan bergingsdealers die ze op hun beurt verkopen aan metaalfabrikanten die het schroot smelten voor recycling. Ook verpakkingen van ontvangen onderdelen worden ingezameld en gerecycled.

De Toekomst

Vanaf 2002 evolueren ruitenwissers en ruitenwissersystemen als gevolg van veranderingen in auto's en andere voertuigen, technische verbeteringen en de vraag van de consument. Wisserbladen zijn maar liefst 76 cm lang, waardoor ze meer weerstand bieden bij het reinigen van de voorruit. Nachtzichtschermen voor voorruiten zijn in ontwikkeling, ook deze verhogen de weerstand en veranderen de afmetingen die nodig zijn voor ruitenwissers. De bladen worden verbeterd met steeds flexibeler rubber, zogenaamde "laarzen" die rond de bladen passen om ijs en sneeuw buiten te houden, en anti-aanbaklagen op de rakelranden van de bladen om te voorkomen dat olie en was eraan blijven kleven en ze verouderen.

Motorsystemen worden ook in spanning verhoogd om langere ruitenwissers en meer accessoires van stroom te voorzien. Ingenieurs onderzoeken volledig geautomatiseerde systemen die geen acties van chauffeurs vereisen om ruitenwissersystemen te starten en te stoppen. Uitvinders verwachten dat de mogelijkheden van de regendetectiesensoren die eind jaren negentig beschikbaar waren, zullen toenemen om de ruitenwissers ertoe aan te zetten vuile voorruiten schoon te maken zonder bijvoorbeeld regen. Ruitenwissers behoren tot de meest betrouwbare auto-apparaten - de ontwerplevensduur van een wissersysteem is 1,5 miljoen doekjes.

Waar meer te leren

Boeken

Billiet, Walter E. en Leslie F. Goings. Elektrische autosystemen. Alsip, Illinois:American Technical Publishers, Inc., 1970.

Clymer, Floyd. Die prachtige oude auto's. New York:Bonanza Books, 1953.

Dag, Johannes. Het Bosch-boek van de auto. New York:St. Martin's Press, 1976.

Halderman, James D. Elektrische en elektronische autosystemen. Englewood Cliffs, NJ:Prentice Hall, 1988.

Setright, L.J.K., en Ian Ward, uitg. Anatomie van de auto. New York:Crescent Books, 1977.

De wereld van auto's:een geïllustreerde encyclopedie van de auto. vol. 22. New York:Columbia House, 1974.

Overige

Anco-webpagina. december 2001. .

webpagina van Cleveland Ignition Co. december 2001. .

Gillian S. Holmes