Устройство для удаления льда и снега с щеток стеклоочистителя

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, в частности, к устройствам обогрева щеток стеклоочистителя. Устройство для удаления льда и снега с щеток стеклоочистителя содержит проводящие нагревательные элементы, входящие в конструкцию щеток, и источник питания проводящих нагревательных элементов. При этом источник питания выполнен в виде высокочастотного генератора с индуктором и с магнитопроводом. Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства с одновременным обеспечением простоты конструкции. 4 з.п. ф-лы, 1 илл., 1 пр.

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, в частности, к устройствам обогрева щеток стеклоочистителя, предназначенным для предотвращения намерзания снега и льда на щетку очистителя стекла, защиты мотор-редуктора очистителя ветрового и заднего стекла от перегрузок при примерзании щетки к стеклу.

Известно устройство защиты щеток стеклоочистителя от обледенения путем подогрева щеток, которое включает проводящие нагревательные элементы (ПНЭ) и источник питания (ИП) ПНЭ, в частности, бортовой источник электропитания транспортного средства (ТС), например, аккумулятор или прикуриватель. ПНЭ являются щеткодержатели стеклоочистителя, которые при подаче напряжения на них нагреваются и подогревают щетку, освобождая ее от наледи и/или снега, после чего стеклоочистители продолжают работать в нормальном режиме (RU 47302 U1, 27.08.2005).

Известное устройство использует резистивный нагрев ПНЭ, который позволяет выдерживать ограниченное число циклов нагрузки на щетки при их работе в режиме возвратно поступательного движения стеклоочистителя в связи с выходом из строя разъемов контактных проводов, а также в связи с механическими повреждениями присоединительных проводов между ПНЭ, установленных вне ТС, и источником электропитания ПНЭ, находящимся внутри ТС. К недостаткам известного устройства относится то, что сами щеткодержатели, то есть, ПНЭ, при отключенном нагреве подвергаются обледенению и заносу снегом. Поэтому при включении ИП ПНЭ часть электроэнергии расходуется на бесполезный нагрев как самих ПНЭ, так и проводов, соединяющих их со щетками. При этом, подогрев щеток известным устройством недостаточно эффективен из-за плохого теплового контакта поверхности щеток и ПНЭ при ограниченной площади нагрева. Недостатком известного устройства является то, что его реализация возможна исключительно при наличии электрического контактного соединения при помощи электрических проводов и разъемов ПНЭ с ИП.

В качестве ближайшего аналога было выбрано устройство обогрева щетки очистителя стекла, выполненное в виде гибкого модуля, содержащего взаимосвязанные между собой электроизолирующую подложку, соединительные элементы и термоэлементы, покрытые защитным слоем, с нанесенным на одну из сторон электроизолирующей подложки липким слоем, покрытым защитным материалом. Электроизолирующая подложка выполнена утолщенной по всей длине модуля, а термоэлементы расположены вдоль подложки на широкой ее стороне, смежной со стороной, на которую нанесен липкий слой (см. патент РФ 111492, опубл. 20.12.2011).

Недостатками этого устройства являются его использование исключительно при наличии электрического контактного соединения при помощи электрических проводов и разъемов, а также его сложное конструктивное выполнение. Все это делает устройство менее надежным при использовании.

Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства с одновременным обеспечением простоты конструкции.

Технический результат обеспечивается тем, что устройство для удаления льда и снега с щеток стеклоочистителя содержит проводящие нагревательные элементы, входящие в конструкцию щеток, и источник питания проводящих нагревательных элементов. При этом источник питания выполнен в виде высокочастотного генератора с индуктором и с магнитопроводом.

В соответствии с частными случаями выполнения устройство может иметь следующие конструктивные элементы.

Устройство для удаления льда и снега с щеток стеклоочистителя дополнительно содержит программируемый логический контроллер. Устройство для удаления льда и снега с щеток стеклоочистителя дополнительно содержит, по меньшей мере, один бесконтактный датчик температуры.

Нагревательные элементы, входящие в конструкцию щеток, могут быть установлены снаружи и/или внутри щеток.

Индуктор установлен под лобовым стеклом, в салоне транспортного средства.

Сущность настоящей полезной модели поясняется блок-схемой, характеризующей частный случай выполнения устройства и принцип его работы.

На блок-схеме позициями отмечены следующие элементы:

1 - датчик температуры;

2 - программируемый логический контроллер (ПЛК);

3 - ВЧ-генератор;

4 - средство ручного управления ВЧ-генератором.

Указанный технический результат достигается использованием в качестве источника питания ПНЭ высокочастотного генератора 3, как устройства, позволяющего осуществлять бесконтактный индукционный нагрев, с помощью индуктора с магнитопроводом, служащим для увеличения КПД нагрева. Индуктор может быть установлен в салоне ТС под лобовым стеклом, в зоне, находящейся под щетками стеклоочистителя. Это позволяет также дополнительно со стороны салона прогревать лобовое стекло автомобиля и нижние поверхности щеток, независимо от того, установлены ли на указанной поверхности ПНЭ или не установлены, что повышает эффективность работы устройства при защите щеток от обледенения по сравнению с устройством по прототипу.

В частных случаях осуществления используют ПЛК 2, для контроля и регулирования нагрева ПНЭ, если высокочастотный генератор 3 выполнен без встроенного ПЛК 2. Это объясняется тем, что при наличии ПЛК 2 существует возможность устанавливать необходимые параметры индукционного нагрева ПНЭ для оптимального подогрева щеток в зависимости от температуры воздуха и/или температуры поверхности щеток, а также, при необходимости, в зависимости от скорости ветра, что также повышает надежность работы предлагаемого устройства.

Кроме того, в других частных случаях осуществления устройство имеет бесконтактные датчики температуры 1.

Устройство работает следующим образом.

Щетки стеклоочистителя изготавливают с внутренними и/или с внешними ПНЭ и устанавливаются их обычным образом на стеклоочистителе ТС. Для ПНЭ могут быть выбраны любые проводящие материалы, например, металлические, полупроводниковые, из графита, графена или пирографита, пленочные, нанопокрытия. ПНЭ устанавливаются в любом необходимом и достаточным количестве для подогрева щеток. При этом никаких соединительных проводов не требуется. В салоне транспортного средства, под лобовым стеклом, в зоне, находящейся под щетками стеклоочистителя, устанавливается индуктор с магнитопроводом, который подключается к высокочастотному генератору. При этом индуктор устанавливается таким образом, чтобы расстояние между ним и щетками стеклоочистителя было оптимальным для необходимого подогрева щеток. При необходимости защиты щеток от обледенения водитель включает высокочастотный генератор с помощью средства ручного управления ВЧ-генератором 4. Индуктор осуществляет нагрев ПНЭ за счет создания в них вихревых токов и путем теплопередачи теплопроводностью ПНЭ подогревают щетки, которые самоочищаются от наледи и/или от снега, и позволяют стеклоочистителям работать в нормальном режиме. Процесс подогрева может контролироваться и/или управляться с помощью программируемого логического контроллера 2 и датчиков температуры 1, например, оптических пирометров. При этом сигнал от датчиков температуры 1 поступает на программируемый логический контроллер 2, который подает управляющий сигнал для запуска ВЧ-генератора 3. При обеспечении нагрева до определенной температуры датчики температуры 1 подают сигнал на программируемый логический контроллер 2, и он обеспечивает прекращение работы ВЧ-генератора 3. Кроме того включение, контроль и управление подогревом щеток стеклоочистителя может производиться дистанционно, например, при желании водителя исключить обледенение щеток на период стоянки автомобиля с помощью средства ручного управления ВЧ-генератором 4.

Пример реализации полезной модели

Для проверки возможности удаления наледи со щеток стеклоочистителя транспортного средства с помощью предлагаемого устройства авторами были изготовлены опытные образцы щеток с подогревом от ПНЭ из разных проводящих материалов и разной конфигурации, которые устанавливались в разных местах щеток и в разном количестве. Также ПНЭ устанавливались внутри и снаружи щеток. Первые опытные испытания на автомобиле прошли успешно и показали несомненную возможность работоспособности предлагаемого устройства при его использовании в борьбе с обледенением щеток стеклоочистителей ТС.

1. Устройство для удаления льда и снега с щеток стеклоочистителя, содержащее проводящие нагревательные элементы, входящие в конструкцию щеток, и источник питания проводящих нагревательных элементов, отличающееся тем, что источник питания выполнен в виде высокочастотного генератора с индуктором и с магнитопроводом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит программируемый логический контроллер.

3. Устройство по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по меньшей мере, один бесконтактный датчик температуры.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что нагревательные элементы, входящие в конструкцию щеток, установлены снаружи и/или внутри щеток.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что индуктор установлен под лобовым стеклом, в салоне транспортного средства.