Limpador de pára-brisa

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Antecedentes

Os limpadores de para-brisa são usados ​​para limpar o para-brisa de um carro, de modo que o motorista tenha uma visão desobstruída da estrada. Um ângulo de limpeza típico para um carro de passageiros é de cerca de 67 graus. As lâminas têm 12-30 pol. (30-76 cm) de comprimento, com comprimentos aumentando em incrementos de 2 pol. (5 cm).

História

A história do limpador de pára-brisa começou com a invenção do automóvel. A maioria dos veículos de transporte não tinha limpadores. Carruagens puxadas por cavalos e caminhões moviam-se em baixa velocidade, e o vidro não era necessário para proteger o motorista ou passageiros ou para atuar como um quebra-vento.

Os primeiros limpadores de pára-brisa eram escovas. O inventor JH Apjohn criou um método para mover duas escovas para cima e para baixo em um pára-brisa de vidro vertical em 1903. No mesmo ano, Mary Anderson desenvolveu um braço oscilante que varria a chuva do pára-brisa quando o motorista movia uma alavanca localizada dentro do carro. Anderson patenteou sua invenção do limpador de pára-brisa mecânico em 1905, e ele se tornou o equipamento padrão em 1913. Os motores elétricos ainda não eram usados ​​para fornecer energia para peças essenciais ou acessórios de automóveis, e o dispositivo de Anderson tinha uma desvantagem. Sem outra fonte de alimentação, o motorista precisava usar uma das mãos para mover a alavanca. A outra mão do motorista dirigia o carro (com um volante ou leme de direção) e trabalhava na alavanca de câmbio e freios no chão do carro ou fora do lado do motorista no estribo.

As tiras de borracha substituíram as escovas como ferramentas de limpeza em limpadores em 1905. Infelizmente, a perigosa necessidade dos motoristas de limparem os pára-brisas enquanto dirigiam não foi eliminada até 1917. A solução foi usar um motor elétrico para mover um único limpador com uma longa lâmina de borracha para trás e quatro. O dentista havaiano Dr. Ormand Wall inventou o limpador automático colocando um motor elétrico na parte superior central do pára-brisa, de forma que o limpador se arqueasse sobre o capô do carro em uma forma semicircular ou arco-íris. Os limpadores foram um dos primeiros dispositivos elétricos em automóveis depois que o motor de arranque elétrico foi desenvolvido em 1912. A maioria dos limpadores nos carros antes de 1930 eram emparelhados e pendurados na parte superior do para-brisa. Eles foram movidos para a base do pára-brisa conforme os sistemas elétricos se tornavam mais complicados.

Lavadores de pára-brisa foram adicionados às alavancas de liga / desliga do limpador e esses bicos de pulverização exigidos na frente do pára-brisa, um tanque para fluido de limpeza no compartimento do motor e conexões elétricas para coordenar essas operações. Em 1962, Bob Kearns inventou o limpador intermitente com intervalos e velocidades que o motorista podia mudar. O advento de sistemas eletrônicos com fusíveis e disjuntores para operar, regular e coordenar componentes elétricos expandiu as possibilidades de limpadores mais diversos. Os limpadores foram adicionados aos faróis na década de 1980, exigindo conexões entre os sistemas de iluminação e os limpadores. Na década de 1990, microssensores foram construídos em pára-brisas para detectar chuva no pára-brisa, ativar os limpadores e ajustar a velocidade e o uso intermitente para a quantidade de chuva.

Matérias-primas

O fabricante adquire todas as peças de empresas especializadas na fabricação de peças de alumínio e aço, lâminas de borracha, buchas de plástico para as ligações e os motores. Limpadores de para-brisa e sistemas de limpador de para-brisa (com motores) são conjuntos diferentes; alguns fabricantes fazem ambos e outros produzem apenas limpadores.

Os elos de conexão e de acionamento e os pivôs que movem os limpadores são feitos de aço galvanizado. Galvanização é o processo de aplicação de revestimento de zinco ao aço para protegê-lo da corrosão. Os braços de transmissão para barcos e veículos usados ​​na indústria naval são feitos de aço inoxidável que resiste aos danos da água salgada. A suspensão do limpador e as garras também são de aço galvanizado. O revestimento de zinco galvanizado é mais fácil de pintar do que o aço não revestido. O aço também é o material nas pequenas peças dos limpadores, como arruelas, parafusos, porcas, molas e suportes.

O quadro da lâmina é feito de alumínio. As lâminas são feitas de borracha natural ou compostos sintéticos. Algumas lâminas de borracha são compostas de borracha macia na borda de limpeza (a superfície do rodo) e borracha firme que apóia a borda de limpeza no resto da lâmina.

Outros materiais que compõem as partes dos limpadores de pára-brisa são borracha para arruelas nos pivôs e buchas de plástico que revestem os orifícios para conectar as peças da articulação. A suspensão do limpador é normalmente pintada de preto. Se o fabricante do limpador também construir sistemas de limpador, os motores serão adquiridos de subcontratados. Os motores estão contidos em invólucros de aço e incluem motores de ímã permanente enrolados com fio de cobre. Cada caixa possui conexões para os fios elétricos que fazem parte do veículo e os chicotes elétricos são fornecidos especificamente para operar os limpadores. Cada motor também contém um ou mais circuitos eletrônicos, dependendo da sofisticação do sistema que o motor controla.

Design

Os limpadores de para-brisa são projetados e feitos para limpar a água do para-brisa. A maioria dos carros tem dois limpadores no para-brisa, e eles podem ter um no vidro traseiro e um em cada farol. As peças do limpador visíveis de fora do carro são a lâmina de borracha, o braço do limpador que segura a lâmina, uma articulação de mola e peças dos pivôs do limpador. O limpador em si tem até seis partes chamadas pontos de pressão ou garras que são pequenos braços sob o limpador. As garras distribuem a pressão do limpador ao longo da parte de trás da lâmina. Isso é descrito como uma viga de equilíbrio com um sistema de suspensão, onde o limpador é a viga e as garras são os componentes da suspensão. As garras mantêm a lâmina flexionada contra o pára-brisa para distribuir a pressão para limpar o vidro ao longo de toda a lâmina. Geralmente, mais garras distribuem melhor a pressão e são adequadas para pára-brisas grandes ou muito curvos.

Embora a borracha seja a parte familiar da lâmina, a lâmina na verdade inclui uma tira de metal chamada moldura da lâmina com uma ranhura ao longo do comprimento da moldura e orifícios de substituição na moldura. Os orifícios de substituição fornecem acesso para substituir a lâmina de borracha com um refil. A lâmina em sua estrutura de alumínio também pode ser alterada como uma unidade.

Os dois limpadores de pára-brisa padrão são normalmente operados como um único motor, esquema tandem com um limpador no lado do motorista e outro posicionado próximo ao meio do pára-brisa que se move através da visão do passageiro. Os limpadores são presos a pivôs. Um limpador e um pivô são montados em suportes em ambas as extremidades de uma haste longa chamada elo de conexão e, conforme a força do motor empurra a extremidade do acionador do elo de conexão, ele, por sua vez, move o outro limpador. O elo de conexão é preso a outra haste longa chamada elo de acionamento, próximo ao motor do limpador. Uma articulação de mola delgada amarra o pivô ao link de transmissão para retornar o limpador à sua posição de repouso ou estacionamento, prenda o limpador perto do pára-brisa e mantenha-o preso ao carro se os links forem danificados.

Entre o motor e o elo de acionamento, um sistema de acoplamento que consiste em um came (outra haste curta) e pivô, um eixo de saída de engrenagem e uma engrenagem helicoidal controla a força do motor entregue ao braço de acionamento. A engrenagem helicoidal diminui a velocidade do motor enquanto multiplica seu torque (força). A engrenagem permite que um pequeno motor produza força suficiente para mover as lâminas através do vidro. Esta descrição é baseada no uso de um único motor para acionar os dois limpadores. Se um motor alimenta cada limpador, mais links são necessários para mover os dois limpadores juntos em um chamado sistema de motor unificado.

Esta força multiplicada é necessária para acelerar as lâminas de serem paradas em ambos Sistemas de limpador de para-brisa. fins de seu movimento, para resistir ao atrito da borracha contra o vidro, para resistir ao atrito da borracha na sujeira no vidro e para se opor à pressão do vento no pára-brisa.

O esquema tandem é o mais comum porque as lâminas produzem áreas desobstruídas sobrepostas no para-brisa com a maior sobreposição na frente do motorista. Um esquema oposto com duas lâminas começa com ambas as lâminas no para-brisa voltadas para as laterais do carro, e as lâminas se sobrepõem à medida que ambas giram em direção ao centro do para-brisa. Um único limpador que oscila em um arco a partir do centro do pára-brisa também é usado. O limpador de braço único controlado é o mais complexo; ao passar pelo vidro, o braço do limpador se alonga em direção às laterais do carro e se retrai novamente ao apontar diretamente para o meio do pára-brisa. Cada um dos dois limpadores nos esquemas de operação tandem e opostos e um limpador no esquema de limpador único formam um arco com um único raio e são chamados de limpadores de braço radial. O limpador controlado por um braço produz um arco de raio múltiplo.

O motor elétrico, a engrenagem sem-fim, o eixo da engrenagem, o came, o elo de transmissão e os pivôs são integrados na parte inferior do painel. O elo de conexão e os pivôs do limpador estão localizados abaixo do pára-brisa e atrás da moldura da guarnição. Os limpadores chamados limpadores deprimidos também ficam atrás da moldura quando não estão sendo usados. Os limpadores não pressionados ficam acima da moldura do pára-brisa, mesmo em repouso, e são visíveis do lado de fora do carro e do compartimento do passageiro. No habitáculo, a alavanca de ligar / desligar do limpa-vidros está normalmente instalada na coluna de direcção. Quando os limpadores são ligados, um circuito eletrônico dentro do motor do limpador dá a partida. Quando os limpadores são desligados, o circuito interrompe a alimentação do motor do limpador. A operação intermitente dos limpadores é basicamente um curto período de liga e desliga do motor do limpador que o circuito também regula.

O processo de fabricação

1. Os fabricantes de limpador mantêm grandes estoques de materiais fornecidos por subcontratados. À medida que os materiais são recebidos, os inspetores de recebimento confirmam que os tipos e quantidades das peças estão corretos, compilam um estoque e armazenam as peças.
2. O trabalhador começa montando o eixo pivô para cada limpador. O eixo pivô é feito de um conjunto de fixadores e espaçadores que prendem o braço do limpador com segurança, permitindo que ele gire e varra o ângulo de limpeza do projeto. O conjunto do eixo inclui o próprio eixo pivô e (da extremidade próxima ao pequeno elo de conexão até a ponta do eixo) uma arruela de borracha, arruela de metal, porca, tampa da porca, chave serrilhada, arruela e porca de bolota. A chave serrilhada é um tipo de porca com sulcos nas laterais que prendem qualquer acessório. O braço do limpador ficará apoiado na chave serrilhada, o que evita que ele saia da posição no eixo, e a arruela e a porca de carvalho prendem o braço no eixo. O eixo pivô é então preso ao pequeno elo de conexão com uma arruela e um clipe de mola. Um pino no eixo pivô pode ser inserido em qualquer uma das três posições do pino quando o eixo está conectado ao elo, dependendo do projeto do pivô e do elo.
3. Para um esquema limpador de braço único, um suporte de aço galvanizado em forma de U é fixado ao pequeno elo de conexão no único eixo pivô com dois parafusos de eixo. A outra extremidade do suporte será anexada ao link da unidade mais tarde. Para um esquema com dois limpadores, o pequeno elo de conexão do limpador no lado do passageiro é unido com um suporte na extremidade do elo de conexão mais longo com parafusos de eixo. Da mesma forma, um suporte é colocado no pequeno elo de conexão para o limpador do lado do motorista e preso na extremidade oposta do elo de conexão mais longo. Posteriormente, essa extremidade também será anexada ao link da unidade.
4. O link da unidade será anexado ao motor na próxima etapa. O motor com a redução da engrenagem helicoidal e outra articulação é um item de estoque fornecido por um fornecedor e o fabricante do sistema limpador não faz nenhuma alteração nele. O elo de transmissão deve ser preso com precisão no came (braço de transmissão) na extremidade do eixo da engrenagem para que o limpador varra corretamente, mas também para que possa ser estacionado na posição correta sob a moldura do carro. A conexão entre o came e o link da unidade será corrigida usando outro suporte denominado suporte de espelho.
5. Para definir o ângulo entre o link de acionamento e o came e o motor, o motor, o came, o suporte do espelho e o link de acionamento são colocados dentro de um conjunto de moldes. O conjunto de moldes é um padrão semelhante a um contorno feito de aço com áreas ajustadas para as quatro partes. Os fabricantes de sistemas Wiper têm uma coleção de conjuntos de moldes com vários ângulos para montagem Um motor de sistema tandem. o link da unidade para o motor. O suporte é colocado no link da unidade com um conjunto de parafusos. O suporte é então preso ao came.
6. Com o ângulo estabelecido, o came é verificado quanto ao ajuste com o eixo de acionamento. Arruelas espaçadoras são adicionadas (se necessário) entre o came e o eixo de transmissão, e os dois são conectados com um conjunto de porcas e parafusos do motor. Para um esquema de limpador único, o suporte com o link pequeno e o pivô é aparafusado no link da unidade. Para um esquema com dois limpadores, o suporte na extremidade do longo elo de conexão que também suporta o pivô do lado do motorista e o pequeno elo de conexão é preso ao elo da unidade.
7. Nas etapas finais da montagem do sistema limpador de para-brisa, articulações feitas de molas são adicionadas para conectar cada eixo pivô ao elo de transmissão. Os braços e lâminas do limpador são conectados aos pivôs. O starter do motor também é movido para a posição de estacionamento e os limpadores são colocados em suas posições de estacionamento.
8. Se o cliente estiver adquirindo sistemas de limpador de para-brisa, acessórios podem ser incluídos. Um sistema de lavadoras com garrafas de água, tubos e controles para o painel é o conjunto de acessórios mais comum. Um chicote de fios com os controles do lavador e as outras conexões elétricas para os limpadores é fornecido com o motor.
9. Os limpadores de para-brisa concluídos passam por uma inspeção final de controle de qualidade conforme descrito abaixo e são transferidos para a área de embalagem. Dependendo dos itens pedidos, cada conjunto composto de limpadores, um sistema de motor e acessórios é embalado com informações de operação, manutenção e devolução.

As caixas separadas são agrupadas e embaladas em caixas de transporte se o cliente solicitou vários itens.

Controle de qualidade

Durante a montagem, os trabalhadores observam as condições das peças durante o trabalho, mas sua única atividade específica de controle de qualidade é verificar o funcionamento dos motores, ligando-os para garantir que liguem e ouvindo os sons que fazem como indicações de atuação.

A última inspeção é realizada quando os conjuntos são concluídos e antes que os limpadores e os sistemas sejam embalados. O diretor de fabricação ou os inspetores de controle de qualidade final examinam a aparência geral dos conjuntos, confirmam se os limpadores foram dimensionados e angulados corretamente para sua varredura e verificam se os conjuntos estão na posição estacionada. O diretor ou inspetores também verificam se os acessórios corretos estão prontos para serem embalados com os conjuntos.

Subprodutos / resíduos

Pequenas quantidades de sobras de aço e alumínio de aparas ou peças rejeitadas ou danificadas são coletadas em latas e vendidas para revendedores que, por sua vez, as vendem para fabricantes de metal que derretem a sucata para reciclagem. As embalagens das peças recebidas também são coletadas e recicladas.

O Futuro

A partir de 2002, os limpadores de para-brisa e os sistemas de limpador estão evoluindo devido às mudanças nos automóveis e outros veículos, melhorias técnicas e demanda do consumidor. As escovas do limpador têm até 30 pol. (76 cm) de comprimento, criando mais resistência ao limpar o para-brisa. Telas de visão noturna para pára-brisas estão em desenvolvimento e também aumentam a resistência e mudam as dimensões necessárias para os limpadores. As lâminas estão sendo aprimoradas com borracha cada vez mais flexível, as chamadas "botas", que se encaixam ao redor das lâminas para impedir a entrada de gelo e neve, e revestimentos antiaderentes nas bordas do rodo das lâminas para evitar que óleo e cera adiram e envelheçam.

Os sistemas de motor também estão sendo aumentados em tensão para alimentar limpadores mais longos e mais acessórios. Os engenheiros estão investigando sistemas totalmente automatizados que não exigem nenhuma ação dos motoristas para iniciar e parar os sistemas do limpador. Os inventores esperam que os recursos dos sensores de detecção de chuva disponíveis no final da década de 1990 sejam ampliados para fazer com que os limpadores limpem os pára-brisas sujos sem chuva, por exemplo. Os limpadores de para-brisa estão entre os dispositivos automotivos mais confiáveis ​​- a vida útil de um sistema de limpador é de 1,5 milhão de lenços.

Onde aprender mais

Livros

Billiet, Walter E. e Leslie F. Goings. Sistemas Elétricos Automotivos. Alsip, Illinois:American Technical Publishers, Inc., 1970.

Clymer, Floyd. Aqueles automóveis antigos maravilhosos. Nova York:Bonanza Books, 1953.

Dia, John. O Livro do Automóvel da Bosch. Nova York:St. Martin's Press, 1976.

Halderman, James D. Automotive Electrical and Electronic Systems. Englewood Cliffs, NJ:Prentice Hall, 1988.

Setright, L. J. K. e Ian Ward, ed. Anatomia do automóvel. Nova York:Crescent Books, 1977.

O mundo dos automóveis:uma enciclopédia ilustrada do automóvel. Vol. 22. Nova York:Columbia House, 1974.

Outro

Página da Web da Anco. Dezembro de 2001. .

Página da Web da Cleveland Ignition Co. Dezembro de 2001. .

Gillian S. Holmes

Moinho de vento Óculos de raio-X