Кто придумал дворники для автомобиля

Кто изобрел автомобильные дворники?

Некоторые изобретения выглядят настолько просто и очевидно, что представить реальность без них возможным уже не представляется. Так, мало кто может поверить, что до 1920-го года на лобовых стеклах автомобилей в принципе отсутствовали дворники; между тем, до них додумались лишь в начале 20-го века. Создательницей первого рабочего прототипа дворников считается американка Мэри Андерсон.
Американский риэлтор, ранчер, виноградарь и изобретатель. Более всего известна как создательница дворников для очистки автомобильных стекол.
Родилась Андерсон в Грин Каунти, Алабама (Greene County, Alabama) в 1866-м. В 1889-м Мэри с овдовевшей матерью и сестрой переехала в Бирмингем (Birmingham, Alabama) – город, по тем временам развивавшийся чрезвычайно быстро. В 1893-м Андерсон переехала во Фресно, Калифорния (Fresno, California); там она до 1898-го управляла скотным двором и виноградником.
Зимой 1903-го Мэри посетила Нью-Йорк (New York City); в один морозный день ей пришлось проехаться в троллейбусе. Мэри заметила, что вести троллейбус приходится с открытым окном, невзирая на трескучий мороз и кусачий ветер – иначе поддерживать нормальный обзор из-за падающего снега было трудно. Вернувшись в Алабаму, Андерсон разработала модель управляемого водителем устройства для очистки ветрового стекла. С помощью местной компании Мэри произвела прототип разработанного устройства; в 1903-м (10 ноября — 112 лет назад) она получила на свое изобретение патент (сроком на 17 лет).
Первые дворники Андерсон были устроены сравнительно просто – по сути они представляли установленный в машине рычаг, управляющий прикрепленной снаружи резиновой планкой. Рычагом водитель мог передвигать ‘дворник’ по стеклу, стирая налипший снег; установленный на очищающую планку груз делал очистку особенно эффективной.
Подобные устройства изобретали и до Андерсон, однако Мэри стала первой, кому удалось создать нечто действительно удобное и практичное. В 1905-м Мэри попыталась продать своей патент известной канадской компании, однако ей ответили отказом – предприниматели сочли, что вероятный доход не покрывает связанных с производством трудностей. В 1920-м срок действия патента Андерсон окончился; автомобильное производство к тому времени развивалось довольно активно и дворники со временем стали одним из обязательных элементов любого автомобиля. Первым производство машин с дворниками на поток поставила фирма ‘Cadillac’.
Андерсон до самого конца дней своих обитала в Бирмингеме (периодически, впрочем, выезжая в другие места). На момент своей смерти в 1953-м Мэри была старейшим членом местной пресвитерианской церкви. Скончалась Андерсон в своем летнем доме в Монтигл, Теннесси (Monteagle, Tennessee); было ей 87 лет.

Автор: Иван Матковский
Сайт: Знаменитости

Источник

Женщина, придумавшая cтеклоочистители: как появились веки для авто

Все началось зимой 1903 года в Нью-Йорке. В один из ненастных дней изобретательница Мэри Андерсон ехала в трамвае. Мела метель, и вагоновожатый то и дело останавливал трамвай, чтобы выйти и очистить стекло от налипшего снега. Это навело Мэри на мысль, и уже осенью того же года она получила патент на «Устройство для очистки стекла» за номером 743801. «Дворник» с ручным приводом был предназначен для трамваев, прижимался пружиной к стеклу, ось его проходила через раму. Об автомобилях речь даже не шла — большинство их в то время вообще не имели ветровых стекол, были открытыми, а когда шел дождь или снег — оставались в гаражах.

Автомобили обзавелись стеклоочистителями позже — в 1917 году, когда американская компания Tri-Continental, или просто Tri-Co (предшественница современной Trico), выпустила первый серийный автомобильный «дворник». Привод был ручным, ось стеклоочистителя проходила через щель между верхней и нижней половинками ветрового стекла (позднее, когда щель стали закрывать уплотнителем, «дворник» переехал на верхнюю часть стекла). Автоматика появилась позже — в 1922 году Tri-Co выпустила стеклоочистители, приводимые разрежением во впускном коллекторе, для новой модели Cadillac. Скорость таких «дворников» зависела от нагрузки на мотор, а на крутых подъемах они и вовсе переставали работать. Но конструкция была столь простой и надежной, что дожила до 1960-х годов (электрические стеклоочистители ставили с 1926 года в основном в люксовые модели). Все это время стеклоочистители регулярно махали щетками без всяких пауз. В 1950-х конструкторы пытались построить управление стеклоочистителями на основе биметаллических термореле и вакуумных систем. Но первые плохо работали при низких температурах, а вторые — при высоких нагрузках.

Решение нашел Роберт Кирнс, профессор инженерного факультета Университета Уэйна в Детройте. Вождение автомобиля в дождливую погоду представляло для него проблему, потому что в молодости он повредил левый глаз. Постоянно мелькающие «дворники» мешали видеть дорогу даже больше, чем дождь, и он задумался о том, как сделать взмахи прерывистыми, похожими на движение век. В 1963 году он собрал из деталей, купленных в радиомагазине, простую схему, в которой время между взмахами определялось током зарядки конденсатора, и позднее предложил ее компании Ford, которая в 1969 году воплотила ее в автомобилях Mercury. Однако вскоре Ford отказался от схемы Кирнса в пользу якобы своей собственной системы. А в 1976 году Кирнс, разобрав купленную в магазине систему управления «дворниками», обнаружил, что его обокрали: Ford оставил его схему практически без изменений. В 1978 году он подал в суд на Ford и Chrysler, но лишь в 1990-м выиграл процесс против Ford, а в 1995-м — против Chrysler. Увы, это не принесло изобретателю счастья — его жизнь была разрушена, на оплату юристов уходили все деньги, а в исках к остальным автопроизводителям было отказано. Сломленный болезнью Альцгеймера, он умер в 2005 году в доме престарелых в Мэриленде.

Источник

Автомобильные стеклоочистители

Всё о щетках автомобильных стеклоочистителей, дворниках

Как появились «дворники». История стеклоочистителя.

На сегодняшний день стеклоочиститель или «дворники», является незаменимым атрибутом практически всех видов моторной техники. Он устанавливается на самолеты, поезда, водный транспорт и, конечно, автомобили. С его помощью осуществляют механическую очистку обзорных стекол от дождя, снега, пыли и грязи.

Однако в начале ХХ века дождь, грязь или снег доставляли автомобилистам много хлопот. Ведь первые автомобили стеклоочистителей не имели. Приходилось постоянно останавливать машины и вручную протирать стекла. Для этого предлагались различные средства. Долгое время самым распространённым способом очистки лобового стекла было использование специального скребка с резиновой пластинкой, которым водитель со своего места мог очищать стекло. Сейчас очевидно, что этот способ не самый удачный. Хотя многие в начале ХХ века считали иначе.

Вопреки этому в 1903 году молодая американка Мэри Андерсон запатентовала стеклоочистители. Идея родилась у Мэри во время путешествия из Алабамы в Нью-Йорк. Сидя в трамвае в морозный день, она отметила, что машинист ехал с открытыми передними стеклами из-за трудности поддержания лобовое стекло чистым в снегопад. Когда она вернулась в Алабаму, она наняла дизайнера и местную компания для производства рабочей модели. Ее устройство состояло из резинового скребка, специальных рычагов и возвратной пружины, позволяющих управлять скребком из автомобиля. При помощи рычага, прижимное устройство с резинкой описывало дугу на стекле, удаляя капли дождя, хлопья снега со стекла и возвращалось на первоначальную позицию. Аналогичные устройства предлагались и раньше, но у Мэри Андерсон получилось создать первое действительно эффективное устройство. Однако когда она попыталась продать своё изобретение одной канадской компании ей отказали, заявив, что такое устройство не будет коммерчески успешным.

Тем не менее, через 10 с небольшим лет стеклоочиститель стал стандартным оборудованием автомобиля.

В дальнейшем развитие стеклоочистителей шло весьма бурно и это касалось, прежде всего, поиска оптимального привода щёток и усовершенствования средств его управления. Так, например, в 1910-е года ХХ века появились первые стеклоочистители с вакуумным приводом от впускного коллектора. Но такой тип автоматического привода имел существенный недостаток: изменение положения дроссельной заслонки существенно влияло на скорость работы «дворников» и при увеличении оборотов двигателя скорость «дворников» заметно уменьшалась.

В разное время на автомобилях использовались гидравлический, вакуумный, пневматический тип привода.

Сами же щётки стеклоочистители изменялись очень медленно и касалось это, в основном, профиля резиновой ленты.

К середине 1940-х гг., появилась новая серьезная проблема. Благодаря стараниям автомобильных дизайнеров изменился профиль ветрового стекла – стёкла стали выпуклыми. Вопрос очистки таких стекол пытались разрешить, используя щётки небольшого размера, уменьшая площадь очищаемой поверхности. Ведь и на выпуклом стекле можно найти подходящие участки с минимальной кривизной и чистить их небольшой прямой щёткой. Это решение позволило снять остроту проблемы, но не могло стать основным, так как привело к значительному уменьшению зоны видимости, а значит и безопасности.

Начался поиск идеи, обеспечивающей плотное прилегания резиновой ленты к поверхности выпуклого ветрового стекла. В середине 50-х гг ХХ века был предложен привычный сейчас и называемый далее «традиционным» или «каркасным», вариант каркаса щётки стеклоочистителя, состоящего из системы «коромысел» и одной-двух упругих пластин, располагаемых внутри резиновой ленты. После многочисленных усовершенствований он стал основным и сейчас такой каркас состоит из 3-7 «коромысел», создает 4-8 точек прижима ленты к стеклу и применяется очень широко.

В дальнейшем развитии автомобильных стеклоочистителей можно выделить два направления.

Первое –, это усовершенствование самой резиновой ленты, контактирующей со стеклом и механически очищающей его. Долгие годы основным материалом, использовавшимся для ее производства, была резина, изготавливаемая из натурального каучука. Однако, в связи с тем, что резина трескается на холоде, условия эксплуатации разных участков ленты отличаются друг от друга, оптимальные характеристики этих участков также различны, фирмой Denso конце 1980-х гг., было предложено использовать двухслойную, полностью или частично синтетическую, резину с рабочим поверхностным слоем, подвергнутым специальной химической обработке. Эта идея была быстро подхвачена и развита другими участниками рынка. В середине 1990-х гг. Bosch начала выпуск двухкомпонентных лент (торговая марка Twin), состоящих из двух типов синтетической резины. Мягкая резиновая основа обеспечивает равномерный бесшумный ход щетки, а жесткая рабочая поверхность с микрокромкой обеспечивает качественную очистку стекла. Несколько позже, для дополнительного усиления жёсткости лезвия и улучшения его антифрикционных свойств, Bosch стала покрывать рабочую поверхность лезвия специальным составом на основе порошкового графита. Такой резиновой лентой оснащаются, например, бескаркасные Bosch Aerotwin.

Компания Valeo также не оставалась в стороне от инноваций и стала в некоторых своих щётках использовать трехкомпонентный состав лент, например, бескаркасных Valeo Silencio X-TRM, в которых лезвие состоит из натуральной резины, верхняя часть — из более мягкой синтетической резины, а вся лента покрыта специальной водоотталкивающей защитной оболочкой. Эта разработка позволяет по-своему учесть разницу в особенностях эксплуатации различных участков ленты и улучшить характеристики щётки, особенно в сложных погодных условиях.

Второе важнейшее направлением совершенствования автомобильных дворников – усовершенствование каркаса. Необходимо найти способ плотно и равномерно прижимать щётку к стеклу во время её движения. Ведь чем больше размеры стекла и сложнее кривизна его профиля, тем труднее с помощью традиционного каркаса сделать это качественно по всей длине щётки. Для этого необходимо увеличивать количество уровней и общее число «коромысел» в каркасе, что ведет к увеличению высоты и массы щёток, ухудшает видимость и качество очистки, увеличивает аэродинамический шум и риск поломки всех элементов стеклоочистителя, да и вписать такие огромные щётки в дизайн современных автомобилей непросто.

Первые идеи по замене традиционных дворников более изящными и эффективными стали появляться в конце 80-х годов ХХ века. Значительно позже, когда стало ясно, что новые щётки имеют хорошие перспективы и могут быть успешно использованы там, где традиционные дворники не справляются со своей работой, им придумали названия, обыгрывающие их главное отличие — отсутствие системы «коромысел». Их стали называть «бескаркасные», «безарматурные», «плоские».

Бескаркасная щетка представляет собой изогнутый пружинный стальной элемент, размещенный внутри резиновой ленты – щетки и имеет профиль, который рассчитывают для профиля конкретного ветрового стекла. Рабочая кривизна щётки должна сохраняться весь срок ее службы независимо от динамически изменяющихся нагрузок и температуры окружающей среды. Эта, кажущаяся простой, пластина является на самом деле весьма высокотехнологичным продуктом и по праву является, наряду с резиновой лентой, важнейшим секретом высококачественных щёток.

Благодаря рассчитанной заранее кривизне профиля щётки стало возможным обеспечить значительно более равномерный и точный прижим ленты к стеклу и лучшую его очистку. Как правило, такие щётки имеют интегрированный спойлер, что, наряду с их уменьшенной высотой, позволяет еще более повысить качество очистки на высоких скоростях и снизить аэродинамический шум. Отсутствие в конструкции щётки сопрягающихся подвижных элементов каркаса позволяет не беспокоиться об ухудшении качества очистки стекла зимой из-за замерзания воды в шарнирах и резкого снижения их подвижности. Уменьшенная высота бескаркасной щётки благоприятно сказывается и на обзорности.

Однако прогресс не стоит на месте, и это решение вскоре выявило свои недостатки. И сейчас на многих новых автомобилях, особенно японских производителей появились щётки стеклоочистителя нового типа. Так называемые «гибридные» щётки стеклоочистителя. Первопроходцем в очередной раз стала компания Denso. Эти щётки сочетают в себе преимущества как «каркасных» так и «бескаркасных» технологий. Внутри стеклоочистителя расположен стандартный шарнир, обеспечивающий превосходное прилегание щетки к стеклу любого профиля, а жесткое резиновое лезвие с графитным покрытием обеспечивает мягкую и более эффективную очистку. Вся конструкция щётки полностью скрыта в корпусе, что препятствует замерзанию воды в шарнирах.

Источник

Кто изобрел стеклоочиститель

История создания автомобильного стеклоочистителя.

10 ноября 1903 года патентное ведомство США выдала патент № 743801 изобретательнице Мэри Андерсон на ее изобретение, которое представляло собой систему очистки для окон автомобилей и других транспортных средств. Это устройство позволяло очищать окна от снега, льда и воды. Сразу после получения патента Мэри пыталась продать свое изобретение Канадской компании. Но, к сожалению, производственная компания отказалась приобретать первую в мире систему стеклоочистителей окон транспортных средств, посчитав что это изобретение не имеет ни какого практического значения.

Как гласит история в 1902 году в один из холодных и дождливых дней Мэри Андерсон ехала в трамвае и заметила, что водитель трамвая из-за мокрого снега фактически ничего не видит, так как лобовое стекло трамвая полностью было в снегу и в воде.

В то время, трамваи в США были оснащены двойным лобовым стеклом. Та часть, которая была прямо перед водителем, имела специальную конструкцию, которая позволяло открывать створку окна, как обычную оконную раму. Это было сделано, для того чтобы водитель мог, открыв окно, очищать его от грязи, снега и воды. Но главный минус этого способа очистки заключался в том, что если водитель открывал окно, то ветер и влага попадала в салон трамвая, мешая водителю и доставляя дискомфорт всем пассажирам.

*Первый стеклоочиститель. Изобретение Мэри Андерсон. 1903 год

В итоге в одних из дождливых дней Мэри Андерсон, во время поездки в трамвае пришла идея стеклоочистителя для лобового стекла трамвая. По словам историков, Мэри начала рисовать схему устройства для очистки стёкол прямо на боковом стекле трамвая. Далее девушка целый год создавала прототип первого реального работающего стеклоочистителя. После нескольких неудачных попыток Мэри все-таки удалось сделать первое в истории автопромышленности устройство для очистки стекол. Первое устройство было сделано из дерева и каучука (непосредственно щетка стеклоочистителя). Щетка крепилась к специальному рычагу, который находился со стороны водителя и управлялся им вручную при необходимости очистки стекла. Так с помощью пружины щетка прижималась к стеклу. Далее водитель, поворачивая рычаг, удалял снег и лишнюю воду со стекла, улучшая обзорность.

Это устройство использовалось первое время на трамваях только в зимнее время. В весенне-летний период щетка легко демонтировалась. К сожалению, изобретение Мэри Андерсон многие восприняли не лучшим образом. Различные критики и эксперты высказались, что подобное устройство будет сильно отвлекать водителя от дороги, что в итоге будет приводить к несчастным случаям.

В итоге щетки так и не стали первое время популярными. Со временем действие патента Мэри Андерсон истекло. И как это часто бывает Мэри Андерсон не получила от своего изобретения никаких дивидендов.

Стеклоочиститель Роберта Дугласа. 1903 год

Примерно в то же самое время помимо Мэри Андерсон патентную заявку на стеклоочиститель для транспортных средств подали изобретатели Роберт Дуглас и John Apjohn. Например, Роберт подал заявку даже раньше Мэри (примерно на три месяца раньше). Правда, эта заявка касалась стеклоочистителя для паровоза.

Изобретатель John Apjohn зарегистрировал право на изобретение стеклоочистителя для транспортных средств 9 октября 1903 года. Действие патента было приоритетным на территории Англии.

В апреле 1911 года патент на стеклоочистители был зарегистрирован компанией Sloan & Lloyd Barnes.

В 1917 году Джон Р. Оишеи (1886-1968) создал компанию Tri-Continental Corporation, которая начала производство первых в мире двойных стеклоочистителей, которые в большей части похожи и на современные (в качестве щеток стеклоочистителей, как и сегодня, использовались резиновые накладки).

В 1919 году изобретатель Уильям М оформил патент на на первые в мире автоматические дворники лобового стекла транспортных средств. Спустя несколько лет в 1922 году Уильям начал серийный выпуск своего автоматического стеклоочистителя.

Правда в те годы изобретение не получила широко распространения, так как считалось что ручное управление дворниками более предпочтительнее, чем автоматическое. Принцип действия автоматических дворников был основан на вакуумной системе вращения поводков стеклоочистителей.

Стоит отметить, что вплоть до конца 1950-х годов во многих автомобилях устанавливались дворники с ручным управлением. И только ближе к 60-м годам в автопромышленности обратили внимание на систему автономной работы дворников.

С тех пор появилась система автоматического движения щеток стеклоочистителя с определенной задержкой.

Электрическая система автоматического движения дворников питалась от электросети автомобиля. Впервые этот способ очистки лобового стекла предложил в 1923 году Раймонд Андерсон.

Движение дворников с определенным интервалом была изобретена профессором Университета «Wayne State University» (США) Робертом Кернсом в 1963 году. Свое изобретение он показал компании Форд и предложил сотрудничество. Руководство автомобильной компании приняло решение внедрить его систему на все свои автомобили. Именно с тех пор дворники стеклоочистителей стали похожи друг на друга, какими и остаются по сей день.

Впервые стеклоочистители с интервальной системой работы устанавливались в качестве опции на автомобили Mercury.

В 1970 году компания Citroën впервые предложила устанавливать на автомобиль специальную систему стеклоочистителей, которые меняли свой режим работы в зависимости от влажности стекла. Система работала очень просто. Если стекло было сухое, то для движения дворников необходимо было больше энергии. Далее специальный электрический датчик определял затраченную силу на движение щеток. Если выяснялось, что для движения щеток необходимо было немного электричества, то система определяла, что ветровое стекло мокрое и при следующем цикле движения дворников, электромотор увеличивал скорость движения щеток, сокращая паузу между движениями. По сути, это первый в истории автопромышленности своеобразный датчик дождя. Впервые датчик дождя был установлен на модель Citroën SM.

Схема расположения современных дворников стеклоочистителя (все виды)

Наиболее часто встречающиеся геометрия щеток стеклоочистителя, которые вы можете увидеть на большинстве автомобилей. В этом положении щетки движутся друг за другом. Например, на Mercedes-Benz W140

Еще одна распространённая альтернативная конфигурация щеток в современных автомобилях. В этом положении щетки движутся в противоположном друг от друга направлении.

Эксцентрично-дуговая система дворника: Используется на Subaru XT, а также автомобилях Mercedes-Benz W124, R129, W201, W202, C208 и W210.

Система очистки лобового стекла для грузовых автомобилей и некоторых внедорожников. Используется, например, на таких автомобилях: MAN, DAF XF, Toyota FJ Cruiser, Jaguar E-Type, MGB, MG Midget, Austin Healey Sprite.

Устаревшая конфигурация дворников. Также применяется на современной спецтехнике и на специализированных грузовых автомобилях. Кстати подобный дизайн дворников используется на внедорожнике Jeep Wrangler YJ.

Верхнее расположение щеток стеклоочистителей. Как правило, используется в военной технике, тракторах, комбайнах, и в некоторых грузовых автомобилях и автобусах.

Зеркальное расположение дворников. В основном используется на легковых автомобилях с правом расположением рулевого колеса.

Источник