Стеклоочистители

Автомобиль Peugeot

В конце ХIХ века производство автомобилей находилось в начальной стадии развития. У большинства моделей автомобилей не было ни крыши, ни стекол, так что встречный ветер дул водителю и пассажирам прямо в лицо.

Со временем появились ветровые стекла, однако автомобилист по-прежнему зависел от капризов погоды, так как изначально автомобили были без дворников, или как их еще называют стеклоочистителей.

Для улучшения видимости в дождь или снег, водителям часто приходилось останавливать машину, выходить из неё и вручную протирать стекла. Поездка превращалась в медленное и утомительное мероприятие.

Молодая американка Мэри Андерсон из Алабамы помогла решить эту проблему - она изобрела стеклоочистители для автомобилей.

Через раму лобового стекла она пропустила шток с прикрепленной к нему очищающей резиновой лентой. Другой конец шнура крепился к рукоятке внутри машины. Вращая ее, можно было очистить стекло от дождя и снега. У первого стеклоочистителя был рычаг, который позволял управлять им изнутри машины, и водителю не надо было выходить из кабины для того, чтобы протереть стекло.

При помощи рычага, прижимное устройство с резинкой описывало дугу на стекле, удаляя капли дождя, хлопья снега со стекла и возвращалось на первоначальную позицию. Так был изобретен первый автомобильный стеклоочиститель, качающийся из стороны в сторону.

В 1903 году Мэри Андерсон получила патент на это устройство.

Многие это изобретение встретили с недоверием – ведь его придумала женщина, да и считалось, что мелькание дворников перед глазами будет мешать езде. Похожие устройства разрабатывались и ранее, но у Мэри получилось фактически работающее устройство. Кроме того, ее стеклоочистители легко снимались.

В1908 году принц Генрих Прусский запатентовал ручной стеклоочиститель, движущийся сверху вниз.

А уже к 1913 году несколько усовершенствованные стеклоочистители устанавливались почти на каждой машине. Механические дворники стали стандартным оборудованием. История «дворников» отсчитывает уже второе столетие.

Интересно, что электрический стеклоочиститель, работающий от двигателя автомобиля, придумала тоже женщина-изобретатель - Шарлотта Бриджвуд. Она возглавляла Бриджвудскую производственную компанию Нью-Йорка.

В 1917 году Шарлотта Бриджвуд запатентовала электрический стеклоочиститель.

В 1920-е годы в продаже появились первые дворники с электрическим приводом. С тех пор их многократно улучшали, но основной принцип устройства и по сей день практически не изменился.

Профессор Роберт Кернс в 1963 году изобрел устройство, необходимое практически в любом автомобиле: он изобрел прерывистые дворники. И получил в 1964 году патент США на них.

В современных автомобилях оптимальный режим работы дворника обычно выбирает сам водитель, а в последних моделях об этом заботится бортовой компьютер, используя данные «дождевого» датчика о количестве воды на лобовом стекле.

Когда речь заходит об изобретениях, перевернувших мир, чаще всего звучат . Об улучшениях, которые внесли в них потом женщины, мало кто помнит. А зря. Даже страшно подумать, что бы делали все автомобилисты — и мужчины, и женщины — при современных скоростях и без дворников для ветрового стекла.

Погода в тот день стояла ужасная. Тротуары были покрыты слоем снега и льда, прохожие кутались в пальто и втягивали голову в плечи. Желая полюбоваться красотами Нью-Йорка и укрыться от пронизывающего холода, Мэри Андерсон, приехавшая из города Бирмингем, села в трамвай.

Шел 1902 год. Эту поездку она запомнила на всю жизнь, но отнюдь не из-за красивых видов. Тогда Мэри придумала первые в мире дворники для ветрового стекла. Причина была проста — ей стало жалко водителя, которому ничего не было видно. Изобретение Мэри Андерсон не только помогло всем водителям, но и спасло бесчисленное множество жизней.

Проблема плохой видимости в ненастную погоду давно занимала умы многих лучших инженеров, которые предложили свое решение. Ветровое стекло стали делать составным, из нескольких частей. Когда из-за дождя или снега водителю ничего не было видно, он мог открыть центральную секцию и смотреть в образовавшееся отверстие.

К сожалению, толку от этого усовершенствования не было. Или было, но мало. Мэри с сочувствием следила за попытками водителя разглядеть хоть что-нибудь. Когда он открывал центральную секцию, в кабину тотчас же врывался ледяной ветер, принося с собой клубы мокрого снега.

До тех пор пока дворники не получили широкого распространения, водители натирали стекла кусочками моркови или лука в надежде, что образовавшаяся маслянистая пленка хоть немного будет отталкивать воду.

«Почему до сих пор не придумали такой штуки, которая бы убирала снег со стекла?» — то и дело спрашивала Мэри людей вокруг.

«Пытались, и не один раз, — отвечали ей. — Это невозможно».

Какая ерунда, подумала Мэри и принялась что-то быстро писать в блокноте. Можно же сделать внутри рычаг, а снаружи к нему прикрепить такую планку на шарнире, которая будет убирать снег. Это ведь так просто!

Вернувшись домой, в Бирмингем, Мэри внимательно изучила свои наброски. Она еще немного поработала над ними — усложнила конструкцию, добавила кое-какие детали. Наконец, когда результат ее полностью удовлетворил, она отнесла чертеж в небольшую производственную фирму, тут же в Бирмингеме, и заказала модель своего изобретения. А потом подала на патент.

«Мое изобретение предназначено для усовершенствования стеклоочистительных устройств и состоит из движущейся по окружности планки на шарнире, которая приводится в действие рукоятью внутри кабины», — писала Мэри в комментариях к патенту.

Иными словами, внутри — рычаг, снаружи — планка. Дворники Мэри состояли из деревянных реек и кусочков резины. По ее задумке, в хорошую погоду дворники можно было снять, чтобы они не загораживали обзор водителю. Одним из самых важных элементов конструкции был добавленный позже противовес.

Противовес использовался, как писала Мэри, «для создания одинакового давления на стекло на всем участке, охватываемом моим усовершенствованным стеклоочистительным устройством».

Иными словами, устройство Мэри счищало со стекла снег. В 1903 году ей был выдан патент на стеклоочистительное устройство, или дворники. Получив документы на свое изобретение, она предложила права на него крупной канадской компании. Компания интереса не проявила. Изучив предложение, специалисты решили, что изобретение не имеет никакой — или почти никакой — коммерческой ценности. Его просто никто не купит. Впрочем, они любезно согласились рассмотреть любые другие ее «полезные патенты», если таковые у нее имеются.

Мэри сунула патент в дальний ящик стола. Так он и лежал там, пока срок его действия не истек. Через несколько лет после этого кто-то другой возродил идею Мэри, запатентовал, продал и заработал очень большие деньги. Теперь даже в самую ненастную погоду водитель хорошо видит дорогу, а это значит, что изобретение каждый день спасает все новые и новые жизни. И в современном мире высоких технологий дворники по-прежнему остаются одним из важнейших приспособлений, обеспечивающих безопасность езды на автотранспорте. А туристы могут изучать достопримечательности города хоть в снег, хоть в дождь, хоть в снег с дождем.

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.

Роберт Кёрнс выиграл в суде 10 млн долларов. Сюжет из биографического фильма «Проблеск Гениальности»; в главной роли Грэг Киннер. Фото с сайта livejournal.com

Не будет большим преувеличением, если мы скажем, что история изобретения автомобильных дворников напрямую связана с борьбой женщин Америки за равноправие. Правда, сначала их изобрёл один польский композитор Иосиф Гофман, но так как он всё-таки был композитором, то запатентовать своё изобретение так и не удосужился.

Поэтому слава первооткрывателей способа очистки ветровых стёкол отошла к двум американским женщинам, которые более серьёзно отнеслись к оформлению прав интеллектуальной собственности, благодаря чему мы и знаем точную дату начала истории автомобильных дворников - 1903 год.

Эксплуатация американских женщин

Это было время, когда в непогоду американские автомашины передвигались по дорогам благодаря женщинам - жёнам водителей, которые высовывались из машин и сообщали своим благоверным о ситуации на дороге. (Водителям же, лишённым женского общества, приходилось то и дело останавливаться и расчищать себе обзор).

Естественно, ехать в снег или в дождь, высунувшись из машины, нравилось не всем. Вернее, можно предположить, что никому не нравилось, но такова на тот момент была традиция, сложившаяся благодаря отсутствию равноправия полов и стеклоочистителей.

Жёнозаменитель

И вот молодая американка Мэри Андерсон решила заменить женщин в этом нелёгком деле на специальный механизм, очищающий ветровое стекло от дождя и снега и таким образом позволяющий водителю обойтись без помощи женских навигаторских способностей. И так как Мэри была не только женщина, но ещё и американка, то, изобретя первый стеклоочиститель, она первым делом его запатентовала.

Изобретение Мэри представляло собой резиновый валик с рычагом, с помощью которого им можно было управлять изнутри машины. Правда, подобные изобретения делались и раньше, но у Мэри оно (изобретение) во-первых, работало, а во-вторых, было запатентовано.

Однако популярность автомобильные дворники обрели лишь через десять лет (Форд начал производство автомобилей в 1908 г.). К 1913 г. стеклоочистители стали стандартной автомобильной деталью.

А к 1917 г. наладилась жизнь не только жён автолюбителей, но и самих владельцев авто, которым уже не надо было работать руками. Другая американка, Шарлотта Бридгвуд, возглавляющая Бридгвудскую производственную компанию Нью-Йорка, изобрела и, конечно же, запатентовала электрический роликовый стеклоочиститель.

На принятие этой идеи у консервативных американцев тоже ушло десять лет. Хотя первые действующие модели появились в продаже уже в 1920 году, автомобильные консерваторы считали, что постоянное качание дворников перед глазами будет отвлекать водителя от дороги.

Потом стеклоочистители многократно усовершенствовались. Одной из причин их эволюционного развития стало изменение формы лобового стекла, которое у грузовых, спец автомобилей коммунальных служб и прочих мобилей у каждого своё, и подбирается, как вы все знаете, индивидуально, по каталогу запчастей BAW. Но это уже другая история, а мы продолжим разговор о влиянии патентов на большой бизнес.

Неудачный бизнес

В 1962 году жителю Детройта и владельцу автомобиля Форд, Роберту Кёрнсу пришла идея создать автомобильные дворники, копирующие движение человеческих век. И в 1964 г. он запатентовал стеклоочиститель с прерывистым (моргающим) режимом работы.

А потом он совершил крупнейшую ошибку, которую только может совершить обладатель патента на новое и всеми востребованное изобретение. Он переоценил свои способности бизнесмена. Кёрнс решил, что сможет стать кем-то вроде основателя империи Жиллет (изобретатель и владелец патента на Т-образную бритву). Но он не учёл, что до Жиллета бритвенной индустрии не существовало, а в его время уже были автомобильные гиганты.

Вернее, Кёрнс почему то решил, что Форд будет счастлив покупать у него новые дворники, вместо того чтобы делать их самому. Поэтому он отказался продать свой патент и начал создавать собственную фирму по выпуску новых стеклоочистителей.

Потом случилось то, что обычно происходит в мире бизнеса. Большая акула съела мелкого конкурента. Форд для начала купил пробную лицензию на «дворники» для использования на одной из моделей и уверил Кёрнса в дальнейшем тесном сотрудничестве. Но вскоре начал самостоятельный выпуск моргающих дворников, оригинальной, как он объявил, конструкции. А Кёрнс остался с невостребованным оборудованием, купленным под большие кредиты.

Однако упорства у изобретателя было больше, чем способностей к бизнесу. И с 1978 года в течение 12 лет Кёрнс вёл долгие тяжбы по поводу нарушения его авторских прав с Фордом (Ford Motor Corporation) и все-таки выиграл первое дело в 1990-м, отсудив у него 10,1 млн долларов. А в 1992-м он получил уже 18,7 млн долларов от компании Крайслер (Chrysler Corporation). Другим
автомобильным гигантам он также не давал скучать.

Однако если бы Кёрнс с самого начала реально оценил перспективы своего бизнеса, то мог бы просто торговать лицензиями и получать небольшие отчисления от каждого нового стеклоочистителя своей конструкции. Не знаю, получил бы он больше денег, чем сумел отсудить, (хотя, наверное, всё-таки получил бы), но сколько времени, сил и, главное, нервов он себе бы сэкономил! Ведь, как мы видим, патент на Западе - это большая сила. Нужно только её правильно использовать.

Постоянный адрес статьи.

Подбор по авто

По параметрам

Изобретение дворников

До 1903 года атмосферные осадки доставляли автомобилистам много хлопот. Для улучшения видимости, водителям приходилось останавливаться и вручную протирать стекла. Эту проблему смогла решить женщина - молодая американка . Она изобрела стеклоочистители .

Идея, облегчить жизнь автомобилистам, родилась у Мэри во время путешествия из Алабамы в Нью-Йорк. Всю дорогу сыпался снег и шел дождь. Мэри Андерсон видела, как водители постоянно останавливаются, открывают окна своих автомобилей и убирают снег с ветрового стекла. Мэри решила, что этот процесс можно усовершенствовать и начала разрабатывать схему устройства очистки ветрового стекла.

Получилось устройство с вращающейся рукояткой и резиновым валиком. У первого стеклоочистителя был рычаг, который позволял управлять ими изнутри машины . При помощи рычага, прижимное устройство с резинкой описывало дугу на стекле, удаляя капли дождя, хлопья снега со стекла и возвращалось на первоначальную позицию.
Мэри Андерсон получила патент на свое изобретение в 1903 году . Похожие устройства разрабатывались и ранее, но у Мэри получилось фактически работающее устройство. Кроме того, ее стеклоочистители легко снимались.

В начале прошлого столетия машины еще не были очень популярны (Генри Форд создал свое знаменитое авто только в 1908 году), поэтому многие насмехались над идеей Андерсон. Скептики считали, что движение щеток будет отвлекать водителей. Однако уже к 1913 году тысячи американцев имели собственные авто, а механические дворники стали стандартным оборудованием.

Автоматический стеклоочиститель придумала другая женщина-изобретатель - Шарлотта Бридгвуд . Она возглавляла Бридгвудскую производственную компанию Нью-Йорка. В 1917 году Шарлотта Бридгвуд запатентовала электрический роликовый стеклоочиститель, назвав его Storm Windshield Cleaner.