Дождь и снег всегда доставляют автомобилистам много хлопот. Дорога становится скользкой, плюс ухудшается видимость. Водителям приходилось постоянно останавливать машины и вручную протирать стекла. Эту проблему смогла решить женщина - молодая американка Мэри Андерсон . Она изобрела стеклоочистители.

Идея, облегчить жизнь автомобилистам, родилась у Мэри во время путешествия из Алабамы в Нью-Йорк. Всю дорогу шел снег. Мэри Андерсон видела, как водители постоянно останавливаются, открывают окна своих автомобилей и убирают снег с ветрового стекла.

Остальное под катом
Водитель, который ее вез, то и дело останавливался, выбирался из машины и тер лобовое стекло, проклиная все на свете. Мэри, еле сдерживаясь, наблюдала за этой суетой и размышляла, как хорошо было бы протирать чертово стекло не вылезая из кабины. Это сэкономит время и избавит от стрессов. Придумал бы кто-нибудь такую хитроумную конструкцию...
Чтобы убить время, мисс Андерсон начала прикидывать, какой должна быть щетка и как приводить ее в движение прямо из кабины. К концу поездки проект созрел. Концептуально устройство мало чем отличалось от современного. То, что сегодня мы называем словом "дворник", изготавливалось из стали и крепилось вверху лобового стекла. Стекло очищалось с помощью резиновой насадки. "Дворник", как и задумала Мэри, приводился в действие прямо из кабины крутящейся ручкой.

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.

Любопытно, что, 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.

Конструкция щеток не сильно изменилась с момента создания. Основной составлющей стеклоочистителя является резиновый элемент. Отличия разных дворников лишь в составе резины и качестве материала.

Сейчас не производят стеклоочистителей из чистой резины, так как она замерзает на морозе зимой, а летом нагревается на солнце до 70-80 градусов, от чего резина лопается или высыхает.

В поисе по постам не нашёл, если было удалю.

Некоторые изобретения выглядят настолько просто и привычно, что представить реальность без них – уже невозможно. Так, мало кто может поверить, что когда-то на лобовых стеклах автомобилей отсутствовали дворники. И только к 1913 году механический стеклоочиститель стал стандартной деталью.

Создательницей первого рабочего прототипа дворников считается американка Мэри Андерсон – американский риэлтор, виноградарь и изобретатель. Более всего она известна как создательница дворников для очистки автомобильных стекол. Родилась Андерсон в округе Грин Каунти, (штат Алабама, США) в 1866 году. Спустя три года Мэри с овдовевшей матерью и сестрой переехала, не покидая Алабаму, в город Бирмингем. А зимой 1903 года посетила Нью-Йорк.

В один морозный день ей пришлось проехаться в троллейбусе. Мэри заметила, что шоферу 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 устройства для очистки ветрового стекла. С помощью местной компании Мэри произвела прототип разработанного устройства; в 1903-м она получила на свое изобретение патент (сроком на 17 лет).

Конструкция стеклоочистителя Андерсон проста – это рычаг внутри салона, с помощью которого можно было управлять прикрепленной снаружи резиновой планкой. Рычагом водитель передвигал дворник по стеклу, стирая налипший снег. Установленный на 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 году она попыталась продать своей патент известной канадской компании, однако ей ответили отказом – предприниматели сочли, что вероятный доход не покрывает связанных с производством трудностей. Популярность автомобильные дворники обрели лишь через 10 лет после изобретения.

А в 1917 году другая американка, Шарлотта Бридгвуд, возглавляющая Бридгвудскую производственную компанию Нью-Йорка, изобрела и, конечно же, запатентовала электрический роликовый стеклоочиститель. На принятие этой идеи у американцев тоже ушло 10 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. 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.

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.

10 ноября 1903 года патентное ведомство США выдала патент № 743801 изобретательнице Мэри Андерсон на ее изобретение, которое представляло собой 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 , 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 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 , 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 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 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 . 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.

Еще одна конфигурация расположения щеток стеклоочистителей, при которой движение щеток происходит в разные стороны. Единственное отличие от предыдущей конфигурации это начальное расположение дворников на лобовом стекле. Например: SEAT Altea , SEAT Leon II, SEAT Toledo III

Одинарный дворник лобового стекла. В основном используется на задних стеклах современных автомобилей. Также используется на ветровых стеклах следующих автомобилей: ВАЗ-1111 Ока, Fiat Panda I, SEAT Marbella, Fiat Uno, Citroën AX, Citroën BX, Citroën ZX, SEAT Ibiza I, Jaguar XJS (выпуск 1986-2003).

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

Система дворников стеклоочистителя - "Пантограф". Используется на автобусах, Mercedes-Benz O305. Также подобная система очистки применяется на заднем стекле Porsche 928.

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.

В конце XIX в. автомобиль находился в начальной стадии развития. Солидные экипажи еще напоминали конные повозки и двигались в неторопливом темпе. У большинства моделей не было ни крыши, ни стекол, так что встречный ветер дул водителю и пассажирам прямо в лицо.

Женщина вносит ясность

Со временем появились ветровые стекла, однако автомобилист по-прежнему зависел от капризов погоды. В дождь или снег ему приходилось все время останавливаться, выходить из машины и протирать стекло, чтобы видеть дорогу. В результате поездка на автомобиле превращалась в невыносимо медленное и утомительное предприятие. По крайней мере, Мэри Андерсон из Алабамы почувствовала себя не в силах с этим мириться и решила что-нибудь придумать. 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. Так был изобретен первый автомобильный стеклоочиститель, качающийся из стороны в сторону. В 1903 г. Андерсон получила патент на это устройство.

Идея получает признание

Вначале новинку встретили снисходительной улыбкой: во-первых, ее придумала женщина, во-вторых, считалось, что качание дворников перед глазами будет мешать езде. Однако вскоре насмешки смолкли: через десять лет несколько усовершенствованные стеклоочистители устанавливались почти на каждой машине. В 1920-е гг. 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.

1908 г.: принц Генрих Прусский запатентовал ручной стеклоочиститель, движущийся сверху вниз.

1926 г.: фирма «Бош» выпустила электрический автомобильный дворник с резиновой насадкой.

1964 г.: американец Роберт Керне запатентовал стеклоочиститель с прерывистым режимом работы.