Un limpiaparabrisas ( inglés de la Commonwealth ) o limpiaparabrisas ( inglés americano ) es un dispositivo que se utiliza para eliminar la lluvia, la nieve, el hielo, el líquido lavaparabrisas, el agua o los residuos de la ventana delantera de un vehículo . Casi todos los vehículos de motor , incluidos automóviles , camiones , autobuses , locomotoras y embarcaciones con cabina (y algunos aviones) , están equipados con uno o más limpiaparabrisas de este tipo, que suelen ser un requisito legal.
Un limpiaparabrisas generalmente consta de un brazo metálico; un extremo gira y el otro extremo tiene una hoja de goma larga unida. El brazo es accionado por un motor , a menudo un motor eléctrico , aunque en algunos vehículos también se utiliza energía neumática . La hoja se balancea hacia adelante y hacia atrás sobre el vidrio, empujando agua, otras precipitaciones o cualquier otro impedimento a la visibilidad desde su superficie. La velocidad suele ser ajustable en vehículos fabricados después de 1969, con varias velocidades continuas y, a menudo, una o más configuraciones intermitentes . La mayoría de los automóviles personales utilizan dos brazos de tipo radial sincronizados , mientras que muchos vehículos comerciales utilizan uno o más brazos de pantógrafo .
En algunos vehículos, también se utiliza un sistema de lavado de parabrisas para mejorar y ampliar la función de los limpiaparabrisas en condiciones secas o heladas. Este sistema rocía agua, o un líquido limpiaparabrisas anticongelante , en el parabrisas mediante varias boquillas bien ubicadas . Este sistema ayuda a eliminar la suciedad o el polvo del parabrisas cuando se utiliza junto con las escobillas del limpiaparabrisas. Cuando se utiliza líquido lavaparabrisas anticongelante, puede ayudar a los limpiaparabrisas a eliminar la nieve o el hielo. Para este tipo de condiciones invernales, algunos vehículos tienen calentadores adicionales dirigidos a las ventanas, cables calefactores integrados en el vidrio o cables calefactores integrados en la escobilla del limpiaparabrisas; Estos sistemas de descongelación pueden derretir el hielo o ayudar a evitar que se acumule nieve y hielo en el parabrisas. Con menos frecuencia, se instalan limpiaparabrisas en miniatura en los faros para garantizar su funcionamiento óptimo.
Una de las primeras patentes registradas para el limpiaparabrisas es la de George J. Capewell de Hartford Connecticut, que se presentó el 6 de agosto de 1896. [1] Su invención fue para "ventanas de embarcaciones de movimiento lento; pero está más particularmente adaptada y destinados a ventanillas de vehículos que circulan rápidamente, como locomotoras y vagones de alta velocidad, con las que es necesario que el observador o conductor tenga una visión clara del camino o vía." De manera similar a los diseños actuales de limpiaparabrisas para automóviles, su invención implica "generalmente dos de estos limpiaparabrisas, y pueden fijarse al marco debajo del tablero delantero del vehículo o detrás de la carcasa que rodea la ventana en una posición que quede fuera de la vista y de tal manera éste raspará la parte más pesada de la sustancia acumulada en el vidrio." La ilustración de su patente muestra una ventana circular, aunque la patente señala que "no es esencial que el vidrio tenga forma circular".
Otros diseños tempranos para el limpiaparabrisas se atribuyen al concertista de piano polaco Józef Hofmann , [2] y a Mills Munitions, Birmingham , quien también afirmó haber sido el primero en patentar limpiaparabrisas en Inglaterra. Al menos tres inventores patentaron dispositivos de limpieza de parabrisas aproximadamente al mismo tiempo en 1903; Mary Anderson , Robert Douglass y John Apjohn. En abril de 1911, Sloan & Lloyd Barnes, agentes de patentes de Liverpool, Inglaterra, registraron una patente para limpiaparabrisas para Gladstone Adams de Whitley Bay .
A la inventora estadounidense Mary Anderson se le atribuye popularmente el diseño del primer limpiaparabrisas operativo en 1903. [3] [4] En la patente de Anderson, llamó a su invento un "dispositivo de limpieza de ventanas" para automóviles eléctricos y otros vehículos. Operado mediante una palanca desde el interior de un vehículo, su versión de limpiaparabrisas se parece mucho al limpiaparabrisas que se encuentra en muchos de los primeros modelos de automóviles. Anderson hizo fabricar un modelo de su diseño y luego presentó una patente (US 743,801) el 18 de junio de 1903 que le fue otorgada por la Oficina de Patentes de EE. UU. el 10 de noviembre de 1903. [5] [6]
El inventor irlandés James Henry Apjohn (1845-1914) patentó un "aparato para limpiar carros, automóviles y otras ventanas" que, según se decía, utilizaba cepillos o limpiaparabrisas y podía ser accionado por motor o manualmente. Los cepillos o limpiaparabrisas estaban destinados a limpiar hacia arriba y hacia abajo o en una sola dirección en una ventana vertical. La invención de Apjohn tenía una fecha de prioridad en el Reino Unido el 9 de octubre de 1903. [8]
John R. Oishei (1886-1968) formó Tri-Continental Corporation en 1917. Esta empresa introdujo el primer limpiaparabrisas, Rain Rubber, para los parabrisas ranurados de dos piezas que se encontraban en muchos de los automóviles de la época. Hoy Trico Products es uno de los mayores fabricantes de limpiaparabrisas del mundo. [ cita necesaria ] Bosch tiene la fábrica de limpiaparabrisas más grande del mundo en Tienen , Bélgica, que produce 350.000 escobillas de limpiaparabrisas cada día. [9] Los primeros brazos de limpiaparabrisas eléctricos automáticos fueron patentados en 1917 por Charlotte Bridgwood. [10]
El inventor William M. Folberth y su hermano Fred solicitaron una patente para un aparato de limpiaparabrisas automático en 1919, que fue concedida en 1921. [11] Fue el primer mecanismo automático desarrollado por un estadounidense, pero la invención original Otros lo atribuyen al hawaiano Ormand Wall. [11] Más tarde, Trico resolvió una disputa de patentes con Folberth y compró la compañía de Folberth en Cleveland, Folberth Auto Specialty Co. El nuevo sistema impulsado por vacío rápidamente se convirtió en equipo estándar en los automóviles, y el principio de vacío estuvo en uso hasta aproximadamente 1960. A finales En la década de 1950, apareció por primera vez una característica común en los vehículos modernos, que hacía funcionar los limpiaparabrisas automáticamente durante dos o tres pasadas cuando se presionaba el botón del lavaparabrisas, lo que hacía innecesario encender también los limpiaparabrisas manualmente. Hoy en día se utiliza un temporizador electrónico, pero originalmente un pequeño cilindro de vacío conectado mecánicamente a un interruptor proporcionaba el retraso cuando el vacío se escapaba.
El inventor de los limpiaparabrisas intermitentes (discontinuos, que ahora incluyen limpiaparabrisas de velocidad variable) podría haber sido Raymond Anderson, quien, en 1923, propuso un diseño electromecánico . (Patente de EE.UU. 1.588.399). En 1958, Oishei et al. presentó una solicitud de patente que describe no sólo diseños electromecánicos, sino también térmicos e hidráulicos . (Patente de EE.UU. 2.987.747). Luego, en 1961, John Amos, ingeniero de la empresa británica de ingeniería automotriz Lucas Industries , presentó la primera solicitud de patente en el Reino Unido para un diseño electrónico de estado sólido . (Patente estadounidense 3.262.042).
En 1963, Robert Kearns , profesor de ingeniería de la Universidad Estatal de Wayne en Detroit , Michigan , inventó otra forma de limpiaparabrisas intermitente . [3] (Patente de Estados Unidos 3.351.836 – fecha de presentación de 1964). El diseño de Kearns pretendía imitar la función del ojo humano , que parpadea sólo una vez cada pocos segundos. En 1963, Kearns construyó su primer sistema de limpiaparabrisas intermitente utilizando componentes electrónicos disponibles en el mercado. El intervalo entre barridos estaba determinado por la tasa de flujo de corriente hacia un condensador ; cuando la carga en el capacitor alcanzaba un cierto voltaje , el capacitor se descargaba, activaba un ciclo del motor del limpiaparabrisas y luego se repetía el proceso. Kearns mostró su diseño de limpiaparabrisas a Ford Motor Company y propuso que fabricaran el diseño. Los ejecutivos de Ford rechazaron la propuesta de Kearns en ese momento, pero luego ofrecieron un diseño similar como opción en la línea Mercury de la compañía , comenzando con los modelos de 1969. [3] Kearns demandó a Ford en una disputa de patentes de varios años que Kearns finalmente ganó en los tribunales, [12] inspirando el largometraje de 2008 Flash of Genius basado en un artículo del New Yorker de 1993 que cubría la batalla legal.
En marzo de 1970, el fabricante de automóviles francés Citroën introdujo limpiaparabrisas intermitentes sensibles a la lluvia más avanzados en su modelo SM . Cuando se seleccionaba la función intermitente, el limpiaparabrisas hacía un barrido. Si el parabrisas estaba relativamente seco, el motor del limpiaparabrisas consumía mucha corriente , lo que haría que el temporizador del circuito de control retrasara mucho el siguiente barrido. Si el motor consumía poca corriente, indicaba que el vidrio todavía estaba mojado y configuraba el temporizador para minimizar el retraso.
Los limpiaparabrisas pueden funcionar mediante diversos medios, aunque la mayoría de los que se utilizan hoy en día funcionan mediante un motor eléctrico a través de una serie de componentes mecánicos, normalmente dos varillajes de 4 barras en serie o en paralelo .
Los vehículos con frenos operados por aire a veces usan limpiaparabrisas neumáticos , accionados al aplicar una pequeña cantidad de aire presurizado del sistema de frenos a un pequeño motor operado por aire montado sobre o justo encima del parabrisas. Estos limpiaparabrisas se activan abriendo una válvula que permite que entre aire presurizado al motor.
Los primeros limpiaparabrisas a menudo eran impulsados por un motor de aspiración accionado por un colector de vacío . Esto tenía el inconveniente de que el vacío del colector varía según la posición del acelerador y es casi inexistente cuando el acelerador está completamente abierto, cuando los limpiaparabrisas disminuyen la velocidad o incluso se detienen. Ese problema se solucionó en cierta medida mediante el uso de una bomba de refuerzo combinada de combustible y vacío.
Algunos automóviles, en su mayoría de las décadas de 1960 y 1970, tenían limpiaparabrisas accionados hidráulicamente y de velocidad variable, en particular el Lincoln Continental del 61 al 69 , [13] el Lincoln Continental Mark III del 69 al 71 (pero no todos los modelos del 70). ), [14] y Ford Thunderbird del 63 al 71 . [15] Estos fueron impulsados por la misma bomba hidráulica que también se usa para el mecanismo de dirección asistida.
En el anterior Citroën 2CV , los limpiaparabrisas estaban accionados por un sistema puramente mecánico, un cable conectado a la transmisión; Para reducir costos, este cable también alimentaba el velocímetro. Por tanto, la velocidad de los limpiaparabrisas variaba según la velocidad del coche. Cuando el automóvil estaba parado, los limpiaparabrisas no funcionaban, pero una manija debajo del velocímetro permitía al conductor accionarlos manualmente. [ cita necesaria ]
La mayoría de los primeros limpiaparabrisas utilizaban una hoja de goma unida a una base metálica plana. Pero a medida que las preocupaciones aerodinámicas y de estilo introdujeron los parabrisas curvos, estos resultaron insuficientes. En 1945, John W. Anderson, fundador de Anco, rival de Trico, presentó una patente para un limpiaparabrisas con brazos ramificados para mantener la escobilla presionada uniformemente contra el vidrio tanto curvo como plano, [16] adaptable a casi cualquier curvatura del parabrisas. [17] A medida que los parabrisas curvos se hicieron más populares y generalizados, tras el debut del Studebaker Starlight Coupe de 1947, [18] pronto se convirtieron en equipo estándar. Si bien han sido reemplazados por limpiaparabrisas "tipo haz" con cuerpos hechos de material flexible, este tipo sigue siendo el más popular.
Las escobillas de limpiaparabrisas están hechas de caucho natural , caucho EPDM (o caucho de etileno propileno ) [19] o una combinación de ambos, ya que el caucho natural se desempeña mejor en climas fríos, pero el caucho EPDM no se "fragmenta" y resiste mejor el envejecimiento térmico y los rayos UV . , ozono y lagrimeo. [20] Algunos fabricantes los recubren con grafito . [20]
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La mayoría de los limpiaparabrisas son del tipo pivote (o radial): están unidos a un solo brazo, que a su vez está unido al motor. Se encuentran comúnmente en muchos automóviles, camiones, trenes, barcos, aviones, etc.
Los limpiaparabrisas modernos suelen moverse en paralelo (Fig. 1, a continuación). Sin embargo, varios modelos de Mercedes-Benz y otros coches como el Volkswagen Sharan emplean limpiaparabrisas configurados para moverse en direcciones opuestas (Fig. 2), lo que es mecánicamente más complejo pero puede evitar dejar una gran esquina del parabrisas sin limpiar delante del frontal. -asiento pasajero. Se produce un beneficio de costos para el fabricante de automóviles cuando los limpiaparabrisas configurados para moverse en direcciones opuestas no necesitan ser reposicionados para los automóviles exportados a países con volante a la derecha, como el Reino Unido y Japón.
Otro diseño de limpiaparabrisas (Fig. 6) está basado en pantógrafo y se utiliza en muchos vehículos comerciales, especialmente en autobuses con parabrisas grandes. Los limpiaparabrisas de pantógrafo cuentan con dos brazos para cada lámina, con el propio conjunto de láminas apoyado sobre una barra horizontal que conecta los dos brazos. Uno de los brazos está unido al motor, mientras que el otro está sobre un pivote inactivo. [ cita necesaria ] El mecanismo de pantógrafo, aunque es más complejo, permite que la hoja cubra más parabrisas en cada barrido. Sin embargo, también suele requerir que el limpiaparabrisas esté "estacionado" en el medio del parabrisas, donde puede obstruir parcialmente la vista del conductor cuando no está en uso. Algunos modelos de automóviles emplean a veces un brazo de pantógrafo en el lado del conductor y un brazo normal para el pasajero. Triumph Stag, Lexus y varias marcas estadounidenses emplean este método para cubrir más área de vidrio donde el parabrisas es bastante ancho pero también muy poco profundo. La altura reducida del parabrisas requeriría el uso de brazos de limpiaparabrisas cortos que no llegarían hasta el borde del parabrisas.
Una configuración simple de una sola hoja con un pivote central (Fig. 4) se usa comúnmente en los parabrisas traseros, así como en la parte delantera de algunos automóviles. Mercedes-Benz fue pionero en un sistema (Fig. 5) llamado "Monoblade", basado en voladizos , en el que un solo brazo se extiende hacia afuera para alcanzar las esquinas superiores del parabrisas y se retrae en los extremos y en la mitad del recorrido, barriendo. por un camino en forma de M. De esta manera, una sola hoja puede cubrir una mayor parte del parabrisas, desplazando las rayas residuales del centro del parabrisas.
Algunos automóviles más grandes de finales de los 70 y principios de los 80, especialmente los automóviles estadounidenses con conductor LH [ cita necesaria ] , tenían un limpiaparabrisas de pantógrafo en el lado del conductor, con un pivote convencional en el lado del pasajero. Las disposiciones de limpiaparabrisas asimétricas generalmente están configuradas para despejar más área del parabrisas en el lado del conductor, por lo que en su mayoría se reflejan en vehículos con volante a la izquierda y a la derecha (por ejemplo, Fig. 1 versus Fig. 10). Una excepción la encontramos en las segundas generaciones de Renault Clio , Twingo y Scénic , así como en los BMW Serie 5 E60 y Serie 6 E63 , el Peugeot 206 y el Nissan Almera Tino , donde los limpiaparabrisas siempre giran hacia la izquierda. En los modelos con volante a la derecha, un varillaje permite que el limpiaparabrisas derecho se mueva hacia la esquina del parabrisas y despeje más área.
![Fig. 2: Configuración alternativa ampliamente utilizada que se adapta al funcionamiento con LHD o RHD[a]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/Scheibenwischer2.svg/1280px-Scheibenwischer2.svg.png)
Algunos vehículos también están equipados con limpiaparabrisas (con o sin arandelas) en la ventana trasera. Los limpiaparabrisas traseros se encuentran típicamente en hatchbacks , camionetas /familiares, vehículos utilitarios deportivos , minivans y otros vehículos con ventanas traseras más orientadas verticalmente que tienden a acumular polvo. Ofrecidos por primera vez en la década de 1940, alcanzaron una gran popularidad en la década de 1970 después de su introducción en el Porsche 911 en 1966 y el Volvo 145 en 1969. [21]
En la década de 1960, a medida que crecía el interés por la seguridad del automóvil, los ingenieros comenzaron a investigar varios sistemas de limpieza de faros. A finales de 1968, Chevrolet introdujo lavafaros con líquido de alta presión en varios de sus modelos de 1969. En 1970, Saab Automobile introdujo limpiafaros en toda su gama de productos. Estos operaban sobre un mecanismo alternativo horizontal, con un solo motor. Posteriormente fueron reemplazados por un mecanismo de limpiaparabrisas de acción de eje radial, con motores individuales en cada faro. En 1972, los sistemas de limpieza de faros se hicieron obligatorios en Suecia.
Los limpiaparabrisas prácticamente han desaparecido hoy en día y la mayoría de los diseños modernos se basan únicamente en un rociador de líquido presurizado para limpiar los faros. Esto reduce el costo de fabricación, minimiza la resistencia aerodinámica y cumple con las regulaciones de la UE que limitan el uso de limpiaparabrisas a unidades con lentes de vidrio (la mayoría de las lentes hoy en día están hechas de plástico).
La mayoría de los limpiaparabrisas funcionan junto con un lavaparabrisas; una bomba que suministra una mezcla de agua, alcohol y detergente (una mezcla llamada líquido lavaparabrisas ) desde un tanque hasta el parabrisas. El líquido se dispensa a través de pequeñas boquillas montadas en la campana . Generalmente se utilizan boquillas convencionales, pero algunos diseños utilizan un oscilador fluídico para dispersar el fluido de manera más efectiva.
En climas más cálidos, el agua también puede funcionar, pero puede congelarse en climas más fríos y dañar la bomba. Aunque el anticongelante para automóviles es químicamente similar al líquido limpiaparabrisas, no debe usarse porque puede dañar la pintura. La primera idea documentada de tener una unidad de limpiaparabrisas conectada a un depósito de líquido lavaparabrisas fue en 1931, Richland Auto Parts Co, Mansfield, Ohio. [22] [23] El piloto de carreras y mecánico uruguayo Héctor Suppici Sedes desarrolló un lavaparabrisas a finales de la década de 1930. [24]
Desde 2012, los inyectores se sustituyen en algunos coches (Tesla, Volvo XC60 2018-2021, Citroen C4 Cactus) por un sistema llamado AquaBlade, desarrollado por la empresa Valeo. Este sistema suministra el líquido de lavado directamente desde el elemento spoiler de la escobilla del limpiaparabrisas. Este sistema suprime las molestias visuales durante la conducción y reduce así el tiempo de reacción del conductor en caso de incidente. [25]
Algunos automóviles más grandes están equipados con limpiaparabrisas ocultos (o limpiaparabrisas de estacionamiento presionados ). Cuando los limpiaparabrisas se apagan en diseños estándar no ocultos, un mecanismo o circuito de "estacionamiento" mueve los limpiaparabrisas al extremo inferior del área limpiada cerca de la parte inferior del parabrisas, pero aún a la vista. En los diseños que ocultan los limpiaparabrisas, el parabrisas se extiende por debajo del borde trasero del capó. Los limpiaparabrisas se estacionan debajo de la zona de barrido en la parte inferior del parabrisas, pero fuera de la vista. Los vehículos de último modelo que ocultan las escobillas del limpiaparabrisas debajo del parabrisas deben colocarse en una posición de servicio para poder levantar la escobilla del parabrisas utilizando la posición de servicio del limpiaparabrisas.
Algunos vehículos ahora están disponibles con limpiaparabrisas automáticos o programables por el conductor que detectan la presencia y la cantidad de lluvia mediante un sensor de lluvia . El sensor ajusta automáticamente la velocidad y frecuencia de las palas según la cantidad de lluvia detectada. Estos controles suelen tener una anulación manual.
Los limpiaparabrisas con sensor de lluvia aparecieron en varios modelos a finales del siglo XX, siendo uno de los primeros el Citroën SM . A partir de principios de 2006 [update], los limpiaparabrisas con sensor de lluvia son opcionales o estándar en todos los Cadillacs y la mayoría de los Volkswagen , y están disponibles en muchos otros fabricantes principales.
El sistema de limpiaparabrisas con sensor de lluvia que emplean actualmente la mayoría de los fabricantes de automóviles fue inventado y patentado originalmente en 1978 por el australiano Raymond J. Noack; véanse las patentes estadounidenses 4.355.271 y 5.796.106. El sistema original accionaba automáticamente los limpiaparabrisas, las luces y el lavaparabrisas.
Un diseño alternativo común utilizado en los barcos, llamado pantalla de visión clara , evita el uso de escobillas limpiaparabrisas de goma. Una parte redonda del parabrisas tiene dos capas, la exterior de las cuales gira a alta velocidad para eliminar el agua.
Los aviones de alta velocidad pueden utilizar aire purgado , que utiliza aire comprimido del motor de turbina para eliminar el agua, en lugar de limpiaparabrisas mecánicos, para ahorrar peso y resistencia. [ cita necesaria ] La eficacia de este método también depende de tratamientos de vidrio repelentes al agua similares a Rain-X .
Muchas jurisdicciones tienen requisitos legales que exigen que los vehículos estén equipados con limpiaparabrisas. Los limpiaparabrisas pueden ser un elemento de seguridad requerido en las inspecciones de seguridad del automóvil . Algunos estados de EE. UU. tienen una regla de "limpiaparabrisas encendidos, luces encendidas" para los automóviles. [26] [27]
En el comercial de televisión de 1999 Synchronicity para el automóvil Volkswagen Jetta , [28] los limpiaparabrisas se sincronizaron con los eventos vistos a través de las ventanillas del automóvil y con la canción "Jung at Heart", que fue encargada para la agencia de publicidad Arnold Worldwide y compuesta por Peter. du Charme [29] bajo el nombre de "Cilindro Maestro". [30]
