Un limpiaparabrisas ( en inglés de la Commonwealth ) o limpiaparabrisas ( en inglés americano ) es un dispositivo que se utiliza para eliminar la lluvia, la nieve, el hielo, el líquido lavaparabrisas, el agua u otros residuos de la ventanilla delantera de un vehículo . Casi todos los vehículos de motor , incluidos los coches , camiones , autobuses , locomotoras de tren y embarcaciones con cabina —y algunas aeronaves— están equipados con uno o más de estos limpiaparabrisas, que suelen ser un requisito legal.
Un limpiaparabrisas generalmente consta de un brazo de metal; un extremo pivota y el otro extremo tiene una hoja de goma larga unida a él. El brazo está accionado por un motor , a menudo un motor eléctrico , aunque también se utiliza energía neumática para algunos vehículos. La hoja se balancea hacia adelante y hacia atrás sobre el vidrio, empujando el agua, otras precipitaciones o cualquier otro impedimento a la visibilidad desde su superficie. La velocidad suele ser ajustable en los vehículos fabricados después de 1969, con varias velocidades continuas y, a menudo, uno o más ajustes 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 lavaparabrisas para mejorar y ampliar la función de los limpiaparabrisas en condiciones secas o heladas. Este sistema rocía agua, o un líquido lavaparabrisas anticongelante , en el parabrisas mediante varias boquillas bien posicionadas . 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 desempañado pueden derretir el hielo o ayudar a evitar que la nieve y el hielo se acumulen en el parabrisas. Con menos frecuencia, se instalan limpiaparabrisas en miniatura en los faros para garantizar que funcionen de manera óptima.
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 era para "ventanas de embarcaciones de movimiento lento; pero está más particularmente adaptada y pensada para ventanas de vehículos de movimiento rápido, como locomotoras y automóviles de alta velocidad, con los que es necesario que el observador o conductor tenga una visión clara del camino o vía". De manera similar a los diseños de limpiaparabrisas de automóviles actuales, su invención implica "normalmente dos de estos limpiaparabrisas, y se pueden asegurar al marco debajo del tablero delantero del vehículo o detrás de la carcasa que rodea la ventana en una posición que esté fuera de la vista y de tal manera que uno raspe 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 de limpiaparabrisas se atribuyen al pianista de concierto 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, registró una patente para limpiaparabrisas para Gladstone Adams de Whitley Bay .
A la inventora estadounidense Mary Anderson se le atribuye popularmente el haber ideado el primer limpiaparabrisas funcional en 1903. [3] [4] En la patente de Anderson, ella llamó a su invento un "dispositivo de limpieza de ventanas" para autos eléctricos y otros vehículos. Operado a través de una palanca desde el interior de un vehículo, su versión de limpiaparabrisas se parece mucho al limpiaparabrisas que se encontraba en muchos modelos de automóviles tempranos. 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 los Estados Unidos el 10 de noviembre de 1903. [5] [6]
El inventor irlandés James Henry Apjohn (1845-1914) patentó un "aparato para limpiar ventanas de carruajes, automóviles y otros vehículos" que, según se afirmaba, utilizaba cepillos o limpiaparabrisas y podía accionarse con motor o con la mano. Los cepillos o limpiaparabrisas estaban pensados para limpiar tanto hacia arriba como hacia abajo o en una sola dirección en una ventana vertical. La fecha de prioridad de la invención de Apjohn en el Reino Unido era el 9 de octubre de 1903. [8]
John R. Oishei (1886-1968) fundó la 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 requerida ] Bosch tiene la fábrica de limpiaparabrisas más grande del mundo en Tienen , Bélgica, que produce 350.000 escobillas 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 limpiaparabrisas automático en 1919, que fue concedida en 1921. [11] Fue el primer mecanismo automático desarrollado por un estadounidense, pero otros atribuyen la invención original al hawaiano Ormand Wall. [11] Trico más tarde resolvió una disputa de patentes con Folberth y compró la empresa de Folberth en Cleveland, la Folberth Auto Specialty Co. El nuevo sistema alimentado por vacío rápidamente se convirtió en equipo estándar en los automóviles, y el principio de vacío se utilizó hasta aproximadamente 1960. A fines de la década de 1950, apareció por primera vez una característica común en los vehículos modernos, que operaba los limpiaparabrisas automáticamente durante dos o tres pasadas cuando se presionaba el botón del lavaparabrisas, lo que hacía innecesario encender manualmente los limpiaparabrisas también. Hoy en día, se utiliza un temporizador electrónico, pero originalmente un pequeño cilindro de vacío vinculado mecánicamente a un interruptor proporcionaba el retraso hasta que se filtraba el vacío.
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 estadounidense 1.588.399). En 1958, Oishei et al. presentaron una solicitud de patente que describía no solo diseños electromecánicos, sino también térmicos e hidráulicos . (Patente estadounidense 2.987.747). Luego, en 1961, John Amos, un ingeniero de la empresa de ingeniería automotriz del Reino Unido 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 los Estados Unidos 3.351.836 – fecha de presentación de 1964). El diseño de Kearns tenía como objetivo imitar la función del ojo humano , que parpadea solo una vez cada pocos segundos. En 1963, Kearns construyó su primer sistema de limpiaparabrisas intermitente utilizando componentes electrónicos listos para usar. El intervalo entre limpiaparabrisas estaba determinado por la velocidad del flujo de corriente en un condensador ; cuando la carga en el condensador alcanzaba un cierto voltaje , el condensador se descargaba, activando un ciclo del motor del limpiaparabrisas y luego repitiendo el proceso. Kearns mostró su diseño de limpiaparabrisas a la 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 una 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 la corte, [12] inspirando la película de 2008 Flash of Genius basada 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 hacía que el temporizador del circuito de control tuviera un retraso largo para el siguiente barrido. Si el motor consumía poca corriente, indicaba que el vidrio todavía estaba húmedo y configuraba el temporizador para minimizar el retraso.
Los limpiaparabrisas pueden funcionar por distintos medios, aunque la mayoría de los que se utilizan hoy en día funcionan con un motor eléctrico a través de una serie de componentes mecánicos, normalmente dos enlaces de 4 barras en serie o en paralelo .
Los vehículos con frenos neumáticos a veces utilizan limpiaparabrisas neumáticos , que se activan al enviar una pequeña cantidad de aire presurizado desde el sistema de frenos a un pequeño motor neumático montado sobre el parabrisas o justo encima de él. Estos limpiaparabrisas se activan al abrir una válvula que permite que el aire presurizado ingrese al motor.
Los primeros limpiaparabrisas solían estar accionados por un motor de vacío alimentado por el vacío del colector . Esto tenía el inconveniente de que el vacío del colector variaba según la posición del acelerador y era casi inexistente cuando se abría completamente el acelerador, cuando los limpiaparabrisas reducían su velocidad o incluso se detenían. Ese problema se superó en cierta medida utilizando una bomba de refuerzo combinada de combustible y vacío.
Algunos automóviles, principalmente de los años 1960 y 1970, tenían limpiaparabrisas de velocidad variable accionados hidráulicamente, sobre todo el Lincoln Continental '61-'69 , [13] el Lincoln Continental Mark III '69-'71 (pero no todos los modelos '70), [14] y el Ford Thunderbird '63-'71 . [15] Estos eran accionados por la misma bomba hidráulica que también se usaba para el mecanismo de dirección asistida.
En el anterior Citroën 2CV , los limpiaparabrisas funcionaban mediante un sistema puramente mecánico, un cable conectado a la transmisión; para reducir los costes, este cable también alimentaba el velocímetro. Por tanto, la velocidad de los limpiaparabrisas variaba en función de la velocidad del coche. Cuando el coche estaba parado, los limpiaparabrisas no funcionaban, pero una palanca situada debajo del velocímetro permitía al conductor accionarlos manualmente. [ cita requerida ]
La mayoría de los primeros limpiaparabrisas utilizaban una escobilla 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 curvo y 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 "de tipo viga" con cuerpos hechos de material flexible, este tipo sigue siendo el más popular.
Las escobillas limpiaparabrisas están hechas de caucho natural , caucho EPDM (o caucho de etileno propileno ) [19] o una combinación de ambos, ya que el caucho natural funciona mejor en climas fríos pero el caucho EPDM no se "fragúa" y resiste mejor al envejecimiento térmico, los rayos UV , el ozono y el desgarro. [20] Algunos fabricantes los recubren con grafito . [20]
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La mayoría de los limpiaparabrisas son de tipo pivotante (o radial): están unidos a un solo brazo, que a su vez está unido al motor. Son habituales en muchos coches, camiones, trenes, barcos, aviones, etc.
Los limpiaparabrisas modernos suelen moverse en paralelo (Fig. 1, abajo). Sin embargo, varios modelos de Mercedes-Benz y otros automóviles 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 sin limpiar del parabrisas delante del pasajero del asiento delantero. Un beneficio de costo para el fabricante de automóviles se produce 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) es el basado en pantógrafo, que se utiliza en muchos vehículos comerciales, especialmente autobuses con parabrisas grandes. Los limpiaparabrisas de pantógrafo tienen dos brazos para cada escobilla, con el conjunto de escobilla apoyado en una barra horizontal que conecta los dos brazos. Uno de los brazos está unido al motor, mientras que el otro está en un pivote inactivo. [ cita requerida ] El mecanismo de pantógrafo, aunque es más complejo, permite que la escobilla cubra más del parabrisas en cada pasada. Sin embargo, también suele requerir que el limpiaparabrisas esté "estacionado" en el medio del parabrisas, donde puede obstruir parcialmente la visión del conductor cuando no está en uso. Algunos modelos de automóviles a veces emplean un brazo de pantógrafo en el lado del conductor y un brazo normal para el pasajero. El 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 necesitaría el uso de brazos de limpiaparabrisas cortos que no tendrían el alcance hasta el borde del parabrisas.
En los parabrisas traseros y en la parte delantera de algunos coches se suele utilizar una configuración sencilla de una sola hoja con un pivote central (Fig. 4). Mercedes-Benz fue pionera en un sistema (Fig. 5) llamado "Monoblade", basado en ménsulas , 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 el medio del recorrido, trazando una trayectoria con forma de M. De esta manera, una sola hoja puede cubrir una mayor parte del parabrisas, desplazando cualquier veta residual lejos del centro del parabrisas.
Algunos coches más grandes de finales de los años 70 y principios de los 80, especialmente los coches americanos con volante a la izquierda [ cita requerida ] , tenían un limpiaparabrisas de pantógrafo en el lado del conductor, con un pivote convencional en el lado del pasajero. Las disposiciones asimétricas del limpiaparabrisas suelen estar configuradas para despejar más superficie del parabrisas en el lado del conductor, y por eso se reflejan principalmente en los vehículos con volante a la izquierda y a la derecha (por ejemplo, Fig. 1 frente a Fig. 10). Una excepción se encuentra en las segundas generaciones del 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 barren hacia la izquierda. En los modelos con volante a la derecha, un varillaje permite que el limpiaparabrisas derecho se mueva hacia afuera hacia la esquina del parabrisas y despeje más área.
![Fig. 2: Configuración alternativa ampliamente utilizada que se adapta tanto al funcionamiento con volante a la izquierda como con volante a la derecha[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 lavaparabrisas) en la ventana trasera. Los limpiaparabrisas traseros se encuentran típicamente en hatchbacks , station wagons /familiares, vehículos utilitarios deportivos , minivans y otros vehículos con ventanas traseras orientadas más 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 de los automóviles, los ingenieros comenzaron a investigar varios sistemas de limpieza de faros. A fines de 1968, Chevrolet introdujo lavafaros con líquido de alta presión en una variedad de sus modelos de 1969. En 1970, Saab Automobile introdujo limpiafaros en toda su gama de productos. Estos funcionaban con un mecanismo alternativo horizontal, con un solo motor. Más tarde fueron reemplazados por un mecanismo de limpiaparabrisas de acción radial con motores individuales en cada faro. En 1972, los sistemas de limpieza de faros se volvieron obligatorios en Suecia.
Los limpiaparabrisas han desaparecido prácticamente en la actualidad 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 las unidades con lentes de vidrio (la mayoría de las lentes actuales 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 el capó . Generalmente se utilizan boquillas convencionales, pero algunos diseños utilizan un oscilador fluídico para dispersar el líquido 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 se debe utilizar 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 fines de la década de 1930. [24]
Desde 2012, en algunos vehículos (Tesla, Volvo XC60 2018-2021, Citroën C4 Cactus) se han sustituido las boquillas por un sistema denominado AquaBlade, desarrollado por la empresa Valeo. Este sistema suministra el líquido lavaparabrisas directamente desde el elemento de alerón 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 accidente. [25]
Algunos coches más grandes están equipados con limpiaparabrisas ocultos (o limpiaparabrisas de estacionamiento hundido ). Cuando los limpiaparabrisas están apagados en los diseños estándar que no están 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 por sí solos debajo del rango de limpieza en la parte inferior del parabrisas, pero fuera de la vista. Los vehículos de modelos recientes que ocultan las escobillas del limpiaparabrisas debajo del parabrisas deben colocarse en una posición de servicio para poder levantar la escobilla del parabrisas usando la posición de servicio del limpiaparabrisas.
Algunos vehículos están ahora 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 la frecuencia de las escobillas 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, uno de los primeros fue el Citroën SM . A principios de 2006 [actualizar], los limpiaparabrisas con sensor de lluvia son opcionales o estándar en todos los Cadillac 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 los lavaparabrisas.
Un diseño alternativo común que se utiliza en los barcos, denominado parabrisas transparente , evita el uso de escobillas 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 requerida ] 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 obligatorio en las inspecciones de seguridad de los automóviles . Algunos estados de EE. UU. tienen una regla de "limpiaparabrisas encendidos, luces encendidas" para los automóviles. [26] [27]
En el anuncio televisivo Synchronicity de 1999 para el automóvil Volkswagen Jetta , [28] los limpiaparabrisas se sincronizaron con los eventos vistos a través de las ventanas 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 "Master Cylinder". [30]
