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.
Механические стеклоочистители
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 Мэри Андерсон
. Именно ей и приписывается изобретение стеклоочистителей для автомобилей.
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 (как бы смешно это не звучало сейчас) стали стандартным оборудованием.
Автоматические стеклоочистители
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. Особые отличия разных дворников – 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. Кроме того, производители жидкостей для очистки стекол часто не учитывают химическую активность к резине. Поэтому в состав современных стеклоочистителей входят силикон, тефлон, графит, натуральный каучук.
Видео процесса создания каркасных дворников
Для качественной щетки важны рецептура и технология изготовления . Если внимательно присмотреться к чистящему элементу, то легко заметить, какое сложное строение он имеет.
Во-первых, это сложный профиль сечения, при этом чем дороже и качественней щетка, тем сложнее резиновый профиль. Современные чистящие элементы имеют и сложную внутреннюю структуру. Рабочая часть «резинки» изготавливается из жесткой и износостойкой резины или специальной силиконово-графитовой смеси. Место перегиба изготавливается из эластичного и мягкого силикона , так как рабочая часть изгибается при движении вверх-вниз. Крепление выполняется из прочной термостойкой резины. Далее все спекается в единое целое.
Кривизна прижимной пластины у дворников позволяет чистящему элементу стеклоочистителя плотно и равномерно прилегать ко всей поверхности стекла. Однако необходимо отметить, что стеклоочиститель иногда не прилегает полностью к поверхности стекл а, особенно в месте максимального изгиба стекла.
, Владимир Маслаков , Елена Шульман , еще Композитор Аарон Цигман Монтаж Джилл Сэвитт Оператор Данте Спинотти Сценаристы Филип Рэйлзбэк , Джон Сибрук Художники Хуго Луцык-Выховский , Патрик Бэнистер , Луис Секейра , еще
Знаете ли вы, что
- Кернс получал множество предложений от Голливуда на экранизацию своей истории, однако отказывал всем, боясь, что она может быть переврана. В конце концов, изобретатель сдался под напором Марка Абрахама и предоставил ему все материалы. Создание фильма заняло 9 лет.
- В отличие от показанного в фильме, во время судебного процесса с компанией Форд Кернса представляли профессиональные юристы.
- В отличие от показанного в фильме, главное желание Кернса было не публичное извинение компании Форд, а эксклюзивные права на производство своего изобретения.
- На сегодняшний день в более чем 145 миллионах автомобилей установлено изобретение Кернса.
- Режиссер попросил исполнителя главной роли Грега Киннера набрать вес, потому что он не выглядел как профессор колледжа с 6 детьми.
Больше фактов (+2)
Ошибки в фильме
- Модель автобуса, в который герой садится, чтобы доехать до Вашингтона, не существовала в 1960-е годы.
- Когда семья Кернса отмечает дома его изобретение, за окном проезжает белый автомобиль современной модели.
- Аквариум, в котором Кернс демонстрирует свое изобретение семье, еще не был изобретен в то время.
- В сцене, где доктор Кернс разговаривает в кофейне со своим повзрослевшим сыном Деннисом, газета, лежащая на столе, постоянно меняет свое местоположение.
- Форма, которую носят полицейские Мэрилэнда, была изобретена только в 1990-е годы.
Больше ошибок (+2)
Сюжет
Осторожно, текст может содержать спойлеры!
Сюжет фильма основан на реальных событиях, которые произошли в США в конце 60-х годов. Главный герой истории - талантливый изобретатель Роберт Кернс. Он с детства увлекался инженерным делом, обожал что-то строить, мастерить или улучшать уже в существующих моделях. Поэтому когда встал вопрос о выборе университета и профессии, Кернс даже не сомневался. Получив степень в университете Детройта, он вскоре стал преподавателем и с увлечением рассказывал студентам обо всех изобретениях, которые его вдохновляли. Кернс учил их мыслить критически и никакие, даже самые раскрученные новинки не принимать за совершенство. Неординарный ум, энергия и искренняя увлеченность своим делом сделали Кернса настоящей звездой в университете. Перед его обаянием невозможно было устоять, не смогла и его будущая жена Филлис. Нежная, романтичная, но в тоже время решительная, она стала для Роберта идеальной парой и поддерживала его во всех его начинаниях. Вскоре у пары родились двое прекрасных детей, герой получил повышение в университете, и жизнь казалась просто сказкой. Но все это время Кернс не забрасывал свое любимое занятие. В один из прекрасных дней он понял, что одна из систем автомобиля его жены работает несовершенно и создает ей проблемы при вождении. Во время дождя дворники автомобиля приходится включать вручную, и у них есть только один режим, который не подходит для разной интенсивности дождя. Кернс решил улучшить эту систему и создает электронные дворники, которые включаются автоматически и сами выбирают подходящий режим в соответствии с интенсивностью дождя. Семья Кернса тестирует это изобретение и приходит в полнейший восторг. Филлис уверяет мужа, что он создал настоящий шедевр, который может принести им состояние.
Вдохновившись словами жены, Кернс представляет свое изобретение трем крупнейшим автомобильным корпорациям: «General Motors», «Ford» и «Crysler». Сначала Форд интересуется изобретением Кернса, но в последний момент отказывает ему. А через несколько месяцев герой видит, что его идею украли. Имея за собой только правду, Кернс начинает многолетний судебный процесс против гиганта автомобильной промышленности.
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.
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.
