Limpiaparabrisas: Diseño, historia y fabricación

Antecedentes

Los limpiaparabrisas son esenciales para mantener una visión despejada al conducir. Un limpiaparabrisas típico de turismo opera en un ángulo de aproximadamente 67 grados, con longitudes de escobilla de 30 a 76 cm (12-30 pulgadas) en incrementos de 5 cm (2 pulgadas).

Historia

El concepto surgió junto a los primeros automóviles. Los vehículos iniciales carecían de mecanismo de limpiezo; la necesidad apareció al aumentar velocidades y condiciones climáticas. En 1903, J.H. Apjohn introdujo un sistema de cepillo vertical, y Mary Anderson siguió en 1905 con un diseño de brazo oscilante accionado por una palanca dentro del vehículo. La patente de Anderson hizo el limpiaparabrisas mecánico estándar para 1913, pero requería que el conductor usara una mano para accionar la palanca.

Las escobillas de goma reemplazaron a los cepillos en 1905, pero los conductores aún debían limpiar manualmente los parabrisas. El avance llegó en 1917 cuando el Dr. Ormand Wall instaló un motor eléctrico en el centro del parabrisas, permitiendo que una sola escobilla de goma barrera en un arco semicircular. En los años 20, la mayoría de coches tenían limpiaparabrisas pares, accionados eléctricamente, montados en la parte superior del cristal.

Los años 60 vieron la llegada de los limpiaparabrisas intermitentes, inventados por Bob Kearns, dando a los conductores intervalos y velocidades ajustables. Las décadas siguientes añadieron boquillas de lavado, microsensores de lluvia e integración con faros y sistemas de iluminación del vehículo.

Materias primas

Los fabricantes obtienen aluminio, acero y goma de proveedores especializados. Los eslabones de pivote y brazos de accionamiento son típicamente de acero galvanizado para resistir corrosión, mientras que el acero inoxidable se usa para aplicaciones marinas. Los bastidores de aluminio soportan las escobillas, que consisten en goma natural o sintética. Los motores —normalmente unidades de imán permanente con bobinados de cobre— se alojan en carcasas de acero e integran con los mazos de cables del vehículo.

Diseño

Los limpiaparabrisas modernos tienen una escobilla de goma montada en un bastidor metálico, un brazo de pivote, un enlace de muelle y puntos de presión («garras») que distribuyen la fuerza uniformemente sobre el parabrisas. La mayoría de vehículos usan un esquema en tándem: dos escobillas comparten un solo motor, proporcionando cobertura solapada que asegura una visión central clara para el conductor.

Configuraciones alternativas incluyen sistemas opuestos (de doble escobilla) y de un solo brazo. Todos los diseños dependen de una reducción de tornillo sin fin para multiplicar el par del motor, permitiendo que la escobilla supere fricción, suciedad y presión del viento.

Proceso de fabricación

1. Los materiales se reciben, inspeccionan, inventarian y almacenan.
2. Se ensambla el eje de pivote, incorporando un conductor estriado, arandelas, tuercas y una tuerca acorn para asegurar el brazo de pivote.
3. Para sistemas en tándem, un soporte en U une el pequeño eslabón de conexión al eslabón de accionamiento; para sistemas de un solo brazo, el soporte se une directamente al eslabón de accionamiento.
4. El eslabón de accionamiento se acopla al eje del engranaje del motor y la leva, asegurando ángulos de barrido precisos usando un juego de matrices.
5. Los muelles conectan los ejes de pivote al eslabón de accionamiento, y se colocan los brazos y escobillas.
6. Se añaden accesorios —depósitos de lavado, tubos y módulos de control— si se requieren.
7. El ensamblaje final se inspecciona para verificar ángulo correcto, posición de reposo e integridad de componentes.
8. Las unidades completadas se embalan con información de operación y mantenimiento.

Control de calidad

Durante el ensamblaje, los técnicos monitorizan el estado de las piezas, y los motores se prueban para arranque y operación correctos. Una inspección final verifica ángulo de barrido, posición de reposo y completitud de accesorios antes del envío.

Subproductos y residuos

Los recortes de acero y aluminio se recogen para reciclaje. Los materiales de embalaje también se reciclan.

El futuro

Tendencias emergentes incluyen escobillas más largas (hasta 76 cm), pantallas de visión nocturna, «botas» de goma flexible, recubrimientos antiadherentes para escobillas, motores de mayor voltaje, sistemas totalmente automatizados de detección de lluvia y limpieza predictiva para condiciones sin lluvia. Los sistemas modernos están diseñados para 1,5 millones de ciclos, subrayando su fiabilidad.

Dónde aprender más

Libros

• Billiet, Walter E., y Leslie F. Goings. Automotive Electrical Systems. Alsip, Illinois: American Technical Publishers, Inc., 1970.
• Clymer, Floyd. Those Wonderful Old Automobiles. New York: Bonanza Books, 1953.
• Day, John. The Bosch Book of the Motor-Car. New York: St. Martin's Press, 1976.
• Halderman, James D. Automotive Electrical and Electronic Systems. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1988.
• Setright, L. J. K., e Ian Ward, eds. Anatomy of the Automobile. New York: Crescent Books, 1977.
• The World of Automobiles: An Illustrated Encyclopedia of the Motor Car. Vol. 22. New York: Columbia House, 1974.

Otros recursos

• Anco Web Page (Dic 2001)
• Cleveland Ignition Co. Web Page (Dic 2001)

Autor

Gillian S. Holmes