Когда зимой 1902 года предприимчивая американка Мэри Андерсен оказалась в Нью-Йорке, ее растрогал вид водителя трамвая. В морозный снежный день тот был вынужден ехать с открытыми окнами, чтобы контролировать ситуацию. Мэри проявила женскую заботу и занялась изобретательством — так на свет явился первый работоспособный стеклоочиститель

Каркасная модель
Бескаркасная модель На графиках показано распределение давления по длине стеклоочистителя — у каркасной (красный цвет) и бескаркасной моделей. Равномерный прижим во втором случае ведет к лучшему качеству очистки и большей долговечности и достигается за счет пружинящих элементов, изготовленных из специальной стали «Эводиум». Отличительной особенностью материала является способность устойчиво сохранять форму, несмотря на интенсивное внешнее воздействие
Чистящий элемент в щетках Bosch делается обычно из трехкомпонентной резины: его задняя поверхность (1) выполнена из мягкой синтетической резины, трущая кромка (2) — из твердой износостойкой резины, а на ее поверхность (3) нанесено специальное покрытие, увеличивающее плавность скольжения и качество очистки
Каркасная щетка Bosch Twin уникальна: ее пружинящий элемент закрыт резиной — это защищает его от коррозии и обледенения

Патент на изобретение стеклоочистителей, который Мэри Андерсен получила в 1903 году, не сделал американку миллионершей. Предприниматели не горели желанием переводить причитавшиеся ей лицензионные отчисления. Так что хотя к 1915 году многие американцы пользовались щетками конструкции Андерсен, основной доход изобретательнице приносила ее посредническая деятельность в сфере недвижимости.

Судиться и отстаивать свои права Мэри было не с руки. Она понимала, что подходящий момент был упущен. Изобретение американки быстро устарело.

К 1910 году в Европе разработали «дворники» двух типов — с пневматическим и механическим ножным приводами. Последний был удобней, чем ручной привод Андерсен. А в 1917 году еще одна американка, Шарлотта Бриджвуд, сконструировала и запатентовала «дворники» с электроприводом. Однако и этой предпринимательнице не удалось сколотить состояние на щетках — автомобильные заводы не проявили интереса к этой конструкции. Электрические стеклоочистители стали обживать автомобили лишь в 1926 году, когда инженеры компании Bosch разработали компактное, безотказное и недорогое электрическое устройство. На тот момент у электрических щеток Bosch не было реальных конкурентов, так что вскоре они завоевали значительную долю рынка. С этого времени рынок стеклоочистителей перестал быть привлекательным для «революционеров»: пришла пора медленной и постепенной доводки конструкции.

Три поколения «дворников»

Щетки Bosch того времени представляли собой резиновую ленту, зажатую одной металлической скобой, не имевшей изгиба — ветровые стекла большинства машин первой половины ХХ века были плоскими.

Каркасные щетки, конструктивно аналогичные тем, что применяются сегодня, получили распространение лишь в 1950-х годах, когда возросло число машин с искривленной формой ветрового стекла. Резиновая лента в этих моделях была закреплена в металлическом каркасе, который по возможности равномерно распределял усилие прижима от подпружиненного поводка. А для того чтобы щетка не извивалась волнами при работе и имела требуемую поперечную жесткость, в пазы резиновой ленты вставлялись две полоски из пружинной стали.

Каркасные щетки постоянно усовершенствовались. Для лучшей работы при изготовлении щеток вместо обычной резины стали применять двухкомпонентную, а затем и трехкомпонентную. Например, трущая кромка чистящего элемента щеток Bosch сегодня выполнена из твердой синтетической резины, имеющей высокую износостойкость. Для увеличения плавности скольжения и качества очистки стекла на поверхность трущей кромки дополнительно нанесено специальное покрытие, а для обеспечения бесшумного скольжения задняя поверхность чистящего элемента выполнена из мягкой синтетической резины.

Много времени разработчики щеток совместно со специалистами по аэродинамике посвящали вопросам обтекания автомобилей. Каркасные щетки ухудшали аэродинамические качества автомобиля, приводили к появлению аэродинамических шумов. С этими недостатками стеклоочистителей долго мирились, но в 1990-х назрел кризис. Ветровые стекла многих автомобилей стали больше, увеличилась их кривизна. В соответствии с этим увеличилась и длина щеток, более громоздким стал каркас. Производители автомобилей всеми силами стремились к улучшению аэродинамики, в то время как щетки тормозили прогресс: длинные и громоздкие, они вели к росту аэродинамического сопротивления, шумности, ухудшали обзорность. Производители автомобилей теперь нуждались в принципиально новых щетках, и вскоре они их получили.

В роли новатора снова выступила компания Bosch. В 1991 году немецкие инженеры сконструировали и запатентовали первые работоспособные бескаркасные стеклоочистители, и шесть лет спустя, в 1997-м, они дебютировали на BMW 5-й серии.

Нет каркаса — нет проблем

Идея новой конструкции была проста — она выстраивалась вокруг «поддерживающих» полосок из пружинной стали. В бескаркасных щетках эти полоски были изначально изогнуты соответствующим образом с учетом кривизны стекла. Кроме того, они были шире — для придания необходимой поперечной жесткости. Необходимость в каркасе отпадала, и фиксатор поводка крепился непосредственно к стальным полоскам.

Щетки революционной конструкции выделялись сразу несколькими достоинствами: во‑первых, они уменьшали сопротивление воздуха по сравнению с традиционными щетками и заметно снижали аэродинамические шумы, во‑вторых, обеспечивали более равномерное прижатие чистящей кромки к стеклу, улучшая качество очистки, и в-третьих, были меньше подвержены обледенению. Кроме того, такие щетки были высоко оценены на краш-тестах европейской системы EuroNCAP: при столкновении машины с пешеходом у последнего было больше шансов выжить при использовании бескаркасных щеток. Возможно, именно по этой причине сейчас около 70% легковых машин и легких коммерческих автомобилей, производимых в Европе, комплектуются бескаркасными стеклоочистителями. По всему миру этот показатель пока равен только 22%.

Правда, у новомодных щеток есть и свои недостатки. Во‑первых, высокая цена: они почти вдвое дороже традиционных моделей. Во‑вторых, они менее универсальны — из-за разной кривизны стекол каждой машине требуются свои щетки. Кроме того, пока нет и единой системы крепежа. Наконец, аэродинамический выигрыш заметен лишь на больших ветровых стеклах. Малолитражки вполне могут обходиться традиционными щетками.

Тем не менее разработчики стеклоочистителей уверены, что именно за бескаркасными моделями будущее. Согласно прогнозам фирмы Bosch, к 2014 году только один из трех новых автомобилей в мире будет комплектоваться традиционными щетками каркасной конструкции…