CN103192801A - 传送和加热用于车辆窗户雨刷系统的液体的装置 - Google Patents

传送和加热用于车辆窗户雨刷系统的液体的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于传送和加热液体的装置(10、15)，其安装在用于循环所述液体的器件和构成车辆窗户雨刷系统的雨刷之间，包括界定了至少一个液体循环管道(22、23)的壁(21)，加热元件(24)嵌入所述壁中，加热元件(24)包括至少一个第一电导线(25)和一个第二电导线(26)，其中设置有至少在所述线(25、26)之间延伸的间隔器件(31)。

Description

传送和加热用于车辆窗户雨刷系统的液体的装置
技术领域
本发明的技术领域涉及为机动车辆提供和/或分配风挡清洗液的系统。这样的系统伴随着车辆窗户雨刷设备。更特别地，本发明旨在提供一种用于传送和加热在储液箱和喷射系统之间传输的液体的装置。
背景技术
机动车辆例行地配备有雨刷设备和清洗系统，以保证挡风玻璃的擦拭和清洗，并因此防止驾驶员的环境视野被干扰。这些雨刷设备包括进行成角度的往复运动的臂部，在所述臂部的末端装有细长的雨刷，所述雨刷承载由弹性材料制成的刮板。这些刮板摩擦挡风玻璃，并通过将水带离驾驶员视野而驱除水。雨刷通过包括机械连接器和适配器的组件附接到挡风玻璃雨刷器的旋转的臂部。连接器是直接固定到雨刷结构上的一个部件，作为中间部件的适配器(它使紧固连接器和雨刷成为可能)固定到挡风玻璃雨刷器的臂部上。这两个部件通过允许其相对转动的横轴线彼此联接。
雨刷系统包括用于供送风挡清洗液的装置，所述清洗液从位于车辆内的储液箱中引出，并通过通常位于挡风玻璃框上的或挡风玻璃雨刷器自身上的阀帽上的喷嘴朝挡风玻璃喷射，用于液体的更好的分配。在喷嘴位于雨刷上的情况下，风挡清洗液在被分配之前由软管引出，所述软管固定到挡风玻璃雨刷器的臂部并在连接器处连接到雨刷的分配系统。因此连接器包括能够通过防漏联接件接收用于将软管连接至连接器的元件的孔。
当风挡清洗液的温度太低，例如低于5℃时，风挡清洗液被加热解冻或保持解冻状态。为此，当促动风挡清洗控制时(一般通过控制杆，所述控制杆通常放置在方向盘的侧面，在其他装置之中，控制挡风玻璃雨刷装置的促动)，传送管道通过泵重新加热来自储液箱的风挡清洗液。
通过在传送管道旁边延伸的加热元件保证所述液体在传送管道内的加热。也提出了将该加热元件合并入在所述管道内，但是这种并入引起了如何将加热元件相对于液体循环于其中的管道进行放置的问题，该问题反应为，在加热元件的长度上，传送管道的液体加热功能降低和效率下降。此外，加热元件的布置也不能令人满意，因为在加热元件的某些区域检测到过度加热。综上可以理解的是，上述的液体传送和加热装置存在缺陷。
发明内容
因此，本发明的目标是通过提供一个用于传送和加热液体的装置以及构建一个用于供应和/或分配风挡清洗液的系统解决上述的缺陷，通过使加热元件分开从而使每个加热元件周围都发生分配，所述系统能够有效分配加热元件产生的热量。
因此本发明的主题为一种用于传送和加热液体的装置，该装置安装于用于循环液体的器件和构成车辆挡风玻璃雨刷系统的雨刷之间，其包括界定至少一个液体循环管道的壁，所述管道内嵌入有包括至少一个第一电导线和一个第二电导线的加热元件，所述装置包括第一导线和第二导线共有的且至少在所述导线之间延伸的间隔器件。
根据本发明的第一特征，间隔器件限定导线之间的确定的距离，以促进导线产生的热量的消散。
根据本发明的一个变型，所述装置包括通过所述壁与第二管道分开的第一管道，所述导热元件在第一管道和第二管道之间延伸。管道之间的区域延伸成为包括在第一轴线和第二轴线之间的空间，第一轴线与第一管道和第二管道相切，第二轴线在与第一轴线的切点直径相对的点处与第一管道和第二管道相切，第一轴线和第二轴线平行于通过第一和第二管道中心的直线。
根据本发明的另一个特征，第一管道和第二管道每一个都具有管道中心，第一直线通过所述管道中心，第一导线和第二导线每一个都具有导线中心，第二直线通过所述导线中心，第二直线与第一直线成直角。因此，可以理解的是，第一直线和第二直线形成交叉。这样的设计使减少所述传送和加热装置的宽度成为可能，该宽度与平行于第一直线的方向对应。
根据本发明的另一个变型，第一管道和第二管道每一个都具有管道中心，第一直线通过所述管道中心，第一导线和第二导线每一个都具有导线中心，第二直线通过所述导线中心，第二直线与第一直线平行。这样的解决方案使得形成与第二管道-第二导线对分开的第一管道-第一导线对成为可能。
在该变型中，第二直线可与第一直线重合。因此，第一管道、第一导线、第二导线和第二管道在同一轴线上对准。
可以看出，管道的内表面包括与所述内表面的第二部分的形式不同的第一部分，第一部分被布置为使得在加热元件和能在所述管道里循环的液体之间的热传递最大化。换句话说，从截面上看，管道的形式是相对于导线进行组织的，以使得这些导线与第一和第二管道分开的距离最小化。
在本发明的这种变型中，第一部分是直的，而第二部分是弯曲的。因此，管道的内表面的截面形成“D”形，且该直的部分直接面向加热元件布置。
直线形的第一部分沿平行于第二直线的第三直线延伸，所述第二直线通过第一导线中心和第二导线中心。
根据本发明的另一个变型，第一部分以凸面方式弯曲，而第二部分也以凸面方式弯曲。因此，第一部分沿着导线的环形轮廓延伸，这使得流体能够在至少等于60°的角扇形部处交换，该部分起始于相关导线的中心。
有优势地，在导线和所述内表面的第一部分之间延伸的壁具有恒定的厚度。液体的热量传递在导线的较大的角扇形部处变得一致。
同样有优势地，装置包括至少两个管道和至少两个加热元件，每个加热元件包括两个通过间隔器件彼此间隔开的导线，其中在两个加热元件之间设置有壁的可分割的区域。布置这种可分割的区域以使得将包括第一管道和第一加热元件的第一对与包括第二管道和第二加热元件的第二对分开变得容易。
所述可分割的区域由位于两个加热元件之间的壁的狭长部分形成。
优选地，间隔器件与第一导线和第二导线接触，这避免导线相对间隔器件滑动，并因而避免对所述导线的损坏。
根据本发明的主要优点在于提高了风挡清洗液供应系统加热功能的效率。
另一个优点在于减少运行加热功能所需的耗电量的可能性。
附图说明
在阅读作为关于附图说明的以下内容的基础上，本发明的其他特征、细节和优点将变得更加清楚明显，其中：
图1是用于供应和/或分配液体的系统和雨刷设备的全视图，所述雨刷设备包括至少一个根据本发明的液体传送和加热装置；
图2是根据本发明的传送和加热装置的截面图；
图3是根据本发明的传送和加热装置的第一变型的截面图；
图4是根据本发明的传送和加热装置的第二变型的截面图；
图5是根据本发明的传送和加热装置的第三变型的截面图。
具体实施方式
图1示出了机动车辆挡风玻璃1，其通过雨刷设备2擦拭。所述雨刷装置包括第一臂部3和第二臂部4，例如，每个臂部都联接到旋转轴线5。这两个臂部通过联合(combined)的往复运动或相反的往复运动在挡风玻璃1上移位。
雨刷6位于第一臂部3和第二臂部4的与轴线5相对的端部处，其功能为刮擦挡风玻璃，以将存在于其上的水向后推，使其进入挡风玻璃上不阻碍视线的区域内。这些雨刷6通过可移除的连接器联接到每个臂部，所述连接器允许当雨刷磨损时对雨刷进行更换。
例如，每个雨刷包括用于喷射液体、特别是风挡清洗液的两个分配器。这些分配器沿着与雨刷6的纵轴线相同的轴线纵向地延伸。这些分配器布置在雨刷的任一侧，在其纵向轴线上，以当雨刷沿箭头7示出的第一移位方向移位或沿箭头8示出的第二移位方向移位时，在雨刷前面喷射风挡清洗液。
图1还示出了车辆装配的用于供应和/或分配风挡清洗液的系统9。对于喷射该液体的分配器，必要的是具有风挡清洗液的存储器、用于在所述存储器和分配器之间传送液体的器件，和用于使液体从存储器循环至分配器的器件。
用于供应和/或分配的系统9尤其包括：
-液体保持储存箱11，
-使液体在供应和/或分配系统内循环的器件12，该器件尤其可以是泵，
-至少一个将泵联接到液体传送和加热装置10的液压联结器13，
-联结装置14，其安装在联接到泵的液体传送和加热装置10和联接到雨刷6的另一个液体传送和加热装置10之间，
-支座16，适用于机械地组装联结装置14和一个或多个电连接器，所述电连接器为嵌入上述液体传送和加热装置10中的加热元件和并入雨刷中的加热元件供电，
-至少安装在液体传送和加热装置10和雨刷6之间的液压连接器17。
位于联结装置14和雨刷6之间的液体传送加热装置10在下文中将称作第一液体传送和加热装置15，其大部分位于车辆外面并沿着至少一个擦窗臂部。
对于位于循环器件12和联结装置14之间的液体传送和加热装置10来说，其被称作第二液体传送和加热装置18，后者特别地在车舱内延伸，尤其在发动机舱内延伸。
所述特征适用于一个或另一个液体传送和加热装置，说明书将使用附图标记为10的电和液压联接装置的通用术语。
本发明涵盖第一液体传送和加热装置15的结构与第二液体传送和加热装置18的结构相同的情况，也涵盖第一液体传送和加热装置15根据本发明的一个变型生产而第二液体加热和传送装置18根据本发明的另一个变型(与第一液体传送和加热装置15实施的不同)制成的情况。
对于这两个液体加热和传送装置，例如，其是柔性的界定了至少一个液体循环管道的管子。形成该管子的材料可以是EPDM、弹性体或橡胶。
在图1的例子中，第一和第二液体传送和加热装置每一个包括两个管道19和20，液体可在所述管道19和20内循环。液体传送和加热装置10还包括加热元件(图1中未示出)，所述加热元件通过嵌入到形成液体传送和加热装置的材料中而沿所述管道设置。这种加热元件可以是采用第一电导线和第二电导线形式的有电阻的元件，当电流通过所述加热元件时，其释放热量。
因此，可理解的是，该加热元件形成热源，液体传送和加热装置10从所述热源吸收能量并消散到周围空间，也就是说，消散在包含液体的管道中。
图2示出了液体传送和加热装置10的细节。所述液体传送和加热装置10包括将第一管道22从第二管道23界定出来的壁21。壁21还相对于环绕液体传送和加热装置10的环境界定了第一管道22和第二管道23。换句话说，所述管道以紧密密封的方式形成于壁中，以传送风挡清洗液。
根据图2的实例，可以注意到，第一管道22和第二管道23的截面是圆的，这些管道的内直径例如为3mm至5mm，3.5mm或3.9mm的值特别适宜遵循机动车辆雨刷系统施加的体积约束(constraint of bulk)。上述给出的尺寸值可以明显地转换为本说明书所述的任一变型。
加热元件24包括与第二电导线26并列的第一电导线25。例如，其是由铜或铝合金制成的电缆，其尺寸设置为当电压为9至16伏和强度为1.5至10安培的电流通过时释放热量。有优势地，该电缆可以被每个导线专用的套管覆盖，该套管与下述的间隔器件不同。
加热元件24包括两条在液体传送和加热装置的一端或另一端彼此接触的导线25和26，特别地形成环路。换句话说，第一导线25和第二导线26形成在液体传送和加热装置10内分开的同一个电线。
加热元件24嵌入壁21。例如，术语“嵌入”被理解为意味着形成壁21的材料完全包围加热元件24，其外围全部与所述壁接触。
加热元件24相对于第一和第二管道22和23的位置是特别的。该加热元件24通常布置在第一管道22和第二管道23之间，也就是说，在通过第一管道22的中心27的第一轴线和通过第二管道23的中心28的第二轴线之间。
根据一个变型，通过第一管道22的中心27和第二管道23的中心28的第一直线29与通过第一导线25的中心和第二导线26的中心的第二直线30成直角。因此保证了第一直线29上测量的体积(bulk)是最优化的。尽管直角布置为第一管道和第二管道之间的热量分布的平衡提供了优势，但本发明也涵盖第二直线30相对于第一直线29形成0至90度的角的情况。
液体传送和加热装置10也包括间隔器件31。后者为第一导线25和第二导线26所共用，其布置在所述两导线之间并与两导线接触。这种定义也理解为围绕每个导线外围的间隔器件，因而形成围绕导线或围绕保护导线的套管(当为导线设置了套管时)的壳体。在该情况下，围绕导线25和26的间隔器件31的远端部分32和33和间隔器件31的中心部分43形成一个单独且独特的部分。
间隔器件31在所述导线之间延伸。因此其安装在第一导线25的中心和第二导线26的中心之间并在第二直线30上对齐。间隔器件31在第一导线25和第二导线26之间产生一间隙，或称之为距离，其使得每根导线能够在较大的角扇形部上散热。因此避免任何热点的出现，因为间隔器件31设置了确定的距离，以最大化第一管道22和/或第二管道23的热量消散的同时最小化第二直线30的轴线内的温度上升。
根据一个示例性实施例，间隔器件由柔性材料制成，硅树脂或聚四氟乙烯(PTFE)尤其适合该应用，因为在挤出液体传送和加热装置10时它们具有有用的低粘附力。
图3示出了本发明的第一变型。其接下来有与图2的液体传送和加热装置不同的技术描述，将对后者标注附图标记以确定相同的元件如何实施。
不同之处在于第一管道22和第二管道23的轮廓。一个和/或另一个管道的内表面34包括第一部分35，其形式与所述内表面的第二部分36不同。因此，第一部分35以45°至90°的角扇形部37延伸，该部分的起点为相关管道的中心27和28。第二部分36以与第一角扇形部37互补的角扇形部38延伸。
布置第一部分35以最大化加热元件24和液体之间的热传递是重要的，所述液体可以在第一管道22和/或第二管道23内循环。该最大化通过减少位于加热元件和相关管道之间的壁21的厚度来实现。
由于间隔器件倾向于提高加热元件24在第二直线30上测量的高度，因此调节管道的轮廓，从而第一部分35在一个高度(至少等于加热元件的高度)上面向该加热元件，壁21的厚度在至少大于加热元件的导线直径的高度上保持恒定。壁的厚度21随着将在第一部分35的位置处的内壁与直线部分分开的距离的增加而增加，该直线部分与第一导线25和第二线26在同一侧相切。
根据一个示例性实施例，这些管道的部分通常构成“D”形。换句话说，第一部分35是直的，而第二部分36是弯曲的，且特别地包括一系列具有不同半径的曲线。在该情况下，直的第一部分35沿第三直线39延伸，所述第三直线39平行于通过第一导线25中心和第二导线26中心的第二直线30。
显然地，第一部分35邻近加热元件，因此第一部分35被插入第二部分36和第一直线29上的加热元件之间。
图4示出了本发明的第二变型。接下来有与图2或图3的液体传送和加热装置不同的技术描述，将对后者标注附图标记以确定相同的元件如何实施。
不同之处一方面在于第一管道22和/或第二管道23的截面的形式，另一方面在于加热元件24相对于第一和第二管道22和23的取向。
对于前述变型，第一管道22和第二管道23每一个具有分别标注为27和28的管道中心，第一直线29通过所述中心。另一方面，加热元件24布置为使得，通过第一导线25的中心和第二导线26的中心的第二直线30平行于第一直线。
在图4的实例中，第二直线30与第一直线29重合，但是本发明还涵盖加热元件横向偏置从而第一直线29与第二直线30分开非零的距离的情况。
关于管道的形式，应注意到，管道22或23的第一部分35遵循相关的导线25或26的曲线轮廓。第一部分35进而具有曲线截面，从第一管道22的中心27或第二管道23的中心28看，所述曲线截面具有凸表面。从相同的视角看去，第二部分36具有凹表面。特别地，其由弯曲部分和直线部分组合形成，以形成当液体在第一管道22和第二管道23内循环时遵循的容积。
在上述构造中，有优势地，管道的壁21具有恒定的厚度，所述管道的壁21在导线25或26之间延伸，更具体地，在间隔器件31、形成内壁34一部分的第一部分35之间延伸。因此减小了导线与管道内循环的液体分开的距离，这使得保证更有效地加热成为可能。
尽管适用于图2-4的变型，图5的变型更特别地展示了图1中附图标记为18的第二传送和加热装置，因为后者联接到液体循环装置，尤其是泵。
这种泵具有布置在该泵的本体的任一侧的两个出口。这些出口彼此有一定距离，且不允许上述的传送和加热装置直接联接。因而，将第一管道22在传送和加热装置上相对于第二管道23隔开确定的距离是必要的，以将管道中的每一个联接到泵的出口。根据该变型使用的管道22、23可以是如图2所示的圆形截面或如图3或图4所示的优化截面。
该装置还包括至少一个第一加热元件24和一个区别于第一加热元件但结构类似的第二加热元件40。每个加热元件包括通过间隔器件31彼此分开的第一导线25和第二导线26。
根据第三变型的传送和加热装置18包括壁21的可分割的区域41，其在第一加热元件24和第二加热元件40之间延伸。实践中，这样的可分割的区域通过壁21的变窄部分42实施，该变窄的部分具有在平行于第二直线30的方向上测量为1至4mm的厚度。
该可分割的区域41可以在传送和加热装置18的整个长度上形成，但是优选地仅在其端部处形成。可以将传送和加热装置18分割为两部分、成为由围绕第一管道22和第一加热装置24的壁21形成的第一对、和由围绕第二管道23和第二加热装置40的壁21形成的第二对。
显然地，上述限定的可分割的区域还适用于如图2-图4示出和详细描述的任一变型。

Claims (15)

1.一种用于传送和加热液体的装置(10，15，18)，其安装在用于循环所述液体的器件(12)和构成车辆窗户雨刷系统(2)的雨刷(6)之间，其包括界定至少一个液体循环管道(22，23)的壁(21)，加热元件(24，40)嵌入所述壁中，所述加热元件(24，40)包括至少一个第一电导线(25)和一个第二电导线(26)，其中，设置第一导线(25)和第二导线(26)共有的且至少在所述导线(25，26)之间延伸的间隔器件(31)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，间隔器件(31)限定导线(25，26)之间的确定的距离，以促进导线(25，26)产生的热量的消散。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，设置有通过壁(21)与第二管道(23)分开的第一管道(22)，加热元件(24)在第一管道(22)和第二管道(23)之间延伸。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，第一管道(22)和第二管道(23)每一个具有管道中心(27，28)，第一直线(29)通过所述管道中心，第一导线(25)和第二导线(26)每一个具有导线中心，第二直线(30)通过所述导线中心，第二直线(30)与第一直线(29)成直角。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，第一管道(22)和第二管道(23)每一个具有管道中心(27，28)，第一直线(29)通过所述管道中心，第一导线(25)和第二导线(26)每一个具有导线中心，第二直线(30)通过所述导线中心，第二直线(30)与第一直线(29)平行。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，第二直线(30)与第一直线(29)重合。
7.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，管道(22，23)的内表面(34)包括与所述内表面(34)的第二部分(36)的形式不同的第一部分(35)，第一部分(35)被布置为使加热元件(24)和能够在管道(22，23)里循环的液体之间的热量传递最大化。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，第一部分(35)是直的，而第二部分(36)是弯曲的。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，直的第一部分(35)沿第三直线(39)延伸，所述第三直线(39)平行于通过第一导线(25)中心和第二导线(26)中心的第二直线(30)。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，第一部分(35)以凸的方式弯曲，而第二部分(36)以凹的方式弯曲。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的装置，其中，在导线(25，26)和内表面(34)的第一部分(35)之间延伸的管道(22，23)的壁(21)具有恒定的厚度。
12.根据前述任一权利要求所述的装置，包括至少两个管道(22，23)和至少两个加热元件(24，40)，每个加热元件(24，40)包括两个通过间隔器件(31)彼此间隔开的导线(25，26)，其中设置有壁(21)的可分割的区域(41)，其布置在两个加热元件(24，40)之间。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，可分割的区域(41)是通过壁(21)的变窄部分(42)形成的。
14.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，间隔器件(31)与第一导线(25)和第二导线(26)接触。
15.一种用于供应和/或分配将要喷射到车辆窗户上的风挡清洗液的系统(9)，包括至少一个储液箱(11)，一个液体循环器件(12)，一个用于喷射所述液体的器件，和一个根据前述任一权利要求所述的用于传送和加热所述液体的装置(10，15，18)。
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