CN107215312A - 车辆风挡擦拭器发热元件 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆特别地机动车辆的风挡擦拭器加热元件，包括电加热导体电路(120)和该电路的支撑件(118)，该电路包括至少一个环路(122)，其端部被连接到电源端子(126，128)，其特征在于，所述至少一个环路包括至少一个可熔化部分(F1，F2)，其中该环路的导体的区段和/或材料不同于该环路的其余部分的导体的那个或那些。

Description

车辆风挡擦拭器发热元件

技术领域

本发明涉及一种用于车辆特别地机动车辆的风挡擦拭器发热元件，以及包括该元件的车辆风挡擦拭器。

背景技术

已知加热机动车辆风挡擦拭器，特别地在冬天对它进行除冰。如果擦拭器包括用于风挡洗涤液的分布的内部通道，加热所述擦拭器还可以使得在液体喷洒在车辆的风挡上之前加热该液体，其促进给风挡除冰并且因此能够避免使用手动刮冰器。

“平坦擦拭器”类型的风挡擦拭器典型地包括承载刮片的纵向主体，其通常由橡胶制成，用来摩擦车辆的风挡以将水排出到驾驶员的视野之外。擦拭器进一步包括至少一个纵向脊部，其给予刮片一曲率，以便有助于施加刮片到所述风挡。擦拭器由臂承载，该臂由电动机以来回角运动的方式驱动。连接所述擦拭器到所述臂的设备通常包括紧固到主体的收集器和铰接到主体并被固定到所述臂的一端的适配器。

在现有技术的状态下，用于加热风挡擦拭器的设备通常包括加热导电体。

早已经提出给擦拭器的脊部配备采用膜形式的加热设备，该膜被施加到并粘附到脊部上并且包括加热电导体电路或轨道。在当前技术状态下，电路的导体形成环路，其端部被连接到电源端子。

对于顶配车辆，风挡擦拭器加热功能通常直接由车辆的电子设备和电路控制和保护。这需要在设计车辆的电气构架的上游侧上的特定集成，因此产生一定成本。

对于中档或低档车辆，一些客户不希望改变它们的构架并需要将保护直接集成到加热擦拭器中以便在功能的降级模式下(例如，不正确的信息，外部温度传感器或车辆速度传感器的故障)不影响车辆的其他功能。

加热功能通常地在+5℃的外部温度以下被触发以确保擦拭器的整体除冰，无论是指分布通道，用于连接所述擦拭器到臂的设备，或者甚至与风挡接触的刮片。在降级模式(例如，如果车辆外部温度或速度传感器故障-例如如果车辆停止但是传感器指示车辆在运动)下，效果会是永久加热擦拭器超过+5℃，可能地在夏季环境温度超过+30℃，具有导致过热点、短路、擦拭器的物理损坏以及在最坏情况下着火的潜在危险。

发明内容

本发明提出了一种针对现有技术的该问题的简单、有效和经济的解决方案。

本发明提出了一种用于车辆特别地机动车辆的风挡擦拭器加热元件，包括电加热导体电路和该电路的支撑件，该电路包括至少一个环路，其端部被连接到电源端子，其特征在于，所述至少一个环路包括至少一个可熔化部分，其中所述环路的导体的区段和/或材料不同于环路的其余部分的导体的区段和/或材料。

为了保护车辆的电气和电子电路，防止擦拭器的损坏以及因此擦拭功能的损坏，其对客户是至关重要的，本发明提出将可熔化功能集成到擦拭器的加热元件中使得可以避免以上风险。如果加热元件的可熔化功能被激活，擦拭器失去它的保持可选择的加热功能，并保留它的擦拭功能，其是法定要求。该损失的功能可以是暂时的或永久的。

所述解决方案的优点是它的紧凑性和集成容易性，与其他热保护解决方案相比，特别地可逆的那些，例如使用双金属带等，其会需要复杂的操作例如，铜焊。

根据本发明的一个实施例，该可熔化功能是通过改变特别地减小导体的区段(例如加热轨道)得以产生的。导体的区段的限制建立了对过热更敏感并用来失效(cede)的可熔部分，这使得擦拭器的加热功能不起作用。

在一变型中，可熔化功能通过不同于环路的其余部分的材料制成，其通常是金属或金属合金。本发明的各个实施例和变型当然可以组合。

根据本发明的加热元件可分离地或组合地具有以下特征中的一个或更多个：

-所述至少一个可熔化部分具有诸如宽度和/或厚度的至少一个横向尺寸，该横向尺寸不同于环路的其余部分的导体的横向尺寸，

-所述至少一个可熔化部分由一材料制成，该材料预期如果经受预定温度则熔融，

-所述至少一个可熔化部分由一材料制成，该材料的电阻作为材料经受的温度的函数变化特别地增加；它的电阻可随着温度升高而增加，

-所述环路的至少所述其余部分是由金属例如铜、铜镍合金、黄铜(CuZn)或铝等，制成的，

-所述支撑件具有伸长的形状和基本上平面的纵向表面，所述端子位于所述表面上并且距离所述支撑件的纵向端一定距离，

-所述端子位于支撑件的基本上中间区域中，该中间区域在支撑件的长度的30到70％上延伸，支撑件的长度是例如从支撑件的纵向端之一测量的，

-加热元件包括从所述端子朝向支撑件的纵向端之一延伸的第一环路和从所述端子朝向支撑件的相反端延伸的第二环路；替代地，其可以是仅一个环路，

-至少一个环路具有U或W的大体形状，

-至少一个环路包括波状部，以及

-支撑件是用于给予风挡擦拭器一曲率的脊部。

本发明同时涉及一种用于车辆特别地机动车辆的风挡擦拭器，包括如上所述的加热元件。加热元件优选地形成用于给予一曲率的脊部。

擦拭器可包括连接到擦拭器的驱动臂的连接设备。这些连接设备可包括电连接到加热元件电路的端子的电连接设备。

附图说明

在阅读以下通过非限制性示例给出的描述并参照附图，本发明将被更好地理解以及本发明的其他细节、特征和优点将变得是显而易见的，在附图中：

图1是机动车辆风挡擦拭器的分解透视图；

图2是示出根据本发明的加热元件的示意图；以及

图3是示出根据本发明的加热元件的变型实施例的示意图。

具体实施方式

应当注意到，这些附图针对实施本发明的要求详细地示出了本发明，如果需要的话，所述附图当然可用于更好地限定本发明。

在下面的描述中，术语纵向和侧向指的是根据本发明的风挡擦拭器的取向。纵向方向对应于擦拭器的该擦拭器沿着其延伸的主轴线，以及侧向取向对应于共点直线段，也就是说，与纵向方向交叉的直线段，特别地垂直于擦拭器在它的旋转平面中的纵轴的直线段。对于纵向方向，术语顶部或顶部指的是擦拭器被固定到擦拭器支撑臂的点，术语内部对应于其中臂和一半擦拭器延伸的部分。

图1示出了机动车辆风挡擦拭器10和驱动该擦拭器10的臂12，臂12被部分地示出并旨在由电动机驱动以使得擦拭器执行来回角运动，使得可以将水和覆盖风挡的可能其他不期望的元素排出。

在此，擦拭器10包括纵向主体14，通常由橡胶制成的刮片16，以及至少一个脊部18，该脊部给予刮片16一曲率以便改进所述刮片到所述风挡的施加。

擦拭器10的主体14包括用来改进擦拭器的操作的上扰流器20，该扰流器20的目的是要增加擦拭器在风挡上的压力以及因此改进所述系统的空气动力性能。

擦拭器10进一步包括用于附连刮片16和脊部18到所述主体的端部件或夹子22，这些夹子22位于主体14的每个纵向端部处。

在此，擦拭器的主体14被制造成两个独立部分，该两个独立部分基本上端对端地设置并通过中间连接器24被连接到彼此。

为了将它安装在臂12上，擦拭器10包括安装在连接器24上并允许擦拭器10关于臂12的铰接的适配器26。擦拭器10关于臂12的铰接是根据围绕垂直于擦拭器10的纵向轴线的旋转轴线Y的旋转运动的铰接。实际上，为了允许擦拭器10沿着风挡的曲率，擦拭器10必须相对于臂12以及更具体地说相对于臂12的端部部分28具有至少一个旋转自由度。

本发明特别地涉及包括加热元件类型的风挡擦拭器，所述加热元件包括加热电导体电路或轨道和用于该电路的支撑件。

根据本发明的一个实施例，支撑件是风挡擦拭器的脊部。典型的脊部是由金属制成并且具有伸长的形状。脊部通常具有基本上矩形形状的区段并且分别在顶部和底部处包括两个基本上平行的平面表面。

图2和3示出本发明的两个变型实施例。这些附图中的每个示出了脊部118，218，该脊部的前述平面表面之一由加热电导体电路120，220覆盖。

导体通常由不锈钢或基于铜、镍、铝等的合金(铜镍合金，黄铜等)制成。

在示出的示例中，每个电路120，220包括两个环路122，124(图2)，222，224(图3)和用于为这些环路供电的两个端子126，128(图2)，226，228(图3)。为此，每个环路122，124，222，224的两个端部被连接到相应的两个端子126，128，226，228。更确切地说，正极端子126，226被连接到每个环路122，124，222，224的第一端部以及负极端子128，228被连接到每个环路的相反端。

替代地，每个电路可包括单个环路。在该情况下，正极端子被连接到延伸远至加热电路的一端的环路然后回到另一端和到负极端子。在前述的加热电路具有两个并联环路的情况下，存在底部环路和顶部环路且每个环路被连接到正极端子和负极端子。

如图2和3中示出的，脊部118，218具有长度L以及端子126，128，226，228被定位为距离脊部的纵向端部一定距离并且在它的基本上中间区域Z中。在此，这些端子位于如从脊部的一个纵向端部测量的在脊部的长度的大约50到60％(因此，如从脊部的相反端测量的大约40到50％)内延伸的区域Z中。

该区域Z可对应于风挡擦拭器连接器的脊部118，218上的位置。实际上，连接器可包括用来在安装位置接触到脊部的电路的端子126，128，226，228的电连接设备。替代地，连接器可定中心在脊部上，端子和所述连接设备之间的电连接偏离中心(例如，出于整个尺寸的原因)。

环路122，222在端子和所述纵向部分的自由端之间在脊部118，228的长度L1的第一纵向部分上延伸。环路124，224在端子和所述纵向部分的自由端之间在脊部118，228的长度L2的第二纵向部分上延伸。

在此，环路122，124和224具有W形状并且包括沿着和平行于脊部的相应纵向边缘的两个直线d1，这些直线d1具有连接到相应端子126，128，226，228的第一端，以及相反端d2，该相反端是弯曲的并且连接到在前述的直线d1之间延伸的两个直线d3的相应第一端。直线d3的相反端d4被连接在一起并且形成基本上U形的形状。

在图3中注意到，环路222具有不同形状并包括波状部。更确切地说，环路222包括沿着脊部的一个纵向边缘的第一波状线e1以及其一端被连接到端子226，该线e1的相反端e2是弯曲的并且沿着脊部的另一纵向边缘被连接到另一波状线e3的相应第一端，以及其相反端被连接到端子228。

替代地，导体的环路可包括彼此串联连接的多个直的平行线。每个环路例如可以是WWW的，包括多个连续W形状部分。

脊部118，218的环路可以是不同的并且构造为以使得在脊部的两个纵向部分消耗的功率是不同的。

至少一个环路122，124，222，224以及优选地它们中所有的包括至少一个可熔化部分F1，F2，F3，其中环路的导体的区段和/或材料不同于该环路的其余导体的那个或那些。

在图2中，每个环路122，124包括具有比所述环路的其他部分小的横截面的至少一个可熔化部分F1，F2。环路122的该可熔化部分F1每个都具有小于所述环路122的其余部分的宽度的宽度(在脊部的平面中测量的)。环路124的可熔化部分F2具有小于环路124的其余部分的厚度的厚度(不可见的-在垂直于脊部的平面的平面中测量的)。

加热元件的加热效应可由连接到车辆的温度传感器或车辆的速度传感器的脉宽调制(PWM)电子电路控制。如果传感器产生错误信息(车辆在停止时明显以150km/h运动，夏天外部温度低于零度等)，PWM电路可激活不适当的电压(例如，16V而不是当车辆停止时的低电压)，其会导致温度非常大的增加。

已知的是，电导体的电阻由下式给出：R＝ρ.L/S(其中ρ是电阻率，L是长度，S是截面)，并且由焦耳效应消耗的功率由公式P＝R.l²给出。因此，该耗散功率可以由P＝ρ.L/S.l²表示。因此，清楚的是，减小导体的截面导致耗散功率的增加。可熔化部分F1，F2中的导体的减小部分被确定以使得在擦拭器过热的情况下，由于施加上述电压，该可熔化部分断开。

这里，可熔化功能是“电”型的，因为保险丝直接集成到加热元件(电阻电路)中。目的是通过由过电流引起的温度升高的效应来熔化局部部分F1，F2。电可熔化功能是不可逆的，因为可熔化部分熔化并因此断开电路并切断电流流动。

一个或多个功能F1，F2可以位于相应环路的纵向端。环路122在其每个纵向端处和因此在脊部118的自由端的水平处以及在连接端子126,128的水平处包括可熔化功能F1。环路124包括在脊部118的自由端处的可熔化功能F2。

替代地，保险丝F1，F2和F3可以在脊部的端部以外的地方。

在图3中，环路222包括至少一个可熔化部分F3，其材料不同于环路的其余部分的材料。

根据一个实施例，如果该材料经受预定温度，例如在擦拭器过热的情况下，则该材料用来熔融。如在上述情况下，在这种情况下，保险丝F3是不可逆的。

在所示的示例中，环路222包括在脊部218的自由端处的可熔化功能F3。

Claims (14)

1.一种用于车辆特别地机动车辆的风挡擦拭器加热元件，包括电加热导体电路(120，220)和该电路的支撑件(118，218)，该电路包括至少一个环路(122，222)，该环路的端部被连接到电源端子(126，128，226，228)，其特征在于，所述至少一个环路包括至少一个可熔化部分(F1，F2，F3)，在该可熔化部分中，所述环路的导体的区段和/或材料不同于所述环路的其余部分的导体的区段和/或材料。

2.根据权利要求1所述的加热元件，其特征在于，所述至少一个可熔化部分(F1，F2)具有诸如宽度和/或厚度的至少一个横向尺寸，该横向尺寸不同于所述环路的其余部分的导体的横向尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的加热元件，其特征在于，所述至少一个可熔化部分(F3)由一材料制成，该材料预期如果经受预定温度则熔融。

4.根据权利要求1或2所述的加热元件，其特征在于，所述至少一个可熔化部分(F3)由一材料制成，该材料的电阻作为该材料经受的温度的函数而变化。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件，其特征在于，所述环路的至少所述其余部分是由诸如铜、铜镍合金、黄铜或铝的金属制成的。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件，其特征在于，所述支撑件(118，218)具有伸长的形状和基本上平面的纵向表面，所述端子(126，128，226，228)位于该表面上并且距离所述支撑件的纵向端一定距离。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件，其特征在于，所述端子(126，128，226，228)位于支撑件的基本上中间区域(Z)中，该中间区域在支撑件的长度的30到70％上延伸，支撑件的长度是例如从支撑件的纵向端之一测量的。

8.根据权利要求6或7所述的加热元件，其特征在于，它包括从所述端子(126，128，226，228)朝向所述支撑件(118，218)的纵向端之一延伸的第一环路(122，222)以及从所述端子朝向所述支撑件的相反端延伸的第二环路(124，224)。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件，其特征在于，至少一个环路(122，124，222，224)具有U或W的大体形状。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件，其特征在于，至少一个环路(122，124，222，224)包括波状部。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件，其特征在于，所述支撑件是风挡擦拭器的脊部(118，218)。

12.一种用于车辆特别地机动车辆的风挡擦拭器，包括根据前述权利要求中的任一项所述的加热元件。

13.根据权利要求12所述的风挡擦拭器，其特征在于，所述加热元件形成用于给予一曲率的脊部(118，218)。

14.根据权利要求12或13所述的风挡擦拭器，其特征在于，它包括连接到擦拭器的驱动臂的连接设备，所述连接设备包括用于电连接到所述加热元件的电路(120，220)的端子(126，128，226，228)的电连接设备。