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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger, aus dem Stand der Technik bekannter Scheibenwischermotor weist beispielsweise Kühlrippen an seinem Gehäuse auf, die der Kühlung des Scheibenwischermotors beim Betrieb dienen. Wenn der Scheibenwischermotor in einem Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist, in dem relativ hohe Temperaturen herrschen bzw. keine Luftzirkulation stattfindet, kann die Kühlung eines derartigen Scheibenwischermotors insbesondere bei längerem Einsatz kritisch sein. Verstärkt wird die Problematik durch den zunehmenden Einsatz von bürstenlosen Elektromotoren bei Scheibenwischermotoren, die bauartbedingt eine kompaktere Ausführung im Vergleich zu bürstenbehafteten Motoren gleicher Leistung ermöglichen, jedoch durch die kompaktere Bauform beispielsweise eine geringe Wärmeabstrahlfläche bei einer Luftkühlung zur Verfügung stellen. Auch stellt der zunehmende Einsatz von wärmeerzeugenden elektronischen Bauteilen, die bei bürstenlosen Elektromotoren der elektronischen Kommutierung dienen, erhöhte Anforderungen an die Kühlung und erfordert beispielsweise eine gezielte Wärmeabfuhr.
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Weiterhin ist es bekannt, dass die Reinigungswirkung eines Reinigungsfluids, das zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe verwendet wird, mit zunehmender Temperatur verbessert wird. Ein erwärmtes Reinigungsfluid ist darüber hinaus auch deshalb von Vorteil, weil beispielsweise bei kühlen Außentemperaturen dadurch gegebenenfalls ohne zusätzliche Heizeinrichtungen ein Vereisen bzw. Einfrieren einer Scheibenwaschanlage verhindert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine besonders effektive Kühlung des Scheibenwischermotors ermöglicht wird. Hierzu ist es vorgesehen, dass der Scheibenwischermotor dazu ausgebildet ist, als Kühlmedium eine Flüssigkeit zu verwenden, wobei das Kühlmedium mittels einer Pumpe dem Scheibenwischermotor zumindest mittelbar zuführbar ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass anstelle von Luft zur Kühlung des Scheibenwischermotors eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser als Kühlmedium verwendet wird. Dadurch, dass das Kühlmedium mittels einer Pumpe dem Scheibenwischermotor zugefördert wird, kann dieses beispielsweise eine relativ geringe Temperatur aufweisen, wenn ein Vorratsbehälter für das Kühlmedium in einem entsprechenden Bereich angeordnet ist. Weiterhin weist eine Flüssigkeit als Kühlmedium eine höhere Wärmespeicherkapazität als Luft auf, so dass auch mit relativ wenig Kühlmedium im Vergleich zur Luft eine effektive Kühlwirkung erzielbar ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Wie oben erläutert ist es bekannt, dass die Verwendung von erwärmtem Reinigungsfluid zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe bzw. einer Verbrauchsstelle vorteilhaft ist. Daher sieht es eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Scheibenwischermotors vor, dass die Pumpe (die den Scheibenwischermotor mit dem Kühlmedium versorgt) mit einem Vorratsbehälter für ein Reinigungsfluid zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe verbunden ist, und dass eine Rücklaufleitung vorgesehen ist, über die das Reinigungsfluid nach dem Durchströmen des Scheibenwischermotors in den Vorratsbehälter rückförderbar ist. Eine derartige Ausgestaltung des Scheibenwischermotors bewirkt, dass das aus dem Vorratsbehälter mittels der Pumpe dem Scheibenwischermotor zugeförderte Reinigungsfluid beim Kühlen des Scheibenwischermotors erwärmt wird und über die Rücklaufleitung wieder in den Vorratsbehälter gelangt. Eine derartige Ausgestaltung bewirkt somit, dass bei einem Betrieb des Scheibenwischermotors, bei dem keine Waschfunktion durchgeführt wird, das Reinigungsfluid durch den Scheibenwischermotor thermisch erwärmt wird, so dass bei einem ggf. nachfolgenden Reinigungsvorgang das aus dem Vorratsbehälter stammende Reinigungsfluid eine erhöhte Temperatur mit den damit verbundenen vorteilhaften Auswirkungen aufweist.
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Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn in einer Zuführleitung zu einer Verbrauchsstelle (Scheibenwischer) eine Ventileinrichtung vorgesehen ist, über die das durch den Scheibenwischermotor erwärmte Reinigungsfluid bzw. Kühlmedium einer Sprüheinrichtung zuführbar ist. Eine derartige Ventileinrichtung bewirkt somit für den Fall, dass eine Wasch- bzw. Reinigungsfunktion erwünscht ist, dass das Reinigungsfluid nicht in den Vorratsbehälter zurückgefördert wird, sondern nach dem Durchströmen des Scheibenwischermotors unmittelbar für die Reinigung beispielsweise der Fahrzeugscheibe zur Verfügung steht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Scheibenwischermotors sieht vor, dass die Pumpe unabhängig von der mit den Scheibenwischern verbundenen Abtriebswelle des Scheibenwischermotors betreibbar ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass eine Kühlung des Scheibenwischermotors auch während Stillstandsphasen des Scheibenwischermotors möglich ist. Eine derartige Kühlung kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn der Scheibenwischermotor über einen längeren Zeitraum betrieben wurde und sich somit stark erwärmt hat. Dann ist es von Vorteil, die Pumpe anschließend während eines bestimmten Zeitraums noch zu betreiben, um eine (Nach-)Kühlung des Scheibenwischermotors zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht es eine derartige Ausgestaltung, die Kühlwirkung dem Betrieb des Scheibenwischermotors anzupassen. So ist es beispielsweise gegebenenfalls bei relativ kühlen Außentemperaturen bzw. zu Beginn des Betriebs des Scheibenwischermotors nicht erforderlich, diesen zu kühlen. In diesem Fall wird die Pumpe betriebsabhängig zugeschaltet bzw. angetrieben, so dass eine Minimierung des Energieverbrauchs ermöglicht wird.
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Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des Scheibenwischermotors sind unterschiedliche Ausführungsformen denkbar. In einer ersten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Scheibenwischermotor ein Motorgehäuse aufweist, das als ein von dem Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors separates Bauteil ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung ermöglicht eine optimierte Ausbildung des Motorgehäuses, da dieses unabhängig von dem Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors gefertigt bzw. ausgebildet werden kann.
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In Weiterbildung des zuletzt genannten Vorschlags ist es vorgesehen, dass das Motorgehäuse mit dem Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors verbindbar ist. Dadurch wird eine thermische und mechanische Ankopplung des Motorgehäuses an das Getriebegehäuse ermöglicht, wobei gleichzeitig insgesamt ein besonders kompakter Aufbau erzielbar ist.
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In einer davon alternativen Ausgestaltung weist der Scheibenwischermotor ein Motorgehäuse auf, das monolithisch mit einem Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors verbunden ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Motorgehäuse und das Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors ein und dasselbe Bauteil darstellen, wodurch auch keine Montage bzw. Verbindung des Motorgehäuses mit dem Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors erforderlich ist.
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Um unabhängig von der Drehrichtung des Scheibenwischermotors, der üblicherweise gleichzeitig den Antrieb für die Pumpe ausbildet, stets eine Kühlung des Scheibenwischermotors zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass der Scheibenwischermotor als reversierbarer Scheibenwischermotor ausgebildet ist, und dass die Pumprichtung der Pumpe veränderbar ist.
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Neben der Kühlung des elektromotorischen Antriebs des Scheibenwischermotors kann die erfindungsgemäße Kühlung in vorteilhafter Weise insbesondere auch der Kühlung von elektronischen Komponenten oder Baugruppen des Scheibenwischermotors, die wärmeabgebende elektronische Bauelemente bzw. Bauteile aufweisen, dienen.
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Obwohl es bevorzugt vorgesehen ist, zur Kühlung des Scheibenwischermotors das für das Reinigen einer Fahrzeugscheibe bzw. eines sonstigen Verbrauchers vorgesehene Reinigungsfluid zu verwenden, da dadurch der oben beschriebene Vorteil der Nutzung des erwärmten Reinigungsfluids erzielbar ist, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung von Reinigungsfluid als Kühlmedium beschränkt. Vielmehr kann es in einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Pumpe zur Förderung des Kühlmediums mit einem Kühlflüssigkeitskreislauf des Fahrzeugs verbunden ist. In diesem Fall wird mittels der Pumpe das Kühlmedium aus dem Kühlmittelflüssigkeitskreislauf dem Scheibenwischermotor zugefördert und anschließend wieder in den Kühlmittelkreislauf zurückgefördert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 bis 4 jeweils unterschiedlich ausgestaltete Scheibenwischanlagen mit flüssigkeitsgekühlten Scheibenwischermotoren in vereinfachten Darstellungen,
- 5 eine perspektivische Darstellung eines Scheibenwischermotors mit einem von einem Getriebegehäuse separaten, gekühlten Motorgehäuse und
- 6 eine perspektivische Darstellung eines Scheibenwischermotors, bei dem ein Pumpengehäuse integraler Bestandteil des Getriebegehäuses ist.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine erste Scheibenwischanlage 100 zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe 1 mittels zweier Scheibenwischer 2 dargestellt. Die Scheibenwischanlage 100 umfasst einen Scheibenwischermotor 10, der vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend, einen bürstenlosen Elektromotor hat. Der Scheibenwischermotor 10 weist eine Abtriebswelle 11 auf, die zumindest mittelbar mit den beiden Wischarmen 3 der Scheibenwischer 2 verbunden ist. Der Scheibenwischermotor 10 bzw. der Elektromotor des Scheibenwischermotors 10 kann als reversierbarer Elektromotor ausgebildet sein, oder aber als ein Elektromotor, dessen Abtriebswelle 11 stets in derselben Drehrichtung bewegt wird, so dass die Hin- und Herbewegung der beiden Scheibenwischer 2 über ein entsprechend ausgebildetes Wischgestänge (nicht dargestellt) realisiert wird.
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Ferner sind die beiden Scheibenwischer 2 beispielhaft, und nicht einschränkend, als sogenannte „Aqua-Blades“ ausgebildet, d.h., dass im Bereich der Scheibenwischer 2 im Einzelnen nicht dargestellte Sprüheinrichtungen angeordnet sind, die ein Reinigungsfluid 50, das zumindest Wasser enthält, bei einer Hin- und Herbewegung der Scheibenwischer 2 unmittelbar vor den jeweiligen Scheibenwischer 2 auf die Fahrzeugscheibe 1 sprüht. Hierzu weisen die beiden Scheibenwischer 2 eine Zuführleitung 12 für das Reinigungsfluid 50 zu den Scheibenwischern 2 auf.
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Der Scheibenwischermotor 10 ist als flüssigkeitsgekühlter Scheibenwischermotor 10 ausgebildet und verwendet hierzu das Reinigungsfluid 50 als Kühlmedium. Das Reinigungsfluid 50 ist in einem Vorratsbehälter 15 gespeichert und wird mittels einer von dem Scheibenwischermotor 10 separaten (Förder-) Pumpe 18 als Teil einer Kühleinrichtung über eine lediglich symbolisch dargestellte Versorgungsleitung 16 in den Bereich eines Einlassstutzens 19 des Scheibenwischermotors 10 gefördert. Innerhalb des Scheibenwischermotors 10 durchströmt das Reinigungsfluid 50 über in der 1 nicht dargestellte Kühlmittelkanäle relevante, d.h. zu kühlende Bereiche, beispielsweise den Bereich des Elektromotors oder den Bereich zu kühlender elektronischer Bauelemente. Anschließend gelangt das (erwärmte) Reinigungsfluid 50 im Bereich eines Auslassstutzens 20 aus dem Scheibenwischermotor 10 wieder heraus. Der Auslassstutzen 20 ist unmittelbar mit der Zuführleitung 12 gekoppelt, die das Reinigungsfluid 50 zu den Scheibenwischern 2 fördert.
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Die Scheibenwischanlage 100 bzw. der Scheibenwischermotor 10 zeichnet sich dadurch aus, dass eine Kühlung des Scheibenwischermotors 10 nur bei aktivierter Pumpe 18 bzw. bei einer Versorgung der Scheibenwischer 2 mit dem Reinigungsfluid 50 erfolgt. In diesem Fall gelangt das Reinigungsfluid 50 somit aus dem Vorratsbehälter 15 in den Bereich des Scheibenwischermotors 10, wird dort erwärmt, und gelangt anschließend über die Zuführleitung 12 zu dem Bereich der beiden Scheibenwischer 2.
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Die in der 2 dargestellte Scheibenwischanlage 100a unterscheidet sich von der Scheibenwischanlage 100 dadurch, dass neben dem Auslassstutzen 20, der mit der Zuführleitung 12 verbunden ist, ein zweiter Auslassstutzen 22 vorgesehen ist. Dieser zweite Auslassstutzen 22 ist über ein Ventil 25 ansteuerbar und über eine Rücklaufleitung 26 mit dem Vorratsbehälter 15 verbunden. Die Scheibenwischanlage 100a zeichnet sich dadurch aus, dass in Analogie zur Scheibenwischanlage 100 eine Kühlung des Scheibenwischermotors 10a nur dann erfolgt, wenn die Pumpe 18 in Betrieb ist. Jedoch ist es mittels des Ventils 25 möglich, das Reinigungsfluid 50 nach dem Durchströmen des Scheibenwischermotors 10a über den zweiten Auslassstutzen 22 und die Rücklaufleitung 26 wieder in den Vorratsbehälter 15 zurückzufördern. Das bedeutet, dass eine Kühlung des Scheibenwischermotors 10a (bei aktivierter Pumpe 18) auch dann erfolgen kann, wenn das Reinigungsfluid 50 nicht zur Reinigung der Fahrzeugscheibe 1 verwendet wird.
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In der 3 ist eine dritte Scheibenwischanlage 100b dargestellt, die sich von der Scheibenwischanlage 100a durch die Verwendung eines Scheibenwischermotors 10b unterscheidet, der eine integrierte Pumpe 30 aufweist, die von dem Scheibenwischermotor 10b bei dessen Betrieb mit angetrieben wird. Ansonsten entspricht die Funktionalität der Scheibenwischanlage 100b der Funktionalität der Scheibenwischanlage 100a.
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Die in der 4 dargestellte Scheibenwischanlage 100c weist entsprechend der Scheibenwischanlage 100b ebenfalls einen Scheibenwischermotor 10c mit integrierter Pumpe 30 auf. Im Unterschied zu den vorhergehend beschriebenen Scheibenwischanlagen 100, 100a und 100b kann jedoch das Reinigungsfluid 50 in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung der Scheibenwischer 2 bei beiden Schwenkrichtungen der Scheibenwischer 2 auf die Fahrzeugscheibe 1 gesprüht werden. Hierzu weist die Scheibenwischanlage 100c zwei Zuführleitungen 32, 33 für die Scheibenwischer 2 auf, die den unterschiedlichen Längsseiten der Scheibenwischer 2 zugeordnet sind, und die von einem Ventil 35 wechselweise ansteuerbar sind. Weiterhin ist der verwendete Scheibenwischermotor 10c als reversierbarer Scheibenwischermotor 10c ausgebildet, d.h., dass dieser zum Antreiben der Scheibenwischer 2 in die unterschiedlichen Richtungen seine Abtriebswelle 11 ebenfalls in unterschiedliche Richtungen bewegt. Die in dem Scheibenwischermotor 10c integrierte Pumpe 30 ist ebenfalls als reversierbare Pumpe 30 ausgebildet, d.h., dass sie entweder durch eine entsprechende elektrische Ansteuerung, oder durch eine entsprechende mechanische Ausbildung das Reinigungsfluid 50 stets in Richtung des Ventils 35 fördern kann, unabhängig von der Drehrichtung des Scheibenwischermotors 10c.
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In der 5 ist ein Scheibenwischermotor 10d dargestellt. Der Scheibenwischermotor 10d weist ein Getriebegehäuse 36 auf, an das ein Motorgehäuse 37 anflanschbar ist. Das Motorgehäuse 37 dient u.a. der Aufnahme der Bauteile des vorzugsweise als bürstenlosen Elektromotor ausgebildeten Elektromotors (nicht dargestellt). Weiterhin ist das Getriebegehäuse 36 mittels eines Gehäusedeckels 38 verschließbar. Das Motorgehäuse 37 weist einen Einlass 39 und Auslass 40 für das Reinigungsfluid 50 auf, wobei das Motorgehäuse 37 im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist und konzentrisch zu einer Längsachse 41 wenigstens einen Kühlmittelkanal 42 aufweist, der mit dem Einlass 39 bzw. dem Auslass 40 verbunden ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass lediglich ein einziger Kühlmittelkanal 42 vorgesehen ist, der spiralförmig im Motorgehäuse 37 um die Längsachse 41 angeordnet ist. Weiterhin erkennt man einen Kühlmittelkanal 43 im Bereich des Gehäusedeckels 38, der in Art eines Mäanders geführt ist. Insbesondere ist der Kühlmittelkanal 43 in Überdeckung mit im Bereich 45 des Getriebegehäuses 36 befindlicher elektronischer Bauteile (nicht dargestellt), die Wärme abgeben, angeordnet, um diese zu kühlen. Das Getriebegehäuse 36 des Scheibenwischermotors 10d weist darüber hinaus einen Einlassstutzen 46 und einen Auslassstutzen 47 für das Reinigungsfluid 50 auf.
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Beim Betrieb des Scheibenwischermotors 10d gelangt das Reinigungsfluid 50 über den Einlassstutzen 46 in den Bereich der Kühlmittelkanäle 42 und 43 und wird anschließend über den Auslassstutzen 47 entweder in den nicht dargestellten Vorratsbehälter 15 zurückgefördert, oder aber über das Ventil 25 bzw. 35 den Scheibenwischern 2 zugeführt.
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Der in der 6 dargestellte Scheibenwischermotor 10e unterscheidet sich von dem Scheibenwischermotor 10d gemäß der 5 dadurch, dass ein Gehäuse 48 vorgesehen ist, bei dem das Motorgehäuse 37e monolithisch an das Getriebegehäuse 36e angeformt ist. Weiterhin ist der Auslassstutzen 49 im Bereich des Motorgehäuses 37e angeordnet, während der Einlassstutzen 46e sich im Bereich des Getriebegehäuses 36a befindet. Ein zusätzliches Abdeckelement 44 ist vorgesehen, um den Bereich des Kühlmittelkanals 42 am Motorgehäuse 37e abzudecken.
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Der soweit beschriebene Scheibenwischermotor 10, 10a bis 10e bzw. die Scheibenwischanlage 100, 100a bis 100c können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann es insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Reinigungsfluid 50 nicht den Scheibenwischern 2 zugeführt wird, sondern, wie an sich bekannt, zu Sprühdüsen, die örtlich getrennt von den Scheibenwischern 2 angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugscheibe
- 2
- Scheibenwischer
- 3
- Wischarm
- 10,
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- 10a-10e
- Scheibenwischermotor
- 11
- Abtriebswelle
- 12
- Zuführleitung
- 15
- Vorratsbehälter
- 16
- Versorgungsleitung
- 18
- Pumpe
- 19
- Einlassstutzen
- 20
- Auslassstutzen
- 22
- zweiter Auslassstutzen
- 25
- Ventil
- 26
- Rücklaufleitung
- 30
- Pumpe
- 32
- Zuführleitung
- 33
- Zuführleitung
- 35
- Ventil
- 36, 36e
- Getriebegehäuse
- 37, 37e
- Motorgehäuse
- 38
- Gehäusedeckel
- 39
- Einlass
- 40
- Auslass
- 41
- Längsachse
- 42
- Kühlmittelkanal
- 43
- Kühlmittelkanal
- 44
- Abdeckelement
- 45
- Bereich
- 46, 46e
- Einlassstutzen
- 47
- Auslassstutzen
- 48
- Gehäuse
- 49
- Auslassstutzen
- 50
- Reinigungsfluid
- 100,
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- 100a-100c
- Scheibenwischanlage
