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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wischanlage und ein Erfassungssystem, dass solch eine Wischanlage umfasst, sowie ein Verfahren zum Reinigen einer Scheibe, insbesondere des Erfassungssystems, mittels der Wischanlage.
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Es sind Erfassungssysteme bekannt, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingebaut sind. Die Erfassungssysteme sind beispielsweise Regensensoreinheiten, Lichtsensoreinheiten oder Kameraeinheiten u.ä. Die Erfassungssysteme umfassen in der Regel ein Erfassungsmittel wie einen Sensor oder eine Kamera, das hinter einer Scheibe angeordnet ist. Die Scheibe ist für die zu erfassenden Signale transparent. Mit der Zeit verschmutzt die Scheibe durch Umwelteinflüsse wie Staubaufkommen, Regen, Matsch oder Salz. Die Erfassungssysteme aus dem Stand der Technik umfassen keine Reinigungseinheit, sodass aufgrund der Verschmutzung Fehlfunktionen der Erfassungseinheit auftreten.
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Die Erfindung gemäß der vorliegenden unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass die Scheibe des Erfassungssystems einfach gereinigt werden kann. Dazu ist eine Wischanlage ausgebildet, die wenigstens eine Scheibe, eine Wischleiste, einen Rahmen und einen Motor umfasst. Die Wischleiste ist mit dem Rahmen fest verbunden. Mit anderen Worten, die Wischleiste kann nicht relativ zum Rahmen bewegt werden. Jedoch ist die Wischleiste vorzugsweise lösbar ausgebildet, sodass sie durch eine Wartungshandlung ausgetauscht werden kann, um eine neue Wischleiste oder wenigstens ein neues Wischgummi einzusetzen. Der Motor ist mit der Scheibe verbunden, sodass die Scheibe durch den Motor relativ zum Rahmen und damit auch zur festen Wischleiste bewegt werden kann. Der Motor bewegt die Scheibe, wobei die Wischleiste auf der Scheibe aufliegt, und die Scheibe unter der Wischleiste hindurchgeschoben wird. Dadurch ist eine Reinigung der Scheibe möglich. Die Wischleiste zieht die Scheibe ab. Ergänzend sind vorzugsweise Spritzdüsen angeformt, die zur Unterstützung der Reinigungswirkung eine Waschflüssigkeit auf die Scheibe applizieren. Die Spritzdüsen können in oder auf der Wischleiste angeordnet werden. Die Spritzdüsen können alternativ auf dem Rahmen angeordnet werden. Die Wischleiste zieht damit von der Scheibe den Schmutz und die Waschflüssigkeit ab, wodurch die Scheibe gereinigt wird. In cder Wischleiste kann ein Heizdraht enthalten sein.
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Ist nun ein Erfassungssystem definiert, welches eine erfindungsgemäße Wischanlage umfasst, so kann eine Funktionsminderung durch Verschmutzung vermieden werden. Das Erfassungssystem weist dabei ein Erfassungsmittel auf, welches durch eine Öffnung in dem Rahmen hindurch seine Umwelt erfasst. Damit das Erfassungsmittel geschützt ist, ist die Scheibe davor angeordnet. Auf der dem Erfassungsmittel gegenüberliegenden Seite der Scheibe ist die Wischleiste angeordnet. Die Scheibe kann dabei vorteilhaft und einfach gereinigt werden, ohne dass dadurch das Erfassungsmittel in seiner Funktion gestört wird. Dazu wird die Scheibe verfahrensgemäß relativ zur Wischleiste gedreht, während diese stillsteht. Die Wischleiste zieht dabei die verschmutzte Oberfläche der Scheibe ab. Vorzugsweise ist die Schiebe für sichtbare Licht transparent.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und alternative Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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Vorteilhafterweise wird die Scheibe durch den Motor über ein Getriebe angetrieben. Das Getriebe ist zwischen dem Motor und der Scheibe gekoppelt. Vorzugsweise ist das Getriebe aus seiner Zahnstange und einem Zahnrad aufgebaut. Das Zahnrad ist an einer Abtriebswelle des Motors befestigt, während die Zahnstange an einer Scheibe angebracht ist. Dadurch sind hohe Kräfte präzise einstellbar, so dass eine genaue Bewegung erreicht wird.
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Die Zahnstange ist auf unterschiedliche Weisen realisierbar. Es kann eine Zahnstange vorgesehen werden, die separat zur Scheibe ausgebildet ist und fest auf dieser angeordnet wird. Solch eine Zahnstange kann aus einem anderen Material wie die Scheibe ausgeführt werden. Es ist eine metallische Zahnstange denkbar, die auf der Scheibe befestigt wird. Alternativ kann die Zahnstange einstückig mit der Scheibe ausgebildet sein und vorzugsweise aus demselben Material wie die Scheibe bestehen. Durch die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten erhält man eine hochflexible Konstruktion.
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Die Zahnstange ist vorteilhafterweise an einem Rand der Scheibe positioniert, so dass die wesentliche Fläche der Scheibe frei von der Zahnstange bleibt. Weiter ist möglich, zwei Zahnstangen an zwei Rändern anzuordnen. Vorzugsweise sind die beiden Zahnstangen an gegenüberliegenden Rändern und insbesondere parallel zueinander angeordnet. Ist die Scheibe nun viereckig ausgebildet, dann ist die Zahnstange wenigstens teilweise entlang einer Seite der Scheibe angebracht. Vorzugsweise ist die Scheibe rechteckig geformt, und die Zahnstange kann an der Längsseite der Scheibe angebracht sein. Die Zahnstange erstreckt sich dabei beispielsweise über die halbe Länge der Längsseite oder über die ganze Länge der Längsseite. Es sind auch andere Längenabschnitte für die Zahnstange denkbar. Dadurch wird eine optimale Steuerung der Scheibe durch das Getriebe gewährleistet.
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Die Öffnung, die durch den Rahmen definiert wird, ist vorzugsweise viereckig oder rund oder schlitzartig. Die Scheibe bedeckt die Öffnung und schützt dadurch das Erfassungsmittel. Die Wischleiste ist im Bereich des Randes der Öffnung angebracht. Die Rahmenabschnitte, die die Öffnung definieren, weisen somit wenigstens an einem Ort eine Wischleiste auf. Es ist möglich zwei Wischleisten an sich gegenüberliegenden Rahmenabschnitten, vorzugsweise parallel zueinander, anzubringen. Beispielsweise wenn eine rechteckige Öffnung ausgebildet ist, kann jeweils eine Wischleiste an einer kurzen Seite, die quer zu den Längsseiten angeordnet ist, angebracht werden. Dadurch wird eine möglichst effiziente Reinigung erreicht, weil der Schmutz und das Wasser am Rand der Öffnung ablaufen können. Dazu kann bezüglich der Schwerkraft unterhalb der Wischleiste eine Dränage vorgesehen werden, die Schmutz und Wasser abführt.
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Zweckmäßigerweise wird die Scheibe quer zu Wischleiste verschoben, sodass die Bewegungsrichtung der Scheibe ungefähr senkrecht zu Wischleiste ausgerichtet ist. Dazu ist die Zahnstange quer zu Wischleiste orientiert. Dadurch wird eine möglichst große Wischwirkung erreicht. Die Scheibe führt eine lineare bzw. translatorische Bewegung aus.
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Der Start des Reinigungsverfahrens folgt dabei vorzugsweise automatisch, so das ein Bediener nicht mit der Entscheidung des Startens konfrontiert wird. Das Initiieren kann auch aufgrund einer verstrichenen Zeit erfolgen, sodass ein Erfassen des Verschmutzungsgrads der Scheibe nicht erforderlich ist. D.h. nach einer festgelegten Zeit wird der Reinigungsvorgang initiiert. Weiter alternativ kann ein Nutzer den Reinigungsvorgang starten.
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Die zu reinigende Scheibe wird so lange unter der Wischleiste durchgeschoben, bis ein erster verschmutzter Scheibenteil, welcher vorher wenigstens einen Teil, jedoch vorzugsweise die gesamte Öffnung bedeckt hat, durch die Wischleiste gereinigt ist. Während der Reinigung wird ein benachbarter zweiter Scheibenteil, welcher schon sauber ist, in den Bereich der Öffnung geschoben, um diese wieder abzudecken. Die beiden Scheibenteile sind integrale Teile der Scheibe. Wenn nun mit der Zeit der zweite Teil der Scheibe verschmutzt wird, bewegt sich die Scheibe in entgegengesetzter Richtung, so dass der erste Scheibenteil wieder zurück über die Öffnung geschoben wird, während der zweite Scheibenteil gereinigt wird. Die Vorrichtung macht eine reversierende Bewegung. Es können mehr als zwei Scheibenteile definiert werden. Bei drei Scheibenteilen erfolgt die reversible Bewegung erst nach zwei Bewegungen in eine gleiche Richtung. Weiter kann die Öffnung nicht vollständig von einem sauberen Scheibenteil bedeckt sein, sondern immer nur ein Teil der Öffnung von einem sauberen Scheibenteil bedeckt sein, so dass nur der Teil vor der Sensoreinheit von Schmutz befreit ist. Alternativ ist auch ein individuelles Verschieben der Scheibe gemäß der Art der Verschmutzung denkbar.
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Nachfolgend werden nicht einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Erfassungssystem mit einer Zahnstange und zwei Wischleisten, wobei ein erster Scheibenteil über eine Öffnung angeordnet ist,
- 2 das erfindungsgemäße Erfassungssystem aus 1, wobei ein zweiter Scheibenteil über der Öffnung angeordnet ist.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Erfassungssystem 100 gezeigt. Das Erfassungssystem 100 umfasst Erfassungsmittel 102 wie Regensensoren, Lichtsensoren, Abstandsmesser, Kameras, Radareinheiten, Ultraschalleinheiten und andere sensorische Mittel zur Erfassung der Umwelt und eine Wischanlage 10. Das erfindungsgemäße Erfassungssystem 100 wird vorzugsweise für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Es kann aber auch an einem Gebäude angebracht werden.
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Die Wischanlage 10 umfasst eine Scheibe 12, zwei Wischleisten 14, einen Rahmen 16 und einen Motor 18. Die Scheibe 12 ist zwischen den Erfassungsmitteln 102 und der Umwelt angeordnet. Die Umwelt ist das im Wesentlichen Fahrzeugäußere, also das was sich außerhalb der Karosserie befindet. Der Rahmen 16 kann Bestandteil der Karosserie eines Fahrzeugs sein. Die Scheibe 12 ist unterteilt in einen ersten Scheibenteil 11 und einen zweiten Scheibenteil 13. Insgesamt weist die Scheibe 12 eine rechteckige Form auf. An einem Rand 26 der Scheibe 12 ist eine Verzahnung angeordnet. Die Verzahnung bildet eine Zahnstange 22 auf einer Seite 28 der rechteckigen Scheibe 12. Die Zahnstange 22 erstreckt sich entlang des Bereichs des ersten Scheibenteils 11. Mit der Zahnstange 22 kämmt ein Zahnrad 24, welches an dem Motor 18 angebracht ist. Das Zahnrad 24 und die Zahnstange 22 bilden ein Getriebe 20. Der Rand an der Seite 28 des zweiten Scheibenteils 13 weist keine Zahnstange 22 auf. Die beiden Scheibenteile 11, 13 sind gleich groß. Dadurch wird eine Bewegungsrichtung 1, 2 in Erstreckungsrichtung der Zahnstange 22 erreicht.
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Der Rahmen 16 definiert eine Öffnung 17, die viereckig und vorzugsweise rechteckig ist. Die Öffnung 17 ist durch die Scheibe 12 verschlossen. Es ist in 1 der erste Scheibenteil 11 über der Öffnung 17 angeordnet. Links und rechts an zwei Seiten des Rahmens 16 sind an Rahmenabschnitten 30 zwei Wischleisten 14 angeordnet. Links und rechts sind entsprechend der Leserichtung der Figuren zu verstehen. Die Wischleiste 14 erstreckt sich jeweils entlang einer Seite, die senkrecht zur Zahnstange 26 ausgerichtet ist, wobei sie sich über die gesamte Seite erstrecken. Damit ist jeweils ein Rahmenabschnitt 30, welcher an der Seite ausgeformt ist, komplett mit der jeweiligen Wischleiste 14 ausgestattet. Die beiden Wischleisten 14 sind parallel zueinander. Sie sind an gegenüberliegenden Rahmenabschnitten 30 angeordnet. Neben der Öffnung 17 ist eine Blende 15 benachbart angeordnet, die den zweiten Scheibenteil 13 abdeckt.
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Ist nun der erste Scheibenteil 11 verschmutzt, so kann dies durch eines der Erfassungsmittel 102 erkannt werden, und eine Bewegung der Scheibe 12 durch den Motor 18 initiiert werden. Dabei dreht sich der Motor 18 und die Scheibe 12 wird entlang der Bewegungsrichtung 1 mittels des Getriebes 20 bewegt. Der verschmutzte erste Scheibenteil 11 wird unter die linke Wischleiste 14 durchgeschoben, und durch diese gleichzeitig gereinigt. Dieser Vorgang erfolgt so lange, bis der erste Scheibenteil 11 wenigstens einmal vollständig unter die linke Wischleiste 14 geschoben ist, und der rechte Scheibenteil 13 die Öffnung 17 vollständig bedeckt, wie in 2 gezeigt ist. Das Initiieren kann auch aufgrund einer verstrichenen Zeit erfolgen, sodass ein Erfassen des Verschmutzungsgrads der Scheibe 12 nicht erforderlich ist. D.h. nach einer festgelegten Zeit wird der Reinigungsvorgang initiiert. Alternativ kann er automatisch gestartet werden. Weiter alternativ kann ein Nutzer den Reinigungsvorgang starten.
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In 2 ist nun das Zahnrad 24 am gegenüberliegenden Ende der Zahnstange 22 zum Stehen gekommen. Ist nun nach einer Zeit der zweite Scheibenteil 13 verschmutzt, wird eine umgekehrte Bewegung 2 initiiert, sodass der zweite Scheibenteil 13 durch die rechte Wischleiste 14 gereinigt wird, bis der erste Scheibenteil 11 die Öffnung 17 vollständig bedeckt, und der Zustand der 1 wiederhergestellt ist.
