DE19543376C1 - Trocknungs-/Reinigungssystem für Flächen, insbesondere Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Trocknungs-/Reinigungssystem. Gedacht ist hierbei an die Reinigung / Trocknung feuchter bzw. regennasser Flächen / Scheiben, insbesondere Wind­ schutzscheiben von Kraftfahrzeugen jeglicher Bauart.

Auf diesem Gebiet ist neben der Wischertechnik auch die Flächenreinigung auf Luftströmungsbasis bekannt. In der Praxis vorherrschend ist die Wischertechnik (Wi­ schermotor, Wischergestänge, Wischerarm, Wischerblatt ). Hierbei wird zwischen der Ein- und Mehrarmtechnik unter­ schieden, wobei letztere vor allem bei entsprechend groß dimensionierten Scheiben ( LKW / Bus ) zum Einsatz kommt. In jüngster Zeit kamen verbesserte Entwicklungen der Einarmtechnik - Einarmhubtechnik / Einhebelwischanlagen mit Steuerung - auf den Markt. Die Nachteile, die allen beschriebenen Ausführungen der Wischertechnik immanent sind, liegen auf der Hand:

• 1) Bei herkömmlicher Mehrarm-/ u. Einarmtechnik wird die zu reinigende Fläche nicht insgesamt erfaßt, denn das Wischerblatt beschreibt (jeweils) nur einen Halbkreis / Teilhalbkreis. Verbesserungen bringt hier die Hubtechnik (Einhebelanlagen mit Steuerung), die jedoch im Ergebnis nicht in der Lage ist, die Windschutzscheibe insgesamt zu bedienen.
• 2) Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit nimmt der Anpreß­ druck - mit damit einhergehender nachlassender Reinigungs­ effizienz - ab.
• 3) Die Wischgeschwindigkeit ist der Regenstärke entspre­ chend einzustellen; bei wechselnder Regenstärke anzupas­ sen. Hierzu stehen in der Regel zwei bis drei Geschwindig­ keiten sowie eine Intervallschaltung zur Verfügung. Diese ermöglicht das Programmieren eines Wischzeitintervalls, so daß die Wischfunktion auf den konkreten Bedarf abge­ stimmt werden kann. Nachteilig ist nicht zu verkennen, daß die hierfür benötigte Zeit - insbesondere bei hoher Ge­ schwindigkeit - letztlich unfallmitverursachend sein kann.
• 4) Ein Schlieren / Quietschen ist immer dann festzustel­ len, wenn die Feuchte der Scheibe der gewählten Wischge­ schwindigkeit / dem -intervall nicht entspricht.
• 5) Ein weiterer nachteiliger Gesichtspunkt ist die stän­ dige Rechts-/Links- bzw. Links-/Rechtsbewegung des / der Wischarms/e, in einem Augenabstand von idR weniger als ei­ nem Meter. Dieser Bewegungsablauf führt durch seine monoto­ ne Art nicht nur zu Ermüdungserscheinungen und damit einem Nachlassen der Konzentration, sondern bedingt - vor allem bei längerdauernder höherer Wischgeschwindigkeit - Nervosi­ tät und / oder Gereiztheit.

Bei der Reinigung auf Luftströmungsbasis werden Luftströ­ mungen über die zu reinigende Fläche geführt, um uner­ wünschte Verunreinigungen zu entfernen. In diesem Zusammen­ hang sind bislang insbesondere zwei verschiedene Ausfüh­ rungsarten bekannt.

Im ersten Ausführungsfall sind der Frontscheibe zum Aufbau eines Luftschleiers, Luftpolsters oder desgleichen Düsen zugeordnet. Diese befinden sich unterhalb der Scheibe und werden über ein zentral es Gebläse mit der benötigten Luft­ menge versorgt. Auf diese Weise wird auf die Scheibe nie­ dergehender Regen "abgeblasen".

Das System wird ggfs. durch einen der Frontscheibe zugeord­ neten Querwischer unterstützt, der quer zur Fahrtrichtung bewegt wird.

Im zweiten Ausführungsfall "schleudert" die Anlage Verun­ reinigungen (Regen, Schnee, Schmutzpartikel etc.) durch zielgerichtete, scharfe Luftströme von der Frontscheibe "fort", wobei die Luftströme von einer oder beiden Randsei­ ten oder/und dem unteren Rand der Frontscheibe aus blasen.

Hierbei werden die seitlichen Luftströme quer bzw. recht­ winklig zur Längsströmung abgegeben. Die Luftzuführungen erfolgen über Flachdüsen vermittels eines Gebläses.

In Extremfällen wird das System über die Wisch-Wasch-Anla­ ge durch die bekannte herkömmliche Wischertechnik unter­ stützt.

Nachteilig ist den bekannten Systemen auf Luftströmungsba­ sis,

• 1) daß die Reinigungseffizienz entscheidend von der Druckkonstanz/-stabilität der die Fläche bestreichenden Luftströmung/en abhängt. Physikalisch bedingt reduziert sich diese jedoch zunehmend in Abhängigkeit des zurückge­ legten Weges. Dieser Umstand wirkt sich vor allem in den kritischen Bereichen der Scheibe - d. h. den mittleren Scheibenrandbereichen/oberen Scheibenbereichen und oberen Rand-/Eckbereichen - negativ auf die Reinigungseffizienz aus.
  An diesem Umstand ändert auch die jeweils seitliche Luftzu­ führung nichts, wenn diese zusätzlich zur Längsluftströ­ mung quer bzw. rechtwinklig erfolgt. Die Folge sind Strö­ mungskollisionen und Verwirbelungen, die sich wiederum ent­ scheidend negativ auf die Effizienz der Längsströmung und damit die Reinigungseffektivität auswirken bzw. diese in den Kollisionsbereichen ggfs. sogar aufheben.
  Vor diesem Hintergrund greifen die meisten der bekannten Reinigungssysteme auf Luftströmungsbasis in der Regel un­ terstützend auf die bereits dem Grunde nach bekannte Wi­ schertechnik zurück.
• 2) daß die Luftzufuhr durch ein zentrales Gebläse nur ein einheitliches, einen konstanten Druck zur Verfügung stellendes System erlaubt. Es ist damit nicht möglich, un­ terschiedliche Luftdrucke aufzubauen, abzugeben und vorzu­ halten, um auf diese Weise die kritischen Bereiche der Scheibe (s. o.) teilflächenspezifisch zu bedienen.
• 3) daß Fahrzeuge mit aktivierter Luftströmungstechnik ständig Luftströme vermischt mit Schmutzpartikeln, Feuch­ tigkeit - ggfs. unter Beimischung von Wasser und/oder chemi­ schen Zusätzen ( insekten-/vereisungslösende Mittel ) - un­ kontrolliert (s. o. "fortschleudert" /"abgeblasen") in den Verkehrsraum abgeben. Es liegt auf der Hand, daß übrige Verkehrsteilnehmer - im städtischen Bereich insbesondere Passanten - hierdurch zwangsläufig mehr oder minder stark bzw. unzumutbar beeinträchtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines neuar­ tigen Trocknungs-/Reinigungssystems, welches die aufgeführ­ ten Nachteile ausräumt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei völligem - auch temporär unterstützendem - Verzicht auf die in der Praxis vorherrschende Wischerarmtechnik wie folgt gelöst:

Bei aktivierter Luftströmung wird ein Luftfilm mit Strö­ mungsrichtung/en erzeugt, der sich über die zu reinigende/ trocknende Fläche/Scheibe legt und vorhandene Nässe, nie­ dergehenden Regen, Schnee etc. entsprechend der/den vor­ gegebenen Strömungsrichtung/en abführt. Die hierzu erfor­ derlichen Luftmengen werden über Luftzuführungen auf die Fläche/Scheibe geleitet. Um eine möglichst optimale, die gesamte Fläche/Scheibe abdeckende druckstabile Luftströmung und/oder jeweils sich in der Flächenabdeckung ergänzende Luftströmungen zu erhalten, erfolgt der Luftaustritt über steuernde/steuerbare Strömungsdüsen. Diese befinden sich karosserieintegriert entlang des unteren Randes der Flä­ che/ Scheibe - dieser in geeigneterweise vorgelagert - und jeweils seitlich. Hierbei übernimmt/-nehmen die von un­ ten zugeführte/n Luftströmung/en die Funktion einer rich­ tungsweisend abführenden Hauptluftströmung. Diese wird von den jeweils seitlichen Luftzuführungen in den kritischen Bereichen der Scheibe, d. h. den mittleren Scheibenrandbe­ reichen / oberen Scheibenbereichen und jeweils oberen Rand- /Eckbereichen - in denen die Hauptluftströmung physika­ lisch bedingt in Abhängigkeit des zurückgelegten Weges nicht mehr über die notwendigen Druckverhältnisse verfügt - unterstützt. Dies geschieht unbedingt orientiert an der Strömungsrichtung der Hauptluftströmung, also in Längsrich­ tung. Um dieses Ergebnis zu erreichen, erfolgt die jeweils seitlich erforderliche Luftmengenzufuhr in entsprechend spitzer Winkelung zur Hauptluftströmung unter Vorgabe ei­ nes eigenen auf die konkreten Verhältnisse speziell abge­ stiften Luftdruckes, der idR nicht dem der Hauptluftströ­ mung entspricht. Auf diese Weise ist es möglich, die erfor­ derliche seitliche Luftmengenzufuhr in die Strömungsrich­ tung des Hauptluftstroms harmonisch unterstützend einzufüh­ ren (s. Zeichnung Fig. 1). Es kommt zu keinen beeinträch­ tigenden Strömungskollisionen bzw. den Reinigungseffekt gar aufhebenden Verwirbelungen. Damit sind keine unerwünschten Auswirkungen auf die Effizienz der Längsströmung und damit die Reinigungseffektivität der Hauptluftströmung gegeben.

Damit möglichst gleichmäßig jeweils druckstabil abführende Strömungen gegeben sind, werden den Strömungsdüsen je nach den konkreten Erfordernissen ggfs. mehrere getrennte Kammer­ systeme vorgeschaltet. Hierbei handelt es sich um von einander unabhängige Luftdruckkammern, die es aufgrund ih­ rer Trennung ermöglichen, unterschiedliche Luftdrucke auf­ zubauen, abzugeben und vorzuhalten. Ein Vorhalten wird durch den Einbau eines Rückschlagventils in der Luftzufüh­ rung zur Kammer und eines elektrischen Abschaltventils im Luftausgang derselben sichergestellt. Dies ermöglicht je­ dem vorgeschalteten Kammersystem mit den ihm nachgeordne­ ten Strömungsdüsen unter Berücksichtigung des teilflächen­ spezifisch erforderlichen Drucks einen bestimmten, genau festgelegten Flächenanteil zuzuordnen, um einen optimalen Reinigungseffekt zu erzielen. Erreicht wird hierdurch - wie zuvor beschrieben - im Zusammenwirken mit einer ent­ sprechend spitzen Winkelung die jeweils seitliche Einspei­ sung sich einfügender, die Hauptluftströmung unterstützen­ der Luftströmungen aber auch der Aufbau einer - auf die Bauart der Windschutzscheibe speziell abgestimmten - aus verschieden druckstarken Luftströmungen bestehenden Haupt­ luftströmung.

Im übrigen bedingt die Luftdruckvorhaltung in den Kammern Luftdruckreserven, die eine jeweils schnelle Wiederinbe­ triebnahme des Systems sicherstellen.

Im übergangsbereich der Scheibenkante zum Dach (bzw. die­ ser nachgelagert) und ggfs. jeweils seitlich der Scheibe - jeweils oberes Drittel bzw. bis hälftig - befinden sich ka­ rosserieintegriert schachtförmig ausgebildete Aufnahmerin­ nen. Diese sind offen abführend ausgelegt. Sie dienen der Aufnahme der Hauptluftströmung und den von dieser mitge­ führten Partikeln (u. a. Feuchtigkeit / Wasser). Ein hier­ mit verbundenes sich zuschaltendes/zuschaltbares Absaugsy­ stem macht das hier vorgestellte Trocknungs-/Reinigungssy­ stem verkehrssicher und damit auch praktisch einsetzbar. Es wird auf diese Weise vermieden, daß Fahrzeuge mit akti­ vierter Luftströmungstechnik ständig Luftströme vermischt mit Schmutzpartikeln (Schmutzwolken), Feuchtigkeit (Sprüh­ nebel) - ggfs. unter Beimischung von Wasser und/oder chemi­ schen Zusätzen ( insekten- /vereisungslösende Mittel ) - unkontrolliert in den Verkehrsraum abgeben und hierdurch übrige Verkehrsteilnehmer, im städtischen Bereich insbeson­ dere Passanten, zwangsläufig mehr oder minder stark bzw. unzumutbar beeinträchtigen.

Im übrigen ist festzustellen, daß eine auf diese Weise ein­ gebundene Absaugung - bedingt durch den aufgebauten Unter­ druck - in den kritischen Bereichen der Scheibe (mittlerer Scheibenrandbereich / oberer Scheibenbereich < jeweils obe­ re Rand-/Eckbereiche) auch strömungsstabilisierend auf die Hauptluftströmung wirkt. Dieser Umstand wiederum unter­ stützt den durch die jeweils seitliche Luftzuführung be­ zweckten Effekt der Optimierung der Reinigungseffektivität der Hauptluftströmung. Damit ist in allen Geschwindigkeits­ bereichen aber auch im Stand der gewünschte Trocknungs- /Reinigungseffekt gewährleistet.

Die erforderliche Luftmenge wird durch Kompressor und / oder Gebläse eingespeist und den Kammersystemen - ggfs. auch den Strömungsdüsen unmittelbar - über druckstabile Schlauch- und / oder Rohrverbindungen zugeleitet. Hierbei besteht die Möglichkeit, durch Einspritzung und / oder An­ saugung der zugeführten Luft Wasser zuzusetzen, um ähn­ lich wie bisher Verschmutzungen beseitigen zu können. Ebenso kann auf diese Weise ein vereisungs- / insektenlö­ sendes Mittel zugeführt werden. Unterstützt wird dieser Ef­ fekt durch Erwärmung der Luftströmung ggf. zusätzlich durch Erwärmung / Beheizung der zu reinigenden/trocknenden Fläche ( z. B. beheizbare Frontscheibe).

Eine geeignete Beschichtung der zu reinigenden Fläche (z. B. Hartwachs) optimiert die Effektivität des vorbezeich­ neten Systems.

Seitliche Windführungsleisten - wie sie bei einigen Her­ stellern serienmäßig zu finden sind - sind von Vorteil. Hierdurch wird nicht nur ein unkontrolliertes / ungewoll­ tes Wegdrücken der Feuchtigkeit auf die Seitenscheiben un­ terbunden sondern auch die Richtungsstabilität der erzeug­ ten Luftströmung/en gefördert.

Das aktivierte System arbeitet selbsttätig gesteuert (Rege­ lungselektronik / u. a. Feuchtigkeitssensoren).

In Anlage ( Zeichnungen /1 Blatt ) wird die Erfindung an­ hand zweier schematischer Darstellungen an einem Ausfüh­ rungsbeispiel verdeutlicht.

Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht und Fig. 2 eine Seitenan­ sicht.

In Fig. 1 ist eine PKW-Front ( Motorhaube / Frontscheibe / Dachpfosten / Dach ) dargestellt, die mit 1 bezeichnet ist. Ziffer 2 stellt die zu reinigende Fläche, hier die Windschutzscheibe, dar. Unterhalb dieser und jeweils seit­ lich, befinden sich die Luftzuführungen, mit jeweils inte­ grierten steuernden Strömungsdüsen und Kammersystem ( Zif­ fer 3). Ziffer 4 zeigt die Lage der Aufnahmerinne in der vorgesehenen Absaugung ( Ziffer 5). Ziffer 6 - Pfeile - veranschaulicht exemplarisch die aufgebauten flä­ chenabdeckenden Strömungsrichtungen.

Fig. 2 verdeutlicht in Seitenansicht in Ziffer 1 die inte­ grierte Luftzuführung im unteren Frontscheibenbereich, die­ ser vorgelagert eine - mögliche - Wasseraufnahmerinne für rücklaufendes Scheibenwasser ( Ziffer 2 ). Ziffer 3 und 4 zeigen die karosserieintegrierte Lage der Aufnahmerinne im Dachbereich mit kombiniertem Absaugsystem. Ziffer 5 ent­ spricht Ziffer 6 in Fig. 1.

Claims (5)

1. Trocknungs- / Reinigungssystem für Flächen, insbesondere Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen auf Luftströmungsba­ sis um vorhandene Nässe, niedergehenden Regen, Schnee, Schmutzpartikel etc. von der zu reinigenden Fläche/Scheibe abzuführen dadurch gekennzeichnet, daß die der zu reinigenden Fläche von unten zugeführte/n Luftströmung/en die Funktion einer flächenabdeckenden rich­ tungsweisend abführenden Hauptluftströmung übernimmt/-neh­ men, die in den mittleren Scheibenrandbereichen / oberen Scheibenbereichen und den Rand-/Eckbereichen durch jeweils seitlich in spitzer Winkelung zur Hauptluftströmung erfol­ gende Luftzuführungen unter Vorgabe eines speziell abge­ stimmten Luftdruckes - orientiert an dem Strömungsrichtung der Hauptluftströmung - unterstützt wird. Hierbei erfolgen die Luftzuführungen jeweils über inte­ griert vorgelagerte steuernde/steuerbare Strömungsdüsen.

2. Trocknungs- / Reinigungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß den Strömungsdüsen von einander unabhängige Luftdruck­ kammern (Kammersysteme) vorgeschaltet werden, die im jewei­ ligen Lufteingang über ein Rückschlag- und im Ausgang über ein entsprechendes Abschaltventil verfügen, so daß un­ terschiedliche Luftdrucke aufgebaut, abgegeben und vorge­ halten werden können, wobei jedem System ein bestimmter Flächenanteil zugeordnet ist. Hierbei erfolgt der Aufbau der jeweils teilflächenspezifisch erforderlichen Druckver­ hältnisse selbsttätig ( Regelungselektronik ).

3. Trocknungs- / Reinigungssystem nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß karosserieintegriert im übergangsbereich der Scheiben­ kante zum Dach (bzw. dieser nachgelagert) und ggfs. je­ weils seitlich der Scheibe - jeweils oberes Drittel bzw. bis hälftig - schachtförmig ausgebildete Aufnahmerinnen installiert sind, die offen abführend ausgelegt sind. Die­ se können miteinander verbunden sein.

4. Trocknungs- / Reinigungssystem nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmerinnen mit einem sich zuschaltenden/zu­ schaltbaren Absaugsystem kombiniert und unterstützt werden.

5. Trocknungs- / Reinigungssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bekannte Techniken unterstützend eingebunden werden, in dem z. B.

• a) der zugeführten Luft durch Einspritzung und / oder An­ saugung Wasser und / oder ein insekten- / vereisungslösen­ des Mittel zugesetzt wird.
• b) die den Strömungsdüsen zugeführten Luftmengen vorge­ wärmt werden.
• c) die zu reinigende / trocknende Fläche erwärmt / beheizt wird.
• d) die zu reinigende Fläche mit einer abperl-fördernden Substanz vorbehandelt wird.
• e) jeweils seitliche Windführungsleisten montiert / inte­ griert sind.