-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine neuartige Vorrichtung zum Gewährleisten freier Sichtverhältnisse beim Fahren eines mit einer Windschutzscheibe ausgerüsteten Kraftfahrzeugs im Regen oder bei Schneefall.
-
Stand der Technik
-
Die übliche Vorrichtung der oben genannten Art besteht aus wenigstens einem Scheibenwischer, der Wasser, Schnee oder Verschmutzungen von der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs möglichst effektiv und großflächig entfernen soll.
-
Der Einsatz dieser Technik weist jedoch Unvollkommenheiten in seiner Funktionalität auf. So verdecken Scheibenwischer beim Gebrauch zeitweise das Sichtfeld, ziehen Schlieren, erzeugen Kratzer auf der Windschutzscheibe, verschleißen schnell und können manche Verunreinigungen von der Windschutzscheibe nicht verhindern oder entfernen, z. B. Insekten, insbesondere wenn diese einen hohen Fettanteil haben. Zudem erfassen Scheibenwischer nur einen begrenzten Teil des Sichtfeldes, selbst wenn sie an im Betrieb automatisch längenverstellten Wischerarmen angebracht sind.
-
Ein eingeschränktes Sichtfeld, verbliebene Verunreinigungen der Windschutzscheibe und insbesondere Schlieren und die Ablenkung durch den sich im Sichtfeld bewegenden Scheibenwischer stellen ein Sicherheitsrisiko für den Straßenverkehr dar, besonders beim nächtlichen Fahren bei Regen oder Schneefall.
-
Überdies nutzen sich die Gummilippen von Scheibenwischern schnell ab, sie können besonders im Winter Schaden nehmen, wenn sie aus angefrorenem Zustand gewaltsam von der Windschutzscheibe abhoben werden oder über Eisreste auf der Windschutzscheibe gleiten. Die dem Scheibenwischwasser im Winter als Frostschutz zugesetzten Mittel enthalten Ethylenglykol, das als gesundheitsschädlich eingestuft ist.
-
Darstellung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung an einem mit einer Windschutzscheibe ausgerüsteten Fahrzeug anzugeben, die ohne Einsatz eines Scheibenwischers das Sichtfeld der Windschutzscheibe bei Regen und Schneefall frei hält.
-
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Demnach ist eine unterhalb der Windschutzscheibe vor dieser, in Einfallsrichtung des zu erwartenden Regens oder Schneefalls gesehen, ein Gebläse angeordnet, das eine Luftströmung erzeugt, die über die Breite der Windschutzscheibe von unten im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe nach oben gerichtet ist und auf die Windschutzscheibe zufliegende Teilchen, wie Regentropfen, Schneeflocken und Insekten, nur um die am häufigsten vorkommenden Beispiele zu benennen, daran hindern, mit der Windschutzscheibe in Berührung zu gelangen. Dass eine Luftströmung in der Lage ist, Regentropfen am Auftreffen auf die Fensterscheibe eines Personenkraftwagens (PKWs) zu hindern, kennt man von der Heckscheibe bei einigen PKW-Modellen, wo selbst Starkregen nicht auf die Heckscheibe gelangt, wenn das Fahrzeug nur schnell genug fährt. Diese Erkenntnis macht sich die vorliegende Erfindung zu Nutze.
-
Wenn nachfolgend und in den Ansprüchen von einem Gebläse im Singular gesprochen wird, soll das nicht einschränkend verstanden werden, denn auch eine Batterie aus mehreren kleinen, neben einander angeordneten Einzelgebläsen soll hier als „das” Gebläse verstanden werden.
-
Das Gebläse ist vor dem unteren Rand der Windschutzscheibe positioniert, und seine Strahlrichtung, d. h. die Richtung der von ihm erzeugten Luftströmung, ist parallel zur Windschutzscheibe gerichtet. Vorzugsweise ist aus optisch-ästhetischen Gründen das Gebläse unterhalb der Frontabdeckung, in aller Regel die Motorhaube, untergebracht, und in der Frontabdeckung des Fahrzeugs oder zwischen dem hinteren Rand derselben und der Windschutzscheibe ist ein sich über die Breite der Frontabdeckung erstreckender Luftaustrittsschlitz ausgebildet, der wie eine Düsenöffnung wirkt.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist in Fahrtrichtung gesehen vor dem Gebläse an der Frontabdeckung eine Einrichtung ausgebildet, die den Fahrtwind nach oben ablenkt, um die Wirkung des Gebläses zu unterstützen. Diese Einrichtung kann ein von der Frontabdeckung nach oben abstehendes Leitblech sein oder aus einer Klappe nach Art einer Krüger-Klappe oder eines Krüger-Slat bestehen, die bzw. der im Einsatzfalle aus der durchgehenden Fläche der Frontabdeckung hoch geklappt wird, wobei der Aufstellwinkel ggf. von den Fahrbedingungen abhängig änderbar sein kann. An der Unterseite dieser Klappe kann ggf ein zweites Gebläse vergleichbar dem oben erwähnten (ersten) Gebläse angebracht sein.
-
Im Bereich des oberen Randes der Windschutzscheibe kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Absaugvorrichtung angeordnet sein, deren Eintrittsöffnung gegen die von der Erfindung erzeugte Luftströmung gerichtet ist und diese aufnimmt. Dadurch wird eine möglichst laminare Luftströmung gewährleistet. Vorzugsweise ist die Austrittsbreite der Luftströmung am Gebläse, genauer gesagt das sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs sich erstreckende Maß, hinreichend klein, dass sich bei gegebenem Strömungsvolumen eine ausreichend große Geschwindigkeit der vom Gebläse erzeugten Luftströmung ergibt.
-
Günstig ist es auch, wenn die Gebläseleistung verstellbar ist, vorzugsweise durch mittels die Niederschlagsmenge und die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Windgeschwindigkeit erfassender Sensoren elektronisch gesteuert, um die Stärke der Luftströmung an die jeweiligen Erfordernisse anpassen zu können.
-
Im Bereich der Seitenränder der Windschutzscheibe können optional Strömungsschutzvorrichtungen vorgesehen sein, um die von dem/den Gebläse/n und ggf. der Saugvorrichtung erzeugte, Luftströmung vor turbulenten, bei Windböen ggf. seitlich einfallenden Luftströmungen zu schützen und so den möglichst laminaren Strömungszustand aufrecht zu erhalten.
-
Als Gebläse können vorzugsweise mehrere sog. rotorlose Ventilatoren eingesetzt werden, wie sie von der Fa. Dyson bekannt sind und die als Gebläsebatterie unter der Motorhaube in einer Reihe neben einander angeordnet sind. Solche Ventilatoren haben den Vorteil, dass sie ein im Vergleich zu ihrem Netto-Ansaugvolumen sehr großes Luftvolumen in Strömungszustand versetzen können.
-
Optional kann der Fahrtwind mit Hilfe einer von Flugzeugen her bekannten verstellbaren Krüger-Klappe oder dem Krüger-Slat so gelenkt werden, dass er die Regentropfen und andere Teilchen bereits so ablenkt, dass ihre Bewegungsrichtung der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Luftströmung gleich kommt, bevor sie von letzterer erfasst werden. Um die Windschutzscheibe bei abgestelltem Fahrzeug vor Regen, Schnee, Verschmutzung, Tauniederschlag und Frost zu schützen, kann vorzugsweise eine einem Rollo vergleichbare Vorrichtung vorgesehen sein, die es erlaubt, nach dem Abstellen des Fahrzeugs eine Schutzfolie über die Windschutzscheibe zu ziehen.
-
Zweckmäßig sollten auch die herrschende Windgeschwindigkeit und Windrichtung erkannt werden, um die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Luftströmung quer über die Windschutzscheibe individuell zu beeinflussen, d. h. ihr ein gewisses Geschwindigkeitsprofil zu geben. Für die Erfassung von Windgeschwindigkeit und -richtung können vorzugsweise mehrere Pitot-Sonden eingesetzt werden, die an geeigneten Stellen, bevorzugt an den Seiten des Fahrzeugs, an diesem angebracht und mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden sind.
-
Die Erfindung, weitere Merkmale und Vorteile derselben sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt die Frontansicht eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Personenkraftfahrzeugs (PKWs);
-
2 zeigt einen Ausschnitt des PKWs von 1 von der Seite;
-
3a bis 3c zeigen jeweils als Detail Strömungsschutzvorrichtungen, seitlich neben der Windschutzscheibe angebracht und jeweils gesondert herausgezeichnet als eines der Einzelteile;
-
4 zeigt im Ausschnitt eine um eine Strömungssaugvorrichtung ergänzte Ausführungsform der Erfindung;
-
5 zeigt die Vorrichtung von 4 von der Seite;
-
6 zeigt als Ausschnitt in perspektivischer Darstellung eine bewegliche Klappe, an deren Unterseite eine Batterie neben einander angeordneter Gebläse befestigt ist;
-
7 zeigt im Axialschnitt ein in einem Strömungskanal angeordnetes Axialgebläse;
-
8 zeigt in perspektivischer Darstellung ein einzelnes Radialgebläse;
-
9 zeigt in perspektivischer Darstellung einer Batterie vor der Windschutzscheibe unterhalb derselben angeordneter Radialgebläse der Art von 8 mit schematischer Darstellung der Anordnung einer mit mehreren Sauggebläsen versehenen Absaugvorrichtung im Abstand dazu oberhalb einer Windschutzscheibe;
-
10 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt des PKWs zur Darstellung der Lage eines Schutzrollos, und
-
11 zeigt einen Ausschnitt von 10 mit einer über die Windschutzscheibe des PKWs gezogenen Schutzfolie;
-
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
Zunächst soll das äußere Erscheinungsbild eines mit der Erfindung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs erläutert werden, bevor auf die Merkmale der Vorrichtung, die die Regenwasser, Schneeflocken und Schmutz abweisende Luftströmung erzeugt, eingegangen wird.
-
1 zeigt die Frontansicht eines Personenkraftwagens (PKWs) aktueller Bauart. Von ihm soll nachfolgend nur auf jene Einzelteile eingegangen werden, die zur Erläuterung der Erfindung notwendig sind. Man erkennt in 1 eine Frontabdeckung, hier eine Motorhaube 1, an deren hinteren Ende sich die einen Fahrgastraum nach vorn abschließende Windschutzscheibe 2 anschließt. In der Motorhaube 1 ist ein Lufteinlass 3 ausgebildet, der für die Luftversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist. Sofern aus dem bei PKWs üblichen Kühllufteinlass ausreichend Luft für die erfindungsgemäße Vorrichtung abgezweigt werden kann, ist der gesonderte Lufteinlass 3 verzichtbar. Vor der Windschutzscheibe 2 ist die Motorhaube 1 leicht nach oben gebogen, siehe hierzu die Seitenansicht von 2 und 5, die eine Aufwölbung 4 am hinteren Rand der Motorhaube 1 zeigen. Diese Aufwölbung 4 ist im gezeigten Beispiel zur Aufnahme eines Gebläses der erfindungemäßen Vorrichtung bestimmt, das später unter Bezugnahme auf die X5 bis X7 näher erläutert wird.
-
In Fahrtrichtung gesehen vor dem hinteren Rand der Motorhaube 1 ist eine Luftleiteinrichtung 5 an der Motorhaube 1 ausgebildet, die im in 1 dargestellten Beispiel ein aus der Fläche der Motorhaube 1 nach oben vorstehendes Leitblech ist, das aufgesetzt oder mit der Motorhaube 1 integriert ausgebildet sein kann. Alternativ kann die Luftleiteinrichtung 5 eine bewegliche Klappe sein, wie später noch beschrieben wird.
-
Die 3a bis 3c zeigen drei verschiedene Ausführungsformen für Strömungsschutzvorrichtungen, die an dem PKW parallel zu den Seitenrändern der Windschutzscheibe 2 angeordnet sind. Dabei zeigen die jeweils rechts dargestellten Zeichnungen nur die Windschutzscheibe 2 von vorn mit ihren Strömungsschutzvorrichtungen 6a, 6b bzw. 6c, während die links daneben dargestellten Zeichnungen die Strömungsschutzvorrichtungen 6a, 6b bzw. 6c als Einzelteile zeigen. Jeweils nur die in Fahrtrichtung rechts angeordnete Strömungsschutzvorrichtung ist dargestellt, die in Fahrtrichtung links angeordnete Strömungsschutzvorrichtung ist spiegelbildlich dazu gestaltet, hier aber nicht dargestellt.
-
Bei der Ausführungsform von 3a ist die Strömungsschutzvorrichtung 6a jeweils ein Winkelprofil mit einem gegenüber der Windschutzscheibe 2 hoch stehenden Schenkel und einem sich parallel zur Windschutzscheibe 2 erstreckenden Schenkel. Bei der Ausführungsform nach 3b ist die Strömungsschutzvorrichtung 6b jeweils ein Profil mit einem gegenüber der Windschutzscheibe 2 hoch stehenden Abschnitt, der mittels einer Krümmung in einen sich im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe 2 erstreckenden Abschnitt übergeht. Bei der Ausführungsform nach 3c ist die Strömungsschutzvorrichtung 6c jeweils ein Dreieckprofil, das an seinen Enden vorzugsweise geschlossen ist, um das Eindringen von Schmutz zu verhindern. Eine Seite des Querschnittsdreiecks erstreckt sich seitlich in Verlängerung der Windschutzscheibe 2, während sich die der Windschutzscheibe 2 benachbarte Seite senkrecht dazu erstreckt.
-
Die Strömungsschutzvorrichtungen 6a, 6b bzw. 6c haben die Aufgabe, die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Luftströmung in den Seitenbereichen der Windschutzscheibe 2 zu kanalisieren und turbulente Strömungen davon fern zu halten oder zu unterbinden, die von quer einfallenden Winden erzeugt werden könnten.
-
Die 2, 4 und 5 zeigen schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, die durch eine Absaugvorrichtung 7 ergänzt ist, wobei 4 die Anordnung um die Windschutzscheibe von vorn und 2 und die Anordnung von der Seite zeigt. Wie aus den Zeichnungen zu erkennen, ist über dem oberen Rand der Windschutzscheibe 2 die Absaugvorrichtung 7 angeordnet, die einen Eintrittsluftspalt 8 aufweist (2 und 5). Das Gehäuse der Absaugvorrichtung 7 ist vorzugsweise in die Karosserie des PKW integriert, ein Ableitkanal für die von dem Eintrittsluftspalt 8 aufgenommene Luft verläuft unter dem Karosseriedach 9 oberhalb der hier nicht dargestellten Fahrgastraum-Innenverkleidung zu Auslassöffnungen (nicht dargestellt), die im hinteren Bereich der Karosserie nach außen führen. Alternativ kann die Absaugvorrichtung 7 ihren Luftauslass über der Dachhaut des PKW aufweisen. Ventilatoren zum Absaugen der parallel zur Windschutzscheibe 2 verlaufenden Luftströmung befinden sich in dem genannten Ableitkanal.
-
6 und 7 zeigen eine Ausführungsform der Anordnung des Gebläses der Erfindung, die zum integrierten Einbau in die Motorhaube eines PKW bestimmt ist. Die Anordnung besteht aus einer Klappe 10, die mittels mechanischer Antriebsmittel 11 aus einer verstauten Position, in der die Klappe 10 mit der Oberseite der Motorhaube 1 bündig ist, in einer in der Zeichnung dargestellte, hoch geschwenkte Position verstellbar ist. An der Unterseite der Klappe 10 ist eine Batterie aus einzelnen, neben einander angeordneten elektrischen Gebläsen 12 (zuvor im Singular als „das Gebläse” bezeichnet) angebracht, die beispielsweise Ventilatoren nach Art derjenigen sein können, wie sie von der Fa. Dyson als sog. flügellose Ventilatoren angeboten werden, die den Luftstrom jeweils aus einer ringförmigen Düse abgeben. Die Schwenkposition der Klappe 10 und die Leistung der Gebläse 12 sind vorzugsweise mittels eines Steuergeräts in Abhängigkeit von Sensorsignalen einstellbar, die insbesondere die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Fahrtwindgeschwindigkeit erfassen, um die von den Gebläsen 12 erzeugte Luftströmung an die jeweiligen Erfordernisse anpassen zu können. 7 zeigt als Längsschnittdarstellung die Klappe 10, die die obere Begrenzung eines Luftkanals 13 bildet, in dem die Gebläse 12 angeordnet sind, von denen in 7 ein einzelnes im Axialschnitt erkennbar ist. Weiterhin erkennt man in 7 eine Verstellvorrichtung 11 zum Anheben der Klappe 10. Die Verstellvorrichtung 11 kann vorzugsweise elektrisch betrieben sein, doch sind je nach Fahrzeugkonzeption auch pneumatische oder hydraulische Antriebe denkbar.
-
Zeigte 7 ein Axialgebläse, ist in 8 als Alternative ein elektrisches Radialgebläse 12 dargestellt, das bei der Erfindung eingesetzt werden kann.
-
9 zeigt schematisch eine Batterie von neben einander angeordneten Radialgebläsen 12 der in 8 dargestellten Art, die an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der Teil der Klappe 10 oder mit dieser verbunden sein kann. Alternativ kann die Batterie von Radialgebläsen 12 unter dem hinteren Rand der Motorhaube 1 so angebracht sein, dass die Mündungen der Radialgebläse 12 Teil des hinteren Randes der Motorhaube 1 bilden. In diesem Zusammenhang wird nochmals auf die 2 verwiesen, die von der Seite die Mündung 12a der Gebläse 12 vor der Windschutzscheibe 2 zeigt.
-
In 9 ist ferner eine Batterie Sauggebläse 14 in ihrer grundsätzlichen Anordnung in Bezug auf die Gebläse 12 oberhalb einer Windschutzscheibe 2 dargestellt.
-
In 10 ist perspektivisch als Ausschnitt der Frontbereich eines PKW dargestellt, bei dem unter dem hinteren Rand der Motorhaube 1 ein Rollo 15 aus einer Aufwickelfolie angebracht ist, in 10 im unausgerollten Zustand gestrichelt dargestellt.
-
11 zeigt in einem Ausschnitt aus 10 die Aufwickelfolie 16 des Rollos 15 im über die Windschutzscheibe gezogenen Zustand, in dem sie oberhalb der Windschutzscheibe 1 an passenden Halteeinrichtungen 17 am Dach 9 des PKWs verankert ist. Diese Aufwickelfolie 16 kann, wie dargestellt, nach dem Abstellen des PKW im Freien aus dem unter der Motorhaube 1 verstauten Zustand über die Windschutzscheibe 2 gezogen werden und schützt diese gegen Regen, Schnee, Tauniederschlag und Frost. So ist es leichter, infolge der Biegsamkeit der Folie 16 etwa eine dünne Eisschicht leichter zu entfernen, als wenn diese mit einem Eisschaber von der Windschutzscheibe 2 weggekratzt werden müsste.
-
Die notwendigen Luftmassen und Strömungsgeschwindigkeiten, die von dem Gebläse zu erbringen sind, lassen sich nicht einheitlich angeben, denn sie hängen von Faktoren ab, die von der Gestalt der Fahrzeugkarosserie bestimmt sind, wie Neigung der Windschutzscheibe gegen die Horizontale, Neigung der Windschutzscheibe gegen die Motorhaube, Krümmung von Motorhaube und Windschutzscheibe und Höhenerstreckung der Windschutzscheibe. Für die Dimensionierung der konkreten Ausführungsform müssen daher im Einzelfall Versuche im Windkanal durchgeführt werden, doch sind dem Fachmann durch die in dieser Beschreibung gegebenen Lehre genügend Erkenntnisse an die Hand gegeben, dass er ohne erfinderisches Zutun den von der Erfindung angestrebten Erfolg erreichen kann.
