DE20315852U1 - Heated windscreen cleaning agent container for vehicle contains electric heating cartridge with PTC heating elements with large area metal heat conducting elements protruding into pump suction region - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter mit Heizvorrichtung für die Reinigungsflüssigkeit der Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei der Behälter mit wenigstens einer außenseitig im Bereich einer Behälterwand angeordneten Flüssigkeitspumpe versehen ist.The invention relates to a container with Heating device for the cleaning fluid the windscreen washer of a motor vehicle, wherein the container with at least one outside in the area of a container wall arranged liquid pump is provided.
Bei den bekannten Behältern der gattungsgemäßen Art besteht die Heizvorrichtung aus Wasserleitungsrohren, die von einem Teil des Kühlwassers des Fahrzeugmotors durchströmt werden, wenn der Motor in Betrieb ist. Dabei sind diese Wasserleitungsrohre innerhalb des Behälters zum Teil spiralförmig verlaufend gebogen und auch durch den Ansaugbereich der in der Regel doppelt oder mehrfach vorhandenen Flüssigkeitsspumpen geführt, die das Reinigungs wasser aus dem Behälter zu den Spritz- bzw. Sprühdüsen der Scheiben- und/oder Scheinwerferwaschanlage pumpen.In the known containers of generic type the heater consists of water pipes, which are of a Part of the cooling water flows through the vehicle engine when the engine is in operation. These are water pipes inside the container partly spiraling running bent and also through the suction area of the usually passed double or multiple existing liquid pumps, the the cleaning water from the container to the spray or spray nozzles of Pump windscreen and / or headlamp washer.
Es ist bekannt, dass bei Verbrennungsmotoren die Erwärmung des Kühlwassers auf die Betriebstemperatur, die zwischen 80° und 90°C liegt, nach dem Starten des Motors eine bestimmte Zeit in Anspruch nimmt. Diese Zeit hängt im wesentlichen von der Motorleistung bzw. der Höhe des Wirkungsgrades des betreffenden Motors ab und auch von der Außentemperatur.It is known that in internal combustion engines the warming of cooling water to the operating temperature, which is between 80 ° and 90 ° C, after starting the Motor takes a certain amount of time. This time depends essentially from the engine power or the height the efficiency of the engine in question and also from the outside temperature.
Bei Außentemperaturen, die weit unter dem Gefrierpunkt liegen und bei denen die Reinigungsflüssigkeit im Behälter der Scheibenwaschanlage gefroren ist, also aus Eis besteht, dauert es insbesondere bei modernen Motoren mit hohem Wirkungsgrad relativ lange, bis die in der Regel mit einem Frostschutzmittel vermischte Kühlflüssigkeit des Motors die genannte Betriebstemperatur erreicht. Dementsprechend erhöht sich auch die erforderliche Betriebsdauer des Motors, um sein Kühlwasser auf die Temperatur zu bringen, die erforderlich ist, um die zu Eis gefrorene Reinigungsflüssigkeit im Behälter zu schmelzen und in ausreichender Menge für das Reinigen der Fahrzeugscheiben bzw. Scheinwerfer des Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen.At outdoor temperatures far below the freezing point and where the cleaning fluid in the container the windscreen washer system is frozen, that is, made of ice, lasts it is relatively relative to modern high efficiency engines long, until usually mixed with an antifreeze coolant the engine reaches the said operating temperature. Accordingly elevated also the required operating time of the engine to its cooling water to bring to the temperature that is necessary to ice frozen cleaning fluid in the container to melt and in sufficient quantity for cleaning the vehicle windows or to provide headlights of the vehicle.
Zu beachten ist dabei auch, dass die Behälter der Reinigungsanlagen in Kraftfahrzeugen im Motorraum des Fahrzeuges, wo in der Regel sehr beengte Raumverhältnisse herrschen, in Raumabschnitten untergebracht werden, die rechteckige oder quadratische Grundrisse aufweisen, in denen auch die Flüssigkeitspumpen des Behälters untergebracht sein müssen.It should also be noted that the containers the cleaning systems in motor vehicles in the engine compartment of the vehicle, where usually very cramped space prevail, in room sections be accommodated, the rectangular or square floor plans in which also the liquid pumps of the container must be accommodated.
Es ist deshalb üblich, die Behälter im Bereich einer Seitenwand mit Einbuchtungen zu versehen, in denen die Flüssigkeitspumpen gewöhnlich in Vertikallage angebracht sind, damit die Behälter zusammen mit den an ihnen befestigten Flüssigkeitspumpen in vertikaler Richtung eingebaut werden können.It is therefore common in the container To provide area of a side wall with indentations in which the liquid pumps usually are mounted in vertical position, so that the containers together with the at them attached liquid pumps can be installed in the vertical direction.
Durch diese Einbuchtungen entsteht im unteren Bereich des Behälters ein Gehäusevorsprung, auf dem die Flüssigkeitspumpen aufsitzen und in welchem sich der Ansaugbereich dieser Flüssigkeitspumpen befindet. Es ist deshalb auch erforderlich, in diesem Ansaugbereich der Flüssigkeitspumpen für ein möglichst schnelles Schmelzen der gefrorenen Reinigungsflüssigkeit zu sorgen.Created by these indentations in the lower part of the container a housing projection, on the liquid pumps sit up and in which the intake of these liquid pumps located. It is therefore also necessary in this intake area the fluid pumps for a preferably rapid melting of the frozen cleaning fluid to provide.
Bei den bekannten Behältern sind deshalb die von Kühlflüssigkeit durchströmten Wärmeaustauschrohre durch diesen Ansaugbereich geführt.In the known containers are therefore the coolant perfused Heat exchange tubes passed through this intake.
Weil jedoch, wie oben dargelegt, insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit hohem Wirkungsgrad eine relativ lange Betriebsdauer erforderlich ist, um das Kühlwasser auf die Temperatur zu bringen, die benötigt wird, um die im Behälter gefrorene Reinigungsflüssigkeit wieder in ihren flüssigen Zustand zu überführen, d.h. zum Schmelzen zu bringen, sind diese herkömmlichen Heizvorrichtungen in den Flüssigkeitsbehältern der Scheiben- bzw. Scheinwerferreinigungsanlagen unbefriedigend. Je nach Außentemperatur kann die zur ausreichenden Erwärmung der Kühlflüssigkeit benötigte Betriebsdauer des Verbrennungsmotors eine halbe Stunde oder mehr betragen, bis die Reinigungsanlage in der Lage ist, Reinigungsflüssigkeit an den Sprühdüsen zur Verfügung zu haben.Because, however, as stated above, especially in high efficiency internal combustion engines relatively long operating time is required to cool the cooling water To bring to the temperature needed to frozen in the container cleaning fluid back in her liquid To transfer state, i. to melt, these are conventional heaters in the liquid containers of Disc or headlight cleaning systems unsatisfactory. ever to outside temperature can the sufficient warming the cooling liquid needed Operating time of the internal combustion engine half an hour or more until the cleaning system is capable of cleaning fluid at the spray nozzles to disposal to have.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine selbstregelnde, einfach herstellbare und einsetzbare elektrische Heizvorrichtung mit der bordeigenen elektrischen Energiequelle so betrieben werden kann, dass bei gefrorener Reinigungsflüssigkeit und Temperaturen unter dem Gefrierpunkt nach möglichst kurzer Betriebsdauer in ausreichender Menge Flüssigkeit aufgetaut wird, die für den vorgesehenen Zweck, z.B. zur Scheibenreinigung, verwendet werden kann.The invention is based on the object a container of the type mentioned above, in which a self-regulating, easy to manufacture and use electric heater operated with the on-board electrical power source so can that with frozen cleaning liquid and temperatures below the freezing point as possible is thawed in a sufficient amount of liquid for a short period of use, which is intended for the intended Purpose, e.g. for window cleaning, can be used.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß als Heizelement im Behälter eine mit PTC-Elementen bestückte, elektrische Heizpatrone in im wesentlichen vertikaler oder leicht geneigter Lage angeordnet ist, die großflächige, metallene Wärmeleitelemente aufweist, welche zum Teil in den Ansaugbereich der Flüssigkeitspumpe(n) ragen.This object is achieved according to the invention by that as Heating element in the container one equipped with PTC elements, electric immersion heater in substantially vertical or light inclined position is arranged, the large-scale, metal heat conduction which partly into the suction area of the liquid pump (s) protrude.
Dabei kann die Querschnittsform der Heizpatrone beliebig, z.B. rund, oval, rechteckig oder quadratisch sein.Here, the cross-sectional shape of the Heating cartridge arbitrary, e.g. round, oval, rectangular or square his.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist gewährleistet, dass auch bei sehr niedrigen Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und bei Verbrennungsmotoren mit hohem Wirkungsgrad nach kürzester Betriebsdauer die zum Reinigen der Fahrzeugscheibe bzw. Scheinwerfer benötigte Menge der Reinigungsflüssigkeit im flüssigen Zustand zur Verfügung steht. Außerdem ist es möglich, innerhalb eines relativ weiten Leistungsbereiches die Heizleistung der Heizeinrichtung, d.h. der elektrischen Heizpatrone, auf die jeweils vorliegenden Gegebenheiten abzustimmen. Außerdem besteht auch die Möglichkeit, die Heizeinrichtung schon vor dem Ingangsetzen des Verbrennungsmotors einzuschalten, um einen gewissen Leistungsvorlauf zu erzielen und schon beim Start einer Fahrt die nötige Flüssigkeitsmenge zur Verfügung zu haben. Dabei ist auch wichtig, dass insbesondere im Ansaugbereich der Flüssigkeitspumpen die dort benötigte Heizleistung zur Verfügung steht, um bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und gefrorener Reinigungsflüssigkeit die Flüssigkeitspumpen in den eisfreien Betriebszustand zu versetzen bzw. betriebsfähig zu machen und zu halten. Dies wird dadurch gewährleistet, dass wenigstens ein Teil der Wärmeleitelemente in den Ansaugbereich der Flüssigkeitspumpen ragen und die von der Heizpatrone erzeugte Wärme dorthin transportieren.With the solution according to the invention it is ensured that even at very low temperatures below freezing and in internal combustion engines with high efficiency after a short period of operation, the amount required for cleaning the vehicle window or headlight cleaning liquid is available in the liquid state. It is also possible, within a relatively wide power range, to tune the heating power of the heater, ie the electric immersion heater, to the prevailing circumstances. In addition, it is also possible to turn on the heater before starting the internal combustion engine to achieve a certain power flow and already at Start a ride to have the necessary amount of fluid available. It is also important that, especially in the intake of liquid pumps, the heating power required there is available to put the liquid pumps in the ice-free operating state at temperatures below freezing and frozen cleaning liquid and to make it operational and to keep. This is ensured by the fact that at least a part of the heat-conducting elements protrude into the suction region of the liquid pumps and transport the heat generated by the heating element there.
Vorteilhaft ist die Ausgestaltung nach Anspruch 2 insofern, als in den kammerartigen unten und oben offenen Hohlräumen während des Auftauvorganges ringsum frei getaute Eissäulen entstehen können, deren restliches Auftauen bzw. Abschmelzen insofern schneller erfolgen kann, als die Wärme von allen Seiten zugeführt wird und darüber hinaus diese Eissäulen sich nach einer Seite neigen können, um wieder mit einem Wärmeleitelement, d.h. einer Kammerwand, in unmittelbare Berührung zu kommen und schneller zu schmelzen.The design is advantageous according to claim 2 insofar as in the chamber-like bottom and top open cavities while the defrosting process around free-thawed ice columns may arise whose remaining thawing or melting so far done faster can, as the heat of supplied to all sides will and over out of these ice columns can lean to one side to again with a heat conducting element, i.e. a chamber wall, to come into direct contact and faster to melt.
Mit der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 besteht die Möglichkeit, auf sichere und zuverlässige Weise und auch in ausreichendem Maße, die erforderliche Wärme, die für die Betriebsbereitschaft der Flüssigkeitspumpen erforderlich ist, bzw. benötigt wird, in deren Ansaugbereich zu befördern und dabei eine gerade, stabförmige Heizpatrone zu verwenden, die in einem Zentrum großflächiger Wärmeleitelemente angeordnet sein kann.With the embodiment of the invention according to claim 3 it is possible on safe and reliable Manner and also to a sufficient extent, the required heat, the for the Operational readiness of the liquid pumps is required or needed is to carry in their intake while a straight, rod-shaped Heating cartridge to use in a center of large-scale heat conduction can be arranged.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 hat sich sowohl in funktioneller als auch in herstellungsmäßiger Hinsicht als vorteilhaft erwiesen.The embodiment according to claim 4 has both functional and manufacturing aspects proved to be advantageous.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist der Tatsache Rechnung getragen, dass sich Wasser bzw. Eis mit sinkender Temperatur unter 4° C ausdehnt. Durch die vorgesehenen schlitzartigen Unterbrechungen haben die Wandelemente der einzelnen Kammern die Möglichkeit, den Ausdehnungsbewegungen innerhalb der zu Eis erstarrten Reinigungsflüssigkeit zu folgen. Brüche und andere Beschädigungen, die auf den Ausdehnungskoeffizienten des Eises zurückzuführen wären, können dadurch vermieden werden.Due to the embodiment according to claim 5 takes into account the fact that water or ice with falling temperature below 4 ° C expands. Through the intended slit-like interruptions the wall elements of the individual chambers have the possibility the expansion movements within the frozen to ice cleaning fluid to follow. fractures and other damages, This could be due to the expansion coefficient of the ice be avoided.
Die schlitzartigen Unterbrechungen haben im übrigen auch den Vorteil, dass die geschmolzene Reinigungsflüssigkeit auch seitlich aus den einzelnen Kammern heraus bzw. in diese hineinfliessen kann, so dass unterhalb des jeweils vorhandenen Flüssigkeitspegels keine flüssigkeitsleeren Hohlräume entstehen können.The slit-like interruptions have the rest also the advantage that the molten cleaning fluid also laterally from the individual chambers out or into this flow can, so that below the respective existing liquid level no liquid leaks cavities can arise.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 gewährleistet eine gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb des Behälters, wobei die Ausgestaltung nach Anspruch 7 eine bevorzugte Ausführungsform darstellt.The embodiment according to claim 6 guaranteed a uniform heat distribution inside the container, wherein the embodiment according to claim 7, a preferred embodiment represents.
Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 8 läßt sich in den Kammern der Wärmeleitelemente, die der Heizpatrone am nächsten benachbart sind, eine erhöhte Wärmeabgabe erzielen, so dass in diesen Kammern der Schmelzvorgang am schnellsten vor sich geht und dass insbesondere zu Beginn der Betriebsaufnahme in diesen Kammern in kürzester Zeit ausreichend geschmolzene Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung gestellt wird.With the embodiment according to claim 8 can be in the chambers of the heat-conducting elements, the closest to the heating cartridge are adjacent, an elevated heat achieve, so that in these chambers the melting process the fastest is going on and that especially at the beginning of startup in these chambers in the shortest possible time Provided sufficient molten cleaning fluid becomes.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 9 stellt eine Variante zur Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 dar, die insbesondere dann in vorteilhafter Weise angewendet werden kann, wenn es sich um besonders großvolumige Behälter handelt und der horizontale Abstand zwischen der Heizpatrone und den Flüssigkeitspumpen relativ groß ist.The embodiment according to claim 9 represents a variant of the embodiment according to claim 3, in particular then can be applied in an advantageous manner, if it is particularly large-volume container acts and the horizontal distance between the heating cartridge and the liquid pumps is relatively large.
Dabei kann die Ausgestaltung nach Anspruch 10 besonders dann von Vorteil sein, wenn im Ansaugbereich bzw. im Bereich des horizontalen Gehäusevorsprungs eine besonders effektive Wärmeentwicklung gewährleistet werden soll.In this case, the embodiment according to Claim 10 will be particularly advantageous if in the intake or in the area of the horizontal housing projection a particular effective heat development guaranteed shall be.
In diesem Zusammenhang dient die Ausgestaltung nach Anspruch 11 einer wirksamen Wärmeverteilung im Bereich des horizontalen Gehäusevorsprungs.In this context, the An embodiment according to claim 11 of an effective heat distribution in the region of horizontal housing projection.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 12 dient einer weiteren Verbesserung der Ausgestaltung nach Anspruch 10, wobei die höhere Heizleistung des abgebogenen Arms der Heizpatrone den Vorteil hat, dass die Betriebsbereitschaft der Flüssigkeitspumpen bei sehr tiefen Temperaturen schneller erreicht werden kann.The embodiment according to claim 12 serves a further improvement of the embodiment according to claim 10, the higher Heating capacity of the bent arm of the heating cartridge has the advantage that the operational readiness of the liquid pumps can be reached faster at very low temperatures.
Um dasselbe auch bei voluminöseren Behältern und besonderen Formen des horizontalen Gehäusevorsprungs zu gewährleisten, kann die Ausgestaltung nach Anspruch 13 von Vorteil bzw. erforderlich sein. Auch hierbei kann es zweckmäßig sein, die Heizleistung des Wärmeleitfußes gegenüber der der vertikalen Heizpatrone zu erhöhen.To the same even with voluminous containers and to ensure special forms of horizontal housing projection, can the embodiment of claim 13 of advantage or required his. Again, it may be appropriate, the heating power the Wärmeleitfußes over the to increase the vertical heating cartridge.
Eine andere Formgestaltung der Wärmeleitelemente sind Gegenstand des Anspruches 14 sowie der Ansprüche 15 und 16.Another shape of the Wärmeleitelemente are subject matter of claim 14 and claims 15 and 16th
Die Ausgestaltung nach Anspruch 17 ist bei den gemäß Anspruch 14 bis 16 ausgebildeten Wärmeleitelementen insofern von Vorteil, als die zwischen den Radialwänden während des Schmelzvorganges entstehenden Eissäulen auf der ebenfalls erwärmten Stützplatte aufsitzen und in Folge des weiteren Abschmelzens sich zu einer Seite neigen, um an einem der benachbarten Wandelemente zur Anlage zu kommen, um dort schneller abzuschmelzen.The embodiment according to claim 17 is in the according to claim 14 to 16 formed Wärmeleitelementen advantageous in that between the radial walls during the Melting process resulting ice columns on the likewise heated support plate sit up and as a result of further melting down to one side tend to abut one of the adjacent wall elements come to melt away faster.
Zwei weitere Varianten bzw. Gestaltungsmöglichkeiten der Wärmeleitelemente sind Gegenstand der Ansprüche 18 und 19.Two other variants or design options the heat-conducting elements are the subject of the claims 18 and 19.
Eine besonders kostengünstige Herstellung der Heizkörper läßt sich mit der Ausgestaltung nach Anspruch 20 erzielen.A particularly cost-effective production of radiator let yourself achieve with the embodiment according to claim 20.
Anhand der Zeichnungen wird im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:With reference to the drawings, in the following Invention closer explained. It shows:
Der in
Dieser Behälter
Um aus diesem Behälter
Um eine elektrische Heizvorrichtung
Außerdem ist der Deckel
Die Heizvorrichtung
Um die von der Heizpatrone erzeugte
Wärme großflächig in
die Reinigungsflüssigkeit
des Behälters
Bei den Ausführungsformen der
Bei der Ausführungsform der
In den beiden Kammern
Bei der Ausführungsform der
Bei der Ausführungsform der
Erreicht wird diese Anordnung dadurch,
dass die Querwände
Dadurch, dass die Querwände
Das gleiche kann auch erreicht werden, wenn
die Querwände
Zweckmäßigerweise werden die Wärmeleitelemente
Bei der Ausführungsform gemäß
Dasselbe gilt für die Ausführungsform der
Durch die Schräglage kann erreicht werden, dass
die in den Kammern
Beim Ausführungsbeispiel der
Es ist selbstverständlich auch
möglich,
statt der becherartigen Wärmeleitelemente
Wie aus
Es kann erforderlich, wenigstens
aber von Vorteil sein, den abgebogenen Arm
Bei den Ausführungsformen der
Bei der Ausführungsform der
Bei der Ausführungsform gemäß
Bei der Ausführungsform der
Bei der Ausführungsform, die in den
Diese Radialwände
Bei dieser Ausführungsform kann es zweckmäßig sein,
an einem nach unten aus dem Heizkörper
Solche Stützplatten
Weitere Möglichkeiten der formgestalterischen
Ausbildung der Wärmeleitelemente,
die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, bestehen darin, dass
als Wärmeleitelement
ein Metallband vorgesehen ist, welches die Heizpatrone
Claims (20)
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---|---|---|---|
DE20315852U DE20315852U1 (en) | 2003-10-15 | 2003-10-15 | Heated windscreen cleaning agent container for vehicle contains electric heating cartridge with PTC heating elements with large area metal heat conducting elements protruding into pump suction region |
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