DE2309902C3

DE2309902C3 - Elektrisch beheiztes Wischerblatt für Autoscheibenwischer

Info

Publication number: DE2309902C3
Application number: DE19732309902
Authority: DE
Inventors: Klaus 8580 Bayreuth Linhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-28
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1981-04-23
Also published as: DE2309902A1; DE2309902B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrisch beheiztes Scheibenwischerblatt, bei dem auf einfache Weise erreicht wird, daß es auch bei Frostwetter seine Flexibilität behält, sich dadurch dem Profil der Windschutzscheibe anpaßt und auch bei Kälte richtig arbeitet.

1. Das Problem

Die Windschutzscheiben der meisten PKW sind heute zur Verringerung des Luftwiderstandes mehr oder weniger gewölbt ausgeführt Die in Verbindung mit solchen Windschutzscheiben montierten Scheibenwischerblätter sind so konstruiert, daß sie sich durch Federdruck der Wölbung der Scheibe anpassen können. In der Regel muß das Wischerblatt in etwa horizontaler Lage (Endlage links oder rechts) einer Krümmung folgen, während es in vertikaler Lage meist eine Gerade bildet. Dies ergibt sich daraus, daß von oben gesehen eine Windschutzscheibe an den Enden rechts und links nach hinten gezogen ist, während von der Seite gesehen die Scheibe in der Wagenmitte von der Unterkante bis zur Oberkante gerade durchläuft.

Diese Flexibilität des Wischerblattes wird durch einen besonderen Aufbau desselben erreicht, der in Skizze 3 ersichtlich ist. Bei entsprechenden Witterungsverhältnissen kommt es nun vor, daß das Wischerblatt durch Eisansatz steif wird, d.h. es friert in einer Stellung (gerade oder gekrümmt) fest und ist dadurch nicht mehr in der Lage, sich während seiner Bewegung der Form der Scheibe anzupassen. Die Folge ist, daß nur noch ein immer kleiner werdender Ausschnitt der Scheibe berührt wird und die Sicht durch die Scheibe langsam »zuwächst«. Dabei gibt es zwei typische Erscheinungen:

a) Das Wischerblatt wischt nur noch in der Mitte seines Schwenkbereiches eine schmale, gekrümmte Ellipse, während uie Enden des Blattes die Scheibe nicht mehr berühren (Skizze 1).

b) Die Spitzen des Wischerblattes wischen nur noch zwei schmale Streifen oben und unten (Skizze 2).

Diese Erscheinung ist keine Frage der Scheibenheizung. Bei jeder funktionierenden Heizung eines neuzeitlichen Wagens wird durch Anblasen der Windschutzscheibe von innen mit Warmluft während einer längeren Fahrt immer soviel Wärme an die Scheibe gebracht, daß diese von außen nicht regelrecht anfriert Ein Beweis für diese Behauptung ist die Tatsache, daß die oben geschilderte Erscheinung bei sehr starkem Frost nicht auftritt. Diese Erscheinung tritt immer nur bei Schneefall im Temperaturbereich um und kurz unter dem Gefrierpunkt auf. Dabei ist der Schnee meist naß. Durch den Fahrtwind wird Wasser verdunstet Durch die Verdunstung wird Wärme entzogen und die Folge ist Eisansatz am Wischerblatt und »Steifgefrieren« desselben.

Wenn man in einer solchen Situation anhält durch Klopfen mit dem Wischerblatt an die Scheibe das Eis entfernt und damit das Wischerblatt wieder beweglich macht wischt es in der Regel die Scheibe wieder anstandslos frei. Ein Zeichen dafür, daß die Ursache nicht eine unterkühlte Windschutzscheibe, sondern ein unbiegsam gewordenes Wischerblatt gewesen ist Allerdings tritt nach ganz kurzer Fahrt der oben geschilderte Zustand wieder ein.

Dies führt zu einer erheblichen Verkehrsgefährdung und man ist mit den bis heute auf dem Markt befindlichen Mitteln dagegen machtlos.

Es kann nur durch eine geeignete Heizung, die das Wischerblatt selbst am Steifgefrieren hindert, Abhilfe geschaffen werden.

2. Stand der Technik

Aus den zahlreichen Patent- und Gebrauchsmuster-Anmeldungen, die dieses Thema zum Gegenstand haben, ist ersichtlich, wie dringend dieses Problem einer Lösung bedarf. Umgekehrt ist trotz dieser Dringlichkeit bis heute noch keine der zahlreichen vorgeschlagenen Möglichkeiten von der Autoindustrie genutzt worden.

Der Verfasser führt das auf zwei Gründe zurück. Zum einen wird von falschen Voraussetzungen ausgegangen, zum anderen sind die vorgeschlagenen Lösungen unpraktisch oder zu aufwendig und teuer.

Die folgenden Schriften wurden in Betracht gezogen:

Gebrauchsmuster	Offenlegungs-	Auslege
	schriften	schriften
18 71090	16 80 177	12 68 506
19 23 248	19 06 670	20 58 389
	2104 331
19 39 484	2105 369
19 43 267	21 15 968
1989712	21 64 932

Außerdem wurden die US-Patentschriften 27 46 077, 34 08 678,31 78 752 und 35 30 525 in Betracht gezogen.

Zum Teil wird in diesen Anmeldungen die Ansicht vertreten, man könne mit einer Heizung im oder am Wischerblatt eine angefrorene Scheibe abtauen. Dies wäre nur mit einer Heizleistung möglich, die man selbst neuzeitlichen Drehstromlichtmaschinen nicht abverlangen kann. Außerdem ist dies Aufgabe der Wagenheizung, wie oben dargelegt.

Weitere Anmeldungen betreffen Wischerblätter, die im Innern mit einer Heizeinrichtung versehen sind. Diese sind zum Teil recht kompliziert in der Herstellung, auf jeden Fall aber teuer. Ein Auswechseln des einzelnen Wischergummis ist in den meisten Fällen nicht möglich.

Auch die Anordnung nach der DE-OS 2104 331 beruht auf einem Trugschluß. Es ist nicht das Gelenk am Wischerarm, das eingefriert, sondern es ist das Wischerblatt selber, das steif wird. Direkt am Dreh-

punkt des Wischerarmes ist die Kraft der Andrückfeder so groß, daß ein Einfrieren des Gelenkes nicht befürchtet werden braucht

Aus der US-PS 34 08 678 ist ein elektrisch beheiztes •Scheibenwischerblatt bekannt, bei dem die Blattfeder beheizt wird, um etwaigen Reif- oder Eisbelag auf der Scheibe abzutauen. Die Stromzuführung für die Blattfeder erfolgt über die Antriebsachsen und .Jen Scheibenwischerarm des Scheibenwischers. Bei einer solchen Konstruktion eines Scheibenwischers mit elektrisch beheizbarem Wischerblatt kann insbesondere an etwaigen Dreh- oder Gleitpunkten der Konstruktion etwa durch Korrosion oder Eisbildung die Stromzuführung für die Blattfeder unterbrochen werden, so daß die Heizung wirkungslos bleibt Da außerdem mit einem solchen beheizten Scheibenwischerblatt Reif und Eis auf der Scheibe abgetaut werden sollen, ist eine sehr hohe Heizleistung erforderlich, bei der das Fahrzeugbordnetz erheblich belastet wird.

Aus der US-PS 27 46 077 ist ferner ein beheizbares Scheibenwischerblatt bekannt, bei dem ein übliches Scheibenwischerblatt mit einem zusätzlichen Heizstreifen versehen wird, der auf bzw. in das Scheibenwischerblatt gesetzt wird. Durch dieses zusätzliche Aufsteckstück mit eingelegten Heizdrähten kann die Flexibilität des Scheibenwischers beeinträchtigt werden.

In der US-PS 35 30 525 ist erläutert, daß es bei der Heizung eines Scheibenwischers nicht darauf ankommt die Winschutzscheibe so aufzuheizen, daß sich dort Eis oder Schnee nicht absetzen können, sondern daß es lediglich notwendig ist, die metallenen Teile des Scheibenwischers selbst zu heizen, um dadurch den Ansatz von Eis, Schnee oder Graupeln am Scheibenwischer zu verhindern. Die vorgeschlagene Lösung besteht darin, einen separaten Heizdraht unterhalb der Blattfeder des Scheibenwischers anzuordnen und in einen elektrischen Stromkreis zu schalten, der vom Pluspol der Batterie über den Heizdraht, danach über die Blattfeder des Scheibenwischers, die Tragkonstruktion des Scheibenwischers und die Karosserie des Autos zum Massenpol der Batterie führt.

In diesem Stromkreis sind allerdings bewegliche Kontaktstellen in der Tragkonstruktion, so z. B. zwischen Blattfeder und Krallen der Bügel enthalten. Wird die Heizung erst eingeschaltet, nachdem sich an der Windschutzscheibe Schnee-, Eis- oder Graupelablagerungen zeigen, so kann eine dieser Kontaktstellen bereits festgefroren sein. Da Eis bekanntlich ein Isolator ist, wird die Heizung entweder überhaupt nicht oder nur mit verminderter Leistung arbeiten.

Zudem muß bedacht werden, daß die hier betrachteten Scheibenwischerheizungen nur in der kalten Jahreszeit und dann auch nur bei bestimmten Bedingungen eingeschaltet werden. Es ist durchaus möglich, daß die im Heizstromkreis liegenden Gleitkontakiflächen oder Drehpunkte, etwa infolge von Salzstreuung oder Rostansatz, korrodieren, ohne daß die Beweglichkeit dieser Punkte oder die Funktionstüchtigkeit eines Scheibenwischers allzusehr beeinträchtigt wird. Trotzdem kann an diesen Punkten der Heizstromkreis unterbrochen sein, so daß die Heizung im Bedarfsfalle gar nicht mehr angeschaltet werden kann.

Der Erfindung liegt Jn. «kufgabe zugrunde, einen elektrisch beheizten Fahrzeugscheibenwischer konstruktiv so zu verbessern, daß bei geringer Heizleistung die Flexibilität des Wischerblatts und die Wirksamkeit der Heizung bei allen Betriebsbedingungen gewährleistet ist

Diese .Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmalt: gelöst

3. Anforderungen an eine praktikable Lösung

Ein elektrisch beheiztes Wischerblatt muß neben seiner Aufgabe als frostsicherer Scheibenwischer ncch folgende Forderungen erfüllen:

a) Der Preis soll nicht wesentlich über dem für ein normales Wischerblatt liegen.

b) Das Auswechseln des Wischerblattes muß leicht und schnell möglich sein. Außerdem soll der Wischergummi für sich auch auszuwechseln sein.

c) Um das Bordnetz nicht zu stark zu belasten, soll die für eine einwandfreie Funktion erforderliche Heizleistung möglichst niedriger sein als die Leistung einer Scheinwerferlampe.

Der Verfasser, der in den letzten 12 Jahren rund 900 000 km bei jedem Wetter auf den Straßen unterwegs war. hat sich schon lange mit diesem Problem befaßt und jetzt eine Lösung gefunden.

4. Die Lösung

Die Blattfedern des Wischerblattes werden als Heizwiderstand verwendet und durch einen hindurchgeleiteten elektrischen Strom aufgeheizt Die Ausführung im einzelnen:

Die Wischerblätter für gewölbte Scheiben sind folgendermaßen aufgebaut (Skizze 3):

Am Wischerarm »A« sitzt um ihre Achse um einen bestimmten Winkel schwenkbar die Brücke »B«. Diese verbindet die beiden Bügel »C«, die wiederum um ihre Achsen beweglich befestigt sind. An den beiden Enden der Bügel »C« sitzen Klammern »D«, die den Wischergummi »E« und die beiden Blattfedern »F« so umfassen, daß diese vom Wischerarm geführt und bewegt werden können, in Längsrichtung »G« aber beweglich sind und einen Spielraum von mehreren Millimetern — je nach Länge des Wischerblattes — haben.

Dieses Längsspiel ist das entscheidende Kriterium, von dem die Fähigkeit des Wischerblattes abhängt, sich den Krümmungen der Scheibe anzupassen. Wenn nun die Blattfedern »Fenn den Klammern »D« festfrieren, ist das Wischerblatt steif und die aus Skizze 1 und 2 ersichtlichen Folgen treten ein.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß längere Wischerblätter auch 3- oder 4teilig ausgeführt sein können. Am Prinzip ändert sich dadurch nichts. Soweit das bisher übliche Wischerblatt.

Nun zur Heizung:

Durch Einfügen einer Plastik-Folie »H« in die Klammern »D« werden die Blattfedern »F« gegeneinander und gegen Masse isoliert Zweckmäßig ist auch eine Verwendung der aufsteckbaren iCunststoffhalterung mit Rastnase (vgl. DE-GM 66 07 792). Die beiden Blattfedern »F« werden am oberen Ende durch eine Klemme oder Lötbrücke »I« miteinander elektrisch leitend verbunden. Am unteren Ende wird an jede der beiden Blattfedern ein flexibles Kabel angeschlossen. Die beiden Leitungen, am besten in Form eines zweiadrigen Flachkabels, werden mit entsprechender Beweglichkeit (Schlaufe »L«) am Wischerarm befestigt und am Drehpunkt des Wischerarmes mit zwei lose um die Achse gelegten Windungen herausgeführt. Je nach Fahrzeug können die Kabel direkt unter die Motorhaube oder über eine Steckverbindung geführt werden. Eine Leitung wird mit Masse, die andere über ein Relais

mit dem Pluspol der Batterie verbunden. Die weitere Schaltung richtet sich nach den Gegebenheiten am Fahrzeug. Sie wird im Wesentlichen von der Bordspannung, der Länge und Anzahl der Wischerblätter und vom Querschnitt der in den Wischerblättern vorhandenen Blattfedern bestimmt, bzw. vom elektrischen Widerstand dieser Blattfedern.
Versuche haben ergeben, daß eine Heizleistung von

0,3 = 0,6 Ohm; — = 1OA; 1OA 0,6

etwa 30 Watt für ein mittleres Wischerblatt vollkommen ausreicht. Nach dem Ohmschen Gesetz (LJ = R ■ I, bzw. N— LJ-I) läßt sich die weitere Beschattung leicht errechnen. Beträgt z. B. der ermittelte Widerstand für das Wischerblatt einschließlich Zuleitung = 0,3 Ohm, so ergeben bei 6-V-Bordspannung beide Wischerblätter in Serie geschaltet die gewünschte Leistung von 30 Watt pro Wischerblatt

6V = 6OW; 60W: 2 = 3OW pro BlattV

Diese Werte entsprechen in etwa auch den tatsächlichen Verhältnissen in der Praxis.

Bei einem 12-V-Bordnetz würden sich beim obigen Beispiel die Werte für die Leistung vervierfachen, was entschieden zu viel wäre.

Um hier auf die richtige Leistung zu kommen, gibt es zwei Möglichkeiten:

I. Der Strom wird durch einen Vorwiderstand (im obigen Beispiel 0,6 Ohm) wieder auf den Wert von 1OA gebracht. Damit beträgt die Heizleistung wieder 30W pro Blatt, gesamt also 6OW. Gleichzeitig gehen aber 60 W als Verlustleistung am Vorwiderstand verloren.

II. Der sich ergebende vierfache Strom wird nur den vierten Teil der Zeit eingeschaltet. Dadurch ergibt sich im Durchschnitt wieder eine mittlere Leistung, die dem gewünschten Wert entspricht. In der Praxis kann dies ganz einfach über einen leicht abgeänderten Scheibenwischer-Intervallschalter oder einen anderen Impulsgeber geschehen, die das obenerwähnte Relais steuern. Hierbei tritt keine nennenswerte Verlustleistung auf. Auch können bei einem Wischer-Intervallschalter bekanntlich die Pausenzeiten in einem weiten Bereich geändert werden, wodurch die effektive Heizleistung den augenblicklichen Erfordernissen, wie sie sich bei verschiedenen Außentemperaturen ergeben, angepaßt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch beheizter Fahrzeugscheibenwischer mit einem Blattfedern aufweisenden Wischerblatt sowie einer an den Blattfedern angreifenden Tragkonstruktion für das Wischerblatt aus Federbügeln, Bügeln und Wischerarm, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (F) gegenüber den am Wischerblatt angreifenden Teilen der Tragkonstruktion (A, B, C) elektrisch isoliert und direkt als Heizwiderstand verwendet sind.

2. Elektrisch beheizbares Wischerblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der aus dem Fahrzeugbordnetz entnommene Heizstrom impulsweise zugeführt wird und daß diese Impulse von einem Relais geschaltet werden, das von einem mechanischen oder elektrischen intervallschalter gesteuert wird, wie er z. B. a's Scheibenwischerintervallschalter Verwendung findet.

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