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Waschanlage, insbesondere für Scheiben von Kraftfahrzeugen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Waschanlage, insbesondere für Scheibe von Kraftfahrzeugen,
m-t einem Heizkörper zur Aufheizung der Waschflüssigkeit, wobei die Heizleistung
von einem temperaturabhängigen Element beeinflußbar ist.
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Bei bekannten Anlagen wird als Heizkörper ein Widerstands draht verwendet,
der beispielsweise auf den Schaft einer Spritzdüse aufgewickelt ist. Bei einer Ausführung
ist in den Betriebsstromkreis dieser Heizwicklung in Reihe mit einem Betriebsschalter
ein temperaturabhängiger Schalter, beispielsweise ein Bimetallschalter geschaltet,
der auf die Umgebungstemperatur der Spritzdüse anspricht. Die Anordnung ist dabei
so getroffen, daß bei Betätigung des Handschalters die Heizwicklung an einer Spannungsquelle
angeschlossen ist, wenn der Bimetallschalter bei Unterschreiten eines bestimmten
Wertes der Umgebungstemperatur einen Stromkreis schließt. Bei dieser Ausführung
wird also die Heizleistung über den temperaturabhängigen Bimetallschalter nicht
kontinuierlich geregelt. Deshalb ergibt sich der Nachteil, daß bei geschlossenem
Bimetal]schalter und einer zu langen Betätigungszeit des Handschalters unter
Umständen die gegebenenfalls aus Kunststoff bestehende Spritzdüse aufgrund unzulässig
hoher Erwärmung beschädigt wird oder daß die Waschflüssigkeit auf einen unnötig
hohen Wert erwärmt wird. Bei einer anderen Ausführung ist zur Vermeidung dieses
Nachteiles der Bimetallschalter so angeordnet, daß er auf die Temperatur der Waschflüssigkeit
anspricht. Der Betriebsstroinkreis der Heizwicklung wird dabei unerbrochen, sobald
die Wassertemperatur einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Auch bei dieser Ausführung
wird also die Heizleistung nicht kontinuierlich verändert. Beide Ausführungen sind
zudem aufwendig und teuer im Aufbau, insbesondere weil für das temperaturabhängige
Element und den Heizkörper verschiedene Steuerleitungen benötigt werden und die
Verkabelung in einem Kraftfahrzeug Schwierigkeiten bereitet.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der
Heizkörper als Kaltleiterwiderstand ausgebildet wird, der zugleich die Funktion
des temperaturabhängigen Elementes übernimmt.
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Dieser Kaltleiterwiderstand kann in wärmeleitendem Kontakt mit dem
Vorratsbehälter der Waschflüssigkeit oder mit den Zufuhrleitungen angeordnet sein,
wird jedoch vorzugsweise in wärmeleitendem Kontakt mit einer Spritzdüse angeordnet,
um ein Einfrieren der Waschflüssigkeit an dieser besonders exponierten Stelle zu
verhindern.
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Bei einer solchen Ausführung wird also nur eine Leitung zu der Spritzdüse
benötigt. Aufgrund der besonderen Eigenschaften eines solchen Kaltleiterwiderstandes
wird bei einem Erreichen bzw. Überschreiten einer bestimmten Temperatur die Heizleistung
reduziert und beim Unterschreiten dieser Temperatur stufenlos bis auf einen fest
vorgegebenen Maximalwert erhöht.
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Bei einer Waschanlage mit mehreren Spritzdüsen wird man gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung jeder Düse einen Kaltleiterwiderstand
zuordnen und alle Kaltleiterwiderstände parallel an eine Spannungsquelle anschließen.
Damit wird also automatisch jeder Spritzdüse die für sie spezifisch notwendige Heizleistung
zugeführt.
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Aufgrund der spezifischen Eigenschafen eines solchen Kaltleiterwiderstandes
kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Elzfindung ein willkürlich betätigbarer
Handschalter entfallen, d. h. die Kaltleiterwiderstände können unmittelbar und dauernd
an eine Spannungsquelle angeschlossen sein, denn bei einer hohen Umgebungstemperatur
ist die Leistungsaufnahme dieses Kaltleiterwiderstandes so gering, daß sie keine
unzumutbare Belastung für die Spannungsquelle darstellt.
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Um die Dimmensionierung des Kaltleiterwiderstandes nicht unnötig groß
zu halten, ist dieser weiter in der Waschanlage angeordnet und zumindest überwiegend
von Waschflüssigkeit umgeben. Dadurch
kommt die von dem Kaltleiterwiderstand
erzeugte Wärme überwiegend der Erwärmung der Waschflüssigkeit zugw6e, so daß dieser
nicht größer als unbedingt erforderlich ausgelegt werden muß. Weiter hat die so
maximal erreichbare Temperatur von 100°C keinen nachteiligen Einfluß auf den Düsenkörper,
wenn dieser aus Kunststoff gefertigt ist.
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Zweckmäßig ist der Kaltleiterwiderstand im Innern eines Düsenkörpers
einer Spritzdüse angeordnet, von der die Waschflüssigkeit auf die zü reinigenden
Scheibe gespritzt wird, weil die Düse an exponierter Stelle im Fahrtwind liegend
zuerst die kritische Temperatur erreicht. Mit Vorteil ist der Kaltleiterwiderstand
in einer Aufweitung des Waschflüssigkeitsdurchganges im Düsenkörper angeordnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine graphische Darstellung
des normierten Widerstandes eines Kaltleiters in Abhängigkeit von der Temperatur,
Fig. 2 eine Spritzdüse mit einem aufgesetzten Kaltleiterwiderstand, teilweise im
Schnitt und Fig. 3 eine Spritzdüse mit eingesetztem Kaltleiterwiderstand im Schnitt.
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In Figur 1 ist auf der Ordinate der normierte Widerstandswert eines
Kaltieiters, also das Verhältnis des tatsächlichen Widerstandes zu einem bestimmten
konstanten Widerstandswert in Abhängiokeit von der Temperatur des Kaltleiterwiderstandes
aufgetragen.
Aus dieser Darstellung geht hervor, daß sich der Widerstandswert ab einer bestimmten
Temperaturschwelle bei ansteigender Temperatur überproportional erhöht.
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Unterhalb dieser Temperaturschwelle ist dagegen der Widerstandswert
im wesentlichen konstant. Wenn ein solcher Widerstand als Heizkörper in einer Wascharllage
verwendet wird, ergibt sich aufgrund dieser charakteristischen Kennlinie folgende
Wirkung: Bei tiefen Temperaturen wird der Kaltleiterwiderstand von einem Strom durchflossen,
der durch die Betriebsspannung und den niederen Widerstandswert des Nal leiterwiderstandes
bestimmt ist. Aufgrund dieses Stromes wird sich der Kaltleiterwiderstand selbst
erwärmen und gleichzeitig die ihn umgebenden Bauteile aufheizen. Steigt die Temperatur
des Kaltleiterwiderstandes über die Temperaturschwelle Z*Ä hinaus an, nimmt der
Strom und damit auch die Heizleistung ab, so daß sich ein stabiler Zustand einstellt,
in dem zwischen der abgeführten Wärme und der zugeführten elektrischen Energie ein
Gleichgewicht besteht. Sobald die Temperatur des Kaltleiterwiderstandes absinkt,
beispielsweise weil im Betrieb der Waschanlage aufgrund des Wasserdurchflusses oder
beispielsweise augen aufgrund ein-s stärkeren Fahrtwindes bei größerer Fahrgeschwindigkeit
Wärme entzogen wird, verringert sich der Widerstandswert des Kaltleiterwiderstandes,
so daß dieser sofort wieder eine größere elektrische Leistung aufnimmt und verstärkt
nachheizt. Bei tiefen Außentemperaturen wird sich also die Temperatur des Kaltleiterwiderstandes
aif einen bestimmten Wert, beispielsweise 100C einpendeln Dabei ist auch wesentlich
zu erwähnten, daß diese Temperatur von der Betriebsspannung nahezu unabhängig ist,
so daß sich Spannungsschwankungen an der Batterie eines Kraftfehrzeuges bei wechselnder
Last aufgrund des Einschaltens verschiedener Verbraucher nicht auswirken.
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Wenn während der wärmeren Jahreszeit die Außentemperatur höher ist
als die Temperaturschwelle / , wird die aufgenommene elektrische Leistung des Kaltleiterwiderstandes
so gering, daß er als Verbraucher die Spannungsquelle nicht mehr spürbar belastet.
Es ist deshalb ein Betriebsschalter für diesen Heizkörper entbehrlich, der Kaltleiterwiderstand
kann vielmehr unmittelbar und dauernd an die Spannungsquelle angeschlossen sein.
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Ein derartiger Kaltleiterwiderstand kann also gleichzeitig als Heizkörper
und als temperaturabhängiges Element dienen und auf einfache Weise beispielsweise
Spritzdüsen so heizen, daß bei Überschreiten einer bestimmten Temperaturschwelle
die Heizleistung reduzijrt wird und beim Unterschreiten dieser Temperatur die Heizleistung
stufenlos bis auf einen fest vorgebbaren Maximalwert erhöht wird.
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In Figur 2 ist mit 10 die Karosserie eines Kraftfahrzeuges bezeichnet,
an der eine Spritzdüse 11 befestigt ist. Diese Spritzdüse hat einen Spritzkopf 12
und einen durch eine Bohrung in der Karosserie hindurchragenden Schaft 13, an dem
nicht näher dargestellte Zuleitungen für die Waschflüssigkeit befestigt werden können.
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Die Spritzdüse 11 ist mittels einer Mutter 14 an der Karosserie 10
befestigt, wobei zwischen Spritzkopf und Karosserie einerseits und zwischen der
Karosserie und der Mutter 14 andererseits jewei]s Isolierscheiben 15 angeordnet
sind. Diese Isolierscheiben dienen einerseits zur thermischen Isolaticn, um zu verhirdern,
daß von dem Heizkörper Wärme auf die Karosserie übergehen kann, und andererseits
zur elektrischen Isolation.
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Auf den Schaft 13 der Spritzdüse 11 ist eine Glimmerscheibe 16 und
ein in Form einer Ringscheibe ausgebildeter Kaltleiterwiderstand 17 aufgezogen.
Diese Bauteile werden durch eine weitere Mutter 18 in ihrer Lage gehalten.
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Der Kaltleiterwiderstand 17 ist über zwei Leitungen 19 und 20 unmittelbar
mit einer Spannungsquelle 21 verbunden.
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Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung ist der Kaltleiterwiderstand
30 im Inneren des Düssenkörpers 31 einer Spritzdüse 32 angeordnet. Er ragt in eine
Aufweitung 33 des Waschflüssigkeitsdurchganges 34 des Düsenkörpers 31. Dadurch ist
der Kaltleiterwiderstand 30 stehts vollständig von der Waschflüssigkeit umgeben,
so daß die erzeugte Wärme ohne Verluste an diese abgegeben wird. Der Kaltleiterwiderstand
30 ist mit den beiden Leitungen 19 und 20 unmittelbar mit der Stromquelle 21 verbunden.
Ein Schalter zum Inbetriebsetzen des Kaltleiterwiderstandes 30 ist entbehrlich.
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Bei Verwendung von zwei oder mehr Düsen bei einer Waschanlage wird
man jeder dieser Spritzdüsen einen Kaltleiterwiderstand als Heizkörper und temperaturabhängiges
Element zuordnen. Das hat gegenüber den bekannten Lösungen mit in Reihe geschalteten
Heizwicklungen den Vorteil, daß jede Spritzdüse auf ihren spezifischen Wärmebedarf
hin überwacht und automatisch die richtige Heizleistung zugeführt wird.
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Außerdem ist die Funktion des einen Kaltleiterwiderstandes völlig
unabhängig von der des anderen, so daß bei einem Ausfall an der einen Spritzdüse
wenigstens eine Erwärmung an der anderen Spritzdüse sichergestellt ist.
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Als Vorteil muß weiter herausgestellt werden, daß nur maximal zwei
Versorgungsleitungen notwendig sind.
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Den Kaltleiterwiderstand wird man entsprechend den Erfordernissen
ausbilden. Gegebenenfalls wird man mehrere Kaltleiterwiderstände in Form von Ringscheiben
übereinander anordnen und parallel an eine Spannungsquelle anschließen. Dabei sind
auch andere Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise könnten mehrere in Form von
Stäben ausgebildete Kaltleiterwiderstände parallel zueinander in thermischem Kontakt
mit dem Schaft der Spritzdüse an diesen angelegt sein. Der Kaltleiterwiderstand
könnte auch in die Zuleitung eingesetzt sein.