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Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung betrifft eine Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge,
mit einem Waschflüssigkeits-Vorratsbehälter, in welchem die Waschflüssigkeit durch
Wärmetausch von einer
umlaufenden, Antifrostmittel enthaltenden
Heizflüssigkeit erwärmt wird, und mit einem Rohr- oder Schlauchverband, bestehend
aus zwei auf nahezu ganzer länge miteinander in Wärmekontakt stehenden getrennten
Leitungszügen, von denen der eine die umlauf ende Heizflüssigkeit führt und der
andere den Waschf]üssigkeits-Vorratsbehäiter über eine Pumpe mit Spritzdüsen
verbindet und die Waschflüssigkeit führt.
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Eine insbesondere für Scheinwerferscheiben bestimmte Anlage dieser
Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 71 12 748 bekannt. Während bei allen anderen
bekannten Warmwasser-Scheibenwaschanlagen lediglich das Waschwasser selbst erwärmt
wird, meist mit Hilfe von Wärmetauschern, die in irgendeiner Weise baulich mit dem
Waschwasser-Vorratsbehälter vereinigt sind, werden bei der vorerwähnten bekannten
Scheibenwaschanlage mittels des Rohrverbandes auch die Waschwasserleitung, die Spritzdüsen
und die Pumpe von der flotorkühlflüssigkeit erwärmt.
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Dadurch erübrigen sich Antifrostmittel-Zusätze in dem Waschwasser.
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Allerdings kann diese bekannte Anlage erst richtig arbeiten, wenn
die Motorku~hlflüssigkeit insgesamt die zum Auftauen des Waschflüssigkeitssystems
erforderliche Temperatur erreicht hat.
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Dies dauert aber nach einem Kaltstart bei großer Kälte recht lange,
insbesondere, wenn aufgrund der Straßenverhältnisse nicht mit voller Motorleistung
gefahren werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an den Spritzdüsen austretende
Waschflüssigkeit, und zwar insbesondere reines Wasser, schon kurz nach dem Kaltstart
des Fahrzeugmotors sehr stark zu erhitzen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Scheibenwaschanlage der einleitend näher
bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Waschflüssigkeitsleitung
zwischen der Pumpe und den Spritzdüsen in engem Wärmekontakt mit dem Auspuffkrümmer
des Fahrzeugmotors steht.
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Der Auspuffkrümmer jedes Motors wird schon Sekunden nach dem Anlassen
sehr heiß. Bei längerem Betrieb erreicht er Temperaturen bis zu 4000 Celsius. Der
Wärmekontakt der Waschflüssigkeitsleitung mit dem Krümmer wird vorzugsweise dadurch
hergestellt, daß in die Leitung ein Stück eines biegsamen Rohres aus einer gut wärmeleitenden
Legierung eingeschaltet und dieses in mehreren Windungen um den Krümmer herumgelegt
ist. Der Hohlquerschnitt des Rohres braucht wie üblich nur einige Quadratmillimeter
zu betragen. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, an der äußeren Oberfläche
des Auspuffkrümmers besondere Ausnehmungen zur Aufnahme wenigstens einzelner Abschnitte
der Waschflüssigkeitsleitung vorzusehen. Es kann auch ein Wärmetauscher an den Krümmer
angelötet oder es können Kanäle angegossen sein, welche von der Waschflüssigkeit
durchströmt werden.
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Die Erfindung hat die Wirkung, daß die Waschflüssigkeit an den Spritzdüsen
mit einer Temperatur von bis zu 1000 Celsius austritt. So muß der Eisbelag an den
Windschutzscheiben, der sich im Winter beim Abstellen eines Fahrzeugs im Freien
gewöhnlich bildet, vor Fahrtantritt nicht mehr mit dem Kratzer entfernt werden,
da die heiße Waschflüssigkeit schon Sekunden nach dem Anlassen des Motors zur Verfügung
steht und das Eis an der Scheibe in großen Platten abrutschen läßt.
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Die besonders hohe Temperatur der ausgespritzen Waschflüssigkeit hat
aber auch den weiteren Vorteil, daß die Wischblätter bei stärkster Kälte genauen
Haftkontakt zur Scheibe behalten, da der Gummi immer elastisch bleibt und sich keine
Eisklumpen an den Wischblättern bilden können. Im Sommer können die Silikonfett-
und Insektenrückstände an den Windschutzscheiben mühelos entfernt werden, da eine
Waschflüssigkeit so hoher Temperatur wesentlich besser löst.
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Da die Waschflüssigkeit in dem mit dem Auspuffkrümmer in engem Wärmekontakt
befindlichen Leitungsstück bei Stillstand der Spritzanlage verdampft, muß für diesen
Dampf ein Ausweg vorhanden sein. Hierfür sorgt die bei Scheibenwaschanlagen üblicherweise
verwendete elektrisch angetriebene Zahnradpumpe, die im Stillstand von der Druckseite
zur Saugseite Durchlaß gewährt. Der Dampf kann also über die Saugleitung in den
Waschflüssigkeits-Yorratsbehälter entweichen. Dort kondensiert er und heizt den
Inhalt des Vorratsbehälters zusätzlich auf.
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Andererseits wäre normalerweise für den entweichenden Dampf der Weg
zu den Spritzdüsen frei. Um aber ein vom Fahrer unbeabsichtigtes Ausspritzen der
noch in der Leitung stehenden Flüssigkeitssäule zu vermeiden, wird in Weiterbildung
der Erfindung vorgeschlagen, daß ein normal geschlossenes Magnetventil in dem Waschflüssigkeits-Leitungsabschnitt
zwischen dem Krümmer und den Spritzdüsen eingeschaltet ist. Dieses Ventil wird beim
Betätigen der Pumpe geöffnet.
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Die Heizflüssigkeit zum Beheizen des Waschflüssigkeits-Vorratsbehälters
wird wie an sich bekannt vom rlotorkiihikreislauf oder von dem Kreislauf des Wärmetauschers
für die Innenraumheizung des Fahrzeugs abgezweigt. Es hat sich gezeigt, daß als
WErmetauscher schon ein gerades Messingrohr mit einem Ruerschnitt von
etwa
1 Quadratzentimeter genügt, welches den Vorratsbehälter dicht über dessen Boden
durchzieht. Es kann aber auch eine Rohrwendel oder eine sonstige Wärmetauscherkonstruktion
zur Beheizung der Waschflüssigkeit vorgesehen sein.
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Eine wesentliche Verbesserung dieser Waschflüssigkeitsbeheizung und
insbesondere eine Beschleunigung der Heizwirkung nach dem Kaltstart wird durch einen
weitergehenden Vorschlag der Erfindung erreicht, welcher darin besteht, daß eine
Heizflüssigkeitsleitung vor dem Eintritt in den Wärmetauscher des Waschflüssigkeits-Vorratsbehälters
ebenfalls mit dem Auspuffkrümmer in Wärmekontakt steht. Dabei ist in erster Linie
an eine Heizflüssigkeitsleitung kleineren Querschnitts, insbesondere kleiner als
1 Quadratzentimeter, gedacht, welche zusätzlich zu dem schon erwahnten Grundheizel
ement den Waschflüssigkeits-Vorratsbehälter durchzieht. Sowohl die dünnere als auch
die dickere Heizleitung oder die beiden wieder zusammengeführten Heizleitungen gemeinsam
münden anschließend in den Rohr- oder Schlauchverband zum Erwärmen der Waschflüssigkeitsleitung.
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Bei Inftgeltühlten Motoren erhält der Vorschlag, die Heizflüssigkeit
am Auspuffkrümmer zu erwärmen, besondere Bedeutung. In Weiterbildung der Erfindung
wird für solche Motoren vorgeschlagen, daß die Heizflüssigkeitsleitung einen eigenen
Umlaufkreis bildet und eine elektrisch angetriebene Heizflüssigkeitspumpe enthält.
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Damit diese Pumpe nicht ständig in Betrieb ist, wird für sie zweckmäßigerweise
ein hermoschalter vorgesehen, welcher erst bei Außenlufttemperaturen unter 10 Celsius
einschaltet. Außerdem kann ein Schalter am Armaturenbrett vorgesehen sein.
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Anhand schematischer Leitungspläne werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung nachfolgend näher erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1
eine Scheibenwaschanlage für ein Fahrzeug mit wassergekühltem Motor, Fig. 2 eine
andere Ausführungsform der Scheibenwaschanlage nach Fig. 1 und Fig. 3 eine Scheibenwaschanlage
für ein Fahrzeug mit luftgekühltem Motor.
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Die Heißwasser-Scheibenwaschanlage nach Fig. 1 besteht aus einem Waschwasser-Vorratsbehälter
1, einer Zahnradpumpe 2, einer in mehreren Windungen um den Auspuffkrümmer 3 des
Fahrzeugmotors gewickelten Rohrwendel 4 und zwei Spritzdüsen 5, welche auf die Windschutzscheibe
6 gerichtet sind. Die erwähnten Teile sind durch eine dick ausgezogene Waschwasserleitung
7 miteinander verbunden. Die Wendel 4 besteht aus einem 0,5 m langen Kupferrohr
von 2 mm Durchmesser. Der Vorratsbehälter ist von einem Messingrohr 8 durchzogen,
welches das im Motor erwärmte, Gefrierschutzmittel enthaltende Notorkühlwasser einem
Wärmetauscher 9 zur Heizung des Wageninnenraums zuführt. Ein Stück der Rückleitung
dieses Heizkreises ist mit 10 bezeichnet.
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Eine erste Erwärmung erfährt das Waschwasser im Vorratsbehälter 1
durch das Nessingrohr 8. Die zusätzliche Erhitzung bis auf eine Austrittstemperatur
an den Spritzdüsen 5 von 1000 Celsius erfolgt in der Wendel 4 am Auspuffkrümmer
3.
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Um ein Einfrieren der Waschwasserleitungen 7, der Pumpe 2 und der
Spritzdüsen 5 zu verhindern, ist von dem Messingrohr 8 an einer vor dem Vorratsbehnlter
1 liegenden Stelle eine Auftauleitung 11 abgezweigt. Sie besteht aus einem wenige
millimeter starken Gummischlauch, welcher die Waschwasserleitung vom Austritt aus
dem Yorratsbehälter 1 ab bis zu den Spritzdüsen 5 umhüllt. Lediglich die Wendel
4 ist aus der Auftauleitung 11 ausgezweigt. Auch die Pumpe 2 und die Spritzdüsen
5 werden von der
Auftauleitung erwärmt. So gelingt es, daß schon
wenige Sekunden nach dem Start die Scheibenwaschanlage kochend heißes Wasser liefert,
welches den Eisbelag gefrorener Scheiben ohne mechanische Hilfsmittel zu entfernen
gestattet. Sofern Wasser in der Wendel 4 verdampft, kann sich dieser Dampf seinen
Weg durch die stillstehende Zahnradpumpe 2 zum Vorratsbehälter 1 bahnen und dort
unter weiterer Aufheizung des Waschwasservorrats kondensieren oder an den Spritzdüsen
5 austreten.
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Die Anlage nach Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 einmal dadurch,
daß am Auspuffkrümmer 3 nicht nur die Waschwasser-Rohrwendel 4 sondern ein weiterer
Wärmetauscher 12 angebracht ist, welcher im Zuge der vom Messingrohr 8 abgezweigten
Auftauleitung 11 liegt. Nach dem Wärmetauscher 12 wird diese Auftauleitung 11' zunächst
zusätzlich durch den Vorratsbehälter 1 geführt, um eine stärkere und schnellere
Erwärmung des Waschwasservorrats zu erreichen. Das im Vorratsbehälter 1 befindliche
Leitungsstück ist mit 13 bezeichnet.
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Andererseits ist in der Anlage nach Fig. 2 ein Magnetventil 14 zwischen
der Wendel 4 und den Spritzdüsen 5 in die Waschwasserleitung 7 eingeschaltet. Dieses
Magnetventil 14 wird auch von der Auftauleitung 11' erwärmt, wirkt aber nur auf
die Waschwasserleitung 7 und zwar so, daß diese normalerweise gesperrt ist. Dem
sich eventuell in der Wendel 4 bildenden Dampf ist somit der Weg zu den Spritzdüsen
5 verschlossen. Bei Betätigung der Scheibenwaschänlage, d.h. beim Einschalten der
Pumpe 2, wird gleichzeitig dieses Magnetventil 14 geöffnet.
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Schließlich zeigt Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer solchen Scheibenwaschanlage
für ein Fahrzeug mit luftgekühltem Motor.
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Hierbei entfällt der bei den vorhergehenden Figuren mit den Rohrstücken
8 und 10 angedeutete Heizkreis. Die Erwärmung des Waschwasservorrats wird vielmehr
ausschließlich über den Wärmetauscher 12 am Auspuffkrümmer und das Leitungsstück
13 der Auf tauleitung im Vorratsbehälter 1 erreicht. Von den Spritzdüsen 5 wird
die Aufteileitung 11" über eine elektrisch angetriebene Zentrifugalpumpe 15 zum
Eingang des Wärmetauschers 12 zurückgeführt, wodurch ein selbständiger Waschwasser-Heizkreis
geschaffen ist, der Frostschutzmittel enthält. Die Umwälzpumpe 15 dieses Heizkreises
wird am Armaturenbrett geschaltet, jedoch verhindert ein nicht gezeichneter zusätzlicher
Thermoschalter eine Einschaltung bei Außentemperaturen über dem Gefrierpunkt.
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Wie bei Fig. 2 ist ein normalerweise geschlossenes Magnetventil 14
in der Waschwasserleitung angeordnet, das gleichzeitig mit der Zahnradpumpe 2 betätigt
wird.