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Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung betrifft eine Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge
mit mindestens einer an dessen Karosserie angeordneten, durch eine Zuleitung gespeisten
Spritzdüse für Waschflüssigkeit. Derartige Waschanlagen werden verbreitet Windschutzscheiben,
aber auch Heckscheiben, Frontleuchten oder dergleichen zugeordnet, um diese während
der Fahrt durch eine in einem Reservoir mitgeführten Waschflüssigkeit in Verbindung
mit Scheibenwischern reinigen zu können.
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Um dem Gefrieren der im wesentlichen Wasser aufweisenden Waschflüssigkeit
bei niedrigen Außentemperaturen zu begegnen, wird dieser im Winter ein deren Gefrierpunkt
erniedrigendes Frostschutzmittel beigesetzt, wobei die Dosierung aufgrund der zu
erwartenden Temperaturen vorgenommen werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß
der ausreichende Zusatz eines solchen Frostschutzmittels zwar das Gefrieren der
Waschflüssigkeit im Vorratsbehälter sicher unterbindet, nicht aber die Funktionsfähigkeit
der Scheibenwaschanlage sichert.
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Es wurde nun erkannt, daß beim längeren Stehen eines Kraftfahrzeuges
die im Mündungsbereiche der Spritzdüse anstehende Waschflüssigkeit durch Verdunstung
des Frostschutzmittels an diesem verarmt, da ein vollkommener Austausch der Lösungsbestandteile
der Waschflüssigkeit über die langen, engen und gegebenenfalls durch eine Pumpe
zum Teil
abgetrennten Zuleitungswege nur unvollkommen erfolgt und
damit der Konzentrationsausgleich nur langsam und unvollkommen erfolgt. Des weiteren
können bei nassem Schnee und Schneeregen im Gebiete der Spritzdüsen fallender oder
abgelagerter Schnee bzw. Eis aufschmelzen und durch Ausschwemmen von an der Düsenmündung
anstehender Waschflüssigkeit sowie Mischen mit dieser die Konzentration des Frostschutzmittels
im Düsenbereich selbst weiterhin und unter Umständen sehr stark schwächen. Unterstützt
werden kann dieses noch bspw.
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bei mit warmem Motor abgestelltem Fahrzeug durch den zunächst noch
warmen Deckel des Motorraumes, welcher auch bei tieferen Temperaturen noch fallenden
Schnee aufzuschmelzen vermag. So ist beim späteren Inbetriebnehmen des Fahrzeuges
trotz ausreichender Zugabe von Frostschutzmittel in das Scheibenwasser durchaus
nicht gesichert, daß beim Betätigen der Scheibenwaschanlage diese auch ihre Funktion
auszuüben vermag.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Scheibenwaschanlage so
zu gestalten, daß auch bei tiefen Temperaturen und ungünstiger Witterung selbst
bei während des Schneiens warm abgestellten Fahrzeugen die Scheibenwaschanlage bei
der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeuges verläßlich arbeitet und damit das Reinigen
und Enteisen der Windschutzscheibe vor der Inbetriebnahme des Fahrzeuges erleichtert
und zur weiteren Reinigung und Enteisung bereits sofort nach Einschalten des Motors
zur Verfügung steht. Gelöst wird diese Aufgabe, indem die Spritzdüsen der gemäß
der Gattung ausgebildeten Scheibenwaschanlage mit einer elektrischen Heizwicklung
ausgestattet sind. Hierdurch ist es möglich, sofort nach der Betätigung des Zündschlüssels
diese zusätzliche Beheizung der Spritzdüsen einzuschalten, zumal des begrenzten
zu heizenden Objektes wegen der Leistungsbedarf, wenn erforderlich, selbst bei tiefen
Temperaturen noch vor dem Start des Motors der Batterie abverlangt werden können.
Durch diese zusätzliche Beheizung wird die Leitungsführung der Waschflüssigkeit
gerade im kritischten Bereiche erwärmt, so daß auch die durch Kontakt
mit
der Umgebung an Frostschutzmittel verarmte und dadurch eingefrorene Waschflüssigkeit
schnell wieder aufgetaut wird und damit die Scheibenwaschanlage zur Verfügung steht.
Eine laufende Erwärmung etwa nach Art eines Durchlauferhitzers ist nicht erforderlich,
da die von der Pumpe aus dem Vorratsbehälter geförderte Waschflüssigkeit ja ihre
ursprüngliche hohe Konzentration im wesentlichen behalten hat und damit der Frostgefahr
nicht unterliegt.
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Weiterbildungen der Erfindung sind den oben aufgeführten Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen
gezeigt. Es zeigen hierbei: Figur 1 schematisch Teile einer Fahrzeug-Scheibenwaschanlage,
Figur 2 eine Spritzdüse einer Scheibenwaschanlage, und Figur 3 schematisch eine
weitere Scheibenwaschanlage.
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In der Fig. 1 sind schematisch zwei durch Wasserschläuche 1 gespeiste
Spritzdüsen 2 dargestellt. Die Wasserschläuche 1 sind mit den beiden Ausgängen eines
Abzweigstückes 3 verbunden, das bei Betätigung einer Pumpe, eines Ventiles oder
dergleichen von einem nicht dargestellten Reservoir aus über einen Schlauch 4 mit
Waschflüssigkeit beaufschlagt wird.
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Die Spritzdüsen 2 sind im Bereiche ihrer Wasserführung jeweils mit
einer Heizwicklung 5 ausgestattet, deren abgegebene Wärme sich insbesondere auf
den Endbereich des Weges der Wascnflussigkeit auswirkt. Um einen relativ starken,
kurzen Heizdraht zu erhalten, sind die Ileizwicklungen 5 jeweils für die halbe Fahrzeugspannung
ausgelegt und in Serie geschaltet,
so daß sowohl die Herstellung
vereinfacht und verbilligt wird als auch eine besonders robuste Ausführung mit langer
Standzeit erreicht wird. Die Beaufschlagung der Heizwicklungen erfolgt durch einen
Kompaktschalter 6, der mit manuell bedienbaren Kontakten 7 und 8 ausgestattet ist,
von denen der Kontakt 7 nur beim weiteren Durchdrücken des zugehörigen Tasters oder
hebels betätigt wird und nicht einrastet. Die beiden Kontakte werden über eine Sicherung
zweckmäßig direkt von der Batterie aus gespeist, und mittels des Kontaktes 7 werden
die Heizwicklungen direkt eingeschaltet, während bei der Betätigung des Kontaktes
8 die Heizwicklungen über einen deren Leistungsaufnahme reduzierenden Vorwiderstand
9 betrieben werden. Eine den Heizwicklungen 5 parallelgeschaltete Kontrollampe 10
zeigt den jeweiligen Schaltzustand an.
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Wird nun bei 1'r()cr,t w#1 tm<'r vo1- ~)der nach St-arten des Motors
des Kraftfahrzeuges der Kompaktschalter ganz durchgedrückt, so schließen seine Kontakte
7 und 8, und die Heizwicklungen 5 liegen direkt an der Bordspannung und werden damit
mit voller Spannung relativ stark beaufschlagt, so daß die von ihnen entwickelte
Wärme zugefrorene Spritzdüsen 2 schnell aufzutauen vermag. Nach Loslassen des Knopfes
bzw. Hebels des Kompaktschalters 6 öffnet der Schalter 7, der Schalter 8 aber bleibt
noch eingerastet und speist die Heizwicklungen 5 weiterhin über den Vorwiderstand
9 mit reduzierter Leistung.
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Diese Stellung genügt, um zunächst ein Wiedereinfrieren der Spritzdüsen
sicher zu vermeiden, auch wenn die Scheibenwaschanlage nicht oder nur so wenig betätigt
wurde, daß das Nachführen von Waschflüssigkeit aus dem Reservoir mit voller Konzentration
des Frostschutzmittels noch nicht gesichert ist.
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Die Kontrollampe brannte hierbei zunächst hell und zeigte damit den
stärkeren Verbrauch sowie das stärkere Aufheizen an, während sie nach Freigabe des
Hebels des Kompaktschalters mit verringerter Lichtstärke brennt. Nach einiger Fahrstrecke
kann der Kompaktschalter 6 zurückgeschaltet werden, so daß nunmehr auch der Kontakt
8 öffnet und die Jieizwicklungen 5
ausgeschaltet sind. 13ei üblichem
Wetter ist ein weiteres Aufheizen der Düse oft nicht erforderlich, insbesondere
wenn, wenn auch in größeren Abständen, die Scheibenwaschanlage periodisch betätigt
wird und bspw. die Wasserschläuche 1 und der Schlauch 4 oberhalb des Motorraumes
verlaufen, in dem auch das Reservoir durch die Motornähe eine gewisse Aufheizung
erfährt. Bei ungünstigem Wetter und gegebenenfalls auch bei hohen, das Auskühlen
begünstigenden Fahrgeschwindigkeiten jedoch kann es sich als zweckmäßig erweisen,
in der stromsparenden Drosselstellung die Heizwicklungen 5 eingeschaltet zu lassen.
Andererseits ist es möglich, das intensive Vorheizen zu automatisieren. So kann
bspw.. beim Betätiden eines Schalters gleichzeitig ein Zeit reLais eingeschaltet
werden, das für eine vorbestimmte Zeit die Heizwicklungen 5 direkt an das Bordnetz
anschließt und damit mit voller Leistungsaufnahme speist, während nach Ablauf der
durch das Zeitrelais vorgegebenen Zeit die Überbrückung des Vorwiderstandes 9 aufgehoben
wird und die weitere Beheizung der Spritzdüsen mit reduzierter Leistung erfolgt.
In ähnlicher Weise kann auch beim Betätigen der Kontakte 7 und 8 ein Festlegen des
Schalters durch einen Rastnocken erfolgen, der durch ein gleichzeitig beaufschlacjtes
Bimetall nach Aufbringen einer vorgegebenen Heizleistung zurückspringt und damit
den Schalter soweit freigibt, daß dessen Kontakt 7 geöffnet wird Die Vorheizung
bestimmt sich hierbei in gewissen Grenzen durch die Außentemperatur, so daß bei
tieferen Temperaturen auch eine längere Vorheizung erfolgt.
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Eine einzelne Spritzdüse ist in Fig. 2 gezeigt. Ein vorzugsweise aus
Kunststoff erstellter Körper 11 der Spritzdüse 2 weist einen mit einer Nut ausgestatteten
Ansatz 12 auf, der durch ein Loch eines Karosseriebleches gesteckt wird und mittels
eines Sprengringes verriegelt wird. An den Ansatz 12 schließt sich eine Anschlußtülle
13 für einen Wasserschlauch 1 gemäß Fig. 1 an. In den Kunststoff des Körpers 11
ist eine
aus Metall bestehende Kalotte 14 eingebettet, die mit
einem Heizdraht 15 bewickelt ist. Die nach außen gerichtete Isolierschicht 16 ist
stärker als die zur ringförmig ausgebildeten Kalotte 14 gerichtete, so daß die wesentliche
Wärmeabgabe an die Kalotte selbst erfolgt. In die ringförmige Kalotte 14 eingesetzt
und durch übergreifende Ränder des Körpers 11 gehalten ist eine die Düsenöffnung
aufweisende Düsenkugel 17, so daß durch Drehen der Kugel der Wasserstrahl optimal
ausrichtbar ist. Der großflächige Kontakt der ringförmigen Kalotte 14 mit der Düsenkugel
17 sichert zunächst einmal die Erwärmung der Düsenkugel selbst; die nach innen gerichteten
Ränder der Kalotte aber, die gegebenenfalls vergrößert ausgeführt werden können,
garantieren aber gleichzeitig auch eine ausreichende Wärmeübertragung in den für
die Waschwasserführung im Körper 11 vorgesehenen Hohlraum. Bei der Isolierung und
beim Anschluß der Heizwicklung ist bei nicht völlig sicherer Einbettung des Widerstandes
darauf zu sehen, daß die Waschflüssigkeit keine Korrosionserscheinungen zu bewirken
vermag.
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Andererseits hat es sich auch bewährt, an die Stelle aus Draht gewickelter
Widerstände kompakte Massewiderstände aus einem Material zu setzen, das durch seinen
spezifischen Widerstand auch bei kompakter Ausführung einen Gesamtwiderstand ergibt,
welcher den direkten Anschluß bspw. zweier Spritzdüsen an das Bordnetz gestattet.
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Eine weitere Anpassung an eine zunächst verstärkte und dann reduzierte
Heizleistung kann gemäß der schematischen Darstellung der Fig. 3 erzielt werden,
indem die Heizwicklungen zum Vorheizen parallel und nach ausreichendem Vorheizen
zur Senkung der Strom- und damit auch Leistungsaufnahme in Serie geschaltet werden.
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Der Kompaktschalter 18 ist zunächst in seiner Ausgangsstellung gezeigt,
in der die Heizwicklungen 5 der Spritzdüsen 2 ausgeschaltet sind. Beim völligen
Durchdrücken der beiden dreistufigen Kontakt des Hauptschalters 18 werden die Hertzwicklungen
5
parallel betrieben und liegen damit jede an der vollen Spannung des Bordnetzes.
Beim freigeben des Schalthebels oder Schaltknopfes des Kompaktschalters 18 rastet
dieser in seiner Mittelstellung ein, in der die Heizwicklungen 5, in Serie geschaltet,
jeweils nur den halben Strom und damit auch die halbe Leistung aufnehmen. Zum Ausschalten
ist der Schalter in seine Ausgangsstellung zurückzuführen. Gegebenenfalls kann dies
selbsttätig dadurch bewirkt werden, daß diese Raststellung nur durch einen Magneten
gehalten wird, der beim ersten Drücken über einen Hilfskontakt oder einen der beiden
Arbeitskontakte betätigt wurde und beim Abschalten des Netzes durch das Zündschloß
automatisch die Rast freigibt. Auch hier kann die hintere Stellung durch ein Zeitrelais,
ein Thermo-Bauelement oder dergleichen für eine vorgegebene Zeit des Vorheizens
selbsttätig gehalten werden, so daß der das Fahrzeug Startende entlastet wird.
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Auch hier ist eine Kontrollampe 10 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel
beim Vorheizen an der vollen Spannung liegt und hell leuchtet, whrn sie während
des eigentlichen Heizens mit verminderter Leistung litir. mit halber Spannung und
damit geringerer Lichts türke leucli Let. Gegebenenfalls läßt sich dieses Verhalten
durch entsprechende Farbfilter noch sinnfälliger anzeigen.
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Die Erfindung läßt sich überall dort anwenden, wo gefrierende Medien
über Düsen gefördert werden und die Frostgefährdung im wesentlichen im Düsenbereich
besteht. Sie sichert hierbei, daß das Medium, in den dargestellten Beispielen die
Waschflüssigkeit, den gefährdeten Bereich des Düsenausganges nicht zu blockieren
vermag. Der Führer eines Fahrzeuges ist in der Lage, in Anpassung an die speziellen
Witterungs- und Parkverhältnisse die Düse vor dem eigentlichen Starten des Fahrzeuges
freizumachen, so daß praktisch mit dem Beginn des Fahrens auch schon die volle Wirkung
der Waschanlage sicher zur Verfügung steht. Die zusätzlichen Anlagekosten selbst
sind sehr gering, und eine gesonderte Wartung ist nicht erforderlich,
zumal
die wesentlichen Teile, die Heizwiderstände, voll vom Düsenkörper eingeschlossen
sind und damit keiner Gefahr der Beschädigung unterliegen. Bei zweckentsprechender
Auslegung und Anordnung der Widerstände sind auch Schäden durch überhitzung nicht
zu befürchten; eine verläßliche starke Anfangswirkung in Verbindung mit der Möglichkeit
des Durchheizens während der Fahrt wird hierbei durch ein Zweistufenverfahren erzielt,
wobei selbst beim wechselnden Parallel- und Serienschaltung man nicht auf das Leistungsverhältnis
1:4 festgelegt ist: So kann dieses Verhältnis erniedrigt werden, indem die Parallelschaltung
über einen Vorwiderstand betrieben wird, während das Verhältnis erhöht werden kann,
indem der Strom bei der Speisung in Serienschaltung zusätzlich durch einen Vorwiderstand
weiter abgesenkt wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, im Bedarfsfalle eine feinfühlige,
gegebenenfalls einstellbare oder in Abhängigkeit von der Außentemperatur steuerbare
Beaufschlagung vorzusehen, indem Regelschalter bspw. in Form von intervallartig
schaltenden Thermo-Kontakten vorgesehen werden.
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Die Erfindung gestattet damit mit geringem zusätzlichen Aufwand sowohl
erhöhten Komfort als auch erhöhte Sicherheit durch die stete Betriebsbereitschalt
der Scheibenwaschanlage selbst in kritischen Fällen wie beim Start oder dem Fahren
mit hohen Geschwindigkeiten.
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