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Vorrichtung zum Erwärmen einer Waschflüssigkeit für die
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Fensterwaschanlage von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Erwärmen einer Waschflüssigkeit für die Fensterwaschanlage von Kraftfahrzeugen,
die die Waschflüssigkeit unter Ausnutzung der Energie des Kühlwassers des Motors
erwärmt.
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Die Waschflüssigkeit hat dabei die Aufgabe, den an dem Frontfenster
der Kraftfahrzeuge anhaftenden Schmutz auf chemischem und physikalischem Wege zu
entfernen. Da die Waschflüssigkeit nur reines Wasser oder eine Mischung aus Wasser
und Detergenzien ist, nimmt der Reinigungseffekt der Waschflüssigkeit um so mehr
ab, je niedriger die Temperatur der Waschflüssigkeit wird.
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Es hat sich erwiesen, daß der Reinigungseffekt bei höheren Temperaturen
der Waschflüssigkeit verbessert wird. Andererseits ist ein sehr heißes Waschwasser
gefährlich, da es Verbrennungen verursachen kann. Als optimaler Temperaturbereich
der Waschflüssigkeit hat sich eine Temperatur von 400C bis 700C ergeben. Im Sommer
ist die Temperatur der Waschflüssigkeit
für Kraftfahrzeuge hoch
genug. Andererseits hat sich herausgestellt, daß die Temperatur des Waschwassers
niedriger ist als der optimale Temperaturbereich im Winter.
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Eine Vorrichtung zum Erwärmen der Waschflüssigkeit, die einen Wärmeaustauscher
aufweist, der auf dem Auspuffrohr, durch das die Abgase des Motors abgeblasen werden,
installiert ist, ist bekannt.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 34662/1978 beschriebene Vorrichtung
erwärmt die Waschflüssigkeit durch das Kühlwasser des Motors und außerdem zusätzlich
durch den Kontakt der Waschflüssigkeitsleitung mit dem Auspuffrohr.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 6987/1972 beschriebene Vorrichtung
weist eine Waschflüssigkeitsleitung auf, die um die Außenwand des Auspufftopfes
gewickelt ist und bei der die Waschflüssigkeit durch die im Auspuffgas enthaltene
Energie erhitzt wird. Es ist außerdem vorgesehen, die restliche Flüssigkeit zu dem
Waschflüssigkeitstank zurückzuführen.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 34757/1977 beschriebene Vorrichtung
weist eine Kupferleitung auf, die mehrfach in umgekehrter Richtung gewickelt ist
und mit der Außenwand des Auspufftopfes in Verbindung steht. Die Waschflüssigkeit
strömt durch die mehrfach gewickelte Kupferleitung. Es ist ein guter Wärmeübergang
sichergestellt, weil die Kontaktfläche zwischen der Kupferleitung und dem Auspufftopf
groß genug ist.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 41864/1978 veröffentlichte
Vorrichtung weist einen Wärmeaustauscher mit halbzylindrischer Form auf, der an
die Außenwand des Auspufftopfes angebracht ist. Es ist ein zusätzliches Ventil vorgesehen,
um die bis zum Siedepunkt erwärmte Waschflüssigkeit in den Waschflüssigkeitstank
zurückzuführen.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 52753/1978 beschriebene Vorrichtung
weist einen Wärmeaustauscher aus Metall auf, der auf der Außenwand des Auspufftopfes
angebracht ist und
diesen teilweise umhüllt. Innerhalb des Wärmeaustauschers
schlängelt sich der Flüssigkeitsstrom mäanderförmig. Während die Waschflüssigkeit
durch die Leitung strömt, wird sie erhitzt. Um ein Sieden der Waschflüssigkeit zu
verhindern, sind auf der Außenfläche des Wärmeaustauschers Kühl rippen angeordnet.
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Die in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 151147/1982
beschriebene Vorrichtung weist ebenfalls einen Wärmeaustauscher auf, der auf der
Auspuffleitung angebracht ist, um die Waschflüssigkeit zu erhitzen. Hauptziel dieser
Vorrichtungen, in denen eine Waschflüssigkeit durch die Abgase erhitzt wird, ist
es, in kalten Gegenden Schnee, Frost und Eis, die sich auf dem Frontfenster befinden,
zu erhitzen und zu schmelzen. Diese Vorrichtungen verfolgen nicht das Ziel, den
Reinigungseffekt der Waschflüssigkeit zu erhöhen. Es ist wünschenswert, daß die
Waschflüssigkeit sehr heiß ist, da sie Eis und Frost schmelzen soll. Daher sind
bei- diesen Vorrichtungen Wärmeaustauscher auf dem Auspuffrohr befestigt und die
Waschflüssigkeit wird durch die Auspuffgase erwärmt. Die Temperatur der Auspuffgase
liegt allerdings zwischen 25000 und 30000. Die Außenwand des Auspuffrohrs ist auch
so heiß wie die Gase. Wenn die Waschflüssigkeit im Wärmeaustauscher steht, kann
sie bis zum Sieden überhitzt werden. Um solche gefährlichen Zustände zu vermeiden,
ist es notwendig, die erhitzte Flüssigkeit in den Tank zurückzuführen und die Flüssigkeit
dann wieder aus dem Tank umzuwälzen.
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Diese Vorrichtungen benötigen eine komplizierte Zirkulationsvorrichtung.
In diesen Vorrichtungen erreicht die Temperatur der Waschflüssigkeit 8000 bis 10000.
Das ist eine überaus hohe Temperatur, um den Reinigungseffekt zu verbessern.
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Außerdem ist eine so heiße Waschflüssigkeit gefährlich. Weiterhin
besteht die Schwierigkeit, daß der Wärmeaustauscher resistent gegen hohe Temperaturen
sein muß.
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Wenn der Wärmeaustauscher eine um den Auspufftopf gewickelte Leitung
ist, muß diese aus Kupfer bestehen. Ist der Wärmeaustauscher nur eine Metallplatte,
so muß diese aus Aluminium oder Messing bestehen.
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Auf diese Weise benötigt die Vorrichtung, die die Energie, die in
den Abgasen enthalten ist, ausnützt, einen Wärmeaustauscher aus Metall und eine
Zirkulationsvorrichtung für die Waschflüssigkeit, um zu jeder Zeit ein Sieden zu
vermeiden.
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Daraus ergibt sich eine sehr komplizierte und kostenintensive Konstruktion
der Vorrichtung.
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Andere vorbekannte Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung weisen
einen unabhängigen Erhitzer auf, um die Waschflüssigkeit zu erwärmen.
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Die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 99439/1982 beschriebene
Vorrichtung weist einen zusätzlichen Erhitzer zur Erhitzung der Waschflüssigkeit
auf. Der Erhitzer erwärmt nicht immer die Flüssigkeit. Wenn mit einem Schalter der
Wasserzulauf angeschaltet wird, wird auch der Erhitzer eingeschaltet.
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Dadurch wird die Gefahr eines abrupten Siedens der Waschflüssigkeit
vermieden. Der Erhitzer hat jedoch einen hohen Strombedarf, da er die Waschflüssigkeit
schnell aufheizen muß.
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Selbst wenn viel Strom durch die Heizschlangen fließt, ist die Aufheizleistung
ungenügend, da die durch den elektrischen Strom verursachte Wärmeleistung gering
ist. Diese Vorrichtung vergeudet Benzin im Übermaß und arbeitet unwirtschaftlich.
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Aber das Hauptziel dieser Vorrichtung ist es, das gefrorene Eis oder
den auf der Frontscheibe anhaftenden Schnee zu schmelzen. Daraus ergibt sich ein
Problem beim Anlassen der Kraftfahrzeuge, wenn sie eine längere Zeit gestanden haben.
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Der Bedarf eines zusätzlichen Erhitzers läßt sich nicht vermeiden,
da der Motor beim Anlassen kalt ist.
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Die in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 151146/1982
beschriebene Vorrichtung erwärmt die Waschflüssigkeit durch einen zusätzlichen Erhitzer.
Es hat sich herausgestellt, daß diese Vorrichtungen, die einen zusätzlichen Erhitzer
zum Erwärmen der Waschflüssigkeit aufweisen, unbeliebt und unwirtschaftlich sind,
da sie eine große elektrische Energie vergeudet Wasser ist der Hauptbestandteil
der Waschflüssigkeit. Unter normalen Bedingungen kann Wasser als Flüssigkeit nicht
über 1000C erhitzt werden. Um die Waschflüssigkeit auf mehr als 1000C zu erhitzen,
muß die Waschflüssigkeit bis zum Verdampfen erhitzt werden.
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Die in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 20953/1983
beschriebene Vorrichtung verwendet die Kühlflüssigkeit des Motors als Waschflüssigkeit.
Sie sprüht einen Teil des Kühlwassers als Dampf auf die Frontscheibe.
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Beim Kühlen des Motors wird das Kühlmedium verdampft. Der Dampf des
Kühlmediums steht unter Druck. Dieser Dampf wird gekühlt und in einem Verflüssiger
verflüssigt. Dann kühlt das verflüssigte Kühlmedium den Motor Das Kühlmedium kühlt
den Motor nicht nur durch die spezifische Wärme des Wassers, sondern auch durch
dlie Verdampfungswärme. Im Kühlsystem wird heißer, unter Druck stehender Dampf erzeugt.
Die Vorrichtung bläst den Dampf auf die Frontscheibe. Diese Vorrichtung erfordert
eine besondere Konstruktion des Kraftfahrzeuges. Die Verwendungsmöglichkeit der
Vorrichtung ist begrenzt. Außerdem ist der Dampf, der die Scheibe reinigt, gefährlich,
da die Temperatur des Dampfes höher ist als 100°C. Es hat sich herausgestellt, daß
das Waschmedium nicht so heiß sein muß.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 28656/1974 beschriebene Apparatur
weist zusätzlich einen neuen Tank mit einem inneren Tank im Kreislauf des Kühlwassers
für den Motor auf.
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Die Waschflüssigkeit wird in den inneren Tank gefüllt und darin erwärmt.
Um diese Vorrichtung zu installieren ist es notwendig, eine Schlauchverbindung für
das Kühlwasser vorzusehen und den Aufheiztank, mit einer Kapazität von ungefähr
einem Liter, mit den beiden Enden des Schlauches zu verbinden. Es ist außerdem notwendig,
eine Schlauchverbindung für die Waschflüssigkeit vorzusehen und mit dem inneren
Tank zu verbinden. Die andere Schwierigkeit besteht darin, wo und wie der Aufheiztank
im Raum unter der Motorhaube eines Kraftfahrzeuges befestigt wird. Der Wärmeaustauscheffekt
ist gut, da ein Doppelmanteltank aus Metall vorgesehen ist.
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Andererseits ist diese Vorrichtung zu kostspielig und zu groß. Eine
derartige Vorri-chtung kann nicht leicht in einem fertig hergestellten Kraftfahrzeug
installiert werden.
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Die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 13295/1976 beschriebene Vorrichtung
(Veröffentlichungsdatum 27.4.1976) erwärmt die Waschflüssigkeit und bereitet warmes
Trinkwasser durch die Energie des Kühlwassers. In einem Teil der Kühlwasserleitung
von dem Motor zu dem Kühler verlaufen zwei mäanderförmige Leitungen durch einen
großen Wärmeaustauschen Während des Durchströmens einer der beiden mäanderförmigen
Leitungen wird die Waschflüssigkeit und das Trinkwasser erwärmt. Da diese Vorrichtung
einen großen Wärmeaustauscher erfordert, der in den Kühlwasserkreislauf des Motors
installiert werden muß, muß diese Installation während des Herstellungsprozesses
des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden. Daher müssen die Probleme bezüglich des
Raumbedarfes und der Leitungsführung im Planungsstadium für die Konstruktion eines
Kraftfahrzeuges bedacht werden. Wie die vorangegangenen, vorbekannten Vorrichtungen
ist diese Vorrichtung zu voluminös, um in einem fertig hergestellten Kraftfahrzeug
installiert zu werden. Wie schon oben erwähnt, ist das Hauptziel dieser Vorrichtung
warmes Trinkwasser zu bereiten. Der schwierig Her-
stellungsprozess
und der Anstieg der Kosten mögen als trivial betrachtet werden bei der Erreichung
dieses hauptsächlichen Zieles.
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Die in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 17850/1982
veröffentlichte Vorrichtung (Offenlegungstag 29.1.1982) weist eine Kühlwasserleitung
mit einem erweiterten Abschnitt auf, in dem sich ein Tank für die Waschflüssigkeit
befindet. Da die Außenwand des Tankes von dem heißen Wasser umspült wird, das von
dem Motor kommt, wird die Waschflüssigkeit im Tank erwärmt. Der Wärmeaustauscheffekt
ist gut, da der gesamte Tank vom Heißwasser umspült wird. Der erweiterte Teil der
Kühlwasserleitung muß jedoch im voraus gefertigt werden. Diese Vorrichtung muß daher
im Herstellungsprozeß des Kraftfahrzeuges installiert werden. Es ist unmöglich,
diese Vorrichtung in einem fertig hergestellten Kraftfahrzeug einzubauen. Die andere
Schwierigkeit besteht in dem Anstieg der Kosten, da die Vorrichtung einen Doppelmanteltank
erfordert. Ein anderer Nachteil besteht im Anstieg des Druckverlustes des Kühlwassers.
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Die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 53549/1983 (Offenlegungstag
30.8.1983) beschriebene Vorrichtung weist einen großen Tank im Kühlwasserkreislauf
des Motors auf. Die Waschflüssigkeit wird durch das heiße Kühlwasser in dem großen
Tank erwärmt. Der Tank ist mit einem wärmeisolierenden Material verkleidet, um die
Wärme zu erhalten. Da das wärmeisolierende Material einen Temperaturabfall der Waschflüssigkeit
im Tank verhindert, kann die warme Waschflüssigkeit beim Starten des Kraftfahrzeugs
verwendet werden. Aber wie die vorbeschriebenen Vorrichtungen so ist auch diese
sehr voluminös und kostspielig. Darüber hinaus erfordert der große Wärmeaustauscher,
der mit einem wärmeisolierenden Material verkleidet ist, einen großen zusätzlichen
aubedarf.
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Die Vorrichtung muß während des Herstellungsprozesses der Kraftfahrzeuge
installiert werden. Es ist unmöglich, diese Vorrichtung noch bei einem fertig hergestellten
Kraftfahrzeug einzubauen.
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Die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 12854/1983 (Offenlegungsdatum
25.1.1983) beschriebene Vorrichtung weist einen dicken Gummischlauch auf, der den
Motor mit dem Kühler verbindet. Die spiralig angeordnete Kupferleitung, durch die
die Waschflüssigkeit fließt, ist innerhalb des dicken Gummischlauches angeordnet.
Die in der spiralig angeordneten Kupferleitung erwärmte Waschflüssigkeit fließt
in den Tank zurück und wird dort gesammelt. Das Ziel dieser Vorrichtung ist es,
die Frontscheibe beim Starten von Frost und gefrorenem Eis zu befreien. Der Motor
ist nicht heiß und das Kühlwasser ist beim Starten kalt. Die warme Waschflüssigkeit,
die während der letzten Fahrt aufgeheizt wurde und die in dem Tank gesammelt wurde,
wird beim Starten für die nächste Fahrt verwendet.
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Die Vorrichtung erfordert einen dicken Gummischlauch und eine spiralenförmie
Kupferleitung als Wärmeaustauscher. Der Wärmeaustauscheffekt ist schlecht, weil
die gesamte Waschflüssigkeit immer zwischen dem Tank und dem Wärmeaustauscher zirkuliert.
Außerdem erfordert sie eine zusätzliche Pumpe zur Aufrechterhaltung der Zirkulation
der Waschflüssigkeit. Obwohl die Waschflüssigkeit im Tank sehr stark erhitzt wird
und während der vorhergehenden Fahrt sehr heiß wurde, verliert die Waschflüssigkeit
die meiste Wärme während das Kraftfahrzeug steht. Meistens wird gekünite Waschflüssigkeit
beim Starten auf die Frontscheibe gesprüht. Die Vorrichtung erbringt nur eine geringe
Verbesserung des Reinigungseffektes.
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Außerdem ergibt sich ein neues schwieriges Problem beim Abdichten
der Kupferleitung gegen die Schlauchöffnung, durch die die Leitung geführt ist.
Weiterhin ist es erforderlich,
einen kostenintensiven Doppelmanteltank,
beispielsweise aus rostfreiem Stahl, zu installieren, um das Wärmehaltevermögen
des Tanks zu verbessern.
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Die in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 5348/1982
beschriebene Vorrichtung (Offenlegungstag 12.1.1982) weist einen zusätzlichen zylinderförmigen
Wärmeaustauscher mit einer spiralenförmigen Metalleitung auf, die in die Kühlwasserleitung
integriert ist, die den Motor mit dem Kühler verbindet. Diese Vorrichtung ist ziemlich
einfach, da sie nur einen zusätzlichen zylinderförmigen Wärmeaustauscher erfordert.
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Der zylindrische Wärmeaustauscher ist ein Metallzylinder, an dessen
beiden Seiten Verbindungsteile angebracht sind. Die Enden des Kühlwasserschlauches
sind mit den Verbindungsteilen gekoppelt. An den seitlichen Platten ist ein Ein-
und Auslaß für die spiralenförmige Leitung angeordnet. An die Verbindungsteile der
spiralenförmigen Leitung sind die Enden des Schlauches für die Waschflüssigkeit
angebracht. Die spiralenförmige Leitung besteht aus Aluminium oder Kupfer. Diese
Vorrichtung kann bei einem fertig hergestellten Kraftfahrzeug angebracht werden.
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In diesem Punkt unterscheidet sich diese Vorrichtung hauptsächlich
von den vorher besprochenen. Jedoch ist der Wärmeaustauschzylinder noch voluminös.
Es ist schwierig, diese Vorrichtung in den Innenraum unter der Motorhaube zu installieren.
Um den metallischen Wärmeaustauscherzylinder zwischen den anderen Metallteilen zu
fixieren ist es notwendig, Löcher für die Schrauben zu bohren oder den Zylinder
anzuschweißen. Es ist unangebracht, den schweren Zylinder durch irgendein Haftmedium
zu fixieren. Es ist notwendig, die Konstruktion des Kraftfahrzeuges teilweise umzubilden,
um diese Vorrichtung zu installieren. Bei der Installation des Wärmeaustauscherzylinders
muß sogar der Kühlwasserschlauch und der Waschflüssigkeitsschlauch durchschnitten
und die Enden mit dem Ein- und
Auslaß des Wärmeaustauscherzylinders
verbunden werden. Weiterhin ist der Wärmeaustauschzylinder selbst sehr ostenintensiv.
Das Aufheizen der Waschflüssigkeit steht in keinem Verhältnis zu einem solchen Aufwand
an schwieriger Arbeit und Kosten. Auf lange Sicht muß die Installation einer Vorrichtung
bei der Planung der Herstellung der Kraftfahrzeuge bedacht werden und sie muß während
des Herstellungsprozesses installiert werden. Es ist nicht leicht, diese Vorrichtung
bei einem fertig hergestellten Kraftfahrzeug anzubringen.
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Die Betrachtung der Vorrichtungen des Standes der Technik führt zu
folgenden Tatsachen.
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Einerseits haben diese Vorrichtungen eine aufwendige Konstruktion
mit vielen Teilen und sind kostenintensiv. Andererseits können sie kaum bei einem
fertigen Kraftfahrzeug installiert werden, da es erforderlich ist, einen neuen Wärmeaustauscher
in den Kühlwasserkreislauf zu integrieren. Im Grunde genommen wird bei den vorbekannten
Vorrichtungen der Wärmeaustausch dadurch bewerkstelligt, daß in dem Kühlwasserkreislauf
eine spiralenförmige Leitung angeordnet wird. Da die Temperatur des Kühlwassers
des Motors fast bei 800C bis 900C lieyt, könnte leicht eine heiße Waschflüssigkeit
mit einer Temperatur von 700C erreicht werden, wenn die Waschflüssigkeit durch die
spiralenförmig angeordnete Leitung fließt. Da aber die spiralenförmige Leitung in
das heiße Kühlwasser eingetaucht ist, muß die Leitung in chemischer und physikalischer
Hinsicht widerstandsfähig und hitzebeständig sein. Daher ist es notwendig, daß die
spiralig geformte Leitung aus Kupfer oder Aluminium besteht.
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Diese Schwierigkeiten versucht die Erfindung zu beheben. Die Waschflüssigkeit
wird nicht zu jeder Zeit gebraucht. Sie wird nur zeitweilig aufgesprüht, um die
Frontscheibe zu reinigen.
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Dabei beträgt die Menge ungefähr 10 cm3. Folglich ist es ausreichend,
daß nur einige 10 cm3 der Waschflüssigkeit für den gewöhnlichen Gebrauch warmgehalten
werden. Es ist überflüssig, den gesamten Inhalt des Waschflüssigkeitstanks zu erwarmen.
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Außerdem braucht die Temperatur der Waschflüssigkeit nicht höher als
800C zu sein.
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Die Vorrichtungen des Standes der Technik, die in dem vorangegangenen
Teil beschrieben wurden und die das Ziel verfolgen, die Frontscheibe von Eis, Frost
oder Schnee zu befreien, müssen heiße Waschflüssigkeit verwenden.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist nicht die Beseitigung von
Schnee oder Frost, sondern die Steigerung der chemischen Aktivität der Waschflüssigkeit
und die Verbesserung des Reinigungseffektes. Im Grunde genommen haben alle die vorbeschriebenen
Vorrichtungen einen zu weitgehenden Wärmeaustausch.
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Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen der Waschflüssigkeit
unter Ausnutzung der Energie des Kühlwassers des Motors. Diese Vorrichtung soll
die folgenden Erfordernisse erfüllen: a) eine einfache Struktur, b) eine leichte
Installation, c) kostengünstig, d) geringer Platzbedarf für die Installation.
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Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Erfordernisse.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung: Fig. 1 ist eine vereinfachte Darstellung
des vorderen Teils des Kraftfahrzeuges, um die Konstruktion der Erfindung darzustellen;
Fig.
2 ist eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung zum Erwärmen einer Waschflüssigkeit;
Fig. 3 ist eine Detaildarstellung einer Wärmeaustauschleitung, die um die äußere
Oberfläche der Kühlwasserleitung gewickelt ist; Fig. 4 ist eine Seitenansicht desselben
Gegenstandes; Fig. 5 ist eine vergrößerte Detaildarstellung einer Wärmeaustauschleitung
mit einem ovalen Querschnitt; Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung der Wärmeaustauschleitung
im Stadium des Aufwickelns auf die Kühlwasserleitung; Fig. 7 ist eine vergrößerte
Detaildarstellung einer Wärmeaustauschleitung mit einem elliptischen Querschnitt;
Fig. 8 ist eine vergrößerte Detaildarstellung einer Wärmeaustauschleitung mit einem
kreisrunden Querschnitt; Fig. 9 ist eine teilweise Seitenansicht einer Wärmeaustauschleitung
mit einem Verbindungsteil und einem Befestigungsri emen.
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1 = Motor 2 = Kühler 3, 4 = Zirkulationsleitung für das Kühlwasser
5 = Waschflüssigkeitstank 6 = Waschflüssigkeitspumpe 7 = Waschflüssigkeitsleitung
8 = Wärmeaustauschleitung 9 = Verbindungsteil 10 = Spritzdüse 11 = Kühlwasserpumpe
12 = äußere Hälfte der Wärmeaustauschleitung 13 = innere Hälfte der Wärmeaustauschleitung.
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Fig. 1 ist eine vereinfachte Darstellung der vorderen Hälfte eines
Kraftfahrzeuges, um den Aufbau der Erfindung zu demonstrieren.
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Fig. 2 ist eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung zum Erwärmen
der Waschflüssigkeit.
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Ein Motor 1 ist mit einem Kühler 2 durch zwei Kühlwasserschläuche
3, 4 verbunden. Das Kühlwasser wird in dem Motor erhitzt, fließt durch die Kühlwasserleitung
3, und wird im Kühler 2 gekühlt. Das gekühlte Wasser strömt durch die Kühlwasserleitung
4 und zurück zum Motor 1.
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Die Waschflüssigkeit strömt vom Waschflüssigkeitstank 5 zur Waschflüssigkeitsleitung
7 durch die Tätigkeit einer Waschflüssigkeitspumpe 6. Normalerweise ist das andere
Ende der Waschflüssigkeitsleitung 7 mit den Spritzdüsen, die sich vor der Frontscheibe
befinden, verbunden. In der vorliegenden Erfindung liegt eine Wärmeaustauschleitung
jedoch in der Mitte der Waschflüssigkeitsleitung 7. Entsprechende Verbindungsteile
9 verbinden die Wärmeaustauschleitung 8 mit der Waschflüssigkeitsleitung 7. Eine
Kühlwasserpumpe 11 wälzt das Kühlwasser nacheinander durch die Kühlwasserleitung
3, den Kühler 2 und die Kühlwasserleitung 4 um. Die Waschflüssigkeitspumpe 6 drückt
die Waschflüssigkeit vom Waschflüssigkeitstank 5 in die Waschflüssigkeitsleitung
7 und die Wärmeaustauschleitung 8, in der die Waschflüssigkeit erwärmt wird.
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Die erwärmte Waschflüssigkeit fließt durch die Waschflüssigkeitsleitung
7 und die Düsen 10 und spritzt auf die Frontscheibe.
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Fig. 3 ist eine Detaildarstellung der Wärmeaustauschleitung 8, die
um die äußere Oberfläche der Kühlwasserleitung 3 gewickelt ist.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht desselben Gegenstandes.
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Fig. 5 ist eine vergrößerte Darstellung der Wärmeaustauschleitung.
Die Wärmeaustauschleitung 8 besteht aus einem flexiblen Kunststoffmaterial. Sie
ist weder eine Kupfernoch eine Aluminiumleitung.
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Wie die Fig. 5 zeigt, stellt die Wärmeaustauschleitung 8 im Querschnitt
ein Oval dar. Die äußere Hälfte 12 und die innere Hälfte 13 der Leitung 8 sind symmetrisch
bezüglich der Symmetrieachse AB. Die äußere Hälfte 12 ist der Teil, der außen liegt,
wenn die Wärmeaustauschleitung 8 spiralenförmig gewickelt wird. Die äußere Hälfte
12 steht nicht in Verbindung mit der Kühlwasserleitung 3. Die innere Hälfte 13 berührt
die Kühlwasserleitung 3. Obwohl beide Seiten 12 und 13 im unaufgewickelten Zustand
symmetrisch sind, ist es möglich, daß die innere Hälfte 13 durch eine starke Belastung
leicht verformt wird, wenn die spiralenförmige Wärmeaustauschleitung 8 um die Kühlwasserleitung
3 gewickelt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine flexible Wärmeaustauschleitung
8 aus Kunststoff mit einem runden oder ovalen Querschnitt, die um die äußere Oberfläche
der Kühlwasserleitung 3, die den Motor 1 mit dem Kühler 2 verbindet, gewickelt ist,
und zwei Verbindungsteile 9 zur Verbindung der Wärmeaustauschleitung 8 mit der Waschflüssigkeitsleitung
7, durch die die Waschflüssigkeit vom Tank 5 zu einer Spritzdüse 10 strömt.
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Die Wärmeaustauschleitung soll aus einem flexiblen Kunststoffmaterial
in folgendem Verfahren hergestellt sein. Zuerst wird durch Extrudieren eine lange
gerade Leitung mit einem runden oder ovalen Querschnitt hergestellt. Dann wird die
lange gerade Leitung unter Hitzeeinwirkung um ein rundes Profil in Form einer Spirale
gewickelt. Anschließend erfolgt die
Kühlung der gewickelten Leitung,
wodurch die Spiralenform der Leitung fixiert wird. Die Leitungsspirale wird von
dem runden Profil entfernt. Es ist wünschenswert, daß der innere Durchmesser der
spiralenförmigen Wärmeaustauschleitung etwas kleiner ist als der Außendurchmesser
der Kühlwasserleitung 3, auf die die spiralenförmige Wärmeaustauschleitung später
aufgewickelt wird. Dann wird die lange spiralenförmige Leitung in Stücke geschnitten,
deren Länge einer Wärmeaustauschleitung entspricht. Der Querschnitt einer Wärmeaustauschleitung
8 ist ein Kreis oder ein Oval. Das Oval ähnelt hier einem gedehnten Kreis mit zwei
Halbkreisen KL, MN und zwei Seiten NK, ML, die die Halbkreise, wie in Fig. 5 dargestellt,
miteinander verbinden und auch einer Ellipse, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist.
Das Beispiel einer Wärmeaustauschleitung 8 mit einem runden Querschnitt ist in Fig.
8 dargestellt. Wenn der Querschnitt einer Wärmeaustauschleitung 8 ein Kreis oder
ein Oval im nicht aufgewickelten Zustand darstellt, kann die äußere Seite 12 und
die innere Seite 13 leicht durch die Einwirkung von Druck und Hitze nach innen verformt
werden, wenn die Wärmeaustauschleitung 8 auf die Kühlwasserleitung 3 gewickelt ist.
Ein solch leicht verzerrter Querschnitt ist auch mit den Begriffen "ein Kreis oder
ein Oval' gemeint.
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Die Wärmeaustauschleitung 8 schrumpft allmählich und legt sich dichter
an die Kühlwasserleitung 3, da die Wärmeaustauschleitung aus einem thermoplastischen
Material besteht. Auf diese Weise wird der Wärmeübergang verbessert.
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Das Material der Wärmeaustauschleitung 8 ist ein Thermoplast, der
sicher hitzebeständig ist. Zum Beispiel ist 6-Nylon oder 12-Nylon sehr beliebt.
Neben diesen ist Polyäthylen, Polypropylen oder Polyvinylchlorid ebenso als Material
für die Wärmeaustauschleitung geeignet.
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Die Verbindungsteile sind kurze Kunststoff- oder Metallrohre zur Verbindung
der Wärmeaustauschleitung 8 mit der Waschflüssiokeitsleitung 7. Querschnitt, Struktur,
Größe und Material der Verbindungsteile können willkürlich so ausgewählt werden,
daß sie sowohl zu der Wärmeaustauschleitung 8 und der Waschflüssigkeitsleitung 7
passen.
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Fig. 3, 4 und 6 zeigen ein einfaches Beispiel eines Verbindungsteils
9. Ein anderes Beispiel eines Verbindungsteils 9 zeigt Fig. 9, das an einer Seite
eine Öse 15 aufweist.
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Die Öse 15 hat ein kleines Loch 16. Ein Befestigungsriemen 17 ist
durch das Loch 16 gefädelt und um die Kühlwasserleitung 3 gewickelt. Beide Enden
der Wärnceaustauschleitung 8 werden durch einen solchen Sefestigungsriemen 17 fixiert.
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Ein großer Vorteil der Erfindung ist die leichte Installation der
Vorrichtung in einem fertig montierten Kraftfahrzeug.
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Die Montage ist sehr einfach. Zuerst zieht man ein Ende der spiralenförmigen
Wärmeaustauschleitung 8 und bringt das gerade Ende mit der äußeren Oberfläche der
Kühlwasserleitung 3 in Verbindung. Die Spirale derWärmeaustauschleitung 8 wird abgewickelt
und nach und nach um die Kühlwasserleitung 3 aufgewickelt. Die iixärmeaustauschleitung
8 läßt sich durch die Elastizität fest auf die äußere Oberfläche der Kühlwasserleitung
3 wickeln. Da die Wärmeaustauschleitung 8 das Bestreben hat, die Form einer Spirale
anzunehmen, baumelt das freie Ende der Leitung .s nicht umher. Während des Aufwickelns
der Wärmeaustauschleitung 8 auf die Kühlwasserleitung 3 stört das freie Ende nicht
die Montage. Fig. 6 zeigt die halb aufgewickelte Wärmeaustauschleitung 8. Die Verbindungsteile
9 können vorläufig in beide Enden der Wärmeaustauschleitung 8 gesteckt sein. Andererseits
können die Verbindungsteile 9 nach dem Aufwickeln der Wärmeaustauschleitung 8 auf
die Kühl-
leitung 3 angebracht werden. Anschließend wird die Waschflüssigkeitsleitung
7 durchgetrennt und die freien Enden der Waschflüssigkeitsleitung 7 mit den Verbindungsteilen
9 verbunden. In der Praxis sind auch Hilfsschläuche erhältlich, um die Wärmeaustauschleitung
8 mit der Waschflüssigke#tsleitung 7 zu verbinden.
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Erfindungsgemäß ist eine Wärmeaustauschleitung mit einem ovalen Querschnitt,
wie in Fig. 5 dargestellt, vorgesehen. Das aterial ist 12-Nylon. Der kürzere Innendurchmesser
(entsprechend der Strecke KL oder MN) beträgt 6 mm. Der längere innendurchmesser
(entsprechend UW) ist 9 mm. Die durch die Leitung eingeschlossene Querschnittsfläche
beträgt 46,3 mm2. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, eine gerade Leitung in eine Spirale
mit einem inneren Durchmesser von 40 mm unter Hitzeeinwirkung aufzuwickeln. Nach
dem Abkühlen der Leitung zeigte die Leitung eine Spirale mit einem inneren Durchmesser
von 40 mm. Anschließend wird diese spiralenförmige Leitung um eine Kühlwasserleitung
mit einem äußeren Durchmesser von 50 mm gewickelt. Die gesamte Länge der Spirale
ist ungefähr 1,5 bis 2 m. Die Anzahl der Windungen ist ungefähr 8 - 12. Das Volumen
der spiralenförmigen Leitung beträgt 69 cm3, wenn die gesamte Länge der Leitung
1,5 m beträgt. Bei einer Länge von 2 m beträgt das innere Volumen 92 cm3. Wenn die
Wärmeaustauschleitung in Form einer Spirale mit einem Innendurchmesser von 40 mm
aufgewickelt ist, kann die Wärmeaustauschleitung um eine Kühlwasserleitung, deren
äußerer Durchmesser 42 bis 50 mm beträgt, bequem gewickelt werden. Durch die Elastizität
der spiralenförmigen Wärmeaustauschleitung umschließt die Spirale die Kühlwasserleitung
fest. Daneben schrumpft die thermoplastische Leitung durch die Hitzeeinwirkung allmählich
und legt sich fester an die Kühlwasserleitung an.
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Ein Beispiel soll einen hervorragenden Vorteil zeiger.
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Zum beispiel, wenl, die Temperatur der Waschflüssigkeit in Tank 300C
beträgt, ist die Temperatur der Waschflüssigkeit, die durch diese Vorrictung erwärmt
und von den Spritzdusen aufespritzt wird, #L0C. Die Waschflüssigkeit, die durch
dies Vorrichtung bereitet wird, ist nicht zu heiß. Aber eine solche Temperatur ist
für die Waschflüssigkeit angemessen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Vorteile.
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ul L)Die Konstruktion ist einfach. Im Gegensatz zu den vormals beschri
eberin voroekannten Vorrichtungen erfordert sie weder einen Doppelmanteltank noch
# ieinen kompliziert aufgebauten Tank, einschließlich einer darin angeordnete spiralenförmigen
Leitung.
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b) Die Montage ist sehr einfach. Uer vosgeformte spirelenförmige Wärbeaustauscher
wird einfach auf die andere überfläche der Küsserleitung gewickelt und beide Ende
der Leitung ~:liIt der Waschflüssigkeitsleitung verbunden.
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cf Die zusätzlichen Teile sind nur ein spiralenförriger Wärmeaustauscher
und eine Hilfsieitung, wenn notwendig. Sie ist kostengünstig.
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d) Es wird kein zusätzlicher Tank in die Kühlwasserleitung eingebaut.
lese Vorrichtung benötigt allein nur einen geringen Platzbedarf, da sie einfach
dadurch installiert wird, inde; die spiralenförmige Wärmeaustauschleitung um die
Kühlwasserleitung gewickelt wird. Es ergeben sich auch keine Schwierigkeiten bei
der befestigung der Teile, was in allen llr vorbekannten Vorrichtungen ein ernsthaftes
Problem war.