DE4006500A1 - Vorrichtung zur verhinderung des beschlags an den innenflaechen von fahrzeugfensterscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung des Beschlags an den Innenflächen von Fahrzeugfenster­ scheiben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 34 09 051 ist bereits eine Vorrichtung zur Erwärmung der auf der Frontscheibe aufliegenden Scheibenwischer bekannt. Die Lufteintritts- und Luftaus­ trittsöffnungen sind so in der Karosserie des Fahrzeuges ausgebildet, daß ein Druckgefälle in Richtung des mit erwärmter Luft zu beaufschlagenden Scheibenwischers vorliegt. Die Lufteintrittsöffnungen sind vor der Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Mit wachsender Fahrgeschwindigkeit erhöht sich entsprechend die durch die Lufteintrittsöffnungen aufgefangene Luft, die durch Wärmetauscher oder eine elektrische Heizung erwärmt und über die Luftaustrittsöffnungen in Richtung der Schei­ benwischer strömt. Aufgrund der Auslegung und Anordnung der Luftaustrittsöffnungen ist jedoch nur der untere Teilbereich der Windschutzscheibe erwärmbar, so daß nur bei dem entsprechend gegenüberliegenden Teilbereich der Innenfläche der Windschutzscheibe ein Beschlag ver­ hindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verhinderung des Beschlags an den Innenflächen von Fahrzeugfensterscheiben zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an den Fensterscheiben, insbesondere den Seitenfenstern, eines Kraftfahrzeuges eine Grenzschicht aus erwärmter Luft aufgebaut, die das Fenster so weit aufheizt, daß an den Innenflächen der Fenster die Taupunkttemperatur nicht unterschritten wird. Dadurch wird verhindert, daß sich Kondenswasser auf den Innenflächen der erwärmten Fenster niederschlagen kann. Insbesondere bei den Langversionen von Personenkraftfahrzeugen können durch die erfindungs­ gemäße Vorrichtung in einfacher Weise auch die hinteren Seitenfenster vor permanentem Beschlag geschützt werden. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Beschlag insbesondere an den hinteren Seitenfenstern nur durch Ausnutzung einer hohen Leistung der Fahrzeug­ heizung mittels des Gebläses verhindert werden kann, wodurch es zu erheblichen Komforteinbußen infolge einer Lärm-, Zug- und Temperaturbelästigung der Fahrzeug­ insassen kommen kann. Ferner bewirkt die erfindungs­ gemäße Vorrichtung neben der freien Sicht nach außen eine Komfortsteigerung im Winter durch die als gleich­ bleibend warm empfundenen Seitenscheiben. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine Gewichts- und Kosteneinsparung dadurch möglich, daß auf Isolierglas, Zusatzgebläse, Zusatzheizung usw. verzichtet werden kann. Ferner ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den üblichen Beschlagverhinderungs­ maßnahmen in einfacher Weise zu kombinieren, so daß beispielsweise der Strombedarf der elektrisch ange­ triebenen Beschlagverhinderungsgeräte in einem ver­ tretbaren Rahmen gehalten werden kann. Schließlich erfordert die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen zusätzlichen Bauraum im Fahrzeuginnenraum. Durch den Aufbau einer warmen Grenzschicht an den Außenflächen der Fensterscheiben werden diese schneller getrocknet. Arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Zusatzge­ bläsen und Heizungen, dann ist auch ein leichteres Entfernen von Schnee und Eis auf den Fensterscheiben im Standbetrieb möglich. Nicht beheiztes Isolierglas kann somit auch an den Außenscheiben von Beschlag, Eis usw. freigehalten werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht mit stei­ gender Fahrgeschwindigkeit eine selbsttätige und stufen­ lose Leistungszunahme, die sich bei einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ohne Zusatzheizungen und Gebläse im wesentlichen aus der steigenden Verlustwärme des Motors über Blech, Kühler und Auspuff ergibt. Auf diese Weise ist der bei schnellerer Fahrt merkliche Wärmeverlust der Fensterscheiben ohne eine Leistungsminderung des Motors ausgleichbar.

Zur Vermeidung eines unnötigen Aufheizens der Fenster­ scheiben können Meßeinrichtungen vorgesehen sein, die an den Innenseiten der jeweiligen Fensterscheiben die Temperatur, die Feuchte und daraus den Taupunkt be­ stimmen. Die Temperatur und Feuchtigkeitswerte können einer Regelungseinrichtung zugeführt werden, die die erforderliche Temperatur der an der Außenfläche der Fensterscheibe vorbeiströmenden Luft nach einem Soll- Ist-Wert-Vergleich einstellt. Die Einstellung der Temperatur der warmen Luft kann beispielsweise durch eine Steuerung erfolgen, wobei das wärmetransportierende Medium Wasser und/oder Luft sein kann.

Für besonders tiefe Außentemperaturen kann es erforder­ lich sein, daß eine zusätzliche Wärmequelle die Luft aufheizt. Diese Wärmequelle kann an jeder beliebigen Stelle angeordnet sein, an der die aufzuwärmende Luft vorbeiströmt. Beispielsweise können direkt an den Luftaustrittsöffnungen Wärmeaustauscher ausgebildet sein. Ferner können im Luftzuführungskanal Heizspiralen angeordnet sein, die ebenfalls durch die oben genannte Regeleinrichtung betätigt werden können.

Die Abschöpfung der hinter dem Motorkühler anfallenden Warmluft und deren Weiterleitung mit dem serienmäßigen Motorlüfter ist insbesondere bei gekapselten Motorräumen möglich. Der verwendete Motorlüfter kann dabei als Axiallüfter oder als Radiallüfter ausgebildet sein. Durch die Kapselung des Motorraumes und der dadurch ermöglichten Abschöpfung der anfallenden Warmluft ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Aufbaus der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Die Zufuhr warmer Luft an die Außenflächen der Fenster­ scheiben kann dadurch abgeschaltet werden, daß das Leitungssystem durch ein vom Fahrzeuginnenraum betätig­ bares Ventil verschlossen wird und/oder die Warmluft zur Umgebung hin umgeleitet wird. Eine automatische Ab­ schaltung der Zufuhr warmer Luft kann beim Öffnen der Fenster durch beispielsweise einen Endschalter und/oder bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Fenster­ scheibe erfolgen. Die letztgenannte Außentemperatur­ steuerung kann durch einen durch ein Bimetall ge­ steuerten Schalter erfolgen.

Durch eine geeignete Anordnung von Luftaustritts­ öffnungen in einem Bereich der A-Säule und/oder B-Säule, in dem während des Fahrbetriebes ein niedrigerer Druck als an der Lufteintrittsöffnung herrscht, die in der Regel in einem Staudruckgebiet der Karosserie liegt, ist es möglich, daß die erwärmte Luft ohne ein Gebläse zu den Seitenfenstern transportierbar ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges, in das eine Vorrichtung zur Verhinderung des Beschlags an den Innenflächen der Fahrzeug­ scheiben eingebaut ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in der Fig. 1 und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform, wobei die Schnittebene ungefähr mit der Schnittebene der Fig. 2 übereinstimmt.

In der Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, in das eine Vorrichtung 2 zur Erwärmung der Seitenfenster 3, 4 des Kraftfahrzeuges 1 eingebaut ist. Die Vorrichtung 2 besteht im wesentlichen aus einem Leitungssystem 5, über das erwärmte Luft einem mit Düsen versehenen Verteiler 11, 12 zugeführt wird. Die Düsen 13 der Verteiler 11 bzw. 12 sind jeweils an der A-Säule 14 bzw. B-Säule 15 an einer Stelle der Außenseite der Karosserie angeord­ net, an der ein niedrigerer Druck als an der Stelle herrscht, an der die Luft dem Leitungssystem 5 zugeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Lufteintrittsöffnung 16 am Frontbereich des Kraftfahr­ zeuges 1 ausgebildet. Die Umgebungsluft wird über einen Trichter 6 und eine Leitung 7 einem Wärmetauscher 17 zugeführt. Die erwärmte Luft strömt anschließend über Leitungen 8, 9 bzw. über im Kraftfahrzeug vorhandene Hohlräume an die jeweiligen Verteiler 11 und 12. Der Wärmetauscher 17 kann zur Entnahme der Wärme mit dem Kühlkreislauf und/oder der Motoroberfläche und/oder dem Abgasleitungssystem verbunden sein.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Regelung der Temperatur der an den Austrittsöffnungen 18 der Düsen 13 ausströmenden Luft über eine Regelungseinrich­ tung 19 erfolgen. An die Regelungseinrichtung 19 sind Sensoren 20, 21 und 22 angeschlossen, die die zur Taupunktbestimmung erforderlichen Meßwerte messen. Die Meßwerte sind insbesondere die Lufteintrittstemperatur, die Oberflächentemperatur an den Innenseiten der Seiten­ fenster, und die Feuchtigkeit der Innenraumluft.

In einer weiteren Ausführungsform können zur Erhöhung des Luftmengenstromes im Leitungssystem Gebläse 23, 24 und 25 vorgesehen sein, die durch die Regelungseinrich­ tung 19 betätigbar sind.

In einer weiteren Ausführungsform kann die erwärmte Luft auch hinter dem Kühler entnommen werden, der entweder konventionell aufgebaut ist oder zur Ausbildung höherer Temperaturen eine andere Netzteilung aufweist.

In einer weiteren Ausführungsform können im Leitungs­ system 5 Wärmequellen 26, 27 und 28 angeordnet sein, die ebenfalls durch die Regelungseinrichtung 19 geregelt werden können.

Durch die aus den Düsen 13 austretende warme Luft wird eine warme Grenzschicht an den Außenflächen der Seiten­ fenster 3 und 4 aufgebaut, deren Temperaturen so ausge­ legt ist, daß die Taupunkttemperatur im überwiegenden Bereich der Innenflächen der Seitenfenster 3 und 4 nicht unterschritten wird.

In der Fig. 2 ist eine Schnittansicht dargestellt, in der die an den Außenflächen 31 und 33 der Seitenfenster 3 und 4 herrschenden Strömungsverhältnisse gezeigt sind. Wie durch Pfeile 36 angedeutet ist, strömt die warme Luft aus den Verteilern 11 und 12 zu den Außenflächen 31 und 33 der Seitenfenster 3 und 4. Die Luft kann dabei durch Leitbleche 37, die als engspaltige Austritts­ leisten ausgebildet sein können, geführt werden. Am Ende der Leitbleche 37 sind Öffnungen ausgebildet, die als Düsen wirken können. Der vorgewärmte Luftstrom über­ streicht entsprechend der vorhandenen Leistung einen entsprechend großen Bereich der Außenfläche 31, 33 des jeweiligen Seitenfensters 3, 4, wie dies durch Pfeile 38 und 39 in der Fig. 1 gezeigt ist. Dadurch ergibt sich ein Temperaturgefälle zwischen der Temperatur ϑ_W1 der zugeführten Warmluft und der Temperatur ϑ_∞ der kalten Umgebungsluft. Für den mittleren Bereich des Seiten­ fensters 3 ist ein Diagramm in der Fig. 2 eingezeichnet, aus dem das oben genannte Temperaturgefälle hervorgeht.

In der Fig. 3 ist eine Schnittansicht abgebildet, aus der sich im wesentlichen die Ausbildung und Anordnung des Leitbleches 37 und der Düsen 13 ergibt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Düsen 13 als rechteckförmige Aussparungen ausgebildet. Ferner ist erkennbar, daß sich das Leitblech 37 über die gesamte Länge der B-Säule 15 im Scheibenbereich erstreckt.

In einer weiteren Ausführungsform können die Düsen 13 als ein durchgehender, enger Spalt ausgebildet sein.

In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Lufteintrittsöffnungen 40 und 41 unmittelbar vor der A-Säule bzw. B-Säule ausgebildet sind. Die Umgebungs­ luft wird durch in der A-Säule bzw. B-Säule angeordnete Wärmetauscher 42 und 43 vorbeigeführt und über Leit­ bleche 44 und 45 auf die Außenfläche 31, 33 der je­ weiligen Seitenfenster 3 und 4 verteilt.

In einer weiteren Ausführungsform können die Leitbleche 37, 44 und 45 , wie aus dem Flugzeugbau bekannt , so ausgebildet sein, daß die Luftströmung an den Außen­ flächen 31, 33 der jeweiligen Seitenfenster 3 und 4 mit Hilfe von Wirbeln anliegt.

Bei Bedarf kann die Grenzschicht 34 an der Außenfläche 31, 33 der jeweiligen Fensterscheibe 3, 4 nur über einen Bereich ausgebildet sein, der zur Beobachtung des Verkehrs ausreichend ist.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Verhinderung des Beschlags an den Innenflächen von Fahrzeugfensterscheiben, bei der erwärmte Luft unter Druck auf die Außenfläche der betreffenden Fensterscheibe strömt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an oder in der A-Säule (14) und/oder der B-Säule (15) jeweils ein Verteiler (11, 13) mit Austrittsöffnungen (13, 18) für die warme Luft ausgebildet oder angeordnet ist, der so gestaltet ist, daß die an die Außenflächen (31, 33) der Fensterscheiben (3, 4) ausströmende Luft als eine Grenzschicht (34) an den Außenflächen (31, 33) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung (2) zur Verhinderung des Beschlags an den Innenflächen von Fahrzeugfenster­ scheiben mit im Fahrzeug bereits vorhandenen Vorrichtungen, die u. a. zur Verhinderung des Beschlags an den Innenflächen (30, 32) der Fenster­ scheiben (3, 4) dienen, kombinierbar ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Außenflächen (31, 33) zugeführte Luft durch bereits vorhandene Motor­ lüfter und/oder Radiallüfter und/oder Zusatzgebläse mit einem zum Aufbau der Grenzschicht notwendigen Druck beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der den Außenflächen (31, 33) der Fen­ sterscheiben (3, 4) zugeführten Luft durch im Fahrzeug während des Fahrbetriebes entstehende Verlustwärme und/oder durch Zusatzwärmequellen (17, 26, 27, 28) erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüchen , dadurch gekennzeichnet, daß der Druck und/oder die Temperatur der den Außen­ flächen (31, 33) der Fensterscheiben (3, 4) zu­ geführten Luft regel- oder steuerbar sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an geeigneten Stellen des Fahrzeuges Sensoren (20, 21, 22) angeordnet sind, die Meßwerte, die zur Regelung bzw. Steuerung der Temperatur der Innen­ flächen (30, 32) der Fensterscheiben (3, 4) not­ wendig sind, ermitteln und an entsprechende Vor­ richtungen zur Auswertung weiterleiten.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte die Eintrittstemperatur der Außenluft, die Temperatur an den Innenflächen (30, 32) der Fenster­ scheiben und die Feuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dicke und/oder Temperatur der Grenzschicht (34) entsprechend dem Bedarf automatisch so ein­ stellt bzw. einstellbar ist, daß bei entsprechender Leistung der Vorrichtung (2) die Temperatur der Innenfläche (30, 32) der jeweiligen Fensterscheibe (3, 4), die der mit der erwärmten Luft beaufschlag­ ten Außenfläche (31, 33) gegenüberliegt, über der Taupunkttemperatur (T_Tau) liegt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des austretenden Luftstromes an der A-Säule (14) und/oder an der B-Säule (15) Leitbleche, Blenden o. dgl. (37) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des austretenden Stromes so beschaffen ist, daß die austretende Luft eng an den Außenflächen (31, 33) der Fensterscheiben (3, 4) vorbeiströmt.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorraum des Fahrzeuges gekapselt ist und daß die erwärmte Luft hinter dem Kühler und/oder dem Motor und/oder der Abgasanlage zur Weiterführung an die Außenflächen (31, 33) der Fensterscheiben (3, 4) entnehmbar ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter eine axiale oder radiale Bauweise aufweist.