DE4406653A1 - Scheibenwaschanlage für Fahrzeuge - Google Patents
Scheibenwaschanlage für FahrzeugeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenwaschanlage für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einer Vorrichtung zum Erwärmen der Wasch
flüssigkeit.
Es ist bekannt, eine solche Waschanlage für die Windschutzscheibe oder
auch die Scheinwerfer eines Fahrzeugs vorzusehen, um die Wirkung der Scheiben
wischer zu verbessern oder diese zu ersetzen. Bei Kälte läßt sich die Wasch
anlage nur begrenzt einsetzen, sei es, daß die Flüssigkeit in den Leitungen
oder Düsen einfriert oder daß sie beim Auftreffen auf die Scheibe dort
anfriert.
Man hat dem dadurch zu begegnen versucht, daß die Düsen beheizt werden,
welche die Flüssigkeit auf die Scheibe spritzen. Das verhindert zwar, daß
diese einfrieren, hat aber keinen merklichen Einfluß auf die Erwärmung
der sehr rasch durchströmenden Flüssigkeit. Es ist auch bekannt, in die
Förderleitung der Waschflüssigkeit einen Abschnitt größeren Durchmessers
einzufügen und diesen am Schlauch des Motor-Kühlwassers zu befestigen,
so daß dessen Wärme zum Teil auf die Spülflüssigkeit übergeht. Dieser Wärme
übergang ist aber begrenzt, es geht auch viel Wärme an die Umgebung verloren,
und überdies steht die Wärme erst zur Verfügung, wenn der Motor warmgelaufen
ist. Gerade während des Anfahrens wäre aber eine klare Scheibe wesentlich,
so daß eine solche Vorrichtung nicht befriedigen kann.
Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß in die
Förderleitung für die Waschflüssigkeit eine Heizvorrichtung eingeschaltet
ist mit einem Behälter, der eine Wärmequelle mit eigener Steuervorrichtung
enthält.
Auf diese Weise läßt sich unabhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs
die angewärmte Waschflüssigkeit bereitstellen, mit deren Hilfe schon vor
dem oder beim Wegfahren auch bei Kälte die Scheiben klargespült werden
können, weil die Flüssigkeit nicht beim Auftreffen auf die Scheibe ge
friert und selbst dort vorhandenes Eis abtaut. Der Wärmeinhalt der Wasch
flüssigkeit sorgt auch dafür, daß die Scheibe nicht wieder zufriert. Auch
wenn es wärmer ist und keine Gefahr des Einfrierens besteht, kann die
Reinigungswirkung durch das Erwärmen der Waschflüssigkeit stark verbessert
werden, so daß auch stark verschmutzte Scheiben rasch klar werden. Durch
die eigene Steuervorrichtung der Wärmequelle kann diese für einen solchen
Fall eingeschaltet werden, auch wenn sonst kein Bedarf an Heizung im Fahrzeug
besteht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Behälter ein Fassungsvermögen hat,
das für mehrere Waschvorgänge ausreicht, und aus isolierendem Werkstoff
besteht, insbesondere auch mit einer Wärme reflektierenden Schicht versehen
ist. So läßt sich mit begrenztem Aufwand an Energie stets ausreichend auf
gewärmte Flüssigkeit bereithalten.
Vorteilhaft ist es auch, in dem Behälter eine elektrische Heizung anzu
bringen und deren Zuleitungen über Trennrelais zu führen, die diese von
nach außen führenden Leitungen abtrennen, solange nicht geheizt wird.
Dadurch geht während dieser Zeit keine Wärme durch diese Leitungen verloren.
Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und Zeichnung.
In der Zeichnung ist eine Scheibenwaschanlage in vereinfachter Form dar
gestellt. Sie zeigt die Heizvorrichtung im Schnitt.
In einem Kraftfahrzeug ist ein Vorratsbehälter 1 angebracht, der die Flüs
sigkeit für die Scheibenwaschanlage aufnimmt. Der Vorratsbehälter ist mit
eine Pumpe 2 verbunden, zu der ein Schalter 3 gehört. Von der Pumpe 2
führt eine Förderleitung 4 zu einer Heizvorrichtung 5. Von dieser geht
eine Förderleitung 6 aus, die über einen Verteiler 7 in zwei Leitungen
8 und 9 übergeht, die in Düsen 10, 11 enden. Diese sind auf die Windschutz
scheibe des Fahrzeugs gerichtet.
Die Heizvorrichtung 5 enthält in einem Gehäuse 12 einen Isolierbehälter
13, der aus einem wärmeisolierenden Werkstoff wie Glas besteht und auf
seiner Außenseite eine Wärme reflektierende Schicht 14 trägt. Er ist so
groß, daß eine Füllung für mehrere Waschvorgänge ausreicht. Er ist im Bei
spiel ähnlich einer Thermoskanne ausgebildet und außen verspiegelt.
An seinem unteren Ende ist an dem Isolierbehälter 13 ein Stutzen 15 an
geformt, über den das als Schlauch 16 ausgebildete Ende der Förderleitung
4 geschoben ist. Auf seiner Oberseite bildet der Isolierbehälter 13 einen
Stutzen 17, dessen äußeres Ende einen Sitz für eine Kugel 18 bildet. Sie
stellt zusammen mit einer Feder 19 und einem beide umgebenden Gehäuse 20
eine Rückschlagventil dar. Das äußere Ende des Gehäuses 20 bildet einen
Stutzen 21, über den das als Schlauch ausgebildete Ende der Förderleitung
6 gezogen ist. Der Zwischenraum zwischen dem Isolierbehälter 13 und dem
Gehäuse 12 wird von einer Isoliermasse 23 eingenommen. Der Isolierbehälter
13 ist unterhalb des Vorratsbehälters 1 angebracht, so daß er ständig mit
Flüssigkeit gefüllt ist, solange sich Flüssigkeit im Vorratsbehälter 1
befindet.
In dem Gehäuse 12 befinden sich auch zwei Trennrelais 24, 25, ein Sicher
heitsrelais 26 und ein Zeitrelais 27. Sie sind ebenfalls in der Isoliermasse
23 eingebettet. In der Wand des Gehäuses 12 sind drei Steckverbindungen
28, 29, 30 angebracht. Die Steckverbindung 28 ist mit einer Erdung 31
des Fahrzeugs verbunden. Zu der Steckverbindung 29 führt eine Leitung 32,
die ständig mit dem Pluspol 33 einer Batterie, im Beispiel über eine Klem
me 35 am Relais 36 eines Anlassers 37, verbunden ist. Die Steckverbindung
30 ist an eine Leitung 38 angeschlossen, die von einer Klemme 39 des
Relais 36 kommt. Diese ist mit dem Pluspol 33 über einen Anlaßschalter
40 verbunden.
Von der Steckverbindung 29 führt eine Leitung 41 zu einer Sicherung 42,
die auf die Stromstärke des Heizstroms abgestimmt ist. Diese ist über eine
Leitung 22 mit einem Arbeitskontakt 43 des Trennrelais 25 verbunden. Von
dem diesem zugeordneten Schaltkontakt 44 führt eine Leitung 45 durch eine
Durchführung 46 ins Innere des Isolierbehälters 13 zu einem Ende einer
Heizwendel 47.
Deren anderes Ende ist über eine Durchführung 48 und eine Leitung 49 an
den Schaltkontakt 50 des Trennrelais 24 angeschlossen. Dessen Arbeits
kontakt 51 ist mit der Steckverbindung 28 verbunden.
An die Steckverbindung 29 ist eine Sicherung 52 angeschlossen, die für
eine geringere Stromstärke als die Sicherung 42 bemessen ist. Von ihr führt
eine Leitung 53 zu einer Durchführung 54 und in den Isolierbehälter 13
zu einem Kontakt eines Wärmefühlers 55, der inmitten des Isolierbehälters
13 liegt. Von dem anderen Kontakt des Wärmefühlers 55 geht eine Leitung 56
zu einem Arbeitskontakt 57 des Zeitrelais 27. In dem Isolierbehälter 13
ist ein Kontakt 58 angebracht. Ihm gegenüber liegt ein Kontakt 59, der von
der im Isolierbehälter 13 isoliert geführten Leitung 53 abgezweigt ist.
Von dem Kontakt 58 führt eine Leitung 60 zu der Spule 61 des Sicherheits
relais 26. Deren andere Seite ist über eine Leitung 62 an den Arbeitskontakt
51 des Trennrelais 24 angeschlossen. Von dem Steckanschluß 30 führt eine
Leitung 63 zu der Spule 64 des Trennrelais 24.
Gegenüber dem Arbeitskontakt 57 des Zeitrelais 27 liegt ein Schaltkontakt
65, der mit einem Arbeitskontakt 66 des Sicherheitsrelais 26 verbunden
ist. Von dessen gegenüberliegendem Schaltkontakt 67 führt eine Leitung
68 zu der Spule 69 des Trennrelais 25. Deren andere Seite ist mit der
Leitung 63 verbunden. Die Leitung 68 führt auch zu der Spule 64 des Trenn
relais 24.
Das Zeitrelais 27 enthält ein Zeitsteuerglied 70. Es erhält seine Betriebs
spannung über eine Leitung 71 von der Sicherung 52 her und ist über eine
Leitung 72 mit der geerdeten Steckverbindung 28 verbunden. Ferner ist es
durch eine Leitung 73 an die Steckverbindung 30 angeschlossen.
In der dargestellten Lage sind die Trennrelais 24, 25 geöffnet. Im Iso
lierbehälter 13 befindet sich Waschflüssigkeit, die wärmer ist als die
untere Schaltgrenze des Wärmefühlers 55, im Beispiel 50°. Diese Wärme
hält sich ziemlich lang, wenn die Scheibenwaschanlage nicht betätigt wird.
Die Wärmeverluste sind klein, da der Isolierbehälter 13 so gut wie keine
Wärme nach außen dringen läßt und auch die Durchführungen 46, 48, 54 iso
lierend ausgeführt sind. Die Isoliermasse 23 gibt eine zusätzliche Sicherheit
gegen Wärmeverluste, auch wann die Außentemperatur sehr niedrig ist; über
die Leitungen 45 und 49 kann ebenfalls keine Wärme abfließen, wenn sie
durch die Trennrelais 24, 25 unterbrochen sind.
So lange sich Flüssigkeit in dem Isolierbehälter 13 befindet bis zur Höhe
des Kontaktes 58, fließt über die Kontakte 58, 59 ein Strom; dessen Strom
kreis verläuft über die Leitungen 53, 60, die Spule 61 des Sicherheits
relais 26 und die Leitung 62. Dadurch zieht die Spule 61 an und hält das
Sicherheitsrelais 26 geschlossen, das heißt die Kontakte 66 und 67 sind
in der dargestellten Lage des Schaltgliedes verbunden.
Wenn der Anlaßschalter 40 betätigt wird, erhält das Zeitsteuerglied 70
einen Impuls über die Leitung 73. Es verbindet darauf die Kontakte 64 und
65 und hält diese Verbindung eine bestimmte Zeit aufrecht, im Beispiel
zwei Tage.
Wenn nun die Temperatur der Flüssigkeit im Isolierbehälter 13 unter einen
Grenzwert sinkt, auf den der Wärmefühler 55 eingestellt ist, insbesondere
wenn die Scheibenwaschanlage durch Betätigen des Schalters 2 in Betrieb
gesetzt wird, warme Flüssigkeit durch die Düsen 10 und 11 spritzt und kal
tes Wasser aus dem Vorratsbehälter 1 in den Isolierbehälter 13 nachfließt,
verbindet der Wärmefühler 55 die Leitungen 53 und 56. Dadurch fließt ein
Strom von der Sicherung 52 über den Wärmefühler, die Leitung 56, das Zeit
relais 27, das Sicherheitsrelais 26 und die Leitung 68 zu den Trennrelais
24 und 25. Deren Spulen 64 und 69 ziehen an und verbinden die Kontakte
50 mit 51 und 43 mit 44. Damit kann nun ein Heizstrom von der Steckverbind
ung 29 über die Sicherung 42, das Trennrelais 25 und die Leitung 45 zu
der Heizwendel 47 und über die Leitung 49 und das Trennrelais 24 zur Steck
verbindung 28 und Erdung 31 fließen. Das gleiche geschieht auch, wenn das
Fahrzeug eine Zeit lang steht und der Inhalt des Isolierbehälters 13 trotz
der Wärmeisolierung kälter wird.
Die Heizwendel 47 wird von diesem Strom erhitzt und wärmt die Flüssigkeit
auf, bis die vorgesehene obere Grenztemperatur erreicht ist, im Beispiel
60°. Dann öffnet sich wieder der Wärmefühler 55 und die Trennrelais unter
brechen den Heizstromkreis.
Wenn das Fahrzeug lange steht, wird bei dem Aufheizen wiederholt Energie
aus der Batterie entnommen. Bevor das zu einer Schwächung der Batterie
führt, die das Anlassen erschweren könnte, schaltet das Zeitsteuerglied
70 die Verbindung zwischen den Kontakten 57 und 65 ab. Dadurch fallen die
Trennrelais 24 und 25 ab, und der Heizstromkreis bleibt unterbrochen, auch
wenn der Wärmefühler 55 auf Grund gesunkener Temperatur die Leitungen 53
und 56 verbindet. Die Heizung im Isolierbehälter 13 wird dann erst wieder
in Gang gesetzt, wenn ein Impuls vom Anlaßschalter 40 kommt, und der Fahrer
muß eine gewisse Zeit warten, zum Beispiel 30 Sekunden, bis wieder warme
Flüssigkeit für die Scheibenwaschanlage zur Verfügung steht.
Die Steuerstromkreise durch die Trennrelais 24, 25 und das Zeitrelais 27
beziehen ihre Spannung von der Sicherung 52 her und benützen als Minuspol
über die Steckverbindung 30 die Klemme 39. Wenn jedoch der Anlaßschalter
40 betätigt wird, erhält diese Klemme ebenfalls Spannung. Da diese gleich
der Spannung am Ausgang der Sicherung 52 ist, werden diese Stromkreise
stromlos, und die Trennrelais 24, 25 können nicht eingeschaltet werden.
Dadurch wird bewirkt, daß während des Anlassens kein Heizstrom durch die
Heizwendel 47 fließen kann. Auf diese Weise wird eine Überlastung der Bat
terie während des Anlassens vermieden. Das Zeitsteuerglied 70 hat aber
über die Leitung 73 einen Impuls bekommen und hält die Kontakte 57 und
65 wieder für die vorgesehene längere Zeit in Verbindung.
Die beschriebene Scheibenwaschanlage hat den Vorteil, daß - wenn das Fahr
zeug nicht außerordentlich lange abgestellt war - sofort vor und nach dem
Start warme Flüssigkeit zum Auftauen und Reinigen der Windschutzscheibe
oder auch der Scheinwerfer zur Verfügung steht. Auch die weiter vom Behälter
1 nachfließende Waschflüssigkeit wird rasch erwärmt. Die Wärmemenge der
wenige Sekunden auf die Scheibe gespritzten warmen Flüssigkeit reicht aus,
um einen Eisbelag abzutauen und auch zu verhindern, daß die Scheibe sich
gleich wieder beschlägt und zufriert. Auch wenn die Scheibe nicht vereist
ist, kann sie mit der warmen Flüssigkeit wesentlich schneller und gründlicher
gereinigt werden als mit kalter Flüssigkeit.
Der Isolierbehälter 13 ist auch dadurch sorgfältig nach außen abgeschirmt,
daß das Rückschlagventil das unbeabsichtigte Abfließen von Flüssigkeit
in die Förderleitung 6 verhindert. Um diesen Schutz zu vervollkommnen,
kann auch in den Stutzen 15 am Einlauf des Isolierbehälters 13 ein Rück
schlagventil eingesetzt sein. Durch diese Maßnahmen hält sich die Wärme
einer Füllung lange, jedenfalls einige Stunden, so daß nur in großen Ab
ständen nachgeheizt zu werden braucht. Das nimmt die Batterie nicht über
mäßig in Anspruch, auch wenn die Stärke des Heizstroms beispielsweise
bis zu 30A beträgt. Das reicht aus, um in etwa 30 sec die Flüssigkeit im
Isolierbehälter 13 von 50° auf 60° aufzuheizen. Diese Stromstärke ist wesent
lich kleiner als die zum Anlassen benötigte.
Die beschriebene Heizvorrichtung hat auch den Vorteil, daß alle Teile
in einem Gehäuse zusammengefaßt sind. Sie läßt sich daher leicht in ein
Fahrzeug einbauen, auch nachträglich, da sie lediglich in die Förderlei
tungen 4, 6 eingefügt zu werden braucht und elektrisch nur eine Verbindung
von den Steckverbindungen 28, 29, 30 zum Anlasserrelais herzustellen ist.
Wenn der Startimpuls für das Zeitrelais 27 nicht vom Anlaßschalter aus
gelöst werden soll, sondern von einer anderen Stelle, wie von der Licht
maschine, der Zündspule oder dem Schalter 3 der Scheibenwaschanlage, kann
die Leitung 73 von der Leitung 63 getrennt und an eine zusätzliche Steck
verbindung angeschlossen werden, die dann zur Verbindung mit diesen Impuls
sendern dienen kann. Auch die positive Spannung für die Steckverbindung
29 kann an einer anderen Stelle des Fahrzeugs entnommen werden, wenn sich
dadurch eine günstigere Leitungsführung ergibt.
Für eine einfachere Ausführung kann das Zeitrelais 27 auch durch einen
von Hand betätigten Schalter ersetzt werden. Der Fahrer muß dann daran
denken, wenn er das Fahrzeug längere Zeit abstellen will, diesen Schalter
zu öffnen, und ihn rechtzeitig wieder zu schließen, wenn er wegfahren will.
Die beschriebene Scheibenwaschanlage kann nicht nur bei Personen- oder
Lastkraftwagen verwendet werden, sondern auch bei allen anderen Straßen-
oder Schienenfahrzeugen. Sofern diese ihre Antriebsenergie aus einem
Stromnetz beziehen, können die zur Schonung der Batterie 34 dienenden Teile
und Schaltungen weggelassen werden. Es kann aber bei solchen Fahrzeugen
zweckmäßig sein, für das Nachheizen während des Stillstandes des Fahrzeugs
eine entsprechend bemessene Batterie anzuordnen. Als Wärmequelle in dem
Isolierbehälter 13 kann statt einer elektrischen Heizwendel auch ein anderer
elektrisch oder mit anderer Energie betriebener Heizkörper verwendet
werden.
Im Hinblick auf den Umweltschutz hat die erfindungsgemäße Scheibenwasch
anlage den Vorteil, daß der Fahrer nicht versucht ist, den Motor bei stehen
dem Fahrzeug eine Zeit lang warmlaufen zu lassen, um dann warme Luft oder
Flüssigkeit zur Verfügung zu haben. Es entstehen also weniger Abgase.
Claims (13)
1. Scheibenwaschanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit
einer Vorrichtung zum Erwärmen der Waschflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Förderleitung (4, 6) für die Waschflüssigkeit eine Heizvorrich
tung (5) eingeschaltet ist mit einem Behälter, der eine Wärmequelle mit
eigener Steuervorrichtung enthält.
2. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Behälter ein Fassungsvermögen hat, das für mehrere Waschvorgänge ausreicht,
und aus isolierendem Werkstoff besteht, insbesondere auch mit einer Wärme
reflektierenden Schicht (14) versehen ist.
3. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem als Isolierbehälter (13) ausgebildeten Behälter eine elektrische
Heizwendel (47) angebracht ist.
4. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuleitungen der Heizwendel (47) über Trennrelais (24, 25) geführt sind,
die diese von nach außen führenden Leitungen abtrennen, so lange nicht
geheizt wird.
5. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens einem der Trennrelais (24) ein in dem Isolierbehälter (13) befind
licher Wärmefühler (55) vorgeschaltet ist, der einen im Steuerstromkreis
des Relais liegenden Kontakt schließt, wenn die Temperatur im Isolierbehäl
ter (13) auf einen bestimmten Wert gesunken ist, und diesen wieder öffnet,
wenn die Temperatur einen bestimmten höheren Wert erreicht hat.
6. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens einem der Trennrelais (25) ein Sicherheitsrelais (26) vorgeschaltet
ist, das einen im Steuerstromkreis des Relais liegenden Kontakt schließt,
wenn sich eine bestimmte Mindestmenge von Waschflüssigkeit im Isolierbehälter
(13) befindet, und bei Unterschreiten dieser Menge den Kontakt öffnet.
7. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Zeitrelais (27) vorgesehen ist, das im Stromkreis mindestens eines der
Trennrelais (24, 25) liegt und diesen eine bestimmte Zeit nach einem an
fänglichen Impuls öffnet.
8. Scheibenwaschanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der Isolierbehälter (13) und ihm zugeordnete Steuerteile
in einem Gehäuse (22) befinden und von einer dieses ausfüllenden Isolier
masse umschlossen sind.
9. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Wand des Gehäuses (22) mindestens drei Steckanschlüsse (28, 29, 30)
angebracht sind, von denen einer (28) für den Anschluß an eine Erdung
(31), ein zweiter (29) für den Anschluß an eine Stromquelle stets gleicher
Spannung (Batterie 34) und mindestens ein dritter für den Anschluß an
eine nur zeitweise Spannung führende Stromquelle bestimmt ist.
10. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Steckanschluß (29) mit einer ständig mit dem Pluspol (33) einer
Batterie (34) verbundenen Klemme (35), ein anderer Steckanschluß (30)
mit einer an den Anlaßschalter (40) angeschlossenen Klemme (39) des An
lasserrelais (36) des die Anlage enthaltenden Kraftfahrzeugs verbunden
ist.
11. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung (5) als geschlossenes Anbauteil ausgebildet ist.
12. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens an der Ausflußöffnung des Behälters ein Rückschlagventil
angebracht ist.
13. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Behälter tiefer angebracht ist als der Vorratsbehälter (1) der Anlage.
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