DE4425214A1 - Behälter mit Wärmetauscher für eine Scheibenwascheinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter einer Scheibenwascheinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn die Waschflüssigkeit einer Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeugs eingefroren ist, ist sie funktionsunfähig. Je nach Witterungsverhältnissen ist der Autofahrer aber darauf angewiesen, sich durch Betätigung der Scheibenwaschanlage klare Sicht zu verschaffen, so daß ein dringendes Bedürfnis danach besteht, eingefrorene Waschflüssigkeit durch geeignete Maßnahmen zu schmelzen. Wenn sich nur noch ein geringes Flüssigkeitsvolumen in dem Waschflüssigkeitsbehälter befindet, könnte dadurch Abhilfe geschaffen werden, daß der Behälter mit heißem Wasser aufgefüllt wird, sofern dieses zur Verfügung steht. Ist der Behälter jedoch mit eingefrorener Waschflüssigkeit gefüllt oder nahezu gefüllt, läßt sich auf diese Weise das Eis nicht auftauen.

Um auf bequemere Weise eingefrorenes Waschmedium wieder verflüssigen zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, eine einem Tauchsieder ähnliche Edelstahlrohrwendelkonstruktion von oben über den Deckel in den Waschwasserbehälter einzubringen und von beheiztem Motorkühlwasser durchströmen zu lassen. Diese Lösung des Problems ist umständlich und verhältnismäßig teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Behälter einer Scheibenwaschanlage so auszubilden, daß mit einer einfacheren Maßnahme erreicht wird, daß eingefrorenes Waschmedium geschmolzen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Behälter hat außer einer Kammer zur Aufnahme des Waschmediums wenigstens eine weitere, von der Waschflüssigkeitskammer getrennte Kammer, die von einem Heizmedium, vorzugsweise dem erwärmten Motorkühlwasser, durchströmbar ist. Dabei kann die Kammer auch die Form eines Kanals haben, oder es können beispielsweise mehrere Kanäle oder Leitungen für das Heizmedium durch den Behälter verlaufen. Die Heizmediumkammer steht bevorzugt mit dem Motorkühlkreislauf in Verbindung, so daß bei laufendem Motor sehr schnell und praktisch ohne zusätzlichen Aufwand das Heizmedium zur Verfügung steht, um die gefrorene Waschflüssigkeit aufzutauen. Grundsätzlich liegt es jedoch im Rahmen der Erfindung, auch ein anderes Heizmedium zu verwenden, welches die Heizmediumkammer oder den Heizmediumkanal durchströmt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Heizmediumkammer am Boden des Behälters ausgebildet, wo sie sich zwischen der Bodenwand des Behälters und einer Trennwand befindet, die sie von der darüber befindlichen Waschflüssigkeitskammer abtrennt. Damit befindet sich der Wärmetauscher unter anderem dicht unterhalb der Pumpe, so daß dieser Bereich schnell und wirkungsvoll aufgeschmolzen werden kann. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Positionierung der Heizmediumkammer beschränkt, diese kann beispielsweise auch entlang einer Seitenwand verlaufen.

Die Heizmediumkammer hat in weiterer Ausgestaltung der Erfindung einen Einlauf und einen Auslauf, die beide an den Motorkühlwasserkreislauf angeschlossen sind, wobei der Einlauf mit einem Thermostaten versehen sein kann, der den Eintritt von Motorkühlwasser in die Heizmediumkammer zuläßt, wenn die Temperatur der Waschflüssigkeit unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Oberhalb dieser Temperatur verschließt der Thermostat den Einlauf.

Wenn die Temperatur auf einen verhältnismäßig hohen Wert eingestellt wird, der nach eienem weiteren Vorschlag der Erfindung etwa 25°C beträgt, ist nicht nur gewährleistet, daß die Waschflüssigkeit auch bei sehr tiefen Außentemperaturen bei laufendem Motor nicht gefrieren kann, sondern die Waschflüssigkeit ist hierdurch so temperiert, daß sie in der Lage ist, im Handumdrehen eine vereiste Windschutzscheibe abzutauen oder sich ansammelnde Schneeflocken aufzutauen. Dies kann bei winterlichen Temperaturen entscheidend die Sicht eines Fahrers verbessern und die Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs erhöhen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der in den Behälter integrierte Wärmetauscher eine Heizmedium-Vorkammer und eine Heizmedium-Hauptkammer aufweist, die durch einen Kanal miteinander verbunden sind. Dieser Kanal ist mit einem Thermostaten versehen, der mittels eines Absperrglieds die Verbindung zwischen den Kammern freigibt oder versperrt, je nach Temperatur des Waschmediums. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die Heizmedium-Vorkammer mit dem Einlauf versehen und stets mit Motorkühlwasser gefüllt, welches nur dann in die Hauptkammer und über deren Auslaß zurück in den Kühlwasserkreislauf strömen kann, wenn der Thermostat die Verbindung zu der Hauptkammer freigibt.

Die Wirksamkeit des Wärmetauschers wird noch erhöht, wenn außerdem noch wenigstens ein vertikaler Kanal in dem Behälter ausgebildet ist, der ebenfalls von dem Heizmedium durchströmt wird. Dieser wenigstens eine vertikale Kanal steht bevorzugt mit der Heizmedium-Hauptkammer in Verbindung. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses wird eine Verbindung zwischen der oberen Einfüllöffnung des Waschwasserbehälters und der Pumpe freigeschmolzen, so daß warmes Wasser in den Behälter nachgefüllt werden kann, um das Schmelzen des gesamten Behälterinhalts zu beschleunigen.

Die Ausbildung wird dabei bevorzugt so getroffen, daß ein vertikales Rohr, das in etwa eine Vierkantform haben kann, an der Bodenwand des Behälters angeformt wird und von einem Außenrohr umfaßt wird, welches seinerseits an der die Waschwasserkammer von der Heizmediumkammer trennenden Zwischenwand angeformt ist. Der wenigstens eine Kanal läßt sich dabei dadurch ausbilden, daß beispielsweise das Innenrohr querschnittlich eine Einbuchtung an einer Seite aufweist.

Bevorzugt ist allerdings, daß beispielsweise auf die vorstehend beschriebene Weise zwei einander gegenüberliegende Kanäle ausgebildet sind, die dadurch miteinander in Verbindung stehen, daß zwischen der oberen Abschlußwand des inneren Rohres und der oberen Abschlußwand des Außenrohres ein Zwischenraum verbleibt, in den die beiden vertikalen Kanäle einmünden.

Das Heizmedium wird durch den Druck des Kühlwassers - im allgemeinen etwa 1,4 bar - in dem einen vertikalen Kanal hochgedrückt und fließt von dort den anderen vertikalen Kanal entlang wieder hinab in die Hauptkammer. Dieser Vorgang kann noch dadurch gefördert werden, daß in der Hauptkammer an geeigneter Stelle eine durch einen Wandabschnitt gebildete Barriere vorgesehen ist, die das Heizmedium in Richtung des vertikalen Kanals leitet.

Die Heizmedium-Kammer und/oder die Heizmedium-Kanäle können durch Verschweißen von Halbteilen des Gehäuses ausgebildet werden, die ihrerseits im Blas- und/oder Spritzverfahren hergestellt werden. Es kommt auch eine Ausbildung durch das Gasinjektionsverfahren in Betracht. Damit ist der erfindungsgemäße Behälter mit dem integrierten Wärmetauscher kostengünstig herstellbar, indem lediglich in dem Behälter ein oder mehrere Kammer und/oder Kanäle durch Ausbildung entsprechender Wände geformt werden. Dies ist sehr viel billiger, als wenn nachträglich ein gesondert hergestelltes Teil wie die eingangs erwähnte Edelstahlwendelkonstruktion in den Behälter eingesetzt würde.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters entlang einer Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Behälter gemäß Fig. 1 entlang einer Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Bereich des die Heizmediumvorkammer mit der Heizmediumhauptkammer verbindenden Kanals mit dem Thermostaten entlang einer Linie G-G in Fig. 2 und

Fig. 4 eine Aufsicht auf das Thermostatgehäuse gemäß Fig. 3 einer weitgehend schematischen Darstellung.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der der Behälter mit einem weggeschnittenen Abschnitt im Vertikalschnitt dargestellt ist. Der Behälter ist aus einem unteren Spritzteil 1, einem darauf aufgesetzten zweiten Spritzteil 2 und einem oberen Blasteil 3 zusammengesetzt, wobei diese Halbteile miteinander verschweißt oder verklebt sind.

Zwischen dem Boden 4 des unteren Spritzteils 1 und einer Bodenwand 5 des zweiten Spritzteils 2 befindet sich eine Heizmedium-Hauptkammer 6, die von erwärmtem Motorkühlwasser durchströmt wird, wenn der Einlauf in die Heizmediumhauptkammer freigegeben ist. Oberhalb der Heizmediumhauptkammer befindet sich die Kammer 7 für die Waschflüssigkeit, die durch eine Einfüllöffnung 8 des Behälters nachfüllbar ist. Eine Pumpe 9 ist mit einem Ansaugstutzen 10 versehen, mit dem die Pumpe Waschflüssigkeit aus dem Bodenbereich der Kammer 7 ansaugt, um die Waschflüssigkeit durch nicht dargestellte Schläuche auf die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zu sprühen.

An dem unteren Spritzteil 1 ist ein vertikales Rohr 11 angeformt, welches sich bis in die Nähe der Einfüllöffnung 8 erstreckt und von einer oberen Wand 12 verschlossen ist. Wie Fig. 2 zeigt, hat dieses Rohr annähernd eine Vierkantform mit zwei gegenüberliegenden, sich über die gesamte Höhe erstreckenden Einbuchtungen 13. Das Rohr 11 ist von einem Außenrohr 14 umgriffen, das an dem oberen Spritzteil 2 angeformt ist und ebenfalls eine Vierkantform hat. Das Außenrohr 14 liegt an zwei gegenüberliegenden Seiten dicht an dem Innenrohr 11 an und begrenzt an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten jeweils einen durch die Einbuchtung 13 gebildeten Kanal 15, der mit der Heizmediumhauptkammer 6 in Verbindung steht.

Das Außenrohr 14 ist oben durch eine Wand 16 verschlossen, die von der oberen Wand 12 des Rohres 11 beabstandet ist, so daß sich dazwischen eine Kammer 17 befindet, die die vertikalen Kanäle 15 miteinander verbindet.

Fig. 2 läßt erkennen, daß am Boden des Behälters außerdem eine Heizmediumvorkammer 18 ausgebildet ist, die durch eine vertikale Trennwand 19 von der Heizmediumhauptkammer 6 getrennt ist. Die Heizmediumvorkammer 18 hat einen Einlaufstutzen 19, der an den (nicht dargestellten) Motorkühlwasserkreislauf angeschlossen ist. Die Heizmediumhauptkammer 6 ist mit einem Auslauf 20 versehen, durch den das Heizmedium in den Motorkühlwasserkreislauf zurückkehrt.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Heizmediumvorkammer 18 mittels eines in einem Gehäuse 21 ausgebildeten Kanals 22 mit der Heizmediumhauptkammer 6 verbunden. In dem Kanal befindet sich ein mit einer Kolbenstange 23 verbundenes Absperrglied 24, das von einer Schraubenfeder 25 in Fig. 3 nach rechts beaufschlagt ist, wobei in der dort dargestellten Öffnungsstellung der Durchfluß des Heizmediums durch den Kanal 22 freigegeben ist. Das Gehäuse 21 sitzt dabei auf je einem Rohrstutzen 26 und 27, die durch die Trennwand 5 führen und gegenüber dem Gehäuse 21 durch O-Ringe 28 abgedichtet sind.

Die Kolbenstange 23 ist mit einem in einem Zylinder 29 sitzenden Kolben verbunden, der von einem ebenfalls in dem Zylinder angeordneten Wachselement (nicht dargestellt) vorgeschoben wird, wenn sich dieses bei Erwärmung ausdehnt. Da sich das Gehäuse 21 mit dem daraus herausragenden Zylinder 29 in der Waschflüssigkeitskammer 7 befindet, reagiert das Wachselement auf die Temperatur der Waschflüssigkeit und zieht sich dementsprechend entweder soweit zusammen, daß die Feder 25 das Absperrglied 24 nach rechts in die Öffnungsstellung drückt, oder es dehnt sich soweit aus, daß das Absperrglied 24 den Kanal 221 bzw. den Rohrstutzen 27 absperrt. Fig. 4 zeigt auf schematische Weise, daß das Gehäuse 21, welches zusammen mit seinen Bauelementen den den Durchfluß steuernden Thermostaten bildet, mittels einer Befestigungsplatte 30 auf Zapfen 31 gesteckt und anschließend verschraubt wird.

Die Heizmediumvorkammer 18 ist bei der dargestellten Ausführungsform stets mit Motorkühlwasser gefüllt. Wenn die Waschflüssigkeit eine vorbestimmte Temperatur unterschreitet, die bevorzugt zwischen 25 und 30° liegt, zieht sich das in dem Zylinder 29 befindliche Wachselement soweit zusammen, daß das Motorkühlwasser aus der Heizmediumvorkammer 18 in die Heizmediumhauptkammer 6 strömen kann. Infolge des Drucks des Motorkühlwassersystems steigt dieses in dem vorderen Kanal 15 hoch, was durch eine bis zu dem äußeren Rohr 14 reichende Trennwand 32 in der Heizmediumhauptkammer 6 gefördert wird - und fließt durch den anderen Kanal 15 herab. Damit wird, wenn das Waschmedium gefroren ist, nicht nur der Bodenbereich schnell und wirkungsvoll aufgetaut, sondern auch dessen Verbindung zur Einfüllöffnung 8, so daß eventuell nachgefülltes heißes Wasser über die gesamte Höhe des Behälters den Schmelzvorgang beschleunigen kann.

Claims (11)

1. Behälter einer Scheibenwascheinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Kammer zur Aufnahme von Waschflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wenigstens eine weitere, von der Waschflüssigkeitskammer (7) getrennte Kammer (6, 18) aufweist, die von einem Heizmedium durchströmbar ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wenigstens eine Kammer (6, 18) am Boden des Behälters befindet und durch eine Zwischenwand (5) von der darüber befindlichen Waschflüssigkeitskammer (7) getrennt ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmediumkammer einen Einlauf, der von einem Thermostaten zu öffnen oder zu schließen ist, und einen Auslauf hat.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizmediumvorkammer (18) und eine Heizmediumhauptkammer (6) ausgebildet sind, die durch einen Kanal (22) miteinander verbindbar sind.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (22) mit einem Thermostaten versehen ist, der die Verbindung zwischen den Heizmediumkammern (18, 6) freigibt oder versperrt.

6. Behälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmediumvorkammer (18) mit dem Einlauf (19) und die Heizmediumhauptkammer (6) mit dem Auslauf (20) versehen ist.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner gekennzeichnet durch wenigstens einen vertikalen Kanal (15), der mit der Heizmediumhauptkammer (6) in Verbindung steht.

8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Kanal (15) zwischen einem an der Bodenwand (4) des Behälters angeformten Rohr (11) und einem umfassenden Außenrohr (14) verläuft, das an der Zwischenwand (5) angeformt ist.

9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Kanäle (15) ausgebildet sind, die über einen Zwischenraum (17) zwischen der oberen Wand (12) des inneren Rohres (11) und der oberen Wand (16) des Außenrohres (14) miteinander in Verbindung stehen.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmediumkammer und/oder Kanäle durch Verschweißen von Halbteilen (1, 2, 3) des Gehäuses ausgebildet sind.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmediumkammern und/oder Kanäle durch Gasinjektionstechnik ausgebildet sind.