DE19820220A1

DE19820220A1 - Scheibenwaschanlage

Info

Publication number: DE19820220A1
Application number: DE19820220A
Authority: DE
Inventors: Hermann-Frank Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: US6266842B1; DE19820220C2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge, die unter Berücksichtigung auch der Außentemperatur für einen jederzeit bestmöglichen klaren Durchblick vor allem bei der Frontscheibe sorgt. Um ein Gefrieren des Waschwassers an der Frontscheibe zu vermeiden, gestattet eine Waschwassertemperatur-Schaltelektronik das Fördern des Wassers erst oberhalb einer Mindesttemperatur. Um den Aufwand an Waschwasser und - insbesondere in der kalten Jahreszeit - an Alkoholmixtur zu verringern, ist eine Vorrichtung vorgesehen, die das verspritzte Wasser zumindest teilweise sammelt und anschließend reinigt. Eine Zugabe an insbesondere Alkoholmixtur erfolgt nur dann, wenn es z. B. aus Temperaturgründen erforderlich ist. Durch einen Wechsel von heißem und kaltem Waschwasser werden auch Fossilienabdrücke restlos von der Frontscheibe entfernt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge, die unter Berücksichtigung auch der Außentemperatur für einen jederzeit bestmöglichen klaren Durchblick vor allem bei der Frontscheibe sorgt.

Es ist bereits bekannt, das Waschwasser zum Reinigen der Scheibe mit Tensi den auszustatten, um Ruß, Fett, Schmiere und gegebenenfalls auch Staub und Streusalz von ihr entfernen zu können. Für eine Verwendung des Waschwassers bei niedrigen, insbesondere bei negativen Außentemperaturen sorgt eine Zu gabe von entsprechenden Alkoholmixturen, deren Anteil am Waschwasser den er warteten Außentemperaturen angepaßt werden muß. Da die Außentemperatur sich einerseits im Tagesverlauf ändert, in der Regel zum positiven Bereich, ande rerseits aber auch durch den Fahrtwind an der Frontscheibe in die Richtung eines größeren negativen Wertes geraten kann, muß der Anteil an Alkoholmix tur so bemessen werden, daß auch im ungünstigsten Fall ein Gefrieren des Waschwassers insbesondere in der Spritzdüse sicher verhindert wird.

Für ein schnelles Beseitigen von Schnee und Eis insbesondere von der Front scheibe eines im Freien geparkten Kraftfahrzeugs nach einem unvorhersehbaren Wintereinbruch ist es günstig, wenn möglichst warmes Waschwasser verwendet wird. Hierfür können in bekannter Weise elektrische Heizelemente verwendet werden, für deren Betätigung in der Regel Energie aus der Kraftfahrzeugbat terie entnommen wird. Eine andere Möglichkeit der Wassererwärmung besteht in der Verwendung eines Wärmetauschers, der das Scheibenwaschwasser mit Hilfe des Motorkühlwassers bei laufendem Kraftfahrzeugmotor erwärmt und dadurch die verhältnismäßig geringe Energiemenge der Batterie schont.

Durch die vorstehend beschriebenen bekannten Maßnahmen gelingt es zwar inner halb einer angemessenen Zeitspanne, einen klaren Durchblick vor allem bei der Frontscheibe zu erhalten. Jedoch ist der Aufwand an Waschwasser und in der kalten Jahreszeit zusätzlich noch an Alkoholmixtur beträchtlich. Hier will die erfindungsgemäße Scheibenwaschanlage für Abhilfe sorgen, indem sowohl die Wassermenge als auch der notwendige Betrag an Alkoholmixtur beträchtlich verringert wird, ohne daß sich dadurch die Qualität der Scheibendurchsicht verschlechtert.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Waschwassertemperatur-Schaltelektronik für eine Förderung des Waschwassers erst oberhalb einer Mindesttemperatur. Eine Vor richtung zum zumindest teilweisen Sammeln und anschließendem Reinigen des ver spritzten Waschwassers und dessen Rückführen in den Vorratsbehälter sowie eine Vorrichtung zum Zugeben insbesondere von Alkoholmixtur entsprechend den jewei ligen Temperaturdaten wahlweise in den Vorratsbehälter oder direkt in den Zu lauf des Waschwassers zur Spritzdüse gemäß den Merkmalen im Kennzeichen des An spruchs 1.

Vorteilhafte Einzelheiten dieser Vorrichtungen werden in den Unteransprüchen herausgestellt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel er läutert. Dabei zeigt

Fig. 1 die Anordnung einer Vorrichtung zum Sammeln insbesondere des verspritzten Waschwassers am Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine Ausbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 einschließlich der Reinigungseinrichtung;

Fig. 3a ein Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3b eine bauliche Variante des Querschnitts gemäß Fig. 3a;

Fig. 4 eine Filtereinrichtung nach dem Wärmetauscher;

Fig. 5 eine Schaltelektronik für die Förderung des Waschwassers.

In der Fig. 1 ist die Anordnung der Vorrichtung 10 zum Sammeln des verspritz ten Wassers aus dem Vorratsbehälter der Scheibenwaschanlage an einem Kraftfahr zeug dargestellt. Es ist einleuchtend, daß auf diese Weise auch Wasser gesam melt wird, das vom Regen oder Schnee herkommt, und Wasser, das durch vorbeifah rende Kraftfahrzeuge von der regennassen Fahrbahn an die Windschutzscheibe ge schleudert wird. Da das so in einer Sammelschiene 12 gesammelte Wasser nicht mehr die Qualität des Wassers aus dem Vorratsbehälter aufweist, wird es aus der Sammelschiene 12 über eine trichterförmige Ableitung 14, die am Boden der Sammelschiene 12 beispielsweise in deren Mitte angebracht ist, und ein (Zulauf-) Rohr 16 zu einer Wasserreinigungseinrichtung 20 geführt (siehe Fig. 2).

Die Wasserreinigungseinrichtung 20 besteht aus einem Behälter 22 beliebiger Form und Größe, der dem jeweils vorhandenen Platz im Motorraum angepaßt ist. Der Behälter 22 ist mit einem Deckel 23 abgedichtet verschlossen. In den Rand des Behälters 22 mündet beispielsweise über einen nicht dargestellten Stutzen abgedichtet das Zulaufrohr 16 von der Sammelschiene 12. Entgegengesetzt zur Einmündung des Zulaufrohres 16 ist eine Überlauföffnung 24 im Behälter 22 vor gesehen. Selbstverständlich kann unter bestimmten baulichen oder konstruktiven Voraussetzungen der Überlauf 24 auch an einer anderen Stelle des Behälters 22 angebracht werden. Die Überlauföffnung 24 kann in der Art eines nicht darge stellten Rückschlagventils gegen Verschmutzung von außen geschützt sein. Im Be hälter 22 sind ein Grobfilter 26 und darunter ein Feinfilter 27, beide z. B. aus einem Mikrofaservlies, das auf diese Weise neben kleinen Schmutzpartikeln auch Kalkteile aus dem Wasser aufnimmt, in gleicher Richtung schräg abwärts von der Einmündung des Zulaufrohres und herausnehmbar - z. B. mittels eines mittig an gebrachten Dornes 28 - eingesetzt, die bei Bedarf leicht außerhalb des Behälters 22 gereinigt werden können. Von der Seitenwand des Behälters 22 nahe dessen Bo den führt das Ablaufrohr 18 zum Vorratsbehälter der Scheibenwaschanlage oder zu dessen Einfüllstutzen. Ein nicht dargestelltes Rückschlagventil beliebiger Aus bildung wird im Ablaufrohr 18 so angeordnet, daß ein Überfüllen des Scheibenwas ser-Vorratsbehälters verhindert wird und das überschüssige Wasser bereits durch die Überlauföffnung 24 der Wasserreinigungseinrichtung 20 entweichen kann.

In den Fig. 3a und 3b sind Querschnitte der Sammelschiene 12a und 12b darge stellt, die sich lediglich durch deren Ausbildung beim Wasserzulauf unterschei den. In Fig. 3a ist die Sammelschiene 12a für Kraftfahrzeuge ausgebildet, deren Abdeckung 34a des Motorraumes in der Nähe der Windschutzscheibe (Frontscheibe) 30 bereits Schlitze aufweist, während diese Abdeckung 34b gemäß Fig. 3b ge schlossen ist, so daß die Sammelschiene 12b eine an diese Abdeckung 34b dicht anliegende Führung mit einem Schlitz entlang der Windschutzscheibe 30 für das Einleiten des Wassers aufweisen muß, der so bemessen ist, daß keine Schmutzteile eindringen können, die den Wasserabfluß aus der Sammelschiene 12b stören könnten.

Da das Wasser aus der Sammelschiene 12 wegen der unterschiedlichen Herkunft nicht die Qualität des Wassers aus dem Vorratsbehälter aufweist, wird ihm hier nach seiner Ankunft eine bestimmte Menge an Tensiden und Alkoholmixtur zuge fügt, die von dem Qualitätsunterschied zu den zuvor ermittelten bzw. den fest gelegten Werten abhängt. Diese Zugabe kann dabei auch die geänderten Tempera turverhältnisse berücksichtigen. Der jeweils im Vorratsbehälter vorhandene An teil an Tensiden und Alkoholmixtur kann z. B. automatisch elektronisch aufgrund unterschiedlicher Viskosität bzw. auf optischem Wege festgestellt und eine er gänzende Menge ebenfalls automatisch durch Öffnen eines diesbezüglichen Zu flusses dem Vorratsbehälter zugeführt werden. Das Mischen mit dem im Vorrats behälter bereits vorhandenen Waschwasser erfolgt durch die Schwingungen des Kraftfahrzeugs beim Fahren. Auf diese Weise werden unnötige Ergänzungen des Waschwassers durch Tenside und Alkoholmixturen eingespart. Es besteht bei Bedarf die Möglichkeit, eine ergänzende Kontrolle des Anteils an Tensiden und Alkoholmixtur in der Waschflüssigkeit im Rohr zwischen Scheibenwaschpumpe und Spritzdüse vorzusehen.

Da als Scheibenwaschwasser oft normales Leitungswasser verwendet wird, das teilweise sehr hart (kalkreich) ist, sollte es bei dem Austritt des Wärme tauscher 8, in dem es stark erwärmt wird, ein Filter 41 z. B. aus Mikrofaser vlies vorgesehen werden, an dem der Kalk abgeschieden wird, um auf diese Wei se eine Kalkablagerung an den Innenwänden der die Wärme übertragenden Spirale 9 und damit eine Verschlechterung des Wärmewirkungsgrades zu vermeiden. Eine derartige Filtereinrichtung ist in Fig. 4 dargestellt, gemäß der in einem Filtergehäuse 40 ein Filter 41 über eine Feder 45 gegen eine Dichtung 42 ge preßt wird. Der Deckel 43 des Filtergehäuses 40 ist abnehmbar, so daß das Filter 41 leicht "wie eine Batterie" ausgewechselt werden kann, wenn es vom Kalk zugesetzt ist.

Um zu verhindern, daß die Scheibenwaschanlage betätigt wird, wenn insbesonde re die Frontscheibe 30 durch die niedrige Außentemperatur noch so kalt ist, daß das Waschwasser an der Scheibe 30 gefrieren würde, ist eine Schaltelek tronik gemäß Fig. 5 vorgesehen. Ein Sensor 52, der am Fuß der Steuersäule (dem kältesten Ort des Kraftfahrzeugs) oder z. B. an einer unteren Ecke der Wind schutzscheibe 30 mit etwas Abstand von der Gummidichtung der Scheibe (die die Temperatur der Scheibe 30 verfälschen würde) angebracht ist, wird auf ei nen Schaltpunkt von z. B. +4/+2°C eingestellt, so daß die Scheibenwaschpumpe 56 für den Scheibenwaschvorgang erst bei einer ausreichend höheren Scheiben- und/oder Wassertemperatur eingeschaltet wird.

Der Sensor 52 weist die beiden Widerstände R₁ und R₂ auf; der Schalter 54 enthält neben den Widerständen R₃ und R₄ die Diode D₁, die Zehnerdiode Z₁ und den niedrigohmigen Transistor T₁. Die Betätigung erfolgt mit der in Kraftfahrzeugen üblichen Spannung von 12 V.

Die Betätigungsweise der Scheibenwischer 32 sowie der Scheibenwaschanlage wird allgemein individuell unterschiedlich gehandhabt. Während den einen Fahrzeuglenker z. B. bereits ein einziges Insekt an der Frontscheibe 30 stört, werden von einem anderen Fahrzeuglenker auch mehrere Insekten an der Scheibe als noch nicht beachtenswert angesehen, dagegen die Tätigkeit des Scheibenwischers zum Entfernen dieser Insekten als störend empfunden. Deshalb wird in vielen Kraftfahrzeugen eine kurzfristige Handbetätigung der Scheiben waschanlage als ausreichender Komfort angesehen. Jedoch soll auch die Möglich keit einer automatischen Betätigung von Scheibenwischer und Scheibenwaschan lage etwa aufgrund einer Staubschicht oder einem gegebenenfalls festgelegten, einstellbaren Verschmutzungsanteil der Scheibe durch Insekten und/oder eine automatische Änderung der Schwenkgeschwindigkeit der Scheibenwischer 32 z. B. aufgrund der Regentropfengröße und/oder -anzahl nicht ausgeschlossen werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn nach der Betätigung der Scheibenwaschanlage mit heißem bzw. warmem Wasser eine ergänzende Wäsche mit kaltem Wasser folgt, das mit Tensiden oder ähnlichen Zutaten angereichert ist, da nur auf diese Weise die nach der Wäsche mit heißem bzw. warmem Wasser zurückgebliebenen Fossilien abdrücke restlos entfernt werden können.

Claims

1. Scheibenwaschanlage für Kraftfahrzeuge für eine Betätigung unabhängig von der Außentemperatur mit einem Wärmetauscher zum Erwärmen des Waschwassers durch das Kühlwasser des Motors, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Waschwassertemperatur-Schaltelektronik (50) vorgesehen ist, die eine Förderung des Waschwassers erst oberhalb einer Mindesttemperatur ge stattet,
daß eine Vorrichtung (10) zum zumindest teilweisen Sammeln und Reinigen des verspritzten Waschwassers und dessen Rückführen in den Vorratsbehälter vorgesehen ist und
daß eine Vorrichtung zur automatischen Zugabe insbesondere einer Alkohol mixtur entsprechend den jeweiligen Temperaturdaten vorgesehen ist.

2. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschwassertemperatur-Elektronik (50) einen Sensor (52) und einen Schalter (54) aufweist.

3. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (52) am Fuß der Steuersäule des Kraftfahrzeugs angebracht ist.

4. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (52) an der Frontscheibe (Windschutzscheibe 30) des Kraft fahrzeugs angebracht ist.

5. Scheibenwaschanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Sammeln des verspritzten Wassers eine Sammelschie ne (12) mit einer trichterförmigen Ableitung (14) und einem Zulaufrohr (16) zu einer Reinigungseinrichtung (20) aufweist.

6. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelschiene (12a; 12b) an ihrer oberen Seite zur Aufnahme der Flüssigkeit durch eine Abdeckung (34a; 34b) nur so weit abgedeckt ist, daß sperrende Schmutzteile nicht in die Sammelschiene (12a; 12b) gelangen können.

7. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (20) einen Grobfilter (26) und einen Fein filter (27) in einem Behälter (22) aufweist, der durch einen Deckel (23) dicht verschlossen ist und an dem ein Anschluß für das Zulaufrohr (16) und ein Wasserüberlauf (24) vorgesehen ist.

8. Scheibenwaschanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (26, 27) aus dem Behälter (22) herausnehmbar angeordnet sind.

9. Scheibenwaschanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wärmetauscher (56) und Düse (8) ein Filter (41) in einem Filtergehäuse (40) auswechselbar angeordnet ist.

10. Scheibenwaschanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum automatischen Zuführen einer Zugabe von Alkohol mixtur auch eine Einrichtung zur automatischen Zugabe einer Tensidmenge zur Herstellung der festgelegten Qualität des Waschwassers aufweist.

11. Scheibenwaschanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für eine staub- und insektenfreie Frontscheibe (30) ein einstellbarer, automatisch wirkender Schaltbetrieb von Scheibenwaschanlage und Scheiben wischerbetätigung vorgesehen ist.

12. Scheibenwaschanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatisch variierende einstellbare Schwenkgeschwindigkeit der Scheibenwischer (32) entsprechend der Größe und der Menge der Regentropfen vorgesehen ist.