DE10016221A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Sauberhalten bzw. Reinigen einer Scheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sauberhalten bzw. Reinigen einer Scheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein erstes Fluid mit Hilfe einer Fördereinrichtung so durch eine Förderleitung gefördert wird, daß ein Fluidstrom die Fluidleitung durchströmt und eine Auslaßöffnung als Fluidstrahl verläßt, wobei der Fluidstrahl auf die Scheibe gerichtet wird. Um bei Gewährleistung eines geringen Bau- und Funktionsaufwandes eine wirksame Sauberhaltungsfunktion zu erreichen, saugt der Fluidstrom vor dem Verlassen der Auslaßöffnung ein zweites Fluid in die Fluidleitung ein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Zur Sauberhaltung bzw. Reinigung einer Scheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist es bekannt, eine Vorrichtung zu benutzen, die wenigstens einen auf die Scheibe gerichteten Fluidstrahl zwecks Reinigung der Scheibe von Verunreinigungen erzeugt. Hierbei kann es sich um feste oder flüssige Verunreinigungen handeln. Zur Intensivierung der Reinigung kann außerdem ein Scheibenwischer benutzt werden, der zur Verteilung des Fluids auf der Scheibe und der Intensivierung der Reinigung dient. Als Reinigungsfluid kann z. B. Luft oder eine Flüssigkeit, wie z. B. Wasser oder eine spezielle frostsichere Flüssigkeit verwendet werden.

In der DE 44 46 205 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art in Form einer Scheibenreinigungsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, beschrieben, die einen Düsenkopf mit einem Schwenkkörper aufweist, aus dem ein scharf begrenzter Heißluftstrahl von einer Heißluftdüse gegen eine zu reinigende Scheibe gelangt. Der Schwenkkörper führt eine solche Schwenkbewegung aus, daß der Heißluftstrahl die gesamte Scheibe bestreicht. Zusätzlich gelangt bei Bedarf vom Schwenkkörper ein Wasserstrahl und/oder ein Reinigungsflüssigkeitsstrahl gegen die Scheibe. Die zugehörigen Heißluftdüsen sind nebeneinander angeordnet. Inwieweit der Heißluftstrom und der oder die Flüssigkeitsströme zusammenwirken, ist nicht beschrieben.

Eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ist auch aus der DE 94 00 933 U1 für ein Kraftfahrzeug mit einem durch eine Frontscheibe geschützten Fahrer- und/oder Fahrgastraum und mit mindestens einem Außenspiegel zu entnehmen, wobei ein Gebläse vorgesehen ist, das einen auf die Frontscheibe gerichteten Luftstrom erzeugt. Hierdurch soll auf der Scheibe ein möglichst die gesamte Frontscheibe abdeckendes, dynamisches Luftpolster aufgebaut werden, das von vornherein ein Absetzen der Tropfen auf der Frontscheibe verhindert.

Bei der Verwendung von einem gasförmigen Fluid wie Luft ist weder eine Reinigung der Scheibe gewährleistet noch wird sicher eine Verschmutzung der Scheibe verhindert. Bei dem Gebrauch eines flüssigen Fluids wird zur sicheren Reinigung eine größere Menge an Fluid genötigt, was die Notwendigkeit eines großen Vorratsbehälters bedingt und beim Gebrauch spezieller Reinigungsmittel zu einer Verteuerung des Unterhalts des Kraftfahrzeuges führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Arten so zu verbessern, daß bei Gewährleistung eines geringen Bau- und Funktionsaufwandes eine wirksame Sauberhaltungsfunktion erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 5 bzw. 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 5 ermöglichen es, dem ersten Fluid ein zweites Fluid selbsttätig zuzuführen, bevor das erste Fluid die Auslaßöffnung verläßt. Hierdurch läßt sich das zweite Fluid in einem bezüglich Mischung günstigen Bereich mit dem ersten Fluid zusammenführen und die Wirksamkeit des Fluidstroms auf einfache Weise vergrößern. Außerdem können dem Fluidstrom durch die Zuführung eines zweiten Fluids mit besonderen Eigenschaften diese besonderen Eigenschaften übertragen werden. Es läßt sich somit der Fluidstrom hinsichtlich seiner Zusammensetzung anpassen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich der Fluidstrom dazu eignet, selbsttätig das zweite Fluid einzusaugen, so daß ein weiterer Zuführungsantrieb entfallen kann. Eine Venturidüse eignet sich hierzu besonders gut. Dies beruht auf einem vergrößerten Unterdruck im geringsten Querschnittsbereich der Venturidüse.

Wenn beide Fluide Gase sind, eignet sich die Erfindung zur Sauberhaltung der Scheibe in dem der austretende Fluidstrahl einen schützenden Vorhang an der Scheibe bildet, der Verschmutzungen, z. B. auch Regentropfen abzuhalten vermag. Wenn wenigstens eines der beiden Fluide eine Flüssigkeit ist, eignet sich die Erfindung auch zum Reinigen einer Scheibe und zwar sowohl in Kombination mit einem Scheibenwischer als auch ohne Scheibenwischer. Dabei ist es vorteilhaft, als zweites Fluid Luft, insbesondere Umgebungsluft, zu verwenden. In diesem Falle bildet die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine belüftete Spritzdüse, wobei eine geringere Menge Flüssigkeit verbraucht wird und Gewicht eingespart wird. Außerdem wird ein kleinerer Flüssigkeitsvorrat benötigt.

Nachfolgend werden die Erfindung und weitere durch sie erzielbare Vorteile anhand von vorteilhaften Ausgestaltungen und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Seitenansicht;

Fig. 2 die in Fig. 1 mit X gekennzeichnete Einzelheit in vergrößerter Darstellung im Schnitt;

Fig. 3 die Einzelheit X in abgewandelter Ausgestaltung;

Fig. 4 ein dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entsprechender Leitungsabschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient dazu, eine Scheibe 2 aus lichtdurchlässigem Material zu reinigen oder sauber zu halten bzw. dies zu unterstützen. Die Scheibe 2 kann z. B. aus Glas oder Kunststoff bestehen. Bei einer solchen Scheibe 2 kann es sich um eine einen Durchblick gewährleistende Scheibe 2 eines Raumes für den Aufenthalt von Personen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, handeln, z. B. um eine Windschutzscheibe, oder es kann sich auch um eine Scheibe 2 eines Scheinwerfers handeln.

Die Hauptteile der Vorrichtung 1 sind eine Leitung 3, beispielsweise in Form eines Rohres oder Schlauches, die sich von einem Vorratsbehälter 4 für ein erstes gasförmiges oder flüssiges Fluid, z. B. Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, zu einer Auslaßöffnung 5 am freien Ende der Leitung 3 erstreckt. Die Auslaßöffnung 5 ist auf die Scheibe 2 gerichtet. Die Vorrichtung 1 weist eine Einrichtung 6 zum Zuführen und Einmischen eines zweiten Fluids, insbesondere Luft, in das erste Fluid auf. Dabei umfaßt die Einrichtung 6 kein eigenes Fördermittel zum Zuführen des zweiten Fluids. Das zweite Fluid wird durch die Strömungswirkung des ersten Fluids in die Leitung 3 zum ersten Fluid gefördert und in das erste Fluid eingemischt, insbesondere in die Leitung 3 eingesaugt. Bei dem zweiten Fluid handelt es sich vorzugsweise um Umgebungsluft, die aus der Umgebung eingesaugt wird. In Fig. 1 ist die Strömung des zweiten Fluids durch den quer gerichteten Pfeil 10 verdeutlicht.

Die Einrichtung 6 weist wenigstens eine mit einer Mündungsöffnung 7 in die Leitung 3 mündende Zuführungsleitung 8 auf, die sich von einem das zweite Medium aufnehmenden Raum bzw. vom in diesem Raum enthaltenen Vorrat des zweiten Mediums erstreckt. Die Mündungsöffnung 7 kann sich an der Auslaßöffnung 5 oder in einem sich davon stromab erstreckenden Abstand a befinden.

Zum Fördern des ersten Mediums ist eine Pumpe 9 in der Leitung 3 vorgesehen, die im Funktionsbetrieb das erste Medium mit einer so großen Fördermenge fördert, das eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird und das erste Medium die Auslaßöffnung 5 als einen auf die Scheibe 2 auftreffenden Fluidstrahl 11 verläßt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3, bei denen gleiche oder vergleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Auslaßöffnung 5 durch eine Düse 12 gebildet. Das heißt, die Querschnittsgröße der Auslaßöffnung 5 ist kleiner als die Innenquerschnittsgröße der Leitung 3. Gemäß Fig. 2 ist die Auslaßöffnung 5 durch eine Venturidüse 13 gebildet, die am freien Ende der Leitung 3 angeordnet ist. Die Zuführungsleitung 8 durchsetzt die Wandung 14 der Leitung 3 und den Venturikörper 15 in Form eines sich vorzugsweise gerade erstreckenden Kanals 16, der mit seiner Mündungsöffnung 7 im kleinsten Querschnittsbereich der Venturidüse 13 mündet. Der Kanal 16 mündet vorzugsweise schräg in die Leitung 3 ein, wobei er mit deren Mittelachse 3a einen spitzen Winkel W einschließt, der entgegen der Förderrichtung 17 offen ist. Der Winkel W kann etwa 45° betragen. Es ist weiterhin möglich, den Kanal 16 in der Strömungsrichtung 10 verjüngend oder konisch auszubilden, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Mediums erhöht wird, so daß die Verwirbelung der beiden Medien weiter verbessert wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Auslaßöffnung 5 durch eine übliche Düse 12 mit einem verjüngten Düsenloch gebildet, die einen in die Wandung 14 fest eingesetzten Düsenkörper 19 aufweisen kann. Die Venturidüse 13 mit dem Venturikörper 15 ist stromab der Auslaßöffnung 5 in der Wandung 14 fest angeordnet, wobei die übrigen Ausgestaltungsmerkmale der Zuführungsleitung 8 den betreffenden nach Fig. 2 entsprechen können.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, bei dem ebenfalls gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist ein Rohr 21 aus korrosionsbeständigem Material, z. B. Metall oder Kunststoff, vorgesehen, das einen mündungsseitigen Abschnitt der Leitung 3 bildet. Am dem freien Ende abgewandten Ende weist das Rohr 21 ein Verbindungselement 22 einer Vorrichtung 23 zum dichten Verbinden des Rohrs 21 mit dem übrigen Abschnitt der Leitung 3 auf, der durch ein zweites, andeutungsweise dargestelltes Rohr 24 gebildet sein kann, das muffenförmig teleskopierbar mit dem Rohr 21 dicht verbunden ist. Durch eine nicht dargestellte Schiebevorrichtung kann das Rohr 21 bezüglich des Rohrs 24 axial vor- und zurückgeschoben werden, was durch den Pfeil 25 verdeutlicht ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Verbindungselement 22 durch einen vorzugsweise inneren Rohrabschnitt gebildet, der im Rohr 24 verschiebbar geführt und durch einen Dichtring 26, beispielsweise einen O-Ring, abgedichtet ist, der in einer Ringnut 26a angeordnet ist, die sich z. B. in der Mantelfläche des Rohrabschnitts befindet. Am Rohr 21 kann einseitig in einem Abstand vom stromabwärtigen Ende eine Zahnstange 27, beispielsweise mit sägezahnförmigen Zähnen, deren schräge Zahnflanken zum stromabwärtigen Ende weisen, angeordnet sein. Im stromaufwärtigen Endbereich des Rohres 21 ist vorzugsweise in einer zylindrischen Ausnehmung 28 ein Düsenkörper 19 mit einer Auslaßöffnung 5 eingesetzt. Der Düsenkörper 19 kann eine Mantelfläche passender zylindrischer oder wenigstens abschnittsweise kugelförmiger Form aufweisen. Es ist vorteilhaft, den Düsenkörper 19 mit einer radialen Spannung in seiner Fassung einzusetzen, die so groß ist, daß er zum einen gegen eine unbeabsichtigte Verstellung gesichert ist, zum anderen aber manuell verdreht werden kann. Hierdurch ist es möglich, den Düsenkörper 19 zu drehen und einzustellen, wobei die ihn in seiner eingestellten Stellung sichernde Spannung überdrückt wird. Eine solche an sich bekannte Ausgestaltung ermöglicht eine Einstellung der Düse 12 durch Schwenken.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 kann das Rohr 21 winkelförmig ausgebildet sein, wobei seine Schenkel 21a, 21b einen stumpfen Winkel W1 einschließen, die Auslaßöffnung 5 am freien Ende des einen Schenkels 21b angeordnet ist und die Venturidüse 13 in einem der Schenkel 21a, 21b angeordnet sein kann. Dargestellt in Fig. 4 ist die Anordnung im in Strömungsrichtung hinteren Schenkel 21a, der hier in der bevorzugten Ausführungsform länger als der vordere Schenkel 21b ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 eignet sich insbesondere für eine Vorrichtung zum Reinigen einer Scheibe 2 eines Scheinwerfers. Durch das axiale Verschieben läßt sich das Rohr 21 zwischen einer versenkten oder geschützten Parkstellung in eine vor der Scheibe 2 befindlichen Arbeitsstellung hin und her verschieben.

Im stromaufseitigen freien Endbereich des Rohrs 21, hier am Schenkel 21b, können seitlich abstehende Flansche 29 angeordnet sein, die einen vorhandenen Spalt 31 zu andeutungsweise dargestellten Teilen der Fahrzeugkarrosserie wenigstens teilweise abdecken. Die Flansche 29 können auf der der Abwinklungsrichtung abgewandten Seite angeordnet sein.

Die Vorrichtung 1 zum Sauberhalten oder Reinigen der Scheibe 2 wird durch eine nicht dargestellte elektrische Steuervorrichtung gesteuert, die die Pumpe 9 einschaltet und ausschaltet, z. B. für eine bestimmte Zeit einschaltet. Zum Ausschalten kann ein Zeitschalter vorgesehen sein. Die vorzugsweise einstellbare Einschaltzeit kann z. B. etwa 1 Sekunde oder weniger als eine Sekunde betragen, insbesondere etwa 0,4 Sekunden. Die Einschaltung kann bei Einschaltung eines vorzugsweise vorhandenen Scheibenwischers (nicht dargestellt) und/oder des Fahrzeuglichtes erfolgen. Bei einer Sauberhaltungs- oder Reinigungsvorrichtung für eine Scheinwerferscheibe 2 wird die Längsbewegung (Pfeil 25) des Rohres 21 vor und nach Einschaltung der Pumpe 9 ebenfalls durch die Steuervorrichtung gesteuert. Entsprechend ist die Steuervorrichtung eingerichtet.

Die Vorrichtung 1 bzw. ein Verfahren zum Sauberhalten bzw. Reinigen der Scheibe 2 funktioniert folgendermaßen.

Nach dem Einschalten der Vorrichtung 1 und gegebenenfalls einem axialen Verschieben des Rohres 21 in seine Arbeitsstellung, wird das erste Fluid in der Leitung 3 durch die Pumpe 9 mit einer Strömung gefördert, die einen Unterdruck an der Mündungsöffnung 7 erzeugt. Dieser Unterdruck bewirkt das Einsaugen des zweiten Fluids. Dadurch entsteht ein die Außlaßöffnung 5 verlassender Fluidstrahl 11, der auf die Scheibe 2 auftrifft. Aufgrund der Strömung wird das zweite Fluid selbsttätig in das erste Fluid eingemischt. Dabei kann die Mischung im wesentlichen homogen sein. Sie kann insbesondere beim Auftreten von Wirbeln jedoch auch so sein, daß sich die Hauptanteile des Fluids im Fluidstrahl 11 abwechseln.

Insbesondere bei großflächigen Scheiben 2, wie z. B. eine Windschutzscheibe, können mehrere Leitungen 3 oder Düsen 12 bzw. Auslaßöffnungen 5 vorgesehen sein, so daß die gesamte Fläche der Scheibe 2 mit dem Fluidstrahl 32 beaufschlagt wird.

Bei der Verwendung von Gas als erstes und zweites Fluid erfolgt die Sauberhaltung der Scheibe 2 z. B. dadurch, daß ein Fluidstrom an der Scheibe 2 erzeugt wird, der z. B. im Sinne eines Vorhangs Verschmutzungen von der Scheibe 2 abhält. Dabei kann es sich bei dem zweiten Fluid um von wenigstens einer Wärmequelle des Fahrzeugs vorgewärmte Luft handeln.

Bei der Verwendung von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, als erstes Fluid, läßt sich die Scheibe 2 auch von Verschmutzungen reinigen bzw. abwaschen. Dabei kann die Zuführung des zweiten Fluids, insbesondere Luft, gleichmäßig sein, so daß sich durch die Mischung ein Spray bildet, das die Auslaßöffnung als Fluidstrahl 11 verläßt. Insbesondere beim Auftreten von Wirbeln kann der Fluidstrahl 11 auch intermittierend sein. In allen Fällen wird die Reinigungsleistung erhöht, weniger Flüssigkeit als erstes Fluid verbraucht und Gewicht eingespart, wobei auch ein kleinerer Vorratsbehälter 4 für das erste, insbesondere flüssige Fluid verwendet werden kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Vorrichtung

2

Scheibe

3

Leitung

3

a Mittelachse

4

Vorratsbehälter

5

Auslaßöffnung

6

Mischvorrichtung

7

Mündungsöffnung

8

Zuführungsleitung

9

Pumpe

10

-

11

Fluidstrahl

12

Düse

13

Venturidüse

14

Wandung

15

Venturikörper

16

Kanal

17

Förderrichtung

19

Düsenkörper

21

Rohr

21

a Schenkel

21

b Schenkel

22

Verbindungselement

24

Tragrohr

25

Pfeil

26

Dichtring

26

a Ringnut

27

Zahnstange

28

Ausnehmung

29

Flansch

31

Spalt

Claims (14)

1. Verfahren zur Sauberhaltung einer Scheibe (2), insbesondere für ein Fahrzeug, bei dem ein erstes Fluid mit Hilfe einer Fördereinrichtung so durch eine Fluidleitung (3) gefördert wird, daß ein Fluidstrom die Fluidleitung (3) durchströmt und eine Auslaßöffnung (5) als Fluidstrahl (11) verläßt, wobei der Fluidstrahl (11) auf die Scheibe (2) gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidstrom vor dem Verlassen der Auslaßöffnung (5) ein zweites Fluid in die Fluidleitung (3) einsaugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Fluid eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Fluid Luft eingesaugt wird, insbesondere aus der Umgebung.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einsaugen des zweiten Mediums eine in der Leitung (3) angeordnete Venturidüse (13) verwendet wird, in deren kleinstem Querschnittsbereich ein Kanal (16) mündet.

5. Vorrichtung (1) zur Sauberhaltung bzw. Reinigung einer Scheibe, insbesondere der eines Kraftfahrzeugs, mit einer Fluidleitung (3), die mit einer Fördereinrichtung (17) für ein erstes Fluid verbunden ist, wodurch im Funktionsbetrieb in der Leitung (3) einen Fluidstrom erzeugt wird, der eine Auslaßöffnung (5) als Fluidstrahl (11) verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (3) eine Einrichtung (6) mit wenigstens einer Mündungsöffnung (7) zum Einsaugen eines zweiten Fluids unter der Wirkung der Strömung des Fluidstroms angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (5) durch eine Düse (12) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) durch eine Venturidüse (13) gebildet ist, in deren kleinstem Querschnittsbereich ein Kanal (16) für das zweite Fluid mündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (13) die Düse (12) bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (13) einen stromabwärts gerichteten Abstand (a) von der Auslaßöffnung (5) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) eine Einlaßöffnung an der Mantelfläche der Leitung (3) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) mit der Leitung (3) einen spitzen Winkel (W) einschließt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) eine konische Form aufweist.

13. Vorrichtung (1) zur Sauberhaltung bzw. Reinigung einer Scheibe (2), insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer Fluidleitung (3), die mit einer Fördereinrichtung für ein erstes Fluid verbunden ist, wodurch im Funktionsbetrieb in der Leitung (3) einen Fluidstrom erzeugt wird, der eine Auslaßöffnung (5) als Fluidstrahl (11) verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Rohr (21) aufweist, wobei das Rohr (21) den stromabseitigen Endbereich der Leitung (3) bildet und in dem Rohr (21) eine Einrichtung (6) mit wenigstens einer Mündungsöffnung (7) zum Einsaugen eines zweiten Fluids unter der Wirkung der Strömung des Fluidstroms angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das stromaufseitige Ende des Rohrs (21) als Schieber einer koaxialen Führung ausgebildet ist und am Rohr 21 ein Verbindungselement (27) für einen Hubantrieb zum axialen Hin- und Herschieben des Rohrs (21) vorgesehen ist.