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Gebiet der Erfindung:
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein System zum automatischen Reinigen
von äußeren Oberflächen von
Scheinwerferlinsen und von anderen Signalgebungs- oder Betrachtungsoberflächen von Kraftfahrzeugen.
Genauer bezieht sich die Erfindung auf ein System, das wenigstens
eine Reinigungsdüse
mit einem Fluideinlass, der mit einer Quelle für mit Druck beaufschlagtes
Reinigungsfluid verbindbar ist, und mit einem Fluidauslass, der
mit Druck beaufschlagtes Reinigungsfluid zu einer zu reinigenden äußeren Oberfläche richtet,
und eine automatisch arbeitende Reinigungssteuervorrichtung für die wiederholte
Ein/Aus-Steuerung der Zufuhr von mit Druck beaufschlagtem Reinigungsfluid
zu der Reinigungsdüse
umfasst.
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Obwohl
die Erfindung in ihrer Anwendbarkeit nicht darauf eingeschränkt ist,
wird angenommen, dass die Erfindung vor Allem zum Reinigen der Linsen
von Scheinwerfern von Lastkraftwagen oder Lastern mit oder ohne
Anhänger,
Bussen und anderen großen
Nutzfahrzeugen oder Lieferwagen von Interesse ist, insbesondere
der Schluss- oder Rücklichter – wie etwa
die Brems- und Richtungsanzeigelichter – von derartigen Fahrzeugen.
Entsprechend wird die Erfindung insbesondere in Bezug auf ihre Anwendung
in diesem Anwendungsgebiet beschrieben, es wird jedoch angemerkt,
dass das System der Erfindung auch zum Reinigen von anderen äußeren Oberflächen bei
Fahrzeugen verwendet werden kann, wie etwa bei einem Rückspiegel
oder bei einem lichtdurchlässigen
Element, das sauber gehalten werden muss, so dass es möglich ist,
während
einer Bewegung des Fahrzeugs richtig in die Spiegel zu sehen oder
richtig durch derartige Elemente zu sehen.
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Hintergrund der Erfindung:
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Reinigungssysteme
der zuvor angegebenen Art sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Bei einem System dieser Art, das aus US-A-3 915 385 bekannt
ist, wird eine Reinigungssteuervorrichtung geschaffen, die das Reinigen
von Scheinwerferlinsen mit einer bestimmten Periodizität automatisch
beginnt und beendet, derart, dass mit Druck beaufschlagtes Reinigungsfluid
während
voreingestellter Reinigungszeitabschnitte und mit geeigneten Zeitabständen wiederholt
der Reinigungsdüse
zugeführt
wird. Das Reinigungssystem wird manuell geschaltet, indem ein Schalter
in der Fahrerkabine geschlossen wird.
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Ein
aus US-A-5 546 630 bekanntes Reinigungssystem ist ähnlich dem
eben beschriebenen System, es ist jedoch so beschaffen, dass die
Reinigungssteuervorrichtung nicht betätigt werden kann, sofern nicht
die Parkscheinwerfer des Kraftfahrzeugs eingeschaltet sind und der
vom Fahrer betätigte Schalter
geschlossen ist.
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Entsprechend
sind die zuvor beschriebenen bekannten Reinigungssysteme folglich
freigegeben und periodisch in Betrieb, so lange der vom Fahrer betätigte Schalter
geschlossen ist und außerdem
bei dem zuletzt erwähnten
System die Parkscheinwerfer eingeschaltet sind. Eine Reinigung findet
folglich sogar dann statt, wenn sich das Fahrzeug in Ruhe befindet.
Wenn sich das Fahrzeug in Ruhe befindet, wobei der Motor angehalten
ist und die Parkscheinwerfer eingeschaltet sind, d. h. während der
Fahrer eine Pause macht, wird in den voreingestellten Zeitabständen der
Reinigungsdüse
ein Reinigungsfluid zugeführt,
wenn, wie es leicht geschehen kann, der Fahrer vergessen hat, den
vom Fahrer betätigten Schalter
zu öffnen.
Das Reinigungsfluid ist üblicherweise
Druckluft, die von einem Druckluftbehältersystem entnommen wird,
mit dem das Bremsensystem des Fahrzeugs verbunden ist. Da der Motor
nicht läuft
und der Verbrauch von Druckluft während der Pause des Fahrers
nicht ausgeglichen wird, kann es eventuell nicht möglich sein,
das Fahrzeug erneut zu fahren, bis der Motor eine Zeitlang gelaufen
ist, um die Bildung des Luftdrucks bis zu einer sicheren Höhe zu ermöglichen.
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Bei
einem aus SE-C-507 055 bekannten Reinigungssystem wird das Reinigen
durch die Bremsen des Fahrzeugs gesteuert. Jedes Mal wenn die Bremsen
benutzt werden, wird das Reinigungssystem automatisch betätigt. Auf
diese Weise wird eine wiederholte, wenn auch nicht regelmäßige Reinigung
ausgeführt,
ohne jegliche Erfordernis seitens des Fahrers, eine bestimmte Maßnahme wie
etwa das Schließen
eines Schalters zu ergreifen. Falls unter Bedingungen gefahren wird,
bei denen die Linsen der Fahrzeugscheinwerfer schnell verschmutzt
werden, kann das Reinigen eventuell nicht häufig genug ausgeführt werden,
um die Linsen sauber zu halten. Dies kann der Fall sein, wenn gute
Straßen
befahren und wiederholt große
Entfernungen zurückgelegt
werden, ohne dass die Bremsen benutzt werden müssen. Da Druckluft jedes Mal
verbraucht wird, wenn die Bremsen eingesetzt werden, kann es andererseits
geschehen, dass der Luftverbrauch übermäßig hoch wird, falls die Bremsen
sehr häufig
verwendet werden müssen,
etwa wenn weite Strecken bergab gefahren wird oder beim Fahren in
dichtem Verkehr.
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Kurzzusammenfassung der
Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Lösung, bei der die Reinigungsvorrichtung
freigegeben wird, ohne dass der Fahrer irgendeine bestimmte Maßnahme ergreifen
muss, um sicherzustellen, dass das Reinigen mit einer voreingestellten
geeigneten Häufigkeit
automatisch ausgeführt
wird, jedoch nur, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist.
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Gemäß der Erfindung
umfasst das Reinigungssystem zusätzlich
zu der anfänglich
erwähnten wenigstens
einen Reinigungsdüse
und einer Reinigungssteuervorrichtung eine Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung,
die mit der Reinigungssteuervorrichtung verbunden ist und auf eine
Bewegung des Fahrzeugs anspricht, um nur in Reaktion auf die Erfassung
einer Bewegung des Kraftfahrzeugs die Reinigungssteuervorrichtung
freizugeben, wobei die Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung einen
Fahrzeugvibrationssensor und Mittel zum Erfassen von Fahrzeugvibrationen
umfasst, die eine Bewegung des Kraftfahrzeugs angeben. Folglich bleibt,
auch wenn das Reinigungssystem eingeschaltet ist, die Reinigungssteuervorrichtung
ausgeschaltet, um eine Zufuhr von Reinigungsfluid zu der Reinigungsdüse zu verhindern,
sofern nicht die Sensorvorrichtung Fahrzeugvibrationen erfasst,
die jenen gleichen, die für
eine normale Bewegung des Fahrzeugs typisch sind. Vibrationen, die
sehr schwach oder lediglich von kurzer Dauer sind, wie etwa Vibrationen,
die auftreten können,
wenn das Fahrzeug beladen oder entladen wird, oder wenn sich das
Fahrzeug in Ruhe befindet, wobei sich der Motor im Leerlauf befindet,
sind nicht geeignet, die Reinigungssteuervorrichtung freizugeben.
Eine geeignete Abgrenzung oder Filterung von derartigen Vibrationen kann
mit elektronischen Mitteln leicht ausgeführt werden.
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Die
Vibrationssensorvorrichtung kann von irgendeinem geeigneten Typ
sein. Beispielsweise kann ihr Betrieb auf einer Erfassung von Beschleunigungen
oder Neigungen eines beweglichen Sensorelements oder auf einer Erfassung
von anderen Bewegungen beruhen, die dem Fahrzeugvibrationssensor
während
einer Bewegung des Fahrzeugs auferlegt werden.
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Vorteilhaft
kann das Reinigungssystem gemäß der Erfindung
mit Reinigungsfluid in der Form von Druckluft versorgt werden, die
von einem Druckluftbehälter
entnommen wird, der einen Teil eines Druckluftsystems des Fahrzeugs
bildet. Für
das Reinigungssystem ist keine Abänderung oder eine Gefährdung der Vollständigkeit
des Bremsensystems des Fahrzeugs erforderlich, lediglich eine einfache Verbindung
einer Luftleitung zu dem Druckluftbehälter. Die meisten modernen
Fahrzeuge, die mit luftbetätigten
Bremsen ausgestattet sind, weisen werkseitig eingebaute Druckluftbehälter mit
Verbindern zur Befestigung von Leitungen auf, die zur Zusatz- oder Hilfsausstattung
gehören,
und folglich ist es sehr einfach, eine Leitung für Druckluft zu verbinden, die
als Reinigungsfluid verwendet werden soll. Druckluft, die als Reinigungsfluid
verwendet wird, kann außerdem mit
einer Flüssigkeit
ergänzt
werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung:
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Die
Erfindung wird nachfolgend ausführlicher anhand
einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben, die schematisch anhand eines Beispiels in der beigefügten Zeichnung
beschrieben ist, in der:
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1 eine
vergrößerte Ansicht
eines Kraftfahrzeugs mit einem Reinigungssystem für die Rücklichter
des Fahrzeugs ist;
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2 eine
Rückansicht
des Kraftfahrzeugs ist und ferner Bestandteile des Reinigungssystems zeigt;
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3 eine
Draufsicht auf den Rahmen des Kraftfahrzeugs ist, wobei Bestandteile
des Reinigungssystems daran angebracht sind; und
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4 ein
Blockschaltbild eines Teils des Reinigungssystems ist.
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Ausführliche Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform:
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Das
in der Zeichnung veranschaulichte Kraftfahrzeug 10 ist
ein herkömmlicher
Lastkraftwagen oder Laster mit einem Paar Brems- oder Rücklichtern 11.
Beide Rücklichter
sind mit einer Reinigungsvorrichtung 12 versehen, die in
Betrieb mit einem Reinigungsfluid versorgt werden. Bei dem vorliegenden
Beispiel ist das Reinigungsfluid Druckluft, die durch einen Kompressor 13 erzeugt
und von einer Druckluftquelle 14 in der Form eines Behälters geliefert
wird, der mit dem Kompressor verbunden und Teil des herkömmlichen
Druckluftsystems des Fahrzeugs ist. Die Bremsen des Fahrzeugs sind ebenfalls
auf eine herkömmliche
Weise mit dem Druckluftsystem verbunden.
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Eine
Zufuhr des mit Druck beaufschlagten Reinigungsfluids zu der Reinigungsvorrichtung 12 von
der Druckluftquelle 14 findet durch einen Druckwächter 15 und
eine Benutzereinheit 16 statt, die bei dem Druckwächter nachgeschaltet
angeordnet ist. Sowohl der Druckwächter als auch die Benutzereinheit 16 sind
werkseitig eingebaute Bestandteile der meisten modernen großen Lieferwagen.
Die Drucküberwachung 15 stellt
sicher, dass der Benutzereinheit 16 keine Luft zugeführt wird,
solange der Druck in der Druckluftquelle 14 nicht einen
bestimmten Minimalwert überschreitet.
Die Benutzereinheit 16 ist mit einer Anzahl von (nicht
gezeigten) Luftauslässen versehen,
an denen der Benutzer des Fahrzeugs 10 Geräte anschließen kann,
die Luft verbrauchen.
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Von
der Benutzereinheit 16 erstreckt sich eine Luftleitung 17,
etwa ein Schlauch, zu einer Kapselung, die durch ein Gehäuse oder
einen Kasten 18 gebildet wird, der Bestandteile des Reinigungssystems
aufnimmt. In der Nähe
des Kastens 18 verzweigt sich die Luftleitung 17 in
zwei Verzweigungsleitungen 17A, die sich jeweils zu einer
zugehörigen Reinigungsvorrichtung 12 erstrecken.
In dem Kasten 18 sind ein normalerweise geschlossenes Zweiwege-Zweipunkt-Magnetventil 19,
das in die Luftleitung 17 eingesetzt ist, eine Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20,
die einen Fahrzeugvibrationssensor 20A umfasst, und eine
zugehörige
Filtervorrichtung 20B zum Erfassen von Vibrationen oder
eines Vibrationsmusters, das eine Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 angibt,
und eine Reinigungssteuervorrichtung 21, die zwischen dem
Magnetventil 19 und der Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20 angeschlossen
ist, untergebracht. Die eben erwähnten Bestandteile
in dem Kasten 18 sind in 2 und 4 gezeigt.
Sie werden von der Batterie des Fahrzeugs 10 durch einen
elektrischen Auslass 22 an dem Rahmen des Fahrzeugs und
durch ein Kabel, das sich von der Batterie zu dem Kasten 18 erstreckt, mit
elektrischem Strom versorgt. Alternativ kann die Stromzufuhr über eines
der Rücklichter 11 erfolgen.
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Die
Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20, die den Vibrationssensor 20A und
die zugehörige
Filtervorrichtung 20B umfasst, dient dazu, die Vibrationen
des Fahrzeugrahmens zu erfassen und die Reinigungssteuervorrichtung 21 mit
einem Signal zu versorgen, wenn die Rahmenvibrationen eine normale
Bewegung des Kraftfahrzeugs 10 angeben. In Reaktion auf
die Signale von der Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20 betätigt die
Reinigungssteuervorrichtung 21 das Magnetventil 19,
um zu veranlassen, dass dieses wiederholt zwischen einer offenen
und einer geschlossenen Position schaltet und dadurch die Zufuhr
von mit Druck beaufschlagtem Reinigungsfluid zu den Reinigungsvorrichtungen 12 in
einer Ein/Aus-Weise steuert.
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Genauer
arbeitet die Reinigungssteuervorrichtung 21, um das Magnetventil 19 in
voreingestellten Zeitabständen
und für
voreingestellte Zeiten mit Öffnungsimpulsen
zu versorgen, jedoch nur so lange die Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20 Signale
an die Reinigungssteuervorrichtung 21 liefert, die derart
sind, dass sie für
Vibrationen oder für
Vibrationsmuster repräsentativ
sind, die für
das Kraftfahrzeug 10 während
einer normalen Bewegung als typisch angesehen werden können. Wenn
derartige Signale der Reinigungssteuervorrichtung 21 nicht mehr
zugeführt
werden, wird diese Vorrichtung ausgeschaltet.
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Während der
Zeiträume,
in denen das Magnetventil 19 Öffnungsimpulse empfängt und
folglich offen gehalten wird, kann das Reinigungsfluid durch die
Leitung 17 und ihre Zweige 17A zu den Reinigungsvorrichtungen 12 fließen. Jede
Reinigungsvorrichtung 12 enthält eine gestreckte rohrförmige Reinigungsdüse 12A,
die sich längs
der Oberseite der Linse des entsprechenden Rücklichts 11 erstreckt,
geeigneterweise 5 bis 10 mm oberhalb der Linse. Jede Reinigungsdüse 12A weist
einen Fluideinlass an einem Ende und einen Fluidauslass auf, der
mehrere Auslassöffnungen
umfasst, die längs
der Länge
der Düse
verteilt und auf die Linse des Rücklichts 11 gerichtet
sind. Druckluftstrahle von den Auslassöffnungen der Reinigungsdüse treffen
auf die Rückseite
der Linse zweckmäßig unter
einem Winkel zwischen 10° und
25° auf.
Die Dauer der Reinigungszeiträume
und der Zeitabstände,
die diese trennen, sind vorzugsweise innerhalb breiter Grenzen einstellbar
und sollten optimiert werden, um einen wirksamen Reinigungsvorgang
und außerdem
eine zufrieden stellende Wirtschaftlichkeit bezüglich des Reinigungsfluids sicherzustellen.
In den meisten Fällen
sind Reinigungszeiträume
zwischen 2 und 10 Sekunden mit Abständen von 5 bis 15 Minuten für eine zufrieden stellende
Reinigung angemessen, die Reinigungszeiträume können jedoch auch erheblich
kürzer
sein, etwa eine halbe Sekunde, und die Abstände zwischen den Reinigungszeiträumen können 1 Minute oder
sogar weniger betragen.
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Wenn
die Signale von der Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20 verschwinden
oder sonst eine Art annehmen, dass sie nicht länger eine normale Bewegung
des Kraftfahrzeugs 10 angeben, da z. B. ihre Amplitude
zu klein wird oder da einem Signal der gewählten Minimalgröße nicht
innerhalb einer bestimmten voreingestellten Maximalzeit ein neues
derartiges Signal folgt, wird die Reinigungssteuervorrichtung 21 ausgeschaltet,
so dass das Magnetventil 19 geschlossen bleibt. Wenn sich
das Kraftfahrzeug 10 beispielsweise in Ruhe befindet, wird die
Reinigungssteuervorrichtung 21 ausgeschaltet, weil jegliche
auftretende Vibrationen des Fahrzeugrahmens und folglich der Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20,
etwa durch den Motor im Leerlauf oder durch vorbeifahrende schwere
Fahrzeuge oder durch andere Ereignisse verursachte Vibrationen,
die kein Vibrationsmuster und/oder keine Vibrationsamplituden entsprechend
oder ähnlich
jenen Vibrationen erzeugen, die üblicherweise
während
einer Bewegung des Fahrzeugs V auftreten, daran gehindert sind, Öffnungssignale
für das
Magnetventil 19 zu erzeugen.
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4 ist
ein Blockschaltbild der Hauptbestandteile, die in dem Kasten 18 untergebracht
sind, d. h. des Magnetventils 19, der Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20 und
der Reinigungssteuervorrichtung 21. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung sind die Fahrzeugbewegungs-Sensorvorrichtung 20 und
die Reinigungssteuervorrichtung 21 auf einer Leiterplatte
angebracht, die in den Kasten 18 eingebaut ist.
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Der
Vibrationssensor 20A kann von beliebiger Art sein. Es gibt
mehrere geeignete Vibrationssensoren auf dem Markt. Ein Beispiel
ist eine Vibrationssensorvorrichtung der Art, die ein Rohr mit einer elektrisch
leitenden Beschichtung an seiner Innenfläche, einen elektrisch leitenden
Kontaktstift, der in ein Ende des Rohrs vorsteht, und eine elektrisch
leitende Kugel umfasst, die in dem Rohr derart angeordnet ist, dass
sie mit der elektrisch leitenden Innenbeschichtung und dem Ende
des Kontaktstifts in Eingriff gelangt, wenn sich die Vorrichtung
in Ruhe befindet. Der Kontaktstift und die elektrisch leitende Beschichtung
bilden Kontakte in einer elektrischen Schaltung, die geschlossen
ist, wenn die Kugel sowohl mit dem Kontaktstift als auch mit der
Beschichtung in Eingriff gelangt, die jedoch geöffnet ist, wenn sich die Kugel als
ein Ergebnis von Vibrationen des Rohrs bewegt und sich aus dem Eingriff
mit dem Kontaktstift oder der Beschichtung löst.
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Bei
der Ausführungsform
der Erfindung, die veranschaulicht und beschrieben ist, kann vorteilhaft ein
Vibrationssensor der Art verwendet werden, der durch Assemtech Europe
Limited unter der Bezeichnung CW 1300-1 vermarktet wird.
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Die
durch den Vibrationssensor 20A erzeugten elektrischen Signale
werden der Filtervorrichtung 20B zugeführt. Die Filtervorrichtung 20B blockiert
Signale, die nicht eine bestimmte voreingestellte Größe erreichen.
Signale, die durch die Filtervorrichtung 20B gelangen,
werden durch eine Zeitüberwachungsschaltung 21A der
Reinigungssteuervorrichtung 21 empfangen. Jedesmal wenn
ein derartiges Signal empfangen wird, startet die Zeitüberwachungsschaltung 21A eine
Prüfzeitspanne
von z. B. drei Minuten. So lange diese Zeitspanne nicht abgelaufen
ist, hält
die Zeitüberwachungsschaltung 21A zwei
weitere Zeitüberwachungsschaltungen 21B und 21C in
einem eingeschalteten Zustand.
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Eine
dieser weiteren Zeitüberwachungsschaltungen,
die mit 21B bezeichnet ist, beginnt beispielsweise einen
ausgewählten
Aus-Zeitabschnitt mit einer Dauer zwischen 5 und 15 Minuten. Am Ende
des ausgewählten
Aus-Zeitabschnitts beginnt die Zeitüberwachungsschaltung 21C einen
Ein-Zeitabschnitt von einstellbarer Dauer, etwa zwischen 2 und 10
Minuten, in der das Magnetventil 19 durch einen Schalter 23 (etwa
einen Transistor) mit Energie versorgt und folglich offen gehalten
wird, um Reinigungsfluid von der Druckluftquelle 14 zu
der Reinigungsvorrichtung 12 zu lassen.
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Die
Zeitüberwachungsschaltung 21B beginnt
hierauf einen neuen Aus-Zeitabschnitt,
dem ein neuer An- oder Reinigungszeitabschnitt folgt. Dieser Vorgang
wird so lange wiederholt, wie die Zeitüberwachungsschaltung 21A Signale
von der Filtervorrichtung 20B ohne Unterbrechungen, die
länger
dauern als der Prüfzeitabstand,
d. h. drei Minuten in dem zuvor gegebenen Beispiel, empfängt.
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Bei
der zuvor beschriebenen Ausführungsform
wird lediglich Luft als Reinigungsfluid verwendet; dies ist häufig ausreichend,
um die gewünschte Reinigung
zu erzielen. Wenn es jedoch gewünscht oder
erforderlich ist, kann die Luft mit einer Reinigungsflüssigkeit
ergänzt
werden, z. B. von einem getrennten Behälter, aus dem die Luft die
Flüssigkeit durch
einen Auswurfvorgang entweder die ganze Zeit oder lediglich in Reaktion
auf ein gesondertes Signal, das durch den Fahrer gegeben wird, in
die Leitung 17 zieht.
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Selbstverständlich kann
das Reinigungssystem auch bei Anhängern oder Aufliegern verwendet werden.
Derartige Fahrzeuge sind passenderweise mit einem getrennten Kasten,
der dem Kasten 18 entspricht, und mit einem Druckluftbehälter versehen, dem
von dem Kompressor des Zugfahrzeugs Druckluft zugeführt wird.
Das Reinigungssystem bei dem Anhänger
oder Auflieger kann sogar dann verwendet werden, wenn das Zugfahrzeug
nicht mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist. Falls
der Anhänger
oder Auflieger mit Mitteln zur Ergänzung der Reinigungsluft mit
einer Reinigungsflüssigkeit
versehen ist, kann er vorteilhaft mit einer hochfrequenzgesteuerten
Betätigungsvorrichtung
für die
Reinigungsflüssigkeitszufuhr
versehen sein, so dass die Reinigungsflüssigkeit sogar dann verwendet werden
kann, wenn das Zugfahrzeug nicht mit dem Reinigungssystem der Erfindung
ausgerüstet
ist.