DE102005032698A1

DE102005032698A1 - beheizbarer Schweibenwischer

Info

Publication number: DE102005032698A1
Application number: DE200510032698
Authority: DE
Inventors: Matthias Domes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-01-25

Abstract

Scheibenwischer für Fahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass dieser mittels elektrischer (Widerstandsbasierender) Beheizung erwärmt werden kann.

Description

Durch geringe Außentemperaturen werden Scheibenwischergummis in der Art beeinflusst, dass die Geschmeidigkeit des Gummis und somit das Wischergebnis nachlässt. Entweder werden nicht mehr alle Bereiche der Scheibe in der gewünschten Form bearbeitet (z. B. Entfernen von Niederschlag) oder es kommt beim Wischen zu einem „Rubbeln" auf der Scheibe, indem sich der Scheibenwischer zum Teil nur noch in kleinen Sprüngen über die Scheibe bewegt. Das Wischergebnis lässt deutlich in der Qualität nach, was eine Sichtbehinderung zur Folge hat und somit ein Sicherheitsrisiko darstellt. Des Weiteren kann durch Anhaften von Eis und Schnee der Scheibenwischer ebenfalls in seiner Anpassungsfähigkeit an die Scheibe beeinträchtigt werden, was zu ähnlichen Nachteilen wie oben beschrieben führt. Die Anhaftungen von Eis und Schnee können zum einen durch Niederschläge hervorgerufen worden sein. Eine weitere Ursache ist im Winter zum Beispiel der Einsatz von Tausalz oder das kurzfristige abtauen von Eis und Schnee auf Straßen (z. B. durch Sonneneinstrahlung). Somit kommt es zum Vorhandensein von Wasser auf Straßen, trotz dass die Außentemperaturen unter bzw. um den Gefrierpunkt liegen. Dieses Schmelzwasser wird durch vorausfahrende Fahrzeuge aufgewirbelt und an die Frontscheibe des eigenen Fahrzeuges geschleudert. Beim Wischen der Scheiben setzt sich dieses Wasser dann in Rillen und an dem Scheibenwischer selber fest und gefriert nach einiger Zeit wieder, was zu den oben beschriebenen Problemen führt. Ebenso kann sich nasser Schnee oder kurzzeitig aufgetauter Schnee oder Eis (z. B. durch Scheibenheizungen aufgetaut) am Scheibenwischer festsetzen und ebenfalls zu den oben beschriebenen Problemen führen.

Scheibenwischer werden bislang nur indirekt beheizt. Entweder geschieht dass durch eine beheizbare Frontscheibe (z. B. bei Ford), durch speziell in der Scheibe beheizte Parkflächen des Scheibenwischers (z. B. Lexus) oder durch eine aufwendige Zuführung von Warmwasser z. B. aus dem Kühlkreislauf (Pistenbullis). Ein weiterer Ansatz zur Lösung dieses Problems ist die Zuführung (beblasen) mit Warmluft (direkt oder indirekt). Die Elektrische indirekte Beheizung des Scheibenwischers über die Scheibe ist nicht ausreichend für die Lösung des oben beschriebenen Problems. Sie verhindert lediglich das Anfrieren des Gummis an der Scheibe. Eine Beheizung durch Warmwasser ist mit hohem Installationsaufwand und weiteren Problemen verbunden (Einfrieren des Wasser, Undichtheit der Schläuche, Wartungsaufwand, etc.) was zu einer Untauglichkeit für den Großserieneinsatz führt. Die Beheizung des Wischers durch Warmluft (beblasen) führt ebenfalls zu einem zu geringen Energieeintrag auf den Wischer, ist ebenfalls mit hohen Installations- und Wartungsaufwand verbunden, wird durch den Fahrtwind sehr negativ beeinflusst und hat weitere Probleme (Zusetzen der Luftdüsen, Undichtheiten, etc.) was ebenfalls zu einer Untauglichkeit für den Großserieneinsatz führt.

Zu lösendes Problem

Der hier benannten Erfindung liegt das Problem zu Grunde, Scheibenwischer zur Vermeidung des Ein- und Festfrierens und zur Erhaltung der Geschmeidigkeit der Wischer wartungsfreundlich, wirkungsvoll, preiswert, alltagstauglich (Bedienung auch durch Nicht-Fachpersonal) und Großserientauglich zu beheizen.

Um einen Scheibenwischer zu beheizen und den gewünschten Effekt zu erzielen, wird eine elektrische widerstandsbeheizte Variante des Scheibenwischers wie in Patentansprüchen 3 bis 8 gewählt, wobei ein Heizdraht wie in 1 (3) dargestellt, in einem Hohlraum des Scheibenwischers verbracht wird oder wie in 2 (6) ein Heizdraht in den Wischergummi integriert wird oder der Wischergummi selbst aus einem leitfähigen Material besteht, wo elektrische Energie in Wärme umgesetzt werden kann oder die Federbleche (wie in 1 (3) und 2 (7) dargestellt) selbst aus elektrisch leitfähigem Material bestehen bzw. mit einem Heizdraht kombiniert werden oder ein Heizdraht in einen äußeren Hohlraum des Scheibenwischergummi 2 (8) verbracht wird.

Als Übertragungsvariante wird eine kontaktlose Übertragung gemäß Patentanspruch 1 gewählt 3. Ein Koppelelement (Kern) 3 (10) wird am Wischerarm 3 (14) befestigt. Um dieses Koppelelement 3 (10) wird die elektrische Schaltung des Primärkreises 3 (9) befestigt. An dem Wischergummi 3 (12) befindet sich die elektrische Schaltung des Sekundärkreises 3 (11) von welcher aus der Kontakt zum Heizdraht 3 (13) in den oben beschriebenen Varianten hergestellt wird.

Für die in 3 schematisch dargestellte Konstruktion gibt es zwei Ausführungsvarianten: einen Sperrwandler und einen Fluss-Wandler.

Sperrwandler:

Der nötige, geschlossene Kern erfordert eine besondere Konstruktion des Wischkopfes. Beim Öffnen des Kerns, also während des Wechselns des Wischerblattes kommt es zum Lastabwurf, da sich die Hauptinduktivität (Lh) extrem verkleinert. Der primäre Stromanstieg vergrößert sich extrem, so dass eine Stromregelung – auch current-control-mode (CCM) genannt – erforderlich ist, um eine Selbstzerstörung der Schaltung zu verhindern. Die CCM-Regelung kann nur sinnvoll durch einen Regel-IC übernommen werden, was sich kostenseitig nachteilig auswirkt. Der enorme Stromanstieg im oberen kHz-Bereich verstärkt zudem die EMV-Störstrahlung was wiederum kostenerhöhende EMV-Filter erfordert.

Fluss-Wandler:

Aufgrund seiner Schaltfrequenz benötigt diese Topologie keinen geschlossenen Kern sondern lediglich ein offenes Koppelelement zur Energieübertragung. Verwendet wird eine spezielle Fluss-Wandler Topologie, mit einer Schaltfrequenz im MHz-Bereich. Während bei dem Sperrwandler die Energie im Kern zwischengespeichert wird, dient der Kern des Fluss-Wandlers im Wesentlichen nur zur Kopplung. Da bei einem Lastabwurf trotzdem Energie im Kern zwischengespeichert wird, muss diese durch eine spezielle Schaltungstopologie zurück in den Versorgungskreis geschoben werden. Der Stromanstieg ändert sich beim öffnen des Wischkopfes nur unwesentlich, da die Kerngeometrie nicht verändert wird und der Faktor Lh/Ls wesentlich kleiner ist. An dem Wischkopf bedarf es keiner besonderen Konstruktion, da lediglich ein einfacher Stab mit entsprechenden magnetischen Eigenschaften als Kern verwendet werden kann. Die Steuerung des Übertragers kann mittels einfachem RC-Oszillator erfolgen, was den Platz- und Kostenbedarf deutlich reduziert.

Die Übertragung kann auch durch einen einfachen am Wischerarm befestigten Draht erfolgen. Dieser ist an einer gegen Wasser geschützten Kupplung trennbar, damit ein Wischerwechsel ohne weiteres möglich ist.

Vorteile der Erfindung

Der verhältnismäßig geringe Kostenaufwand der Erfindung ermöglicht eine wirtschaftliche Verwertung in Großserien. Durch die verwendete Schaltungstopologie ist mit keinen/minimalen Störstrahlungen zu rechnen, was ebenfalls zu einer Tauglichkeit für den Automotive-Bereich führt. Die kontaktlose oder ausreichend gegen Wasser abgesicherte Übertragung ist witterungsbeständig, insbesondere bieten diese Varianten ausreichend Schutz gegen Korrosion. Die konstruktiven Besonderheiten erlauben eine Bedienung durch Nicht-Fachpersonal und benötigen nur einen minimalen Zeitaufwand bei der Installation. Die Behandlung des Lastabwurfproblems durch konstruktive Details bzw. verwendete Schaltungstopologien ermöglicht einen Praxiseinsatz ohne besondere aufwendige Schutzmaßnahmen oder Bedienungseinweisungen.

Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Die Zeichnungen enthalten zum Teil nur schematische Darstellungen, die bei einer exakten Konstruktionszeichnung 7detaillierter dargestellt werden. In den angefügten Zeichnungen sind nicht alle Patentansprüche dargestellt.
1: Es ist ein Wischerquerschnitt dargestellt, wobei zwischen Wischerblatt (2) und Wischergehäuse (1) ein Hohlraum existiert. In diesen kann ein Heizdraht (4) integriert werden. Dieser überträgt dann bei Inbetriebnahme die entstehende Wärme auf den Wischergummi (2), der über Federschienen (3) mit dem Gehäuse verbunden ist.
2: Es ist ein Wischergummi (5) dargestellt, an dem Federbleche (7) befestigt werden, um den Scheibenwischer zu stabilisieren bzw. ihn mit dem Träger zu verbinden. Auf den Träger wurde in dieser Darstellung verzichtet. In dem Scheibenwischergummi sind beispielhaft Heizdrähte (6) integriert. In den Ritzen (8) bzw. Einbuchtungen (8) im Wischergummi können ebenfalls Heizelemente verlaufen, was aber ebenfalls nicht dargestellt ist.
3: Es ist ein Wischerarm (14) dargestellt, an welchem ein Koppelelement (Kern) (10) befestigt ist. Um das Koppelelement (10) am Wischerarm (14) befindet sich die elektrische Schaltung des Primärkreises (9). Am Wischerblatt (12) befindet sich die elektrische Schaltung des Sekundärkreises (11). Mit dieser sind die Leitungen zu den Heizelementen (13) oder die Heizelemente (13) selber befestigt.

Claims

Scheibenwischer für Fahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass dieser mittels elektrischer (Widerstandsbasierender) Beheizung erwärmt werden kann.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Energie mittels kontaktloser Übertragung (induktive Kopplung zwischen Halterung/Scheibenwischerarm und Scheibenwischer) in den Scheibenwischer gelangt.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Energie mittels wasserfester Steckverbinder in den Scheibenwischer gelangt.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstandsdraht in Hohlräume des Scheibenwischers verbracht wird, um Wärme in die Wischerkonstruktion und den Wischergummi abzuleiten.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass ein Widerstandsdraht in Scheibenwischerritzen verbracht wird, um Wärme in die Wischerkonstruktion und den Wischergummi abzuleiten.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass ein Widerstandsdraht in den Wischergummi selbst verbracht wird, um Wärme in die Wischerkonstruktion und den Wischergummi abzuleiten.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass ein Widerstandsdraht in das Feder- bzw. das Stabilisierungsblech des Scheibenwischers verbracht wird, um Wärme in die Wischerkonstruktion und den Wischergummi abzuleiten.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass als beheizbares Widerstandselement das Feder- bzw. das Stabilisierungsblech des Scheibenwischers selbst verwendet wird, indem ein leitfähiges geeignetes Material als Blech verwendet wird, um Wärme in die Wischerkonstruktion und den Wischergummi abzuleiten.
Scheibenwischer nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass als beheizbares Widerstandselement der Wischergummi (leitfähiger Kunststoff) des Scheibenwischers selbst verwendet wird, um Wärme in die gesamte Wischerkonstruktion und den Wischergummi abzuleiten.