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Die Erfindung betrifft eine Wasserauslassvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Einlass und mit einem Auslass für Wasser, über den Wasser ausströmen kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Wasserauslassvorrichtung.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 017 885 A1 ist eine Wasserabweisevorrichtung vor einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs bekannt, die eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die Oberseite in einen ersten Bereich, der zur Ableitung von Wasser ausgebildet ist, und in einen zweiten Bereich unterteilt ist, der zur Durchleitung von Umgebungsluft von der Oberseite zur Unterseite ausgebildet ist. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2013 004 008 U1 ist eine Wasserführung für eine Wasserableiteinrichtung mit einem bogenförmigen Leitkörper bekannt, über den Wasser in einen Hohlraum gelangt, der mit einem Auslass des Leitkörpers verbindbar ist. Aus der britischen Offenlegungsschrift
GB 2 054 481 A ist eine Schiebedachentwässerung für Kraftfahrzeuge bekannt, die eine Auslasseinrichtung zur Ausführung von Wasser umfasst, das sich in einer Drainagenut sammelt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein effizientes Auslasskonzept für das Ausströmen von Wasser über eine Wasserauslassvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Einlass und mit einem Auslass für Wasser, bereitzustellen.
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Die Aufgabe ist bei einer Wasserauslassvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Einlass und mit einem Auslass für Wasser, über den Wasser ausströmen kann, dadurch gelöst, dass zwischen dem Einlass und dem Auslass ein Reservoir angeordnet ist, in welchem sich Wasser sammelt, bevor es über den Auslass ausströmt. Das Wasser strömt bewusst nicht direkt durch die Wasserauslassvorrichtung nach außen. In dem Reservoir wird, zumindest ein Teil, des ausströmenden Wassers absichtlich zurückgehalten, wodurch zum Beispiel eine Ausströmgeschwindigkeit bei wenig Wasser reduziert wird. Daraus ergeben sich verschiedene Vorteile, die im Folgenden erläutert werden. Einer der Vorteile beim Auftreten von wenig Wasser ist zum Beispiel, dass sich in dem Wasser, das in dem Reservoir gesammelt wird, Schmutzpartikel absetzen beziehungsweise sedimentieren können. Das Reservoir stellt sozusagen eine Art Rückhaltebecken dar, in dem Wasser gesammelt wird, bevor es durch den Auslass in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abfließen kann.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wasserauslassvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserauslassvorrichtung mindestens eine Einlassöffnung mit einem Einlassquerschnitt und mindestens eine Auslassöffnung mit einem Auslassquerschnitt umfasst, der deutlich kleiner als der Einlassquerschnitt der Einlassöffnung ist. Deutlich kleiner bedeutet gemäß einem Ausführungsbeispiel, dass der Einlassquerschnitt etwa doppelt so groß oder mehr als doppelt so groß wie der Einlassquerschnitt ist. Dabei ergibt sich die Größe des Einlassquerschnitts und des Auslassquerschnitts gegebenenfalls aus der Summe von einzelnen Querschnitten, wenn der Einlass mehrere Einlassöffnungen beziehungsweise der Auslass mehrere Auslassöffnungen umfasst. Durch das Reservoir wird ankommendes, fließendes Wasser beruhigt. Die Wasserberuhigung erfolgt in ähnlicher Art und Weise wie in einem Stausee. Durch die große Querschnittsreduzierung vom Einlass zum Auslass wird zusätzlich zur Strömungsgeschwindigkeit auf der Auslassseite auch der Wasserdruck im Reservoir erhöht. Dadurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass bei großen Wassermengen in dem Reservoir abgesetzter Schmutz gelöst und ausgespült werden kann.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wasserauslassvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass an einer Oberseite des Reservoirs angeordnet ist. Über den Einlass an der Oberseite kann dem Reservoir auf einfache Art und Weise Wasser zugeführt werden, das an verschiedenen Stellen in das Kraftfahrzeuginnere gelangt.
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Durch die Anordnung des Einlasses an der Oberseite des Reservoirs fließt das Wasser einfach schwerkraftbedingt in das Reservoir.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wasserauslassvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass an einer Oberseite des Reservoirs angeordnet ist. Diese Anordnung des Auslasses an der Oberseite hat sich im Hinblick auf die vorab beschriebene Beruhigung der Strömung und die Erhöhung der Ausströmgeschwindigkeit auf der Auslassseite als vorteilhaft erwiesen. Darüber hinaus wird durch die Anordnung des Auslasses an der Oberseite des Reservoirs auch ein Ablaufen von Wasser aus dem Reservoir bei sehr niedrigen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts, begünstigt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wasserauslassvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserauslassvorrichtung einen Wassersammelbehälter mit einem Anschlussstutzen für einen Schlauch umfasst. Der Wassersammelbehälter ist zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Über den Schlauch und den Anschlussstutzen kann dem Reservoir, das von dem Wassersammelbehälter begrenzt wird, auf einfache Art und Weise an der Oberseite Wasser zugeführt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wasserauslassvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersammelbehälter an einer Oberseite mindestens zwei Auslassöffnungen umfasst. Die mindestens zwei Auslassöffnungen sind vorzugsweise voneinander und von dem Anschlussstutzen, der ebenfalls an der Oberseite des Wassersammelbehälters vorgesehen ist, beabstandet. Je nach Ausführung kann der Wassersammelbehälter unten offen sein, wenn der Wassersammelbehälter zum Beispiel in eine Wand oder einen Boden in dem Kraftfahrzeug eingebaut wird. Wenn der Wassersammelbehälter unten offen ist, dann darf der Auslass nicht an der tiefsten Position angeordnet werden, um die gewünschte Strömungsberuhigung zu erreichen.
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Bei einem Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Wasserauslassvorrichtung ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Strömgeschwindigkeit des Wassers durch die Anordnung und die Größe der Durchtrittsquerschnitte von Einlass und Auslass bei eher geringen Wassermengen so weit reduziert wird, dass sich im Wasser enthaltene feste Bestandteile, wie Schmutzpartikel, in dem Reservoir absetzen und/oder sedimentieren können. Dadurch wird auf einfache Art und Weise vorteilhaft verhindert, dass feste Bestandteile, wie Schmutzpartikel, im Wasser den Auslass verstopfen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir bei großen Wassermengen, wie sie zum Beispiel bei Starkregen auftreten, so durchgespült wird, dass die in dem Reservoir abgesetzten und/oder sedimentierten festen Bestandteile, wie Schmutzpartikel, aus dem Reservoir herausgespült werden. Durch die Querschnittsreduzierung vom Einlass zum Auslass werden die Strömungsgeschwindigkeit und der Wasserdruck im Reservoir erhöht, wodurch Schmutz in dem Reservoir gelöst und herausgespült werden kann.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir so ausgeführt und angeordnet ist, dass in dem Reservoir gesammeltes Wasser bei entsprechend tiefen Temperaturen von unten nach oben gefriert. Bei Winterwetter und Temperaturen um den Gefrierpunkt besteht grundsätzlich ein Vereisungspotenzial. Das Vereisungsrisiko steigt mit sinkendem Volumen eines Ablaufsystems des Kraftfahrzeugs. Durch eine entsprechende Größe des Reservoirs kann Tauwasser, das sich mit Temperaturen an der Fahrzeugoberfläche knapp über null Grad löst, und während des Ablaufens durch kältere Bauteile oder an kälteren Bauteilen und Luftschichten vorbei wieder zum Gefrieren neigt, gesammelt werden. Das Reservoir gefriert dann vorteilhaft von unten nach oben durch. Durch den Auslass für das Wasser auf der Oberseite des Reservoirs ist auch bei zufrierendem Reservoir noch ein Ablaufen gewährleistet.
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Bei einem Kraftfahrzeug mit einer Unterbodenverkleidung ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass eine vorab beschriebene Wasserauslassvorrichtung von oben an der Unterbodenverkleidung angebracht ist. So kann auf einfache Art und Weise Wasser in dem Reservoir gesammelt werden, bevor es durch den Auslass in die Umgebung abfließt. Die Positionierung der Wasserauslassvorrichtung am Unterboden liefert darüber hinaus den Vorteil, dass durch Fahrzeugumströmung am Unterboden ein geringerer Druck anliegt als zum Beispiel im Fahrzeuginneren beziehungsweise Zulaufbereich des Wassers. Durch dieses Druckgefälle von innen nach außen wird das Wasser aus dem Ablaufsystem gedrückt beziehungsweise gesogen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Wasserauslassvorrichtung mit einem Einlass und einem Auslass für Wasser, über den Wasser ausströmen kann; und
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2 die Ansicht eines Schnitts durch die Wasserauslassvorrichtung aus 1 in einem montierten Zustand an einer Unterbodenverkleidung eines Kraftfahrzeugs.
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In den 1 und 2 ist eine Wasserauslassvorrichtung 1 mit einem Einlass 4 und einem Auslass 5 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Wasserauslassvorrichtung 1 umfasst einen Anschlussstutzen 8 mit einer Einlassöffnung 10, über die Wasser in die Wasserauslassvorrichtung 1 gelangt.
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An den Anschlussstutzen 8 wird in einem Kraftfahrzeug ein Ende eines Schlauchs angeschlossen, über welchen der Wasserauslassvorrichtung 1 Wasser zugeführt wird, das an mindestens einer Stelle des Kraftfahrzeugs von außen eindringt. Dabei tritt bei Starkregen deutlich mehr Wasser in das Kraftfahrzeug ein als bei Nieselregen.
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Daher spricht man bei Nieselregen eher von einer kleinen oder geringen Wassermenge und bei Starkregen von einer eher großen Wassermenge, die an der mindestens einen Stelle in das Kraftfahrzeug eintritt und über den Schlauch und den Anschlussstutzen 8 durch eine Einlassöffnung 10 in einen Wassersammelbehälter 14 gelangt.
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Der Wassersammelbehälter 14 umfasst eine Umfangwand 15, die zum Beispiel die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels hat. Unten wird der Wassersammelbehälter 14 von einem Boden 16 begrenzt, der zum Beispiel die Gestalt einer Kreisscheibe hat. Nach oben wird der Wassersammelbehälter 14 von einem Deckel 17 begrenzt, der ebenfalls die Gestalt einer Kreisscheibe hat.
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In dem Deckel 17 wird die Einlassöffnung 10 von dem Anschlussstutzen 8 begrenzt. Darüber hinaus sind in dem Deckel 17 des Wassersammelbehälters 14 mindestens zwei Auslassöffnungen 11, 12 vorgesehen, die den Auslass 5 der Wasserauslassvorrichtung 1 darstellen.
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Der Wassersammelbehälter 14 der Wasserauslassvorrichtung 1 ist zum Beispiel als Kunststoffteil, insbesondere Kunststoffspritzgussteil, ausgeführt. Bei einer derartigen Ausführung des Wassersammelbehälters 14 ist der Boden 16 über die Umfangswand 15 einstückig mit dem Deckel 17 und dem Anschlussstutzen 8 verbunden.
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In 2 ist die Wasserauslassvorrichtung 1 in einem Schnitt in einem montierten Zustand dargestellt. Die Wasserauslassvorrichtung 1 ist in 2 mit dem Boden 16 des Wassersammelbehälters 14 auf oder an einer Unterbodenverkleidung 20 angeordnet.
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Durch einen Pfeil 21 ist in 2 eintretendes Wasser angedeutet. Das eintretende Wasser 21 gelangt durch die Einlassöffnung 10 in ein Reservoir 25, das von dem Wassersammelbehälter 14 begrenzt wird.
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Fließt, zum Beispiel bei Nieselregen, wenig Wasser über den (nicht dargestellten) Schlauch und den Anschlussstutzen 8 ab, so wird sich dieses in dem Wassersammelbehälter 14 der Wasserauslassvorrichtung 1 anstauen, bis das Reservoir 25 vollständig gefüllt ist. Die ankommende Strömung wird durch das Reservoir 25 beruhigt. Mitgespülter Schmutz kann sich absetzen, wie durch Symbole 24 angedeutet ist. Über die Auslassöffnungen 11 erfolgt ein Überlauf.
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Bei Starkregen wird eine eher große Wassermenge das Reservoir 25 durchspülen. Aufgrund der Querschnittsreduzierung von der Einlassöffnung 10 mit einem großen Durchtrittsquerschnitt zu den Auslassöffnungen 11, 12 mit einem kleinen Gesamtdurchtrittsquerschnitt erhöht sich in dem Reservoir 25 der Wasserdruck und die Strömungsgeschwindigkeit an den Auslassöffnungen 11, 12 steigt. Abgesetzter Schmutz wird dann in dem Reservoir 25 gelöst, mitgerissen und ausgespült, wie in 2 durch Schmutzpartikel 28, 29 angedeutet ist.
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Durch einen Pfeil 23 ist in 2 angedeutet, dass durch eine Fahrzeugumströmung ein Unterdruck unterhalb der Unterbodenverkleidung 20 entsteht. Durch Staubpartikel 31, 32 ist in 2 eine Staubschutzeinrichtung durch einen verdeckten Auslass in der Unterbodenverkleidung 20 angedeutet.
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Bei Winterwetter und Temperaturen um den Gefrierpunkt besteht bei dem abfließenden Wasser grundsätzlich die Gefahr von Vereisung. Das Vereisungsrisiko steigt mit sinkendem Volumen des Ablaufsystems.
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Durch das relativ große Reservoir 25 kann mit der Wasserauslassvorrichtung 1 relativ viel Wasser in dem Wassersammelbehälter 14 gesammelt werden. Bei unter den Gefrierpunkt fallenden Temperaturen kann es passieren, dass das Wasser in dem Reservoir 25 einfriert. Allerdings friert das Wasser in dem Reservoir 25 von unten nach oben durch.
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Dabei ist durch den Wasseraustritt, also durch den Auslass 5 mit den beiden Auslassöffnungen 11, 12, an der Oberseite des Reservoirs 25, also im Deckel 17 des Wassersammelbehälters 14, auf einfache Art und Weise auch dann weiterhin ein Ablaufen sichergestellt, wie durch den Pfeil 22 in 2 angedeutet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013017885 A1 [0002]
- DE 202013004008 U1 [0002]
- GB 2054481 A [0002]
