DE19916947B4

DE19916947B4 - Verfahren zum Reinigen einer Scheinwerferscheibe eines Fahrzeugs und Scheinwerfer-Reinigunganlage zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19916947B4
Application number: DE1999116947
Authority: DE
Inventors: Rainer Kober
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: DE19916947A1

Abstract

Verfahren zum Reinigen einer Scheinwerferscheibe eines Fahrzeugs mit einer Scheinwerfer-Reinigungsanlage, die auf einer bewegbaren Kolben-Zylinder-Einheit (1) ein Düsenhorn (4) und einen Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) umfaßt, gekennzeichnet durch die Schritte
• Ausfahren des Düsenhorns (4) von Ruhe- in Arbeitsstellung, wobei Waschflüssigkeit in die Kolben-Zylinder-Einheit (1) am Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) eingesaugt wird,
• Anstauen der eingesaugten Waschflüssigkeit durch Verschluß der Kolben-Zylinder-Einheit (1),
• Zurückfahren des Düsenhorns (4) von Arbeits- in Ruhestellung, wobei die eingesaugte und aufgestaute Waschflüssigkeit aus der Kolben-Zylinder-Einheit (1) über das Düsenhorn (4) auf die zu reinigende Scheibe gespritzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer Scheinwerferscheibe eines Fahrzeugs und eine Scheinwerfer-Reinigungsanlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Merkmalen des jeweiligen Oberbegriffs der Patentansprüche 1 und 4.

Es ist bekannt, bei Scheinwerfer-Reinigungsanlagen von Fahrzeugen, die ohne mechanische Wischvorrichtungen nur mit einem hohen Druck eines Flüssigkeitsstrahls arbeiten, bewegliche Waschdüsen vorzusehen, die bei Bedarf mittels eines Stellantriebes aus einer versenkten Ruhestellung in eine Arbeitsstellung verfahren werden können. Eine derartige Scheinwerfer-Reinigungsanlage ist aus der DE 196 30 421 C1 bekannt. Der für diese Reinigungsanlagen erforderliche Verfahrensablauf umfaßt viele Einzelschritte und ist in seiner Programmierung verhältnismäßig aufwendig. Für die bekannten Scheinwerfer-Reinigungsanlagen werden unabhängig von der für den Betrieb der Scheibenwaschanlage erforderlichen Pumpe eine weitere einzeln ansteuerbare Hochdruckpumpe benötigt für die Versorgung der Scheinwerfer-Reinigungsanlage und deren Waschdüse mit der Waschflüssigkeit. Derartige Reinigungsanlagen umfassen viele Einzelkomponenten und sind daher kostenintensiv und konstruktiv aufwendig. Insbesondere die Hochdruckpumpe benötigt relativ viel Platz, der bei heutigen Kraftfahrzeugen durch die Vielzahl der im vorderen Karosseriebereich einzubauenden Komponenten meist sehr begrenzt ist. Weiterhin muß bei derartigen Konstruktionen das Leitungssystem aufwendig gestaltet werden, da es druckbeaufschlagt ist.

Weiterhin ist aus der DE 75 11 825 U1 eine Scheibenreinigungsanlage für Streuscheiben bekannt geworden, bei der ein Elektro-Hubmagnet ein Gestänge antreibt, welches mit einem Scheibenwischer und einer Kolbenpumpe verbunden ist. Die Kolbenpumpe fördert Waschflüssigkeit zu einer Waschdüse. Die Waschdüse ist unbeweglich vor der Streuscheibe angeordnet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren, bei dem auf eine gesonderte Hochdruckpumpe für die Waschflüssigkeit verzichtet werden kann und eine für das Verfahren geeignete Scheinwerfer-Reinigungsanlage, die besonders kompakt gestaltet ist, anzugeben.

Diese Aufgabe wird im Zusammenwirken mit den jeweiligen oberbegrifflichen Merkmalen durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren zum Reinigen einer Scheinwerferscheibe eines Fahrzeugs mit einer Scheinwerfer-Reinigungsanlage, die an einer bewegbaren Kolben-Zylinder-Einheit ein Düsenhorn und einen Anschluß für die Waschflüssigkeitsleitung umfaßt, durch die Ausführung folgender Schritte gelöst, a) Ausfahren des Düsenhorns von Ruhe- in Arbeitsstellung, wobei Waschflüssigkeit in die Kolben-Zylinder-Einheit am Anschluß für die Waschflüssigkeitsleitung eingesaugt wird; b) Anstauen der eingesaugten Waschflüssigkeit durch Verschluß der Kolben-Zylinder-Einheit; und c) Zurückfahren des Düsenhorns von Arbeits- in Ruhestellung, wobei die eingesaugte und aufgestaute Waschflüssigkeit aus der Kolben-Zylinder-Einheit über das Düsenhorn auf die zu reinigende Scheibe gespritzt wird.

Beim Ausfahren des Düsenhorns von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung (oder genauer gesagt in den Arbeitsbereich) entsteht automatisch ein Unterdruck in der Kolben-Zylinder-Einheit, so daß die Waschflüssigkeit angesaugt wird. Die im Hubvolumen der Kolben-Zylinder-Einheit gespeicherte Waschflüssigkeit wird anschließend kurzzeitig aufgestaut bevor sie beim Zurückfahren des Düsenhorns in die Ruhestellung über eine im Düsenhorn angeordnete Waschdüse auf die zu reinigende Scheibe ausgespritzt wird. Eine Pumpe für die Zuführung der Waschflüssigkeit ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich. Dies senkt die Systemkosten. Weiterhin wird das Leitungssystem für die Waschflüssigkeit nicht mit Druck beaufschlagt, was eine kostengünstigere Konstruktion dafür zuläßt und damit auf einen zusätzlichen Einspareffekt abzielt. Darüber hinaus umfaßt das erfin dungsgemäße Verfahren nur sehr wenige Verfahrensschritte, wodurch ein gegebenenfalls damit verbundenes Ansteuerprogramm entsprechend einfach gestaltet werden kann.

Vorteilhafterweise erfolgt das Verschließen der Kolben-Zylinder-Einheit durch je ein Rückschlagventil am Düsenhorn und am Anschluß für die Waschflüssigkeitsleitung. Die beiden Rückschlagventile ermöglichen je nach Druckverhältnis in der Kolben-Zylinder-Einheit einen präzisen Öffnungs- bzw. Schließmechanismus. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind sie mit gleicher Wirkrichtung angeordnet, so daß wenn beim Schritt a) des Verfahrens während Waschflüssigkeit in die Kolben-Zylinder-Einheit durch Öffnen des Rückschlagventils am Anschluß für die Waschflüssigkeit eingesaugt wird, das Rückschlagventil am Düsenhorn geschlossen ist. Grundsätzlich sind auch andere Bauteile als Rückschlagventile mit Öffnungs- und Schließfunktion (Dichtelemente) einsetzbar.

Das Ausfahren und Zurückfahren des Düsenhorns erfolgt zweckmäßigerweise mit einem Stellantrieb, der pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch angetrieben wird. Insbesondere hat sich eine elektrische Motor-Getriebe-Einheit als Stellantrieb bewährt.

Für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich grundsätzlich eine Scheinwerfer-Reinigungsanlage als geeignet erwiesen, mit zumindest einem mittels einer Stelleinrichtung in eine Ruhe- oder Arbeitsstellung bewegbaren Düsenhorn, das auf einem Ende einer aus zwei ineinandergeschobenen Rohrstutzen bestehenden Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet ist, wobei der das Düsenhorn tragende erste Rohrstutzen ein erstes Rückschlagventil aufweist und am zweiten Rohrstutzen an dem dem Düsenhorn gegenüberliegenden Ende ein Anschluß für die Waschflüssigkeitsleitung angeordnet ist. Im Sinne einer möglichst kompakten Bauform ist die gattungsgemäße Scheinwerfer-Reinigungsanlage dadurch gekennzeichnet, daß am Anschluß für die Waschflüssigkeit ein mit dem ersten Rückschlagventil in gleicher Richtung wirkendes zweites Rückschlagventil angeordnet ist, das im Zusammenwirken mit dem ersten Rückschlagventil den für den Reinigungsvorgang erforderlichen Druck im Hubvolumen der Kolben-Zylinder-Einheit selbst erzeugt.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion dringt beim Ausfahren der Düse von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bzw. in den Arbeitsbereich (erstes Rückschlagventil öffnet, zweites Rückschlagventil bleibt geschlossen) über das Rückschlagventil am Anschluß für die Waschflüssigkeitsleitung Waschflüssigkeit in die Kolben-Zylinder-Einheit ein. Dies geschieht automatisch beim Ausfahren, indem ein Unterdruck in der Kolben-Zylinder-Einheit entsteht, so daß die Waschflüssigkeit angesaugt wird. Eine Pumpe für die Zuführung der Waschflüssigkeit ist nicht erforderlich. Die im Hubvolumen der Kolben-Zylinder-Einheit gespeicherte Waschflüssigkeit wird anschließend beim Zurückfahren in die Ruhestellung über das Rückschlagventil vor der Düse ausgespritzt. Die so ausgestaltete Reinigungsanlage ist sehr kompakt und erfordert wenig Bauraum, wobei auch der Montageaufwand reduziert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erste und/oder das zweite Rückschlagventil ist in einer besonderes vorteilhaften Ausgestaltung als sogenanntes Gummikolbenventil ausgebildet. Es weist ein Druckstück aus gummielastischem Material auf, das bei geschlossenem Zustand von einer Feder gegen die Öffnung eines Gehäuse, in diesem Fall gegen den Rohrstutzen, gedrückt wird. Die Federkraft und das Druckstück sind so bemessen, daß ein druckabhängiges Öffnen und Schließen gewährleistet ist.

Die Stelleinrichtung der Scheinwerfer-Reinigungsanlage ist zweckmäßigerweise pneumatisch, hydraulisch oder direkt durch eine elektrische Motor-Getriebe-Einheit antreibbar. Die jeweilige Auswahl richtet sich nach dem erforderlichen Aufwand in der Handhabung und Montage, sowie nach den Platzverhältnissen am Einbauort. Besonders geringer baulicher Aufwand ist erforderlich, wenn bei einem elektromechanisch Antrieb (elektrische Motor-Getriebe-Einheit) der äußere Rohrstutzen der Kolben-Zylinder-Einheit eine im Eingriff mit der Stelleinrichtung stehende Zahnstange hat. Die Zahnstange ist im Vergleich beispielsweise zu einem durchaus üblichen Außengewinde mit Eingriff in eine Spindelmutter an der Stelleinrichtung weiniger störanfällig, da weniger verschmutzungsgefährdet.

Weiterhin hat es sich bewährt, die Stelleinrichtung, die die Rohrstutzen bewegt, durch ein zeitabhängiges Programm zu steuern, wobei der Aktuator einer elektrischen Motor-Getriebe-Einheit für eine definierte Zeit bestromt wird, die größer als die mechanische Laufzeit des beweglichen Düsenhorns ist. Der Einbau von Endschaltern kann sich damit erübrigen. Außerdem ist mit der Zeitsteuerung eine einfache Anpassung des Steuerprogramms für unterschiedlich große Kolben-Zylinder-Einheiten möglich.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn an dem zweiten (inneren) Rohrstutzen im Bereich, in dem der Schlauch für die Waschflüssigkeitsleitung angeschlossen wird und an dem dem Düsenhorn zugewandten Ende je ein Anschlag angebracht ist, der für das Ausfahren bzw. Zurückfahren des auf dem Rohrstutzen angeordneten Düsenhorns die Endstellung darstellt. Es ist auch denkbar, daß die Anschläge so ausgebildet sind, daß sie Endschalter betätigen, die in die Zeitsteuerung des Stellantriebs einwirken.

Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
1 ein Schnittbild der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit in Ruhestellung mit teiweise ausgefahrenem Düsenhorn;
2 ein Schnittbild eines Gummikolbenventils
1 zeigt eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete, in einem vorderen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges montierte Scheinwerfer-Reinigungsanlage mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 1 als wesentlichem Bestandteil. Die Kolben-Zylinder-Einheit 1 weist zwei ineinander geschobene Rohrstutzen 2, 3 auf, wobei der erste, äußere Rohrstutzen 2 das Düsenhorn 4 mit ein oder mehreren eingebauten Waschdüsen trägt. An der Außenmantelfläche des ersten Rohrstutzens 2 ist weiterhin eine Zahnstange 5 angeordnet, die in das Antriebsritzel 6 eines Stellantriebs 7 eingreift. Der Stellantrieb 7 ist eine elektrische Motor-Getriebe-Einheit, die über eine Steuerelektronik (mittels Relais) angesteuert wird und dabei für eine bestimmte Zeitdauer das Aus- bzw. Einfahren des äußeren Rohrstutzens 2 erlaubt. Zusätzlich ist der Aus- und Einfahrweg durch je einen Anschlagbund 8, 8' an beiden Enden des inneren, zweiten Rohrstutzen 3 begrenzt. Um auch bei maximal ausgefahrenen Düsenhorn 4 genügend Stabilität zu gewährleisten, ist an dem dem Düsenhorn 4 gegenüberliegenden Ende des ersten Rohrstutzens 2 ein Stützring 9 angebracht, der das Ende des ersten Rohrstutzens 2 auf dem Umfang des zweiten Rohrstutzens 3 abstützt. Von dem Stützring 9 wird überdies ein an dem ersten Rohrstutzen 2 in unmittelbarer Nähe zum Stützring 9 anliegender gummielastischer Dichtring 10 geführt, der das Auslaufen von Waschflüssigkeit aus der Kolben-Zylinder-Einheit 1 verhindert und neben dem Stützring 9 zusätzlich den ersten Rohrstutzen 2 auf dem zweiten Rohrstutzen 3 abstützt. Es ist jedoch auch möglich den Dichtring 10 lagefixiert auf dem zweiten Rohrstutzen 3 anzuordnen und diesen dann auch als Anschlag 8, 8' für das Aus- und Einfahren des ersten Rohrstutzens 2 zu verwenden.
Am Auslaß 11 des ersten Rohrstutzens 2, direkt vor der Verbindung zum Düsenhorn 4 ist ein erstes Rückschlagventil 12 angeordnet, wie dies üblicherweise bei Scheibenwaschanlagen der Fall ist, um ein Zurückfließen von Restflüssigkeit aus dem Düsenhorn 4 zu verhindern. Erfindungsgemäß wirkt hier aber das erste Rückschlagventil 12 zusammen mit einem zweiten Rückschlagventil 13, das am zweiten Rohrstutzen 3 vor dem Anschluß 15 für die Waschflüssigkeitszuleitung 16 angeordnet ist.
Die beiden Rückschlagventile 12, 13 sind vorzugsweise als Gummikolbenventile ausgebildet. Ein Schnittbild eines Gummikolbenventils ist in 2 dargestellt. Es weist ein Druckstück 17 auf, das bei geschlossenem Zustand von einer Feder 18 gegen die Öffnung eines Gehäuse, in diesem Fall gegen den Rohrstutzen 2, 3, gedrückt wird. Die Kraft der Feder 18 und das Druckstück 17 sind so bemessen, daß ein druckabhängiges Öffnen und Schließen gewährleistet ist.
In der Darstellung gemäß 1 ist das Düsenhorn 4 mit dem ersten Rohrstutzen 2 etwa zur Hälfte des maximal möglichen Wegs ausgefahren. In der Kolben-Zylinder-Einheit 1 bildet sich dabei ein Unterdruck, der das erste Rückschlagventil 12 in Schließstellung bringt und das zweite Rückschlagventil 13 öffnet, so daß Waschflüssigkeit (hier nicht dargestellt) in die Kolben-Zylinder-Einheit 1 einströmt. Sobald der erste Rohrstutzen 2 maximal ausgefahren oder zumindest am Umkehrpunkt zum Zurückfahren angelangt ist, staut sich die eingeströmte Waschflüssigkeit auf, wobei sich das zweite Rückschlagventil 13 schließt, bevor die Waschflüssigkeit durch das sich nun öffnende erste Rückschlagventil 12 und die Waschdüse im Düsenhorn 4 die Kolben-Zylinder-Einheit 1 verläßt.
Für einen Reinigungsvorgang werden pro Scheinwerfer etwa 30 ml Waschflüssigkeit benötigt. Der Stellhub beträgt üblicherweise 100 mm. Mit diesen beiden Größen kann gemäß der Formel V = π·D²/4·H eine Abschätzung über die Dimensionierung der Kolben-Zylinger-Einheit 1 erfolgen, mit: V = Volumen, D = Kolbeninnendurchmesser und H = Stellhub. Der Innendurchmesser des ersten Rohrstutzens 2 beträgt für dieses Beispiel daher etwa 20 mm. Die Auslegung des Stellantriebs 7 muß unter Berücksichtigung des für den Reiningungsvorgang erforderlichen Drucks der auf den Scheinwerfer aufzuspritzenden Waschflüssigkeit entsprechend angepaßt werden.

Claims

Verfahren zum Reinigen einer Scheinwerferscheibe eines Fahrzeugs mit einer Scheinwerfer-Reinigungsanlage, die auf einer bewegbaren Kolben-Zylinder-Einheit (1) ein Düsenhorn (4) und einen Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) umfaßt, gekennzeichnet durch die Schritte • Ausfahren des Düsenhorns (4) von Ruhe- in Arbeitsstellung, wobei Waschflüssigkeit in die Kolben-Zylinder-Einheit (1) am Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) eingesaugt wird, • Anstauen der eingesaugten Waschflüssigkeit durch Verschluß der Kolben-Zylinder-Einheit (1), • Zurückfahren des Düsenhorns (4) von Arbeits- in Ruhestellung, wobei die eingesaugte und aufgestaute Waschflüssigkeit aus der Kolben-Zylinder-Einheit (1) über das Düsenhorn (4) auf die zu reinigende Scheibe gespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließen der Kolben-Zylinder-Einheit (1) durch je ein Rückschlagventil (12, 13) vor dem Düsenhorn (4) und vor dem Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfahren und Zurückfahren des Düsenhorns (4) mittels einer pneumatisch, hydraulisch oder durch eine elektrische Motor-Getriebe-Einheit angetriebenen Stelleinrichtung (7) erfolgt.
Scheinwerfer-Reinigungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zumindest einem mittels einer Stelleinrichtung (7) in eine Ruhe- oder Arbeitsstellung bewegbaren Düsenhorn (4), das auf einem Ende einer aus zwei ineinandergeschobenen Rohrstutzen (2, 3) bestehenden Kol- ben-Zylinder-Einheit (1) angeordnet ist, wobei der das Düsenhorn (4) tragende erste Rohrstutzen (2) ein erstes Rückschlagventil (12) aufweist und am zweiten Rohrstutzen (3) an dem dem Düsenhorn (4) gegenüberliegenden Ende ein Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Rohrstutzen (3) vor dem Anschluß (15) für die Waschflüssigkeitszuleitung (16) ein mit dem ersten Rückschlagventil (12) in gleicher Richtung wirkendes zweites Rückschlagventil (13) angeordnet ist, im Zusammenwirken mit dem ersten Rückschlagventil (12) den für den Reinigungsvorgang erforderlichen Druck im Hubvolumen der Kolben-Zylinder-Einheit (1) selbst erzeugt.
Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Rückschlagventil (12, 13) ein Gummikolbenventil ist.
Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (7) pneumatisch, hydraulisch oder direkt durch eine elektrische Motor-Getriebe-Einheit antreibbar ist.
Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (1) eine im Eingriff mit der elektrischen Motor-Getriebe-Einheit stehende Zahnstange (5) aufweist.
Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegen der Rohrstutzen (2, 3) durch die Stelleinrichtung (7) zeitgesteuert ist.
Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Rohrstutzen (2, 3) der Kolben-Zylinder-Einheit (1) einen Anschlag (8, 8') für die Ruhe- und die Arbeitsstellung des Düsenhorns (4) aufweisen.