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Die
Erfindung betrifft eine Behältereinrichtung
für eine
Scheibenwaschanlage eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art.
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Die
DE 195 08 598 A1 beschreibt
einen vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten, in etwa becherförmigen Wärmetauscher
zum Auftauen von gefrorenem Scheibenwaschwasser, welcher zu diesem Zweck
von einer in einer Wand des becherförmigen Behälters befindlichen oder einstückig an
die Wand angeformten Doppelwendel umschlossen ist. Die Doppelwendel
ist an den Kühlwasserkreislauf
des Fahrzeugs angeschlossen und wird von erwärmtem Kühlwasser durchströmt.
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Die
beschriebene einstückige
Anformung der Doppelwendel an die Wand des Behälters und insbesondere ihre
Integration in die Wand ist jedoch mit erheblichen herstellungstechnischen
Schwierigkeiten verbunden.
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Die
FR 2 681 032 A1 betrifft
eine Vorrichtung zur Erwärmung
von Scheibenwaschflüssigkeit,
welche zu diesem Zweck eine an einer Innenwand eines Behälters anliegende
Rohranordnung durchströmt, während durch
den Behälter
selbst beispielsweise heiße
Kühlflüssigkeit
fließt.
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In
der
DE 100 61 875
A1 wird eine Reinigungsanlage für Kraftfahrzeugscheiben beschrieben, bei
welcher eine Spritzdüse
mit einer gemischten Waschflüssigkeit
aus einer beheizbaren und einer mit frostgeschützter Waschflüssigkeit
befüllten
Hohlkammer über
eine Leitung versorgt werden kann. Die Leitung ist mit einer sich
in einem Isoliermantel befindenden Heizdrahtwicklung versehen.
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Behältereinrichtungen
für Scheibenwaschanlagen
sind zudem bereits aus der
DE
38 25 328 A1 und der
DE 38 25 330 C3 als bekannt zu entnehmen. Die
dortigen Behälter
umfassen jeweils eine Begrenzungswand, an deren Außenseite
eine durch weitere Kanalwände
begrenzte Kanalanordnung angeordnet ist. Innerhalb dieser Kanalanordnung
zirkuliert eine Heizflüssigkeit
in Form von Kühlmittel
eines Kühlmittelkreislaufs
eines Verbrennungsmotors des Kraftwagens, welches zur Erwärmung der
innerhalb des Behälters
bevorrateten Flüssigkeit
dient. Hierdurch soll insbesondere vermieden werden, dass die bevorratete
Flüssigkeit – welche
beispielsweise Wasser oder ein mit Wasser versetztes Waschmittelkonzentrat
ist – bei
Temperaturen unterhalb ihres Gefrierpunkts innerhalb des Behälters einfrieren
kann, so dass die Scheibenwaschanlage nicht weiter versorgt werden kann.
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Als
nachteilig bei diesen letztgenannten bekannten Behältereinrichtungen
ist der Umstand anzusehen, dass zusätzliche äußere Kanalwände an die jeweilige äußere Begrenzungswand
des Behälters
angebracht werden müssen,
um die Kanalanordnung zu bilden. Dies erfordert nicht nur einen
erheblichen zusätzlichen
Materialaufwand, sondern auch einen entsprechend höheren Montageaufwand.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Behältereinrichtung der eingangs
genannten Art so zu verbessern, dass sich eine insbesondere fertigungstechnisch
bedeutend einfacher gestaltete Kanalanordnung realisieren lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Behältereinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit
zweckmäßigen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den übrigen
Patentansprüchen
beschrieben.
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Bei
der Behältereinrichtung
ist die Kanalanordnung innerhalb der Begrenzungswand des Behälters ausgebildet.
Mit anderen Worten ist vorgesehen, die Kanalanordnung direkt innerhalb
der ohnehin vorhandenen Begrenzungswand des Behälters anzuordnen. Hierzu sind
innerhalb der Begrenzungswand eine Vielzahl von Kanälen vorgesehen,
die auf einfache Weise während
des Fertigungsprozesses des Behälters – beispielsweise
durch geeignete Schieber in Werkzeugen beim Kunststoff-Spritzgießen – ausgebildet
werden können.
Durch die unmittelbare Integration der Kanalanordnung innerhalb
der Begrenzungswand kann zudem der Bauraum eingespart werden, der
bislang für
das Anbringen der die Kanalanordnung begrenzenden Kanalwände benötigt worden
ist.
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Bei
der Behältereinrichtung
gemäß Patentanspruch
1 sind eine Vielzahl von sich parallel zueinander erstreckenden
Kanälen
innerhalb der Begrenzungswand vorzusehen. Derartige Kanäle sind
einerseits relativ einfach beim Fertigungsprozess des Behälters herstellbar
und sorgen anderseits für
eine gleichmäßige Aufheizung
der Begrenzungswand, innerhalb welcher die Kanalanordnung angeordnet
ist.
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Besonders
einfach lässt
sich eine Zirkulation bzw. ein Überströmen der
Heizflüssigkeit
vom einen zum benachbarten nächsten
Kanal dadurch erreichen, dass diese jeweils benachbarten Kanäle über Zwischenstege
miteinander verbunden sind. Da demgemäß die Zwischenstege in Erstreckungsrichtung
der Kanäle
verlaufen, sind diese ebenfalls äußerst einfach – gemeinsam
mit den Kanälen – bei der Fertigung
des Behälters
in dessen Begrenzungswand einzubringen.
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Bei
der Behältereinrichtung
gemäß Patentanspruch
1 sind die Zwischenstege gegenüber
den daran angrenzenden Kanälen
verkürzt
ausgebildet. Einerseits kann somit in den Bereichen, in denen die Zwischenstege
vorgesehen sind, eine sehr gute Überströmung der
Heizflüssigkeit
zwischen den aneinander angrenzenden Kanälen der Kanalanordnung erreicht
werden. Andererseits ist die Begrenzungswand in denjenigen Bereichen,
die lediglich von den Kanälen
und nicht von den Zwischenstegen durchsetzt sind, besonders stabil
ausgestaltet.
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Eine
besonders gute Zirkulierung der Heizflüssigkeit innerhalb des Behälters kann
erreicht werden, wenn die Kanäle
und die Zwischenstege zu einem umlaufenden Verbindungskanal zwischen
einem Einlass und einem Auslass verbunden sind. Neben einer besonders
guten Zirkulation ergibt sich dabei auch eine besonders schnelle
und zuverlässige Erwärmung der
innerhalb des Behälters
bevorrateten Flüssigkeit.
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Ist
der Behälter
aus zwei separaten Teilschalen gebildet, so kann die Kanalanordnung
auf einfache Weise – ausgehend
von einer Stoßfläche der nachträglich miteinander
zu verbindenden Teilschalen – in
die Begrenzungswand der jeweiligen Teilschale eingebracht werden.
Darüber
hinaus können bei
einer derartigen Gestaltung des Behälters große Bereiche seiner Begrenzungswand
mit Kanälen
der Kanalanordnung versehen werden, so dass sich insgesamt eine
besonders schnelle und zuverlässige Aufheizung
der innerhalb des Behälters
bevorrateten Flüssigkeit
ermöglichen
lässt.
So ist es beispielsweise bei einem quaderförmig gestalteten Behälter auf einfache
Weise möglich,
vier der sechs Außenseiten der
Begrenzungswand mit Kanälen
zu versehen.
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Als
fertigungstechnisch besonders einfach hat es sich dabei gezeigt,
die Zwischenstege nahe des Stoßes
zwischen den beiden Teilschalen des Behälters vorzusehen. Hierdurch
sind die Zwischenstege beim Fertigungsprozess der Teilschalen auf
einfache Weise in die Begrenzungswand der jeweiligen Teilschale
einbringbar.
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Schließlich hat
es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, die Kanäle im Querschnitt
im Wesentlichen kreisrund zu gestalten. Der innerhalb der Kanäle gegebenenfalls
entstehende Druck der Heizflüssigkeit
kann auf diese Weise optimal durch die entsprechende Begrenzungswand
aufgenommen werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Perspektivansicht auf eine Teilschale eines Behälters der
erfindungsgemäßen Behältereinrichtung,
wobei innerhalb der Begrenzungswand der Teilschale eine Vielzahl
von parallel zueinander verlaufenden Kanälen erkennbar sind, die jeweils über Zwischenstege
untereinander verbunden sind;
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2 eine
schematische Perspektivansicht auf die innerhalb des aus zwei Teilschalen
gemäß 1 zusammengesetzten
schematisch angedeuteten Behälters;
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3 eine
vergrößerte perspektivische Draufsicht
auf die innerhalb der gestrichelt angedeuteten oberen Begrenzungswand
des Behälters
angeordneten Kanalanordnung gemäß 2;
und in
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4 eine
perspektivische Schnittansicht durch die Kanalanordnung entlang
der durch die Linie IV-IV in 3 angedeuteten
Schnittebene, welche sich parallel zu einem Stoß zwischen den beiden Teilschalen
des Behälters
erstreckt.
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In 1 ist
in schematischer Perspektivansicht eine erste Teilschale 12 eines
insgesamt etwa quaderförmigen
Behälters 10 (2)
dargestellt, der einer Behältereinrichtung
für eine
Scheibenwaschanlage eines Kraftwagens zugeordnet ist. Der Behälter 10 dient
dabei zur Bevorratung von reinem Wasser oder mit Scheibenwaschkonzentrat
versetztem Wasser, welches bei entsprechend tiefen Temperaturen unterhalb
des Gefrierpunkts von Wasser bzw. des entsprechenden Gemisches innerhalb
des Behälters 10 einfrieren
könnte.
Oberseitig der ersten Teilschale 12 ist ein Einfüllstutzen 16 erkennbar, über welchen das
Wasser bzw. das mit Scheibenwaschkonzentrat versetzte Wassergemisch
in den Behälter 10 (2) gelangt.
Innerhalb der ersten Teilschale 12 des Behälters 10 ist
eine Kanalanordnung 18 eingebracht, deren Aufbau insbesondere
in Zusammenschau mit 2 deutlich wird. Hierzu zeigt 2 die
Kanalanordnung 18 innerhalb des aus der ersten Teilschale 12 und
einer zweiten Teilschale 14 zusammengesetzten, lediglich
gestrichelt angedeuteten Behälters 10.
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Die
Kanalanordnung 18 umfasst dabei eine Vielzahl von sich
parallel zueinander erstreckenden Kanälen 20, die an einer
Oberseite 22, einer Unterseite 24 sowie einer
rechten und linken Seite 26, 28 der Begrenzungswand 30 des
Behälters 10 eingebracht
sind. Demgemäß sind innerhalb
einer Rückseite 32 und
einer Vorderseite 34 keine Kanäle 20 innerhalb der
Begrenzungswand 30 vorgesehen. Aus 2 ist zudem
ersichtlich, dass die Kanäle 20 über annähernd die
gesamte Breite des Behälters 10 verlaufen.
Die einander jeweils benachbarten Kanäle 20 sind über Zwischenstege 36 miteinander
verbunden, die gegenüber
den daran angrenzenden Kanälen 20 verkürzt ausgebildet
sind.
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Die
Form der Zwischenstege 36 wird insbesondere aus den 3 und 4 deutlich.
Dabei zeigt 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Perspektivansicht
der Oberseite 22 der lediglich gestrichelt angedeuteten
Begrenzungswand 30 des Behälters 10, innerhalb
welcher die in diesem Bereich vorgesehene Mehrzahl von Kanälen 20 der
Kanalanordnung 18 erkennbar sind. In 4 ist
in ausschnittsweise vergrößerter perspektivischer
Schnittansicht die Kanalanordnung 18 entlang der Linie
IV-IV in 3 dargestellt.
Hierbei wird erkennbar, dass die Zwischenstege 36 im Querschnitt
im Wesentlichen rechteckförmig
gestaltet sind. Die Zwischenstege 36 sind dabei in ihrer
Dicke d (4) schmaler bemessen, als die Durchmesser
D der einzelnen Kanäle 20. Die
Breite b der Zwischenstege 36 – welche dem Abstand zweier
benachbarter Kanäle 20 entspricht – ist etwa
gleich groß wie
der Durchmesser D der Kanäle 20. Über einen
Einlass 38 ist die Kanalanordnung 18 mit einer
Heizflüssigkeit
zu versorgen, die zur Erwärmung
des Behälters 10 bzw.
der darin bevorrateten Flüssigkeit
dient. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird als Heizflüssigkeit
das Kühlwasser
eines Kühlmittelkreislaufs
einer Brennkraftmaschine des Kraftwagens eingesetzt. Gleichfalls
wäre es
jedoch auch denkbar, eine andersartig erwärmte Heizflüssigkeit einzusetzen. Die über den
Einlass 38 in die Kanalanordnung 18 einfließende Heizflüssigkeit durchströmt die Begrenzungswand 30 des
Behälters 10 bis
zu einem Auslass 40, der ebenso wie der Einlass 38 an
der Oberseite 22 des Behälters 10 angeordnet
ist. Um die Zirkulation der Heizflüssigkeit innerhalb der Kanalanordnung 18 bzw.
innerhalb der Begrenzungswand 30 des Behälters 10 zu
realisieren, sind die parallel zueinander angeordneten Kanäle 20 mit
dem jeweils benachbarten Kanal 20 über den jeweiligen Zwischensteg 30 verbunden.
Wie insbesondere aus 2 erkennbar ist, sind die Zwischenstege 36 gegenüber den
angrenzenden Kanälen 20 verkürzt ausgebildet.
Während
sich die Kanäle 20 im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
annähernd über die
gesamte Breite des Behälters 10 erstrecken, sind
die Zwischenstege 36 jeweils nur in einem schmalen Bereich
rechts und links eines Stoßes 42 (2)
zwischen den beiden Teilschalen 12, 14 des Behälters 10 vorgesehen.
Die Breite der Zwischenstege 36 ist dabei an der linken
und rechten Seite 26, 28 sowie an der Unterseite 24 der
Begrenzungswand 30 des Behälters 10 mit einer
konstanten Breite ausgestaltet. Wie insbesondere in Zusammenschau
mit 3 erkennbar ist, verlängern sich die Zwischenstege 36 an
der Oberseite 22 des Behälters 10 – ausgehend
von der linken bzw. rechten Seite 26, 28 – zum Einlass 38 und
zum Auslass 40 hin.
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Insbesondere
aus den 2 und 3 ist erkennbar,
dass die über
den Einlass 38 einfließende Heizflüssigkeit
durch die Zwischenstege 36 von dem einen zum nächsten Kanal 20 überströmen kann.
Die Kanäle 20 und
die jeweiligen Zwischenstege 36 sind demgemäß zu einem
zwischen dem Einlass 38 und dem Auslass 40 um
den Behälter 10 herumlaufenden Verbindungskanal 44 ausgebildet.
Dabei gelangt die über
den Einlass 38 in die Kanalanordnung 18 einströmende Heizflüssigkeit
zunächst
in einen ersten Kanal 20, strömt dann über den angrenzenden Zwischensteg 36 in
den nächsten
Kanal 20, usw. Während
die Heizflüssigkeit
innerhalb des Verbindungskanals 44 – gebildet aus den über die
Zwischenstege 36 miteinander verbundenen Kanäle 20 – vom Einlass 38 zum
Auslass 40 strömt,
herrscht innerhalb der gegenüber
den Zwischenstegen 36 rippenartig überstehenden Kanalbereiche
der Kanäle 20 keine Zirkulation
der sich darin befindenden Heizflüssigkeit vor. Da diese überstehenden
Kanalbereiche als Sacklöcher
ausgebildet sind, erwärmt
sich die darin befindende Heizflüssigkeit
durch die Wärmeleitung der
innerhalb des Verbindungskanals 44 zirkulierenden Heizflüssigkeit.
Mit anderen Worten wird die innerhalb der Kanalbereiche stehende
Heizflüssigkeit durch
Wärmeleitung
der wärmeren
Heizflüssigkeit
innerhalb des Verbindungskanals 44 erwärmt. Nach einer Anfangsphase
der Aufheizung des Behälters 10 ergibt
sich somit über
alle vier Seiten 22, 24, 26, 28, in
denen die Kanalanordnung 18 vorgesehen ist, eine gleichermaßen gute
Erwärmung.
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Im
Ausführungsbeispiel
erstrecken sich die Zwischenstege 36 ausgehend von einem
Stoß 42 zwischen
den beiden Teilschalen 12, 14 des Behälters 10 in
Richtung der Rückseite 32 bzw.
der Vorderseite 34. Demgemäß können die Zwischenstege 36 bei
der Herstellung der Teilschalen 12, 14 auf einfache
Weise von der den Stoß 42 bildenden
Stirnseite der jeweiligen Teilschale 12, 14 her
eingebracht werden. Hierzu kann beispielsweise bei einem Kunststoff-Spritzgießverfahren
ein Schieber verwendet werden, der von der den Stoß 42 bildenden
Stirnseite her in das Werkzeug zur Herstellung der jeweiligen Teilschale 12, 14 ausgefahren
wird. Es ist klar, dass je nach Breite b und Dicke d der Zwischenstege 36 die
Fließgeschwindigkeit
der Heizflüssigkeit
innerhalb des Verbindungskanals 44 beeinflusst werden kann.
Gleichfalls ist es ersichtlich, dass auch die Länge der Zwischenstege 36 einen
erheblichen Einfluss auf die Durchsatzmenge und Fließgeschwindigkeit der
Heizflüssigkeit
innerhalb der Kanalanordnung 18 hat.
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Aus 3 ist
ersichtlich, dass im Bereich des Einlasses 38 und des Auslasses 40 zwischen zwei
benachbarten Kanälen 20 kein
Zwischensteg 36 vorgesehen ist. Hierdurch wird vermieden,
dass ein direktes Überfließen der
Heizflüssigkeit
vom Einlass 38 zum Auslass 40 hin erfolgen kann.
Vielmehr strömt
die Heizflüssigkeit
durch den umlaufenden Verbindungskanal 44 um die Seiten 22, 24, 26, 28 um den
Behälter
herum. Aus 2 ist zudem erkennbar, dass
die beiden Teilschalen 12, 14 identisch ausgebildet
sind. Hierdurch ist es möglich,
mit einem einzigen Werkzeug beide Teilschalen 12, 14 herzustellen. Die
Kanäle 20 sind
in bevorzugter Weise mit einem kreisrunden Querschnitt gestaltet.
Hierdurch ist gewährleistet,
dass ein durch die Heizflüssigkeit
aufgebauter Druck innerhalb der einzelnen Kanäle 20 optimal auf
die Begrenzungswand 30 des Behälters 10 übertragen
werden kann. Schließlich
ist insbesondere aus 2 erkennbar, dass die Begrenzungswand 30 des
Behälters 10 in
dem Bereich stabiler ausgestaltet ist, in welchem keine Zwischenstege 36 vorgesehen
sind. Demgemäß werden
die Zwischenstege 36 so angeordnet, dass die Stabilität des Behälters 10 gewährleistet
ist. Anstelle der sich hier im Wesentlichen quer zur Zirkulationsrichtung
innerhalb des Verbindungskanals 44 erstreckenden Kanäle 20 wäre es auch
denkbar, diese schräg
dazu anzuordnen. Gleichfalls wäre
natürlich
auch denkbar, Kanäle 20 mit
einem anderen Querschnitt einzusetzen.