CN112912286A - 加热式清洁装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于布置在车辆中的清洗设备(2)的清洁装置(1)，该清洁装置包括壳体(3)，该壳体具有形成在该壳体(3)中的腔室(4)，该腔室可以填充有清洁液并且能够与用于该清洁液的至少一个喷射喷嘴(5)液压地连接，并且该壳体具有至少部分地伸入到该腔室(4)中的至少一根可加热的加热丝(6)。本发明的目的是即使在低温下也获得高水平的功能可靠性，并且能够特别快速且可靠的除冰。根据本发明，此目的实现在于导热元件(7)布置在该腔室(4)中以扩大传热对流表面，该导热元件从该加热丝(6)中吸收热，清洁液至少围绕该导热元件的一些区域、尤其是围绕整个导热元件流动。

Description

加热式清洁装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的清洁装置。
背景技术
已知用于布置在车辆中的清洗设备的清洁装置，该清洗设备用于用清洁液清洁车窗、前灯、摄像头等。为了有效地清洁多个彼此相距得较远的清洁点和/或大的面积区域，多个这样的清洁装置经常在清洗设备内串联地连接到公共流体管线并形成所谓的喷嘴链。在低于清洁液的冰点的温度下，可能发生冻结，因此冰可能堵塞清洁装置或者甚至可能由于其膨胀而损坏清洁装置。为了避免这种情况，已知的是将清洁装置设计成加热式的、尤其是通过将一根或多根加热丝引导穿过清洁装置并对其中的清洁液进行加热。可靠且快速除冰以恢复通流性在此是主要挑战。
WO 0056584 A1披露了一种喷嘴链，该喷嘴链具有通过流体管线串联地连接的多个清洁装置。一条单独的加热线路穿过流体管线和清洁装置铺设，以加热喷嘴链。该单独的加热线路延伸穿过清洁装置的壳体中的流体通道，该流体通道用于将清洁液输送穿过喷嘴链。流体通道在清洁装置的壳体中通过一个或多个连接通道而连接到腔室，该腔室直接通向简单的嘴部开口、或通向设置有嘴部开口的球形插入件。然而，采用这种设计，相对远离加热丝的嘴部开口的有效除冰不能始终可靠地进行，因为壳体内部的加热丝所释放的热量太低。
DE 102008003881 A1披露了一种清洁装置，该清洁装置在这方面得以改进并具有扩大的长方体形状的流体腔室，该流体腔室布置在壳体中并且被焊接的盖封闭。流体通道在各自情况下通向流体腔室的相对置的壁。在流体腔室的底部的中心有流体入口，该流体入口由突出的肩部围绕并通向喷射插入件。此外，两个固持连接板布置在流体腔室的底部上。被引导穿过流体通道的加热丝在流体腔室中以蜿蜒形式围绕固持连接板和肩部被引导，这使得能够较好地加热喷嘴单元。
在制造期间这样铺设的加热丝的组装过程被证实是非常复杂的。此外，存在着组装工具或突出部件上的边缘损坏加热丝的绝缘的风险。
此外，存在着这种清洁装置的壳体可能被其中形成的冰塞胀开的风险。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种改进的加热式清洁装置，该加热式清洁装置可以用于喷嘴链中，且同时较容易生产，使得即使在低温下也能够实现高的功能安全性、以及快速且可靠的除冰。
该目的最终通过具有如权利要求1所述的特征的组合的清洁装置来实现。
从属权利要求连同说明书给出了进一步的实施例和改进方案。
本发明提供，为了在腔室中快速且均匀地分配热，设置具有扩大的放热表面的导热元件，该导热元件从加热丝吸收热并且优选完全被清洁液包围。
由此可以以便于组装和制造的方式直线地铺设加热丝，而同时仍实现清洁液在大面积区域上的快速加热。组装工具或塑料部件中的边缘损坏加热丝的绝缘的风险显著降低。加热丝的长度可以被设计成较短，因为不需要铺设环路(Verlegeschlaufen)。
根据本发明的有利发展，可以实现更有效且更快速地将热分配到清洁装置的功能上重要的部位，这是因为用于将腔室连接到喷射喷嘴的连接通道通入腔室，并且导热元件相对于连接通道的纵轴至少部分地、尤其是完全在周向方向上围绕连接通道。
由盘形设计的导热元件可以实现在可制造性、操纵和放热表面方面的特别高水平的效率。
清洁装置实现了高水平的安全性，这是因为由弹性体材料制成的膜设置在壳体中，该膜相对于环境大气将腔室液压地密封。当清洁液冻结时，冰的膨胀被膜的弹性变形补偿，因此防止了对壳体的损坏，这也允许壳体被设计成具有薄壁，这尤其节省成本。
为了特别简单的生产和组装，膜可以以液压密封的方式被夹紧在壳体以及紧固到该壳体的壳体盖之间。
通过膜的密封功能，还可以将壳体盖通过简单的卡锁连接而不是焊接紧固到壳体。通过避免焊接，可以显著降低机器成本以及品质和测试要求。
通过在壳体盖设有用于压力平衡的至少一个通风开口，在所有操作状态下都有效地维持膜的功能性，所述通风开口在环境大气与膜的背离腔室的一侧之间建立气动连接。
清洁装置的效率可以通过增加功能集成来提高，这是因为连接通道到腔室中的通入部具有密封边缘，该密封边缘可以与膜密封接触并且因而形成用于截止连接通道的压力控制的截止阀。
清洁装置的特别紧凑的构造、以及有效的热分配是通过以下事实来促进的：连接到喷射喷嘴的连接通道相对于连接件的纵轴基本上横向定向，连接件具有在其中延伸的入口通道以用于对腔室的供给。
如果壳体可枢转地安装在固定地附接到车辆的外部壳体中，则能够灵活地自适应地设定喷射方向。如果枢转轴相对于连接件的纵轴同心地设计，则可以特别有效地实施枢转安装。如果连接件自身形成枢转轴、并且出于此目的被夹紧在外部壳体中的枢转座中，则枢转安装特别有效地实现，其结果是可以省却单独的销等。
如果腔室被设计成基本上环形地围绕连接通道的纵轴，则促进有效的热分配并进一步简化制造和可组装性。
实现了导热元件到加热系统的特别简单而有效的连接，这是因为导热元件被配置为插入件，并且仅部分地放置在加热丝上或者被机械地压靠在加热丝上，从而省却了通过焊接、熔接或压接进行的固定连接。
为了实现有效的导热和散热，导热元件可以由导热性高于壳体材料导热性的材料构成，尤其是由金属材料构成、优选地由耐腐蚀的铜合金或单独导热处理的塑料形成。
此外，本发明要求保护一种清洗设备，该清洗设备在其构造中包含根据本发明的清洁装置。
附图说明
下面将参考优选示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中：
图1示出了包括喷嘴链的清洗设备，该喷嘴链具有多个串联连接的根据本发明的清洁装置。
图2示出了清洁装置的优选实施例的分解图。
图3示出了清洁装置的与连接件的纵轴横向的剖视图。
图4示出了清洁装置的壳体的俯视图，除了安装好的加热丝外，该壳体未被装备。
具体实施方式
图1
在图1中，以简化形式而非按比例地展示了加热式清洗设备2，该加热式清洗设备被构造为所谓的喷嘴链并且用于清洁车窗。多个清洁装置1、1'、1”串联地连接在公共流体管线12上。在所示的实施例中，清洁装置1、1'、1”中的每一个都具有：外部壳体14，该外部壳体不可移动地连接到车辆部分，例如连接到发动机罩的附加部分；以及壳体3，该壳体可枢转地安装在外部壳体14中，清洁液射流穿过设置在外部壳体14中的窗口而从该壳体中射出。
清洗设备在压力下经由液压接口15从输送装置(此处未示出)被供应清洁液。
经由电接口16被供应电流的加热线路穿过流体管线12和清洁装置1、1'、1”铺设。当激活电流供应时，加热线路在其整个长度上加热，因而加热其周围的清洁液。加热线路通常铺设为长的环路，其两端连接到电接口，使得每个清洁装置1、1'、1”分别被两根单独的加热丝延伸穿过。
根据本发明，只要存在至少一个根据以下描述的清洁装置1，清洗设备2的整体结构和单独部件的品质的偏差在任何时候都是允许的。
图2
图1以分解图示出了清洁装置1的优选实施例。用于连接流体管线12的两个连接件11、11'彼此对准地布置在壳体3上。在壳体3中形成腔室4。该腔室填充有来自延伸穿过连接件11的入口通道13的清洁液。加热丝6、6'延伸穿过入口通道13和腔室4。经由连接通道8(见图3)，清洁液被从腔室4导引到喷射喷嘴5，在该喷射喷嘴处，清洁液从出口开口17、17'喷到待清洁的表面上。在所示的实施例中，喷射喷嘴5被设计为立方体形状的插入元件(也称为插芯“Chip”)，该立方体形状的插入元件被接纳在壳体3中的具有矩形截面的接纳座18中。
壳体3通常由不良导热的热塑性材料、如聚酰胺等制成。为了增加到清洁液的散热，使用单独的良好导热的导热元件7。盘形导热元件7被放置在腔室4中，其方式为使得盘形导热元件在一些区域中与加热丝6、6'机械接触并因而从加热丝吸收热。原则上，在操作环境中耐用并具有高导热性的所有材料(尤其是金属)都适合作为导热元件7的材料。然而，也可以使用具有改进的导热性的塑料，这可以例如通过使用陶瓷、金属或其他合适的填料来实现。
插入到壳体3中的弹性膜9相对于环境界定腔室4。该弹性膜被壳体盖10密封地压紧。壳体盖10通过对应的卡锁元件19、20进行卡锁而被紧固到壳体3。出于此目的，壳体盖10具有多个舌状的卡锁元件19、19'、19”，这些卡锁元件设有卡锁钩并且接合在壳体3的外边缘上的对应的孔眼状的卡锁元件20、20'、20”中，从而形成底切(Hinterschnitt)。
为了设定喷射方向，壳体3可枢转地安装在外部壳体14中，该外部壳体通过紧固元件24不可移动地固定在车辆部分上。出于此目的被夹到外部壳体14中的对应枢转座23、23'中的连接件11、11'充当枢转轴。
在壳体3和外部壳体14之间起作用的调整螺钉25用于精确地设定和永久保持被设定的枢转位置。
图3
在图3中，以剖视图展示了组装后的上述清洁装置1。未示出外部壳体14。
腔室4被布置成基本上环形地围绕壳体3中居中布置的连接通道8的纵轴V。由弹性体材料制成的膜9在其径向靠外环绕地形成的密封垫圈27处以液压密封的方式夹紧在壳体3与壳体盖10之间。空腔28形成在壳体盖10与膜9之间。
壳体盖10中的通风开口21建立到空腔28的气动连接，并且因此在膜9的背离腔室4的一侧与环境大气之间建立气动连接，以用于压力平衡的目的。这确保了膜9可以不受阻碍地膨胀和凸突到空腔28中，例如，当腔室4在压力下填充有清洁液时或者清洁液冻结而形成冰塞时就是这种情况。
入口通道13以及其中铺设的两根加热丝6、6'延伸穿过腔室4的径向外部区域。连接通道8相对于连接件11或入口通道13的纵轴A横向定向，并且在径向上居中地通入腔室4中。
环绕的轴环26包围连接通道8的通入部，该轴环在端侧上具有密封边缘22。在此处所示的未操作的初始状态下，膜9弹性地预张紧在密封边缘22上，其结果是连接通道8被阻塞，并且腔室4与喷射喷嘴5之间的液压连接被阻止。当输送装置被激活并且腔室4在压力下填充有清洁液时，膜9凸突并且抬离密封边缘22。这样打开了连接通道8，清洁液流到喷射喷嘴5，并从出口开口17、17'被排出。因此，膜9起到阀体的作用，并且密封边缘22起到压力控制的截止阀的阀座的作用。
盘形导热元件7位于腔室4中，在该腔室中，该盘形导热元件被清洁液包围。在径向中心，该盘形导热元件完全包围连接通道8的通入部。一个边缘部分伸入到入口通道13中，在该入口通道中，该边缘部分放置在加热丝6上。因此，热通过简单的机械联接从加热丝传导到导热元件7中。由于其良好的导热性能，导热元件7整体上快速加热，并经由其表面将热释放到周围的清洁液，以便进一步对流地输送热。结果，来自加热丝6、6'的热在整个腔室4中快速、大面积且均匀地分配。同时，连接通道8和截止阀也被加热。
为了较好地导热，导热元件7也可以机械地挤压或压靠加热丝6、6'，例如，通过在径向上在外部或内部夹紧在壳体3上。
图4
为了阐明清洁装置1的壳体的优选设计，图4以俯视图示出了壳体3。
在其优选实施例中，腔室4以利于流动的方式被设计成环形地围绕连接通道8的径向居中通入部。两个连接件11、11'被定位在壳体3的径向外部区域中，入口通道13以及以便于组装的方式直线地直接铺设在入口通道中的加热丝6、6'仅延伸穿过腔室3的径向外部区域。
附图标记列表
1 清洁装置
2 清洗设备
3 壳体
4 腔室
5 喷射喷嘴
6 加热丝
7 导热元件
8 连接通道
9 膜
10 壳体盖
11 连接件
12 流体管线
13 入口通道
14 外部壳体
15 液压接口
16 电气接口
17 出口开口
18 接纳座
19 卡锁元件
20 卡锁元件
21 通风开口
22 密封边缘
23 枢转座
24 紧固元件
25 调整螺钉
26 轴环
27 密封垫圈
28 空腔
A 连接件的纵轴
V 连接通道的纵轴

Claims (15)

1.一种用于布置在车辆中的清洗设备(2)的清洁装置(1)，该清洁装置包括壳体(3)，该壳体具有形成在壳体(3)中的腔室(4)，该腔室能够填充有清洁液并且能够与用于该清洁液的至少一个喷射喷嘴(5)液压连接，并且该壳体具有至少部分地伸入到腔室(4)中的至少一根可加热的加热丝(6)，其特征在于，导热元件(7)布置在腔室(4)中以扩大传热表面，所述导热元件从加热丝(6)吸收热，并且至少部分地、尤其是完全地被该清洁液包围。
2.如权利要求1所述的清洁装置(1)，其特征在于，用于将腔室(4)连接到喷射喷嘴(5)的连接通道(8)通入腔室(4)中，并且所述导热元件(7)相对于连接通道(8)的纵轴(V)至少部分地、尤其是完全地在周向方向上包围连接通道(8)。
3.如前述权利要求中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述导热元件(7)是盘形的。
4.如前述权利要求中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，由弹性体材料制成的膜(9)布置在壳体(3)中，该膜界定腔室(4)并且相对于环境大气将腔室液压地密封。
5.如权利要求4所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述膜(9)以液压密封的方式被夹紧在壳体(3)与紧固到壳体(3)的壳体盖(10)之间。
6.如权利要求5所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述壳体盖(10)经由卡锁连接被紧固到壳体(3)。
7.如权利要求5或6所述的清洁装置(1)，其特征在于，所述壳体盖(10)具有至少一个通风开口(21)，该至少一个通风开口用于在所述膜(9)的背离腔室(4)的一侧与环境大气之间进行压力平衡。
8.如权利要求2至7中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，连接通道(8)到腔室(4)中的通入部具有密封边缘(22)，该密封边缘能够与膜(9)密封地贴靠并且因而形成用于截止连接通道(8)的受压力控制的截止阀。
9.如权利要求2至8中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，壳体(3)具有用于连接流体管线(12)的至少一个连接件(11)，并且腔室(4)填充有来自延伸穿过该连接件(11)的入口通道(13)的清洁液，并且连接通道(8)基本上相对于该连接件(11)的纵轴(A)横向地定向。
10.如权利要求9所述的清洁装置(1)，其特征在于，壳体(3)被可枢转地安装在外部壳体(14)中以用于设定喷射方向，其中枢转轴相对于连接件(11)的纵轴(A)同心地设计，尤其是连接件(11)形成该枢转轴。
11.如权利要求2至10中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，腔室(4)被设计成基本上环形地围绕连接通道(8)的纵轴(V)。
12.如前述权利要求中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，加热丝(6)穿过腔室(4)的边缘区域基本上直线地铺设。
13.如前述权利要求中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，导热元件(7)被设计为插入件，并且部分地铺设在加热丝(6)上或者机械地压靠该加热丝。
14.如前述权利要求中至少一项所述的清洁装置(1)，其特征在于，导热元件(7)由导热性高于壳体(3)的材料的导热性的材料构成、尤其是由金属材料构成。
15.一种清洗设备(2)，包括至少一个如前述权利要求中至少一项所述的清洁装置(1)。
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