DE102006039714B3

DE102006039714B3 - Mehrwegepumpe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102006039714B3
Application number: DE200610039714
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Gohl
Original assignee: THERMOTEC GmbH
Current assignee: GOHL, HANS-DIETER, DR., 70597 STUTTGART, DE
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2026-08-25

Abstract

Eine Mehrwege-Waschpumpe (1) für Kraftfahrzeuge weist ein Gehäuse (2) mit einem Einlassstutzen (18), der einen Einlass bildet und an einen Fluidvorratsbehälter anschließbar ist, und vier Auslassstutzen (13, 14, 19, 21) auf, die Auslässe enthalten, zu denen das Fluid selektiv mittels eines in dem Pumpengehäuse (2) vorgesehenen Pumpenrotors (29) befördert werden kann, der reversibel und mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen drehbar angetrieben werden kann. In dem Pumpengehäuse (2) sind interne Strömungswege vorgesehen, die durch Druckdifferenz abhängig arbeitende Ventileinrichtungen (38, 54a, 54b) geöffnet bzw. gesperrt werden können, um wahlweise einen der Auslässe mit dem Einlass zu verbinden. Der Strömungsweg wird sowohl in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors (29) als auch von der durch eine vorgebbare Drehzahl des Pumpenrotors (29) bestimmten Stärke des Förderdrucks freigeschaltet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrwegepumpe, insbesondere eine Mehrwegepumpe für Wascheinrichtungen in Kraftfahrzeugen.
Bei manchen Kraftfahrzeugen werden momentan in Verbindung mit einem drucklosen Flüssigkeitsbehälter bis zu drei Pumpen für Reinigungsoperationen eingesetzt. Bspw. sind eine erste und eine zweite Pumpe für die Frontscheibenreinigung bzw. Heckscheibenreinigung vorgesehen, während eine dritte Pumpe zur Scheinwerferreinigung dient. Für die Front- und Heckscheibe werden, wenn an diesen Wischer vorgesehen sind, Niederdruckwasserpumpen eingesetzt, die das Fluid mit geringem Förderdruck zu den Spritzdüsen befördern. Für die Scheinwerferreinigung ohne Wischer wird eine Hochdruckwasserpumpe eingesetzt. Ein Fahrzeugführer kann durch Betätigung eines Steuerelementes eine gewünschte Reinigungsoperation auswählen, wodurch automatisch die zugehörige Pumpe aktiviert und Reini gungsoperation ausgeführt wird.
Obwohl sich dieser Aufbau in der Praxis bewährt hat, ist er äußerst aufwändig. Es müssen mehrere Pumpen strömungsmäßig an den Flüssigkeitsbehälter angeschlossen werden, der somit auch relativ kompliziert gestaltet ist. Für jede Pumpe muss eine eigene Verdrahtung zur Energieversorgung des Pumpenmotors geschaffen werden. Insgesamt ist ein großer Bauraum erforderlich. Die Kosten für die Anschaffung der vielen Bauteile und für die Endmontage sind hoch.
Es ist deshalb vorgeschlagen worden, Scheibenwaschpumpen mit zwei Druckauslässen vorzusehen, über die alternativ zwei verschiedene Waschstellen, z.B. an der Frontscheibe und der Heckscheibe, abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors mit Waschflüssigkeit versorgt werden. Bspw. ist aus der DE 41 36 348 B4 eine Pumpe mit einer etwa zylindrischen Pumpenkammer bekannt, in der ein reversibel drehbar antreibbarer Pumpenrotor angeordnet ist und an deren umlaufender, etwa zylindrischer Innenwand in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ein erster Kanal und ein zweiter Kanal einmünden, wobei der erste Kanal zu einer ersten Teilkammer und der zweite Kanal zu einer zweiten Teilkammer einer durch eine flexible Membran in die zwei Teilkammern unterteilten Druckkammer führt. Die Pumpe enthält einen ersten, von der ersten Teilkammer ausgehenden Druckauslass und einen zweiten, von der zweiten Teilkammer ausgehenden Druckauslass, wobei abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors die erste bzw. zweite Teilkammer mit Förderdruck beaufschlagbar und der zweite bzw. erste Druckauslass von der Membran verschließbar ist. Derartige Scheibenwaschpumpen mit von der Drehrichtung des Pumperotors abhängiger Strömumgswegschaltung sind in unterschiedlichen Anordnungen des Einlasses, der Auslässe und der Membran auch in der DE 44 08 380 C2 , DE 37 29 025 C2 und DE 36 12 389 C2 beschrieben.
Mit der vorbekannten Zweiwegepumpe kann eine der Frontscheiben- bzw. Heckscheibenwasserpumpen eingespart werden. Für die Scheinwerferreinigungsoperation wird aber eine weitere Pumpe benötigt. Außerdem kommt der Wunsch nach weiteren Waschoperationen, bspw. für die Scheibe der (auch als Night-Vision-Einrichtung bezeichneten) Nachtsichteinrichtung auf, hinter der die Strahlungseinrichtung, bspw. eine Infrarotdiode oder -laserdiode, und/oder eine Detektoreinrichtung, bspw. ein Infrarotsensor oder eine CCD-Kamera, der Nachtsichteinrichtung angeordnet sind. Da die Scheibe der Nachtsichteinrichtung wischerfrei gereinigt werden soll, ist hier eine Hochdruckreinigungspumpe geeignet. Mit steigender Anzahl von Waschoperationen wächst der Bedarf nach einer Minimierung der Anzahl hierzu benötigter Pumpen und der damit verbundenen Kosten.
DE 24 34 492 A1 beschreibt eine Mehrwegepumpe für Wascheinrichtungen in Kraftfahrzeugen, die einen Waschflüssigkeitsbehälter und eine reversibel antreibbare Pumpe mit einer Flussigkeitzuführung und zwei Pumpenausgängen aufweist. Ein erster Ausgang ist über ein Überdruckventil und eine erste Leitung mit Frontscheibendüsen verbunden. Ein zweiter Ausgang ist über ein Überdruckventil und eine zweite Leitung mit Scheinwerferscheibendüsen sowie über eine zwischen der ersten und der zweiten Leitung angeordnete Verbindungsleitung und ein Überdruckventil zusätzlich mit den Frontscheibendüsen verbunden. In Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors wird einer der Pumpenausgänge mit einem im Vergleich zu dem anderen Ausgang höheren Flüssigkeitsdruck beaufschlagt, wobei der oder die zugehörigen Überdruckventile öffnen. Somit wird bei einer Drehrichtung der Pumpe Waschflüssigkeit über die erste Leitung den Frontscheibendüsen zugeführt. Bei der entgegengesetzten Drehrichtung wird Waschflüssigkeit über die zweite Leitung den Scheinwerferscheibendüsen und zusätzlich über die geöffnete Verbindungsleitung den Frontscheibendüsen zugeführt. Über die beiden Pumpenausgänge können lediglich zwei Fahrzeugeinrich tungen gereinigt werden.
DE 20 02 139 A beschreibt eine Scheiben- und Scheinwerfer-Waschanlage für Kraftfahrzeuge, bei der die Scheibenwaschdüsen direkt und die Scheinwerferwaschdüsen über ein Überdruckventil an ein gemeinsames Wasserversorgungssystem angeschlossen sind. Das Wasserversorgungssystem ist von einer einzigen Pumpe gesteuert, die über einen Wascherschalter auf zwei Druckwerte einstellbar ist, von denen einer unter und einer über dem Öffnungsdruck des Überdruckventils liegt. In der einen Schaltstellung des Wascherschalters wird nur die Scheiben-Waschanlage wirksam, während in der anderen Schaltstellung über den höheren Druck der Wasserpumpe die Scheinwerfer-Waschanlage dazugeschaltet wird. Zur gesonderten Reinigung einer Frontscheibe, einer Heckscheibe und von Scheinwerfern ist die Anlage nicht eingerichtet. Hierzu wäre wenigstens eine weitere Pumpe erforderlich.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für die oben dargestellte Problematik anzugeben, mit der die Anzahl von für verschiedene Waschoperationen benötigten Pumpen reduziert werden kann. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrwegepumpe und ein Verfahren zu schaffen, mit denen auf einfache Weise zwischen einer Anzahl von pumpeninternen Strömungswegen umgeschaltet werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Mehrwegepumpe für Kraftfahrzeugreinigungsanwendungen zu schaffen, mit der ein Reinigungsfluid aus einem drucklosen Vorratsbehälter wahlweise entweder zu einer Frontscheibenwaschdüse oder zu einer Heckscheibenwaschdüse oder zu einer Scheinwerferwaschdüse gepumpt werden kann. Dies bei einem einfachen Aufbau der Pumpe, geringen Einbauraum und niedrigen Herstellungs-, Anschaffungs- und Montagekosten.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Waschpumpe zu schaffen, die eine wahlweise Ausführung unterschiedlicher Hochdruck- und Niederdruck-Waschoperationen, wie bspw. eine Front- oder Heckscheibenreinigung sowie eine Scheinwerferreinigung, ermöglicht.
Diese Aufgaben werden durch die Mehrwegepumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und das Verfahren zur Steuerung des Strömungswegs eines Fluids in einer Pumpe nach Patentanspruch 24 gelöst.
Die erfindungsgemäße Mehrwegepumpe weist eine Pumpenkammer, in der ein reversibel und mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen drehbar antreibbarer Pumpenrotor angeordnet ist, und wenigstens eine erste Druckkammer auf. Von der Pumpenkammer gehen ein erster Einströmkanal, der zu der Druckkammer führt, sowie ein zweiter Einströmkanal aus, wobei in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors einer der Einströmkanäle mit Förderdruck beaufschlagbar ist. Die erste Druckkammer ist mit dem ersten Einströmkanal strömungsmäßig verbunden und durch eine durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung in einen ersten Druckraum, von dem ein erster Auslasskanal wegführt, und einen zweiten Druckraum unterteilt, von dem ein zweiter Auslasskanal wegführt. Die durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpenrotors einen der Auslasskanäle freizugeben und den anderen zu sperren. Wenn bei gegebener Drehrichtung des Pumpenrotors Fluid über den ersten Einströmkanal der Druckkammer zugeführt wird, ist bspw. mittels der Ventileinrichtung bei einer niedrigen Drehzahl des Pumpenrotors der zweite Druckraum mit Förderdruck beaufschlagbar und der erste Auslasskanal strömungsmäßig verschließbar. Hierzu weist die die Ventileinrichtung einen Durchlasskanal auf, der bei geringen Förderdrücken eine Strömungsverbindung zwischen dem zu der Druckkammer führenden Einströmkanal und dem von der Ventileinrichtung nicht verschlossenen Auslasskanal, hier bspw. dem zweiten Auslasskanal, schafft. Bei einer höheren Drehzahl wird hingegen der erste Druckraum mit Förderdruck beaufschlagt und der zweite Auslasskanal strömungsmäßig verschlossen.
Die erfindungsgemäße Mehrwegepumpe gibt also einen gewünschten Strömungsweg sowohl in Abhängigkeit von der Drehrichtung als auch der Drehzahl des Pumpenrotors vor bzw. schaltet diesen frei. Die Rotordrehzahl ist für eine bestimmte Stärke des Förderdrucks ursächlich, die zur Umschaltung des Strömungswegs mittels der Ventileinrichtung herangezogen wird. Damit ist die Mehrwegepumpe insbesondere für Wascheinrichtungen in Kraftfahrzeugen geeignet, um bspw. abhängig von der Drehrichtung des Pumpenrotors das Reinigungsfluid mit Niederdruck den Frontscheiben- oder Heckscheibenwaschdüsen sowie bei erhöhter Rotordrehzahl mit Hochdruck bspw. den Scheinwerferwaschdüsen zuzuführen. Es können somit wenigstens drei unterschiedliche Niederdruck- und Hochdruckwaschoperationen mit einer einzigen Pumpe durchgeführt werden. Dadurch lassen sich die Anzahl der Bauteile und der Einbauraum wie auch der Aufwand für Montage sowie die Kosten allgemein wesentlich reduzieren.
Unter „Hochdruck" wird im hier verwendeten Sinne ein höherer Förderdruck als bei „Niederdruck" verstanden. Ferner wird angenommen, dass die Pumpe von einer Bauart ist, bei der der Förderdruck bei einer Erhöhung der Drehzahl des Pumpenrotors ansteigt. Bspw. kann die Pumpe nach Art einer Kreiselpumpe mit einem in der Pumpenkammer angeordneten Laufrad ausgebildet sein, wobei der Förderdruck dann von dem Quadrat der Drehzahl des Pumpenrotors abhängig ist. Die Pumpe könnte aber auch nach Art einer Verdrängungspumpe, bspw. einer Drehkolbenpumpe, ausgebildet sein, wobei stets der Förderdruck eine Funktion der Drehzahl darstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mehrwegepumpe außer einer ersten Druckkammer, zu der der erste Einströmkanal führt und die eine erste Ventileinrichtung enthält, eine zweite Druckkammer auf, zu der der zweite Einströmkanal führt und die durch eine zweite durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung in einen dritten Druckraum, von dem ein dritter Auslasskanal ausgeht, und einen vierten Druckraum unterteilt ist, von dem ein vierter Auslasskanal ausgeht. Die zweite Ventileinrichtung ist dazu eingerichtet, wenn der zweite Einströmkanal mit Förderdruck beaufschlagt ist, automatisch in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpenrotors bzw. dem Förderdruck den dritten bzw. vierten Druckraum mit Förderdruck zu beaufschlagen und den vierten bzw. dritten Auslasskanal zu verschließen, und weist ebenfalls einen Durchlasskanal auf, der bei geringen Förderdrücken den zu der Druckkammer führenden Einströmkanal mit dem von der zweiten Ventileinrichtung nicht verschlossenen Auslasskanal strömungsmäßig verbindet. Somit ist es durch Vorsehen einer weiteren Druckkammer möglich, die Pumpe für eine weitere Hochdruck-Waschoperation, bspw. zur Reinigung der Scheibe der Nachtsichteinrichtung, zu erweitern.
Bevorzugterweise ist ferner eine Verteilerkammer vorgesehen, die in eine erste Teilkammer, in der der erste Einströmkanal einmündet und von der ein erster Strömungskanal zu der ersten Druckkammer wegführt, und eine zweite Teilkammer unterteilt ist, in die der zweite Einströmkanal einmündet und von der ein zweiter Strömungskanal ausgeht, der gegebenenfalls in die zweite Druckkammer einmündet. Die Verteilerkammer ist dazu vorgesehen, die drehrichtungsabhängige Fluidzufuhr zu unterstützen. Die Teilkammern können bspw. durch einen Gehäuseabschnitt voneinander isoliert sein, um einen unerwünschten Fluidüberlauf zu verhindern.
Vorzugsweise weist die Verteilerkammer jedoch ein Ventilelement auf, das die Druckkammer in die Teilkammern unterteilt und dazu dient, in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors die erste bzw. zweite Teilkammer mit Förderdruck zu beaufschlagen und den der anderen Teilkammer zugeordneten Strömungskanal zu verschließen. Dadurch kann insbesondere bei Drehrichtungsumkehr ein unerwünschter Nachlauf von Fluid in die vorausgehende Strömungsrichtung wirksam verhindert werden.
Zum drehbaren Antrieb des Pumpenrotors weist die Pumpe eine Antriebseinrichtung auf, die vorzugsweise durch einen Elektromotor, vorzugsweise einen permanenterregten Gleichstrommotor, gebildet ist. Eine Antriebswelle des Motors ist mit dem Pumpenrotor antriebsmäßig verbunden. Ferner ist eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Drehrichtung und der Drehzahl der Antriebswelle der Antriebseinrichtung vorgesehen. Die Steuerungseinrichtung ist dann vorzugsweise mit einer Betätigungseinrichtung, bspw. Druckknöpfen auf der Fahrerkonsole bzw. Drehknöpfen auf einem Lenkradhebel oder dgl., verbunden, mit denen der Fahrer die gewünschte Waschoperation auswählen kann, wobei die Steuerungseinrichtung daraufhin automatisch die Drehrichtung und Drehzahl der Antriebseinrichtung vorgibt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Pumpenkammer, die Verteilerkammer und die erste Druckkammer sowie gegebenenfalls die zweite Druckkammer im Wesentlichen auf gleicher Höhe bezogen auf die Achsrichtung des Pumpenrotors angeordnet. Sie befinden sich also im Wesentlichen in gleicher Ebene, so dass die Gesamthöhe der Pumpe gering gehalten werden kann. Dadurch ist nur wenig Einbauraum in Höhenrichtung erforderlich. Soll der horizontale Bauraum quer zur Rotorachse eingespart werden, können die Kammern auch wenigstens teilweise übereinander angeordnet sein.
Die Pumpenkammer ist vorzugsweise durch einen zylindrischen Hohlraum gebildet, in dem der bspw. als dreiflügeliges, symmetrisches Laufrad ausgebildete Pumpenrotor angeordnet ist. Dabei führen die Einströmkanäle vorzugsweise in im Wesentlichen tangentialen und in Umfangsrichtung einander entgegengesetzten Richtungen von der Pumpenkammer weg.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die Einströmkanäle ausgehend von der Pumpenkammer in Radial- und Umfangsrichtung gekrümmt und in Bezug auf die Axialrichtung in entgegengesetzte Richtungen leicht geneigt. Somit läuft ein Kanal im Einsatz schräg nach oben auf, um in die obere Teilkammer der Verteilerkammer einzumünden, während der zweite Einströmkanal schräg nach unten abläuft, um in die untere Teilkammer der Verteilerkammer einzumünden.
In einer bevorzugten Ausführungsform münden die Einströmkanäle im Wesentlichen radial in eine zylindrische Innenwand der Verteilerkammer ein, während die Strömungskanäle in etwa in der axialen Mitte der Verteilerkammer angeordnet sind und in entgegengesetzte Axialrichtungen wegführen. Dadurch wird verhindert, dass das in die Verteilerkammer einströmende Fluid eine wesentliche Umlaufkomponente aufweist und Verwirbelungseffekte entstehen, die einen Verlust der Strömungsenergie des Fluids nach sich ziehen. Das Reinigungsfluid kann auf direktem Wege von dem Einströmkanal über die entsprechende Teilkammer in den jeweiligen Strömungskanal überfließen.
Der erste und der zweite Strömungskanal ragen vorzugsweise in Form von ringförmigen Endabschnitten über die axialen Wandungen der Verteilerkammer hinweg in diese hinein und sind mit geringem Abstand dazwischen einander gegenüberliegend angeordnet. Die kreisringförmigen Stirnflächen der Endabschnitte dienen als Ventilsitz für das dazwischen wirkende Ventilelement, das nur einen geringen Hub ausführen muss, um einen der Strö mungskanäle freizugeben und den anderen zu sperren.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann das Ventilelement durch eine zweiseitig wirkende flexible Membran gebildet sein, die einen kreisförmigen Membrankörper aus einem hochelastischen Material, z.B. Teflon, Elastomer oder dgl., und an ihrem Außenumfang einen in einem Gehäuse aufgenommenen Dichtwulst aufweist. Wenn die erste Teilkammer mit Förderdruck, also einem höheren Druck als die zweite Teilkammer, beaufschlagt ist, wird der Membrankörper in Richtung auf den zweiten Strömungskanal abgelenkt und verschließt diesen durch Anlage an dessen kreisringförmiger Stirnfläche. Bei Drehrichtungsumkehr des Pumpenrotors ist die zweite Teilkammer mit höherem Druck beaufschlagt, und der Membrankörper schließt gegen die Stirnfläche des ersten Strömungskanals. Im drucklosen Zustand, also ohne einen Differenzdruck zwischen den Teilkammern der Verteilerkammer kann der Membrankörper eine Neutralstellung zwischen den Strömungskanälen einnehmen. Vorzugsweise verschließt er jedoch im drucklosen Zustand einen der Strömungskanäle.
Die erste Druckkammer ist vorzugsweise durch eine zylindrische Innenwand begrenzt, in die oder in deren Nähe bspw. der erste Strömungskanal einmündet. Dabei ist die Mündungsöffnung in etwa in Richtung auf das Zentrum der Druckkammer ausgerichtet. Die Auslasskanäle können sich in etwa in der axialen Mitte der Druckkammer befinden und in entgegengesetzte Axialrichtungen wegführen. Dabei sind vorzugsweise ringförmige Endabschnitte der Auslasskanäle über axiale Wandungen der Druckkammer hinweg verlängert, um in diese hineinzuragen und in geringem Abstand einander gegenüberliegend angeordnet zu sein.
Wenn eine zweite Druckkammer vorgesehen ist, ist diese vorzugsweise gleich der ersten ausgebildet, wobei die Anordnung aus der Verteilerkammer, den beiden Druckkammern, den Strömungskanälen und den Auslasskanälen vorzugsweise zweizeilig achsensymmetrisch, also in Bezug auf das Zentrum der Verteilerkammer im Wesentlichen punktsymmetrisch gewählt ist. Dadurch sind in der einen Drehrichtung der Pumpe die Druckverhältnisse an der ersten Ventileinrichtung der ersten Druckkammer dieselben wie in der anderen Drehrichtung an der anderen Ventileinrichtung. Durch unterschiedliche Anordnung bzw. Ausgestaltung der Kanäle können aber auch unterschiedliche Druckverhältnisse an den beiden Ventileinrichtungen erzielt werden.
Die erste und ggf. zweite Ventileinrichtung ist/sind vorzugsweise ebenfalls durch eine zweiseitig wirkende flexible Membran gebildet, die einen kreisförmigen Membrankörper aus einem elastischen Material, z.B. Teflon, und einen an ihrer Peripherie umlaufenden Dichtwulst aufweist, der in einer Gehäuseausnehmung eingespannt ist. Dabei ist der Membrankörper derart geformt und angeordnet, dass er im drucklosen Zustand oder bei geringen Förderdruckamplituden gegen einen der Auslasskanäle mechanisch vorgespannt ist und diesen verschließt, während er bei höheren Förderdruckamplituden in Richtung auf den anderen Auslasskanal abgelenkt wird und diesen verschließt.
Zur Realisierung dieser vom Förderdruck abhängigen Strömungswegumschaltung weist die Ventileinrichtung den Durchlasskanal auf, der bei geringen Förderdrücken eine Strömungsverbindung zwischen dem jeweiligen Strömungskanal und dem von dem Membrankörper nicht verschlossenen Auslasskanal schafft. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Durchlasskanal in Form mehrerer Durchtrittsöffnungen ausgebildet, die in Axialrichtung durch den Membrankörper hindurchführen und in Umfangsrichtung im Abstand zueinander gleichmäßig verteilt sind. Die Ventileinrichtung weist einen äußerst einfachen aber effektiven Aufbau auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Durchlasskanal in Form wenigstens einer Durchgangsbohrung ausgebildet, die in einem die Membran haltenden Gehäuseteil vorgesehen ist und außerhalb der Membran an dieser vorbeiführt. Wenn bei höheren Förderdruckamplituden der Membrankörper umklappt, versperrt er auch den Durchlasskanal. Um den Umklappvorgang zu fördern und Fluidleckage zu minimieren, kann ein ggf. federvorgespannter Schließkörper in Form einer Kugel, eines Kegels oder dgl., an der Durchgangsbohrung angeordnet sein, um diese bei steigendem Förderdruck zu verschließen.
Die erfindungsgemäße Pumpe weist ein Gehäuse auf, das die vorgenannten Kammern umschließt und vorzugsweise im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt ist. Insbesondere in der vorerwähnten bevorzugten zweizeilig achsensymmetrischen Ausführungsform kann ein äußerst einfacher Aufbau des Gehäuses mit wenigen Gehäuseteilen erzielt werden, die einfach durch Ultraschall miteinander verschweißt werden können. Das Gehäuse weist dann bspw. einen Unterteil mit einem zu dem Pumpenrotor koaxialen Einlassstutzen, der einen in die Pumpenkammer einmündenden Einlass bildet, und einen Oberteil mit einem vorzugsweise zylindrischen und zu dem Pumpenrotor koaxialen Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Antriebseinrichtung für den Pumpenrotor auf. Der Aufnahmeraum kann durch eine Abdeckung mittels einer Einrast- bzw. Schweißverbindung verschlossen werden. Ferner weist das Gehäuse noch zwei Deckelteile auf, die an dem Oberteil bzw. dem Unterteil angeschweißt werden, um gemeinsam mit diesem den ersten und den zweiten Strömungskanal zu bilden. Vorteilhafterweise können das obere und das untere Gehäuseteil derart gestaltet sein, dass sie in der Verbindungsebene sämtliche eingesetzten Membranen aufnehmen. Die Dichtwulste der Membrane können in Gehäuseausnehmungen eingespannt werden, die teilweise in dem oberen Gehäuseteil und zum Teil in dem unteren Gehäuseteil vorgesehen sind. Beide Gehäuseteile können durch eine umlaufende Schweißnaht schnell und abgedichtet miteinander verbunden werden.
Das Gehäuse weist ferner wenigstens drei, vorzugsweise vier Auslassstutzen auf, die den Anschluss von bspw. zu entsprechenden Waschdüsen führenden Fluidleitungen ermöglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Auslassstutzen vorgesehen, wobei zwei in dem Oberteil und zwei in dem Unterteil des Gehäuses derart ausgebildet sind, dass sie vorzugsweise in die gleiche Richtung, senkrecht zu einer die Rotorachse enthaltenden Ebene ausgerichtet sind. Damit wird ein übersichtlicher Aufbau geschaffen, der eine einfache Anbringung der Fluidleitungen ermöglicht. Die Auslassstutzen können dabei jeweils paarweise übereinander und paarweise nebeneinander angeordnet sein. Es sind aber auch andere Ausrichtungen der Auslassstutzen und des Einlassstutzens möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung des Strömungswegs eines Fluids, insbesondere einer Reinigungsflüssigkeit, in einer Pumpe, insbesondere einer Kraftfahrzeugwaschpumpe, geschaffen, wobei die Pumpe einen wahlweise in unterschiedliche Drehrichtungen drehend antreibbaren Rotor, einen Einlass und wenigstens drei, vorzugsweise vier Auslässe aufweist. Gemäß dem Verfahren wird eine erste Einrichtung, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors pumpeninterne Strömungswege vorgibt, und eine zweite Einrichtung bereitgestellt, die in Abhängigkeit von der Amplitude des Förderdrucks pumpeninterne Strömungswege schaltet. Die erste Einrichtung weist eine Pumpenkammer, in der der Pumpenrotor angeordnet ist, und zwei Einströmkanäle auf, die je nach Drehrichtung des Pumpenrotors mit Förderdruck beaufschlagt werden. Die zweite Einrichtung weist eine Druckkammer mit zwei Auslasskanälen und einer durch Druckdifferenz arbeitenden Ventileinrichtung auf, die bei geringen Förderdrücken einen der Auslasskanäle und bei höheren Förderdrücken den anderen Auslasskanal verschließt. Ferner weist die Ventilein richtung einen Durchlasskanal auf, der bei geringen Förderdrücken einen zu der Druckkammer führenden Strömungskanal mit dem von der Ventileinrichtung nicht verschlossenen Auslasskanal strömungsmäßig verbindet. Gemäß dem Verfahren werden die Kanäle der ersten und zweiten Einrichtung geeignet miteinander verbunden, um schaltbare Strömungswege zwischen dem Einlass und den einzelnen Auslässen zu schaffen. Ferner weist das Verfahren auf, dass durch Drehung des Rotors in eine der Drehrichtungen das Fluid mit einem bestimmten Förderdruck zugeführt wird und automatisch in Abhängigkeit von der Drehrichtung und der Förderdruckamplitude durch die erste und die zweite Einrichtung ein gewünschter Auslass der Auslässe mit dem Einlass strömungsmäßig verbunden wird, um diesem die Reinigungsflüssigkeit zuzuführen. Dabei ist der Pumpenrotor vorzugsweise mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen oder in einem bestimmten Drehzahlbereich drehend antreibbar und die Förderdruckstärke durch die Drehzahl des Pumpenrotors bestimmt. Vorzugsweise wird der Strömungsweg in Strömungsrichtung zunächst in Abhängigkeit von der Drehrichtung und nachfolgend in Abhängigkeit von der Förderdruckamplitude vorgegeben bzw. geschaltet. Das Verfahren ist zur Ausführung mit der erfindungsgemäßen Mehrwegepumpe geeignet, und weist die im Zusammenhang mit deren Beschreibung angegebenen Vorteile auf.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Dabei sind die einzelnen Ansichten zum Teil in unterschiedlichen Maßstäben dargestellt, um die Anschaulichkeit zu verbessern. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Mehrwegepumpe in einer vereinfachten Perspektivdarstellung;
2 eine Draufsicht auf die Mehrwegepumpe nach 1 in einer Ansicht von oben unter Veranschaulichung innerer Komponenten und Bauteile mit gestrichelter Linie;
3 eine Schnittansicht durch die Mehrwegepumpe nach 1 bis 3 unter Veranschaulichung der Verteilerkammer und der Druckkammern, geschnitten längs der Linie I-I nach 2;
4 eine der 2 ähnliche Ansicht in einer vereinfachten Schnittdarstellung längs der Linie II-II nach 3;
5 eine Schnittansicht unter Veranschaulichung der Antriebseinrichtung, der Pumpenkammer und der Verteilerkammer, geschnitten längs der Schnittlinie III-III nach 2;
6 einen Schnitt längs der Linie IV-IV nach 2;
7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrwegepumpe mit einer Drosselbohrung in einer stark schematisierten ausschnittsweisen Darstellung zur Veranschaulichung des Wirkprinzips;
8 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrwegepumpe mit einer fliegenden Kugel in einer stark schematisierten ausschnittsweisen Prinzipdarstellung; und
9 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrwegepumpe mit einer Übereinanderanordnung von Kammern, in einer vereinfachten Ausschnittsdarstellung.
In 1 ist in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eine Mehrwegepumpe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Pumpe 1 weist ein Gehäuse 2 auf, zu dem ein Oberteil 3, ein Unterteil 4 sowie zwei Deckelteile 6, 7 gehören, von denen in 1 lediglich eines dargestellt ist, während das Deckelteil 7 bspw. aus 3 hervorgeht. Das Gehäuseoberteil 3 weist einen zylindrischen Abschnitt 8 auf, das einen inneren Aufnahmeraum 9 zur Unterbringung eines Elektromotors 10 bildet, der als Antrieb für die Pumpe 1 dient. Der Elektromotor 10 ist lediglich in 3 veranschaulicht, aus der ferner ein topfförmiges Gehäuseteil 11 hervorgeht, das den Aufnahmeraum 9 in der Zeichnung gesehen nach oben hin verschließt und aus dem Stromanschlusskontakte 12 des Elektromotors 10 nach außen ragen.
Zurückkommend auf 1 weist das in Draufsicht etwa T-förmige Oberteil 3 ferner zwei Auslassstutzen 13, 14 auf, an die Fluidleitungen angeschlossen werden können. Die Auslassstutzen 13, 14 sind im Abstand zueinander und in etwa auf gleicher Höhe im Bereich einer flachen Oberseite 16 des Oberteils 3 angeordnet.
Das zu dem Oberteil 3 passend gestaltete Gehäuseunterteil 4 weist an seiner Unterseite 17 einen Einlassstutzen 18 zur Verbindung mit einem hier nicht näher veranschaulichten drucklosen Fluidvorratsbehälter sowie zwei Auslassstutzen 19, 21 auf, die im Abstand zueinander und in etwa auf gleicher Höhe im Bereich der flachen Unterseite 17 angeordnet sind. Wie zu erkennen, sind die Auslassstutzen 13, 19 sowie 14, 21 paarweise übereinander angeordnet.
Das Gehäuse 2 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, wobei das Oberteil 3 mit dem Unterteil 4 in einer Verbindungsebene 22, in der Stirnflächen der Gehäuseteile 3 und 4 aneinander liegen, über eine umlaufende Schweißnaht fest verbunden ist und ferner die Deckelteile 6, 7 an der Oberseite 16 bzw. der Unterseite 17 angeschweißt sind. Die Abdeckung 11 kann mittels einer Rastverbindung oder durch Verschweißen an dem zylindrischen Abschnitt 8 des Oberteils 3 gesichert sein.
Innerhalb des Gehäuses 2 sind mehrere Kammern und Kanäle der Pumpe 1 vorgesehen. Diese sind zu Anschauungszwecken mit gestrichelter Linie in der Draufsicht nach 2 eingezeichnet und in den Schnittdarstellungen gemäß 3 bis 6 veranschaulicht. Zu den Kammern gehören eine Pumpenkammer 23, eine Verteilerkammer 24 sowie Druckkammern 26, 27, die alle in etwa auf gleicher Höhe der Pumpe 1, auf Höhe der Verbindungsebene 22 der Gehäuseteile 3, 4 angeordnet sind.
Die Pumpenkammer 23 ist durch einen zylindrischen Hohlraum gebildet, der, wie aus 3 hervorgeht, unterhalb des Aufnahmeraums 9 und koaxial zu diesem angeordnet ist. In die Pumpenkammer 23 ragt eine Antriebswelle 28 des Motors 10 hinein, deren Drehachse in 3 mit A bezeichnet ist. An dem freien Ende der Antriebswelle 28 ist ein Laufrad 29 drehfest angebracht, das in Form eines dreigeteilten, symmetrischen Flügelrads ausgebildet und in der Pumpenkammer 23 angeordnet ist. Ferner mündet in die Pumpenkammer 23 zentral ein Einlasskanal 30 ein, der durch den an dem Unterteil 4 des Gehäuses 2 einstückig angeformten und zu der Drehachse A koaxial angeordneten Einlassstutzen 18 hindurch verläuft.
Wie aus den 2 bis 4 deutlich zu erkennen, ist die Verteilerkammer 24 in einer zu der Drehachse A senkrechten und im Einsatz horizontalen Ebene seitlich von der Pumpenkammer 23 angeordnet und über Einströmkanäle 31a, 31b mit dieser strömungsmäßig verbunden. Ein erster Einströmkanal 31a geht im Wesentlichen in tangentialer Richtung von der zylindrischen Innenwand der Pumpenkammer aus und verläuft unter Ausbildung einer Krümmung auf die Verteilerkammer 24 zu, um in diese im We sentlichen in radialer Richtung einzumünden. Dabei ist der Einströmkanal 31a leicht nach oben geneigt, verläuft also unter einem kleinen Winkel in Bezug auf eine zu der Achse A senkrechte Ebene, so dass er in einem oberen Bereich oder einer Teilkammer 32a der Verteilerkammer 24 durch eine in deren zylindrischen Innenwand 33 eingerichtete Öffnung in diese einmündet. In ähnlicher Weise geht der zweite Einströmkanal 31b an einer von dem ersten Einströmkanal 31a in etwa um 180° um die Achse A beabstandeten Stelle zunächst in tangentialer Richtung aus und verläuft in Radial- und Umfangsrichtung zu dem ersten Strömungskanal 31a gegensinnig gekrümmt sowie in Axialrichtung geringfügig geneigt in Richtung auf die Verteilerkammer 24, um durch eine im unteren Bereich der zylindrischen Innenwand 33 eingerichtete Mündungsöffnung in eine zweite, untere Teilkammer 32b der Verteilerkammer 24 einzumünden.
Wie insbesondere aus 3 und 5 ersichtlich, sind die erste, obere Teilkammer 32a der Verteilerkammer 24 wie auch ein oberer Bereich der Pumpenkammer 23 an der Unterseite des Gehäuseoberteils 3 eingearbeitet, während die zweite, untere Teilkammer 32b und ein unterer Bereich der Pumpenkammer 23 an der Oberseite des Unterteils 4 des Gehäuses 2 eingearbeitet sind. Von der ersten Teilkammer 32a führt ein erster Strömungskanal 34a zentral, in Axialrichtung weg, während von der zweiten Teilkammer 32b ein zweiter Strömungskanal 34b zentral, in Axialrichtung wegführt. Dabei ragen Endabschnitte 36a, 36b der Strömungskanäle 34a, 34b, die in Form kreisringförmiger Fortsätze ausgebildet sind, in etwa zentral in die Verteilerkammer 24 hinein, so dass ihre axialen Stirnflächen 37a, 37b in geringem Abstand zueinander einander gegenüberliegen.
In der Verteilerkammer 24 ist ein Druckdifferenz abhängig arbeitendes Ventilelement 38 vorgesehen, das hier in Form einer zweiseitig wirkenden flexiblen Membran z.B. aus Teflon, Elastomer oder dgl. ausgebildet ist, die einen kreisförmigen Membrankörper 39 und an dessen umlaufenden Randbereich einen Dichtwulst 41 aufweist. Der Dichtwulst 41 ist dabei in einer Ringnut 42 zwischen den in der Verbindungsebene 22 aneinander liegenden Stirnflächen der Gehäuseteile 3 und 4 dicht eingeklemmt. Somit unterteilt die Membran 38 die Verteilerkammer 24 in die erste und zweite Teilkammer 32a, 32b und wirkt mit den axialen Stirnflächen 37a, 37b der Strömungskanäle 34a, 34b zusammen, die entsprechende Ventilsitze bilden.
Bezug nehmend auf 2 und 5 verläuft der erste Strömungskanal 34a zunächst axial zur Drehachse und anschließend unter Ausbildung einer Biegung um 90° in Seitenrichtung senkrecht von einer durch die Mittelachsen der Pumpenkammer 23 und der Verteilerkammer 24 gebildeten Ebene weg, um über einen Ausrundungs- bzw. Kurvenabschnitt 43a in einen oberen Bereich der ersten Druckkammer 26 einzumünden. Dabei ist der erste Strömungskanal 31a teilweise in dem Gehäuseoberteil 3 und zum Teil in dem Deckelteil 6 festgelegt. Wie aus 5 hervorgeht, ist die gesamte Anordnung aus der Verteilerkammer 24, der ersten Druckkammer 26, der zweiten Druckkammer 27 und den beiden Strömungskanälen 31a, 31b zweiteilig achsensymmetrisch gewählt, so dass die Anordnung und Ausgestaltung des zweiten Strömungskanals 31b und der zweiten Druckkammer 27 denen des ersten Strömungskanals 31a und der ersten Druckkammer 26 entsprechen und sich aus diesen durch Punktspiegelung bzw. in 5 durch Drehung um 180° bezüglich eines Zentrums der Verteilerkammer 24 ergeben. Die Ausführungen in Bezug auf den ersten Strömungskanal 31a, die erste Druckkammer 26 etc. gelten somit sinngemäß auch für den zweiten Strömungskanal 31b, die zweite Druckkammer 27 etc.
Bezug nehmend auf 5 und 6 ist die erste Druckkammer 26 durch einen zylindrischen Hohlraum gebildet, der zum Teil in dem Gehäuseoberteil 3 und zum Teil in dem unteren Gehäuseteil 4 festgelegt ist. Der erste Strömungskanal 31a mündet in etwa an der Verbindungsstelle 22 zwischen der zylindrischen Innenwand 44a und der oberen Axialfläche 46a der ersten Druckkammer 26 in diese ein. Ferner münden ein erster Auslasskanal 47a sowie ein zweiter Auslasskanal 48a im Wesentlichen zentral in die Druckkammer 26 ein, wobei sie kreisringförmige Fortsätze 49a, 51a aufweisen, die sich in Axialrichtung aufeinander zu erstrecken und deren axiale Stirnflächen 52a, 53a, die Ventilsitzflächen bilden, in geringem Abstand einander gegenüberliegen.
In der Druckkammer 26 ist ferner eine flexible. Membran 54a aus einem hochelastischen Material, z.B. Teflon, angeordnet, die eine Druckdifferenz abhängig arbeitende Ventileinrichtung bildet und die erste Druckkammer 26 in einen ersten, oberen Druckraum 56a und einen zweiten, unteren Druckraum 57a unterteilt. Die elastische Membran 54a weist einen kreisförmigen Membrankörper 58a, der mit den axialen Stirnflächen 52a, 53a der Auslasskanäle 47a, 48a zusammenwirkt, sowie einen dünneren umlaufenden Rand 59a auf, an dessen Umfang ein ringförmiger Dichtwulst 61a ausgebildet ist. Der Dichtwulst 61a ist in einer Ringnut 62a zwischen den in der Verbindungsebene 22 aneinander liegenden Stirnflächen der Gehäuseteile 3 und 4 dicht eingeklemmt. In dem Membranrand 59a sind mehrere Durchtrittsöffnungen 63a vorgesehen, die, wie z.B. aus 4 ersichtlich, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Bezug nehmend auf 6 verlaufen die Auslasskanäle 47a, 48a in entgegen gesetzte axiale Richtungen durch das Oberteil 3 bzw. das Unterteil 4 und anschließend unter Ausbildung einer Biegung um 90° durch den Auslassstutzen 13 bzw. 19 in gleicher seitlich ausgerichteter Richtung.
In analoger Weise erstreckt sich der zweite Strömungskanal 31b zunächst nach einer Biegung um 90° durch das Gehäuseunterteil 4 und das Deckelteil 7 hindurch und mündet über einen Ausrundungs- bzw. Kurvenabschnitt 43b im Bereich der Verbindungsstelle zwischen der zylindrischen Innenwand 44b und der unteren Axialfläche 46b der zweiten Druckkammer 27 in diese ein. Die zweite Druckkammer 27 ist durch eine flexible Membran 54b in einen dritten, in der Zeichnung unteren Druckraum 56b, der in dem Gehäuseunterteil 4 ausgebildet ist, und einen vierten, oberen Druckraum 57b unterteilt, der in dem Gehäuseoberteil 4 ausgebildet ist. Die Membran 54b ist mit der Membran 54a identisch ausgebildet und weist einen Dichtwulst 41b, der in einer Ringnut 62b zwischen den Stirnflächen der Gehäuseteile 3 und 4 dicht aufgenommen ist, einen umlaufenden Rand 59b mit Durchtrittsöffnungen 63b sowie einen kreisförmigen Membrankörper 58b auf. Der Membrankörper 58b wirkt mit axialen Stirnflächen 52b, 53b eines dritten bzw. vierten Auslasskanals 47b, 48b zusammen. Ringförmige Fortsätze 49b, 51b der Auslasskanäle 47b, 48b ragen in etwa in der Mitte der Druckkammer 27 zentral in diese hinein und liegen in Axialrichtung einander gegenüber. Der dritte und vierte Auslasskanal 47b, 48b führen zunächst in entgegen gesetzte Axialrichtungen von der Druckkammer 27 weg und verlaufen anschließend unter Ausbildung einer 90°-Biegung durch den Auslassstutzen 14 bzw. 21. In der vorliegenden Ausführungsform verlaufen alle Auslasskanäle in der gleichen Richtung parallel zueinander, wobei die oberen Auslasskanäle 47a, 47b und die unteren Auslasskanäle 48a, 48b jeweils auf gleicher Höhe angeordnet sind und die einer Druckkammer 26 bzw. 27 zugeordneten Auslasskanäle 47a, 48a bzw. 47b, 48b übereinander angeordnet sind. Somit ist ein einfacher und übersichtlicher Aufbau der Pumpe 1 geschaffen, der eine einfache Montage ermöglicht.
Die insoweit beschriebene Vierwegepumpe 1 ist insbesondere als Waschpumpe für Waschanlagen in Kraftfahrzeugen vorgesehen. Im Einsatz ist die Pumpe 1 an einem drucklosen Vorratsbehälter mit einem Fluid, bspw. Wasser oder einer sonstigen Reinigungsflüssigkeit, derart montiert, dass die Pumpenkammer 23 über den Einlasskanal 30 des Einlassstutzens 18 mit dem Innenraum des Behälters strömungsmäßig verbunden ist. Als Beispiel sei angenommen, dass der obere Auslassstutzen 13 und der untere Auslassstutzen 19 an die Scheinwerferwaschdüse bzw. Frontscheibenwaschdüse angeschlossen sind, während der obere Auslassstutzen 14 mit der Heckscheibenwaschdüse und der untere Auslassstutzen 21 mit einer weiteren Waschdüse, bspw. einer Waschdüse einer Nachtsichteinrichtung, in Strömungsverbindung stehen. Außerdem sind die Stromanschlusskontakte 12 über eine hier nicht näher veranschaulichte Steuerungseinrichtung, die den Betrieb der Mehrwegepumpe 1 steuert, an eine zweckmäßige Energieversorgung, bspw. eine 12 Volt-Spannungsquelle einer gewöhnlichen Autobatterie, angeschlossen. Die Steuerungseinrichtung ist in der Lage, die den Elektromotor speisende Spannung umzupolen sowie bedarfsweise bspw. mittels eines Spannungsteilers oder dgl. zu reduzieren. Ferner ist die Steuerungseinrichtung in der Lage, die Betätigung eines Steuerungselementes, mit dem der Fahrer eine Waschoperation auswählen kann, zu erfassen. Die Mehrwegepumpe 1 arbeitet von der Drehrichtung und der Drehzahl des Elektromotors 10 abhängig, die durch die von der Steuerungseinrichtung vorgegebenen Polarität und Größe der Speisespannung bestimmt sind. Sie funktioniert wie folgt:
Im drucklosen Ausgangszustand, wenn die Pumpe 1 nicht arbeitet, ist die Membran 38 der Verteilerkammer 24 vorzugsweise in eine Axialrichtung mechanisch vorbelastet, um im drucklosen Zustand einen der Strömungskanäle 34a, 34b zu verschließen.
Vorzugsweise liegt die Membran dabei an der axialen Stirnfläche 37b des zweiten Strömungskanals 34b an, so dass der erste Strömungskanal 34a offen gehalten wird, um jederzeit schnell die häufig benutzte Frontscheibenreinigungsoperation durchführen zu können. Die Membran 38 könnte aber im drucklosen Zustand auch in einer unbelasteten mittleren Stellung in etwa in der Verbindungsebene 22 angeordnet sein, ohne die axialen Stirnflächen 37a, 37b zu berühren. Die Membranen 54a, 54b in den Druckkammern 26, 27 sind im drucklosen Zustand jedenfalls mechanisch vorbelastet bzw. vorgespannt. Dabei liegt die Membran 54b in der Druckkammer 27 an der axialen Stirnfläche 52b an, um den dritten Auslasskanal 47b zu sperren, wie dies in 5 veranschaulicht ist. Die Membran 54a der Druckkammer 26 befindet sich hingegen in dem in 6 veranschaulichten Zustand, in dem der Membrankörper 58a den ersten Auslasskanal 47a verschließt.
Wenn der Fahrzeugführer mittels eines entsprechenden Betätigungselementes die Waschoperation „Frontscheibenreinigung" wählt, legt die Steuerungseinrichtung bspw. eine positive Spannung U₁ eines vorbestimmten Betrags, der vorzugsweise kleiner ist als Batterienennspannung, an den Anschlusskontakten 12 des Elektromotors 10 an. Dadurch wird die Antriebswelle 28 und gemeinsam mit dieser das als Pumpenrotor dienende Laufrad 29 bspw. im Uhrzeigersinn mit einer ersten Drehzahl n₁ drehend angetrieben. Das Fluid gelangt unter der Wirkung der Schwerkraft aus dem Vorratsbehälter durch den Einlassstutzen 18 in die Pumpenkammer 23. Alternativ könnte das Laufrad auch zum Einsaugen des Fluids aus dem Vorratsbehälter in die Vorratskammer gestaltet sein. Jedenfalls wird das Fluid durch das Laufrad 29 mit einem bestimmten Förderdruck aus der Pumpenkammer 23 in den ersten Einströmkanal 31a gedrückt. Das Fluid strömt dann über diesen in die erste, obere Teilkammer 32a der Verteilerkammer 24, wobei durch die zwischen den Teilkammern 32a, 32b vorhandene Druckdifferenz der Membrankörper 39 in Anlage gegen die axiale Stirnfläche 37b des zweiten Strömungskanals 34b ausgelenkt bzw. gehalten wird. Das Reinigungsfluid strömt über die Teilkammer 32a und den ersten Strömungskanal 34a, der von der Membran 38 freigegeben ist, zu der ersten Druckkammer 26, in der der Membrankörper 58a den ersten Auslasskanal 47a verschließt. Das Fluid tritt durch die Durchtrittsöffnungen 63a der Membran 54a hindurch und wird über den von der Membran 54a freigegebenen zweiten Auslasskanal 48a zu der Frontscheibenwaschdüse befördert. Für die mittels Wischern durchgeführte Frontscheibenreinigung reicht ein niedriger Förderdruck des Fluids aus. Die Spannung U₁ und proportional hierzu die Drehzahl n₁ werden folglich ausreichend klein gewählt, damit sich ein für den Waschvorgang ausreichender Förderdruck einstellt, der aber nicht ausreicht, um den Membrankörper 54a abzulenken. Das Fluid wird somit mit niedrigem Förderdruck durch die als Durchlasskanal 64 der Druckkammer 26 dienenden Durchtrittsöffnungen 63a zu dem Auslass 48a geleitet.
Wenn der Fahrer die Funktion „Scheinwerferreinigung" wählt, sollte das Fluid mit höherem Förderdruck zu dem ersten Auslasskanal 47a befördert werden. Hierzu stellt die Steuerungseinrichtung eine höhere Eingangsspannung an den Anschlusskontakten 12 des Elektromotors 10 ein, um entsprechend die Drehzahl zu steigern. Die festgesetzte Spannung U₂ weist im Vergleich zu dem vorherigen Fall die gleiche Polarität auf, ist jedoch betragsmäßig größer als, bspw. doppelt so groß wie die Spannung U₁. Bspw. kann U₁ = +6 Volt und U₂ = +12 Volt gewählt werden. Folglich steigt auch die Drehzahl auf den doppelten Wert n₂ = 2n₁ an, wodurch der Förderdruck, der in etwa von dem Quadrat der Drehzahl abhängig ist, entsprechend erhöht wird. Das Fluid gelangt auf gleichem Wege bis zu dem ersten, oberen Druckraum 56a der Druckkammer 26, in dem sich nun ein viel höherer Innendruck als in dem zweiten, unteren Druckraum 57b einstellt. Durch die hohe Druckdifferenz wird die Membran 54a von dem ersten Auslasskanal 47a weg in Richtung auf den zweiten Auslasskanal 48a gedrückt und mit der axialen Stirnfläche 53a in Anlage gebracht, wodurch der zweite Auslasskanal 48a verschlossen ist. Bei ausreichendem Förderdruck wird die Membran 54a auch in dieser, in 5 auf der rechten Seite veranschaulichten Stellung gehalten. Das Fluid gelangt nun auf direktem Wege von dem ersten Strömungskanal 34a über den oberen Druckraum 56a in den ersten Auslasskanal 47a und wird mit Hochdruck zu der Scheinwerferwaschdüse befördert.
Eine durch den Fahrzeugführer ausgelöste Reinigung der Heckscheibe bzw. der Nachtsichteinrichtung erfolgt in analoger Weise, wobei die Steuerungseinrichtung hierzu die Drehrichtung durch Umpolung der Eingangsspannung des Elektromotors 10 verändert, um dadurch die Strömungswege über die Druckkammer 27 zu dem Auslasskanal 47b bzw. 48b zu schalten. Bei Richtungsumkehr, wenn nun bspw. die Motorwelle 28 mit dem Laufrad 29 gegen den Uhrzeigersinn umlaufen, wird das Fluid durch den zweiten Einströmkanal 31b in die untere Teilkammer 32b der Verteilerkammer 24 gedrückt. Durch die Druckdifferenz zwischen den Teilkammern 32b und 32a wird die Membran 38 in 5 nach oben gegen die axiale Stirnfläche 37a abgelenkt und verschließt den ersten Strömungskanal 34a. Das Fluid strömt über den zweiten Strömungskanal 34b zu dem dritten, unteren Druckraum 56b der zweiten Druckkammer 27. Bei geringem Förderdruck, z.B. bei einer Spannung –U₁ von bspw. –6 Volt und einer Drehzahl –n₁, bleibt die Membran 54b mit dem dritten Auslasskanal 47b in Anlage, so dass das Fluid durch die Durchtrittsöffnungen 63b der Membran 54b hindurch tritt und über den vierten Auslasskanal 47b zu den Heckscheibenwaschdüsen abfließt. Wenn die Speisespannung betragsmäßig vergrößert werden, z.B. bei –U₂ = –12 Volt, wird dem Druckraum 56b infolge einer erhöhten Drehzahl des Laufrads 29 von –n₂ = –2n₁ mit höherem Förderdruck beaufschlagt, so dass die Membran von der axialen Stirnfläche 52b abgehoben und gegen die axiale Stirnfläche 53b gedrückt wird, um den vierten Auslasskanal 48b zu verschließen. Das Fluid wird über den dritten, unteren Druckraum 56b und durch den dritten Auslasskanal 47b zu der der Nachtsichteinrichtung zugeordneten Waschdüse mit Hochdruck befördert.
Die erfindungsgemäße Mehrwegepumpe 1 weist einen Einlass und vier Auslässe auf, wobei die Strömungswege zwischen dem Einlass und den Auslässen 13, 14, 19, 21 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektromotors 10 und dem Förderdruck selektiv geschaltet werden können, wobei der Förderdruck durch Einstellung einer bestimmten Drehzahl durch Einlegen einer bestimmten Eingangsspannung an dem Elektromotor 10 vorgegeben werden kann. Zur Wegeumschaltung bzw. -vorgabe dienen eine Drehrichtung abhängig arbeitende erste Einrichtung 65, zu der im Wesentlichen die Einströmkanäle 31a, 31b und die Verteilerkammer 24 mit dem Druckdifferenz abhängig arbeitenden Ventilelement 38 gehören, sowie eine Förderdruck abhängig arbeitende zweite Einrichtung 66, die im Wesentlichen durch die Strömungskanäle 34a, 34b und die Druckkammern 26, 27 mit den Druckdifferenz abhängig arbeitenden Ventileinrichtungen 54a, 54b gebildet ist. Vorteilhafterweise sind die Ventilelemente bzw. -einrichtungen 38, 54a, 54b einfach in Form flexibler Membranen ausgebildet. Durch den symmetrischen, einfach gestalteten Aufbau ist eine kostengünstige, leicht montierbare Mehrwegepumpe 1 geschaffen, mit der vier unterschiedliche Waschoperationen, und zwar sowohl Hochdruck- als auch Niederdruck-Anwendungen, ausgeführt werden können. Das Pumpengehäuse 2 lässt sich mit wenigen Spritzgussteilen realisieren, die aufwandsarm mit Ultraschall miteinander verschweißt werden können. Die Kosten der Reinigungsanlage insgesamt und der hierfür benötigte Einbauraum können deutlich reduziert werden. Letztes insbesondere, weil durch die gewählte horizontale Anordnung der Kammern 23, 24, 26 und 27 in einer Ebene die Bauhöhe deutlich reduziert ist.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Modifikationen möglich. Während bspw. als Antriebseinrichtung 10 ein Permanentmagnet erregter Gleichstrommotor bevorzugt wird, könnte auch ein anderer Motor, bspw. ein Reihenschluss-Gleichstrommotor, verwendet werden. Die dem Elektromotor 10 zugeordnete Steuerungseinrichtung könnte auch zur Regelung der Drehzahl des Motors durch Regelung der dem Motor zugeführten Spannung bzw. des zugeführten Stroms in einem gewissen Betriebsbereich eingerichtet und ggf. in dem Pumpengehäuse 2 integriert sein. Die angegebenen Werte und Verhältnisse der Spannungen und Drehzahlen sind nur beispielhafter Natur und können den Erfordernissen gemäß, insbesondere in Abhängigkeit von der Größe der Kanäle, Kammern und Membranen sowie den Materialeigenschaften und der mechanischen Vorspannung der Membranen, beliebig vorgegeben werden. Ferner kann der Einlassstutzen 18 je nach Anwendung auch seitlich an dem Gehäuse 2 vorgesehen sein. Die Auslassstutzen 13, 14, 19, 21 können anforderungsgemäß auch in voneinander verschiedene Richtungen weisen. Für manche Anwendungen kann eine Dreiwegepumpe mit lediglich drei Auslässen, bspw. zwei Niederdruckauslässen und einem Hochdruckauslass, ausreichen, so dass eine Druckkammer mit Membran vermieden werden kann. Die Kammern 23, 24, 26, 27 können auch übereinander angeordnet werden, wenn der Bauraum in horizontaler Richtung eingespart werden soll. Ebenso ist eine von der horizontalen Lage verschiedene Einbaulage der Membranen 38, 54a und 54b möglich. Anstelle der Membranen 38, 54a und 54b könnten auch andere Druckdifferenz abhängig schalt- oder steuerbare Ventile verwendet werden. Die oben beschriebenen Ausgestaltungen nach 1 bis 6 werden jedoch wegen ihrer Einfachheit und weiterer vorerwähnter Vorteile bevorzugt.
In einer weiteren Modifikation kann die Membran 38 weggelassen oder durch ein starres Element, bspw. einen Gehäuseteil, ersetzt werden, das die Teilkammern 32a und 32b gegeneinander abgrenzt, den nicht zu beaufschlagenden Strömungskanal 34a bzw. 34b jedoch nicht versperrt. In beiden Fällen wird die Orientierung des Förderstroms ausschließlich über die Anderung der Drehrichtung des Pumpenrotors 29 bewerkstelligt. In Fortführung dieses Gedankens könnte sogar die Verteilerkammer 24 gänzlich weggelassen werden, so dass die Einströmkanäle 31a, 31b direkt in die Druckkammern 26, 27 einmünden und im Wesentlichen die Drehrichtung abhängig arbeitende Einrichtung 65 bilden. Wenn jedoch ein durch dynamische Trägheit des Flu ids bedingter Nachlauf des Fluids in die vorherige Strömungsrichtung beim Richtungsumschalten effizient vermieden werden soll, ist die Ausführungsform nach 1 bis 6 vorzuziehen, die eine gezielte Trennung sonstiger Strömungswege ermöglicht.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den 7 bis 9 veranschaulicht. Soweit diese mit der Ausführungsform nach 1 bis 6 übereinstimmen, wird unter Zugrundelegung gleicher Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Die 7 und 8 zeigen stark schematisiert lediglich einen Ausschnitt einer Mehrwegepumpe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Umgebung einer modifiziert ausgebildeten Druckkammer 26' (bzw. 27'), die der Druckkammer 26 (bzw. 27) entspricht. Die Druckkammer 26' nach 7 und 8 weist einen ringförmigen Gehäuseabschnitt bzw. Trägeransatz 67 auf, der von der Innenwand 44' bezüglich einer Achse B, die zu der Drehachse A des Elektromotors 10 vorzugsweise parallel verläuft, in Radialrichtung nach innen in die Druckkammer 26' vorragt und die Membran 54' hält. Die Membran 54' weist hier keine Durchtrittsöffnungen 63a, 63b auf. Stattdessen ist in dem Trägeransatz 67 in einem Bereich, in dem der Strömungskanal 34' in die Druckkammer 26' einmündet, eine Durchgangsbohrung 68 vorgesehen, die zu einem Durchlasskanal 69 führt, der bei geringem Förderdruck den Strömungskanal 34' mit dem Niederdruck-Auslasskanal 48' strömungsmäßig verbindet. Es könnten auch mehrere Durchgangsbohrungen 68 vorgesehen sein. Die an dem Trägeransatz 67 befestigte Membran 54' ist derart mechanisch vorbelastet, dass sie im drucklosen Zustand und im Niederdruckbetrieb, also bei geringem Förderdruck, den Hochdruck-Auslasskanal 47' verschließt. Das Fluid wird über den Durchlasskanal 69 und den oberen Druckraum 57' zu dem Niederdruck-Auslasskanal 48' umgeleitet.
Bei höherem Förderdruck wird die Membran 54' abgelenkt und gegen die axiale Stirnfläche 53' des Niederdruck-Auslasskanals 48' gedrückt, der dadurch verschlossen wird. Das Fluid läuft von dem Strömungskanal 34' durch den unteren Druckraum 56b zu dem Hochdruck-Auslasskanal 47' aus. Die Verteilung des Fluids zu dem Einströmkanal 34' bzw. einem hier nicht näher veranschaulichten weiteren Einströmkanal erfolgt durch Steuerung der Drehrichtung der Motorwelle 28, bspw. analog zu der Ausführungsform nach 1 bis 6 mittels einer Verteilerkammer 24 und einer Druckdifferenz abhängig arbeitenden Membran 38.
Die in 8 veranschaulichte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach 7 lediglich dadurch, dass hier ein kugelförmiger Schließkörper 71 vorgesehen ist, der am Eingang zu der Druckkammer 26' angeordnet ist, um mit der Durchgangsbohrung 68 zusammenzuwirken. Der Schließkörper 71, könnte auch eine andere, bspw. kegelförmige, Gestalt haben. Er bildet gemeinsam mit der Durchgangsbohrung 68 ein Ventil, das bei steigendem Druck verschließt, um den Durchlasskanal 69 zu sperren. Hierzu ist der Schließkörper 71 in horizontaler Richtung verhältnismäßig unbeweglich gehaltert, jedoch in vertikaler Richtung bewegbar angeordnet. Die Durchgangsbohrung 68 weist eine an den Schließkörper 71 angepasste Sitzfläche 72 auf, gegen die der Schließkörper 71 gedrückt wird, wenn der Druck in dem Strömungskanal 34' ansteigt. Dadurch wird die Membran 54' beim Umschalten von Niederdruckbetrieb zu Hochdruckbetrieb schneller von ihrer mechanisch vorbelasteten unteren Ausgangslage in die obere Betriebslage abgelenkt. Leckströme durch den Durchlasskanal 69 zu Beginn eines Hochdruckbetriebs, die von der dynamischen Trägheit des Fluids herrühren, können somit reduziert werden. Soll ein derartiger Fluidnachlauf weiter verringert werden, kann der Schließkörper 71 durch ein Federelement aus einem korrosionsbeständigen Material geeignet vorgespannt sein. Dadurch lässt sich auch der Umschaltvorgang genauer abstimmen.
In 9 ist ausschnittsweise eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mehrwegepumpe 1 mit einem lang gestreckten Aufbau veranschaulicht. Die Funktionskammern 24, 26 und 27 sind an sich in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform nach 1 bis 6 mit Teilkammern 32a, 32b, Druckräumen 56a, 57a bzw. 56b, 57b und Membranen 38, 54a bzw. 54b ausgebildet, jedoch hier übereinander angeordnet. Außerdem führen die Auslasskanäle 47a, 48a bzw. 47b, 48b jeder Druckkammer 26 bzw. 27 in entgegen gesetzte Richtungen weg. In 9 sind die Niederdruck-Auslasskanäle 48a, 48b nach rechts und die Hochdruck-Auslasskanäle 47a, 47b nach links orientiert. Die Strömungskanäle 34a, 34b sind in 9 nur mit ihren Mündungsbereichen im Bereich der der Teilkammern 32a, 32b veranschaulicht. Sie führen in der bereits erläuterten Weise zu den Druckkammern 26, 27, wobei sie im Vergleich zu den Strömungskanälen 34a, 34b den vorerwähnten horizontal bauenden Ausführungsformen naturgemäß eine längere Strecke in Höhenrichtung zurücklegen. Kürzere Strömungswege könnten jedoch mit einer Anordnung erzielt werden, bei der die Verteilerkammer 24 in Vertikalrichtung zwischen den Druckkammern 26, 27 eingefügt ist. Jedenfalls ist im Vergleich zu den vorerwähnten Ausführungsformen hier die Gehäuseteilezahl vergrößert. Die die Pumpenkammer 23 mit dem Pumpenrotor 29 und die Einströmkanäle 31a, 31b umfassenden Gehäuseabschnitte sind aus 9 nicht ersichtlich; sie sind vorzugsweise entsprechend der Ausführungsform nach 1 bis 6 ausgebildet. Auch hinsichtlich der Funktionsweise der Pumpe 1, insbesondere der Funktionseinrichtungen 65 und 66 wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Eine Mehrwege-Waschpumpe 1 für Kraftfahrzeuge weist ein Gehäuse 2 mit einem Einlassstutzen 18, der einen Einlass bildet und an einen Fluidvorratsbehälter anschließbar ist, und vier Auslassstutzen 13, 14, 19, 21 auf, die Auslässe enthalten, zu denen das Fluid selektiv mittels eines in dem Pumpen gehäuse 2 vorgesehenen Pumpenrotors 29 befördert werden kann, der reversibel und mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen drehbar angetrieben werden kann. In dem Pumpengehäuse 2 sind interne Strömungswege vorgesehen, die durch Druckdifferenz abhängig arbeitende Ventileinrichtungen 38, 54a, 54b geöffnet bzw. gesperrt werden können, um wahlweise einen der Auslässe mit dem Einlass zu verbinden. Der Strömungsweg wird sowohl in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors 29 als auch von der durch eine vorgebbare Drehzahl des Pumpenrotors 29 bestimmten Stärke des Förderdrucks freigeschaltet.

Claims

Mehrwegepumpe, insbesondere für Wascheinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einer Pumpenkammer (23), in der ein reversibel und mit wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen drehbar antreibbarer Pumpenrotor (29) angeordnet ist und von der ein erster Einströmkanal (31a) sowie ein zweiter Einströmkanal (31b) wegführen, wobei in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors (29) der erste Einströmkanal (31a) oder der zweite Einströmkanal (31b) mit Förderdruck beaufschlagbar ist; mit wenigstens einer Druckkammer (26; 26'), zu der ein erster der Einströmkanäle (31a, 31b) führt und die durch eine durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung (54a, 54b; 54') in einen ersten Druckraum (56a; 56'), von dem ein erster Auslasskanal (47a; 47') ausgeht, und einen zweiten Druckraum (57a; 57') unterteilt ist, von dem ein zweiter Auslasskanal (48a; 48') ausgeht, wobei die durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung (54a, 54b; 54') bei geringen Förderdrücken einen der Auslasskanäle (47a, 48a; 47', 48') verschließt und einen Durchlasskanal (64; 69) aufweist, der bei geringen Förderdrücken eine Strömungsverbindung zwischen dem zu der Druckkammer (26; 26') führenden Einströmkanal (31a, 31b) und dem von der Ventileinrichtung (54a, 54b; 54') nicht verschlossenen Auslasskanal schafft, so dass in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpenrotors (29) der erste bzw. zweite Druckraum (56a, 57a; 56', 57') mit Förderdruck beaufschlagbar und der zweite bzw. erste Auslasskanal (48a, 47a; 48', 47') von der Ventileinrichtung (54a; 54') verschließbar ist, wenn der erste Einströmkanal (31a, 31b) bei gegebener Drehrichtung des Pumpenrotors (29) mit Förderdruck beaufschlagt ist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Druckkammer (26; 26'), zu der der erste Einströmkanal (31a) führt und die die erste durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung (54a) enthält, und eine zweite Druckkammer (27; 27') aufweist, zu der der zweite Einströmkanal (31b) führt und die durch eine zweite durch Druckdifferenz arbeitende Ventileinrichtung (54b; 54') in einen dritten Druckraum (56b; 56'), von dem ein dritter Auslasskanal (47b; 48') ausgeht, und einen vierten Druckraum (57b; 57') unterteilt ist, von dem ein vierter Auslasskanal (48b; 48') ausgeht, wobei die zweite Ventileinrichtung (54b; 54') bei geringen Förderdrücken einen der Auslasskanäle (47b, 48b; 47', 48') verschließt und einen Durchlassanal (64; 69) aufweist, der bei geringen Förderdrücken eine Strömungsverbindung zwischen dem zu der Druckkammer (27; 27') führenden Einströmkanal (31b) und dem von dem Membrankörper (58b; 58') nicht verschlossenen Auslasskanal schafft, so dass in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpenrotors (29) der dritte bzw. vierte Druckraum (56b, 57b; 56', 57') mit Förderdruck beaufschlagbar und der vierte bzw. dritte Auslasskanal (48b, 47b; 48', 47') von dem Membrankörper (58b; 58') der zweiten Ventileinrichtung (54b; 54') verschließbar ist, wenn der zweite Einströmkanal (31b) mit Förderdruck beaufschlagt ist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verteilerkammer (24) aufweist, die in eine erste Teilkammer (32a), in die der erste Einströmkanal (31a) einmündet und von der ein erster Strömungskanal (34a) ausgeht, der Ventilgesteuert in die eine bzw. erste Druckkammer (26; 26') einmündet, und eine zweite Teilkammer (32b) unterteilt ist, in die der zweite Einströmkanal (31b) einmündet und von der ein zweiter Strömungskanal (34b) ausgeht, der Ventilgesteuert in die zweite Druckkammer (27; 27') einmündet.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (24) ein Ventilelement (38) aufweist, das in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors (29) die erste bzw. zweite Teilkammer (32a, 32b) mit Förderdruck beaufschlagt und den der anderen Teilkammer (32b, 32a) zugeordneten Strömungskanal (34b, 34a) verschließt.
Mehrwegepumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum drehbaren Antrieb des Pumpenrotors (29) eine Antriebseinrichtung (10) vorgesehen ist, die vorzugsweise durch einen Elektromotor gebildet ist, dessen Antriebswelle (28) mit dem Pumpenrotor (29) antriebsmäßig verbunden ist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebseinrichtung (10) eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Drehrichtung und Drehzahl der Antriebseinrichtung (10) zugeordnet ist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkammer (23), die Verteilerkammer (24) und die wenigstens eine Druckkammer (26, 27; 26', 27') im Wesentlichen auf gleicher Höhe bezogen auf die Achsrichtung des Pumpenrotors (29) angeordnet sind.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkammer (23) durch einen zylindrischen Hohlraum gebildet ist, von dem die Einströmkanäle (31a, 31b) in im Wesentlichen tangentialen und in Umfangsrichtung entgegen gesetzten Richtungen wegführen.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmkanäle (31a, 31b) in Radial- und Umfangsrichtung gekrümmt und in entgegen gesetzte Axialrichtungen geneigt verlaufen.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (24) eine zylindrische Innenwand (33) aufweist, in die die Einströmkanäle (31a, 31b) im Wesentlichen in radialer Richtung einmünden, während die Strömungskanäle (34a, 34b; 34') in etwa zentral von der Verteilerkammer (24) in entgegen gesetzte Axialrichtungen wegführen.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige Endabschnitte (36a, 36b) des ersten und zweiten Strömungskanals (34a, 34b) über axiale Wandungen der Verteilerkammer (24) hinweg in diese hineinragen und in geringem Abstand einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (26, 27; 26', 27') durch eine zylindrische Innenwand (44a, 44b; 44') begrenzt ist, in die oder in deren Nähe ein Strömungskanal (34a, 34b; 34') in die Druckkammer (26, 27; 26') einmündet, während Auslasskanäle (47a, 47b; 48a, 48b; 47', 48') in etwa zentral von der Druckkammer (26; 27; 26') in entgegen gesetzte Axialrichtungen wegführen.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ringförmige Endabschnitte (49a, 49b; 51a, 51b) der Auslasskanäle (47a, 47b; 48a, 48b) über axiale Wandungen der Druckkammer (26; 27; 26') hinweg in diese hineinragen und in geringem Abstand einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (38) durch eine zweiseitig wirkende flexible Membran gebildet ist, die einen kreisförmigen Membrankörper (39) aus einem elastischen Material und an ihrem Außenumfang einen in einer Gehäuseausnehmung (42) aufgenommenen Dichtwulst (41) aufweist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (54a; 54b; 54') eine zweiseitig wirkende flexible Membran aufweist, die einen kreisförmigen Membrankörper (58a; 58b; 58') aus einem elastischen Material und an ihrem Außenumfang einen in einer Gehäuseausnehmung (62a; 62b, 62') aufgenommenen Dichtwulst (61a, 61b) aufweist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (58a; 58b; 58') derart geformt ist, dass er im drucklosen Zustand gegen einen der Auslasskanäle (47a, 47b; 48a, 48b; 47', 48') mechanisch vorgespannt ist und diesen verschließt.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlasskanal (64) in Form mehrerer Durchtrittsöffnungen (63a, 63b) ausgebildet ist, die in Axialrichtung durch den Membrankörper (58a; 58b; 58') hindurchführen und in Umfangsrichtung der Membran (54a; 54b; 54') gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlasskanal (69) in Form wenigstens einer Durchgangsbohrung (68) ausgebildet ist, die in einem die Membran (54') haltenden Gehäuseabschnitt (67) vorgesehen ist und an der Membran (54') vorbeiführt.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Durchgangsbohrung (68) ein Schließkörper (69) zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von der Förderdruckamplitude die Durchgangsbohrung (68) verschließt bzw. freigibt.
Mehrwegepumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse (2) aufweist, dass im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt ist und die Kammern (23, 24, 26, 27; 26') umschließt.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen zu dem Pumpenrotor (29) koaxialen Einlassstutzen (18), der einen in die Pumpenkammer (23) einmündenden Einlass bildet, einen Aufnahmeraum (9) zur Aufnahme einer Antriebseinrichtung für den Pumpenrotor (29), wobei der Aufnahmeraum (9) vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und koaxial zu dem Pumpenrotor (29) angeordnet ist, und wenigstens drei Auslassstutzen (13, 14, 21, 22) aufweist.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) vier Auslassstutzen aufweist, die vorzugsweise in die gleiche Richtung, senkrecht zu einer die Drehachse (A) des Pumpenrotors (29) umfassenden Ebene ausgerichtet sind.
Mehrwegepumpe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassstutzen (13, 14; 21, 22) jeweils paarweise übereinander in einer zu der Drehachse (A) des Pumpenrotors (29) parallelen Ebene angeordnet sind, wobei die oberen bzw. unteren Auslassstutzen (13, 14; 21, 22) jeweils in einer zu der Drehachse (A) senkrechten Ebene angeordnet sind.
Verfahren zur Steuerung des Strömungswegs eines Fluids, insbesondere einer Reinigungsflüssigkeit, in einer Pumpe, insbesondere einer Pumpe zur Durchführung von Waschoperationen in Kraftfahrzeugen, wobei die Pumpe einen wahlweise in unterschiedliche Drehrichtungen drehend antreibbaren Rotor, einen Einlass und wenigstens drei Auslässe aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellung einer ersten Einrichtung (65), die in Ab hängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors (29) pumpeninterne Strömungswege mit Förderdruck beaufschlagt, wobei zu der ersten Einrichtung (65) eine Pumpenkammer (23) gehört, in der der Pumpenrotor (29) angeordnet ist und von der ein erster Einströmkanal (31a) sowie ein zweiter Einströmkanal (31b) wegführen; Bereitstellung einer zweiten Einrichtung (66), die in Abhängigkeit von der Förderdruckamplitude pumpeninterne Strömungswege schaltet, wobei die zweite Einrichtung (66) wenigstens eine Druckkammer (26, 27; 26', 27'), zu der ein Strömungskanal (34a, 34b; 34') führt und von der ein erster Auslasskanal (47a, 47b; 47') sowie ein zweiter Auslasskanal (48a, 48b; 48') ausgehen, sowie eine in der Druckkammer (26, 27; 26', 27') angeordnete, durch Druckdifferenz arbeitenden Ventileinrichtung (54a, 54b; 54') aufweist, die bei geringen Förderdrücken einen der Auslasskanäle (47a, 48a; 47', 48') und bei höheren Förderdrücken den anderen der Auslasskanäle (47a, 48a; 47', 48') verschließt und die einen Durchlasskanal (64; 69) aufweist, der bei geringen Förderdrücken eine Strömungsverbindung zwischen dem Strömungskanal (34a, 34b; 34') und dem von der Ventileinrichtung (54a, 54b; 54') nicht verschlossenen Auslasskanal schafft; Verbindung der Kanäle (31a, 31b) der ersten Einrichtung (65) mit den Kanälen (34a, 34b; 34'; 47a, 48a; 47', 48') der zweiten Einrichtung (66) in einer Weise, um schaltbare Strömungswege zwischen dem einen Einlass (18) und den einzelnen Auslässen (13, 14, 20, 21) zu schaffen; und Zuführung des Fluids durch Drehung des Pumpenrotors (29) in eine der Drehrichtungen, um über die erste Einrichtung (65) in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Pumpenrotors (29) den ersten Einströmkanal (31a) oder den zweiten Einströmkanal (31b) mit Förderdruck zu beaufschlagen, und mit einem bestimm ten Förderdruck, um über die zweite Einrichtung (65, 66) in Abhängigkeit von dem Förderdruck den ersten oder den zweiten Auslasskanal (48a, 47a; 48', 47') von der durch Druckdifferenz arbeitenden Ventileinrichtung (54a; 54') zu verschließen und somit einen gewünschten Auslass der Auslässe (13, 14, 20, 21) mit dem Einlass (18) strömungsmäßig zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Pumpenrotor (29) wahlweise mit wenigstens zwei unterschiedlichen vorgegebenen Drehzahlen drehend angetrieben wird, wobei die Amplitude des Förderdrucks durch die Drehzahl des Pumpenrotors (29) bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Strömungsweg in Strömungsrichtung zunächst in Abhängigkeit von der Drehrichtung und stromabwärts in Abhängigkeit von dem Förderdruck vorgegeben wird.