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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Hubdüse, insbesondere in
einer Scheinwerferreinigungsanlage in einem Kraftfahrzeug, nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In
der
DE 199 18 759
A1 wird eine Scheinwerferreinigungsanlage in einem Kraftfahrzeug
beschrieben, die eine Hubdüse mit einem teleskopartig verstellbaren
Düsenrohr in einem Gehäuse umfasst. Das Düsenrohr
befindet sich im eingezogenen Zustand in seiner Außerbetriebsposition
und wird aus dieser Außerbetriebsposition zum Reinigen
der Scheinwerfer bis zum Erreichen der Betriebsposition ausgefahren,
woraufhin durch einen Strömungskanal im Düsenrohr
das Fluid zum Reinigen der Scheinwerfer ausströmen kann.
Die Ausschubbewegung des Düsensrohres erfolgt über
einen elektromotorischen Antrieb.
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Offenbarung der Erfindung
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Von
diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine elektromotorisch
antreibbare Hubdüse anzugeben, die sich durch eine kompakte
Bauform auszeichnet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die
erfindungsgemäße Hubdüse, die insbesondere
in einer Scheinwerferreinigungsanlage in einem Kraftfahrzeug eingesetzt
wird, weist ein in einem Gehäuse verstellbar angeordnetes
Düsenrohr mit einem darin angeordneten Strömungskanal
für das Fluid auf, wobei das Düsenrohr als Hohlspindel
ausgebildet ist, die von dem Rotor des elektrischen Antriebsmotors
angetrieben wird. Zugleich ist die Hohlspindel am Gehäuse
axial geführt. Bei einer Betätigung des elektrischen
Antriebsmotors zur Überführung des Düsenrohres
von der eingezogenen Außerbetriebsposition in die ausgefahrene
Betriebsposition wird die Rotationsbewegung des Rotors bzw. Ankers des
elektrischen Antriebsmotors in eine axiale, translatorische Stellbewegung
der Hohlspindel umgesetzt. Um ein Mitrotieren der Hohlspindel mit
dem Rotor des Antriebsmotors zu verhindern, was zu einer stationären
Rotationsbewegung der Spindel ohne axialen Hub führen könnte,
ist die Hohlspindel zusätzlich am Gehäuse axial
geführt. Entlang dieser axialen Führung bewegt
sich die Hohlspindel während der Überführungsbewegung
translatorisch zwischen Außerbetriebs- und Betriebsposition.
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Diese
Ausführung ermöglicht ein Umgreifen der Hohlspindel
durch den Rotor des Antriebsmotors, wodurch insbesondere in Achsrichtung
gesehen eine Raum sparende und klein bauende Ausführung
realisiert werden kann, da der Antriebsmotor nicht mehr der Hubdüse
axial vorgelagert posi tioniert werden muss. Die Baulänge
ist mit dem elektrischen Antriebsmotor nicht größer
als ohne Antriebsmotor.
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Zweckmäßigerweise
kämmen der Rotor und die Hohlspindel über eine
Gewindeverzahnung miteinander. Die Hohlspindel ist als Gewindehohlspindel ausgeführt
und trägt ein Außengewinde, das mit einem korrespondierenden
Innengewinde des ringförmigen Rotors kämmt. Die
Hohlspindel ist durch die Ausnehmung des ringförmigen Rotors
geführt und bewegt sich gegenüber dem Rotor axial.
Als elektrischer Antriebsmotor wird beispielsweise ein Schrittmotor
eingesetzt.
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Die
axiale Führung zwischen Hohlspindel und Gehäuse
wird vorteilhaft durch den Eingriff eines radial überstehenden
Zapfens in eine axial verlaufende Längsnut realisiert.
Der Zapfen ist insbesondere fest mit der Innenwand des Gehäuses
verbunden, und die Längsnut befindet sich in der Mantelfläche der
Hohlspindel. Bei einer Rotation des Rotors des elektrischen Antriebsmotors
wird über die Verzahnung des Gewindes eine axiale Bewegungskomponente
erzeugt, die zu einer entsprechend axialen Stellbewegung der Hohlspindel
führt. Eine Rotation der Hohlspindel ist aufgrund des Eingriffs
des Zapfens in die Längsnut ausgeschlossen.
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Gemäß einer
alternativen Ausführung ist es auch möglich, dass
die Hohlspindel den Rotor des Antriebsmotors bildet, wobei ein Außengewinde
der Hohlspindel mit einem gehäuseseitigen Gegengewinde
auf der Innenwand des Gehäuses kämmt. In dieser
Ausführung fallen Rotor und Hohlspindel zusammen, sie bilden
ein gemeinsames Bauteil. Die axiale Stellbewegung der Hohlspindel
wird über die Gewindeverzahnung zwischen dem Außengewinde auf
der Hohlspindel und dem Innengewinde am Gehäuse erreicht.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführung ist der elektrische Antriebsmotor
vollständig oder zumindest im Wesentlichen vollständig
in das Gehäuse der Hubdüse integriert. Hierfür
weist das Gehäuse zweckmäßig eine radial
erweiterte Ringschulter auf, die zur Aufnahme des Stators einschließlich
des darin rotierend gelagerten Rotors des Elektromotors vorgesehen
ist. Der Motor ist vorteilhafterweise auf der dem Fluidzulauf abgewandten Seite
des Gehäuses angeordnet, was den Vorteil aufweist, dass
bei eingezogenem Zustand die Hohlspindel innerhalb des Gehäuses
aufgenommen ist und sich zum größeren Teil ihrer
Länge auf der einen Seite des Antriebsmotors befindet,
wohingegen in der ausgefahrenen Betriebsposition die Hohlspindel
fast vollständig aus dem Gehäuse ausgefahren ist
und sich zum größeren Teil auf der gegenüberliegenden Seite
des Antriebsmotors befindet.
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Die
Hubdüse ist zweckmäßig Teil einer Reinigungsanlage,
insbesondere einer Scheinwerferreinigungsanlage, und weist eine
Pumpe zur Förderung des Fluids aus einem Vorratsbehälter
auf. Da lediglich eine Fluidförderung in eine Richtung über
einen einzigen Zulauf der Hubdüse erforderlich ist, reicht grundsätzlich
eine verhältnismäßig einfach aufgebaute
Pumpe aus.
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Gemäß eines
bevorzugten Verfahrens zum Betrieb der Reinigungsanlage ist vorgesehen,
dass bereits während der Überführung
von der Außerbetriebsposition in die Betriebsposition das
Fluid durch die Hohlspindel gefördert wird. Der Zeitraum, über den
eine Reinigung durchgeführt wird, verlängert sich
hierdurch. Außerdem können auch mit konstruktiv
einfach aufgebauten Spritzdüsen größere
Flächen gereinigt werden.
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Nach
Beendigung des Reinigungsvorganges wird durch eine Betätigung
des elektrischen Antriebsmotors in Gegenrichtung die Hohlspindel
aus ihrer Betriebsposition zurück in die Außerbetriebsposition verfahren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprächen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen.
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Es
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine Hubdüse, bestehend aus einem Gehäuse
und einem im Gehäuse axial verschieblich gelagerten Düsenrohr,
das als Hohlspindel mit einem innen liegenden Strömungskanal
für das Fluid ausgebildet ist, wobei zusätzlich
in dem Gehäuse ein elektrischer Antriebsmotor aufgenommen
ist, dessen Rotor ringförmig ausgebildet ist und mit einem
Außengewinde auf der Hohlspindel kämmt, wobei
die Hubdüse in der Außerbetriebsposition mit eingefahrener
Hohlspindel dargestellt ist,
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2 die
Hubdüse in der Betriebsposition mit ausgefahrener Hohlspindel,
wobei zusätzlich eine Pumpe und ein Vorratsbehälter
für das Fluid als Bestandteil einer Reinigungsanlage vorgesehen
sind,
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3 die
Hubdüse in einer perspektivischen, teilaufgeschnittenen
Darstellung in Außerbetriebsposition.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die
in den Figuren dargestellte Hubdüse 1 ist insbesondere
Bestandteil einer Scheinwerferreinigungsanlage und umfasst in einem
Gehäuse 2 ein axial bzw. translatorisch verstellbares
Düsenrohr 3, das zwischen der in 1 dargestellten
Außerbetriebsposition, in welcher das Düsenrohr 3 im
Inneren des Gehäuses 2 aufgenommen ist, und der
in 2 dargestellten Betriebsposition axial zu verstellen
ist, in der das Düsenrohr 3 ausgefahren ist und
sich im Wesentlichen außerhalb des Gehäuses befindet.
Im Inneren des Düsenrohrs 3 ist ein Strömungskanal 4 für
das Fluid gebildet, welches über einen an einer Stirnseite
des Düsenrohrs 3 aufgesetzten Düsenkopf 8 austreten
kann (2). An dem Düsenkopf 8 gegenüberliegenden
Ende ist in das Gehäuse 2 an einem Stutzen eine
Einströmöffnung 5 ausgebildet, auch das
Düsenrohr 3 weist auf dieser Seite eine offene
Einströmöffnung 6 auf. Durch Betätigung
der in 2 dargestellten Pumpe 15 wird Fluid aus
einem Vorratsbehälter 16 gefördert und über
die Einströmöffnung 5 zunächst
in das Gehäuseinnere geleitet und von dort über
die weitere Einströmöffnung 6 in den
Strömungskanal 4 im Düsenrohr 3 geführt,
von dem aus das Fluid über den Düsenkopf 8 austreten kann.
Hubdüse 1, Pumpe 15 und Vorratsbehälter 16 bilden
gemeinsam eine Reinigungsanlage.
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Die
Stellbewegung des Düsenrohrs 3 zwischen Außerbetriebsposition
und Betriebsposition erfolgt mithilfe eines elektrischen Antriebsmotors 7,
der auf der gegenüberliegenden Seite der einen Fluidzulauf
bildenden Einströmöffnung 5 in das Gehäuse 2 integriert
ist. Hierzu weist das Gehäuse 2 eine radial erweiterte
Ringschulter 9 auf, die zur Aufnahme des gesamten Elektromotors 7 ausgebildet
ist, also zur Aufnahme des in einem Motorgehäuse angeordneten
Stators 10 einschließlich des darin gelagerten Rotors 11.
Der Rotor 11 ist ringförmig aufgebaut und weist
ein Innengewinde 13 auf, das mit einem Außengewinde
am Düsenrohr 3 kämmt. Das Düsenrohr 3 bildet
somit eine Gewindehohlspindel, die im Rotor 11 geführt
ist. Über einen Zapfen 14 ist die Hohlspindel 3 axial
gegenüber dem Gehäuse 2 geführt,
der Zapfen 14 verhindert somit eine Drehbewegung der Gewindespindel 3 gegenüber
dem Gehäuse. Bei einer Betätigung des elektrischen
Antriebsmotors 7 wird der Rotor 11 in Rotation
versetzt, wobei die Gewindehohlspindel 3 aufgrund der Gewindekämmung und
der axialen Führung eine axiale, translatorische Stellbewegung
ausübt. Je nach Drehrichtung des elektrischen Antriebsmotors 7 wird
hierdurch die Gewin dehohlspindel 3 in Richtung ihrer Betriebsposition oder
in Richtung ihrer Außerbetriebsposition verschoben.
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Wie
der perspektivischen Darstellung nach 3 zu entnehmen,
in der die Hubdüse 1 in teilweise freigeschnittener
Position gezeigt ist, ist in die Mantelfläche des Düsenrohrs 3 in
das Außengewinde 12 eine in Achsrichtung verlaufende
Längsnut 17 eingebracht, in die der Zapfen 14 einragt.
Dieser Zapfen 14 ist fest mit der Innenwand des Gehäuses 2 verbunden
und steht radial über die Innenmantelfläche des
Gehäuses 2 über. Der Zapfen 14 in
der Längsnut 17 verhindert eine Rotation des Düsenrohrs 3.
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In
alternativer Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass
der Zapfen 14 fest mit dem Düsenrohr 3 verbunden
ist und radial übersteht und in eine axiale Längsnut
einragt, die auf der Innenseite des Gehäuses vorgesehen
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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