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Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen einer transparenten Abdeckung einer Kamera.
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Bei Kraftfahrzeugen sind heutzutage zunehmend Assistenzsysteme mit entsprechenden Sensoren eingebaut, die den Fahrzeugnutzer beim Fahren des Fahrzeuges unterstützen. Als Assistenzsysteme sind beispielsweise kamerabasierte Systeme zur optischen Überwachung der Fahrzeugumgebung bekannt, die als Rückfahr- und Einparkhilfen oder als Spurhalteassistent eingesetzt sind. Derartige Assistenzsysteme umfassen typischerweise ein am Fahrzeugaußenbereich angeordnetes Kamerasystem zur optischen Erfassung und Aufnahme der Fahrzeugumgebung. Die Einbausituation des Kamerasystems richtet sich hierbei insbesondere nach der bestimmungsgebenden Assistenzfunktion, beispielsweise sind Kamerasysteme für Rückfahrhilfen typischerweise im Bereich des Fahrzeughecks oder im Bereich der Fahrzeugrückscheibe angeordnet. Das vom Kamerasystem erfasste Bild ist typischerweise auf einem Display in der Fahrzeugkabine für den Fahrzeugnutzer darstellbar.
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Zum Schutz vor Verschmutzung und äußeren Witterungseinflüssen sind derartige Kamerasysteme oftmals in einer Klappe eingebaut und können bei Bedarf manuell oder automatisch ausgeklappt oder ausgefahren werden, um eine freie Sicht auf den zu erfassenden Überwachungsbereich zu haben. Insbesondere Kamerasysteme im Bereich der Fahrzeugfront oder des Fahrzeughecks sind beim Fahren beispielsweise durch Regen, Schnee, Salz oder Staub schnell verschmutzbar und somit in ihrer unterstützenden Funktion eingeschränkt oder verhindert. Hierbei tritt das Problem auf, dass derartige Klappen heutzutage lediglich im Bereich einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit problemlos einsetzbar sind. Daher werden Reinigungssysteme zu einer Reinigung der Abdeckung einer Kamera, insbesondere der Kameralinse, entwickelt, so dass ein dauerhafter Einsatz des Kamerasystems gewährleistet werden kann.
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Ein intern bekanntes, auch bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten einsetzbares Reinigungssystem für kamerabasierte Assistenzsysteme weist einen Wischer auf, der relativbeweglich zur Abdeckung angeordnet ist. Neben dem Wischer weist das Reinigungssystem Düsen zum Befeuchten der Abdeckung mit einer Reinigungsflüssigkeit auf. Zur Ausübung einer regelmäßigen Relativbewegung ist der Wischer mit einer motorischen Antriebseinheit gekoppelt, um Regen oder die Reinigungsflüssigkeit von der Abdeckung abzustreifen. Nachteilig an diesem Reinigungssystem ist, dass die Reinigungsflüssigkeit ohne eine Möglichkeit zur Variation auf die Abdeckung aufgebracht wird und dass der Reinigungsvorgang regelmäßig durchgeführt wird, wobei der aktuelle Verschmutzungsgrad unberücksichtigt bleibt.
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Ein weiteres Reinigungssystem für ein kamerabasiertes Assistenzsystem mit einer optisch transparenten Abdeckung, das einen aktuellen Verschmutzungsgrad berücksichtigt und einen an den Verschmutzungsgrad angepassten Reinigungsvorgang durchführt, ist ebenfalls intern bekannt. Zur Reinigung der Abdeckung wird dort im Wechsel eine Flüssigkeit und Luft über eine gemeinsame Zuleitung einer Düse zugeführt und durch diese auf die Abdeckung verbracht. Bei diesem Reinigungssystem können Flüssigkeitsreste in der Zuleitung verbleiben und mit dem Ausstoß von Luft auf die Abdeckung geblasen werden.. Für den Wechsel zwischen unterschiedlichen Fluiden ist eine steuerbare Umschaltvorrichtung erforderlich. Darüber hinaus erfordert dieses Reinigungssystem neben einer Flüssigkeitsauch eine Luftpumpe.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Reinigungsvorrichtung zum Reinigen einer transparenten Abdeckung einer Kamera bereitzustellen, die die genannten Nachteile überwindet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen einer transparenten Abdeckung einer Kamera, insbesondere einer Linse, mit einem Flüssigkeitszulauf, mit einem Luftzulauf und mit einer Fördereinrichtung zum Förden von Flüssigkeit durch den Flüssigkeitszulauf und zum Fördern von Luft durch den Luftzulauf, wobei der Flüssigkeitszulauf und der Luftzulauf miteinander wirkverbunden sind.
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Mit anderen Worten weist eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen einer transparenten Abdeckung einer Kamera einen Flüssigkeitszulauf und einen Luftzulauf auf. Weiter weist die Reinigungsvorrichtung eine Fördereinrichtung auf, die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitszulauf und Luft durch den Luftzulauf fördert, bevorzugt hin zur zu reinigenden Abdeckung. Der Flüssigkeitszulauf und der Luftzulauf sind miteinander wirkverbunden, d.h. dass mit einer Änderung im Flüssigkeitszulauf eine Änderung im Luftzulauf bewirkt werden kann oder umgekehrt. Beispielsweise führt eine Druck- und/oder Volumenänderung in einem der beiden Zuläufe zu einer Druck- und/oder Volumenänderung im anderen Zulauf. Auch kann durch eine Druck- und/oder Volumenänderung im einen Zulauf ein entsprechend auf den anderen Zulauf wirkendes Ventil gesteuert, also geöffnet oder geschlossen werden.
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Beispielsweise können das Volumen des Flüssigkeitszulaufs und das Volumen des Luftzulaufs veränderbar sein, wobei der Flüssigkeitszulauf und der Luftzulauf so aufeinander einwirken, dass eine Volumenzunahme des einen Zulaufs zu einer Volumenabnahme des anderen Zulaufs führt oder umgekehrt. Eine Volumenänderung des einen Zulaufs führt also zu einer gegenläufigen Volumenänderung des anderen Zulaufs. Ein Öffnen oder Vergrößern des einen Zulaufs kann damit zu einem Schließen oder Verengen des anderen Zulaufs verwendet sein.
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Durch die Wirkverbindung des Flüssigkeitszulaufs mit dem Luftzulauf wird es insbesondere möglich, über eine einzige Fördereinrichtung sowohl Flüssigkeit als auch Luft zu fördern, Insbesondere kann durch die Wirkverbindung auch erreicht werden, dass das Fördern von Flüssigkeit und das Fördern von Luft zeitlich entkoppelt sind. Wird beispielsweise Flüssigkeit zuerst gefördert, kann eine nachgeordnet geförderte Luft zum Trocknen der befeuchteten Abdeckung verwendet werden. Dabei braucht nur eine aktive Fördereinrichtung vorgesehen sein. Bevorzugt fördert die Fördereinrichtung die Flüssigkeit. Durch die Förderung der Flüssigkeit wird dann die Förderung von Luft im Luftzulauf entsprechend wirkbeeinflusst.
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Die Abdeckung ist etwa als ein Bestandteil der Optik der Kamera, beispielsweise als eine Kameralinse ausgeführt. Bei der Kamera handelt es sich zum Beispiel um eine Rückfahrkamera, die in ihrer bestimmungsgebenden Einbausituation im Bereich des Fahrzeughecks angeordnet ist. Alternativ kann die Kamera beispielsweise eine Frontkamera zum Erfassen einer Verkehrssituation, einer Fahrspur oder eines Verkehrsschilds sein oder auch eine Komponente eines Rundumüberwachungssystems.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Reinigungsvorrichtung ist in einem Zylinder ein beweglicher Kolben angeordnet, wobei der Kolben im Zylinder einen ersten Teilraum gegen einen zweiten Teilraum beweglich trennt. Der erste Teilraum bildet einen Teil des Flüssigkeitszulaufs und der zweite Teilraum einen Teil des Luftzulaufs.
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Durch ein Bewegen des Kolbens wird das Volumen des einen Teilraums, beispielsweise des Flüssigkeitszulaufs, in dem Maß vergrößert oder verkleinert, wie das Volumen des anderen Teilraums, beispielsweise des Luftzulaufs, verkleinert oder vergrößert wird. Ein aktives Fördern der Flüssigkeit über eine Druckzunahme bewirkt eine Volumenzunahme des ersten Teilraums, wobei über den beweglichen Kolben Luft im zweiten Teilraum komprimiert wird. Über diese Komprimierung kann Luft im Luftzulauf gefördert werden.
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In einer bevorzugten Alternative ist in dem zum Luftzulauf gehörenden zweiten Teilraum des Zylinders ein auf den Kolben einwirkendes Rückstellelement angeordnet. Das Rückstellelement kann bevorzugt eine Feder sein, die eine einfache und zuverlässige Wirkungsweise bietet. Alternativ kann das Rückstellelement eine ansteuerbare Hydraulik sein, die den Vorteil einer exakten Ansteuerbarkeit bietet. Das Rückstellelement wirkt gewissermaßen als ein Energiespeicher. Wird der Flüssigkeitsantrieb abgeschaltet, wird sich der Kolben unter einer Volumenvergrößerung des zweiten Teilraums und einer Volumenverkleinerung des ersten Teilraums zurückbewegen. Mit der Bewegung kann insbesondere Luft in den zweiten Teilraum eingesaugt und Flüssigkeit aus dem ersten Teilraum gefördert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der zum Luftzulauf gehörende zweite Teilraum des Zylinders daher ein Einlassventil für Luft. Das Einlassventil ist bevorzugt ein Einwegeventil, das nur ein Einströmen von Luft in den zweiten Teilraum des Zylinders zulässt und ein Ausströmen verhindert. Selbstverständlich kann das Einlassventil auch außerhalb des Zylinders angeordnet sein.
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Vorteilhafter Weise weist der zum Flüssigkeitszulauf gehörende erste Teilraum des Zylinders einen Zufluss und einen Abfluss auf, wobei der Abfluss durch den Kolben verschließbar ist. Dadurch wird der Abfluss beispielsweise erst dann freigegeben, wenn der Kolben Luft im zweiten Teilraum genügend komprimiert hat. Hierdurch kommt es allein mechanisch zu einer zeitversetzten Förderung der Flüssigkeit aus dem ersten Teilraum heraus.
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Bevorzugt fördert die Fördereinrichtung im Flüssigkeitszulauf Flüssigkeit durch den Zufluss in den ersten Teilraum. Dabei wird das Volumen des ersten Teilraums vergrößert und das Volumen des zweiten Teilraums gegenläufig verkleinert, wobei Luft im zweiten Teilraum komprimiert wird. Der Abfluss ist durch den Kolben verschlossen. Erst bei Erreichen eines vorgegebenen Volumens des ersten Teilraums gibt der Kolben den Abfluss frei.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist der Flüssigkeitszulauf Wirkmittel zum Blockieren des Luftzulaufs und der darin geförderten Luft, insbesondere ein druckgesteuertes Ventil, auf. Vorteilhaft an den Wirkmittels zum Blockieren des Luftzulaufs ist, dass beispielsweise bei einem Druckaufbau im Flüssigkeitszulauf die im Luftzulauf befindliche Luft nicht entweichen kann. Diese Luft kann insbesondere durch die Volumenverkleinerung des zweiten Teilraums im eingesetzten Zylinder komprimiert werden. Bevorzugt ist das druckgesteuerte Ventil ein Manschettenventil.
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Zweckmäßiger Weise umschließt der Flüssigkeitszulauf mit einem volumenveränderbaren Teilabschnitt einen volumenveränderbaren Teilabschnitt des Luftzulaufs, so dass bei einem Druckaufbau im Flüssigkeitszulauf der Teilabschnitt des Luftzulaufs komprimiert wird, wodurch der Luftzulauf blockiert ist.
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Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass mit Beginn eines Reinigungsvorgangs, also mit Beginn des Förderns von Flüssigkeit, diese in den volumenveränderbaren Teilabschnitt des Flüssigkeitszulaufs verbracht wird, worauf hin sich der volumenveränderbare Teilabschnitt ausdehnt und der volumenveränderbare Teilabschnitt des Luftzulaufs komprimiert wird, bis er verschlossen ist, so dass ein Luftaustausch unmöglich ist. Die eingeschlossene Luft kann komprimiert werden. Dabei bedarf es keiner aufwändigen Steuerung, um die Wirkkopplung zwischen Flüssigkeitszulauf und Luftzulauf zu veranlassen.
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Zweckmäßiger Weise zweigt der volumenveränderbare Teilabschnitt des Flüssigkeitszulaufs vor dem Zufluss des ersten Teilraums ab, und ist der volumenveränderbare Teilabschnitt des Luftzulaufs in einer dem zweiten Teilraum angeschlossenen Zuführleitung vorgesehen.
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In einer bevorzugten Alternative weist jeder Zulauf austrittsseitig zum Aufbringen des jeweiligen Fluids auf die Abdeckung eine Düse auf. Über eine Düse wird insbesondere ein gerichtetes und druckgesteuertes Aufbringen des jeweiligen Fluids auf die Abdeckung ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Flüssigkeitszulauf ein Element mit reduziertem Querschnitt auf. Vorteilhaft ist das Element zwischen der Abzweigung zum volumenveränderbaren Teilabschnitt und dem Zufluss in den ersten Teilraum angeordnet. Dort bewirkt das Element mit reduziertem Querschnitt, dass Flüssigkeit mit erhöhtem Druck in den volumenveränderbaren Teilabschnitt des Flüssigkeitszulaufs verbracht wird und erst zeitlich nachgeordnet das Volumen des ersten Teilraums aufgrund der dann bei Druckausgleich einfließenden Flüssigkeit zunimmt.
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Vorteilhafter Weise ist die Fördereinrichtung eine Pumpe im Flüssigkeitszulauf. Die Pumpe fördert direkt Flüssigkeit und fördert indirekt über das Fördern von Flüssigkeit Luft im Luftzulauf.
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In einer bevorzugten zusätzlichen oder alternativen Ausführung ist die Abdeckung mit einer Beschichtung versehen. Bei der Beschichtung handelt es sich vorzugsweise um eine schmutzabweisende, kratzfeste und/oder hydrophobe Schutzschicht auf der Abdeckungsoberfläche.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in schematischer und vereinfachter Darstellung:
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1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen einer transparenten Abdeckung einer Kamera.
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In 1 ist eine Reinigungsvorrichtung 10 zum Reinigen einer transparenten Abdeckung 12 einer Kamera 14 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die optisch transparente Abdeckung 12 ist eine Linse 12‘ der Kamera 14. Die Reinigungsvorrichtung 10 weist einen Flüssigkeitszulauf 16 und Luftzulauf 18 auf, durch den eine Flüssigkeit bzw. Luft auf die zu reinigende Linse 12‘ förderbar ist. Im Flüssigkeitszulauf 16 ist eine Pumpe 50 (nicht bildlich dargestellt) als Fördereinrichtung angeordnet, die bei Aktivierung eine Flüssigkeit aus einem nicht dargestellten Flüssigkeitsreservoir ’in den Flüssigkeitszulauf 16 pumpt. Die Pumpe 50 ist automatisch durch ein Steuerprogramm oder manuell durch einen Bediener ein- oder ausschaltbar.
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Der Flüssigkeitszulauf 16 und der Luftzulauf 18 sind jeweils im Volumen veränderbar ausgeführt. Dabei sind Flüssigkeitszulauf 16 und Luftzulauf 18 derart miteinander wirkverbunden, dass eine Volumenänderung des einen Zulaufs 16, 18 eine gegenläufige Volumenänderung des anderen Zulaufs 18, 16 bewirkt.
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Dabei ist ein Zylinder 22 mit einem beweglichen Kolben 24 derart mit dem Flüssigkeitszulauf 16 und mit dem Luftzulauf 18 verbunden, dass im Zylinder 22 der Kolben 24 einen ersten Teilraum 26 beweglich von einem zweiten Teilraum 28 trennt. Der erste Teilraum 26 gehört zum Flüssigkeitszulauf 16 und der zweite Teilraum 28 zum Luftzulauf 18.
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1 zeigt den Kolben 24 in seiner Ruhelage. In der Ruhelage ist das Volumen des ersten Teilraums 26 minimal, bevorzugt geht es gegen Null. Auf den Kolben 24 wirkt eine im zweiten Teilraum 28 angeordnete Feder 30 ein, die ihn in seine Ruhelage bringt. Befindet sich der Kolben 24 in der Ruhelage, ist das Volumen des zweiten Teilraums 28 maximal.
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Wird der Kolben 24 bei Aktivierung der Pumpe 50 infolge des dann erhöhten Flüssigkeitsdrucks aus seiner Ruhelage nach rechts bewegt, vergrößert sich das Volumen des ersten Teilraums 26 und damit das Volumen des Flüssigkeitszulaufs 16 zu Lasten des Volumens des zweiten Teilraums 28. Das Volumen des Luftzulaufs 18 nimmt gegenläufig zur Volumenzunahme des Flüssigkeitszulaufs 16 ab. Das maximale Volumen des ersten Teilraums 26 ist erreicht, wenn der Kolben eine gestrichelt angedeutete Endlage 52 erreicht. Befindet sich der Kolben 24 in der Endlage 52, ist das Volumen des zweiten Teilraums 28 auf ein Minimum verringert. Die Endlage 52 wird beispielsweise durch einen Anschlag für den Kolben 24 oder durch eine maximale Kompression der Feder 30 bestimmt.
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Der zum Flüssigkeitszulauf 16 gehörende erste Teilraum 26 des Zylinders 22 weist einen Zufluss 34 und einen Abfluss 36 auf, wobei der Abfluss 36 durch den Kolben 24 verschließbar ist. Befindet sich der Kolben 24 in seiner Ruhelage, ist der Abfluss 36 verschlossen, so dass keine Flüssigkeit aus dem ersten Teilraum 26 abfließen kann. Wird Flüssigkeit durch den Zufluss 34 in den ersten Teilraum 26 gepumpt, nimmt dessen Volumen zu und der Kolben 24 wird auf die Endlage 52 zu bewegt. Mit Erreichen der Endlage 52 gibt der Kolben 24 den Abfluss 36 frei und Flüssigkeit fließt aus dem ersten Teilraum 26 ab und zur Linse 12‘ hin.
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Der zum Luftzulauf 18 gehörende zweite Teilraum 28 des Zylinders 22 weist einen Auslass 56 auf. Durch den Auslass 56 kann Luft aus dem zweiten Teilraum 28 über eine Zuführleitung 44 ausströmen und wird zur Linse 12‘ hin geführt. Bevorzugt ist der Auslass 56 in einem Bereich des zweiten Teilraums 28 angeordnet, der durch den Kolben 24 nicht abdeckbar ist.
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Stellt die Feder 30 den Kolben 24 aus der Endlage 52 zurück in seine Ruheposition, entsteht im zweiten Teilraum 28 ein Unterdruck, durch den Luft über den Auslass 56 in den zweiten Teilraum 28 eingesogen wird. Der zweite Teilraum 28 des Zylinders 22 weist also vorliegend kein Einlassventil für Luft auf. Durch den Auslass 56 und die daran angeschlossene Zuführleitung 44 ist ein Luftfluss in beide Richtungen möglich.
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In einer anderen Ausführungsform kann der Zylinder 22 in dem zweiten Teilraum 28 ein Einlassventil 32 für Luft aufweisen. Bevorzugt ist das Einlassventil 32 in einem Bereich des zweiten Teilraums 28 angeordnet, der durch den Kolben 24 nicht abdeckbar ist, also beispielsweise an einer Stirnseite des Zylinders 22. Das Einlassventil 32 ist ein Einwegeventil, welches das Einströmen von Luft in den zweiten Teilraum 28 ermöglicht, jedoch ein Ausströmen von Luft unterbindet.
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Vor dem Zufluss 34 weist der Flüssigkeitszulauf 16 einen Abzweig 60 auf, der ein Mittel 38 zum Blockieren des Luftzulaufs 18 und der darin strömenden Luft aufweist. Bevorzugt handelt es sich um ein druckgesteuertes Ventil 38‘, das weiter bevorzugt ein Manschettenventil ist.
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Das Mittel 38 zum Blockieren des Luftzulaufs 18 ist ein weiterer volumenveränderbarer Teilabschnitt 40 des Flüssigkeitszulaufs 16. Das Mittel 38 zum Blockieren des Luftzulaufs 18 umschließt einen Teilabschnitt 42 der Zuführleitung 44 des Luftzulaufs 18. Der umschlossenen Teilabschnitt 42 der Zuführleitung 44 ist ebenfalls volumenveränderbar. Bevorzugt ist der umschlossene Teilabschnitt 42 als flexibler, komprimierbarer Schlauch ausgeführt.
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Bei einem Druckaufbau im Flüssigkeitszulauf 16 nimmt zunächst das Volumen des volumenveränderlichen Teilabschnitts 40 des Flüssigkeitszulaufs 16 zu. Das Volumen des volumenveränderbaren Teilabschnitts 42 des Luftzulaufs 18 nimmt durch das Einwirken des Teilabschnitts 40 des Flüssigkeitszulaufs 16 in gleichem Maß ab. Der Teilabschnitt 42 wird zusammengepresst, wodurch der Luftzulauf 18 blockiert ist.
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Sowohl der Flüssigkeitszulauf 16 als auch der Luftzulauf 18 weist eine Düse 46 auf, durch die das jeweilige Fluid austritt und auf die Linse 12‘ aufgebracht wird.
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Der Flüssigkeitszulauf 16 weist weiter ein Element 48 mit reduziertem Querschnitt auf. Bevorzugt ist das Element 48 zwischen dem Abzweig 60 und dem Zufluss 34 des Zylinders 22 angeordnet. Vorteilhafter Weise ist das Element 48 mit reduziertem Querschnitt eine Blende.
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Soll eine verunreinigte Linse 12‘ gereinigt werden, wird die Pumpe 50 eingeschaltet, die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 54 pumpt und durch den Flüssigkeitszulauf 16 fördert.
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Die Flüssigkeit wird zum Ventil 38’ und zum Zylinder 22 gefördert. Da zwischen dem Abzweig 60 und dem Zufluss 34 des Zylinders 22 das Element 48 mit reduziertem Querschnitt angeordnet ist, wird die Flüssigkeit vor dem Element 48 aufgestaut. Die Flüssigkeit wird verstärkt in den nach dem Abzweig 60 anschließenden Teil des Flüssigkeitszulaufs 16 zum Ventil 38‘ gefördert.
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Durch das Zuführen von Flüssigkeit wird ein Druck aufgebaut und das Ventil 38‘ aktiviert. Bedingt durch den Druckaufbau nimmt das Volumen des volumenveränderbaren Teilabschnitts 40 des Flüssigkeitszulaufs 16 zu. Der das Volumen verändernde Teilabschnitt 40 des Flüssigkeitszulaufs 16 wirkt auf den volumenveränderbaren Teilabschnitt 42 des Luftzulaufs 18 ein und bewirkt eine gegenläufige Volumenänderung. Das Volumen des Teilabschnitts 42 des Luftzulaufs 18 nimmt ab. Das Volumen des volumenveränderbaren Teilabschnitts 40 des Flüssigkeitszulaufs 16 nimmt solange zu, bis der flexible, komprimierbare, volumenveränderbare Teilabschnitt 42 der Zuführleitung 44 des Luftzulaufs 18 zusammengepresst und der Luftzulauf 18 für das Durchströmen von Luft blockiert ist.
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Ist der Luftzulauf 18 blockiert, wird aufgrund des anstehenden, erhöhten Drucks keine weitere Flüssigkeit durch den Abzweig 60 in Flüssigkeitszulauf 16 bis zum Ventil 38‘ gefördert.
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Die Flüssigkeit stellt einen Druckausgleich her, indem sie das Element 48 mit reduziertem Querschnitt durchfließt und durch den Zufluss 34 des Zylinders 22 in den ersten Teilraum 26 gefördert wird. Durch das Fördern von Flüssigkeit in den ersten Teilraum 26 wird der Kolben 24, gegen die Federkraft der Feder 30, aus seiner Ruhelage auf den zweiten Teilraum 28 zu verschoben. Das Volumen des ersten Teilraums 26 nimmt auf Kosten des Volumens des zweiten Teilraums 28 zu, dessen Volumen abnimmt. Aufgrund des blockierten Luftzulaufs 18 kann die Luft nicht entweichen und wird komprimiert.
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Es wird solange Flüssigkeit in den ersten Teilraum 26 gefördert, bis der Kolben 24 seine Endlage 52 einnimmt. Der erste Teilraum 26 hat sein maximales Volumen erreicht, wogegen das Volumen des zweiten Teilraums 28 minimal ist.
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Dagegen ist das Volumen des ersten Teilraums 26 minimal, sofern sich der Kolben 24 in seiner Ruhelage befindet. Das Volumen des zweiten Teilraums 28 hat sein Maximum erreicht.
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Nähert sich der Kolben 24 der Endlage 52, gibt er den im ersten Teilraum 26 befindlichen Abfluss 36 frei. Die Flüssigkeit fließt über den Abfluss 36 aus dem ersten Teilraum 26 und wird von einer Düse 46 auf die Linse 12‘ gespritzt.
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Solange die Pumpe 50 aktiviert ist, fördert diese Flüssigkeit und die Linse 12‘ wird besprüht und gereinigt. Um eine intensivere Reinigung der Linse 12‘ zu erreichen, kann die Förderleistung der Pumpe 50 und damit der Durchfluss der Flüssigkeit erhöht werden.
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Um den Reinigungsvorgang zu beenden, wird die Pumpe 50 abgeschaltet.
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Die unter Druck befindliche Flüssigkeit gleicht nun Druckunterschiede im Flüssigkeitszulauf 16 solange aus und wird durch die Düse 46 auf die Linse 12‘ gespritzt, bis der Druck zusammenbricht.
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Bei zusammenbrechendem Druck im Flüssigkeitszulauf 16 wird einerseits der Kolben 24 durch die Rückstellkraft der Feder 30 von der Endlage 52 auf seine Ruhelage hin zubewegt. Der Kolben 24 verschließt den Abfluss 36 und stoppt die Flüssigkeitszufuhr zur Düse 46. Es wird keine Flüssigkeit mehr auf die Linse 12‘ gespritzt. Da der Kolben 24 nur langsam in seine Ruhelage zurückgeführt wird, bleibt die Luft in Teilen des Luftzulaufs 18 komprimiert bzw. entspannt nur langsam, so dass der Luftdruck nur geringfügig abnimmt.
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Bei zusammenbrechendem Druck wird andererseits der blockierte Luftzulauf 18 wieder freigegeben. Die komprimierte Luft expandiert schlagartig und entweicht über die an der Zuführleitung 44 befindliche Düse 46. Die entweichende Luft strömt auf die Linse 12‘ und trocknet diese.
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Nachdem die komprimierte Luft aus dem Luftzulauf 16 entwichen ist, wird durch den weiter in seine Ruhelage zurückgeführten Kolben 24 ein Unterdruck im Luftzulauf 18 erzeugt. Der Unterdruck saugt Luft durch die Zuführleitung 44 und den Auslass 56 in den zweiten Teilraum 28.
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Die Volumenänderung des einen Zulaufs 16, 18 ist zu einer gegenläufigen Volumenänderung des anderen Zulaufs korreliert 18, 16.
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Die Pumpe 50 fördert direkt die Flüssigkeit im Flüssigkeitszulauf 16 und indirekt auch die Luft im Luftzulauf 18. Dadurch und durch eine nicht benötigte Luftpumpe wird vorteilhafter Weise nur eine Leitung von der Pumpe 50 zur Reinigungsvorrichtung 10 benötigt, wodurch ein geringer Bauraum erforderlich ist.
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Anstelle einer Linse 12‘ kann die optisch transparente Abdeckung 12 eine plane oder auch eine gekrümmte Glasplatte sein, hinter der die Kamera 14 angeordnet ist. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass die Kamera 14 vor Umwelteinflüssen geschützt ist.
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Das Steuergerät kann sehr einfach ausgeführt sein. Es braucht nur die Aktivierung und Deaktivierung der die Flüssigkeit fördernden Pumpe 50 gesteuert werden. Die Kopplung mit der Förderung der Luft geschieht rein mechanisch.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reinigungsvorrichtung
- 12
- Abdeckung
- 12‘
- Linse
- 14
- Kamera
- 16
- Flüssigkeitszulauf
- 18
- Luftzulauf
- 22
- Zylinder
- 24
- Kolben
- 26
- erster Teilraum
- 28
- zweiter Teilraum
- 30
- Rückstellelement
- 32
- Einlassventil
- 34
- Zufluss
- 36
- Abfluss
- 38
- Mittel zum Blockieren
- 38‘
- Ventil
- 40
- Teilabschnitt des Flüssigkeitszulaufs
- 42
- Teilabschnitt des Luftzulaufs
- 44
- Zuführleitung
- 46
- Düse
- 48
- Element mit reduziertem Querschnitt
- 50
- Pumpe
- 52
- Endlage
- 54
- Reservoir
- 56
- Auslass
- 60
- Abzweig
