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Die Erfindung bezieht sich auf einen druckbetätigten Verteiler für ein Fahrzeugwaschsystem, insbesondere für ein Scheibenwaschsystem, das eine Reinigungsfluidquelle und mindestens zwei Verbraucher des Reinigungsfluids umfasst.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Fahrzeugwaschsystem, das eine Reinigungsfluidquelle, mindestens zwei Verbraucher, die aus einer Gruppe von Geräten gewählt sind, wobei die Gruppe eine Scheinwerferwaschvorrichtung, eine Heckscheibenwaschvorrichtung, eine Windschutzscheibenwaschvorrichtung, eine Frontkamerawaschvorrichtung, eine Heckkamerawaschvorrichtung, eine Seitenkamera Waschvorrichtung, eine Surroundkamerawaschvorrichtung und eine Sensorreinigungsvorrichtung umfasst, umfasst und weiterhin Zufuhrleitungen von der Reinigungsfluidquelle zu mindestens zwei der Verbraucher umfasst.
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Moderne Scheibenwaschsysteme für Personenkraftwagen umfassen, normalerweise zwei oder mehr Reinigungsfluidverbraucher, da Personenkraftwagen normalerweise nicht nur Windschutzscheibenreinigungssysteme, sondern auch Heckscheibenreinigungssysteme und Scheinwerferreinigungssysteme sowie Reinigungssysteme für Heckkameras, Frontkamera und andere an Bord befindliche Sensoren des Fahrzeugs umfassen. All diese Reinigungssysteme verwenden ein Reinigungsfluid, vorzugsweise eine Reinigungsflüssigkeit, zur Durchführung der Reinigung. Die Reinigungsflüssigkeit wird normalerweise von einer gemeinsamen Reinigungsflüssigkeitsquelle zugeführt. Eine Reinigungsfluidquelle kann beispielsweise ein Reinigungsfluid-/Waschfluid-Tank sein, von dem den Verbrauchern Reinigungsfluid über eine Reinigungsfluidpumpe und ein Zufuhrleitungssystem zugeführt wird.
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Das allgemeine Konzept der Zufuhr eines Reinigungsfluids zu verschiedenen Zielen von einer Quelle mit einer einzigen Reinigungsfluidpumpe ist in der Technik allgemein bekannt, beispielsweise aus der Patentveröffentlichung
US7240682. Das in diesem Dokument offenbarte System umfasst eine Waschfluidpumpe für Scheiben- und/oder Scheinwerferreinigungsanlagen, wobei das Pumpengehäuse mindestens zwei selektiv betreibbare Auslässe aufweist und das Pumpenrad der Pumpe axial verschiebbar ist. Ein erster oder ein zweiter Auslass kann selektiv mit Druck beaufschlagt werden. Das Umschalten wird durch Umkehren der Drehrichtung des Elektromotors der Pumpe erzielt. Dieses Konzept ist lediglich auf eine begrenzte Anzahl an Verbrauchern/Zielen anwendbar. Dieses Konzept erfordert darüber hinaus eine elektronische Steuerung der Drehrichtung der Pumpe. Eine Alternative zu dieser Lösung wäre einfach die Bereitstellung eines Solenoidventils, das elektromagnetische Umschaltmittel zum Öffnen und Schließen verschiedener Fluiddurchgänge zum selektiven Zuführen von Reinigungsfluid zu einem gewissen Ziel/Gerät/Verbraucher verwendet.
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Auf die Begriffe „Ziel“, „Verbraucher“ und „Gerät“ wird im Folgenden synonym Bezug genommen. Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung werden derartige Verbraucher entweder als Waschdüse oder hydraulischer oder sogar pneumatischer Antrieb für ein druckbetätigtes Reinigungssystem für einen Sensor, eine Kameralinse oder eine Scheibe oder eine beliebige andere Fläche des Fahrzeugs, die einer Reinigung bedarf, betrachtet.
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Diese Vorrichtungen auf dem Gebiet nutzen das Reinigungsfluid nicht nur zur Reinigung selbst, sondern auch zum Antrieb beweglicher Teile des Scheibenwaschsystems.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit allgemein in der Bereitstellung eines druckbetätigten Verteilers für ein Fahrzeugwaschsystem, der eine individuelle Steuerung jedes Verbrauchers gestattet und der keine Reinigungsfluidverschwendung oder keinen Druckabfall aufgrund des gleichzeitigen Betreibens von zwei Geräten erzeugt.
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Die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung soll klein und einfach sein, im Gegensatz zu beispielsweise Solenoidventilen, die relativ teuer sind und komplizierte Schaltungen erfordern.
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Darüber hinaus besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Fahrzeugwaschsystems mit einem einfachen druckbetätigten Verteiler zur einfachen Zufuhr von Reinigungsfluid von einer einzigen Reinigungsfluidquelle zu verschiedenen Geräten.
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Diese und andere Aufgaben werden durch den Gegenstand, der durch die unabhängigen Ansprüche definiert wird, erzielt. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die abhängigen Ansprüche abgedeckt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein druckbetätigter Verteiler für ein Fahrzeugwaschsystem bereitgestellt, das eine Reinigungsfluidquelle und mindestens zwei Verbraucher des Reinigungsfluids umfasst, wobei der Verteiler einen Fluideintrittskanal, einen ersten und einen zweiten Fluidaustrittskanal und mindestens ein erstes Ventil zum Steuern des ersten und/oder des zweiten Fluidaustrittskanals umfasst, wobei das erste Ventil dahingehend durch den auf einen ersten Ventilkörper wirkenden Fluiddruck betätigbar ist, dass der erste Ventilkörper einen ersten des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals bei einem erhöhten zweiten Fluiddruck schließt, wobei der erste des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals bei einem ersten Fluiddruck vollständig geöffnet ist, wobei der erste Fluiddruck unter dem zweiten erhöhten Fluiddruck liegt.
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Im Grunde genommen besteht das Konzept der Erfindung in der Bereitstellung eines Splitterventilverteilers, der einfach durch den Druck des Reinigungsfluids betreibbar ist, so dass der druckbetätigte Verteiler umschaltet, wenn ein anderer Druck durch eine Reinigungsfluidpumpe angelegt wird. Beispielsweise kann ein erhöhter zweiter Fluiddruck einfach dann auftreten, wenn ein Düsenträger für eine Reinigungsfluiddüse, der durch den Druck des Reinigungsfluids hydraulisch ausfahrbar ist, eine Hubendeposition erreicht, wodurch dann ein Druckanstieg bewirkt wird. Alternativ dazu kann eine Reinigungsfluidpumpe vorgesehen sein, die von einem ersten Fluiddruck zu einem zweiten erhöhten Fluiddruck umgeschaltet werden kann.
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Der druckbetätigte Verteiler gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise lediglich durch das mit Druck beaufschlagte Reinigungsfluid umgeschaltet/betrieben und erfordert keinerlei elektrische Schaltungen oder elektrisch betriebene Ventilkörper.
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Gemäß der Erfindung gibt es mindestens einen Fluidaustrittskanal, der normalerweise bei niedrigem Druck vollständig geöffnet ist und der bei einem erhöhten Druck geschlossen wird, so dass der Verteiler das Reinigungsfluid stattdessen zu einem anderen Verbraucher leitet.
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Vorteilhafterweise umfasst der druckbetätigte Verteiler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein zweites Ventil zum Steuern des zweiten Fluidaustrittskanals, wobei das zweite Ventil dahingehend durch den auf einen zweiten Ventilkörper wirkenden Fluiddruck betreibbar ist, dass der zweite Ventilkörper den zweiten Fluidaustrittskanal bei dem zweiten erhöhten Fluiddruck öffnet, wobei der zweite Fluidaustrittskanal bei dem ersten Fluiddruck vorzugsweise vollständig geschlossen ist. Eine derartige Ausführungsform kann beispielsweise zusätzlich ein normales Rückschlagventil, das bei einem ersten geringeren Fluiddruck normalerweise geschlossen ist, und das erste Ventil gemäß der Erfindung, das bei einem geringeren ersten Fluiddruck normalerweise geöffnet ist und das bei Zunahme des Fluiddrucks schließt, umfassen.
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Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass das Umschalten nicht unmittelbar erfolgt. Normalerweise schließt der erste Ventilkörper bei zunehmendem Druck den ersten des ersten und des zweiten Fluidaustritts, während der Druck zunimmt, und gleichzeitig öffnet sich der zweite Ventilkörper stetig, während der Druck zunimmt. Einem Fachmann sollte klar sein, dass zwischen dem Schließen des ersten Austrittskanals und dem Öffnen des zweiten Auslasskanals eine gewisse Hysterese auftritt.
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Der druckbetätigte Verteiler gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann einen einfachen Y-Verbinder mit einem normalerweise geschlossenen ersten Ventil und einem normalerweise geöffneten zweiten Ventil umfassen. Normalerweise bedeutet bei einem ersten Druck, der unter dem zweiten erhöhten Druck liegt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des druckbetätigten Verteilers gemäß der vorliegenden Erfindung ist das erste Ventil auch zum Steuern des zweiten Fluidaustrittskanals bereitgestellt, wobei der erste Ventilkörper den zweiten Fluidaustrittskanal bei einem zweiten erhöhten Fluiddruck öffnet, wobei der zweite Fluidaustrittskanal vorzugsweise bei dem ersten Fluiddruck vollständig geschlossen ist.
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Anders ausgedrückt umfasst die vorliegende Ausführungsform lediglich einen Ventilkörper, der abwechselnd beide Fluidaustrittskanäle steuert. Bei dieser Variante des druckbetätigten Verteilers schließt der erste Ventilkörper den ersten des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals, während er zugleich den zweiten des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals öffnet.
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Der erste Ventilkörper kann beispielsweise einen federvorbelasteten Kolben umfassen, der in einem Kolbengehäuse zwischen einer ersten und einer zweiten Position verschiebbar angeordnet ist, wobei der Kolben einen Strömungsdurchgang für das Reinigungsfluid umfasst, wobei sich der Strömungsdurchgang durch den Kolben hindurch erstreckt, wobei der Kolben in der ersten Position den zweiten Fluidaustrittskanal schließt und wobei der Kolben in der zweiten Position den ersten Fluidaustrittskanal schließt. Der Kolben kann beispielsweise einfach in Form eines zylinderförmigen Teils vorliegen, das in einem zylinderförmigen Kolbengehäuse vor- und zurückbewegbar ist.
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Der Strömungsdurchgang kann sich beispielsweise von einem Ende zum anderen durch den Kolben hindurch erstrecken, so dass an einer Vorderseite des Kolbens eine hydraulisch wirksame Fläche verbleibt, die zu dem Fluideintrittskanal weist und auf der das Reinigungsfluid dahingehend wirken kann, den Kolben entgegen der Federkraft einer Feder in die zweite Position zu drücken. Bei dem ersten Druck tritt das Reinigungsfluid über den Fluideintrittskanal in das Kolbengehäuse ein und das Reinigungsfluid strömt durch den Strömungsdurchgang in dem Kolben. Der Strömungsdurchgang in dem Kolben weist einen gewissen Strömungswiderstand auf, der bei Ansteigen des Drucks von dem ersten Druck auf den zweiten erhöhten Druck zunimmt. Die Hydraulikkraft des mit Druck beaufschlagten Fluids wirkt immer mehr auf die Vorderseite des Kolbens und drückt den Kolben entgegen der Federkraft der Feder, so dass sich der Kolben aus der ersten Position in die zweite Position bewegt. In der ersten Position bedeckt/dichtet der Kolben den ersten Fluidaustrittskanal ab, und in der zweiten Position dichtet der Kolben den zweiten Fluidaustrittskanal ab.
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Dies ist eine sehr einfache und wirkungsvolle Konfiguration, die ganz einfach lediglich durch die Wirkung des mit Druck beaufschlagten Reinigungsfluids betreibbar ist.
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Bei noch einer weiteren Variante des druckbetriebenen Verteilers gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Ventilkörper eine flexible und elastische Membran, die sich in einem Verteilergehäuse erstreckt und eine Dichtungsfläche auf jeder Seite aufweist, wobei die Membran durch den Druck des Reinigungsfluids aus einer ersten nicht durchgebogenen Stellung in eine zweite durchgebogene Stellung durchbiegbar ist, wobei die Membran in der ersten nicht durchgebogenen Stellung den zweiten Fluidaustrittskanal schließt und in der zweiten durchgebogenen Stellung den ersten Fluidaustrittskanal schließt und wobei die Membran mindestens einen Strömungsdurchgang dort hindurch umfasst.
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Die Membran kann einfach in Form einer aus Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk, EPDM oder dergleichen hergestellten Scheibe vorliegen. Die Membran kann becherförmig sein und kann mit einem umfangsmäßigen Befestigungsflansch versehen sein, während die Membran auf jeder Seite Dichtungsflächen zum Eingriff mit einem ersten Dichtungssitz des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals definiert. Vorzugsweise ist die Membran bei Einwirkung des Fluiddrucks bezüglich des Befestigungsflanschs verschiebbar, wenn der Befestigungsflansch in das Verteilergehäuse geklemmt oder anderweitig darin fixiert ist. Die Membran kann sich derart in dem Verteilergehäuse erstrecken, dass sie das Verteilergehäuse in eine obere Verteilergehäusekammer und eine untere Verteilergehäusekammer unterteilt.
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Die Membran kann derart konstruiert sein, dass eine Dichtungsfläche auf einer Seite der Membran gegen einen Dichtungssitz des zweiten Fluidaustrittskanals vorgespannt ist. Sobald der Druck des Reinigungsfluids steigt, löst sich die Dichtungsfläche von dem Dichtungssitz des zweiten Fluidaustrittskanals und die Dichtungsfläche auf der gegenüberliegenden Seite der Membran gelangt mit einer Dichtungsfläche des ersten Fluidaustrittskanals in Eingriff.
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Sobald der Druck wieder fällt kann die Membran durch die in ihrem Material gespeicherten Zugkräfte, d.h. ohne Unterstützung durch eine Feder, in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Vorzugsweise wird die Membran jedoch durch eine Feder, die die Membran in die erste nicht durchgebogene Stellung vorspannt, federvorbelastet.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugwaschsystem, insbesondere für einen Pkw, bereitgestellt, das eine Reinigungsfluidquelle, mindestens zwei Verbraucher, die aus einer Gruppe von Geräten gewählt sind, die eine Scheinwerferwaschvorrichtung, eine Heckscheibenwaschvorrichtung, eine Windschutzscheibenwaschvorrichtung, eine Frontkamerawaschvorrichtung, eine Heckkamerawaschvorrichtung, eine Seitenkamerawaschvorrichtung, eine Surroundkamerawaschvorrichtung und eine Sensorreinigungsvorrichtung umfasst, umfasst und weiterhin Zufuhrleitungen von der Reinigungsfluidquelle zu mindestens zwei der Verbraucher, einen durch Druck umschaltbaren Verteiler zum selektiven Zuführen eines Reinigungsfluids von der Reinigungsfluidquelle zu einem der Verbraucher umfasst, wobei der Verteiler einen Fluideintrittskanal, einen ersten und einen zweiten Fluidaustrittskanal und mindestens ein erstes Ventil zum Steuern des ersten und/oder des zweiten Fluidaustrittskanals umfasst, wobei das erste Ventil dahingehend durch den auf einen ersten Ventilkörper wirkenden Fluiddruck betätigbar ist, dass der erste Ventilkörper einen ersten des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals bei einem erhöhten zweiten Fluiddruck schließt, wobei der erste des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals bei einem ersten Fluiddruck vollständig geöffnet ist, wobei der erste Fluiddruck unter dem zweiten erhöhten Fluiddruck liegt.
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Das Fahrzeugwaschsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren eine elektrisch angetriebene Reinigungsfluidpumpe umfassen. Eine Reinigungsfluidquelle kann einen oder mehrere Reinigungsfluidtanks umfassen.
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Eine Fahrzeugwaschvorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung kann ein oder mehrere Fluiddüsen sowie hydraulisch angetriebene Mittel zum Bewegen der Düsen aus einer Ruhestellung in eine Reinigungsstellung unter Verwendung des Drucks des Reinigungsfluids umfassen. Das Fahrzeugwaschsystem kann eine Scheibenwaschvorrichtung, eine Kamerawaschvorrichtung, eine Sensorwaschvorrichtung, eine Scheinwerferreinigungsvorrichtung oder eine Windschutzscheibenreinigungsvorrichtung sein.
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Eine Scheinwerferreinigungsvorrichtung kann beispielsweise sogenannte „ausfahrbare Düsen“ umfassen, die auf einem Düsenträger angeordnet sind, der aus einer eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position und zurück in die eingefahrene Position bewegbar ist.
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Das Fahrzeugwaschsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann einfach eine Zufuhrleitungsverzweigung, beispielsweise einen sogenannten „Y-Verbinder“ mit einem ersten und einem zweiten Ventil, umfassen, wobei das erste Ventil bei einem ersten Fluiddruck geöffnet ist, wobei das zweite Ventil vorzugsweise bei dem ersten Fluiddruck vollständig geschlossen ist. Alternativ dazu kann das Scheibenwaschsystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen druckbetätigten Verteiler umfassen, der lediglich einen einzigen Ventilkörper, der sowohl dem ersten als auch dem zweiten Fluidaustrittskanal zugeordnet ist, umfasst, der dazu in der Lage ist, entweder den einen oder den anderen Fluidaustrittskanal selektiv zu schließen und zu öffnen. Solch ein druckbetätigter Verteiler kann in Form eines Wechselventils vorliegen, das einen Ventilkörper umfasst, der zwischen verschiedenen Stellungen hin- und herbewegbar ist und der in einer ersten Stellung den ersten Fluidaustrittskanal schließt und in der zweiten Stellung den zweiten Fluidaustrittskanal schließt.
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Als eine Alternative zu einer derartigen Konstruktion kann der Ventilkörper in Form eines nachgiebigen und elastischen membranartigen Dichtungselements vorliegen.
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Die lediglich einen einzigen Ventilkörper einsetzenden Ausführungsformen haben gemein, dass der Ventilkörper mindestens einen sich dort hindurch erstreckenden Strömungsdurchgang umfasst, so dass das Reinigungsfluid durch den Strömungsdurchgang strömen kann und der Ventilkörper durch den ansteigenden Druck des Reinigungsfluids aufgrund dessen, dass der Strömungswiderstand in dem Strömungsdurchgang mit dem ansteigenden Fluiddruck proportional ansteigt, bewegt werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1a) bis 1c) lediglich schematische Skizzen eines ersten Konzepts eines druckbetätigten Verteilers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen,
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2a) bis 2d) schematische Skizzen des ersten und des zweiten Ventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
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3a) und 3b) einen druckbetätigten Verteiler gemäß der vorliegenden Erfindung in Form eines Wechselventils zeigen,
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4a) und 4b) schematische Skizzen eines druckbetätigten Verteilers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem membranartigen Ventilkörper zeigen,
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5 einen Querschnitt durch die Membran des druckbetätigten Verteilers zeigt und
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6 eine isometrische Ansicht der Membran zeigt.
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Mit Bezug auf 1a) bis 1c) sind diese Figuren Skizzen des hydraulischen Arbeitsprinzips eines druckbetätigten Verteilers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Der druckbetätigte Verteiler 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einfach als ein Y-Verbinder konstruiert sein, der in der Zufuhrleitung von einer Reinigungsfluidpumpe zu einer Heckscheibenwaschanlage und zu einer Heckkamera angeordnet ist. Der Verteiler 1 umfasst einen Fluideintrittskanal 2, einen ersten Fluidaustrittskanal 3 und einen zweiten Fluidaustrittskanal 4. In dem Schema gemäß 1a ist der erste Austrittskanal 3 eines Verteilers 1 geöffnet, wohingegen der zweite Fluidaustrittskanal 4 geschlossen ist. 1a zeigt den Zustand des Verteilers 1 bei relativ geringem Druck, der von der Reinigungsfluidpumpe (nicht gezeigt) zu dem Fluideintrittskanal 2 zugeführt wird.
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Der Pfeil in dem ersten Austrittskanal 3 gibt an, dass dieser Fluidaustrittskanal geöffnet ist, wohingegen die Querlinie in dem zweiten Fluidaustrittskanal 4 angibt, dass der zweite Fluidaustrittskanal 4 in dem in 1A gezeigten Zustand geschlossen ist.
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Wie im Folgenden mit Bezug auf 2 erläutert wird, ist in dem ersten Austrittskanal 3 ein erstes Ventil 5 angeordnet, dass bei relativ geringem Druck des Reinigungsfluids geöffnet ist, ist in dem zweiten Fluidaustrittskanal 4 ein zweites Ventil 6 angeordnet, das als ein herkömmliches Rückschlagventil konstruiert ist und das bei einem relativ geringen Druck des Reinigungsfluids geschlossen ist. Bei Anstieg des Drucks des dem Fluideintrittskanal 2 zugeführten Reinigungsfluids schließt der erste Fluidaustrittskanal 3. Steigt der Druck des zugeführten Reinigungsfluids weiter, öffnet sich der zweite Fluidaustrittskanal.
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1B zeigt den Zwischenzustand, in dem der erste Fluidaustrittskanal 3 gerade geschlossen wurde und der zweite Fluidaustrittskanal 4 noch nicht geöffnet wurde.
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1c zeigt den Zustand, in dem der erste Fluidaustrittskanal 3 vollständig geschlossen ist und der zweite Fluidaustrittskanal 4 vollständig geöffnet ist. Der erste Fluidaustrittskanal 3 kann beispielsweise mit einer Heckscheibenwaschanlagendüse verbunden sein, wohingegen der zweite Austrittskanal 4 mit einer Heckkamerareinigungsdüse eines Pkw verbunden sein kann. Beispielsweise kann ein Reinigungszyklus der Heckscheibe des Pkw durch den Fahrer/Bediener des Pkw manuell eingeleitet werden. Nach dem Durchführen des Reinigungszyklus der Heckscheibe kann die Reinigungsfluidpumpe automatisch zu einer höheren Druckabgabe wechseln, wodurch bewirkt wird, dass der erste Fluidaustrittskanal 3 geschlossen und der zweite Fluidaustrittskanal 4 geöffnet wird, so dass als nächster Schritt das Reinigen der Heckkamera für das Fahrzeug durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann eine einfache 2/3-Splitterventilanordnung mit zwei verschiedenen Ventilen erhalten werden. Die Konstruktion des ersten Ventils 5 in dem ersten Fluidaustrittskanal und des zweiten Ventils 6 in dem zweiten Fluidaustrittskanal 4 kann relativ einfach sein.
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Dies wird insbesondere in 2a) und 2d) gezeigt. 2a) und 2b) zeigen das Arbeitsprinzip des zweiten Ventils 6, dass als ein herkömmliches Rückschlagventil konstruiert ist, das bei einem relativ geringen Druck des Reinigungsfluids geschlossen ist. 2a) zeigt den geschlossenen Zustand des zweiten Ventils 6, 2b) zeigt den geöffneten Zustand des zweiten Ventils 6.
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Das erste Ventil 5 gemäß der Darstellung in 2c) und 2d) umfasst einen ersten Ventilkörper 7, der in seiner Ausgangsstellung durch den Druck einer Feder 9 von einem Ventilsitz 8 angehoben ist. Der Ventilkörper 7 ist als ein einfacher Stopfen konstruiert, der durch das mit Druck beaufschlagte Reinigungsfluid zu dem Ventilsitz 8 gedrückt wird und dann den ersten Fluidaustrittskanal 3 schließt, wie dies in 2d) gezeigt wird. Der erste Ventilkörper 7 ist auf dieser Seite des Ventilsitzes 8 stromaufwärts weisend angeordnet.
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Für einen Fachmann ist verständlich, dass der erste Ventilkörper 7 allgemein eine Membran oder eine Klappe sein könnte und dann keine Feder erforderlich wäre.
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Das zweite Ventil 6 gemäß der Darstellung in 2a) und 2b) ist als ein einfaches Rückschlagventil konstruiert, das einen zweiten Ventilkörper 10 umfasst, der auch als ein Stopfen konstruiert ist, der durch eine Feder 9 in einen Ventilsitz 8 gedrückt wird. Der zweite Ventilkörper 10 ist stromabwärts bezüglich des Ventilsitzes 8 angeordnet.
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Eine weitere Ausführungsform des druckbetätigten Verteilers gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 3a) und 3b) gezeigt. Die Konstruktion des Verteilers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 3 gezeigt wird, verwendet lediglich einen Ventilkörper 7 zum Steuern des ersten und des zweiten Fluidaustrittskanals 3 und 4. Der Ventilkörper ist als ein federvorbelasteter Kolben 11 konstruiert, der in einem Kolbengehäuse 12 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 11 ist zwischen einer ersten Position, die in 3a) gezeigt wird, und einer zweiten Position, die in 3b) gezeigt wird, hin- und herbewegbar. Der Kolben umfasst einen Strömungsdurchgang 13, der sich von einem Ende zum anderen durch den Kolben 11 hindurch erstreckt, was bedeutet, dass Reinigungsfluid von einer stromaufwärtigen Frontseite des Kolbens 11 in den Strömungsdurchgang 13 eintreten und an der stromabwärtigen Frontseite des Kolbens 11 austreten kann.
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Die Strömungsrichtung des Reinigungsfluids wird in den Zeichnungen durch Pfeile angegeben.
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Mit Bezug auf 3a) zeigt 3a) den Kolben 11 in seiner ersten Stellung, in der der Fluiddruck des Reinigungsfluids relativ gering ist. In dieser Position dichtet ab/verschließt der Kolben 11 den zweiten Fluidaustrittskanal 4, wohingegen der erste Fluidaustrittskanal 3 geöffnet ist.
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Für einen Fachmann ist verständlich, dass der druckbetätigte Verteiler 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen oder einige erste Fluidaustrittskanäle und einen oder einige zweite Fluidaustrittskanäle umfassen kann.
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Das Reinigungsfluid kann an der stromaufwärtigen Seite des Kolbens 11 in den Strömungsdurchgang 13 eintreten und kann an der stromabwärtigen Seite des Kolbens 11 aus dem Strömungsdurchgang 13 austreten. Die Breite des Strömungskanals weist einen gewissen Strömungswiderstand auf. Bei Anstieg des Drucks des Reinigungsfluids wirkt dieser Druck auf die stromaufwärtige Frontseite des Kolbens 11 und drückt den Kolben 11 entgegen der Vorspannkraft der Feder 9 nach unten, so dass der Kolben 11 (siehe 3b) den ersten Fluidaustrittskanal 3 schließt und den zweiten Fluidaustrittskanal 4 öffnet.
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Eine dritte Ausführungsform des druckbetätigten Verteilers gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 4 und 5 erläutert. 4 zeigt ein Arbeitsprinzip des membranartigen Verteilers 1 gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich schematisch. Einige Teile werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Der druckbetätigte Verteiler 1 gemäß 4 umfasst ein Verteilergehäuse 14 mit einem ersten und einem zweiten Fluidaustrittskanal 3 und 4 und einen Fluideintrittskanal 2. Die Fluidaustrittskanäle in der Skizze gemäß 4 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Verteilergehäuses 14 angeordnet, jedoch wird dies nicht als maßgeblich für die Erfindung angesehen.
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In dem Verteilergehäuse 14 ist eine flexible und elastische Membran 15 angeordnet, die sich derart in dem Verteilergehäuse 14 erstreckt, dass das Verteilergehäuse 14 in einen oberen und einen unteren Teil unterteilt wird. Die Membran 15 umfasst eine Dichtungsfläche 16a), 16b) auf jeder Seite.
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Die Membran 15 wird durch eine Feder 9 in ihre erste Stellung, die in 4) gezeigt wird, gedrückt, in der sie den zweiten Fluidaustrittskanal 4 schließt.
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Wie aus 5a) bis 5b) ersichtlich ist, weist die Membran 15 einige Strömungsdurchgänge 13 auf, die sich durch die Membran 15 hindurch erstrecken und umfangsmäßig zu den Dichtungsflächen 16a), b) angeordnet sind. In dem in 4a) gezeigten Zustand der Membran 15 kann Reinigungsfluid über den Fluideintrittskanal 2 in das Verteilergehäuse 14 eindringen und durch die Strömungskanäle 13 zu dem geöffneten ersten Fluidaustrittskanal 3 hin strömen. Bei Anstieg des Fluiddrucks auf einen erhöhten zweiten Fluiddruck wird die Membran 15 aus der ersten nicht durchgebogenen Stellung, die in 4a) gezeigt wird, in eine zweite durchgebogenen Stellung, die in 4b) gezeigt wird, durchgebogen, in der die untere Dichtungsfläche 16b) an einem Ventilsitz 8 des ersten Fluidaustrittskanals 3 anliegt und den ersten Fluidaustrittskanal 3 abdichtet/schließt, wohingegen die gegenüberliegende Dichtungsfläche 16 von dem Ventilsitz 8 des zweiten Fluidaustrittskanals 4 gelöst wird, so dass das Reinigungsfluid durch den zweiten Fluidaustrittskanal 4 abgelassen werden kann. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform wird die Membran 15 durch die Feder 9 in ihrer nicht durchgebogenen Stellung gehalten, jedoch ist für einen Fachmann verständlich, dass eine derartige Feder 9 nicht notwendigerweise vorliegen muss, da die Hin-und-Herbewegung der Membran 15 lediglich durch in dem elastischen Material der Membran 15 gespeicherte Zugkräfte erzielt werden kann.
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Die Konstruktion der Membran 15 kann 5 entnommen werden. Die Membran 15 umfasst einen umfangsmäßigen Befestigungsflansch 17, der in das Verteilergehäuse 14 geklemmt sein kann. Darüber hinaus umfasst die Membran 15 einen scheibenförmigen Hauptkörper, der den Ventilkörper bildet und der durch einen Umfangssteg 18 mit dem Befestigungsflansch verbunden ist. Der Steg ist mit Ausnahme von Strömungskanälen 13, die sich durch den Teil des Stegs 18 erstrecken, der dem scheibenförmigen Körper am nächsten liegt, durchgängig. Der scheibenförmigen Körper bildet auf jeder Seite eine Dichtungsfläche 16a, b, wie mit Bezug auf 4 beschrieben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verteiler
- 2
- Fluideintrittskanal
- 3
- Erster Fluidaustrittskanal
- 4
- Zweiter Fluidaustrittskanal
- 5
- Erstes Ventil
- 6
- Zweites Ventil
- 7
- Erster Ventilkörper
- 8
- Ventilsitz
- 9
- Feder
- 10
- Zweiter Ventilkörper
- 11
- Kolben
- 12
- Kolbengehäuse
- 13
- Strömungsdurchgang
- 14
- Verteilergehäuse
- 15
- Membran
- 16a, b
- Dichtungsfläche
- 17
- Befestigungsflansch
- 18
- Steg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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