DE102016218432A1

DE102016218432A1 - Druckbetätigtes Sperrventil und Fluidverteilungssystem, das solch ein druckbetätigtes Sperrventil umfasst

Info

Publication number: DE102016218432A1
Application number: DE102016218432.6A
Authority: DE
Inventors: Martyn Jenkins
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-03-29
Also published as: US11143319B2; WO2018054689A1; CN109983265A; JP2019530833A; US20190277412A1; EP3516276B1; CN109983265B; JP2021006745A; EP3516276A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein druckbetätigtes Sperrventil für ein Fahrzeugfluidverteilungssystem, das mindestens ein Ventilgehäuse (2), eine durch das Ventilgehäuse (2) umschlossene Ventilkammer (3), mindestens einen ersten Fluideingangsdurchgang (5), mindestens einen ersten Fluidausgangsdurchgang (6a), mindestens einen ersten Fluideinlasskanal (7), der in die Ventilkammer (3) mündet, mindestens einen ersten Fluidauslasskanal (8), der in die Ventilkammer (3) mündet, mindestens einen ersten Ventilkörper, der verschiebbar in der Ventilkammer (3) angeordnet ist, umfasst, wobei der Ventilkörper gegen den Ventilsitz (10) geschlossen gehalten wird und durch den Fluiddruck, der in dem Einlasskanal (7) bereitgestellt wird und auf den Ventilkörper wirkt, wodurch der Ventilkörper von den Ventilsitz (10) gehoben wird, betätigbar ist, wobei ein mechanischer Anschlag, der den Ventilkörper bei Aktivierung selektiv sperrt oder entsperrt, vorgesehen ist. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Fluidzufuhrvorrichtung, die solch ein druckbetätigtes Sperrventil verwendet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein druckbetätigtes Sperrventil für ein Fahrzeugfluidverteilungssystem, das mindestens ein Ventilgehäuse, eine durch das Ventilgehäuse umschlossene Ventilkammer, mindestens einen ersten Fluideingangsdurchgang, mindestens einen ersten Fluidausgangsdurchgang, mindestens einen ersten Fluideinlasskanal, der in die Ventilkammer mündet, mindestens einen ersten Fluidauslasskanal, der in die Ventilkammer mündet, mindestens einen ersten Ventilkörper, der verschiebbar in der Ventilkammer angeordnet ist, umfasst, wobei der Ventilkörper gegen einen Ventilsitz geschlossen gehalten wird und durch den Fluiddruck, der in dem Einlasskanal bereitgestellt wird und auf den Ventilkörper wirkt, wodurch der Ventilkörper bei Druckbeaufschlagung von den Ventilsitz gehoben wird, betätigbar ist.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Fluidverteilungsvorrichtung, die eine Fluidpumpe, eine erste Förderleitung, mehrere Fluidzufuhrleitungen zu einer Vielzahl von Fluidverbrauchern und ein druckbetätigtes Ventil umfasst.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Fahrzeugwaschsystem mit mehreren Verbrauchern.
Moderne Scheibenwaschsysteme für Personenkraftwagen umfassen normalerweise zwei oder mehr Reinigungsfluidverbraucher, da normale Personenkraftwagen nicht nur Windschutzscheibenreinigungssysteme, sondern auch Heckscheibenreinigungssysteme und Scheinwerferreinigungssysteme sowie Reinigungssysteme für verschiedene Kameras und verschiedene andere Sensoren des Fahrzeugs umfassen. Die Anzahl an Flächen, die während des Fahrzeugsbetriebs eine Reinigung durch ein Fahrzeugwaschsystem erfordern, hat in den letzten Jahren zugenommen und nimmt weiterhin zu. Mit der Entwicklung autonomer Fahrzeuge erfordern noch mehr Kamera- und Sensorflächen eine Reinigung.
Das Hinzufügen von Pumpen und Fluidbehältern zu den Waschsystemen hat die Nachteile von zusätzlichem Gewicht, zusätzlichen Kosten, zusätzlicher Komplexität und erheblichem Platzbedarf im Fahrzeug.
Somit ist es höchst erstrebenswert, lediglich eine Reinigungsfluidquelle und eine Reinigungsfluidpumpe zur selektiven Zufuhr von Reinigungsfluid zu mehreren Verbrauchern zu haben. Eine Reinigungsfluidquelle kann beispielsweise ein Reinigungsfluid-/Waschfluidtank, von dem aus Reinigungsfluid über eine Reinigungsfluidpumpe und ein Fördersystem den Verbrauchern zugeführt wird, sein.
Das allgemeine Konzept der Zufuhr von Reinigungsfluid zu mehreren Zielen von einer Quelle mit einer einzigen Reinigungsfluidpumpe ist in der Technik allseits bekannt, beispielsweise aus der Patentveröffentlichung US7240682 . Das in dieser Bezugsquelle offenbarte System umfasst eine Waschfluidpumpe für Fenster und/oder für Scheinwerferreinigungsanlagen, wobei das Pumpengehäuse mindestens zwei selektiv betätigbare Auslässe aufweist und ein Pumpenrad der Pumpe axial verschiebbar ist. Ein erster und ein zweiter Auslass der Pumpe können durch Umkehren der Drehrichtung des Elektromotors der Pumpe selektiv mit Druck beaufschlagt werden. Jedoch ist dieses Konzept lediglich für eine begrenzte Menge an Verbrauchern/Zielen anwendbar.
Wenn mehr als zwei Verbrauchern/Zielen Fluid zugeführt werden muss, wären schaltbare Ventile zur selektiven Zufuhr von Reinigungsfluid zu einem gewissen Verbraucher erforderlich. Da die Menge an erforderlichen Ventilen der Menge an Verbrauchern entsprechen würde und jedes Ventil Mittel zum Schalten/Aktivieren erfordern würde, was beispielsweise durch elektromechanische Aktuatoren erzielt werden könnte, wäre ein Verteilungssystem mit mehreren Auslässen zur Verteilung von Reinigungsfluid zu einer Vielzahl von Verbrauchern relativ komplex und kostenintensiv.
Im Allgemeinen wäre es erstrebenswert, ein System zu verwenden, das druckbetätigte Ventile umfasst, da diese Ventile keine elektromechanische oder elektromagnetische Aktivierung erfordern. Ein Nachteil solcher druckbetätigter Sperrventile besteht jedoch darin, dass sie keine präzise individuelle Steuerung jedes Verbrauchers ohne eine Verschwendung von Reinigungsfluid gestatten.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein druckbetätigtes Sperrventil bereitzustellen, das leicht zu steuern ist. Des Weiteren besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Fluidverteilungsvorrichtung bereitzustellen, die mindestens ein druckbetätigtes Sperrventil umfasst, das die individuelle Steuerung jedes Verbrauchers gestattet und das eine selektive Zufuhr von Reinigungsfluid zu jedem Verbraucher bei lediglich etwas oder keiner Verschwendung von Reinigungsfluid gestattet.
Diese und weitere Aufgaben werden durch ein druckbetätigtes Sperrventil nach Anspruch 1 sowie durch eine Fluidverteilungsvorrichtung, die solch ein druckbetätigtes Sperrventil verwendet, gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche abgedeckt.
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 druckaktiviertes Reinigungssystem für einen Sensor, eine Kameralinse oder eine Scheibe oder eine beliebige andere Fläche des Fahrzeugs, die einer Reinigung bedarf, betrachtet.
Dies umfasst auch Vorrichtungen, die das Reinigungsfluid nicht nur zur Reinigungswirkung selbst, sondern auch zum Antrieb beweglicher Teile eines Fahrzeugwaschsystems verwenden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein druckbetätigtes Sperrventil für ein Fahrzeugfluidverteilungssystem bereitgestellt, das mindestens ein Ventilgehäuse, eine durch das Ventilgehäuse umschlossene Ventilkammer, mindestens einen ersten Fluideingangsdurchgang, mindestens einen ersten Fluidausgangsdurchgang, mindestens einen ersten Fluideinlasskanal, der in die Ventilkammer mündet, mindestens einen ersten Fluidauslasskanal, der in die Ventilkammer mündet, mindestens einen ersten Ventilkörper, der verschiebbar in der Ventilkammer angeordnet ist, umfasst, wobei der Ventilkörper gegen einen Ventilsitz geschlossen gehalten wird und durch den Fluiddruck, der in dem Einlasskanal bereitgestellt wird und auf den Ventilkörper wirkt, wodurch der Ventilkörper bei Druckbeaufschlagung von dem Ventilsitz gehoben wird, betätigbar ist, wobei ein mechanischer Anschlag, der den Ventilkörper bei Aktivierung selektiv sperrt oder entsperrt, vorgesehen ist.
Aufgrund des mechanischen Anschlagmerkmals, das den Ventilkörper selektiv sperrt oder entsperrt, kann ein Öffnen des Ventils, selbst wenn Fluiddruck angelegt wird und kein Fluid aus dem Auslass abgegeben wird, verhindert werden. Mit dieser Konstruktion ist es ohne Weiteres möglich, ein druckbetätigtes Sperrventil mit leichter und präziser mechanischer Steuerung des ersten Fluidausgangsdurchgangs bereitzustellen.
Wenn der mechanische Anschlag zeitweise aus dem Ventil entfernt wird, tritt Fluid durch den ersten Fluidauslasskanal des Ventils aus, wenn die Pumpe betätigt und Fluiddruck angelegt wird. Der mechanische Anschlag kann den Ventilkörper dahingehend selektiv entsperren, zu gestatten, dass der Fluidausgangsdurchgang je nach Bedarf Fluid zuführt.
Dass druckbetätigte Sperrventil gemäß der Erfindung kann einen Ventilkörper umfassen, der eine elastische Membran ist. Die Membran kann oder kann nicht gegen den Ventilsitz, d. h. in eine geschlossene Position, federvorbelastet sein.
Die Konstruktion des druckbetätigten Sperrventils gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Sperrventil mindestens einen zweiten Ventilkörper, mindestens einen zweiten Fluidauslasskanal und mindestens einen zweiten Fluidausgangsdurchgang und einen Wählmechanismus, der den mechanischen Anschlag umfasst und derart konfiguriert ist, dass er bei Aktivierung selektiv den ersten oder den zweiten Ventilkörper sperrt oder entsperrt, umfasst. Dadurch, dass der Wählmechanismus den mechanischen Anschlag umfasst, ist es ohne Weiteres erzielbar, eine Vielzahl von Ventilkörpern zu steuern, und demzufolge ist es ohne Weiteres möglich, ein Fluid einem oder mehreren Fluidausgangsdurchgängen selektiv zuzuführen.
Der Wählmechanismus kann beispielsweise einen Steuernocken umfassen, der als ein mechanischer Anschlag dient. Der Steuernocken kann Nockenflächen in Form von Vorsprüngen und/oder Aussparungen und/oder Nockenvertiefungen, die bezüglich eines Ventilkörpers positioniert sein können, so dass in Abhängigkeit von der Position des Wählmechanismus ein erster oder zweiter oder ein weiterer Ventilkörper selektiv gesperrt oder entsperrt wird, umfassen.
Der Wählmechanismus kann drehbar oder verschiebbar in oder an dem Ventilgehäuse angeordnet sein und dadurch den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Position des Wählmechanismus selektiv sperren und entsperren. Der Wählmechanismus kann beispielsweise in Form eines Wählschiebers oder einer Wählstange vorliegen.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Fluidverteilungsvorrichtung, die eine Fluidpumpe, eine erste Förderleitung, mehrere Fluidzufuhrleitungen zu einer Vielzahl von Fluidverbrauchern und mindestens ein druckbetätigtes Ventil mit einer Vielzahl von Ventilkörpern und eine Vielzahl von Fluidausgangsdurchgängen umfasst, wobei die Förderleitung und die Fluidzufuhrleitungen durch das druckbetätigte Sperrventil verbunden sind. Vorzugsweise umfasst das druckbetätigte Sperrventil der Fluidverteilungsvorrichtung mindestens einen ersten und einen zweiten Ventilkörper, mindestens eine zweite Fluidauslassleitung und mindestens einen zweiten Fluidausgangsdurchgang und einen Wählmechanismus, der einen mechanischen Anschlag umfasst und derart konfiguriert ist, dass er bei Aktivierung den ersten und/oder den zweiten Ventilkörper selektiv sperrt oder entsperrt.
Diese Konstruktion ist äußerst vorteilhaft, da sie eine leichte Steuerung einer Vielzahl von Ventilen oder einer Vielzahl von Ventilkörpern in einem gemeinsamen Ventilgehäuse mit lediglich einem Wählmechanismus, der in der Tat lediglich eine Steuerung und vorzugsweise mindestens lediglich einen Antrieb erfordert, gestattet. Die Ventilkörper können recht einfach gehalten werden, beispielsweise als eine elastische Membran, die zu ihrem Ventilsitz federvorbelastet ist oder die sogar durch die Zugkräfte des elastischen Materials zu ihrem Ventilsitz vorbelastet ist.
Die Ventilkörper können des Weiteren in Form starrer Kolben oder Klappen anstatt in Form elastischer Membranen vorliegen.
Vorzugsweise sind die Fluidzufuhrleitungen alle parallel an die erste Förderleitung angeschlossen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten und einen zweiten Ventilblock, wobei jeder Ventilblock eine Vielzahl von Ventilkörpern und eine Vielzahl von Fluidausgangsdurchgängen umfasst, wobei der Ventilblock durch die erste und die zweite Förderleitung parallel an eine einzige Fluidpumpe angeschlossen ist.
Ein Ventilblock gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Ventilgehäuse, das eine Vielzahl von Ventilkammern und eine Vielzahl von Ventilkörpern umschließt.
Bei der oben angeführten Ausführungsform der Fluidverteilungsvorrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Fluidpumpe eine Doppelauslasskraftstoffpumpe mit umkehrbarer Drehrichtung ist, so dass die Pumpe in Abhängigkeit von ihrer Drehrichtung entweder dem ersten oder dem zweiten Ventilblock Fluid zuführen kann.
Bei einer bevorzugten Variante der Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Ventilblock in einem gemeinsamen Fluidverteilungsgehäuse angeordnet, der Wählmechanismus ist verschiebbar zwischen den Ventilblöcken innerhalb des Fluidverteilungsgehäuses angeordnet, so dass er die Ventilkörper des ersten und des zweiten Ventilblocks parallel sperrt und entsperrt.
Insbesondere verdoppelt die eine Doppelauslasspumpe mit umkehrbarer Drehrichtung umfassende Fluidverteilungsvorrichtung die Anzahl an verfügbaren Ausgangsdurchgängen und verdoppelt somit die Anzahl an verfügbaren Fluidauslässen. Die Steuerung aller zur Verfügung stehenden Ausgangsdurchgänge oder aller zur Verfügung stehenden Ventilkörper mit lediglich einem Wählmechanismus ist hinsichtlich einer leichten Steuerung und hinsichtlich der Kosten äußerst wirksam.
Vorzugsweise ist ein Elektroantrieb vorgesehen, der den Wählmechanismus zum selektiven Öffnen und Schließen der Fluidausgangsdurchgänge des druckbetätigten Ventils antreibt.
Der Elektroantrieb kann ein Elektromagnetantrieb und/oder ein Schrittmotor sein.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugwaschsystem, das mindestens zwei Verbraucher ausgewählt aus einer Gruppe von Geräten, die eine Scheinwerferwaschvorrichtung, eine Heckscheibenwaschvorrichtung, eine Windschutzscheibenwaschvorrichtung, eine Frontkamerawaschvorrichtung, eine Heckkamerawaschvorrichtung, eine Seitenkamerawaschvorrichtung, eine Surroundkamerawaschvorrichtung und eine Sensorreinigungsvorrichtung umfasst, umfasst, wobei das Fahrzeugwaschsystem des Weiteren eine Fluidverteilungsvorrichtung der oben angeführten Art umfasst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische und recht vereinfachte Ansicht einer Ausführungsform eines druckbetätigten Sperrventils gemäß der Erfindung,
2 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
3 eine schematische Ansicht der Ausführungsform gemäß 2, wobei Pfeile den Betrieb des Wählmechanismus angeben,
4 eine schematische Ansicht gemäß der von 3, die einen weiteren Betriebsmodus des Wählmechanismus zeigt,
5 noch eine weitere Ausführungsform der Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen ersten und einen zweiten Ventilblock umfasst, die durch einen gemeinsamen Wählmechanismus gesteuert werden,
6 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die zwei Elektromagnetantriebe zum Antreiben des Wählschiebers umfasst,
7 eine Fluidverteilungsvorrichtung gemäß 6, die einen einzigen Elektroantrieb zum Antreiben des Wählmechanismus umfasst, und
8 noch ein weiteres Antriebskonzept für den Wählmechanismus der Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 zeigt 1 ein druckbetätigtes Sperrventil 1 gemäß der vorliegenden Erfindung für das Fahrzeugfluidverteilungssystem, das im Folgenden erläutert wird.
Das druckbetätigte Sperrventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, dass eine Ventilkammer, 3 umschließt, in der ein Ventilkörper in Form einer elastischen und flexiblen Membran 4 angeordnet ist.
Das Ventilgehäuse 2 umfasst einen ersten Fluideingangsdurchgang 5a und einen ersten Fluidausgangsdurchgang 6a. Der erste Fluideingangsdurchgang 5a gehört zu einem Fluideinlasskanal 7, der in die Ventilkammer 3 übergeht, wohingegen der erste Fluidausgangsdurchgang 6a zu einem ersten Fluidauslasskanal 8 gehört, der in die Ventilkammer 3 mündet.
Innerhalb der Ventilkammer 2 ist ein Wählschieber 9 angeordnet, der von links nach rechts und umgekehrt verschiebbar ist. Der Wählschieber 9 kann durch einen Elektromotor angetrieben werden, der in 1 nicht gezeigt wird. Der Wählschieber 9 stellt einen mechanischen Anschlag für die Membran 4 bereit.
1 zeigt die gesperrte Position der Membran 4, die gegen einen Ventilsitz 10 an der Peripherie einer Öffnung des ersten Fluideinlasskanals 7 in die Ventilkammer 6 anstößt. Die Membran 4 weist einen Nockenstößel 11 auf der Seite, die zum Inneren der Ventilkammer 3 weist, auf. Der Nockenstößel 11 in 1 stößt den Wählschieber 9 an, der als ein mechanischer Anschlag 4 wirkt. Die Membran wird in dieser Position gegen den Ventilsitz 10 gehalten. Der Nockenstößel 11 kann ein integraler Teil der Membran 4 sein, jedoch kann der Nockenstößel 11 alternativ dazu ein separates Teil sein.
Der Wählschieber 9 weist eine Nockenvertiefung 12 auf der zu der Membran 4 hin weisenden Seite auf und der Nockenstößel 11 passt genau in die Nockenvertiefung 12, sobald der Wählschieber 9 so positioniert ist, dass der Nockenstößel 11 der Membran 4 und die Nockenvertiefung 12 ausgerichtet sind. In dieser Position wirkt in den ersten Fluideingangsdurchgang 5 eintretendes Fluid auf die Membran 4 und der Hydraulikdruck des Fluids hebt die Membran 4 von dem Ventilsitz 10, wodurch eine Strömungsverbindung zwischen dem ersten Fluideinlasskanal 7 und dem ersten Fluidauslasskanal 8 über die Ventilkammer 3 hergestellt wird.
In den Zeichnungen wird die Konstruktion des Wählschiebers 9 recht vereinfacht dargestellt, beispielsweise weist die Nockenvertiefung 12 in der Darstellung einen rechteckigen Querschnitt auf, jedoch liegt für einen Fachmann auf der Hand, dass die Seite des Wählschiebers 9, die zu der Membran 4 weist, eine beliebige Form aufweisen kann und insbesondere als eine Nockenfläche mit glatten Übergängen und mit Steuerkurven konstruiert sein kann.
Für einen Fachmann liegt des Weiteren auf der Hand, dass anstatt eines Wählschiebers 9 eine drehbare Welle oder eine Scheibe mit Nockenflächen als ein mechanischer Anschlag für die Membran 4 vorgesehen sein kann.
Sobald der Wählschieber 9 beispielsweise in 1 von links nach rechts bewegt worden ist, wird gestattet, dass der Nockenstößel 11 in die Nockenvertiefung 12 bewegt wird, in die er passt, und somit gestattet wird, dass die Membran 4 bei Druckbeaufschlagung des ersten Fluideingangsdurchgangs 5a von dem Ventilsitz 10 gehoben wird.
Eine erste Ausführungsform der Fluidverteilungsvorrichtung 13 wird im Folgenden mit Bezug auf 2–4 erläutert. In 2–4 werden übereinstimmende Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen bezeichnet.
Die Fluidverteilungsvorrichtung 13 gemäß 2 umfasst eine Fluidquelle in Form eines Fluidtanks 14, eine Fluidzufuhrpumpe 15, eine erste Förderleitung 16a und eine erste, zweite und dritte Fluidzufuhrleitung 17a, 17b und 17c zu einer Vielzahl von Fluidverbrauchern, beispielsweise zwei von einer Vielzahl von Sprühdüsen eines Fahrzeugscheibenwaschsystems.
Die Fluidverteilungsvorrichtung 13 umfasst ein Fluidverteilungsgehäuse 18, in dem ein druckbetätigtes Sperrventil 1 der zuvor erläuterten Art angeordnet ist. Das druckbetätigte Sperrventil 1 gemäß dieser Ausführungsform weist einen ersten Fluideingangsdurchgang 5a und einen ersten, einen zweiten und einen dritten Fluidausgangsdurchgang 6a, 6b und 6c auf. Das Ventilgehäuse 2 des druckbetätigten Sperrventils 1 liegt in Form eines ersten Ventilblocks 19a vor, der einen ersten, einen zweiten und einen dritten Ventilkörper umfasst, wobei die Ventilkörper mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Nockenstößel 20a, 20b, 20c verbunden sind, die dem Nockenstößel 11 gemäß der Darstellung in 1 entsprechen.
An dem Ventilgehäuse 2 ist ein Wählschieber 9 mit nur einer Nockenvertiefung 12 angeordnet. Der Wählschieber 9 wird durch einen Elektromotor 21 angetrieben, der entweder die Wählschieber nach links, wie in 3 angegeben wird, oder nach rechts, wie in 4 angegeben wird, bewegen kann.
Wenn die Fluidzufuhrpumpe 15 betrieben wird, wird Fluid über die erste Förderleitung 16a dem ersten Fluideingangsdurchgang zugeführt und Hydraulikdruck wird an den ersten, den zweiten und den dritten Ventilkörper angelegt.
Mit Bezug auf 2 wird bei der Position der Wählplatte 9 gemäß der Darstellung gestattet, dass der erste Nockenstößel 20b in die Nockenvertiefung 12 eintritt, und dadurch gestattet wird, dass der zweite Ventilkörper durch den Fluiddruck angehoben wird, während alle anderen Ventilkörper in ihrem Ventilsitz bleiben und am Öffnen gehindert werden. In diesem Zustand wird der zweiten Fluidzufuhrleitung 17b und einem Verbraucher, beispielsweise einer Sprühdüse eines Fahrzeugscheibenwaschsystems, Fluid über den zweiten Fluidausgangsdurchgang 6b zugeführt.
Wie in 3 gezeigt und durch die Pfeile angegeben wird, bewegt sich die Wählplatte 9 bei Betrieb des Elektromotors 21 in im Uhrzeigersinn verlaufenden in eine Position, die gestattet, dass der Nockenstößel 20a angehoben wird, so dass sich der erste Ventilkörper öffnen und eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Förderleitung 16a und der ersten Fluidzufuhrleitung 17a herstellen kann.
Wie in 4 gezeigt wird, bewegt sich die Wählplatte 9 bei Betrieb des Elektromotors 21 in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung in eine Position, die gestattet, dass sich der dritte Nockenstößel 20c in die Nockenvertiefung 12 bewegt und somit eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Förderleitung 16a und der dritten Fluidzufuhrleitung 17c hergestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Fluidverteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 5 gezeigt, in der übereinstimmende Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen bezeichnet werden.
Die Ausführungsform gemäß 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 2–4 darin, dass die Fluidzufuhrpumpe 15 als eine Doppelauslasspumpe mit umkehrbarer Drehrichtung und mit einer ersten und einer zweiten Förderleitung 16a, 16b konstruiert ist. Die Fluidzufuhrvorrichtung 13 umfasst einen ersten Ventilblock 19a und einen zweiten Ventilblock 19b, die ungefähr dieselbe Konstruktion aufweisen. Sowohl der erste als auch der zweite Ventilblock 19a und 19b umfassen einen ersten, einen zweiten und einen dritten Ventilkörper, die in einer ersten, einer zweiten und einer dritten Ventilkammer angeordnet sind. Jeder Ventilblock 19a, 19b weist sein eigenes Ventilgehäuse 2 auf.
Für einen Fachmann liegt auf der Hand, dass mehrere Ventilblöcke in einem gemeinsamen Ventilgehäuse angeordnet sein können.
Die beiden Ventilgehäuse sind in dem Fluidverteilungsgehäuse 18 angeordnet. Der erste und der zweite Ventilblock weisen jeweils einen ersten Fluideingangsdurchgang 5 und einen ersten, einen zweiten und einen dritten Fluidausgangsdurchgang 6a, 6b, 6c, die an die erste, die zweite und die dritte Fluidzufuhrleitung 17a, 17b, 17c angeschlossen sind, auf.
In dem Fluidverteilungsgehäuse 18 ist lediglich ein einzelner Wählschieber 9 mit einer Nockenvertiefung 12 auf jeder Seite angeordnet. Sowohl der erste als auch der zweite Ventilblock 19a und 19b umfassen einen ersten, einen zweiten und einen dritten Nockenstößel 20a, 20b, 20c, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ventilkörper verbunden sind. Die Nockenstößel 20a, 20b, 20c sowohl des ersten als auch des zweiten Ventilblocks 19a und 19b weisen zueinander und der Wählschieber 9 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilblock 19a, 19b derart angeordnet, dass jeder der zweiten Nockenstößel 20b des ersten Ventilblocks 19a und des zweiten Ventilblocks 19b mit der Nockenvertiefung 12 auf jeder Seite des Wählschiebers 9 in der in 5 gezeigten Position in Eingriff gelangen können. Die erste Förderleitung 16a und die erste, die zweite und die dritte Fluidzufuhrleitung 17a, 17b und 17c sind parallel angeschlossen, wohingegen die zweite Förderleitung 16b und die erste, die zweite und die dritte Fluidzufuhrleitung 17a, 17b, 17c des zweiten Ventilblocks 19b auch parallel angeschlossen sind. Wenn die Fluidzufuhrpumpe 15 mit normaler elektrischer Polarität betrieben wird, wird dem ersten Ventilblock 19a Fluid von der Fluidzufuhrpumpe 15 über die erste Förderleitung 16a zugeführt, wenn die Fluidzufuhrpumpe 15 mit umgekehrter elektrischer Polarität betrieben wird, wird dem zweiten Ventilblock 19b Fluid von der Fluidzufuhrpumpe 15 über die zweite Förderleitung 16b zugeführt.
Es wird nun auf 6–8 Bezug genommen, die andere Ausführungsformen der Fluidverteilungsvorrichtung 13 mit anderen Antriebsmechanismen für den Wählschieber 9 zeigen. Der Einfachheit halber werden in 6–8 nicht alle Teile der Fluidzufuhrvorrichtung 13 gezeigt. Wiederum werden übereinstimmende Teile mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet.
Unter Bezugnahme auf 6 zeigt 6 den ersten Ventilblock 19a der Fluidzufuhrvorrichtung 13 und den an dem ersten Ventilblock 19a befestigten Wählschieber 9. Der Wählschieber 9 weist einen Antriebsmechanismus auf, der einen ersten und einen zweiten Elektromagnetaktuator 22a und 22b umfasst. Die Anregung des ersten Elektromagnetaktuators 22a drückt den Wählschieber 9 von links nach rechts, die Anregung des zweiten Elektromagnetaktuators 22b drückt den Wählschieber 9 von rechts nach links. Wie aus 6 ersichtlich ist, gibt es drei Positionen des Wählschiebers 9, wobei dessen Nockenvertiefung 12 drei verschiedene Positionen gegenüber dem ersten, dem zweiten und dem dritten Nockenstößel 20a, 20b und 20c einnehmen kann.
Unter Bezugnahme auf 7 zeigt 7 noch ein weiteres Antriebskonzept für den Wählschieber 9. Der erste Ventilblock 19a weist mehr als drei Fluidausgangsdurchgänge auf, so dass der Wählschieber 9 mehr als drei verschiedene Positionen einnehmen muss. Der Wählschieber 9 wird durch einen Elektromotor 21 angetrieben, der durch eine Motorsteuerung 23 aktiviert wird. Die Motorsteuerung 23 empfängt ein Steuersignal von einem Positionsgeber 24, der beispielsweise eine Positionsmarkierung an dem Wählschieber 9 detektieren kann.
Noch ein weiteres Konzept zum Antrieb des Wählschiebers wird in 8 gezeigt. Der Wählschieber 9 wird durch einen Schrittmotor 25 angetrieben, der ein Steuersignal von einer Schrittmotorsteuerung 26 empfängt.
Bezugszeichenliste

1: Druckbetätigtes Sperrventil
2: Ventilgehäuse
3: Ventilkammer
4: Membran
5: Erster Fluideingangsdurchgang
6a, 6b, 6c: Erster, zweiter und dritter Fluidausgangsdurchgang
7: Erster Einlasskanal
8: Erster Fluidauslasskanal
9: Wählschieber
10: Ventilsitz
11: Nockenstößel
12: Nockenstößelvertiefung
13: Fluidverteilungsvorrichtung
14: Fluidtank
15: Fluidzufuhrpumpe
16a, 16b: Erste und zweite Förderleitung
17a, 17b, 17c: Erste, zweite und dritte Fluidzufuhrleitung
18: Fluidverteilungsgehäuse
19a, 19b: Erster und zweiter Ventilblock
20a, 20b, 20c: Erster, zweiter und dritter Nockenstößel
21: Elektromotor
22a, 22b: Erster und zweiter Elektromagnetaktuator
23: Motorsteuerung
24: Positionsgeber
25: Schrittmotor
26: Schrittmotorsteuerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7240682 [0007]

Claims

Druckbetätigtes Sperrventil (1) für ein Fahrzeugfluidverteilungssystem, das mindestens ein Ventilgehäuse (2), eine durch das Ventilgehäuse (2) umschlossene Ventilkammer (3), mindestens einen ersten Fluideingangsdurchgang (5), mindestens einen ersten Fluidausgangsdurchgang (6a), mindestens einen ersten Fluideinlasskanal (7), der in die Ventilkammer (3) mündet, mindestens einen ersten Fluidauslasskanal (8), der in die Ventilkammer (3) mündet, mindestens einen ersten Ventilkörper, der verschiebbar in der Ventilkammer (3) angeordnet ist, umfasst, wobei der Ventilkörper gegen einen Ventilsitz (10) geschlossen gehalten wird und durch den Fluiddruck, der in dem Einlasskanal (7) bereitgestellt wird und auf den Ventilkörper wirkt, wodurch der Ventilkörper bei Druckbeaufschlagung von den Ventilsitz (10) gehoben wird, betätigbar ist, wobei ein mechanischer Anschlag, der den Ventilkörper bei Aktivierung selektiv sperrt oder entsperrt, vorgesehen ist.
Druckbetätigtes Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Ventilkörper eine elastische Membran ist.
Druckbetätigtes Sperrventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen zweiten Ventilkörper, mindestens einen zweiten Fluidauslasskanal und mindestens einen zweiten Fluidausgangsdurchgang (6b) und einen Wählmechanismus, der den mechanischen Anschlag umfasst und derart konfiguriert ist, dass er bei Aktivierung selektiv den ersten und/oder den zweiten Ventilkörper sperrt oder entsperrt, umfasst.
Druckbetätigtes Sperrventil nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählmechanismus einen Steuernocken umfasst, der als ein mechanischer Anschlag dient.
Druckbetätigtes Sperrventil nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählmechanismus drehbar oder verschiebbar in dem Ventilgehäuse (2) oder an dem Ventilgehäuse (2) angeordnet ist und dadurch den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Position des Wählmechanismus selektiv sperrt und entsperrt.
Druckbetätigtes Sperrventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählmechanismus in Form eines Wählschiebers (9) oder einer Wählstange vorliegt.
Fluidverteilungsvorrichtung, die eine Fluidzufuhrpumpe (15), eine erste Förderleitung (16a), eine Vielzahl von Fluidzufuhrleitungen (17a, b, c) zu einer Vielzahl von Fluidverbrauchern und mindestens ein druckbetätigtes Sperrventil (1), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 3–6, mit einer Vielzahl von Ventilkörpern und eine Vielzahl von Fluidausgangsdurchgängen (6a, b, c) umfasst, wobei die erste Förderleitung (16a) und die Vielzahl von Fluidzufuhrleitungen (17a, b, c) durch das druckbetätigte Sperrventil verbunden sind.
Fluidverteilungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Fluidzufuhrleitungen (17a, b, c) parallel an die erste Förderleitung (16a) angeschlossen sind.
Fluidverteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, die einen ersten und einen zweiten Ventilblock (19a, 19b) umfasst, wobei jeder Ventilblock eine Vielzahl von Ventilkörpern und eine Vielzahl von Fluidausgangsdurchgängen (6a, b, c) umfasst, wobei der erste und der zweite Ventilblock (19a, 19b) durch die erste und die zweite Förderleitung (16a, b) parallel an eine einzige Fluidpumpe angeschlossen ist.
Fluidverteilungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzufuhrpumpe (15) eine Doppelauslasskraftstoffpumpe mit umkehrbarer Drehrichtung ist.
Fluidverteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Ventilblock (19a, 19b) in einem gemeinsamen Fluidverteilungsgehäuse (18) angeordnet sind, dass der Wählmechanismus verschiebbar zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilblock (19a, 19b) innerhalb des Fluidverteilungsgehäuses (18) angeordnet sind, so dass er die Ventilkörper des ersten und des zweiten Ventilblocks (19a, 19b) parallel sperrt und entsperrt.
Fluidverteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6–10, gekennzeichnet durch einen Elektroantrieb, der den Wählmechanismus zum selektiven Öffnen und Schließen der Fluidausgangsdurchgänge (6a, b, c) des druckbetätigten Ventils (1) antreibt.
Fluidverteilungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroantrieb einen Motorantrieb und/oder einen Elektromagnetantrieb und/oder einen Elektromagnetaktuator (22a, 22b) und/oder einen Schrittmotor (25) umfasst.
Fahrzeugwaschsystem, das mindestens zwei Verbraucher ausgewählt aus einer Gruppe von Geräten, die eine Scheinwerferwaschvorrichtung, eine Heckscheibenwaschvorrichtung, eine Windschutzscheibenwaschvorrichtung, eine Frontkamerawaschvorrichtung, ein Nachtsichtsystem, ein Nummernschild, eine Heckkamerawaschvorrichtung, eine Seitenkamerawaschvorrichtung, eine Surroundkamerawaschvorrichtung und eine Sensorreinigungsvorrichtung umfasst, umfasst, wobei das Fahrzeugwaschsystem des Weiteren eine Fluidverteilungsvorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7–13 umfasst.