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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Verteilung von Waschwasser auf mehrere Verbraucher in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung einen Waschwasserzulauf und eine Mehrzahl von mit dem Waschwasserzulauf koppelbaren und zu den verschiedenen Verbrauchern führenden Waschwasserabläufen aufweist und den Waschwasserabläufen jeweils ein Ventil zugeordnet ist, das zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verstellbar ausgebildet ist.
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In Fahrzeugen, speziell im Automotive-Bereich gibt es diverse Verbraucher/Abnehmer für Waschwasser, z. B. für die Windschutz- oder die Heckscheibe oder die Scheinwerfer. Die Zahl dieser Verbraucher wird in der Zukunft sogar zunehmen, weil im Zusammenhang mit der Tendenz zum autonomen Fahren weitere Einrichtungen in einem Fahrzeug ein regelmäßiges Säubern mit Waschwassern erfordern, zu nennen sind etwa Kameras oder Sensoren. Die Versorgung der jeweiligen Verbraucher mit Waschwasser durch eine separate Vorrichtung birgt den Nachteil, dass Aggregate wie Tanks, Pumpen, Motoren, Steuerungen oder Sensoren vielfach vorhanden sein mussten. Diese Technik wurde z. B. durch die
DE 10 2015 116 824.3 und eine dort beschriebene neue Wasserweiche ersetzt. Eine solche Wasserweiche verfügt über einen Waschwasserzulauf und eine Mehrzahl von mit dem Waschwasserzulauf koppelbaren und zu den verschiedenen Abnehmern führenden Waschwasserabläufen. Die
DE 10 2016 120 642.3 hat zum Gegenstand, dass der jeweilige Waschwasserablauf in Abhängigkeit von der Stellung einer in dem Gehäuse der Vorrichtung rotierbar gelagerten, den Waschwasserablauf freigebenden oder blockierenden Ventilplatte mit dem Waschwasserzulauf koppelbar ist. Aus der
DE 10 2016 120 641.5 ist es bekannt, den Waschwasserabläufen jeweils ein Ventil zuzuordnen, welches in Abhängigkeit von der Stellung eines in dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneten Rotationskörpers zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verstellbar ausgebildet ist.
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Der vorliegenden Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Versorgung der Verbraucher in einem Fahrzeug mit Waschwasser durch einen besonders präzise und effizient arbeitenden Antriebsmechanismus zu optimieren.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Verstellantriebes gelöst, der auf seiner den Waschwasserabläufen abgewandten Seite eine Kulisse zum Ausheben des Ventils aus der Schließ- in eine Öffnungsstellung und/oder zum Wiederabsenken in die Schließstellung aufweist.
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Eine Waschwasserweiche ermöglicht das Versorgen verschiedener Abnehmer in dem Fahrzeug mit Waschwasser. Von besonderer Bedeutung ist dabei die hohe Präzision und Effizienz beim Umschalten zwischen den einzelnen Ventilen. Die Kopplung zwischen dem Waschwasserzulauf und den zu den entsprechenden Abnehmern führenden Waschwasserabläufen ist dank des Verstellantriebs mit der Kulisse an seiner den Waschwasserabläufen abgewandten Seite in besonders effektiver Weise möglich. Die Betätigung des Verstellantriebes zur Öffnung des jeweiligen Ventils führt dank der Ausbildung und Positionierung der Kulisse auf dem Verstellantrieb zum Ausheben des Ventils aus dem Ventilsitz, d. h. aus der Schließ- in eine Öffnungsstellung. Die Kulisse ist vorzugsweise so konstruiert, dass es, nachdem das betreffende Ventil passiert ist und das Waschwasser an diesem Verbraucher nicht mehr benötigt wird, auch zum Wiederabsenken in die Schließstellung kommt.
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Es empfiehlt sich dazu, wenn die Kulisse als Nocken oder als Vertiefung und damit quasi als invertierter Nocken ausgebildet ist. Bei Ansteuerung des Verstellantriebes führt der direkte oder indirekte Kontakt des Nockens oder der Vertiefung über eine Feder mit dem jeweiligen Ventil dazu, dass sich der Ventilsitz öffnet und das Ventil in die Öffnungsstellung übergeht. Das Ventil weicht also quasi der Bewegung des Verstellantriebes samt Kulisse aus, was mit einem Öffnen dieses jeweiligen Ventils einhergeht.
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In diesem Sinne ist der Vorschlag zu verstehen, wonach der Nocken oder die Vertiefung rampenartig ausgebildet ist. D. h. der vergleichsweise flach bauende Nocken bzw. die Vertiefung schiebt sich bei Ansteuerung des Verstellantriebes gewissermaßen so zwischen das eigentliche Ventil und die im Folgenden noch vorzustellende Federung, dass spätestens mit Erreichen der maximalen durch den Nocken gebildeten Erhebung das Ventil in die geöffnete Stellung übergeht, wobei die rampenartige Ausbildung des Nockens auch eine vergleichsweise gleichmäßige Öffnung des Ventils mit sich bringt.
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Dies gilt dann auch für das Schließen des Ventils, zumal der Nocken bzw. die Vertiefung beidseitig rampenartig ausgebildet ist. Einerseits gleitet also der Nocken beim Öffnen des betreffenden Ventils zwischen Ventil und Feder und gibt ebenso beim Weiterlaufen des Nockens oder der Vertiefung die Federung dann wieder frei, sodass das Ventil seine geschlossene Position am Ventilsitz einnehmen kann. Die Ausbildung mit der beiderseitigen Rampe ist zudem mit Blick auf die Möglichkeit zweckmäßig, den Stellantrieb in beide Richtungen zu betätigen, um die Wege zwischen den Ventilen zu optimieren.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass ein Zusammenspiel des Ventils und seiner Federung mit dem rampenartigen Nocken oder der rampenartigen Vertiefung das erfindungsgemäße Ausheben und Wiederabsenken des Ventils ermöglicht. Es ist nämlich in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass jedem Ventil eine Federung zugeordnet ist, gegen deren Kraft der Verstellantrieb samt Kulisse bei entsprechender Positionierung das Ventil aus der Schließ- in die Öffnungsstellung hebt. Diese Feder kann etwa als Kunststoffteil ausgebildet sein. Auch der Einsatz einer Druck- oder Blattfeder ist denkbar. Die erfindungsgemäße Idee beruht also maßgeblich auf dem Gedanken, dass die Kulisse sich bei Ansteuerung des Verstellantriebes im Wege einer Rotation oder einer Längsverschiebung zwischen das eigentliche Ventil und eine Federung schiebt, wenn das betreffende Ventil am Waschwasserablauf geöffnet werden soll, damit Waschwasser zum betreffenden Abnehmer gelangen kann. Bei Ansteuerung des Verstellantriebes wird die Feder aus ihrem Sitz gehoben, sodass der Ventilsitz freigegeben wird. Bewegt sich die rampenartige Kulisse dann weiter, weil ein anderer Waschwasserzulauf - oder keiner mehr - freigegeben werden soll, entspannt sich die Feder wieder und gibt den Ventilsitz frei.
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Jedes Ventil ist zweckmäßigerweise mit einer Feder ausgerüstet. Es gilt nun zu gewährleisten, dass sich aufgrund der Federwirkung das Ventil tatsächlich auch öffnet, wenn die Kulisse die entsprechende Positionierung gegenüber dem relevanten Ventil eingenommen hat. Dazu ist es zweckmäßig, wenn zwischen Ventil und Feder ein Verbindungsbauteil vorgesehen ist, welches auch zur Überbrückung des Abstands zwischen Ventil und Feder und dazwischen positionierten Bauteilen oder Einrichtungen dient.
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Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Verbindungsbauteil U-förmig oder bolzenartig ausgebildet ist. Das Verbindungsbauteil in Form eines liegenden U gewährleistet bei der im Folgenden noch vorzustellenden ersten Variante der Erfindung diese Kraftübertragung, indem dieses das Zusammenspiel von Federn und Ventilen ermöglicht, ohne dabei die Ventilplatte in ihrer Funktion zu beeinträchtigen oder gar zu blockieren. Bolzenartig ausgebildet, zielt das Verbindungsbauteil vor allem auf die zweite Variante der Erfindung ab, wobei die Bolzen dann die Nockenwelle durchstoßen.
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung für einen Verstellantrieb sieht vor, dass als solcher eine drehbar gelagerte Ventilplatte dient. Angesprochen durch die Steuerung, dreht sich die Ventilplatte, bis der Nocken sich in Höhe des zu öffnenden Waschwasserablaufs mit dem korrespondierenden Ventil befindet. Diese runde, von der Steuerung in Rotation zu versetzende Platte weist vorzugsweise an ihrer Außenkante und an ihrer den Waschwasserabläufen abgewandten Seite den rampenartigen Nocken auf, während die Platte im Übrigen keine weiteren Einbauten aufweisen sollte.
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Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass der den Waschwasserabläufen abgewandte Abschnitt des U-förmigen Verbindungsbauteils mit dem Nocken dahingehend korrespondiert, dass der Nocken bei Drehung der Ventilplatte das Ventil aus der Schließ- in eine Öffnungsstellung hebt. Das Öffnen und Schließen der angesteuerten Ventile geschieht also gewissermaßen über das Zusammenspiel zwischen Ventil, Federung und Nocken an der den Waschwasserabläufen abgewandten Seite des Verstellantriebes.
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Bei dieser ersten Ausführungsform eines Stellantriebs mit der Ventilplatte liegt es auf der Hand, dass die Ventile in einem Kreis angeordnet sind, genauer gesagt, die mit den Waschwasserabläufen korrespondierenden Ventile. Der Zulauf kann dabei innerhalb oder auch außerhalb des Kreises positioniert werden.
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Anders bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung für einen Stellantrieb, bei der die Ventile in Reihe angeordnet sind und ein sich in Längsrichtung bewegender Mechanismus für die Öffnung des betreffenden Ventils sorgt. Die Ventile werden somit mittels einer Art Laufkatze gesteuert, wozu kein Getriebe bzw. kein in die Steuerung integriertes Getriebe notwendig ist. Die Neutralposition ist dabei als Referenzposition realisierbar. Eine zentrale Ausführungsform dieser zweiten Variante eines Stellantriebs sieht vor, dass als Verstellantrieb eine Welle dient, die analog zur Ventilplatte ein Zusammenspiel zwischen dem jeweils anzusprechenden Ventil und seiner Federung ermöglicht, wobei Ventil und Federung auf zwei verschiedenen Seiten des Verstellantriebes angeordnet sind, in diesem Fall das Ventil unterhalb und die Feder oberhalb der Welle.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Welle als Gewindestange ausgebildet ist und direkt mit der Steuereinheit der Waschwasserweiche in Kontakt steht.
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Als ergänzendes Bauteil zur Welle bzw. zur Gewindestange ist vorgesehen, dass auf der Welle in longitudinaler Richtung ein Schlitten verstellbar ist. Analog zur ersten Ausführungsform mit der Ventilplatte funktioniert der Schlitten als Nocken mit einer rampenartigen Kulisse, sodass der Schlitten das anzusteuernde Ventil öffnet, indem der Nocken sich zwischen Ventil und Feder schiebt, woraufhin sich das Ventil in die geöffnete Stellung begibt.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine besonders präzise und effektiv arbeitende Vorrichtung in Form eines Multischalters zur Verteilung von Waschwasser in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug geschaffen ist. Zur Freigabe des Waschwasserablaufs in Richtung eines Abnehmers bzw. Verbrauchers kommt es dabei durch einen angesteuerten Verstellantrieb, welcher auf seiner den Abläufen abgewandten Seite eine Kulisse zum Ausheben des Ventils aus der Schließ- in eine Öffnungsstellung und zum Wiederabsenken in die Schließstellung aufweist. Bei Ansteuerung des betreffenden Ventils positioniert sich eine Kulisse so zwischen dem Ventil und der diesem zugeordneten Feder, dass die Kulisse in bevorzugter Form eines Nockens gegen die Kraft der Feder zur Öffnung des Ventils führt. Verantwortlich dafür ist ein als Verstellelement dienender Nocken oder eine Vertiefung als Kulisse, beidseitig rampenartig ausgebildet ist und somit ein gleichmäßiges Ansprechen des Ventils ermöglicht. Dabei ist zwischen zwei Varianten zu unterscheiden. Nach einer ersten Ausführung dient als Verstellantrieb eine Ventilplatte, welche über die Steuerung in Rotation versetzt wird. An ihrer den Waschwasserabläufen abgewandten Seite verfügt die Ventilplatte über die als Nocken ausgebildete Kulisse, die sich zwischen Ventil und Feder schiebt. Währenddessen dient bei der zweiten Ausführungsform Verstellantrieb eine Welle, unterhalb derer die Ventile und oberhalb derer die Federungen vorgesehen sind. Auf dieser Welle ist ein Schlitten als Verstellelement samt Kulisse an seiner Oberseite verstell- bzw. verfahrbar angeordnet, sodass der Schlitten die betreffende Feder bei entsprechender Steuerung nach oben drückt und damit das beabsichtigte Ventil freigibt. Die Ventile werden somit mittels einer Art Laufkatze gesteuert, wozu kein Getriebe bzw. kein in die Steuerung integriertes Getriebe notwendig ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
- 1 eine Waschwasserweiche geschlossen,
- 2 eine Waschwasserweiche mit Innenleben,
- 3 eine Ventilplatte,
- 4 einen Schnitt durch das Gehäuse bei geöffnetem Ventil,
- 5 einen Schnitt durch das Gehäuse bei geschlossenem Ventil,
- 6 um eine Welle in Reihe angeordnete Ventile in perspektivischer Ansicht und
- 7 die Darstellung nach 6 in Seitenansicht.
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1 zeigt ein geschlossenes Gehäuse 31 einer Vorrichtung 1 mit dem zentralen Waschwasserzulauf 2 und den Waschwasserabläufen 3-5, hier nur beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.
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In 2 ist nun das Innenleben des Gehäuses 31 der Vorrichtung 1 mit der Ventilplatte 23 als Verstellantrieb 9 gezeigt. Angedeutet und mit dem Bezugszeichen 13 versehen ist der als Kulisse 12 ausgebildete Nocken an der den Waschwasserabläufen 2 etc. abgewandten Oberseite 11 der Ventilplatte 23, welche über die Welle 32 und die hier nicht dargestellte Steuerung in Rotation zu versetzen ist. Mit 17 ist der Abschnitt des Verbindungsbauteils zwischen Ventil 6 und Feder 14 bezeichnet. Schiebt sich die Kulisse 12 unter den Profilabschnitt 17, drückt sich dieser gegen die Kraft der Feder 14 nach oben, sodass sich das Ventil 6 öffnet. Weitere Ventile, Verbindungsbauteile und Federungen sind mit den Bezugszeichen 7, 15 bzw. 8, 16 versehen, die jeweiligen Profilabschnitte mit 18 und 19. Mit 17 ist das Verbindungsbauteil in Form eines liegenden U zwischen Feder 14 und korrespondierendem Ventil 6 bezeichnet. Der den Waschwasserabläufen 3, 4, 5 abgewandte horizontale Abschnitt ö, 21, 22 des jeweils U-förmigen Verbindungsbauteils 17, 18, 19 korrespondiert mit dem Nocken dahingehend, dass dieser bei Drehung der Ventilplatte 23 das Ventil 6, 7, 8 aus der Schließ- in eine Öffnungsstellung hebt. Unter dem Verbindungsbauteil 17 befindet sich in dieser Darstellung auch gerade der Nocken 13. Dieses Verbindungsbauteil 17 korrespondiert dabei mit dem Nocken 13 dahingehend, dass letzterer bei Drehung der Ventilplatte 23 das anzusteuernde Ventil 6 aus der Schließ- in die Öffnungsstellung hebt.
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Dazu zeigt 3 eine Ventilplatte 23 als Verstellantrieb 9 mit dem Nocken 13 an der abgewandten Seite 11. Gut zu erkennen ist hier die beidseitige Rampe 28, 29, die ein gezieltes Ansteuern ermöglicht.
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In den 4 und 5 ist ein Schnitt durch das Gehäuse 31 der Vorrichtung 1 gezeigt. Bei der Darstellung nach 4 ist das mit dem Waschwasserablauf 3 korrespondierende Ventil 6 geöffnet, veranschaulicht durch den freigegebenen Ventilsitz 33.
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Das hat sich jetzt in der Darstellung nach 5 geändert, das zum Waschwasserablauf 3 führende Ventil 6 ist am Ventilsitz 33 geschlossen, das Verbindungsbauteil 17 hat sich entsprechend nach unten verstellt. Gut zu erkennen ist dabei auch, wie das U-förmige Verbindungsbauteil 17 zwischen Ventil 6 und Feder 14 sich um die Ventilplatte 23 legt.
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Die zweite Variante eines Verstellantriebes zeigen die 6 und 7 mit den in einer Reihe hintereinander positionierten Ventilen, von denen drei beispielhaft mit den Bezugszeichen 6, 7 und 8 mit der jeweiligen Federung 14, 15, 16 bezeichnet sind. Das Verbindungsbauteil 17 mit dem U-förmigen Profil umgibt hier den Verstellantrieb 9, ausgebildet als Welle 25 bzw. Gewindestange 26. Mit 24 ist der Schlitten als Verstellelement bezeichnet, welcher je nach Ansteuerung auf der als Gewindestange 26 ausgebildeten Welle 25 verfahrbar ist. Bei entsprechender Ansteuerung durch die Steuerung 30 verfährt der Schlitten 24, der an seiner Oberseite 34 einen Nocken 13 aufweist bzw. als solcher ausgebildet ist. Schiebt sich dieser Schlitten 24 nun in der Darstellung gemäß 6 zwischen das Ventil 6 und die Feder 14 gegen die Kraft letzterer, öffnet sich das Ventil 6.
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Dies veranschaulicht zusätzlich 7. Der Schlitten 24 steuert wiederum das Ventil 6 an und drückt dabei mit dem Nocken 13 an seiner Oberseite 34 die Feder 14 nach oben, sodass der Ventilsitz 33 freigegeben wird; das Ventil 60 ist geöffnet. Mit 27 ist die Neutralposition als Referenzposition bezeichnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015116824 [0002]
- DE 102016120642 [0002]
- DE 102016120641 [0002]
