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Die Erfindung betrifft einen Druckzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Reinigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11. Die Erfindung betrifft auch ein Druckluftsystem mit der Reinigungsvorrichtung sowie ein entsprechendes Reinigungsverfahren unter Verwendung der Reinigungsvorrichtung bzw. des Druckluftsystems. Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeug mit der Reinigungsvorrichtung bzw. dem Druckluftsystem.
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Reinigungsvorrichtungen, insbesondere zum Reinigen eines Sensors, vorzugsweise einer Anzahl von einem oder mehreren Sensoren in einem Fahrzeug, sind allgemein etwa in der Art eines Kolbeninjektors zur Sensorreinigung bekannt.
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Eine eingangs genannte Reinigungsvorrichtung dient konkret zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls, insbesondere einer Oberfläche eines Sensors, vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungserfassungssensors, und weist auf:
- - einen Druckzylinder, mit einem Druckanschluss, einem Mediumsanschluss und einem ersten Düsenanschluss, wobei
- - im Druckzylinder ein Trenn- und Verdrängungsmittel mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeberfläche angeordnet ist, zum Unterteilen des Volumens des Druckzylinders in eine erste Mediumskammer für ein gasförmiges Medium und eine zweite Mediumskammer für ein flüssiges Medium und zum Verändern eines Volumens der ersten und zweiten Mediumskammer.
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Reinigungsvorrichtungen mit einem eingangs genannten Druckzylinder sind allgemein in
EP 2 955 069 B1und
DE 10 2014 2205731 A1 beschrieben, bei denen Trenn- und Verdrängungsmittel als ein Zylinderstempel gebildet ist.
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Alle diese Druckzylinder haben aber gemeinsam, dass der Zylinderstempel über einen Antrieb oder dgl. Aktuator ggfs. gegen eine Rückstellfeder aktiv angetrieben werden; ein solcher Antrieb ist dafür ausgelegt, den Zylinderstempel sachgerecht und zweckdienlich zur Bewegung des gasförmigen und flüssigen Mediums in der entsprechenden Mediumskammer zu bewegen, so dass eine Ausdüsung auf die zu reinigende Sensoroberfläche möglich ist.
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Eine aus
EP 3 105 089 B1 an sich bekannte Kolbenstrukturierung zur Halterung eines Dichtungsrings ist im Übrigen nicht dazu geeignet, eine an sich aktive zur Druckmittelbeaufschlagung geeignete Stempelfläche des Kolbens in der ersten Mediumskammer zu optimieren. Wünschenswert ist es aber, eine verbesserte Aktuierung des Zylinderstempels zu ermöglichen und, unter Berücksichtigung des obigen Ansatzes, den apparativen Aufwand möglichst gering zu halten.
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Eine diesbezüglich bessere eingangs genannte Reinigungsvorrichtung für eine Sensoroberfläche eines Fahrzeugs ist in
EP 3 168 094 A1 beschrieben. Dabei ist vorgesehen, die Sensoroberfläche mit Druckluft und allerdings notwendigerweise auch Flüssigkeit zu beaufschlagen, wobei die Druckluft mittels einer flüssigkeitsbetriebenen Kompressionskammer erzeugt werden soll. Das heißt, es ist in jedem Fall vorgesehen, mit einer Flüssigkeitspumpe druckbeaufschlagte Flüssigkeit zu liefern. Einerseits soll diese Flüssigkeit direkt an eine Düse zur Beaufschlagung der Sensoroberfläche und andererseits soll diese Flüssigkeit zum Antreiben eines Kolbens in der Kompressionskammer genutzt werden. Darüber wird auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite der Kammer Druckluft erzeugt, welche wiederum einer separaten Düse zur Beaufschlagung der Sensoroberfläche mit Druckluft zugeführt wird.
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Auch dieses Konzept ist noch verbesserungswürdig, insbesondere hinsichtlich der Abhängigkeit der Reinigungsvorrichtung von einer Flüssigkeit basierten Reinigung und der damit zusätzlichen Flüssigkeitspumpe und dem einhergehenden erhöhten, apparativen und somit wartungstechnischen Aufwand. Auch sind Reinigungsvorrichtungen verbesserungswürdig hinsichtlich der individuelle Steuerbarkeit der Reinigungsimpulse und insbesondere eine von einem Flüssigkeits-Reinigungsimpuls unabhängige Beaufschlagung einer Sensoroberfläche mit Druckluft betrifft.
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Wünschenswert ist es, eine zuverlässige und gründliche Reinigung zu gewährleisten, insbesondere unter relativ geringem, insbesondere apparativen, Aufwand. Weiterhin ist ein geringer Verbrauch von Energie und Reinigungsmedien wünschenswert, sowie ein robuster, insbesondere möglichst wartungsarmer, Aufbau. Gleichwohl soll eine verbesserte Steuerbarkeit, insbesondere eine Steuerbarkeit von Reinigungsimpulsen und/oder Druckluftströmungen, ermöglicht werden.
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An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, in verbesserter Weise einen Druckzylinder und eine weitere Vorrichtung, insbesondere eine Reinigungsvorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche die oben adressierten Probleme zumindest teilweise beheben. Insbesondere soll eine Reinigungsvorrichtung und ein Druckluftsystem angegeben werden, mit denen eine zuverlässige und gründliche Reinigung gewährleistet ist, insbesondere unter relativ geringem, insbesondere apparativen, Aufwand. Gleichwohl soll die Möglichkeit zur Steuerung einzelner Reinigungsimpulse verbessert sein.
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Insbesondere soll ein Reinigungsverfahren angegeben werden, das ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Gründlichkeit bei der Reinigung erreicht, wobei dennoch ein apparativer Aufwand sowie der Aufwand hinsichtlich Wartung einer Reinigungsvorrichtung reduziert werden kann. Auch soll ein Verbrauch von Energie und Reinigungsmedien erreicht werden. Vorzugsweise soll ein Verbrauch an Wasser eingeschränkt oder entbehrlich sein.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand eines Druckzylinders des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung geht aus von einem Druckzylinder der eingangs genannten Art für eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Vermeidung eines apparativen Aufwandes zur Aktivierung des Zylinderstempels vorteilhaft ist, um nicht nur Reinigungsmittel wie Druckluft und Flüssigkeit einzusparen, sondern darüber hinaus den wartungstechnischen Aufwand und den Energieverbrauch gering zu halten.
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Die Erfindung hat erkannt, dass ausgehend von dieser Überlegung die Ausnutzung des Druckmittels, insbesondere der Druckluft, und/oder des Reinigungsfluids, insbesondere Wasser, zur Aktuierung des Kolbens eines Zylinderstempels vorteilhaft ist. Die Erfindung geht darüber hinaus von der Überlegung aus, dass eine grundsätzlich bekannte Ausbildung einer mit Druckluft beaufschlagten flachen Stempelfläche eines Zylinderstempels gegenüber einer Deckelfläche der ersten Mediumskammer noch verbesserbar ist. Es hat sich ausgehend von den Überlegungen der Erfindung gezeigt, dass die Verwendung des Druckmittels bzw. Reinigungsfluids zur selbsttätigen Aktuierung des Zylinderstempels mit einem Druckmittel und/oder einem Reinigungsfluid, ggfs. gegen eine federunterstützte Rückstellkraft, zur Aktuierung des Zylinderstempels noch verbesserbar ist.
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In der unter dem Aktenzeichen
10 2019 111 468.3 angemeldeten, noch nicht veröffentlichten Deutschen Patentanmeldung, die nur in Bezug auf Neuheit betreffend den vorliegenden Anmeldungsgegenstand relevant ist, ist grundsätzlich eine Reinigungsvorrichtung der vorgenannten Art zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls, insbesondere einer Oberfläche eines Sensors, vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungserfassungssensors, beschrieben. Die Reinigungsvorrichtung weist auf:
- - einen Druckzylinder, mit einem Druckanschluss, einem Mediumsanschluss und einem ersten Düsenanschluss, wobei
- - im Druckzylinder ein Trenn- und Verdrängungsmittel mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeberfläche angeordnet ist, zum Unterteilen des Volumens des Druckzylinders in eine erste Mediumskammer und eine zweite Mediumskammer und zum Verändern eines Volumens der ersten und zweiten Mediumskammer.
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Das Trenn- und Verdrängungsmittels kann dort nach den in dieser Anmeldung nochmals wiedergebebenen 2A und 2B als ein Kolben, eine Membran oder ein gefalteter Balg ausgebildet sein. Die unter dem Aktenzeichen 10 2019 111 468.3 beschriebene Reinigungsvorrichtung weist grundsätzlich nach der in dieser Anmeldung nochmals wiedergebebenen 1 auch ein Schaltventil der eingangsgenannten Art auf; nämlich ein Schaltventil, das einen ersten Druckzylinderanschluss, einen ersten Mediumsquellenanschluss und einen zweiten Düsenanschluss aufweist und ausgebildet ist zum Schalten in einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand, wobei
- - im ersten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem ersten Mediumsquellenanschluss verbindbar ist, zum Verringern des Volumens der zweiten Mediumskammer, und
- - im zweiten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem zweiten Düsenanschluss verbindbar ist, zum Vergrößern des Volumens der zweiten Mediumskammer,
- - derart, dass die Oberfläche beaufschlagbar ist mit
- - einem Mediumspuls eines flüssigen Mediums, und/oder
- - einem Mediumspuls eines gasförmigen Mediums.
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Im Unterschied zu dem dort beschriebenen Gegenstand sieht die Erfindung vor, dass der Zylinderstempel einen Kolben aufweist, der die erste Druckgeberfläche als starre Stempelfläche gegenüber einer Deckelfläche der ersten Mediumskammer ausbildet, wobei die Stempelfläche und/oder Deckelfläche ein Abstandsmittel aufweisen. Das Abstandsmittel kann allein als ein Kolbenabstandsmittel an der Stempelfläche oder allein als ein Deckelabstandsmittel an der Deckelfläche oder als ein kombiniertes Kolben- und Deckelabstandsmittel gebildet sein.
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Die konstruktive Ausführung des Abstandsmittels ist erfindungsgemäß grundsätzlich derart, dass das mit gasförmigen Medium beaufschlagbare Volumen der ersten Mediumskammer im oberen Totpunkt des Kolbens im Druckzylinder ein Wirkvolumen zur Aktuierung des Kolbens mit dem gasförmigem Medium in Form von Druckluft gegen das Rückstellmittel bietet.
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Dabei ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass das Wirkvolumen mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt, insbesondere axial in den Kolbenkörper und/oder der Deckelfläche hinein erstreckt.
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Kurz gesagt bietet die Erfindung dem Druckmedium um den Druckanschluss ein Einströmvolumen, das eine verstärkte Aktuierung des Kolbens mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel ermöglicht bereits ausgehend vom oberen Totpunkt.
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Dies führt zur Lösung der Aufgabe dahin, dass unter relativ geringem, insbesondere apparativen, Aufwand gleichwohl die Möglichkeit zur Steuerung einzelner Reinigungsimpulse verbessert ist. Erfindungsgemäße Abstandsmittel -vorteilhaft beispielsweise im Sinne einer eher flachen Vertiefung in einer Stempelfläche eines Kolbens des Zylinderstempels im Druckzylinder-- sind dazu geeignet, eine Kolbenaktuierung im obigen Sinne der Erfindungskonzeptionierung zu unterstützen.
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Aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannte Haltestrukturen sind dagegen nicht dazu geeignet, die vorgenannte Stempelfläche zu optimieren. Das Konzept der Erfindung zielt darauf ab, eine aktive Oberfläche der Stempelfläche zu vergrößern, nämlich derart, dass ein im oberen Totpunkt des Kolbens im Druckzylinder und um den Druckanschluss ein zusätzliches Einströmvolumen für die Aktuierung verstärkend zur Verfügung steht bzw. aktuierungsverstärkend gegen das Rückstellmittel wirkt. Konkret ist insbesondere eine Oberflächenvergrößerung im oberen Totpunkt gemeint, d.h. insbesondere bevor der Kolben sich in seinem Bewegungszyklus wieder abwärts bewegt. Die druckbeaufschlagte Fläche in der Mediumskammer ist somit aufgrund der Abstandsmittel insbesondere im oberen Totpunkt größer als ohne die erfindungsgemäße oberflächenvergrößernde Struktur der Abstandsmittel an der Stempelfläche des Kolbens und/oder der Deckelfläche der ersten Mediumskammer, welche das Wirkvolumen der ersten Mediumskammer mittels des so gebildeten Einströmvolumens vergrößern am oberen Totpunkt.
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Insofern bezieht sich das Konzept der Erfindung auf die aktuierungsverstärkende Bereitstellung eines Einströmvolumens für die mit druckmittelbeaufschlagbare aktive Stempelfläche und/oder Deckelfläche in der ersten Mediumskammer.
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Grundsätzlich ist diese Maßnahme nicht auf die erste Mediumskammer beschränkt; insbesondere kann zusätzlich analog auch bei der zweiten Mediumskammer vorgesehen sein, dass der Zylinderstempel einen Kolben aufweist, der die zweite Druckgeberfläche als starre Stempelfläche gegenüber einer Deckelfläche der zweiten Mediumskammer ausbildet, wobei
- - die Stempelfläche und/oder die Deckelfläche ein Abstandsmittel derart ausbildet, dass das mit gasförmigem Medium beaufschlagbare Volumen der zweiten Mediumskammer im -dann relativ zu obigem oberen Totpunkt-- unteren Totpunkt des Kolbens im Druckzylinder ein Wirkvolumen zur Aktuierung des Kolbens bietet, wobei
- - das Wirkvolumen mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im unteren Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt.
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Die Erfindung führt auch auf eine Reinigungsvorrichtung des Anspruchs 11 mit dem erfindungsgemäßen Druckzylinder; d.h. eine Reinigungsvorrichtung zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls, insbesondere einer Oberfläche eines Sensors, vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungserfassungssensors, aufweisend:
- - einen Druckzylinder gemäß der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen:
- - ein Schaltventil, das einen ersten Druckzylinderanschluss, einen ersten Mediumsquellenanschluss und einen zweiten Düsenanschluss aufweist und ausgebildet ist zum Schalten in einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand, wobei
- - im ersten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem ersten Mediumsquellenanschluss verbindbar ist, zum Verringern des Volumens der zweiten Mediumskammer, und
- - im zweiten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem zweiten Düsenanschluss verbindbar ist, zum Vergrößern des Volumens der zweiten Mediumskammer,
- - derart, dass die Oberfläche beaufschlagbar ist mit
- - einem Mediumspuls eines flüssigen Mediums, und/oder
- - einem Mediumspuls eines gasförmigen Mediums.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein Druckzylinder mit einem Druckanschluss, einem Mediumsanschluss und einem ersten Düsenanschluss, generell vorteilhaft ist, den Aufwand bei der Reinigung von Oberflächen gering zu halten. Im Druckzylinder ist ein Trenn- und Verdrängungsmittel mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeberfläche angeordnet, zum Unterteilen des Druckzylinders in eine erste Mediumskammer und eine zweite Mediumskammer und zum Verändern des Volumens der ersten und zweiten Mediumskammer. Dies trifft insbesondere auf die Reinigung von Oberflächen eines Sensors oder einer Sensorabdeckung zu, für die eine saubere Oberfläche eine Voraussetzung für die ordnungsgemäße und zuverlässige Funktionsweise des Sensors ist.
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Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- - im ersten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem ersten Mediumsquellenanschluss verbindbar ist, zum Verringern des Volumens der zweiten Mediumskammer, und
- - im zweiten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem zweiten Düsenanschluss verbindbar ist, zum Vergrößern des Volumens der zweiten Mediumskammer.
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Mit Vorteil hat die Erfindung erkannt, dass eine zusätzliche Fluidpumpe für das flüssige Medium, insbesondere Wasser, entbehrlich sein kann.
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Grundsätzlich lässt sich das erfindungsgemäße Konzept auch nur mit einem gasförmigen Medium umsetzen, dass der erste und zweite Schaltzustand derart ausgeführt werden, dass die Oberfläche beaufschlagbar ist mit einem Mediumspuls eines flüssigen Mediums, und/oder einem Mediumspuls eines gasförmigen Mediums.
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Generell wird gemäß dem Konzept der Erfindung die Reinigungswirkung des Impulses eines Mediumspulses unter anderem durch die Masse des Mediums erreicht. Eine Aufprallgeschwindigkeit des Mediums auf die Oberfläche und ein relativ schnelles Auslösen der Beaufschlagung wird vorteilhaft erhöht. Ein schnelles Auslösen der Beaufschlagung führt - insbesondere im Gegensatz zu einer langsam kontinuierlich ansteigenden Strömung des Mediums - zu einem Auftreffen insbesondere einer begrenzten, in einem Speicher gespeicherten Luftmasse auf die Oberfläche in einem relativ kurzen Zeitraum. Der Zeitraum kann vorteilhaft eingestellt werden mittels einem vergleichsweise schnellen „Hin- und Her-Schalten“ zwischen dem ersten und zweiten Schaltzustand. Auch somit wird vorteilhaft ein hoher Impuls für den Mediumspuls erreicht. Im Ergebnis wird somit auf besonders vorteilhafte Weise eine Reduktion des apparativen Aufwandes und des Aufwandes an Wasser erzielt. Damit einher geht eine Reduktion der Fehleranfälligkeit der Reinigungsvorrichtung, was zu reduzierten Wartungsintervallen und in der Konsequenz zu einer erhöhten Verfügbarkeit der Reinigungsvorrichtung führt.
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Die Erfindung führt auch auf ein Druckluftsystem des Anspruchs 18, nämlich aufweisend mindestens eine Reinigungsvorrichtung der Erfindung und mindestens einen Sensor eines Sensorsystems, wobei der Sensor, insbesondere eine transparente Abdeckung des Sensors, eine Oberfläche aufweist, und wobei
- - eine erste Mediumsquelle des Druckluftsystems über eine erste Mediumszuleitung mit dem ersten Mediumsquellenanschluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist, und
- - eine zweite Mediumsquelle über eine zweite Mediumszuleitung mit dem Mediumsanschluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist, und
- - mindestens eine Düse über eine erste Düsenzuleitung mit dem ersten Düsenanschluss und über eine zweite Düsenzuleitung mit dem zweiten Düsenanschluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist.
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Die Erfindung führt auch auf ein Reinigungsverfahren des Anspruchs 22 unter Verwendung wenigstens einer Reinigungsvorrichtung der Erfindung und/oder einem Druckluftsystem der Erfindung zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls.
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Beim erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren werden die Vorteile der Reinigungsvorrichtung ebenfalls, analog zum Druckluftsystem, auf ein korrespondierendes Verfahren vorteilhaft übertragen.
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Die Erfindung führt auch auf ein Fahrzeug des Anspruchs 23 mit wenigstens einer Reinigungsvorrichtung der Erfindung und/oder einem Druckluftsystem der Erfindung und/oder einem Steuersystem mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Erfindung, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ausgebildet ist, die Schritte des Reinigungsverfahrens der Erfindung auszuführen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
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Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Einströmvolumens derart gebildet ist, dass es sich bereits im oberen Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt und in einem mittigen Bereich mittels der starren Stempelfläche und/oder der Deckelfläche begrenzt ist. Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass sich das Einströmvolumens radial um den Druckanschluss bis zum Kolbenrand und/oder Rand der Deckelfläche an der Innenwandung des Druckzylinders erstreckt. Grundsätzlich ist bei dieser und den weiteren Weiterbildungen und Ausführungsformen vorgesehen, dass gespiegelt an einer lateralen Ebene der ersten Mediumskammer die für ein Kolbenabstandsmittel genannten Merkmale in analoger Weise zusätzlich oder alternativ auch bei einem Deckelabstandsmittel in der Deckelfläche der Mediumskammer realisiert sein können.
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Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Einströmvolumen mit einem als Druckwirkfläche ausgebildeten Bereich der starren Stempelfläche und/oder der Deckelfläche begrenzt ist, die entlang einer Vertiefung axial in den Kolbenkörper und/oder axial in die Deckelfläche verläuft. Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Druckwirkfläche des Einströmvolumens gewölbt ist, insbesondere kontinuierlich gewölbt ist, insbesondere sich bis zum Kolbenrand des Kolbenkörpers und/oder bis zu dem Rand der Deckelfläche jeweils an der Innenwandung des Druckzylinders wölbt.
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Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Einströmvolumen als eine flache Mulde in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche ausgebildet ist. Mit Vorteil versehen ist das Kolbenabstandsmittel also als eine Mulde oder dgl. Vertiefung gegenüberliegend dem Druckanschluss in der Stempelfläche des Kolbens gebildet; dies kann beispielsweise eine flache Mulde sein, die gegenüber einem Kolbenrand eine Vertiefung darstellt. Dies kann auch so realisiert sein, dass während der Druckanschluss gegenüberliegende Stempelfläche des Kolbens flach ist, der Kolbenrand eine Erhöhung aufweist; insgesamt also die Stempelfläche des Kolbens an einer dem Druckanschluss gegenüberliegenden Stelle tiefer ausgeprägt ist, als an einem dem radialen Bereich zu strebenden Ringbereiche der Stempelfläche des Kolbens.
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Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Einströmvolumen mittels einer oberflächenvergrößernden Struktur in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche ausgebildet ist. Insbesondere bietet das erfindungsgemäße Abstandsmittel also vorteilhaft eine Oberflächenvergrößerung der Stempelfläche und/oder Deckelfläche in Folge des Kolbenabstandsmittels bzw. Deckelabstandsmittels, um das Einströmvolumen zu realisieren. Konkret ist auch bei dieser Weiterbildung insbesondere eine Oberflächenvergrößerung im oberen Totpunkt gemeint, d.h. insbesondere bevor der Kolben sich in seinem Bewegungszyklus wieder abwärts bewegt. Die druckbeaufschlagte Fläche in der Mediumskammer ist somit aufgrund der Abstandsmittel insbesondere im oberen Totpunkt größer als ohne die erfindungsgemäße oberflächenvergrö-ßernde Struktur der Abstandsmittel an der Stempelfläche des Kolbens und/oder der Deckelfläche der ersten Mediumskammer.
Vorteilhaft ist das Einströmvolumen winkelsymmetrisch um eine Zylinderachse der starren Stempelfläche und/oder der Deckelfläche verlaufend gebildet.
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Generell hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass
- - der Kolbenrand der starren Stempelfläche des Kolbenkörpers gegenüber einem mittigen Bereich der starren Stempelfläche des Kolbenkörpers zur Bildung des Einströmvolumens erhöht ist, und/oder
- - ein Rand der Deckelfläche gegenüber einem mittigen Bereich der Deckelfläche zur Bildung des Einströmvolumens erhöht ist.
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Grundsätzlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass vor allem der Kolbenrand ein Kolbenabstandsmittel und/oder die Deckelfläche ein Deckelabstandsmittel aufweist. Kolben und/oder Deckelabstandsmittel können beispielsweise im radialen Bereich als Auflagepunkte, Ringe, Distanzringe oder sonstige Auflageflächen realisiert werden. Die zentrale Mulde der Stempelfläche und/oder Deckelfläche gegenüberliegend oder um den Druckanschluss können eingefräst eine vergleichsweise flache und kurvig verlaufende Vertiefung darstellen.
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Hinsichtlich der Reinigungsvorrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Trenn- und Verdrängungsmittel in der ersten Mediumskammer und/oder der zweiten Mediumskammer des Druckzylinders eine erste und/oder zweite Druckgeberfläche aufweist, wobei die erste und/oder zweite Druckgeberfläche, unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, insbesondere zur Erzeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Mediumspulses.
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Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das das Trenn- und Verdrängungsmittel, in der ersten Mediumskammer und/oder der zweiten Mediumskammer des Druckzylinders ein Rückstellmittel aufweist, wobei das Rückstellmittel auf Seiten der ersten und/oder zweiten Mediumskammer unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, wobei über das Trenn- und Verdrängungsmittel über das Rückstellmittel mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar ist, insbesondere zusätzlich zur Erzeugung des Mediumspulses.
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Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass
- - mittels der ersten Mediumskammer ein impulsartiges Leeren der zweiten Mediumskammer zum ersten Düsenanschluss bewirkbar ist, und/oder
- - mittels der Rückstellkraft, insbesondere gegen einen Umgebungsdruck am zweiten Düsenanschluss, ein impulsartiges Leeren der ersten Mediumskammer zum zweiten Düsenanschluss bewirkbar ist, insbesondere wobei die Oberfläche beaufschlagbar ist mit
- - einem Mediumspuls des flüssigen Mediums, nämlich in dem ersten Schaltzustand mit einem ersten Mediumspuls, vorzugsweise in Form eines Wasserpulses oder dergleichen Flüssigkeitspuls, und/oder
- - einem Mediumspuls des gasförmigen Mediums, nämlich in dem zweiten Schaltzustand mit einem zweiten Mediumspuls, vorzugsweise in Form eines Druckluftpulses.
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Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass beim impulsartigen Leeren der ersten Mediumskammer, insbesondere zugleich, die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss mit dem flüssigen Medium und/oder dem gasförmigen Medium befüllbar ist, insbesondere neu befüllbar ist. Vorzugsweise wird die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss mit dem flüssigen Medium befüllt, insbesondere nur mit dem flüssigen Medium befüllt. Die zweite Mediumskammer des Druckzylinders kann in einer alternativen Weiterbildung auch mit dem gasförmigen Medium befüllt werden, insbesondere nur mit dem gasförmigen Medium befüllt werden.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist es möglich, die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss wahlweise mit dem flüssigen Medium zu befüllen oder wahlweise auch mit einem gasförmigen Medium zu befüllen; vorzugsweise je nach Wahl in beliebiger Reihenfolge oder abwechselnd. Insbesondere kann dazu vorgesehen sein, dass die erste und zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den jeweiligen Mediumsanschluss so befüllt werden, dass eine Abfolge von unmittelbar aufeinander folgenden abwechselnden Pulsen des flüssigen Medium einerseits und des gasförmigen Medium andererseits abgegeben wird.
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In einer diesbezüglich abgewandelten anderen besonders bevorzugten Weiterbildung ist es jedoch möglich, die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss wahlweise mit dem flüssigen Medium und auch mit dem gasförmigen Medium -also einer Mischung des flüssigen und auch des gasförmigen Mediums-- befüllt wird; also zur Abgabe einer Mischung des flüssigen und des gasförmigen Mediums aus der zweiten Mediumskammer. Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass
- - über das Zylindervolumen des Druckzylinders ein durch den Druckzylinder generierbarer Volumenstrom des gasförmigen und/oder des flüssigen Mediums festlegbar ist, wobei
- - das Trenn- und Verdrängungsmittel ausgebildet ist zum Bewirken eines impulsartigen Leerens der zweiten Mediumskammer zum ersten Düsenanschluss.
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Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass
- - eine Impulsstärke des impulsartigen Leerens der zweiten Mediumskammer über den ersten Düsenanschluss über einen in der ersten Mediumskammer herrschenden Druck des gasförmigen Mediums steuerbar ist.
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Hinsichtlich des Druckluftsystems hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass
- - die mindestens eine Düse mit einer Auslassöffnung für das gasförmige und das flüssige Medium ausgebildet ist und/oder
- - die mindestens eine Düse mit separaten Auslassöffnungen für das gasförmige Medium M1 und das flüssige Medium ausgebildet ist.
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Hinsichtlich des Druckluftsystems hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Druckluftsystem zwei Düsen, nämlich eine erste und zweite Düse aufweist, wobei
- - die erste Düse über die erste Düsenzuleitung mit dem ersten Düsenanschluss und die zweite Düse über die zweite Düsenzuleitung mit dem zweiten Düsenanschluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist, und
- - in der ersten Düse das gasförmige Medium und in der zweiten Düse das flüssige Medium förderbar ist.
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Hinsichtlich des Druckluftsystems hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, dass
die erste Mediumsquelle eine Druckluftquelle, insbesondere ein Kompressor, ist und die zweite Mediumsquelle ein Fluidtank, insbesondere ein Wassertank, ist, insbesondere
- - die erste Mediumsquelle einem anderen Primärzweck dient, insbesondere der Versorgung einer Luftfederanlage oder dergleichen Pneumatikanlage und/oder
- - die zweite Mediumsquelle einem anderen Primärzweck dient, insbesondere der Versorgung einer Reinigungsanlage, insbesondere einer Scheibenreinigungsanlage.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
- 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung - im Detail X eine Pulssequenz von Mediumspulsen;
- 2A eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckzylinders;
- 2B die schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckzylinders;
- Fig .3 ein einzelner Druckzylinder in Form eines Druckzylindermoduls in einer seitlichen Querschnittsansicht;
- 4 schematisch einen Druckzylinder in erfindungsgemäßer Weiterbildung des in 3 gezeigten Druckzylinders gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, bei der entsprechend des Konzepts der Erfindung das Wirkvolumen mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt, wobei eine Stempelfläche des Kolbens und eine Deckelfläche der ersten Mediumskammer Abstandsmittel aufweisen;
- 5A, 5B eine Stempelfläche des Kolbens in einer Seitenansicht und eine Deckelfläche der ersten Mediumskammer in einer Unteransicht mit Abstandsmittel wie in 4 gezeigt in einer genaueren Darstellung,
- 5C, 5D schematisch einen Druckzylinder gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, bei der entsprechend des Konzepts der Erfindung das Wirkvolumen mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt, wobei eine Stempelfläche des Kolbens entsprechend des Konzepts der Erfindung eine variierte Form von Abstandsmittel aufweist;
- 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Reinigungsvorrichtung umfassend einen Druckzylinder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend des Konzepts der Erfindung;
- 7 eine schematische Darstellung eines vorteilhaften Ablaufs eines Reinigungsvorganges.
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1 zeigt die schematische Ansicht einer Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung 100 zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP gemäß dem Konzept der Erfindung, welche in der vorliegenden Form ein Schaltventil 110 aufweist. Das Schaltventil 110 wiederum weist einen Druckzylinderanschluss 111, einen ersten Mediumsquellenanschluss 112 und einen zweiten Düsenanschluss 113 auf und ist dazu ausgebildet, eine Verbindung zwischen diesen Anschlüssen herzustellen.
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In einem ersten Schaltzustand S1, in 1 als gestrichelte Linie gezeigt, ist über das Schaltventil 110 eine Verbindung zwischen dem ersten Mediumsquellenanschluss 112 und dem Druckzylinderanschluss 111 herstellbar. In einem zweiten Schaltzustand S2, in 1 als durchgezogene Linie gezeigt, ist über das Schaltventil 110 wiederum eine Verbindung zwischen dem Druckzylinderanschluss 111 und dem zweiten Düsenanschluss 113 herstellbar. Der zweite Düsenanschluss 113 ist dann weiter mit einer Anzahl an Düsen D2 verbindbar, wobei die Anzahl in 1 symbolisch mit der zweiten Düse D2 angedeutet ist.
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Das Schaltventil 110 ist zudem über den Druckzylinderanschluss 111 verbunden mit einem Druckanschluss 121 eines Druckzylinders 120. Dieser Druckzylinder 120 weist zudem einen Mediumsanschluss 122 und einen ersten Düsenanschluss 123 auf. Der erste Düsenanschluss 123 ist ebenfalls weiter mit einer Anzahl an Düsen D1 verbindbar, wobei die Anzahl in 1 symbolisch mit der ersten Düse D1 angedeutet ist.
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Vorliegend weist die in 1 schematisch gezeigte Reinigungsvorrichtung 100 weiter eine erste und zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2 eines Trenn- und Verdrängungsmittels 125 auf, das den Druckzylinder 120 in eine erste Mediumskammer 130 und eine zweite Mediumskammer 140 unterteilt. Der ersten Mediumskammer 130 ist dabei der Druckanschluss 121 zugeordnet und der zweiten Mediumskammer 140 der Mediumsanschluss 122 und der erste Düsenanschluss 123 zugeordnet.
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Im Rahmen dieser Ausführungsform weist das Trenn- und Verdrängungsmittel 125 in der ersten Mediumskammer 130 und der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 somit eine erste und/oder zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2 auf, wobei die erste und/oder zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2 abwechselnd unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, nämlich zur Erzeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Mediumspulses. Vor allem ist dann aufgrund eines Überdrucks in einer der Kammern --hier in der ersten Mediumskammer 130-- ein kleiner Druckluftspeicher realisiert, der sich oder die andere Kammer bereits allein durch den in der einen Kammer herrschenden Überdruck (z. B. 3-5 Bar) entleert und somit die Oberfläche O --hier aus der zweiten Mediumskammer 140-- beaufschlagt. In umgekehrter Richtung kann vor allem aufgrund eines Überdrucks in einer der Kammern --dann in der zweiten Mediumskammer 140-- ein kleiner Druckluftspeicher realisiert sein, der sich bereits allein durch den dort herrschenden Überdruck (z. B. 3-5 Bar) entleert und somit die Oberfläche O aus der ersten Mediumskammer 130 beaufschlagt.
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Die Impulskraft des Druckluftpulses (z. B. aus der zweiten oder ersten Mediumskammer 140, 130) resultiert insbesondere aus der Expansion bzw. dem Druckausgleich über eine der Düsen D1, D2.
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Eine impulsartige Beaufschlagung der Oberfläche O kann zwar vorteilhaft zusätzlich oder zuerst aufgrund einer Rückstellkraft FR des Trenn- oder Verdrängungsmittels 125 des Druckzylinders 120 als solchem oder eines Rückstellmittels 126 erfolgen; diese ist im vorliegenden Szenario aber zusätzlich zu dem Effekt, der daher herrührt, dass die erste und/oder zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2 unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist.
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Die Impulskraft des Mediums aus der ersten Mediumskammer 130 resultiert dann primär aus der Druckbeaufschlagung auf das Verdrängungsmittel 125. Sekundär kann dies entsprechend auch aufgrund einer Rückstellkraft FR eines Rückstellmittels 126 resultieren falls dies konstruktionsbedingt entsprechend ausgelegt wurde. Das erste Medium besitzt somit unabhängig von weitere Kräften im Druckzylinder 120 bereits ein Druckausgleichspotenzial zum Umgebungsdruck aufgrund des Druckunterschieds an der ersten und zweiten Druckgeberfläche 124.1, 124.2. Zusätzlich kann im Laufe des Druckausgleichs dann anschließend auch die Rückstellkraft FR eines Rückstellmittels 126 wirken, insbesondere zur Erzeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Mediumspulses.
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Weiterhin ist in der Ausführungsform der 1 somit ein Rückstellmittel 126 gezeigt, welches vorliegend in der zweiten Mediumskammer 140 angeordnet ist und die Rückstellkraft FR generiert; es kann in einer anderen Ausführungsform jedoch auch ein Wasserdruck für die Rückstellkraft sorgen. Vorliegend wirkt diese Rückstellkraft FR wiederum auf die zweite Druckgeberfläche 124.2, die in 1 in einer Ausgangslage Ao gezeigt ist.
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Vorliegend ist das Trenn- und Verdrängungsmittels 125 als ein Kolben 125A gebildet; eine Aktuierung des Kolben 125A mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmendem Volumen V nach dem oberen Totpunkt des Kolbens 125A.
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Im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110 ist also die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem ersten Mediumsquellenanschluss 112 verbindbar bzw. verbunden, zum Verringern des Volumens V der zweiten Mediumskammer 140, und im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110 ist die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 verbindbar bzw. verbunden ist, zum Vergrößern des Volumens V der zweiten Mediumskammer 140.
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Dies erfolgt derart, dass die Oberfläche O beaufschlagbar ist mit
- - einem Mediumspuls MP eines flüssigen Mediums M2, und/oder
- - einem Mediumspuls MP eines gasförmigen Mediums M1 und wird bei dieser Ausführungsform konkret wie folgt umgesetzt. Die Oberfläche O wird beaufschlagt mit
- - einem Mediumspuls MP des flüssigen Mediums M2, nämlich in dem ersten Schaltzustand S1 mit einem ersten Mediumspuls MP1, vorzugsweise in Form eines Wasserpulses oder dergleichen Flüssigkeitspuls, und/oder
- - einem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1, nämlich in dem zweiten Schaltzustand mit einem zweiten Mediumspuls MP2, vorzugsweise in Form eines Druckluftpulses.
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Befindet sich das Schaltventil 110 also in dem ersten Schaltzustand S1, so beaufschlagt eine erste Mediumsquelle MQ1, insbesondere eine Druckluftquelle, die in 1 nur angedeutet ist, den ersten Mediumsquellenanschluss 112 des Schaltventils 110 mit einem gasförmigen Medium M1, insbesondere mit Druckluft. Dieses gasförmige Medium M1 wird dann über den Druckzylinderanschluss 111 des Schaltventils 110 an den Druckanschluss 121 des Druckzylinders 120 geleitet und expandiert anschließend in der ersten Mediumskammer 130 impulsartig.
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Hierdurch verschiebt sich die erste und zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2 unter Kompression des Rückstellmittels in Richtung des ersten Düsenanschlusses 123 des Druckzylinders 120. Dadurch kommt es zu einer impulsartigen Reduktion des Volumens der zweiten Mediumskammer 140 mittels der zweiten Druckgeberfläche 124.2. Das in der zweiten Mediumskammer 140 befindliche gasförmige Medium M1 oder flüssige Medium M2 beaufschlagt somit impulsartig den ersten Düsenanschluss 123 und wird über diesen an eine hier nur angedeutete erste Düse D1 gefördert. Diese beaufschlagt dann die Oberfläche O mit einem ersten Mediumspuls MP aus gasförmigem Medium M1 oder flüssigen Medium M2.
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Wird das Schaltventil 110 anschließend in den zweiten Schaltzustand S2 geschaltet, wobei das Schaltventil hier eine Verbindung herstellt zwischen dem Druckzylinderanschluss 111 und dem zweiten Düsenanschluss 113, so wird dem druckbeaufschlagten gasförmigen Medium M1 ein Strömungspfad zu einer zweiten, hier ebenfalls nur angedeuteten Düse D2, eröffnet. Im Vergleich zum ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110, tritt somit eine Umkehrung der Strömungsrichtung ein. Das gasförmige Medium M1 in der ersten Mediumskammer 130 wird zudem über das Rückstellmittel 126 und die zweite Druckgeberfläche 124.2 beaufschlagt, mit einer Rückstellkraft FR. In der Folge strömt das gasförmige Medium M1 über den zweiten Düsenanschluss 113 des Schaltventils 110 impulsartig einer angedeuteten zweiten Düse zu. Diese beaufschlagt dann die Oberfläche O mit einem zweiten Mediumspuls MP aus gasförmigem Medium M1. Über die Rückstellkraft FR des Rückstellmittels 126 gelangt die Druckgeberfläche 124 zudem wieder in eine Ausgangslage Ao zurück. In der Folge entsteht in der zweiten Mediumskammer 140 ein Unterdruck, über den ein Ansaugen eines gasförmigen Mediums M1 oder eines flüssigen Mediums M2 am Mediumsanschluss 122, und somit ein Neubefüllen der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 bewirkbar ist.
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Der skizzierte Prozess des Beaufschlagens einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 oder des flüssigen Mediums M2 über die zweite Mediumskammer 140 im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110, und des anschließenden Beaufschlagens der Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 über die erste Mediumskammer 130 im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110, kann über eine geeignete Steuerung des Schaltventils 110 zu einer Sequenz von Mediumspulsen MPn ausgedehnt werden. Das Beaufschlagen der Oberfläche O erfolgt somit mit einem Mediumspuls MP und der Mediumspuls MP ist Teil einer Sequenz von Mediumspulsen MPn, die im Detail X der 1 dargestellt sind. Insbesondere ist eine Zusammensetzung und/oder Abfolge der Sequenz von Mediumspulsen MPn steuerbar, vorzugsweise zeitlich, selektiv und/oder intermittierend steuerbar. Es ist somit eine erste Mediumsquelle MQ1 eines Druckluftsystems 200 (in 6 gezeigt) über eine erste Mediumszuleitung 212 mit dem ersten Mediumsquellenanschluss 112 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar ist, und
- - eine zweite Mediumsquelle MQ2 über eine zweite Mediumszuleitung 212 mit dem Mediumsanschluss 122 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar.
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Die mindestens eine Düse 240 ist über eine erste Düsenzuleitung 250 mit dem ersten Düsenanschluss 123 und über eine zweite Düsenzuleitung 260 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar.
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Die mindestens eine Düse 240 ist mit einer Auslassöffnung für das gasförmige und das flüssige Medium M1/M2 ausgebildet und/oder die mindestens eine Düse 240 ist mit separaten Auslassöffnungen für das gasförmige Medium M1 und das flüssige Medium M2 ausgebildet. Das in 6 gezeigte Druckluftsystem 200 sieht vorliegend zwei Düsen 240, nämlich eine erste und zweite Düse D1, D2 vor, wobei die erste Düse D1 über die erste Düsenzuleitung 250 mit dem ersten Düsenanschluss 123 und die zweite Düse D2 über die zweite Düsenzuleitung 260 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar ist, und in der ersten Düse D1 ist das gasförmige Medium M1 und in der zweiten Düse D2 ist das flüssige Medium M2 förderbar wie oben erläutert.
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Die erste Mediumsquelle MQ1 ist hier eine Druckluftquelle, insbesondere ein Kompressor K, und die zweite Mediumsquelle MQ2 ist hier ein Fluidtank, insbesondere ein Wassertank WT. Insbesondere dient vorliegend die erste Mediumsquelle MQ1 einem anderen Primärzweck wie beispielsweise der Versorgung einer Pneumatikanlage 630, insbesondere der Versorgung einer Luftfederanlage oder Bremsanlage oder einer anderen Pneumatikanlage, wie dies in 6 dargestellt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Mediumsquelle MQ2 einem anderen Primärzweck dienen, insbesondere der Versorgung einer Reinigungsanlage, vorzugsweise der Versorgung einer Scheibenreinigungsanlage 620 oder einer anderen Reinigungsanlage wie dies in 6 dargestellt ist.
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1 zeigt dazu auch eine schematische Darstellung eines Steuersystems 780 gemäß dem Konzept der Erfindung, wobei das Steuersystems 780 für ein Druckluftsystem 200 wie dies in 6 gemäß dem Konzept der Erfindung mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 790 (in 6 gezeigt) dargestellt ist, die Schritte eines Reinigungsvorganges 700 (in 7 gezeigt) gemäß dem Konzept der Erfindung zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP durchführt.
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Dies betrifft insbesondere ein Umschalten des Schaltventils 110, das einen ersten Druckzylinderanschluss 111, einen ersten Mediumsquellenanschluss 112 und einen zweiten Düsenanschluss 113 aufweist und ausgebildet ist, zum Schalten in einen ersten Schaltzustand S1 und einen zweiten Schaltzustand S2. Dies betrifft auch ein Umschalten eines hier nicht gezeigten optionalen Schaltventils mit einem zweiten Druckzylinderanschluss, einem zweiten Mediumsquellenanschluss und einem dritten Mediumsquellenanschluss in der zweiten Mediumszuleitung 212 zum Schalten eines ersten Schaltzustandes und eines zweiten Schaltzustandes des hier nicht gezeigten optionalen Schaltventils in der zweiten Mediumszuleitung 212.
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2A zeigt die schematische Ansicht eines alternativen Druckzylinders 120' der Reinigungsvorrichtung 100. Vorliegend weist die in 2A schematisch gezeigte Ausführungsform wiederum einen Druckanschluss 121, einen Mediumsanschluss 122 und einen ersten Düsenanschluss 123 auf sowie weiter eine erste und zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2, die den Druckzylinder in eine erste Mediumskammer 130 und eine zweite Mediumskammer 140 unterteilt sowie ein Rückstellmittel 126. Weiter weist die gezeigte Ausführungsform ein Trenn- und Verdrängungsmittel, vorliegend in der Form einer Membran 125B, auf. Die Membran 125B ist auf Seiten der ersten Mediumskammer 130 druckbeaufschlagbar; jedenfalls aber unterschiedlich druckbeaufschlagbar auf Seiten der ersten und zweiten Mediumskammer 130, 140. Auf Seiten der zweiten Mediumskammer 140 ist die Membran 125B zusätzlich mittels des Rückstellmittels 126 mit einer Rückstellkraft FR beaufschlagbar. Der Impuls des in der ersten Mediumskammer 130 expandierenden druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums M1 ist über die Membran 125B impulsartig auf das gasförmige Medium M1 oder das flüssige Medium M2 in der zweiten Mediumskammer 140 übertragbar. Die Membran 125B wölbt sich dabei in Richtung der zweiten Mediumskammer 140 und verringert in der Folge dessen Volumen. Somit beaufschlagt das gasförmige Medium M1 oder das flüssige Medium M2 in der zweiten Mediumskammer 140 den ersten Düsenanschluss 123 impulsartig, wobei das gasförmige Medium M1 oder das flüssige Medium M2 über den ersten Düsenanschluss 123 einer hier nicht gezeigten Düse zugeführt wird, zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 oder des flüssigen Mediums M2 der zweiten Mediumskammer 140. Anschließend bewirkt das Rückstellmittel 126 eine Rückführung der Membran 125B, wobei in der Folge in der zweiten Mediumskammer 140 ein Unterdruck entsteht, über den ein Ansaugen eines gasförmigen Mediums M1 oder eines flüssigen Mediums M2 am Mediumsanschluss 122 und somit ein Neubefüllen der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 bewirkbar ist.
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Eine Aktuierung der Membran 125B mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmender Wölbung, sodass die impulsartige Wirkung etwas abgeschwächt ist.
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2B zeigt die schematische Ansicht eines weiteren alternativen Druckzylinders 120" der Reinigungsvorrichtung 100. In der gezeigten Ausführungsform ist das Trenn- und Verdrängungsmittel vorliegend in der Form eines gefalteten Balgs 125C ausgebildet. Die für die in 2A gezeigte Ausführungsform mit einer Membran 125B gemachte Darstellung der technischen Funktion, gilt für den gefalteten Balg 125C analog.
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Eine Aktuierung des Balgs 125C mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmender Wölbung, sodass die impulsartige Wirkung etwas abgeschwächt ist.
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Auch bei diesen Ausführungsformen der 2A und 2B ist also im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110 also die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem ersten Mediumsquellenanschluss 112 verbindbar bzw. verbunden, zum Verringern des Volumens V der zweiten Mediumskammer 140, und im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110 ist die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 verbindbar bzw. verbunden ist, zum Vergrößern des Volumens V der zweiten Mediumskammer 140.
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In 3 ist schematisch ein einzelner Druckzylinder 220 in Form eines Druckzylindermoduls 532 in einer seitlichen Querschnittsansicht gezeigt. Mehrere, insbesondere baugleiche Druckzylindermodule 532 können zum Bilden eines Druckzylinderblocks 530 zusammen montiert werden, insbesondere in einer Reihe und jeweils an einer Modulseite 534 aneinander angrenzend zusammengefügt, insbesondere geschraubt, werden. Für eine bessere Anordnung einzelner oder mehrerer Druckzylindermodule 532 nebeneinander kann ein Druckzylindermodul 532 gezeigt einen annähernd rechteckigen, insbesondere annähernd quadratischen, Außenquerschnitt aufweisen. In 3 ist weiterhin ein Trennmittel 226 in Form eines Zylinderstempels 227 sichtbar, welches innerhalb des Zylindervolumens VZ des Druckzylinders 220, axial entlang der Zylinderachse AZ bewegbar und druckdicht an einer Innenwandung 536 des Druckzylinders 220 anliegend, angeordnet ist. Der Zylinderstempel 227 teilt somit das Zylindervolumen VZ in veränderbarer Weise in eine Druckluft DL aufnehmende Luftkammer 222 mit einem Luftkammervolumen VL -jenes Volumen VMK1 der ersten Mediumskammer 130 in der Ausführungsform der 1-- und eine Reinigungsflüssigkeit F aufnehmende Flüssigkeitskammer 224 mit einem Flüssigkeitskammervolumen VF -jenes Volumen VMK2 der zweiten Mediumskammer 140 in der Ausführungsform der 1. Durch ein - sich über den Umfang des Zylinderstempels 227 erstreckendes - Anliegen des Zylinderstempels 227 an der Innenwandung 536 des Druckzylinders 220 wird die Luftkammer 222 fluiddicht von der Flüssigkeitskammer 224 getrennt. Über einen Luftkammer-Anschluss 223 kann die Luftkammer 222 einerseits mit Druckluft DL mit einem Beaufschlagungsdruck PB beaufschlagt werden und andererseits zwecks Bereitstellung eines Druckluft-Reinigungsimpuls DRI durch das sich über die Rückstellkraft zurückbewegende Trennmittel 226 Druckluft DL mit einem Impulsdruck PI abgeben. Der Impulsdruck ergibt sich dabei insbesondere durch die Rückstellkraft multipliziert mit einer Stempelfläche AS des Zylinderstempels 227. Über einen Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 kann die Flüssigkeitskammer 224 Reinigungsflüssigkeit F ansaugen und zwecks Bereitstellung eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses FRI mit einem Flüssigkeitsdruck PF abgeben. Der Flüssigkeitsdruck PF ist von dem Beaufschlagungsdruck PB abhängig, wobei jedoch nicht der gesamte Beaufschlagungsdruck PB am Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 als Flüssigkeitsdruck PF genutzt werden kann, da durch die Überwindung der Rückstellkraft FR Verluste entstehen.
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Optional kann der Zylinderstempel 227 zur besseren Abdichtung der Luftkammer 222 von der Flüssigkeitskammer 224 einen Dichtring 229, insbesondere aus Kunststoff und/oder Gummi, aufweisen.
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Der Zylinderstempel 227 wird von einer Rückstellfeder 228 in dem Zylindervolumen VZ des Druckzylinders 220 gehalten, sodass bei einer Auslenkung, insbesondere durch eine Beaufschlagung des Luftkammeranschlusses 223 mit dem Beaufschlagungsdruck PB hervorgerufen, eine Rückstellkraft FR erzeugt wird.
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Hierbei kann die Rückstellfeder 228 vorteilhaft ausgebildet sein, den Zylinderstempel 227 in einer Hubamplitude AH zu bewegen, welche sich entlang der Zylinderachse AZ über eine Zylindervolumenhöhe VZH des Zylindervolumens VZ, abzüglich einer Stempelhöhe HS des Zylinderstempels 227 und abzüglich einer minimalen Federhöhe HFMIN der Rückstellfeder 228 im komprimierten Zustand, erstreckt. Die Rückstellfeder 228 kann zum Erreichen dieser Hubamplitude AH insbesondere eine maximale Federhöhe HFMAX aufweisen.
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Die Hubamplitude AH ist unter anderem von der maximalen Federhöhe HF abhängig. Die Hubamplitude AH ist der axiale Weg, den der Zylinderstempel 227 zurücklegen muss, um von einem unteren Totpunkt UT in einen oberen Totpunkt OT zu gelangen. Die Hubamplitude HA definiert somit ein effektives Fördervolumen VE, dass das pro Hub maximal förderbare Volumen an Reinigungsflüssigkeit F und/oder an Druckluft DL festlegt.
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Der Druckzylinder 220 kann ein Zylindervolumen VZ von zwischen 5 ml und 80 ml, bevorzugt zwischen 10 ml und 40 ml, besonders bevorzugt zwischen 10 und 20 ml aufweisen. Beispielsweise kann in einer derartigen Konfiguration ein Druckluft-Reinigungsimpuls DRI mit einem Volumen von 10 ml Druckluft DL und ein Flüssigkeits-Reinigungsimpuls FRI mit einem Volumen von 10 ml Reinigungsflüssigkeit F bereitgestellt werden. Vorliegend ist das Trenn- und Verdrängungsmittels 125 als ein Zylinderstempel 227 mit einem Kolben gebildet; eine Aktuierung des Kolbens mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmendem Volumen VZ nach dem oberen Totpunkt des Kolbens.
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4 zeigt diesbezüglich schematisch einen Druckzylinder 320 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend des Konzepts der Erfindung, wobei das in 1 und 3 dargestellte Trennmittel 125, 226 -letzteres als Zylinderstempel 227-- eines Druckzylinders 120, 220 wiederum als ein Zylinderstempel 327 ausgeführt ist. Vorliegend ist in der Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen, dass der Zylinderstempel 327 einen Kolben 327.1 aufweist, der die erste Druckgeberfläche 124.1 als starre Stempelfläche AS gegenüber einer Deckelfläche DS der in 1 bezeichneten ersten Mediumskammer 130 ausbildet.
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Dabei ist dem Konzept der Erfindung folgend die Stempelfläche AS --und vorliegend in Kombination auch die Deckelfläche DS-- mit einem Abstandsmittel 400 derart ausbildet, dass das mit gasförmigem Medium als Druckluft DL beaufschlagbare Volumen VMK1 der ersten Mediumskammer 130 -in 3 das dort bezeichnete Luftkammervolumen VL-- im oberen Totpunkt OT des Kolbens 327.1 im Druckzylinder 320 ein Wirkvolumen WV zur Aktuierung des Kolbens 327.1 mit dem gasförmigem Medium in Form von Druckluft DL gegen das Rückstellmittel 126 -hier die Ventilfeder 328-bietet. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen, dass das Wirkvolumen WV mittels eines Einströmvolumens EV gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt OT -wie in 4 erkennbar-- radial um den Druckanschluss 321 erstreckt; nämlich hier radial über diesen hinaus erstreckt-und außerdem axial in den Kolbenkörper hinein erstreckt, wie dies bei dem schematisch überdeutlich gekennzeichneten Einströmvolumens EV erkennbar ist.
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Vorliegend ist in der realen Ausführung jedoch vorgesehen, dass der Kolben 327.1 gemäß dem Konzept der Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform eine Mulde 411 auf seiner der Luftkammer 322 zugewandten ersten Druckgeberfläche 124.1 aufweist. Das mit der Mulde 411 gebildete Einströmvolumen EV ist insgesamt konzeptionell derart gebildet ist, dass es sich bereits im oberen Totpunkt OT radial um den Druckanschluss 321 erstreckt und in einem mittigen Bereich mittels der starren Stempelfläche AS begrenzt ist. In einer hier nicht gezeigten Abwandlung kann sich das Einströmvolumens EV nicht nur radial um den Druckanschluss 321 sondern bis zum Kolbenrand an der Innenwandung 536 des Druckzylinders 320 erstrecken. Konzeptionell ist bei dieser Mulde 411 und auch einer radial weiter greifenden Mulde der Abwandlung ein Einströmvolumen EV realisiert, das mit einem als Druckwirkfläche WF ausgebildeten Bereich der starren Stempelfläche AS begrenzt ist, die entlang einer Vertiefung axial in den Kolbenkörper verläuft.
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Bei der Ausgestaltung der Mulde 411 ist die Druckwirkfläche WF des Einströmvolumens EV gewölbt, nämlich vorliegend kontinuierlich gewölbt bzw. bei der Abwandlung bis zum Kolbenrand des Kolbenkörpers an der Innenwandung 536 des Druckzylinders 320 gewölbt.
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Insbesondere ist vorliegend das Einströmvolumen EV als ein flache Mulde in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers ausgebildet - diese kann in den Kolben 327.1 eingefräst sein, um die wirksame Oberfläche zu vergrößern. In Abhängigkeit des Volumens der Mulde 411 kann man mit unterschiedlichen Kolben unterschiedliche Volumina bewegen. Falls also in der späteren Anwendung unterschiedliche Volumina bei verschiedenen Fahrzeugen gewünscht sind, kann man verschiedene Kolben einsetzen.
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Die Mulde ist nur eine von verschiedenen Möglichkeiten ein Abstandmittel zu realisieren; die vorliegende Ausführungsform eines Abstandsmittels 400 ist als ein Kolbenabstandsmittel 410 gebildet und ergibt sich aus dem Zusammenwirken der Mulde 411 mit dem Kolbenrand 412 - das Kolbenabstandsmittel 410 bewirkt, dass der Kolbenrand 412 zuerst die Deckelfläche DS des Druckzylinders 320 im oberen Totpunkt OT des Kolbens 327.1 berührt.
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In einer Ergänzung dieser Ausprägung wird das über das Einströmvolumen EV veränderte Volumen VL durch einen Distanzring erreicht. Vorliegend ist bei der Ausführungsform der 4 ein weiteres Abstandsmittel 400 in Form eines Distanzringes 420 in der Luftkammer 322 gegenüber der ersten Druckgeberfläche 324F vorgesehen.
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Der Kolben kann so in Abwandlungen des Druckzylinders 320 immer gleich bleiben- durch den Distanzring kann aber ein Abstand zum Kammerdeckel geschaffen werden, sodass zum einen die wirksame Oberfläche erhöht wird. Je nach Ausgestaltung des Rings kann das Fördervolumen geändert werden. Der oder die Distanzringe könnten auch in den Deckel des Zylinders eingefräst werden Ein Distanzring 420 kann genutzt werden um dadurch einerseits sowohl die wirksame Fläche und dadurch durch Kraft zu erhöhen, und andererseits sicherstellen, dass die Kolbenkraft immer in axiale Kolbenrichtung wirkt.
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Ansonsten ist wie bereits anhand von 3 erläutert, der Kolben 327.1 über seine Hubamplitude AH mit einem Dichtring 329 gegenüber einer Modulseite 534 des Druckzylindermoduls 532 abgedichtet. Das Druckzylindermodul 532 weist außerdem einen Zugang für Druckluft DL auf, das über den Schaltventilanschluss 321 dem Druckzylindermodul 532, nämlich der Luftkammer 322 zugeführt wird. Ebenso weist das Druckzylindermodul 532 einen Mediumsanschluss 325 zur Flüssigkeitskammer 324 auf, über den mit Flüssigkeitsdruck PF Wasser oder dgl. liquides Reinigungsmittel zu- oder abgeführt werden kann; der Flüssigkeitskammeranschluss 325 ist insofern als ein Wasserein- und/oder - ausgang ausgebildet. Der Schaltventilanschluss 221 ist insofern als ein Luftein- und/oder -ausgang ausgebildet. Die Rückstellfeder 328 zur Aufbringung einer Rückstellkraft FR, wie anhand von 3 beschrieben infolge ihrer Federkraft K ist vorwiegend symbolisch eingezeichnet.
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5 zeigt in Ansicht A als Draufsicht eine Stempelfläche AS des Kolbens 327.1 der 4 in einer Seitenansicht und in Ansicht B eine Deckelfläche DS der ersten Mediumskammer 130 in einer Unteransicht mit Abstandsmittel 400 in Form eines Distanzringes 420 wie in 4 gezeigt in einer genaueren Darstellung.
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5 zeigt in Ansicht C als Seitenansicht und in Ansicht D als Draufsicht den zuvor erläuterten Zylinderstempel 327 mit einem anders gestalteten weiteren Kolben 327.2, wobei vorliegend der Kolben keine Mulde 410 zur Bildung eines Abstandmittels 400 sondern eine vorliegend Mehrzahl von Auflageflächen 430 aufweist. Man könnte ebenfalls gleichmäßig verteilte Auflagepunkte in der Druckluft beaufschlagen Fläche des Kolbens 327.2 vorsehen, um dadurch einerseits sowohl die wirksame Fläche im oberen Totpunkt OT und dadurch durch Kraft zu erhöhen, und andererseits sicherstellen, dass die Kolbenkraft immer in axiale Kolbenrichtung wirkt.
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Die Auflagenflächen 430 können zusätzlich oder alternativ zu dem Distanzring 420 als auch zusätzlich oder alternativ zu der Mulde 410 gemäß der ersten Variante des Kolbens 327.1 vorgesehen sein, bei einem hier nicht im Detail dargestellten Kolben. Der Kolbenrand kann also ein Kolbenabstandsmittel 420 und/oder die Deckelfläche DS kann ein Deckelabstandsmittel 430 aufweisen.
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Insofern ist die Druckoberfläche 322F auf Seiten der Luftkammer 322 anders gestaltet als die Druckgeberfläche 324F auf der Seite der Flüssigkeitskammer 324.
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Aufgrund der so oder anders realisierten Abstandsmittel 400 ist auf der Seite der Luftkammer 322 somit ein Raum belassen, sei es durch die Mulde 410, durch den Distanzring 420 oder die Auflagefläche 430 allein oder in Kombination um bei einströmender Druckluft DL in die Luftkammer 322 eine vorteilhafte Druckausbildung ohne Drosseleffekt möglichst instant und effizient, d.h. unter Zurverfügungstellung einer bereits von Anfang an vergleichsweise großen Druckwirkfläche WF. Die Druckwirkfläche WF erzeugt insofern ein Druckvolumen DV das auch bei Kolbenstellung 327SO am oberen Totpunkt OT (im Unterschied zur Kolbenstellung 327SU am unteren Totpunkt UT, bei dem für das Druckmittel DL bereits das gesamte in 3 bezeichnete Luftkammervolumen VL vorliegt; d.h. für das einströmende Druckmittel DL zur Verfügung steht.
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Das Vorsehen eines Abstandsmittels 400 gemäß dem Konzept der Erfindung ist insofern zu bevorzugen, da andere Maßnahmen größeren ggf. sogar nachteiligen Aufwand mit sich bringen; dies gilt insbesondere für eine Maßnahme mit der der Drucklufteingang vergrößert würde, um so die Wirkfläche zu vergrößern. Dann müssen aber auch die Leitungen im System vergrößert werden. Da die Dimensionen und der Luftverbrauch so gering wie möglich gehalten werden sollen sind größere Leitungen aber eher von Nachteil. Man könnte den Betriebsdruck erhöhen, um den Kolben auch bei kleiner Oberfläche zu bewegen.
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Grundsätzlich hat sich somit das Einströmvolumen EV mittels einer oberflächenvergrößernden Struktur in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche DS als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere kann das Einströmvolumen EV winkelsymmetrisch um eine Zylinderachse der starren Stempelfläche AS und/oder der Deckelfläche DS verlaufen. So kann allgemein-wie beispielhaft erläutert-- der Kolbenrand der starren Stempelfläche AS des Kolbenkörpers gegenüber einem mittigen Bereich der starren Stempelfläche AS des Kolbenkörpers zur Bildung des Einströmvolumens EV sein, und/oder ein Rand der Deckelfläche DS gegenüber einem mittigen Bereich der Deckelfläche DS zur Bildung des Einströmvolumens EV erhöht sein.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 600 - vorliegend in Form eines PKW - aufweisend ein Druckluftsystem 200 mit einem Umgebungserfassungssensor S eines Sensorsystems 610, wobei der Umgebungserfassungssensor S eine transparente Abdeckung S11 aufweist, und weiter aufweisend ein Steuersystem 780. Vorliegend wird die erste Mediumsquelle MQ1 durch eine Druckluftversorgungsanlage 640 gebildet, welche weiterhin zur Versorgung einer Pneumatikanlage 630 in Form einer Luftfederanlage und/oder Bremsanlage vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die erste Mediumsquelle MQ1 von einem separaten Verdichter oder dergleichen Druckluftquelle gebildet wird. Die erste Mediumsquelle MQ1 ist zwecks Zuführung des gasförmigen Mediums M1 über eine erste Mediumszuleitung 211 mit dem Druckluftsystem 200 verbunden. Die zweite Mediumsquelle MQ2 weist vorliegend einen Wassertank WT auf, welcher ebenfalls zur Versorgung einer Reinigungsanlage in Form einer Scheibenreinigungsanlage 620 mit Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, eingesetzt wird. Dieser Tank ist über eine zweite Mediumszuleitung 212 mit dem Druckluftsystem 200 verbunden. Auf diese Weise kann über eine - hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte - Pumpe das flüssige Medium M2 dem Druckluftsystem 200 bereitgestellt werden. Selbstverständlich ist es bei der zweiten Mediumsquelle MQ2 ebenso möglich, dass diese durch eine eigene separate, insbesondere von anderen Systemen unabhängige, Mediumsquelle gebildet wird.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Reinigungsvorganges 700 gemäß dem Konzept der Erfindung. Der Reinigungsvorgang zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP durchläuft dabei die nachfolgenden Schritte.
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Im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110, erfolgt zuerst ein impulsartiges Aufladen 710 der ersten Mediumskammer 130 des Druckzylinders 120 mit dem gasförmigen Medium M1, insbesondere mit Druckluft. Dies erzeugt ein impulsartiges Verdrängen 720 des gasförmigen Mediums M1, insbesondere der Druckluft, oder des flüssigen Mediums M2, insbesondere des Wassers, aus der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120.
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Anschließend folgt ein impulsartiges Beaufschlagen 730 der Oberfläche O mit dem gasförmigen Medium M1, insbesondere der Druckluft, oder mit dem flüssigen Medium M2, insbesondere dem Wasser, aus der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120.
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Anschließend, im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110, findet ein impulsartiges Ablassen 740 des gasförmigen Mediums M1, insbesondere der Druckluft, aus der ersten Mediumskammer 130 des Druckzylinders 120 statt.
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Dies resultiert in ein impulsartiges Beaufschlagen 750 der Oberfläche O mit dem gasförmigen Medium M1, insbesondere der Druckluft, aus der ersten Mediumskammer 130 des Druckzylinders 120.
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Dem schließt sich an das Rückführen 760 der Druckgeberfläche 124 des Trenn- und Verdrängungsmittels 125, insbesondere des Kolbens 125A oder dergleichen in die Ausgangslage Ao, vorzugsweise mittels der Rückstellkraft FR.
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Schließlich folgt ein automatisches Auffüllen 770 der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 mit dem gasförmigen Medium M1, insbesondere der Druckluft, oder dem flüssigen Medium M2, insbesondere dem Wasser. Dies geschieht durch Erzeugen eines Unterdrucks in der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 mittels des Rückführens der zweiten Druckgeberfläche 124.2 des Trenn- und Verdrängungsmittels 125 in die Ausgangslage Ao.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Reinigungsvorrichtung
- 110
- Schaltventil
- 110.1
- Magnetventil
- 110.2
- Doppelrückschlagventil
- 111
- Druckzylinderanschluss
- 112
- erster Mediumsquellenanschluss
- 113
- zweiter Düsenanschluss
- 120, 120', 120''
- Druckzylinder
- 121
- Schaltventilanschluss
- 122
- Mediumsanschluss
- 123
- erster Düsenanschluss
- 124.1, 124.2
- erste, zweite Druckgeberfläche
- 125
- Trenn- und Verdrängungsmittel
- 125A
- Kolben
- 125B
- Membran
- 125C
- gefalteter Balg
- 126
- Rückstellmittel
- 130
- erste Mediumskammer
- 140
- zweite Mediumskammer
- 150
- erstes Rückschlagventil
- 160
- zweites Rückschlagventil
- 170
- zweites Schaltventil
- 171
- zweiter Druckzylinderanschluss
- 172
- zweiter Mediumsquellenanschluss
- 173
- dritter Mediumsquellenanschluss
- 180
- Feder
- 200
- Druckluftsystem
- S
- Sensor
- S11
- transparente Abdeckung
- S12
- Umgebungserfassungssensor
- 211
- erste Mediumszuleitung
- 212
- zweite Mediumszuleitung
- 240
- Düse
- 250
- erste Düsenzuleitung
- 260
- zweite Düsenzuleitung
- 220
- Druckzylinder
- 221
- Schaltventilanschluss
- 222
- Luftkammer
- 223
- Luftkammer-Anschluss
- 224
- Flüssigkeitskammer
- 225
- Flüssigkeitskammer-Anschluss
- 226
- Trennmittel
- 227
- Zylinderstempel
- 228
- Rückstellfeder
- 229
- Dichtring
- 320
- Druckzylinder
- 321
- Schaltventilanschluss
- 322
- Luftkammer
- 322F
- Druckoberfläche
- 324
- Flüssigkeitskammer
- 324F
- Druckgeberfläche
- 325
- Mediumsanschluss
- 327
- Zylinderstempel
- 327.1, 327.2
- Kolben gemäß erstem und zweitem Ausführungsbeispiel
- 327S
- Kolbenstellung
- 328
- Rückstellfeder
- 329
- Dichtring
- 400
- Abstandmittel
- 410
- Kolbenabstandmittel
- 420
- Distanzring
- 430
- Auflageflächen
- 532
- Druckzylindermodul
- 534
- Modulseite
- 536
- Innenseite
- AH
- Hubamplitude
- AS
- Stempelfläche
- AZ, AZ1
- Zylinderachse
- DL
- Druckluft
- DV
- Druckvolumen
- F
- Reinigungsflüssigkeit
- FR
- Rückstellkraft
- HS
- Stempelhöhe
- HFMIN
- minimale Federhöhe
- HFMAX
- maximale Federhöhe
- K
- Federkraft
- PB
- Beaufschlagungsdruck
- PI
- Impulsdruck
- PF
- Flüssigkeitsdruck
- PST
- Steuerdruck
- UT
- unterer Totpunkt
- OT
- oberer Totpunkt
- VE
- effektives Fördervolumen
- VF
- Flüssigkeitskammervolumen
- VL
- Luftkammervolumen
- VS
- Stempelvolumen
- VZ
- Zylindervolumen
- VZH
- Zylindervolumenhöhe
- WF
- Druckwirkfläche
- WV
- Wirkvolumen
- EV
- Einströmvolumen
- 600
- Fahrzeug
- 610
- Sensorsystem
- 620
- Scheibenreinigungsanlage
- 630
- Pneumatikanlage
- 640
- Druckluftversorgungsanlage
- 700
- Reinigungsverfahren
- 710,720,730, 740, 750, 760, 770
- Verfahrensschritte
- 780
- Steuersystem
- 790
- Steuer- und/oder Regeleinrichtung
- Ao
- Ausgangsposition
- D1
- erste Düse
- D2
- zweite Düse
- DZF
- Druck- oder Zugfeder
- FR
- Rückstellkraft
- K
- Kompressor
- M1
- gasförmiges Medium
- M2
- flüssiges Medium
- MP
- Mediumspuls
- MPn
- Sequenz von Mediumspulsen
- MQ1
- erste Mediumsquelle
- MQ2
- zweite Mediumsquelle
- O
- Oberfläche
- S1
- erster Schaltzustand
- S2
- zweiter Schaltzustand
- SEL
- Schnellentlüftungsleitung
- UL
- Umgebungsluft
- VMK1
- Volumen der ersten Mediumskammer, insbesondere für ein gasförmiges Medium M1 aus der ersten Mediumsquelle MQ1
- VMK2
- Volumen der zweiten Mediumskammer, insbesondere für ein flüssiges Medium M2 aus der zweiten Mediumsquelle MQ2
- VQ
- Ventilquerschnitt
- VS
- Volumenstrom
- WT
- Wassertank
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2955069 [0004]
- DE 1020142205731 A1 [0004]
- EP 3105089 B1 [0006]
- EP 3168094 A1 [0007]
- DE 102019111468 [0016]
