DE102021133872A1

DE102021133872A1 - Ventilanordnung und Fahrzeug mit einer Ventilanordnung

Info

Publication number: DE102021133872A1
Application number: DE102021133872.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Carstens
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (10), aufweisend ein Ventil (11), das ein Ventilgehäuse (17) mit einer ersten Fluidöffnung (12), einer zweiten Fluidöffnung (13), ein im Ventilgehäuse (17) positioniertes Verschlussmittel (14) zum Verstellen zwischen einem Sperrzustand zum Sperren eines Fluiddurchgangs (26) durch das Ventil (11) zwischen der ersten Fluidöffnung (12) und der zweiten Fluidöffnung (13) und einem Freigabezustand zum Freigeben des Fluiddurchgangs (26), und ein im Ventilgehäuse (17) angeordnetes Ventil-Federmittel (18) zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Verschlussmittel (14), umfasst, einen Kolben (15), der, zum Vergrößern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel (18) auf das Verschlussmittel (14), in eine Richtung zum Ventil-Federmittel (18) hin in eine Druckposition und, zum Verringern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel (18) auf das Verschlussmittel (14), in eine Richtung vom Ventil-Federmittel (18) weg in eine Entspannungsposition bewegbar gelagert ist, wobei der Kolben (15) aus dem Ventilgehäuse (17) hinausragt, und ein Verschiebemittel (16) außerhalb des Ventilgehäuses (17) zum Verschieben des Kolbens (15) zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug (100) mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Kontrollieren eines Reinigungsfluids in einer Fluidleitung, insbesondere in einer Fluidleitung eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer solchen Ventilanordnung.
Es zeigt sich, dass zukünftig die Reinigung von sensiblen Oberflächen in Fahrzeugen deutlich komplexer wird. Ferner ist davon auszugehen, dass die Anzahl an zu reinigenden Bauteilen stetig ansteigen wird. Unter den zu reinigenden Oberflächen sind neben Scheinwerferoberflächen mittlerweile nämlich auch Sensoroberflächen zu verstehen, die in Fahrzeugen immer stärker Einzug finden. Scheibenreinigungsvorrichtungen sind beispielsweise aus den Schutzschriften DE 10 2005 051 454 A1 und DE 20 2017 101 340 U1 bekannt. Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020 202 571 A1 ist eine Reinigungsvorrichtung für Sensoroberflächen bekannt, die wenigstens eine Düse und wenigstens eine Pumpe umfasst, die aus einem Vorratsbehälter zur Reinigung einer Fahrzeugscheibe dienende Flüssigkeit ansaugt und diese über eine Flüssigkeits-Leitungsanordnung der wenigstens einen Düse zuführt, die einen Flüssigkeitsstrahl auf die zu reinigende Scheibe sprüht.
Eine ständige Herausforderung bei bekannten Reinigungsvorrichtungen ist es, das Reinigungsfluid auf möglichst einfache, zuverlässige und kompakte Weise zum gewünschten Ziel bzw. zu den zu reinigenden Oberflächen zu leiten. Hierzu sind im Stand der Technik verschiedene Ventillösungen bekannt, die teilweise jedoch nicht den immer höher werdenden Ansprüchen gerecht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Oberflächenreinigung und/oder eine verbesserte Fluidverteilung zu Fluidverbrauchern, insbesondere in einem Fahrzeug, zu schaffen.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch die Ventilanordnung gemäß Anspruch 1 sowie das Fahrzeug gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit der Ventilanordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ventilanordnung vorgeschlagen, die ein Ventil umfasst, das ein Ventilgehäuse mit einer ersten Fluidöffnung und einer zweiten Fluidöffnung umfasst. Das Ventil weist ferner ein im Ventilgehäuse positioniertes Verschlussmittel auf, das zwischen einem Sperrzustand zum Sperren eines Fluiddurchgangs durch das Ventil zwischen der ersten Fluidöffnung und der zweiten Fluidöffnung und einem Freigabezustand zum Freigeben des Fluiddurchgangs verstellbar ist. Das Ventil weist außerdem ein im Ventilgehäuse angeordnetes Ventil-Federmittel zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Verschlussmittel auf. Eine erfindungsgemäße Ventilanordnung umfasst darüber hinaus einen Kolben, der, zum Vergrößern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel auf das Verschlussmittel, in eine Richtung zum Ventil-Federmittel hin in eine Druckposition und, zum Verringern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel auf das Verschlussmittel, in eine Richtung vom Ventil-Federmittel weg in eine Entspannungsposition bewegbar gelagert ist. Die Ventilanordnung weist außerdem ein Verschiebemittel außerhalb des Ventilgehäuses zum Verschieben des Kolbens zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition auf.
Die Erfindung beruht auf einem bekannten System, bei welchem in einem Druckschaltventil ein steigender Druck als Schalttrigger verwendet wird. Das heißt, bei konventionellen Ventilen ist es bekannt, zwischen einem Freigabezustand und einem Sperrzustand des Ventils mittels Druckregelung umzuschalten. Ein solches Ventil wurde nun dahingehend weiterentwickelt, dass zusätzlich zu einem Ventil-Federmittel der Kolben bzw. ein entsprechendes zusätzliches Vorspannmittel zum Druckbeaufschlagen des Ventil-Federmittels, aus dem Ventilgehäuse hinaus erstreckt und dort durch das Verschiebemittel bewegt, genauer gesagt stärker oder schwächer gegen das Ventil-Federmittel gedrückt werden kann, um die Vorspannkraft durch das Federmittel auf das Verschlussmittel zu verändern. Damit lässt sich die Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel auf das Verschlussmittel auf zuverlässige und einfache Weise von außerhalb des Ventilgehäuses verändern. Soll der Freigabezustand verhindert werden, kann die Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel auf das Verschlussmittel durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung des Ventil-Federmittels durch den Kolben erhöht werden. Soll das Ventil bzw. das Verschlussmittel in den Freigabezustand bewegt werden und/oder mittels Reinigungsfluid in den Freigabezustand bewegt werden können, kann die Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel auf das Verschlussmittel durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung des Ventil-Federmittels durch den Kolben verringert werden.
Unter dem Kolben kann ein, optional aus dem Ventilgehäuse hinausragendes, Kraftübertragungsmittel verstanden werden, das vorzugsweise formstabil ausgestaltet ist. Der Kolben weist bevorzugt eine zylindrische und/oder stabförmige Form auf. Die Ventilanordnung kann als Ventilanordnung zur Verwendung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Straßenfahrzeug wie einem PKW oder einem LKW, ausgestaltet sein. Das Ventil kann als Druckschaltventil ausgestaltet sein, in welchem mittels Fluiddruck zwischen dem Freigabezustand und dem Verschlusszustand umgeschaltet werden kann. Das Ventil-Federmittel ist bevorzugt als Schraubenfeder, insbesondere als Schraubendruckfeder, ausgestaltet. In der Druckposition weist das Ventil-Federmittel eine größere Vorspannkraft als in der Entspannungsposition auf, wobei das Ventil-Federmittel bevorzugt auch in der Entspannungsposition eine Vorspannkraft auf das Verschlussmittel aufbringt.
Darunter, dass das Verschiebemittel außerhalb des Ventilgehäuses zum Verschieben des Kolbens zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition konfiguriert ist kann verstanden werden, dass das Verschiebemittel außerhalb des Ventilgehäuses positioniert und zum Verschieben des Kolbens zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition konfiguriert ist. Das Ventilgehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgestaltet sein. Der Kolben ist durch das Ventil-Federmittel sowie durch das Verschiebemittel verschiebbar gelagert. Genauer gesagt ist der Kolben insbesondere gelagert, um durch das Ventil-Federmittel aus der Druckposition in die Entspannungsposition verschoben zu werden und um durch das Verschiebemittel aus der Entspannungsposition in die Druckposition verschoben zu werden bzw. entsprechend verschiebbar gelagert zu sein. Kolben und Federmittel sind vorzugsweise zwei separate Bauteile, können aber auch als einstückiges Bauteil ausgestaltet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bei einer Ventilanordnung möglich, dass das Verschiebemittel eine Kurvenscheibe zum Verschieben des Kolbens zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition aufweist. Mit einer Kurvenscheibe kann eine besonders einfache und zuverlässig funktionierende Verschiebung des Verschiebemittels realisiert werden. Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn die Kurvenscheibe zumindest im Wesentlichen eine herzförmige Außenkontur aufweist. Das heißt, die Kurvenscheibe weist nur eine Vertiefung bzw. Senke auf. Die Kombination aus Kurvenscheibe und Kolben kann auch als Kurvengetriebe der Ventilanordnung betrachtet werden. Eine solche Kurvenscheibe kann besonders einfach und günstig als Standardbauteil bereitgestellt werden. Das Verschiebemittel ist selbstverständlich nicht auf die Ausführung als Kurvenscheibe beschränkt zu betrachten. So kann der Kolben beispielsweise auch mittels Stellmotor und/oder Linearantrieb in die gewünschten Positionen verstellt werden.
Weiterhin ist es möglich, dass bei einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung das Verschlussmittel einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen des Verschlussmittels im Ventilgehäuse und einen Verformungsbereich aufweist, wobei der Verformungsbereich, zum Verstellen zwischen dem Sperrzustand und dem Freigabezustand, mittels Kolben und/oder Ventil-Federmittel elastisch verformbar ist. Damit wird der Verschlussmechanismus besonders einfach und platzsparend zur Verfügung gestellt. Auf unterschiedliche, starr zueinander bewegliche Bauteile kann verzichtet werden. Das Verschlussmittel ist bei einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung deshalb vorzugsweise einstückig ausgestaltet.
Darüber hinaus ist es möglich, dass das Verschlussmittel bei einer Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung vollständig oder zumindest überwiegend aus einem elastischen Material besteht. Damit kann das Verschlussmittel besonders einfach und robust zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus kann damit eine hohe Langlebigkeit geschaffen werden. Das Verschlussmittel kann beispielsweise aus Silikon bestehen. Alternativ ist es denkbar, dass das Verschlussmittel nicht oder zumindest nicht vollständig aus einem elastischen Material ausgestaltet ist, jedoch zumindest im Verformungsabschnitt eine elastisch verformbare Struktur aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es möglich, dass bei einer Ventilanordnung das Ventilgehäuse ein Grundgehäuse, in welchem die erste Fluidöffnung und die zweite Fluidöffnung ausgestaltet sind, und einen Gehäusedeckel aufweist, wobei der Befestigungsabschnitt zwischen dem Grundgehäuse und dem Gehäusedeckel befestigt ist. Das heißt, der Befestigungsabschnitt des Verschlussmittels kann einfach zwischen dem Grundgehäuse und dem Gehäusedeckel eingeklemmt werden. Damit kann der Befestigungsabschnitt nicht nur einfach, sondern auch robust und ohne weitere Befestigungsbauteile im Ventilgehäuse befestigt werden bzw. sein. Unter dem Ventildeckel kann ein kleinerer von zwei Ventilgehäuseteilen verstanden werden, der keine geschlossene Struktur aufweisen muss. Vielmehr ist es erfindungsgemäß möglich, dass der Gehäusedeckel eine Kolbenführung für eine lineare Kolbenführung im Ventilgehäuse aufweist. Mit anderen Worten, der Gehäusedeckel kann eine Durchgangsöffnung aufweisen, mittels welcher bzw. in welcher der Kolben für die gewünschte Verschiebungsbewegung zwischen der Druckposition und der Verspannungsposition positioniert und/oder gelagert ist.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung kann ferner eine Fluidpumpe zum Pumpen eines Reinigungsfluids durch den Fluiddurchgang des Ventils aufweisen, wobei das Ventil konfiguriert sein kann, ein Pumpen des Reinigungsfluids durch den Fluiddurchgang in der Entspannungsposition des Kolbens zu ermöglichen und in der Druckposition des Kolbens zu verhindern. Das heißt, in der Druckposition wird über den durch das Verschiebemittel in die Druckposition verstellten Kolben und folglich durch das Ventil-Federmittel eine derart hohe Kraft bzw. ein entsprechend großer Druck auf das Verschlussmittel aufgebracht, dass das Verschlussmittel auch bei voller Pumpenleistung nicht in den Freigabezustand verstellt werden kann bzw. das Ventil nicht in den Freigabezustand verstellt werden kann. Damit kann ein versehentliches Öffnen des Ventils bzw. ein versehentliches Einstellen des Freigabezustandes zuverlässig verhindert werden. Mit anderen Worten, der Sperrzustand kann besonders zuverlässig gehalten werden. Befindet sich der Kolben in der Entspannungsposition, kann das Verschlussmittel bzw. das Ventil hingegen, wie bei konventionellen Druckschaltventilen, allein mittels einer Druckänderung durch die Fluidpumpe zwischen dem Freigabezustand und dem Sperrzustand hin und her bewegt werden. Unter einer Fluidpumpe kann im Rahmen der Erfindung eine Fluidfördereinheit im weitesten Sinne verstanden werden. Das heißt, die Fluidpumpe ist nicht auf eine klassische Flüssigkeitspumpe beschränkt zu betrachten, sondern kann auch in Form einer Fördereinheit zum Fördern von flüssigen und/oder gasförmigen Fluiden ausgestaltet sein.
Weiterhin kann eine Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fluidpumpe zum Pumpen eines Reinigungsfluids durch den Fluiddurchgang des Ventils und eine Reinigungsvorrichtung zur Oberflächenreinigung mittels des Reinigungsfluids aufweisen, wobei die Reinigungsvorrichtung ein Reinigungsgehäuse, einen teleskopartig aus dem Reinigungsgehäuse heraus bewegbaren Düsenträger mit einer Reinigungsdüse zum Ausgeben des Reinigungsfluids und eine Rückstellfeder zum Rückstellen des Düsenträgers aus einer Reinigungsposition in eine Ausgangsposition aufweist. Mittels der Rückstellfeder kann nicht nur ein automatisches Rückstellen der Reinigungsdüse, sondern auch ein automatisches Rückstellen des Verschlussmittels bzw. des Ventils aus dem Freigabezustand in den Verschlusszustand bewirkt werden. Damit kann die Ventilanordnung besonders einfach, insbesondere energieeffizient, betrieben werden. Unter dem Reinigungsgehäuse kann ein Gehäuse, insbesondere ein zylindrisches Gehäuse, verstanden werden, in welchem die Rückstellfeder positioniert ist und der Düsenträger, insbesondere mittels Führungsstempel, linear geführt gelagert ist. Demnach kann bei einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung das Ventil konfiguriert sein, die Rückstellfeder durch das Reinigungsfluid in der Reinigungsposition zu halten, wenn sich der Kolben in der Druckposition befindet, und der Rückstellfeder ein Rückstellen, insbesondere ein automatisches Rückstellen, des Düsenträgers in die Ausgangsposition sowie ein Rückfließen des Reinigungsfluids aus dem Reinigungsgehäuse in Richtung des Ventils zu ermöglichen, wenn sich der Kolben in der Entspannungsposition befindet.
Das Verschlussmittel ist bei einer Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt topfförmig ausgestaltet und weist einen sich wenigstens teilweise über eine Längserstreckung des Verschlussmittels verjüngenden Außendurchmesser sowie eine Kavität auf, wobei das Ventil-Federmittel und/oder der Kolben teilweise in der Kavität positioniert sind. Damit kann das Ventil einschließlich des Kolbens besonders platzsparend zur Verfügung gestellt werden. Durch die Kavität im topfförmigen Verschlussmittel werden bzw. sind das Ventil-Federmittel und/oder der Kolben außerdem besonders stabil in der gewünschten Lage positioniert und/oder gehalten. Das Verschlussmittel und/oder eine Außenumfangsfläche des Verschlussmittels kann eine Glockenform oder im Wesentlichen eine Glockenform aufweisen. Die Kavität ist vorzugsweise zylinderförmig und/oder sacklochförmig ausgestaltet. Darunter, dass das Verschlussmittel einen sich wenigstens teilweise über eine Längserstreckung des Verschlussmittels verjüngenden Außendurchmesser aufweist kann verstanden werden, dass sich der Außendurchmesser entlang wenigstens eines Teils der Längserstreckung des Verschlussmittels verjüngt, insbesondere in Richtung weg vom Ventil-Federmittel verjüngt. Unter der Längserstreckung kann eine Erstreckung und/oder Richtung entlang und/oder parallel zu einer Rotationsachse und/oder Längsachse des Kolbens bzw. eines entsprechenden Kraftübertragungselements verstanden werden.
Ergänzend ist es möglich, dass bei einer Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung das Ventilgehäuse einen Krümmer mit einem Krümmereingang, einem Krümmerausgang und einem Verschlussmittelvolumen aufweist, wobei das Verschlussmittel zwischen dem Krümmereingang und dem Krümmerausgang im Verschlussmittelvolumen positioniert ist. Neben dem Verschlussmittel, welches durch das Ventil-Federmittel und den Kolben bewegbar und/oder verformbar ist, sind keine weiteren Bauteile im Verschlussmittelvolumen erforderlich. Das Ventil und/oder der Krümmerbereich des Ventils können damit besonders einfach und platzsparend gebaut sein. Das Verschlussmittel ist zwischen dem Krümmereingang und dem Krümmerausgang vorzugsweise zwischen dem Sperrzustand und dem Freigabezustand bewegbar und/oder elastisch verformbar positioniert. Der Krümmer weist vorzugsweise einen Krümmerwinkel zwischen 60° und 120°, insbesondere 90°, auf.
Zudem ist es bei einer Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass das Verschlussmittel zum Führen des Verschlussmittels im Fluiddurchgang wenigstens eine Führungsrippe aufweist. Die Führungsrippe ist vorzugsweise als monolithischer Bestandteil des Verschlussmittels ausgestaltet. Damit kann die gewünschte Funktion des Verschlussmittels auf einfache Weise gewährleistet werden. Die Führungsrippe ist vorzugsweise an einer vom Ventil-Federmittel weg gerichteten Vorderseite bzw. in einem entsprechenden vorderen Endabschnitt des Verschlussmittels ausgestaltet. Das Verschlussmittel kann mehrere, insbesondere zwei oder drei, Führungsrippen aufweisen, die vorzugsweise mit gleichem Winkel voneinander beabstandet ausgestaltet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Fahrzeug mit einer wie vorstehend im Detail beschriebenen Ventilanordnung zum Reinigen einer Oberfläche am und/oder im Fahrzeug vorgeschlagen. Damit bringt das erfindungsgemäße Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Ventilanordnung beschrieben worden sind. Unter der Oberfläche kann insbesondere eine Oberfläche eines Scheinwerfers, insbesondere eines Fahrzeugscheinwerfers, und/oder eine Sensoroberfläche einer Sensorik des Fahrzeugs verstanden werden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen jeweils schematisch:

1 bis 7 eine Ventilanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Betriebszuständen zum Erläutern einer Betriebsweise der Ventilanordnung,
8 ein Verschlussmittel für eine erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer geschnittenen Seitenansicht,
9 ein Verschlussmittel für eine erfindungsgemäße Ventilanordnung in einer perspektivischen Ansicht,
10 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Ventilanordnung 10 für ein in 10 dargestelltes Fahrzeug 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die Ventilanordnung weist ein Ventil 11 in Form eines Druckschaltventils auf. Das Ventil 11 weist ein Ventilgehäuse 17 mit einer ersten Fluidöffnung 12 und einer zweiten Fluidöffnung 13 sowie ein im Ventilgehäuse 17 positioniertes Verschlussmittel 14 auf. Das Verschlussmittel 14 ist zwischen einem Sperrzustand zum Sperren eines Fluiddurchgangs 26 durch das Ventil 11 zwischen der ersten Fluidöffnung 12 und der zweiten Fluidöffnung 13 und einem Freigabezustand zum Freigeben des Fluiddurchgangs 26 verstellbar bzw. verformbar. Das Ventil 11 weist außerdem ein im Ventilgehäuse 17 angeordnetes Ventil-Federmittel 18 zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Verschlussmittel 14 auf.
Die gezeigte Ventilanordnung 10 weist zudem einen Kolben 15 auf, der, zum Vergrößern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel 18 auf das Verschlussmittel 14, in eine Richtung zum Ventil-Federmittel 18 hin in eine Druckposition und, zum Verringern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel 18 auf das Verschlussmittel 14, in eine Richtung vom Ventil-Federmittel 18 weg in eine Entspannungsposition, bewegbar gelagert ist. Der Kolben 15 ragt aus dem Ventilgehäuse 17 hinaus zu einem Verschiebemittel 16. Das Verschiebemittel 16 ist außerhalb des Ventilgehäuses 17 zum Verschieben des Kolbens 15 zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition drehbar bzw. schwenkbar gelagert.
Das Verschiebemittel 16 ist in Form einer Kurvenscheibe mit einer herzförmigen Außenkontur ausgestaltet, um mittels Drehbewegung des Verschiebemittels 16 den Kolben 15 zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition zu bewegen bzw. zu verschieben. Das Verschlussmittel 14 weist einen Befestigungsabschnitt 19 zum Befestigen des Verschlussmittels 14 im Ventilgehäuse 17 und einen Verformungsbereich 20 auf, wobei der Verformungsbereich 20, zum Verstellen zwischen dem Sperrzustand und dem Freigabezustand, mittels Kolben 15 und Ventil-Federmittel 18 elastisch verformbar ist. Das Verschlussmittel 14 ist hierfür einstückig und aus einem elastischen Material ausgestaltet.
Das Ventilgehäuse 17 weist ein Grundgehäuse 21, in welchem die erste Fluidöffnung 12 und die zweite Fluidöffnung 13 ausgestaltet sind, und einen Gehäusedeckel 22 auf, wobei der Befestigungsabschnitt 19 zwischen dem Grundgehäuse 21 und dem Gehäusedeckel 22 befestigt ist. Der Gehäusedeckel 22 weist ferner eine Kolbenführung 23 für eine lineare Kolbenführung 23 des Kolbens 15 im Ventilgehäuse 17 auf.
In 1 ist ferner zu erkennen, dass die Ventilanordnung 10 eine Fluidpumpe 24 zum Pumpen eines Reinigungsfluids 25 durch den Fluiddurchgang 26 des Ventils 11 aufweist, wobei das Ventil 11 konfiguriert ist, ein Pumpen des Reinigungsfluids 25 durch den Fluiddurchgang 26 in der Entspannungsposition des Kolbens 15 zu ermöglichen und in der Druckposition des Kolbens 15 zu verhindern. Darüber hinaus weist die Ventilanordnung 10 eine Reinigungsvorrichtung 30 zur Oberflächenreinigung mittels des Reinigungsfluids 25 auf. Die Reinigungsvorrichtung 30 weist ein Reinigungsgehäuse 31 und einen teleskopartig aus dem Reinigungsgehäuse 31 heraus bewegbaren Düsenträger 32 mit einer Reinigungsdüse 33 zum Ausgeben des Reinigungsfluids 25 auf. Die Reinigungsvorrichtung 30 weist außerdem eine Rückstellfeder 34 zum Rückstellen des Düsenträgers 32 aus einer Reinigungsposition in eine Ausgangsposition auf.
Das Ventil 11 ist konfiguriert, die Rückstellfeder 34 durch das Reinigungsfluid 25 in der Reinigungsposition zu halten, wenn sich der Kolben 15 in der Druckposition befindet, und der Rückstellfeder 34 ein Rückstellen des Düsenträgers 32 in die Ausgangsposition sowie ein Rückfließen des Reinigungsfluids 25 aus dem Reinigungsgehäuse 31 in Richtung des Ventils 11 zu ermöglichen, wenn sich der Kolben 15 in der Entspannungsposition befindet. Wie in 1 zu erkennen, ist das Verschlussmittel 14 topfförmig mit einem sich teilweise über eine Längserstreckung des Verschlussmittels 14 verjüngenden Außendurchmesser und einer Kavität 35 ausgestaltet, wobei das Ventil-Federmittel 18 und ein Teil des Kolbens 15 teilweise in der Kavität 35 positioniert bzw. gelagert sind. Das Ventilgehäuse 17 weist einen Krümmer 27 mit einem Krümmereingang 28, einem Krümmerausgang 29 und einem Verschlussmittelvolumen 38 auf, wobei das Verschlussmittel 38 zwischen dem Krümmereingang 28 und dem Krümmerausgang 29 im Verschlussmittelvolumen 38 positioniert ist. Weiterhin weist das Verschlussmittel 14 zum Führen des Verschlussmittels 14 im Fluiddurchgang 26 drei Führungsrippen 40 auf, die in 9 im Detail gezeigt sind.
Mit Bezug auf die 1 bis 7 wird anschließend die Funktionsweise der gezeigten Ventilanordnung 10 beschrieben. In 1 befindet sich die Ventilanordnung 10 in einem Ursprungszustand, in welchem die Pumpe 24 deaktiviert ist und sich der Kolben 15 in der Druckposition befindet.
In 2 wird das Verschiebemittel 16 dahingehend gedreht, dass der Kolben 15 durch das Ventil-Federmittel 18 in die Entspannungsposition gedrückt werden kann, da die Vorspannung auf den Kolben 15 reduziert wird. In diesem Zustand liegt kein Druck im Fluiddurchgang 26, wodurch das Ventil-Federmittel 18 das Verschlussmittel 14 bzw. das Ventil 11 weiterhin im Sperrzustand hält.
Wie in 3 gezeigt, wird nun der Druck am Fluiddurchgang 26 erhöht, wodurch das Verschlussmittel 14, gegen die durch das Ventil-Federmittel 18 aufgebrachte Vorspannkraft, in den Freigabezustand bewegt bzw. verformt wird. In diesem Zustand kann das Reinigungsfluid 25 vom Tank 50 durch das Ventil 11 bzw. durch den Fluiddurchgang 26 zur Reinigungsvorrichtung 30 gelangen. Dort angekommen schiebt das Reinigungsfluid 25 den Düsenträger 32 gegen die Vorspannkraft des Rückstell-Federmittels 34. Anschließend kann das Reinigungsfluid 25 durch die ausgefahrene Reinigungsdüse 33 auf die Oberfläche 61 gespritzt bzw. aufgetragen werden.
Ist der Reinigungsvorgang abgeschlossen, wird die Pumpe 24, wie in 4 gezeigt, deaktiviert. Das heißt, eine Förderung des Reinigungsfluids 25 vom Tank 50 zum Ventil 11 wird deaktiviert. In diesem Moment kann sich das Verschlussmittel 14 zumindest kurzzeitig wieder in den Sperrzustand bewegen. Der zum Öffnen des Ventils 11 benötigte Druck wird nun von der Reinigungsvorrichtung 30 bzw. dessen Teleskopanordnung erzeugt.
Wie in 5 gezeigt, wird das Verschlussmittel 14 nun jedoch durch das Reinigungsfluid 25 bzw. durch den mittels Rückstell-Federmittel 34 aufgebrachten Fluiddruck wieder in den Freigabezustand bewegt bzw. dort gehalten, wodurch das Reinigungsfluid 25 wieder zurück in den Tank 50 fließen kann, während sich der Düsenträger 32 wieder in seine Ursprungsposition zurückbewegt. Daraufhin befindet sich die Ventilanordnung 10 in dem in 6 gezeigten Zustand. Zur Sicherung dieses Zustandes und zum Verhindern, dass das Verschlussmittel 14 beispielsweise durch eine versehentliche Aktivierung der Fluidpumpe 24 in den Freigabezustand bewegt wird, wird das Verschiebemittel 16 nun wieder, wie in 7 gezeigt, zurück in seine Ausgangsposition bewegt, wodurch der Kolben 15 in die Druckposition bewegt und damit gegen das Ventil-Federmittel gedrückt wird.
In den 8 und 9 ist das glockenförmige Verschlussmittel 14 in weiterem Detail dargestellt. Hier sind insbesondere die drei Führungsrippen 40 zu erkennen. Außerdem ist zu erkennen, dass der Befestigungsabschnitt 19 für einen guten Halt zwischen dem Grundgehäuse 21 und dem Gehäusedeckel 22 einen wulstförmigen Ring bildet.
In 10 ist ein Fahrzeug 100 in Form eines Straßenfahrzeugs mit einer wie vorstehend im Detail beschriebenen Ventilanordnung 10 dargestellt. Die Ventilanordnung 10 bzw. die Reinigungsvorrichtung 30 ist zum Reinigen einer Oberfläche 61 im Fahrzeug 100, genauer gesagt einer Scheinwerferoberfläche eines Scheinwerfers 60, konfiguriert.
Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. Das heißt, die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.
Bezugszeichenliste

10: Ventilanordnung
11: Ventil
12: erste Fluidöffnung
13: zweite Fluidöffnung
14: Verschlussmittel
15: Kolben
16: Verschiebemittel
17: Ventilgehäuse
18: Ventil-Federmittel
19: Befestigungsabschnitt
20: Verformungsabschnitt
21: Grundgehäuse
22: Gehäusedeckel
23: Kolbenführung
24: Fluidpumpe
25: Reinigungsfluid
26: Fluiddurchgang
27: Krümmer
28: Krümmereingang
29: Krümmerausgang
30: Reinigungsvorrichtung
31: Reinigungsgehäuse
32: Düsenträger
33: Reinigungsdüse
34: Rückstell-Federmittel
35: Kavität
38: Verschlussmittelvolumen
40: Führungsrippe
50: Tank
60: Scheinwerfer
61: Oberfläche
100: Fahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005051454 A1 [0002]
DE 202017101340 U1 [0002]
DE 102020202571 A1 [0002]

Claims

Ventilanordnung (10), aufweisend: - ein Ventil (11), das ein Ventilgehäuse (17) mit einer ersten Fluidöffnung (12), einer zweiten Fluidöffnung (13), ein im Ventilgehäuse (17) positioniertes Verschlussmittel (14) zum Verstellen zwischen einem Sperrzustand zum Sperren eines Fluiddurchgangs (26) durch das Ventil (11) zwischen der ersten Fluidöffnung (12) und der zweiten Fluidöffnung (13) und einem Freigabezustand zum Freigeben des Fluiddurchgangs (26), und ein im Ventilgehäuse (17) angeordnetes Ventil-Federmittel (18) zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Verschlussmittel (14), umfasst, - einen Kolben (15), der, zum Vergrößern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel (18) auf das Verschlussmittel (14), in eine Richtung zum Ventil-Federmittel (18) hin in eine Druckposition und, zum Verringern der Vorspannkraft durch das Ventil-Federmittel (18) auf das Verschlussmittel (14), in eine Richtung vom Ventil-Federmittel (18) weg in eine Entspannungsposition bewegbar gelagert ist, und - ein Verschiebemittel (16) außerhalb des Ventilgehäuses (17) zum Verschieben des Kolbens (15) zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition.
Ventilanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebemittel (16) eine Kurvenscheibe zum Verschieben des Kolbens (15) zwischen der Druckposition und der Entspannungsposition aufweist.
Ventilanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe zumindest im Wesentlichen eine herzförmige Außenkontur aufweist.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (14) einen Befestigungsabschnitt (19) zum Befestigen des Verschlussmittels (14) im Ventilgehäuse (17) und einen Verformungsbereich (20) aufweist, wobei der Verformungsbereich (20), zum Verstellen zwischen dem Sperrzustand und dem Freigabezustand, mittels Kolben (15) und/oder Ventil-Federmittel (18) elastisch verformbar ist.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (14) einstückig ausgestaltet ist.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (14) aus einem elastischen Material besteht.
Ventilanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (17) ein Grundgehäuse (21), in welchem die erste Fluidöffnung (12) und die zweite Fluidöffnung (13) ausgestaltet sind, und einen Gehäusedeckel (22) aufweist, wobei der Befestigungsabschnitt (19) zwischen dem Grundgehäuse (21) und dem Gehäusedeckel (22) befestigt ist.
Ventilanordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (17) ein Grundgehäuse (21), in welchem die erste Fluidöffnung (12) und die zweite Fluidöffnung (13) ausgestaltet sind, und einen Gehäusedeckel (22) aufweist, wobei der Gehäusedeckel (22) eine Kolbenführung (23) für eine lineare Kolbenführung (23) im Ventilgehäuse (17) aufweist.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fluidpumpe (24) zum Pumpen eines Reinigungsfluids (25) durch den Fluiddurchgang (26) des Ventils (11), wobei das Ventil (11) konfiguriert ist, ein Pumpen des Reinigungsfluids (25) durch den Fluiddurchgang (26) in der Entspannungsposition des Kolbens (15) zu ermöglichen und in der Druckposition des Kolbens (15) zu verhindern.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fluidpumpe (24) zum Pumpen eines Reinigungsfluids (25) durch den Fluiddurchgang (26) des Ventils (11) und eine Reinigungsvorrichtung (30) zur Oberflächenreinigung mittels des Reinigungsfluids (25), wobei die Reinigungsvorrichtung (30) ein Reinigungsgehäuse (31), einen teleskopartig aus dem Reinigungsgehäuse (31) heraus bewegbaren Düsenträger (32) mit einer Reinigungsdüse (33) zum Ausgeben des Reinigungsfluids (25) und eine Rückstellfeder (34) zum Rückstellen des Düsenträgers (32) aus einer Reinigungsposition in eine Ausgangsposition aufweist.
Ventilanordnung (10) nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (11) konfiguriert ist, die Rückstellfeder (34) durch das Reinigungsfluid (25) in der Reinigungsposition zu halten, wenn sich der Kolben (15) in der Druckposition befindet, und das Ventil (11) konfiguriert ist, der Rückstellfeder (34) ein Rückstellen des Düsenträgers (32) in die Ausgangsposition sowie ein Rückfließen des Reinigungsfluids (25) aus dem Reinigungsgehäuse (31) in Richtung des Ventils (11) zu ermöglichen, wenn sich der Kolben (15) in der Entspannungsposition befindet.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (14) topfförmig mit einem sich wenigstens teilweise über eine Längserstreckung des Verschlussmittels (14) verjüngenden Außendurchmesser und einer Kavität (35) ausgestaltet ist, wobei das Ventil-Federmittel (18) und/oder der Kolben (15) teilweise in der Kavität (35) positioniert sind.
Ventilanordnung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (17) einen Krümmer (27) mit einem Krümmereingang (28), einem Krümmerausgang (29) und einem Verschlussmittelvolumen (38) aufweist, wobei das Verschlussmittel (38) zwischen dem Krümmereingang (28) und dem Krümmerausgang (29) im Verschlussmittelvolumen (38) positioniert ist.
Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (14) zum Führen des Verschlussmittels (14) im Fluiddurchgang (26) wenigstens eine Führungsrippe (40) aufweist.
Fahrzeug (100) mit einer Ventilanordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche zum Reinigen einer Oberfläche (61) am und/oder im Fahrzeug (100).