DE102022206247A1 - Fluid ejection device with a switching device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine besonders kompakt aufbaufähige Fluidausstoßvorrichtung (1) zum Betrieb mit wenigstens zwei verschiedenen Fluiden (2,3), umfassend wenigstens eine erste Fluidquelle (4) für ein erstes Fluid (2), wenigstens eine zweite Fluidquelle (5) für ein zweites Fluid (3), wobei die erste Fluidquelle (4) über eine erste Zuleitung (6) und die zweite Fluidquelle (5) über eine zweite Zuleitung (7) zwecks einer besonders effizienten Umschaltbarkeit zwischen den Fluiden (2,3) an eine Schaltvorrichtung (8) angeschlossen sind, welche entweder das erste Fluid (2) oder das zweite Fluid (3) in eine Arbeitsleitung (9) durchlässt, und die Arbeitsleitung (9) mit dem durchgelassenen Fluid (2,3) wenigstens eine Austrittsstelle(10) zum Ausstoßen des Fluids (2,3) in Richtung seines Bestimmungsortes versorgt.The invention relates to a particularly compact fluid ejection device (1) for operation with at least two different fluids (2, 3), comprising at least one first fluid source (4) for a first fluid (2), and at least one second fluid source (5) for a second Fluid (3), the first fluid source (4) being connected to a switching device (2) via a first supply line (6) and the second fluid source (5) via a second supply line (7) for the purpose of particularly efficient switching between the fluids (2,3). 8) are connected, which allows either the first fluid (2) or the second fluid (3) to pass into a working line (9), and the working line (9) with the fluid (2, 3) being passed through has at least one outlet point (10). Ejecting the fluid (2,3) towards its destination.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fluidausstoßvorrichtung, insbesondere eine fahrzeugintegrierte Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von optischen Außenflächen an dem Fahrzeug, ganz insbesondere von optischen Sensorvorrichtungen wie Kameras, laserbasierte Entfernungsmessgräte und dergleichen.The invention relates to a fluid ejection device, in particular a vehicle-integrated cleaning device for cleaning optical external surfaces on the vehicle, especially optical sensor devices such as cameras, laser-based distance measuring devices and the like.
Moderne Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Assistenzsystemen ausgestattet, welche Fahrsicherheit erhöhen oder ein autonomes Fahren ermöglichen sollen und hierfür die Umgebung des Fahrzeugs jederzeit zuverlässig erfassen und überwachen sollen, unter anderem mit im optischen Wellenlängenbereich wirkenden Sensorvorrichtungen.Modern motor vehicles are increasingly being equipped with assistance systems that are intended to increase driving safety or enable autonomous driving and to reliably record and monitor the vehicle's surroundings at all times, including with sensor devices operating in the optical wavelength range.
Für optisch wirkenden Sensorvorrichtungen wie beispielsweise Kameras oder Laserentfernungsmesser (LiDAR) ist es wichtig, dass optische Oberflächen wie Kameralinsen oder transparente Abdeckungen frei von allen Störungsquellen gehalten werden. Eine etablierte Lösung zur Reinigung von optischen Flächen sind Reinigungsvorrichtungen, dessen Arbeitsmedium eine wässrige Reinigungsflüssigkeit ist, welche unter Druck auf die zu reinigende Oberfläche aufgebracht wird. Nach Reinigung mit Reinigungsflüssigkeit kann jedoch Restwasser auf den Sensoren und Kameras verbleiben, welche durch lichtbrechende Wirkung einzelner Tröpfchen oder durch nach dem Austrocknen zurückbleibende Ablagerungen eine zuverlässige Erfassung oder Auswertung der Signale beeinträchtigen oder sogar verhindern kann.For optical sensor devices such as cameras or laser range finders (LiDAR), it is important that optical surfaces such as camera lenses or transparent covers are kept free of all sources of interference. An established solution for cleaning optical surfaces are cleaning devices whose working medium is an aqueous cleaning liquid, which is applied under pressure to the surface to be cleaned. However, after cleaning with cleaning liquid, residual water can remain on the sensors and cameras, which can impair or even prevent reliable detection or evaluation of the signals due to the light-refractive effect of individual droplets or due to deposits remaining after drying out.
Um dieses Problem zu lösen ist es bekannt, unmittelbar nach dem Reinigungsvorgang die optische Fläche gezielt mit Luftstrom abzublasen, um Restwasser aktiv zu entfernen. Die Verwendung von unbegrenzt verfügbaten Luft als Arbeitsmedium bietet zudem zusätzliche Vorteile bei feuchter Witterung. Mit Luftstrom können beispielsweise Wassertropfen und feuchter Schmutz entfernt werden, ohne dass eng begrenzten Reserven der mitgeführten Reinigungsflüssigkeit verbraucht werden müssen.In order to solve this problem, it is known to blow off the optical surface with a stream of air immediately after the cleaning process in order to actively remove residual water. The use of unlimited air as a working medium also offers additional advantages in humid weather. With air flow, for example, water droplets and moist dirt can be removed without having to use up limited reserves of the cleaning fluid carried.
Es ist grundsätzlich bekannt, separate Verteilsysteme mit jeweils eigenständigen Austrittsstellen für beide Arbeitsmedien zu verwenden. Derartige Lösungen sind jedoch insbesondere für kleine Bestimmungsziele der Reinigung mit besonders knapp bemessen Einbauräumen nicht optimal.It is generally known to use separate distribution systems, each with independent outlet points for both working media. However, such solutions are not optimal, especially for small cleaning purposes with particularly tight installation spaces.
Insbesondere für solche Anwendungsfälle ist es von Vorteil, eine einzige Austrittstelle, beispielsweise eine Düse, für beide Arbeitsmedium zu verwenden, welche zumindest im letzten Leitungsabschnitt über eine für beide Arbeitsmedien gemeinsame Leitung versorgt wird. Um diese Methode effizient einsetzen zu können, muss eine technische Lösung vorliegen, welche möglichst schnell und effektiv das Wechseln zwischen den Arbeitsmedien erlaubt.Particularly for such applications, it is advantageous to use a single outlet point, for example a nozzle, for both working media, which is supplied at least in the last line section via a line common to both working media. In order to be able to use this method efficiently, there must be a technical solution that allows switching between the working media as quickly and effectively as possible.
Aus
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, welche besonders kompakt aufgebaut ist und eine effiziente Umschaltung zwischen fluiden Arbeitsmedien erlaubt.Against this background, the invention is based on the object of providing an improved device which is particularly compact and allows efficient switching between fluid working media.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und Figuren.This task is solved by the features of
Die Erfindung sieht vor, dass für zwei verschiedene Fluide, welche aus zwei separaten Zuleitungen bereitgestellt werden, eine gemeinsame Schaltvorrichtung eingerichtet ist, welche wahlweise entweder nur das erste Fluid oder nur das zweite Fluid in eine nachfolgende Arbeitsleitung durchlässt und das jeweils andere sperrt, wobei die Arbeitsleitung mit dem durchgelassenen Fluid eine daran angeschlossene Austrittsstelle versorgt.The invention provides that a common switching device is set up for two different fluids, which are provided from two separate supply lines, which selectively allows either only the first fluid or only the second fluid to pass into a subsequent working line and blocks the other, whereby the Working line supplies an outlet point connected to it with the fluid passed through.
Dadurch kann auf separate Schaltvorrichtungen für jedes Fluid samt zugehöriger Aktuatorik sowie Signalversorgung verzichtet werden, Fluidausstoßvorrichtung kann besonders kompakt gestaltet werden, der Montage und Leitungsverlegungsaufwand reduziert sich ebenfalls signifikant.This means that separate switching devices for each fluid, including the associated actuators and signal supply, can be dispensed with, the fluid ejection device can be designed to be particularly compact, and the effort required for assembly and cable laying is also significantly reduced.
Weitere Details und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
-
1 Skizze eine erfindungsgemäße Vorrichtung einer ersten Schaltstellung. -
2 Skizze gemäß1 , jedoch einer zweiten Schaltstellung. -
3 Skizze eine weiteren Ausführungsform mit mehreren Austrittsstellen. -
4 Skizze eine anderen, beheizten Ausführungsform in Modulbauweise
-
1 Sketch of a device according to the invention of a first switching position. -
2 According tosketch 1 , but a second switching position. -
3 Sketch another embodiment with several exit points. -
4 Sketch of another heated embodiment in modular design
Fig.1Fig.1
Das erste Fluid 2 wird von einer ersten Fluidquelle 4, beispielsweise einer hydraulischen Pumpe, unter Druck in eine erste Zuleitung 6 gefördert. Das zweite Fluid 3 wird seinerseits von einer zweiten Fluidquelle 5, beispielsweise einem Luftkompressor oder einem Pressluftspeicher, in die zweite Zuleitung 7 gefördert.The
Den beiden Zuleitungen 6,7 sind an eine Schaltvorrichtung 8 angeschlossen, welche dazu dient entweder die eine oder die andere der beiden Zuleitungen mit den nachfolgenden Komponenten zu verbinden und die jeweils andere gleichzeitig zu versperren.The two
Die Schaltvorrichtung 8 ist als elektromagnetisch schaltbares eine Art 3/2-Wegeventil ausgebildet, dessen Funktionalität jedoch im Vergleich zur konventionellen Verwendung anders genutzt wird. Das Ventil wird dafür benutzt, in Abhängigkeit von seiner Schaltstellung entweder die eine oder die andere der beiden Zuleitungen 6,7 auf eine gemeinsame Ausgangsleitung beziehungsweise Arbeitsleitung 9 zu schalten. So wird in der hier dargestellten ersten Schaltstellung, welche die Normalstellung des Ventils ist, das erste Fluid 2 aus der Zuleitung 6 in die Arbeitsleitung 9 durchgelassen, während die zweite, in diesem Fall pneumatische Zuleitung 7 versperrt bleibt. Das erste Fluid 2 beziehungsweise die Reinigungsflüssigkeit wird dabei unter Druck durch die Schaltvorrichtung 8 und die Arbeitsleitung 9 bis zu einer Austrittstelle 10, beispielsweise einer Sprühdüse, und aus dieser in Form eines Sprühstrahls zum Bestimmungsort, beispielsweise einer Kameralinse, gefördert.The
Fig.2Fig.2
Die in der
Die Erfindung lässt es zu, dass der Schaltreiz zum Schalten der Schaltvorrichtung 8 statt durch den vorstehend beschriebenen bevorzugten elektromagnetischen Aktuator 12 auch anders erzeugt werden kann, beispielsweise durch einen pneumatischen oder hydraulischen Aktuator oder durch eine beliebige andere Quelle.The invention allows the switching stimulus for switching the
Fig.3Fig.3
In der
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Anwendungsgebiet beschränkt bleiben muss und in weiteren Bereichen eingesetzt werden darf. It goes without saying that the invention does not have to be limited to the area of application described above and may be used in other areas.
Fig.4Fig.4
Das Modul 16 verfügt zudem über eine integrierte Heizeirichtung 18, welche die angestrebte Fluiddurchgängigkeit auch bei zu niedrigen Temperaturen sicherstellen soll. Die Heizeirichtung 18 kann beispielsweise als ein Widerstandshezelement ausgebildet sein und wird vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zur Arbeitsleitung 9 und der Austrittstelle 10 in dem Gehäuse 17 positioniert, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden kann.The
Die erforderlichen elektrischen Leiter zur Versorgung und Ansteuerung der Heizeinrichtung 18 können dabei effizient zusammen mit entsprechenden Leitern zur Versorgung und Ansteuerung des Aktuators 12 der Schaltvorrichtung 8 in einer gemeinsamen elektrischen Leitung 14 zusammengefasst werden. Diese kann eine über einzige gemeinsame elektrische Schnittstelle 15, beispielsweise einen Kombistecker an das Modul 16 angeschlossen werden, wodurch Montage vereinfacht wird. Beim Einsatz in einer Reinigungsvorrichtung kann ein derartig aufgebautes Modul als eine Art „aktive Reinigungsdüse“ fungieren, welche neben der passiven Funktion der Fluidverteilung auch das Schalten und das Beheizen mit beinhaltet.The required electrical conductors for supplying and controlling the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- FluidausstoßvorrichtungFluid ejection device
- 22
- erstes Fluidfirst fluid
- 33
- zweites Fluidsecond fluid
- 44
- erste Fluidquellefirst fluid source
- 55
- zweite Fluidquellesecond fluid source
- 66
- erste Fluidleitungfirst fluid line
- 77
- zweite Fluidleitungsecond fluid line
- 88th
- SchaltvorrichtungSwitching device
- 99
- ArbeitsleitungWork management
- 1010
- AustrittstelleExit point
- 1111
- Schnittstelleinterface
- 1212
- Aktuatoractuator
- 1313
- Rückstellfederreturn spring
- 1414
- elektrische Leitungelectrical line
- 1515
- elektrische Schnittstelleelectrical interface
- 1616
- Modulmodule
- 1717
- GehäuseHousing
- 1818
- HeizeinrichtungHeating device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2018189018 A1 [0007]WO 2018189018 A1 [0007]
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