CN117222553A - 分配装置和液体分配执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向车辆的各个清洁位置供应加压液体的分配装置D。分配装置包括壳体8、布置在该壳体中的能由电机驱动的分配器16、以及液体接纳和液体引导装置18、20、22、26、28。分配器16在此以能相对于壳体8转动的方式被调节到各个限定的位置中，在这些位置中，被加载液体压力的输入接口AZ与多个输出接口ARSi、ARSi+1、...ARSi+n中的一个流体连接以用于对所对应的清洁位置进行供应。基本上呈柱体形构造的分配器(16)根据转动调节经由径向周侧的液体接纳和液体引导装置控制液体以使之流向所述输出接口ARSi、ARSi+1、...ARSi+n中的一个。此外，还提出了具有这种分配装置D的液体分配执行器2，以及具有这种液体分配执行器2的清洁设备、具有这种清洁设备的车辆以及运行方法。

Description

分配装置和液体分配执行器

本发明涉及一种用于液体分配执行器的分配装置，以及具有这种分配装置的液体分配执行器。

本发明的目的是，对用于车辆清洁的水分配进行改进，特别是考虑到车辆传感器的数量不断增加的情况。

该目的通过根据权利要求1所提出的并要求保护的分配装置来实现。还提出并要求保护一种具有这种分配装置的液体分配执行器(参见权利要求8)。此外，还提出并要求保护一种清洁设备、一种车辆以及一种运行方法(参见权利要求13、14和15)。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

本申请提出了一种用于向车辆的各个清洁位置供应加压液体的分配装置。该分配装置在此包括壳体、布置在该壳体中的能由电机驱动的分配器、以及液体接纳和液体引导装置。分配器在此能以能相对于壳体转动的方式被调节到限定的位置中，在所述限定的位置中，被加载液体压力的输入接口与多个输出接口中的一个输出接口流体连接以便对所对应的清洁位置进行供应。

分配器在此基本上构造为柱体形，并经由径向周侧的液体接纳和液体引导装置(根据分配器相对于容纳它的壳体空间的取向或转动调节)将液体控制或引导到所期望的位置或这些位置中的一个位置，或者说控制或引导到分配装置的其中一个输出接口进而控制或引导到车辆的所期望的清洁位置或这些清洁位置中的一个清洁位置。

在此，分配器上的液体接纳和液体引导装置例如可以构造为径向周侧的环形槽以及径向周侧的纵向槽的造型，其中，纵向槽从环形槽横向地(并在此例如正交地)引出，并因此与该环形槽流体连接。因此，环形槽和纵向槽被设置或布置在分配器的周侧上，或在径向周侧被设置或布置在分配器上，并与所对应的壳体部段相対置。

所提出的水分配机构简化了车辆清洁设备或车辆清洁***，并因此降低了相关的成本，这是因为通过其可以省去多个输液泵。因此也实现了重量减轻。由于省去了多个输送泵，使得相应的泵操控部也被简化。

此外，该所提出的水分配机构还降低了清洁液消耗。这另外带来了车辆续航里程的提高，像这样的续航里程通过加满清洁液容器或储箱来实现。这方面尤其适用于未来的全自动驾驶的车辆，这种车辆相比此前的车辆将具有明显更多数量的传感器(包括与安全相关的传感器在内)，并且必须确保它们的功能性。

此外，省去需要的设备部件或***部件也有利于这种设备或这种***的相应的紧凑性，从而整体上需要更少的结构空间。

清洁位置在此可以被理解为与车辆传感器相对应的清洁位置。在此，该清洁位置不一定是传感器本身的一部分，并且该清洁位置也可以与传感器间隔开地布置，例如挡风玻璃上的某个位置或类似位置。然而，清洁位置也可以是车辆传感器的一部分，例如与摄像头相对应的清洁位置。然而，清洁位置也可以是车辆本身的不与车辆传感器相对应的其他位置，例如上述挡风玻璃上的其它位置、前大灯上的位置或类似位置。

在最简单的情况下，液体或清洁液在此可以是水，但优选是清洁剂水溶液，即结合有清洁剂添加物的水。清洁剂溶液在此还有利地可以含有降低了清洁剂溶液的冰点的阻冻剂或防冻剂。

分配装置的分配器在此被实施成相对于分配装置的壳体无密封。因此提出，设置有通向储箱的液体回流结构。为此目的，在分配装置的运行中，在分配器与壳体之间被所输送的液体填充的连续空间与分配装置的回流接口流体连接。

在分配装置的运行中，分配器(其本身基本上被构造成柱体形)在径向周侧与所对应的壳体部分或壳体部段形成限定的径向缝隙，经由该径向缝隙所输送的液体在壳体中并经由分配器传播，并同时在径向周侧上在分配器与壳体部分或壳体部段之间形成液体泄漏膜或液体泄漏流，该液体泄漏膜或液体泄漏流将分配器与壳体间隔开。在此被设置在分配器径向周侧的液体接纳和液体引导装置(例如造型为上述环形槽和纵向槽)将液体控制或引导到分配装置的所期望的位置，更确切地说根据分配器相对于所述壳体部分或壳体部段的取向或转动调节地将液体控制或引导到分配装置的所期望的位置。

分配器上和/或分配器中的所述液体接纳和液体引导装置中的一些在此引起或有利于或支持了液体回流到储箱中。

在一个实施方式中，液体接纳和液体引导装置包括：

被设置在壳体中的(就其通道横截面而言)封闭的第一液体通道，该第一液体通道与输入接口流体连接；

设置在分配器上的(就其通道横截面而言)敞开的造型为环形槽的第二液体通道，第一液体通道通入该第二液体通道；

设置在分配器上的(就其通道横截面而言)敞开的造型为纵向槽的第三液体通道，该纵向槽相对环形槽成横向(并在此例如正交)并从该环形槽引出；以及

设置在壳体中的(就其通道横截面而言)封闭的多个另外的第四液体通道，这些第四通道分别与各输出接口流体连接(一一对应地连接)，并由于分配器的相应转动调节而能与分配器的纵向槽流体连接。

在另外的实施方式中，液体接纳和液体引导装置还包括：

就其通道横截面而言封闭造型的液体通道的第一回流通道，这些第一回流通道布置在分配器中且在其周向上分布，并且在分配器的两个端侧之间延伸；

其通道横截面而言敞开造型的液体通道的第二回流通道，这些第二回流通道在液压接口侧布置在分配器上或布置在分配器的液压接口侧的端侧的区域内并以纵向槽(也就是说沿分配器的纵向轴线取向的槽)的造型在分配器的周长上分布。

此外还提出了一种液体分配执行器，该液体分配执行器包括上述类型的分配装置或配给装置，以及用于驱动分配装置的能转动的分配器的电机。

执行器在此还可以包括用于至少驱动电机的控制单元，该控制单元是集成在执行器的壳体部段内的组成部分。

在此，控制单元可以布置在执行器的电接口侧的端部上。在此提出，控制单元和电机布置在执行器的公共壳体部段中。

控制单元在此还可以被构造用于控制所对应的输液泵，输液泵本身与执行器流体连接。

此外还提出一种车辆的清洁设备或清洁***，该清洁设备或清洁***用于清洁车辆上的多个清洁位置，其中，清洁设备或清洁***包括至少一个上述类型的液体分配执行器。

此外，还提出了一种具有上述类型的清洁设备的车辆。

车辆在此被理解为内燃机运行和/或电机运行的任意类型的车辆，尤其是乘用车辆和/或商用车辆。车辆优选是半自动运行的车辆，尤其是全自动运行的车辆。

此外，还提出了一种用于运行上述类型的分配装置或液体分配执行器的方法，其中，在将分配器转动调节到用于向与其中一个清洁位置相对应的液体通路供应液体的其中一个限定位置之前，通过如下方式降低分配装置中存在的液体压力，例如相应地降低或减少提供液体压力源压力值的输液泵的转动速度。

附图说明

另外，参照附图对本发明进行详细说明。本发明的另外有利的改进方案由从属权利要求和下面对优选实施方案的描述得出。其中：

图1以第一透视图示出所提出的液体分配执行器；

图2以第二透视图示出图1中所示的执行器；

图3以第一剖视图示出图1和图2中所示的执行器；

图4以第二剖视图(略透视的角度)示出图1和图2中所示的执行器；

图5以透视分解视图示出图1和图2中所示的执行器；

图6示出前面附图中所示的执行器的分配部段的剖视图；以及

图7示出图3和图4中所示分配器的透视图。

具体实施方式

所提出的液体分配执行器2具有基本上呈柱体形的主体造型，该主体具有液压接口侧的第一端部4，该第一端部具有多个液压接口A_z(Z＝输入)、A_R(R＝回流)、A_RSi、A_{RSi+ 1}...A_RSi+n(RS＝清洁位置)，并且该主体具有电接口侧的第二端部6，该第二端部具有接口插座B。

执行器2在此分为三部分，并且包括分配装置或配给装置或者说分配部段D、驱动该分配装置D的电机或者说驱动部段E、以及用于操控电机E的控制装置或者说控制单元或者说控制部段C。

分配装置D在此包括壳体或者说壳体部段8，在其中以能转动的方式容纳有由电机驱动或能电机驱动的分配器16，并且分配装置还包括液体接纳和液体引导装置18、20、22、24_i、24_i+1、...、24_i+n、26、28。在此，分配器16能以能相对于壳体8转动的方式被调节到各个限定的位置中，以便使被加载液体压力的输入接口A_z可选择地与多个输出接口A_RSi、A_RSi+1、...、A_RSi+n中的一个流体连接，所有这些输出接口都在输入接口A_z旁形成在壳体盖12上。

在此，输入接口A_z通入分配装置D的壳体凸出部V中的就其通道横截面而言封闭的第一输入通道18，其中，输入通道18沿分配装置D或执行器2的纵向方向X-X延伸。

该输入通道18又通入造型为封闭环绕的环形槽20的就其通道横截面而言敞开的第二液体通道，从该第二液体通道引出造型为纵向槽22的就其通道横截面而言敞开的第三液体通道，该纵向槽横向于环形槽20或例如与环形槽正交，并且该纵向槽同样沿纵向方向X-X并朝液压接口侧的端部4的方向延伸。

在此，在对分配器16进行相应的转动调节时，纵向槽22能与多个设置在壳体8中的就其通道横截面而言封闭的第四液体通道A_RSi、A_RSi+1、...、A_RSi+n流体连接，这些第四液体通道各自对应于其中一个输出接口A_RSi、A_RSi+1、...、A_RSi+n，以便向车辆的各个清洁位置供应经加压的液体或清洁液。

壳体部段8借助O型圈一方面在液压接口侧相对于壳体盖12充分密封并且另一方面在电接口侧相对于壳体部段10以及相对于延伸至驱动部段E中的分离罐/隔离罐ST充分密封。然而，分配器16本身被实施成相对于壳体部段8是无密封的。有利的是，这有助于减少摩擦，因为没有密封件阻碍分配器16的转动运动。因此，用于操纵分配器16的能量消耗尽可能降到了最低。摩擦的减小还能够实现更快地操控分配器16，即缩短对其转动调节的切换时间。

因此，分配部段D被实施用于让液体回流到储箱中。为此目的，分配器16包括造型为就其通道横截面而言封闭的液体通道26——例如造型为钻削的通道或孔——的第一回流通道，该第一回流通道被布置在分配器16中并分布在周向上，并且在分配器16的两个端侧S_I、S_II之间延伸(参见图3)，分配器包括造型为就其通道横截面而言敞开的液体通道——造型为纵向槽28——的第二回流通道，该第二回流通道被布置在分配器18的液压接口侧或被布置在其端侧S_I的区域中并分布在其周向上。这些纵向槽28在此形成从端侧S_I延伸到分配器16中的槽(参见图3和图7)。

例如造型为无刷直流电机的电机E包括具有绕组的定子S和相对定子位于内部并湿运转的具有永磁体PM的转子R。在此，分配器16的朝向控制部段C的端部支撑这些永磁体PM，这些永磁体分布在该端部的周向上，并因此形成延伸到定子S中的转子R。在此，转子R进入分离罐ST直至靠近其底部。分离罐ST在此将转子R的湿腔与定子S的干腔隔开。

控制装置C位于电接口侧的端部6处，并且是执行器2的集成组成部分，其中，控制装置与电机E邻接地被布置在电机E和控制装置C共同的壳体部段10之内。其上成形有接口插座B的壳体盖14将壳体部段10充分密封地封闭。在此，壳体盖14同时例如还支撑两个设置的印刷电路板(PCB＝Printed Circuit Boards)中的一个。而另一印刷电路板则被壳体部段10内部的其他支撑用的结构容纳，该结构与电机E略微间隔开地布置。在此，壳体部段10例如是与壳体部段8连接并在此与该壳体部段夹紧或压接的(金属)板材壳。与之相对，壳体部段8与分配器16和两个壳体盖12、14一样优选由塑料制成或注塑成型。

在本实施例中，控制装置C既用于操控电机E，也用于操控(在此未示出的)输液泵，该输液泵经由输入接口A_z提供加压的液体。

下文将描述所提出的分配机构的工作方式。

经由(未示出的)线路与壳体盖12的输入接口A_z联接的输送泵向执行器2馈送液体，并在此产生约5bar至8bar(即所谓的压力源压力值)的液体输送压力。所输送的液体在此经由输入接口A_z流入壳体部段8中的输入通道18中，并经由该输入通道流入环绕的环形槽20中并直至流入纵向槽22中。然后，根据分配器16的取向或转动调节，液体流经壳体部段8中的液体通道24、24_i+1、...24_i+n中的一个和壳体盖12上的相对应的输出接口A_RSi、A_RSi+1、...、A_RSi+n，以及流入(在此未示出的)通向清洁位置的另外的线路。由输送泵所提供的体积流量在此例如为200l/h。

在此提出，在输送泵未被通电的状态下，执行器2中的液体压力不会降低到0bar。确切地说，液体压力保持在最低压力水平(0<p<p_O)上，例如略低于2bar(p_O＝2bar)。为了能够实现这一点，在执行器2上的液压接口侧设置有弹簧预紧的且作为阀起作用的锁止体。在此，在各个输出接口A_RSi、A_RSi+1、...、A_RSi+n与相对应的液体通道24、24_i+1、...24_i+n之间布置有这种例如造型为弹簧预紧的阀盘或弹簧预紧的阀片的锁止体，只要阀片或阀盘所加载的液体压力小于所述的例如p＝2bar的最小压力，该弹簧预紧的阀盘或弹簧预紧的阀片就充分密封地或液密地阻挡所对应的液体通道24、24_i+1、...24_i+n的出口。这些锁止体或阀还防止了清洁通路经由输出接口A_R(R＝回流)被排空到储箱中。

而在输送泵的通电状态下，在相应经由纵向槽22***控的液体通道24、24_i+1、...24_i+n中存在的液体压力大到足以克服对应锁止体的压力弹簧，从而使液体能流出或流过。而在其他未***控的通道中相应存在的液体压力低于所述的例如p＝2bar的最小压力。因此，液体只经由实际上通过纵向槽22操控的液体通道24、24_i+1、...24_i+n以及对应的(未示出的)清洁通路流至对应的(未示出的)清洁位置。

所提出的分配机构在此与回流机构相结合，经由回流机构，使得一部分输送的液体被回流到(在此未示出的)储箱中，并借助输送泵提供再次输送。

在此，输送到环形槽20和纵向槽22的液体一部分流到分配器16与壳体部段8在径向周侧构成的中间空间或缝隙或径向缝隙中。

该液体溢流部分一方面流入到转子R的湿腔，因此使得转子被液体冲刷和冷却，另一方面流入到分配器16液压接口侧的端部区域中的收集腔中，分配器的端侧S_I一起限界或构成该收集腔，并从该收集腔回到所述的储箱中。

在此，从环绕的环形槽20溢流到径向缝隙中的液体在一侧到达转子R的湿腔，该湿腔由分配器16的端侧S_II一起限界或构成，在另一侧到达所描述的收集腔，如上所述，该收集腔由分配器16的端侧S_I一起限界或构成。

在此，从纵向槽22溢流到径向缝隙的液体尤其是在纵向槽22向液体通道24、24_i+1、...24_i+n的过渡部处流到收集腔。然而，液体从纵向槽22流出后也沿分配器16的周向方向、即顺时针和逆时针地流入径向缝隙中。

因此，在分配装置D的运行中，输送的液体在径向周侧和端侧冲刷分配器16或绕流过分配器，并由此使分配器与其周围的***部件间隔开。该***部件在此包括壳体8以及驱动部段E或延伸到驱动部段E中的分离罐ST，在该分离罐中转子R被液体冲刷并在此相对于分离罐ST被间隔开(参见图3)。

由在分配器16与其***部件之间输送的液体填充的连续空间在此与分配装置D的回流接口A_R流体连接。

在环形槽20以及纵向槽22的底部处存在所描述的由输送泵产生的液体源压力(压力源压力值＝5bar至8bar)。前述的液体溢流部分中的液体压力受到不同的压力梯度影响，并朝着回流接口AR调整到储箱压力水平，例如，储箱压力值为环境压力。

在端侧S_I区域中的各个纵向槽28在此支持液体流出到所述的收集腔中，经由该收集腔，液体通过例如居中地成形在壳体盖12上的回流通道或具有该回流通道的输出接口A_R(R＝回流)并通过与之联接的(在此未示出的)线路流出回到所述的储箱中。

而液体从转子的湿腔通过各个液体通道26流入所述的收集腔中，并从收集腔(如上所述)经由输出接口A_R(R＝回流)返回所述的储箱中。

只有在执行器2启动时，分配器16才需要克服干摩擦。在此之后，分配器16只需克服液体摩擦。

对于执行器2的运行建议：暂时地，即，在将分配器16转动调节到所期望的或限定的位置之一前，例如通过相应降低输送泵的转速，即通过转速控制，将输送泵提供的液体压力降低到0<p<p_Q(Q＝源压力值或压力源压力值)的较低压力水平。由此可以有利地实现分配器16的更高的调节速度。

尽管在上述说明中解释了示例性的实施方案，但应指出的是，也存在多种修改方案的可能性。还应指出，该示例性的实施例仅仅是举例，其不应以任何方式限制发明的保护范围、应用和结构。确切的说，通过前面的说明为本领域技术人员提供了实现至少一个示例性的实施方案的指导，其中，可以在不脱离由权利要求和这些等效特征组合所得到的保护范围的情况下进行各种改变，尤其是对所述的组成部分的功能和布置方面进行改变。

Claims (16)

1.一种用于向车辆的各个清洁位置供应加压液体的分配装置，其中，所述分配装置(D)包括壳体(8)、布置在该壳体中的能由电机驱动的分配器(16)、以及液体接纳和液体引导装置(18、20、22、26、28)，其中，所述分配器(16)能以相对于壳体(8)能转动的方式被调节到限定的位置中，在所述限定的位置中，被加载液体压力的输入接口(A_z)与多个输出接口(A_RSi、A_RSi+1、...A_RSi+n)中的一个输出接口流体连接以用于对所对应的清洁位置进行供应，其中，基本上呈柱形体构造的所述分配器(16)根据转动调节经由径向周侧的液体接纳和液体引导装置控制液体以使之流向所述输出接口(A_RSi、A_RSi+1、...A_RSi+n)中的一个输出接口。

2.根据权利要求1所述的分配装置，其中，所述分配器(16)被实施成相对于壳体(8)无密封。

3.根据权利要求1或2所述的分配装置，其中，分配装置(D)被构造成具有通向储箱的液体回流结构，为此目的，在分配装置(D)的运行中，在分配器(16)与壳体(8)之间被所输送的液体填充的连续空间与分配装置(D)的回流接口(A_R)流体连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的分配装置，其中，在分配装置(D)的运行中，分配器(16)在径向周侧与所对应的壳体部段(8)一起形成限定的径向缝隙，经由所述径向缝隙所输送的液体在壳体(8)中并在分配器(16)上传播，此时所输送的液体在径向周侧上在分配器(16)与壳体部段(8)之间形成液体泄漏膜，所述液体泄漏膜将分配器(16)与壳体部段(8)间隔开。

5.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其中，所述液体接纳和液体引导装置包括：

设置在壳体(8)中的——就通道横截面而言——封闭的第一液体通道(18)，所述第一液体通道与所述输入接口(A_z)流体连接；

设置在分配器(16)上的——就通道横截面而言——敞开的造型为环形槽(20)的第二液体通道，第一液体通道(18)通入所述第二液体通道；

设置在分配器(16)上的——就通道横截面而言——敞开的造型为纵向槽(22)的第三液体通道，所述纵向槽横向于环形槽(20)并从所述环形槽引出；以及

设置在壳体(8)中的——就通道横截面而言——封闭的多个另外的第四液体通道(24、24_i+1、...24_i+n)，所述第四液体通道分别与输出接口(A_RSi、A_RSi+1、...A_RSi+n)中的一个流体输出接口流体连接，并由于分配器(16)的相应转动调节而能与纵向槽(20)流体连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其中，所述液体接纳和液体引导装置包括：

就通道横截面而言封闭造型的液体通道(26)的第一回流通道，所述第一回流通道布置在所述分配器(16)中且在所述分配器的周向上分布，并且在所述分配器(16)的两个端侧(S_I、S_II)之间延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其中，所述液体接纳和液体引导装置包括：

就通道横截面而言敞开造型的液体通道的第二回流通道，所述第二回流通道在液压接口侧布置在分配器(18)上并以纵向槽(28)的造型在分配器的周向上分布。

8.一种液体分配执行器，该液体分配执行器包括：根据前述权利要求中任一项所述的分配装置(D；D＝分配装置)、以及用于驱动所述分配装置(D)的能转动的分配器(16)的电机(E)。

9.根据权利要求8所述的液体分配执行器，其中，所述执行器(2)还包括用于至少驱动所述电机(E)的控制单元(C)，该控制单元是集成在执行器(2)的壳体部段(10)内的组成部分。

10.根据权利要求9所述的液体分配执行器，其中，所述控制单元(C)布置在执行器(2)的电接口侧的端部(6)上。

11.根据权利要求9或10所述的液体分配执行器，其中，控制单元(C)和电机(E)布置在执行器(2)的公共的壳体部段(10)中。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的液体分配执行器，其中，所述控制单元(C)还被构造用于控制所对应的输液泵。

13.一种车辆的清洁设备，该清洁设备用于清洁车辆上的多个清洁位置，其中，所述清洁设备至少包括根据权利要求8至12中任一项所述的液体分配执行器。

14.一种具有根据权利要求13所述的清洁设备的车辆。

15.一种用于运行根据权利要求1至7中任一项所述的分配装置或根据权利要求8至12中任一项所述的液体分配执行器的方法，其中，在将分配器(16)转动调节到用于向与其中一个清洁位置相对应的液体通路供应液体的其中一个限定位置之前，降低分配装置(D)中存在的液体压力。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，压力降低通过降低提供液体压力源压力值的输液泵的转动速度来实现。