CN117980638A - 分配装置和液体分配执行器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分配装置(D)，其具有：壳体(G、2、4)，该壳体具有输入联接部(AZ)和多个排出联接部；以及布置在壳体中的、可通过电机驱动的、能以可转动的方式调整的、呈盘片形式的分配器(6)，在该分配器处成形有液体接纳和液体引导部件。分配盘(6)能相对于壳体(G、2、4)以可转动的方式调整到多个限定位置。液体接纳和液体引导部件包括端侧(SI、SII)的径向槽(DN)，该径向槽控制液体到达分配装置(D)的预期部位。径向槽(DN)设计成敞开的轮廓的形式，并且从分配盘(6)的周侧的外表面延伸入分配盘(6)中。输入联接部(AZ)向径向间隙(RS)供应加压液体，分配盘(6)在周侧与壳体(G、2、4)形成该径向间隙，该径向间隙将液体引导至径向槽(DN)。还提出了一种具有这种分配装置的液体分配执行器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于液体分配执行器的分配装置以及一种具有这种分配装置的液体分配执行器。
发明内容
本发明的目的在于改善用于车辆清洁的水分配，而且是鉴于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提出和要求保护的分配装置来实现。还提出和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)。还提出和要求保护一种清洁设备以及一种车辆(参见权利要求9和10)。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。
提出了一种用于向车辆的各清洁部位供给加压液体的分配装置。
在此，分配装置具有：壳体，其具有输入联接部和多个排出联接部；以及分配器，其布置在壳体中、能通过电机驱动、能以可转动的方式被调整、并且呈盘片的形式，在该盘片处形成有液体接纳和液体引导部件。
在此，分配盘相对于壳体以能转动的方式可被调整到多个限定的位置，以便使得能够通过各排出联接部实现液体供给。
在此，液体接纳和液体引导部件包括端侧的径向槽或端侧的径向通道，该径向槽或径向通道控制或引导液体通向分配装置的期望的部位。
在此，径向槽实施成开口轮廓的形式，并且从分配盘的周部侧的外表面延伸入分配盘中。
在此，径向槽还可以实施成所谓的径向贯通槽的形式，径向贯通槽本身在分配盘的两个端面之间延伸，或者从分配盘的端侧延伸到端侧，即，沿着分配盘的纵向方向延伸穿过分配盘，或在分配盘的整个高度或厚度上延伸。
替代于此，可在分配盘的两个侧面或在分配盘的端侧各设置一个径向槽，该径向槽仅以确定的尺寸延伸入分配盘中。即，两个径向槽彼此对置，并且通过位于这两个径向槽之间的分配盘壁部彼此分开。
在此，输入联接部向径向间隙供应加压液体，分配盘在周侧与壳体形成该径向间隙，并且该径向间隙引导或控制液体到达径向槽。
所提出的水分配机构将为了调整分配盘而要由电机施加的转矩减少到最小。
此外，所提出的水分配机构还简化了车辆清洁设备或车辆清洁***，并且因此降低了与之相关的成本，这是因为通过该水分配机构可节省液体输送泵以及节省带有可单独操纵的阀的阀块。因此，这也减轻了重量。由于节省了输送泵，还简化了相应的泵操控。
此外，所提出的水分配机构减少了清洁液体消耗。而这又表现为车辆的续驶里程的增加，这本身可通过填充清洁液体储器或储罐来实现。这尤其是适用于未来的全自动驾驶车辆，全自动驾驶车辆相对于目前的车辆具有明显更多数量的传感器——包括与安全相关的传感器——并且必须确保这些传感器的功能性。
此外，所需设备或***部件的节省还促进了这种设备或***的相应的紧凑性，从而总体上需要更少的安装空间。
在此，可将清洁部位理解成为车辆传感器分配的清洁部位。在此，清洁部位不必是传感器本身的一部分，而是可布置成与传感器间隔开，例如在挡风玻璃上的部位等。然而，清洁部位还可以是车辆传感器的一部分，例如为摄像机分配的清洁部位。然而，清洁部位还可以是本身没有分配给车辆传感器的车辆其他部位，例如在所述挡风玻璃上的其他部位、在前灯上的部位等。
在此，在最简单的情况下，可将液体或者说清洁液体理解为水，然而有利地也可以是水性清洁剂溶液，即，水与清洁剂添加剂的组合。在此，清洁剂溶液还可有利地含有抗冻剂或防冻剂，该抗冻剂或防冻剂本身降低清洁剂溶液的凝固点。
在此，输入联接部可有利地布置在径向间隙的高度处。在此，输入联接部向径向间隙直接供应加压液体。由此还可进一步减小为了调整分配盘而要由电机施加的转矩。此外，由于直接作用于径向间隙还实现了更紧凑地实施分配装置，使得总体上需要还要更少的结构空间。
在分配装置的运行中，分配盘在端侧与相应配设的壳体部分或壳体区段形成限定的轴向间隙，所输送的液体在壳体中在该轴向间隙内扩撒，并且在此在端侧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盘与壳体分隔开。
在此，分配盘实施成相对于壳体无密封件，即，不设置单独的一个或多个密封元件。因此提出，设置有通向储罐的液体回路。为此目的，在分配装置的运行中在分配盘与壳体之间被所输送的液体填充的连续/连通空间与壳体处的回流联接部流体连接。
在此，分配盘通过至少一圈闭合环绕的且形成凸缘的端面和为该端面分配的壳体区段形成所谓的最小轴向间隙(在密封间隙的意义上)，然而该最小轴向间隙伴随着前面提到的液体泄漏膜或前面提到的液体泄漏流。在此，该至少一个端面起密封面的作用。
还提出，分配盘关于与分配盘的纵向轴线正交/垂直的轴线对称或镜面对称地构造，以便可在壳体中或在分配盘处产生流体静力学平衡。
在此提出，分配盘在端侧设有呈凹部的形式的至少一个压力平衡部件，以便可产生流体静力学平衡。
附加或替代于此提出，分配盘在端侧设有呈通孔的形式的压力平衡部件，以便可产生流体静力学平衡。
还提出了一种液体分配执行器，其包括前面说明的类型的分配装置以及电机，该电机用于驱动分配装置的能以可转动的方式调整的分配器。
此外提出了一种用于车辆的清洁设备或清洁***，该清洁设备或清洁***用于清洁在车辆处的多个清洁部位，其中，清洁设备或清洁***包括至少一个前面说明的类型的液体分配执行器。
另外还提出了一种车辆，其具有前面说明的类型的清洁设备。
在此，将车辆理解成任何类型的车辆，该车辆通过内燃机和/或电机运行，尤其是载客汽车和/或商用车辆。在此，车辆优选地是半自动运行的车辆，尤其是全自动运行的车辆。
附图说明
下面参考附图进一步阐述本发明。由从属权利要求和优选实施方案的下文中的说明得到本发明的其他有利的改进方案。其中：
图1以剖面图示出了所提出的液体分配执行器，
图2以第一立体视图示出了在图1中示出的执行器，
图3以第二立体视图在图1中示出的执行器，
图4以立体视图在图1中示出的分配器，以及
图5以第三立体视图在图1中示出的执行器。
具体实施方式
所提出的液体分配执行器A用于向车辆的各清洁部位(RS＝清洁部位；RSi、RSi+1、……、RSi+n)供应加压液体或清洁液体。
在此，执行器A包括分配装置D，该分配装置具有例如基本上柱体状的壳体G，该壳体例如包括第一壳体部分2以及第二壳体部分4。在此，两个壳体部分2、4在结合的状态下形成壳体空间，设计成盘片状的分配器6以可转动地调整的方式布置在该壳体空间中(图1)。在此，两个壳体部分2、4以及分配盘6例如由热固性塑料或热塑性塑料制成，例如由PPS-GF-材料制成。
执行器A还包括电机E，该电机与壳体部分2连在一起并且借助于固定螺钉BFS螺纹连接(参见图3)。另一方面，壳体部分4与壳体部分2借助于固定螺钉BFS螺纹连接(参见图2或图3)。作为螺纹连接的替代方案，壳体部分2、4例如还可被滚轧在一起，例如通过金属板外壳。在此，这种滚轧例如还可一起包围电机E。在此，电机E例如构造为干式转子替代于此，电机E还可实施为湿式转子/>并且在此具有隔离罐(Spalttopf)或隔离管(Spaltrohr)，该隔离罐或隔离管将湿室与干室分隔开，并且在隔离罐或隔离管中，电机E的转子被输送的液体从四面冲刷或环流(湿室)。另一方面，电机E的定子在此处于干室中。电机E的轴W穿过壳体部分2和密封元件DE，直至延伸到分配器6或者延伸到分配盘6中，该密封元件布置在壳体部分2中，并且在此对壳体部分2以及轴W进行密封，其中，轴端部WE形锁合地接合到分配盘6中(图1)。
图2示出了执行器A的液压联接部侧的、包括多个液压联接部的端部。该端部具体包括：输入联接部AZ；多个排出联接部ARSi、ARSi+1、……、ARSi+n，该排出联接部的数量对应于车辆的前面提到的清洁部位RSi、RSi+1、……、RSi+n的数量；以及另一排出联接部，其呈回流联接部AR的形式。在此，图2还示出了各液压联接元件，该液压联接元件例如拧入壳体部分4的对应的螺纹孔中。
此外，图3示出了执行器A的电动区段以及执行器A的具有电触头或电插针的电联接部侧的端部。
图4示出了前面提到的分配器6，其构造成盘片的形式。在此，分配盘6的两个端侧SI、SII相同，即，关于与分配盘6的纵向轴线X-X正交的轴线Y-Y或Z-Z对称或镜面对称地实施，以便可在执行器A的运行中，在分配盘6处或在壳体G、2、4内——沿方向X-X——产生流体静力学平衡或流体静力学压力平衡。因此，在分配装置D的运行中，分配盘6保持与壳体部分2、4间隔开。
在此，分配盘6在端侧具有一圈——靠外部的——闭合环绕的第一端面14、16以及一圈——位于内部的——闭合环绕的第二端面12，第一端面和第二端面围绕轴孔WL，与该轴孔互补构造的轴端部WE(图1)形锁合地接合到该轴孔中。在此，两个端面12和14、16例如处在同一高度上，并且还在分配装置D的运行中相对于相应分配的壳体区段或壳体部分2、4形成所谓的最小轴向间隙，所输送的液体通过该轴向间隙在壳体空间内扩散。
形成各一个闭合凸缘的两个端面12和14、16还被称为分配盘6的密封面，该密封面相对于所分配的壳体区段或壳体部分2、4相应地进行密封，或者限定或形成所述最小轴向间隙。
在附图所示的实施例中，分配盘6的总密封面沿径向方向总计延伸至少约8mm-10mm。即，分配盘6沿径向方向的总密封长度总计至少约为8mm-10mm。
在一实施方案中，所述靠外部的闭合环绕的第一端面14、16沿分配盘6的径向方向至少延伸约8mm-10mm。即，该靠外部的端面14、16沿分配盘6的径向方向的总密封长度的值至少约为8mm-10mm。
在两个端面12和14、16之间设置有另一圈凹陷的且闭合环绕的第三端面8，该第三端面本身形成凹部形式的缺口或者凹入/挖除的连续区域，该缺口或连续区域还由分配盘6的靠外部的闭合环绕的壁部Wa以及分配盘6的位于内部的闭合环绕的壁部Wi界定。相比于第一端面14、16和第二端面12大面积且凹入区域接纳所输送的液体体积的大部分，并且在此用于流体静力学压力平衡。
此外，多个通孔DL在端侧延伸通过分配盘6，这些通孔都有助于流体静力学平衡。在此，通孔DL处于凹入的区域中，并且在此例如邻近外壁部Wa。
除了围绕径向贯通槽DN的区域16之外，该区域例如围绕径向贯通槽DN近似为半圆形地形成，并且也随之形成分配盘6的所述靠外部的第一外端面14、16，通孔DL彼此等距地布置，以有利于流体静力学压力平衡。
在此，径向贯通槽DN朝分配盘6的周侧的外表面敞开或过渡到该外表面中。在此，从该外表面到径向贯通槽DN中的过渡部例如凸形地实施。
还可在两个壳体部分2、4处相应在端侧以及面向分配盘6形成呈凹部形式的至少一个缺口，该缺口本身——以与分配盘6的面向该缺口的端侧凹部结合方式——有助于形成分配盘6在其整个调整区域内的平衡的液压支承，或者确保这种液压支承。在此，壳体部分2、4中的附加的缺口或凹部可相同地设计或形成，并且还彼此精确地对置。
在另一实施方案中，仅仅壳体部分2或仅仅壳体部分4在端侧并且相应面向分配盘6地实施成具有呈凹部形式的至少一个这种缺口。
在另一实施方案中，在壳体部分2处和/或在壳体部分4处在端侧并且面向分配盘6地附加实施有槽，该槽本身将在分配盘6的周部侧或者说分配盘6的周部侧的外表面与壳体G、2、4之间的径向间隙RS与回流联接部AR流体连接。这种槽有利地引起在分配盘6的所谓的冲洗位置或冲洗部位、或中立位置或中立状态中的压力降低，其中，冲洗位置和中立位置还将在下文中进行说明。
在另一替代的实施方案中，壳体G还包括闭合环绕的间隔环，该间隔环本身布置在壳体部分2和壳体部分4之间，并且将这两个壳体部分2、4彼此间隔开。在此，间隔环一起形成接纳分配盘6的壳体空间。
图5示出了分配装置D，其中，隐没了壳体部分4，以便示出处于其安装位置下的分配盘6。在此，尤其可看出径向间隙RS以及本身朝径向间隙RS敞开的径向贯通槽DN。还可看出，输入联接部AZ处于径向间隙RS的高度处，并且在此同时位于壳体部分2的局部稍微加宽径向间隙RS的突出部10上方。
下面说明所提出的分配机构的工作原理。
在执行器A的运行中，分配器6或者说分配盘6在壳体G、2、4的接纳分配器或者说分配盘的空间内部被输送的液体从四面冲刷或环流。
经由输入联接部AZ为分配装置D供应或供给加压液体。在此，输入联接部AZ处于径向间隙RS的高度处(参见图2和图5)，使得液体直接进入到径向间隙RS，然后液体通过该径向间隙分布到整个壳体空间内。在此，液体流到径向贯通槽DN中为止，径向贯通槽本身形成分配盘6中的敞开的轮廓，并且朝径向间隙RS敞开，通过径向贯通槽将液体——根据分配盘6的取向或转动调整——引导或控制到分配装置D的期望的部位处。
通过由分配盘6在端侧与相应分配的壳体部分2、4限定地形成的两个轴向间隙，液体在相应的端侧SI、SII上扩散，并且在此形成端侧的液体泄漏膜或端侧的液体泄漏流，该液体泄漏膜或端侧的液体泄漏流使分配盘6与分配的壳体部分2、4相应地间隔开。在此，液体通过通孔DL到达分配盘6的各个相对置的端侧SI、SII。
根据分配盘6的取向或转动调整，通过对排出联接部ARSi、ARSi+1、......、ARSi+n之一经由径向贯通槽DN相应地进行加载，向车辆的所述清洁部位之一供应液体，或者通过分配盘6占据所谓的冲洗位置或冲洗状态，就完全阻止液体供给。在后一情况下，分配盘6相对于壳体G、2、4如此取向，使得液体直接加载回流联接部AR(图2)，液体经由该回流联接部回引到液体之前从中输出的液体储罐中。
在冲洗状态下，所输送的液体在车辆清洁设备的回路中循环，该回路与液体分配执行器A相关。在此，可对分配装置D以及清洁设备冲洗和/或排气。在此，还在所述壳体空间中产生最小压力水平。
此外，还可设置分配盘6的另一位置，即，所谓的中立位置或中立状态，分配盘6能以可转动的方式调整到该位置中，并且在该位置中径向贯通槽DN作用于在回流联接部AR与输入联接部AZ之间的一部位(参见图2)。在该中立位置中，还阻止通过各排出联接部ARSi、ARSi+1、......、ARSi+n的液体供给。在前面提到的位置中，径向贯通槽DN直接作用于回流联接部AR(图2)，在此，在壳体空间中产生相对于所述位置更高或最大的压力水平。
在分配盘6的冲洗位置以及中立位置(或者还被称为闭锁状态)中，除了回流联接部AR之外，所有的排出联接部ARSi、ARSi+1、……、ARSi+n保持关闭。这通过为排出联接部ARSi、ARSi+1、......、ARSi+n中的每一个分配相应的未示出的止回阀来实现，该止回阀仅自一定的液体压力起打开。在此，仅在中立位置中出现的液体泄漏通过回流联接部AR排出，更确切地说返回到液体罐。
在此，两个不同的压力水平可用于诊断目的。
在此，壳体空间中的压力或压力水平例如约为3巴-8巴。
通过确定电机E的转子在周向方向上的位置或方位还可确定径向贯通槽DN相对于壳体的各部位的所述相对位置。
在此，至少一个安装在电机E中和/或电机E处的传感器、例如霍尔传感器提供转子的所述位置或方位。附加或替代于此，还可直接将电机E的电流和电压信息用于用于确定转子位置或转子方位。
无论分配盘6的位置如何，在壳体空间中在两个轴向间隙处以及在径向间隙中出现的液体泄漏至少自壳体空间中的确定的最低压力水平起通过回流联接部AR(参见图2)返回到液体罐中(液体回流)。
在运行中，所提出的分配机构的特征在于最小的端侧轴向间隙，该端侧轴向间隙本身使得壳体空间中的液体泄漏最小化。
在此，所出现的最小轴向间隙有利地在高达约10μm的范围内。也就是说，在分配盘6与壳体G、2、4之间的最小轴向间隙的值总之最高约为20μm。
在此，壳体空间中的由于最小的轴向间隙而减少的液体体积还有利于分配装置D的高的防冻安全性。
此外，对称或至少基本上对称的分配盘6的特征在于，分配盘几乎可在无力消耗的情况下可转动地进行调整，并且还具有小的惯性矩。并且这有利地伴随着相对低的能量需求以及用于分配盘6的转动调整的非常短的切换时间。
在附图所示的实施例(参见图1)中，电机E的驱动轴W借助于壳体侧的固定轴承和与固定轴承间隔开的浮动轴承被容纳或支承在轴W的另一端部处，这些轴承例如可相应以滚动球轴承的形式来设计。
然而，替代于此，还可设置轴接纳部或轴支承装置，根据该轴接纳部或轴支承装置壳体侧的轴端部WE压靠壳体部分4或压靠布置在壳体部分4中的球，并且在此在分配装置的运行中形成流体动力学的支承。
在另一实施方式中，壳体G、2、4本身可形成驱动单元、更确切地说电机E的一部分。在此，分配盘6可由磁性材料构成。在此，至少一个包围分配盘6的壳体部分、例如壳体部分2形成例如呈同步电机或磁阻电机的形式的电机定子。
因此，执行器A还可以前面说明的分配机构实施得更紧凑。
尽管在前面的说明中阐述了示例性实施方案，但是应指出的是，可进行各种修改。还应当指出的是，示例性陈述仅仅是示例，并不旨在以任何方式限制保护范围、应用和结构。相反，前面的说明为本领域技术人员提供了用于实现至少一个示例性实施方案的指南，其中，在不脱离由权利要求和等价的特征组合产生的保护范围的情况下，可进行各种改变，尤其是可进行关于所说明的部件的功能和布置的改变。
Claims (10)
1.一种分配装置(D)，其具有：
壳体(G、2、4)，该壳体具有输入联接部(AZ)和多个排出联接部(ARSi、ARSi+1、……、ARSi+n)；以及
分配器(6)，该分配器布置在壳体中、能通过电机驱动、能以能转动的方式调整并且被设计成盘片的形式，在该分配器处成形有液体接纳及液体引导部件，
其中，分配盘(6)能相对于壳体(G、2、4)以能转动的方式调整到多个限定的位置，以便能够实现通过各排出联接部(ARSi、ARSi+1、......、ARSi+n)的液体供给，
其中，液体接纳及液体引导部件包括端侧(SI、SII)的径向槽(DN)，该径向槽控制液体流到分配装置(D)的预期部位，
其中，径向槽(DN)被设计成敞开的轮廓的形式，并且从分配盘(6)的周侧的外表面延伸入分配盘(6)中，
其中，输入联接部(AZ)向径向间隙(RS)供应加压液体，分配盘(6)在周侧与壳体(G、2、4)形成该径向间隙，该径向间隙将液体引导至径向槽(DN)。
2.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于，输入联接部(AZ)布置在径向间隙(RS)的高度处。
3.根据权利要求1或2所述的分配装置，其特征在于，在分配装置(D)的运行中，分配盘(6)在端侧与相应分配的壳体区段(2、4)形成限定的轴向间隙，所输送的液体通过该轴向间隙在壳体(G、2、4)中扩散，在此，在端侧(SI、SII)形成液体泄漏膜，该液体泄漏膜将分配盘(6)与壳体(2、4)间隔开。
4.根据上述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，在分配装置(D)的运行中在分配盘(6)与壳体(G、2、4)之间由所输送的液体填充的连续空间与在壳体处的回流联接部(AR)流体连接。
5.根据上述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，分配盘(6)关于与分配盘的纵向轴线(X-X)正交的轴线对称。
6.根据上述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，分配盘(6)在端侧(SI、SII)具有呈凹部(8)的形式的至少一个压力平衡部件。
7.根据上述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，分配盘(6)在端侧(SI、SII)具有呈通孔(DL)的形式的压力平衡部件。
8.一种液体分配执行器，其包括：根据上述权利要求中任一项所述的分配装置(D)以及电机(E)，该电机用于驱动分配装置(D)的能以能转动的方式调整的分配器(6)。
9.一种用于车辆的清洁设备，该清洁设备用于清洁车辆上的多个清洁部位，其中，清洁设备具有至少一个根据权利要求8所述的液体分配执行器。
10.一种车辆，其具有根据权利要求9所述的清洁设备。
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