EP4232326A1 - Reinigungsvorrichtung, fahrzeug, methode zum betreiben einer reinigungsvorrichtung - Google Patents

Reinigungsvorrichtung, fahrzeug, methode zum betreiben einer reinigungsvorrichtung

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Publication number
EP4232326A1
EP4232326A1 EP21785800.0A EP21785800A EP4232326A1 EP 4232326 A1 EP4232326 A1 EP 4232326A1 EP 21785800 A EP21785800 A EP 21785800A EP 4232326 A1 EP4232326 A1 EP 4232326A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
air
pressure
cleaning
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21785800.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Janik RICKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF CV Systems Global GmbH
Original Assignee
ZF CV Systems Global GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF CV Systems Global GmbH filed Critical ZF CV Systems Global GmbH
Publication of EP4232326A1 publication Critical patent/EP4232326A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48—Liquid supply therefor
    • B60S1/52—Arrangement of nozzles; Liquid spreading means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60S1/481—Liquid supply therefor the operation of at least part of the liquid supply being controlled by electric means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
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    • B60S1/54—Cleaning windscreens, windows or optical devices using gas, e.g. hot air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device according to the preamble of claim 1 .
  • Cleaning devices in particular for a vehicle for providing a liquid cleaning impulse and/or a compressed air cleaning impulse, are commonly known.
  • sensors for example surfaces of camera lenses or other optical sensors, are cleaned with such a cleaning device in order to ensure their function during operation of a vehicle.
  • cleaning devices of this type there is a target variable conflict, typical of the species, between different performance characteristics, in particular adequate cleaning performance and/or low liquid consumption and/or low outlay on equipment.
  • DE10 2015 121434 A1 shows a camera unit for capturing images of an exterior area for a motor vehicle with a cleaning device provided for cleaning the camera unit, the cleaning device comprising an actuator for driving a movable component, in particular a piston.
  • the cleaning device shown in DE10 2015 121434 A1 comprises a housing, with the housing comprising two chambers, with a first chamber having a larger filling volume than a second chamber.
  • the complexity of the equipment is still problematic, in particular the fact that a separate actuator in the form of a drive for conveying air and water is required for each cleaning device.
  • Another problem is the still insufficient adjustability of a liquid pressure of the cleaning liquid. It would therefore be desirable to at least partially improve at least one of the problems mentioned.
  • the smallest possible outlay in terms of equipment and/or a small installation space would be desirable.
  • Improved adjustability of a relatively high liquid pressure would also be desirable in favor of the highest possible cleaning performance, in particular with regard to a charging pressure of the compressed air present or provided in the vehicle.
  • the object of which is to specify a cleaning device in an improved manner which, in particular, reduces the outlay on equipment and/or enables a liquid pressure, in particular a relatively high pressure, to be set.
  • the object relating to the cleaning device is solved by the invention in a first aspect with a cleaning device of claim 1 .
  • the invention is based on a cleaning device for a vehicle for providing a liquid cleaning impulse and/or a compressed air cleaning impulse for at least one cleaning nozzle, having: a pressure cylinder with a cylinder volume, having a movable separating means which divides the cylinder volume into a first, an air volume accommodating air chamber and a second fluid chamber accommodating a quantity of fluid in a fluid-tight manner, wherein the separating means can be moved axially along a cylinder axis and bears sealingly against an inner cylinder wall of the printing cylinder.
  • the cleaning device provides that the air chamber has at least one air chamber connection, designed to accept compressed air with a boost pressure for filling the air chamber, wherein when the air chamber is filled with the amount of air, the boost pressure acts on an effective air surface of the air chamber facing the air chamber
  • the separating means acts to generate a displacement force, with the displacement force acting on a liquid effective area of the separating means facing the liquid chamber in order to generate a liquid pressure of the cleaning liquid accommodated in the liquid chamber
  • the pressure cylinder is designed as a pressure intensifier, with the liquid effective area being smaller than the area facing it Effective area of air, so fluid pressure is greater than boost pressure.
  • At least one first and at least one second chamber is provided; i.e. H. in principle, a plurality of air chambers or a plurality of liquid chambers can also be provided, in which case the pressure cylinder is also designed as a pressure intensifier, d. H. in each case with an air chamber and an associated liquid chamber, the liquid effective area is smaller than the effective air area facing it, so that the liquid pressure is greater than the boost pressure. It is also possible that overall, i. H. cumulatively for the plurality of chambers, the liquid effective area is smaller than the facing air effective area, so the liquid pressure is greater than the boost pressure.
  • the pressure cylinder can thus be actuated by means of compressed air.
  • the separating means has a first active air surface facing the air chamber and a second active liquid surface facing the liquid chamber, the active liquid surface being arranged opposite the active air surface in the direction of the cylinder axis and being connected, in particular rigidly, to it. the is.
  • the air chamber is enlarged, the liquid chamber is reduced.
  • cleaning liquid is provided in the form of the liquid cleaning pulse via a liquid chamber connection of the liquid chamber with a liquid pressure.
  • the invention is based on the knowledge that a compressed air supply system and/or a compressed air source is generally available in vehicles. This is particularly the case due to other vehicle functions, for example an air spring system, a braking system or the like. Due to this availability of compressed air, it can also be used advantageously in a cleaning device both as a medium and as an energy source. When using compressed air as an energy source, there is also the advantage that several cleaning devices can be supplied by means of a compressed air source, in particular in view of prior-art solutions in which a separate actuator is provided for each cleaning device.
  • the invention has surprisingly found that a liquid cleaning pulse with a relatively high liquid pressure is advantageous for effective cleaning, in particular of a sensor surface, and that a relatively small amount of liquid is sufficient.
  • a compressed air cleaning impulse with a relatively low impulse pressure is sufficient, but a larger quantity of air or a longer-lasting compressed air cleaning impulse is advantageous.
  • the separating agent is held in the pressure cylinder by a restoring spring in order to generate a restoring force which acts against the displacement force, in particular when the separating agent is moved when the air chamber is being filled, in particular for moving the separating agent back by the restoring force for the purpose of providing a quantity of air as a compressed air cleaning pulse and/or for refilling the liquid chamber with cleaning liquid.
  • a return spring can advantageously be used as a mechanical energy store, with which the separating means can be moved back into its starting position.
  • an additional conveying direction or an additional actuator for moving the separating means back, in particular for conveying the cleaning liquid can advantageously be dispensed with.
  • the separating means has a first effective air surface and a second effective air surface arranged opposite the first effective air surface in the direction of the cylinder axis, and the separating means has a effective air surface opposite the first effective air surface in the direction of the cylinder axis arranged, first liquid active surface has, and the separating means has a second effective air surface arranged opposite the second effective air surface in the direction of the cylinder axis, the first effective air surface facing a first air chamber, the second effective air surface facing a second air chamber, the first fluid - active surface faces a first liquid chamber and the second liquid active surface faces a second liquid chamber.
  • the separating means is preferably designed as a multiple stamp, in particular as a symmetrical multiple stamp.
  • the multiple ram has an air ram and liquid rams which are axially spaced apart in both directions in the direction of the cylinder axis and are rigidly connected by means of a ram shank, in particular a first liquid ram and a second liquid ram.
  • a plurality of cleaning nozzles and/or a plurality of nozzle connections can be supplied via a first and a second cleaning line.
  • the pressure cylinder can have at least one restoring spring, in particular two, preferably equally dimensioned and symmetrically arranged restoring springs.
  • the return spring is preferably arranged in the respective air chamber.
  • a switching valve is provided which is designed to establish a pneumatic connection between a module compressed air connection and the air chamber connection in an aeration position, and in particular to establish a pneumatic connection between the air chamber connection and a compressed air nozzle line in a venting position.
  • the switching valve is preferably designed as a 3/2-way valve, particularly preferably as a 3/2-way solenoid valve.
  • the switching valve can be designed as a valve that opens continuously, in particular as a valve that can be actuated continuously via a pulse-width-modulated signal, in order to enable the selective setting of a charging pressure.
  • the invention is further developed by a bypass valve assembly which is designed to establish a pneumatic connection between the Module compressed air connection and the compressed air nozzle line past the switching valve in an open position for providing a bypass compressed air flow.
  • the bypass valve arrangement has in particular a compressed air pulse check valve and/or a 2/2-way valve.
  • the 2/2-way valve is designed in particular as a 2/2-way solenoid valve.
  • the pressure cylinder and/or the separating means are designed in such a way that the air chamber has a dead volume that is not passed by the separating means, with the air chamber connection being arranged in the area of the dead volume.
  • the dead volume has an axial extent of less than 5 mm, preferably less than 2 mm.
  • a dead volume advantageously ensures that an effective air surface of the can does not rest directly on other parts of the pressure cylinder. This ensures that the compressed air flowing in via the air chamber connection can always come into contact with the effective air surface and thus in particular the charging pressure can act on the effective air surface for the purpose of actuating the release agent.
  • the invention is further developed in that the separating means is designed as a multiple plunger, with at least one air plunger being connected to at least one liquid plunger via a plunger shaft.
  • the liquid stamp has at least one liquid effective surface.
  • the air stamp has at least one effective air surface.
  • a boost pressure is less than 10 bar, preferably between 3 and 7 bar, particularly preferably 5 bar.
  • a liquid stamp diameter is 15 mm.
  • an air stamp diameter is 20 mm.
  • a boost pressure setting means is provided, in particular a pressure control valve and/or a proportional valve, with the boost pressure setting means being arranged in particular in the compressed air connection line.
  • a boost pressure can advantageously be set, for example permanently constant or selectively variable, by means of a boost pressure setting means.
  • the cleaning device and/or the boost pressure setting means can be designed to set the boost pressure as a function of a cleaning test signal. In this way, for example, a higher boost pressure can advantageously be set in the case of larger and/or more stubborn dirt, which results in particular in a higher pulse pressure and/or higher fluid pressure.
  • the invention is further developed by at least one cleaning nozzle, which is arranged and designed to apply a liquid cleaning pulse and/or a compressed air cleaning pulse to at least one sensor surface.
  • the invention leads to a vehicle, in particular a passenger car or a commercial vehicle or a trailer, having at least one cleaning device according to the first aspect of the invention.
  • a vehicle in particular a passenger car or a commercial vehicle or a trailer, having at least one cleaning device according to the first aspect of the invention.
  • advantages of the cleaning device according to the first aspect are advantageously used.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a cleaning device according to the concept of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a vehicle with a cleaning device according to the concept of the invention.
  • the cleaning device 100 is designed to provide compressed air DL in the form of a compressed air cleaning pulse DRI at a nozzle compressed air connection 104 and to provide cleaning liquid F in the form of a liquid cleaning pulse FRI at a nozzle liquid connection 102.
  • the cleaning device 100 has a modular compressed air connection 272 on, the is formed to accept compressed air DL from a compressed air source 600, in particular a compressor 602 and/or a pressure accumulator 604 of a compressed air supply system 606.
  • the module compressed air connection 272 is pneumatically connected via a compressed air connection line 273 to a first connection 270.1 of a switching valve 270.
  • the switching valve 270 is designed as a 3/2-way solenoid valve.
  • the cleaning device 100 has a module liquid connection 618, which is designed to accept cleaning liquid F from a liquid source 400.
  • the cleaning device 100 has a pressure cylinder 220 which can be pressurized by means of compressed air DL at an air chamber connection 223 .
  • the pressure cylinder 220 has a separating means 226 embodied as a multiple stamp 229, which can be moved axially along a cylinder axis AZ and variably divides a cylinder volume VZ of the pressure cylinder 220 into at least one air chamber 222 and one liquid chamber 224.
  • the pressure cylinder 220 has an air chamber connection 223 , via which the air chamber 222 can be pressurized with compressed air DL in order to fill the air chamber 222 .
  • the compressed air DL provided at the air chamber connection 223 has, in particular, a charging pressure PL.
  • the boost pressure PL is set in particular via the pressure source 600 or optionally via a suitable pneumatic boost pressure setting means 360, in particular a pressure control valve 362 or a proportional valve 364.
  • the cleaning device 101 can have such a boost pressure setting means 360, arranged in particular in the compressed air connection line 273.
  • the boost pressure PL of the compressed air DL entering the air chamber 222 acts on an effective air surface ASL of the separating means 226 facing the air chamber 222.
  • the on the boost pressure PL acting on the effective air surface ASL results in a displacement force FV acting on the separating means 226 .
  • the separating means 226 is held in the pressure cylinder 220 by a restoring spring 228, as a result of which the restoring spring 228 generates a restoring force FR when the separating means 226 is deflected, which is directed in the opposite direction to the displacement force FV.
  • the restoring force FR depends in particular on a spring constant K of the restoring spring 228.
  • the air chamber connection 223 is connected pneumatically via an air chamber line 227 to a second connection 270.2 of the switching valve 270.
  • the greater the spring constant K the greater the restoring force FR.
  • the greater the restoring force FR the greater the pulse pressure PI.
  • the fluid pressure PF is reduced because the restoring force FR acts against the displacement force FV.
  • the separating means 226 is accommodated in the pressure cylinder 220 so that it can move axially with a stroke H.
  • a dead volume VT can be provided in the air chamber 222, which is not passed by the separating means 226, in particular by the air piston 231. This means that the separating means 226 has already reached its axial end position before it reaches an end wall of the pressure cylinder 220 .
  • a dead volume VT advantageously ensures that the compressed air entering the air chamber 222 via the air chamber connection 223 comes into contact with the entire effective air area ASL and thus the boost pressure PL can act on the entire effective air area ASL.
  • the air chamber connection 223 is advantageously arranged in the area of the dead volume VT, in particular in the front wall of the pressure cylinder 220 and/or in the air chamber segment 220.1 of the pressure cylinder 220 on the shell side, specifically there in the area of the dead volume VT.
  • the pressure cylinder 220 has a liquid chamber connection 225, via which the liquid chamber 224 is connected to a liquid nozzle line 626 in a fluid-carrying manner.
  • the pressure chamber connection 225 is connected to the liquid nozzle line 626 in a fluid-conducting manner at a cylinder connection point 619 .
  • the separating means 226 is in the form of a multiple ram 229 with an air ram 231 and a liquid ram 233 which are rigidly connected to one another via a ram shank 235 .
  • the air piston 231 is arranged in an air chamber section 220.1 of the pressure cylinder 220 and has an effective air surface ASL which faces the air chamber 224.
  • the liquid plunger 233 is arranged in a liquid chamber segment 220.2 of the pressure cylinder 220 and has a liquid effective surface ASF which faces the liquid chamber 224.
  • the air chamber section 220.1 and the liquid chamber segment 220.2 each have an inner diameter that corresponds to the outer diameter or the effective surface ASL, ASF of the respective plunger 231, 233 to produce an axially movable but fluid-tight contact.
  • the separating means 226 can be moved axially within the cylinder volume VZ of the pressure cylinder 220 along the cylinder axis AZ.
  • the air ram 231 and the liquid ram 233 are designed so that they each rest against an inner cylinder wall 221 of the pressure cylinder 220 in a pressure-tight manner.
  • the separating means 226 can have one or more sealing rings, in particular made of plastic and/or rubber, for better sealing of the air chamber 222 from the liquid chamber 224 .
  • the air ram 231 has an air ram sealing ring arranged in the circumferential direction 237, and the liquid plunger 233 has a liquid plunger sealing ring 239.
  • the separating means 226 divides the cylinder volume VZ in a variable manner into an air chamber 222 and a liquid chamber 224. Due to the rigidly connected and differently sized effective surfaces ASL, ASF, an effective air chamber volume VLO is that with a maximum deflected stroke H of the separating means 226 in the air chamber 222 is available, greater than an effective liquid chamber volume VFO, which is available in the liquid chamber 224 when the stroke H of the separating means 226 is maximally deflected in the opposite direction.
  • the multiple plunger 229 is held by a restoring spring 228 in the cylinder volume VZ of the pressure cylinder 220, so that a restoring force FR is generated in the event of a deflection, caused in particular by the loading pressure PL being applied to the air chamber connection 223.
  • the air chamber 222 can on the one hand be charged with compressed air DL with a boost pressure PL to generate a displacement force FV acting on the effective air surface ASL of the separating means 226.
  • compressed air DL with a pulse pressure PI can be emitted via the air chamber connection 223 for the purpose of providing a compressed air cleaning pulse DRI by the separating means 226 moving back, in particular via the restoring force FR.
  • the pulse pressure PI results in particular from the restoring force FR divided by the effective air area ASL.
  • the fluid pressure PF results in particular from the difference between the displacement force FV and the restoring force FR, divided by the fluid effective area ASF.
  • the liquid chamber 224 can suck in cleaning liquid F via a liquid-chamber connection 225 and deliver it at a liquid pressure PF in order to provide a liquid cleaning pulse FRI.
  • the fluid pressure PF is dependent on the boost pressure PL, but is not the entire charge pressure PL at the liquid chamber connection 225 can be used as liquid pressure PF, since overcoming the restoring force FR causes losses.
  • the pressure cylinder 220 functions as a pressure intensifier.
  • the relationship is essentially as follows—in particular if, for reasons of simplification, a pressure loss caused by a return spring 228 is not taken into account:
  • the nozzle compressed air connection 104 is connected pneumatically via the compressed air nozzle line 278 to a third connection 270.3 of the switching valve 270.
  • the switching valve 270 has, in particular, a relatively large nominal width in order to advantageously transmit the compressed air cleaning pulse DRI without or with as little as possible low pressure loss to the compressed air nozzle line 278.
  • the switching valve 270 has a nominal diameter that is greater than or equal to the diameter of the compressed air nozzle line 278 and/or the air chamber line 227.
  • the comparatively large nominal width of a switching valve 270 is in a range above 1.2 mm, in particular in a range from 1.0 mm to 3.0 mm;
  • nominal widths of such a switching valve or a similarly designed switching valve, such as that of the switching valve 270 have proven to be advantageous in order to pass on an air pulse from the valve piston of the switching valve 270 as well as possible.
  • such nominal widths have proven to be advantageous for cleaning a camera sensor, but are not limited to this.
  • a suction pressure check valve 350 is arranged in the liquid nozzle line 626 between the cylinder connection point 619 and the nozzle liquid connection 102 .
  • a liquid pulse check valve 352 is arranged in the liquid nozzle line 626 between the cylinder connection point 619 and the module liquid connection 618 .
  • the liquid pulse check valve 352 prevents cleaning liquid F from escaping in the direction of the module liquid connection 618 when the liquid cleaning pulse FRI is provided.
  • the first connection 270.1 is pneumatically connected to the second connection 270.2 and the third connection 270.3 is blocked.
  • an air pressure present at the module compressed air connection 272, in particular a boost pressure PL is forwarded to the air chamber connection 223, which results in an expansion of the air chamber 222 and the provision of a liquid cleaning pulse FRI at the nozzle liquid connection 102. Consequently, the liquid cleaning pulse FRI is applied to a sensor surface 300 via the cleaning nozzle 320.
  • a venting position 270B of the switching valve 270--as shown here---the second connection 270.2 is pneumatically connected to the third connection 270.3 and the first connection 270.1 is blocked.
  • This venting position 270B results in venting of the air chamber connection 223, as a result of which the separating means 226 moves back, in particular as a result of the restoring force FR, and both the air chamber 222 is reduced and the liquid chamber 224 is enlarged.
  • a negative pressure is created at the liquid chamber connection 225. Due to the suction pressure check valve 350, the negative pressure acts only on the module liquid connection 618 (and not on the nozzle liquid connection 102), whereby new cleaning liquid F from the liquid source 400 into the Liquid chamber 224 is sucked, in particular without a pump or the like conveying device for the cleaning liquid F being required.
  • the cleaning process is thus completed and can be repeated if necessary, in particular by switching the switching valve 270 back into the ventilation position 270A.
  • the cleaning device 100 can optionally have a bypass valve arrangement 330 as shown here.
  • the bypass valve arrangement 330 has, in particular, a compressed air pulse check valve 354 and a 2/2-way valve 332 .
  • the 2/2-way valve 332 is designed in particular as a 2/2-way solenoid valve 333 .
  • the 2/2-way valve 332 is pneumatically connected to the compressed air connection line 273 via a first connection 332.1 and to a bypass connection point 621 of the compressed air nozzle line 278 via a second connection 332.2 and a bypass line 623 .
  • the compressed air pulse check valve 354 is presently arranged between the third connection 270.3 of the switching valve 270 and the bypass connection point 621 in the compressed air nozzle line 278.
  • the compressed air pulse check valve 354 is designed in particular to open in the flow direction of the compressed air cleaning pulse DRI and/or the bypass compressed air flow BDS and to close in the opposite direction.
  • the first connection 332.1 is pneumatically separated from the second connection 332.2.
  • the bypass valve arrangement 330 By switching the bypass valve arrangement 330 , the nozzle compressed air connection 104 can be supplied directly with compressed air DL from the module compressed air connection 272 , bypassing the switching valve 270 . In the present case, this is done by switching the 2/2-way valve 332 into an open position 332B, in which the first connection 332.1 is pneumatically connected to the second connection 332.2.
  • the compressed air DL present at the module compressed air connection 272 can be forwarded directly via the bypass connection point 621 and the compressed air nozzle line 278 to provide a bypass compressed air flow BDS at the nozzle compressed air connection 104.
  • the bypass valve arrangement 330 thus advantageously allows the sensor surface 300 to be acted upon Compressed air DL, in particular with a bypass compressed air flow BDS, allows without actuating the pressure cylinder 220.
  • the compressed air pulse check valve 354 ensures in particular that - when the 2/2-way valve 332 is in the open position 332B and the switching valve is in the venting position 270B - the compressed air DL does not flow in the direction of the switching valve 270 and thus into the air chamber 222 of the pressure cylinder 220 can flow.
  • the cleaning device 100 can have a boost pressure setting means 360, in particular a pressure control valve 362 and/or a proportional valve 364, in order to set a boost pressure PL.
  • boost pressure adjustment means 360 can advantageously be arranged in the compressed air connection line 273 .
  • switching valve 270 can be designed as a continuously opening valve, in particular as a valve that can be continuously actuated via a pulse-width-modulated signal, in order to enable the setting of a charging pressure.
  • FIG. 2 shows another embodiment of a cleaning device 100' according to the concept of the invention.
  • the cleaning device 100' has a pressure cylinder 220' which, in contrast to the embodiment shown in FIG. 1, has in particular a first air chamber 222.1 and a second air chamber 222.2, as well as a first liquid chamber 224.1 and a second liquid chamber 224.2. i.e.
  • the second embodiment provides that a plurality of air chambers or a plurality of liquid chambers are provided, the pressure cylinder then also being designed as a pressure intensifier, i. H. in each case with an air chamber and an associated liquid chamber, the liquid effective area is smaller than the effective air area facing it, so that the liquid pressure is greater than the boost pressure.
  • the air chamber 222 has at least one air chamber connection 223, designed to accept compressed air DL with a boost pressure PL for filling the air chamber 222, wherein when the Air chamber 222 with the air quantity ML the charge pressure PL acts on an effective air surface ASL of the separating means 226 facing the air chamber 222 to generate a displacement force FV, wherein the displacement force FV acts on a effective liquid surface ASF of the separating means 226 facing the liquid chamber 224 to generate a liquid pressure PF of the cleaning liquid F received in the liquid chamber 224, and the pressure cylinder 220 is designed as a pressure intensifier, the liquid effective area ASF being smaller than the facing air effective area ASL, so that the liquid pressure PF is greater than the boost pressure PL.
  • the pressure cylinder 220' correspondingly has an air chamber segment 220.1 to form a first air chamber 222.1 and a second air chamber 222.2 separated from it in a fluid-tight manner by means of the air piston 231.
  • the pressure cylinder 220' also has a liquid chamber segment 220.2 to form a first liquid chamber 224.1, and a further liquid chamber segment 220.3 to form a second liquid chamber 224.2.
  • the separating means 226 is constructed accordingly as a symmetrical multiple stamp 229' with an air stamp 231 arranged in the middle, and liquid stamps 233, spaced axially in both directions in the direction of the cylinder axis AZ and rigidly connected by means of a stamp shaft 235, namely a first liquid stamp 233.1 and a second liquid stamp 233.2.
  • the first switching valve 270 is in a venting position 270A and the second switching valve 470 is in a venting position 470B. Consequently, the first air chamber 222.1 is subjected to a first boost pressure PL1, as a result of which a first displacement FV1 acts on the separating means 226' and the first air chamber 222.1 is enlarged and the second air chamber 222.2 and the second liquid chamber 224.2 are thus reduced. Consequently, at the second air chamber connection 223.2 a second compressed air cleaning pulse DRI2 is provided with a second pulse pressure PI2. At the same time, a second liquid cleaning pulse FRI2 with a second liquid pressure PF2 is provided at the second liquid connection 225.2 of the second liquid chamber 224.2.
  • the second fluid pressure PF2 is increased according to the concept of the pressure intensifier explained in FIG. 1 and here according to the area ratio of the first air effective area ASL1 to the second fluid effective area ASF2.
  • the first switching valve 270 is in a venting position 270B and the second switching valve 470 is in a venting position 470A.
  • no first charge pressure PL1 now acts on the first air chamber connection 223.1, but rather a second charge pressure P2 on the second air chamber connection 223.2.
  • a second displacement force FV2 acts on the second effective air surface ASL2, which leads to an axial movement of the separating means 226′—which runs in the opposite direction compared to the first step.
  • the second air chamber 222.2 and also the second liquid chamber 224.2 for sucking in new cleaning liquid F are correspondingly enlarged.
  • the first air chamber 222.1 and the first liquid chamber 224.1 are reduced.
  • a first compressed air cleaning pulse DRI1 with a first pulse pressure PI1 is provided at the first air chamber connection 223.1.
  • a first liquid cleaning pulse FRI1 with a first liquid pressure PF1 is provided at the first liquid connection 225.1 of the first liquid chamber 224.1.
  • the first liquid pressure PF1 is increased according to the area ratio of the second air effective area ASL2 to the first liquid effective area ASF1.
  • the pressure cylinder 220 ′ can be designed without a return spring 228 .
  • the second pulse pressure PI2- also corresponds to the first boost pressure PL1 due to the same effective air surfaces ASL1, ASL2.
  • the pulse pressure PH , PI2 of one friction cleaning line 100.1, 100.2 can be set by the charging pressure PL1, PL2 of the respective other cleaning line 100.1, 100.2.
  • the pressure cylinder 220' can have at least one restoring spring 228, in particular a first restoring spring 228.1 and a second restoring spring 228.2.
  • both restoring springs 228.1, 228.2 can be designed identically, in particular dimensioned, so that with a symmetrical separating means 226' and a symmetrical pressure cylinder 222', a rest position of the separating means 226' results in the axial center of the pressure cylinder 220'. A deflection of the separating means 226' thus results in a first restoring force FR1, which acts against the second displacement force FV2, or a second restoring force FR2, which acts against the first displacement force FV1.
  • the cleaning device 100' thus advantageously provides a first cleaning line 100.1 and a second cleaning line 100.2 with only one pressure cylinder 220'.
  • the first cleaning line 100.1 can essentially be controlled via a first switching valve 270 and the second cleaning line 100.2 via a second switching valve 470.
  • the other components already shown and explained in FIG. 1 are assigned to the respective cleaning line 100.1, 100.2 in FIG. 2 for each of the two cleaning lines 100.1, 100.2 with the same reference numbers as in FIG. 1, but via a corresponding number 1 or 2 , shown.
  • One or both cleaning lines 100.1, 100.2 can have a bypass valve arrangement 330.1, 330.2, analogous to that shown in FIG.
  • One or both cleaning lines 100.1, 100.2 can have a boost pressure adjustment means 360.1, 360.2, analogous to that shown in FIG.
  • the compressed air cleaning pulses DRI1, DRI2 are provided at a first and second compressed air nozzle connection 104.1, 104.2 and the liquid cleaning pulses FRI1, FRI2 at a first and second liquid nozzle connection 102.1, 102.2.
  • These compressed air and liquid nozzle connections 102.1, 102.2, 104.1, 104.2 can be assigned to one or more cleaning nozzles 320 (not shown here). In particular, they can be associated with a cleaning nozzle 320 for cleaning a larger sensor surface 300 .
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a vehicle 1000, in particular a car 1002 or commercial vehicle 1004 or a trailer 1006 - present in the form of an autonomous or semi-autonomous vehicle - having a cleaning device 100, 100 'for at least one cleaning nozzle 320 for cleaning a sensor surface 300 of a sensor 301 embodied as an optical sensor, for example as a camera.
  • a cleaning device 100 100 'for at least one cleaning nozzle 320 for cleaning a sensor surface 300 of a sensor 301 embodied as an optical sensor, for example as a camera.
  • the cleaning device 100, 100' can have a module control unit 210 which is connected to a vehicle control unit 1020 via a vehicle control line 1024 in a signal-carrying manner.
  • the vehicle control line 1024 is designed in particular as a vehicle bus 1026, in particular a CAN bus.
  • cleaning device 100, 100' in particular the at least one switching valve 270, 470 and/or the at least one bypass valve 330, 330.1, 330.2 and/or the at least one boost pressure adjustment device 360, 360.1, 360.2, can carry signals with a vehicle control unit 1020 of the vehicle 1000 to control the cleaning device 100, 100'.
  • one or more cleaning devices 100, 100′ can be arranged centrally in an area of vehicle 1000, in particular next to one another or as a central module. Alternatively or additionally, a plurality of cleaning devices 100, 100′ can be arranged decentrally in the vehicle 1000, in particular in the vicinity of the cleaning nozzle 320 to be supplied.
  • Sensor 301 is connected via a sensor line 306 to vehicle control unit 1020 for transmitting sensor signals 305 .
  • a cleaning test signal 307 for determining whether the sensor surface 300 has been cleaned or whether a liquid cleaning pulse FRI has been emitted can be transmitted to the vehicle control unit 1020 via the sensor line 306 .
  • a cleaning check signal 307 can be generated in particular using image processing means, for example by determining an improvement in the signal quality of the sensor signal or of liquid particles in the camera image.
  • a sensor line 306′ can be provided between the sensor 301 and the module control unit 210, in particular for transmitting the cleaning test signal 307, as an alternative or in addition.
  • the cleaning nozzle 320 is designed to act on the sensor surface 300 with a liquid cleaning pulse FRI and/or a compressed air cleaning pulse and/or a bypass compressed air flow.
  • the cleaning nozzle 320 is connected in a fluid-carrying manner to the cleaning device 100 in particular via a nozzle liquid connection 102 and/or a nozzle compressed air connection 104 and/or a nozzle combination connection 106 .
  • the cleaning nozzle 320 can carry fluid via a nozzle connection line 108 with the nozzle liquid connection 102 and/or the nozzle compressed air connection 104 and/or the nozzle Combination port 106 can be connected.
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug (1000) zum Bereitstellen eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses (FRI) und/oder eines Druckluft-Reinigungsimpulses (DRI) für mindestens eine Reinigungsdüse (320), aufweisend einen Druckzylinder (220) mit einem Zylindervolumen (VZ), aufwei- send ein bewegliches Trennmittel (226), das das Zylindervolumen (VZ) in eine erste, eine Luftmenge (ML) aufnehmende Luftkammer (222) und eine zweite, eine Flüssigkeitsmenge (MF) aufnehmende Flüssigkeitskammer (224) fluiddicht aufteilt, wobei das Trennmittel (226) axial entlang einer Zylinderachse (AZ) be- wegbar ist und dichtend an einer Zylinderinnenwand (221) des Druckzylinders (220) anliegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Luftkammer (222) mindestens einen Luftkammer-Anschluss (223) aufweist, zum Annehmen von Druckluft (DL) mit einem Ladedruck (PL) zum Füllen der Luftkammer (222) mit der Luftmenge (ML), wobei der Ladedruck (PL) auf eine der Luftkammer (222) zugewandten Luft-Wirkfläche (ASL) des Trennmittels (226) wirkt zum Erzeugen einer Ver- drängungskraft (FV) auf eine der Flüssigkeitskammer (224) zugewandten Flüs- sigkeits-Wirkfläche (ASF) des Trennmittels (226) zum Erzeugen eines Flüssig- keitsdrucks (PF) der in der Flüssigkeitskammer (224) aufgenommenen Reini- gungsflüssigkeit (F), und der Druckzylinder (220) als Druckübersetzer ausgebil- det ist, wobei die Flüssigkeits-Wirkfläche (ASF) kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche (ASL).

Description

Reinigungsvorrichtung, Fahrzeug, Methode zum Betreiben einer Reinigungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Reinigungsvorrichtungen, insbesondere für ein Fahrzeug zum Bereitstellen eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses und/oder eines Druckluft- Reinigungsimpulses, sind gemeinhin bekannt. Mit derartigen Reinigungsvorrichtung in werden insbesondere Sensoren, beispielsweise Oberflächen von Kameralinsen oder anderen optischen Sensoren, gereinigt, um deren Funktion im Betrieb eines Fahrzeugs zu gewährleisten. Für derartige Reinigungsvorrichtungen besteht gattungstypisch ein Zielgrößenkonflikt zwischen unterschiedlichen Leistungsmerkmalen, insbesondere einer ausreichenden Reinigungsleistung und/oder einem niedrigen Flüssigkeitsverbrauch und/oder einem geringen apparativen Aufwand.
Vor diesem Hintergrund bestehen beispielsweise Ansätze, Flüssigkeit bei der Reinigung zu sparen. So zeigt die DE10 2015 121434 A1 eine Kameraeinheit zur bildlichen Erfassung eines Außenbereichs für ein Kraftfahrzeug mit einer zum Reinigen der Kameraeinheit vorgesehenen Reinigungsvorrichtung, wobei die Reinigungsvorrichtung ein Stellglied zum Antreiben eines beweglichen Bauteils, insbesondere eines Kolbens, umfasst. Die in DE10 2015 121434 A1 gezeigte Reinigungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse, wobei das Gehäuse zwei Kammern umfasst, wobei eine erste Kammer ein größeres Füllvolumen aufweist als eine zweite Kammer. Ein derartiger, grundsätzlich vorteilhafter Ansatz berücksichtigt zwar bereits, dass unterschiedliche Mengen von Luft und Wasser zur Reinigung eingesetzt werden können, indem Luft und Wasser in unterschiedlich großen Kammern gehalten werden und über ein gemeinsam angetriebenes Bauteil gefördert werden; dies aber nur zur Reduzierung des Wasserverbrauchs.
Problematisch ist aber vielmehr noch der apparative Aufwand, insbesondere die Tatsache, dass für jede Reinigungsvorrichtung ein separates Stellglied in Form eines Antriebs zum Fördern von Luft und Wasser benötigt wird. Auch problematisch ist die noch unzureichende Einsteilbarkeit eines Flüssigkeitsdrucks der Reinigungsflüssigkeit. Wünschenswert wäre es daher, mindestens eines der genannten Probleme zumindest teilweise zu verbessern. Insbesondere wäre ein möglichst geringer apparativer Aufwand und/oder ein geringer Bauraum wünschenswert. Auch wäre zugunsten einer möglichst hohen Reinigungsleistung eine verbesserte Einsteilbarkeit eines relativ hohen Flüssigkeitsdrucks wünschenswert, insbesondere im Bezug auf einen Ladedruck der im Fahrzeug vorhandenen bzw. bereitgestellten Druckluft.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, in verbesserter Weise eine Reinigungsvorrichtung anzugeben, die insbesondere den apparativen Aufwand reduziert und/oder eine Einsteilbarkeit eines, insbesondere relativ hohen, Flüssigkeitsdrucks ermöglicht.
Die Aufgabe, betreffend die Reinigungsvorrichtung, wird durch die Erfindung in einem ersten Aspekt mit einer Reinigungsvorrichtung des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung geht aus von einer Reinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Bereitstellen eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses und/oder eines Druckluft- Reinigungsimpulses für mindestens eine Reinigungsdüse, aufweisend: einen Druckzylinder mit einem Zylindervolumen, aufweisend ein bewegliches Trennmittel, das das Zylindervolumen in eine erste, eine Luftmenge aufnehmende Luftkammer und eine zweite, eine Flüssigkeitsmenge aufnehmende Flüssigkeitskammer fluiddicht aufteilt, wobei das Trennmittel axial entlang einer Zylinderachse bewegbar ist und dichtend an einer Zylinderinnenwand des Druckzylinders anliegt.
Erfindungsgemäß ist bei der Reinigungsvorrichtung vorgesehen, dass die Luftkammer mindestens einen Luftkammer-Anschluss aufweist, ausgebildet zum Annehmen von Druckluft mit einem Ladedruck zum Füllen der Luftkammer, wobei bei einem Füllen der Luftkammer mit der Luftmenge der Ladedruck auf eine der Luftkammer zugewandten Luft-Wirkfläche des Trennmittels wirkt zum Erzeugen einer Verdrängungskraft, wobei die Verdrängungskraft auf eine der Flüssigkeitskammer zugewandten Flüssigkeits-Wirkfläche des Trennmittels wirkt zum Erzeugen eines Flüssigkeitsdrucks der in der Flüssigkeitskammer aufgenommenen Reinigungsflüssigkeit, und der Druckzylinder als Druckübersetzer ausgebildet ist, wobei die Flüssigkeits-Wirkfläche kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche, sodass der Flüssigkeitsdruck größer ist als der Ladedruck.
Vorzugsweise ist mindestens eine erste und mindestens eine zweite Kammer vorgesehen; d. h. es können im Prinzip auch eine Mehrzahl Luftkammern bzw. eine Mehrzahl Flüssigkeitskammern vorgesehen sein, wobei auch dann der Druckzylinder als Druckübersetzer ausgebildet ist, d. h. jeweils bei einer Luftkammer und einer zugeordneten Flüssigkeitskammer die Flüssigkeits- Wirkfläche kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche, sodass der Flüssigkeitsdruck größer ist als der Ladedruck. Auch ist es möglich, dass insgesamt, d. h. kumulativ für die Mehrzahl an Kammern gilt, dass die Flüssigkeits-Wirkfläche kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche, sodass der Flüssigkeitsdruck größer ist als der Ladedruck.
Der Druckzylinder ist somit mittels Druckluft aktuierbar. Insbesondere weist das Trennmittel eine erste, der Luftkammer zugewandte Luft-Wirkfläche und eine zweite, der Flüssigkeitskammer zugewandte Flüssigkeits-Wirkfläche auf, wobei die Flüssigkeits-Wirkfläche in Richtung der Zylinderachse gegenüberliegend von der Luft-Wirkfläche angeordnet und, insbesondere starr, mit dieser verbun- den ist. Bei einem Vergrößern der Luftkammer erfolgt ein Verkleinern der Flüssigkeitskammer. Dabei wird Reinigungsflüssigkeit in Form des Flüssigkeits- Reinigungsimpulses über einen Flüssigkeitskammer-Anschluss der Flüssigkeitskammer mit einem Flüssigkeitsdruck bereitgestellt.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei Fahrzeugen eine Druckluftversorgungsanlage und/oder eine Druckluftquelle in der Regel zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere der Fall aufgrund anderer Fahrzeugfunktionen, beispielsweise einer Luftfederanlage, eines Bremssystems oder dergleichen. Aufgrund dieser Verfügbarkeit von Druckluft kann diese vorteilhaft auch bei einer Reinigungsvorrichtung sowohl als Mediums-, als auch als Energiequelle eingesetzt werden. Auch besteht bei einer Nutzung von Druckluft als Energiequelle der Vorteil, dass mehrere Reinigungsvorrichtungen mittels einer Druckluftquelle versorgt werden können, insbesondere in Anbetracht von Lösungen des Standes der Technik bei denen ein separates Stellglied für jede Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist.
Durch die Nutzung einer, insbesondere bereits im Fahrzeug vorhandenen, Druckluftquelle kann die Abhängigkeit von etwaigen Stellantrieben für die Reinigungsvorrichtung, insbesondere zur Erzeugung von Reinigungsimpulsen, vorteilhaft verringert werden oder sogar vollständig auf derartige Stellantriebe verzichtet werden.
Die Erfindung hat überraschend erkannt, dass für eine wirksame Reinigung, insbesondere einer Sensoroberfläche, ein Flüssigkeits-Reinigungsimpuls mit einem relativ hohen Flüssigkeitsdruck vorteilhaft ist, und dabei jedoch schon eine relativ geringe Flüssigkeitsmenge ausreicht. Gleichzeitig ist umgekehrt ein Druckluft-Reinigungsimpuls mit einem relativ niedrigen Impulsdruck ausreichend, dabei jedoch eine größere Luftmenge bzw. ein länger andauernder Druckluft-Reinigungsimpuls vorteilhaft.
Diese Zusammenhänge können vorteilhaft mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung mit einem als Druckübersetzer funktionierenden Druckzylin- der genutzt werden. Dadurch, dass die die Flüssigkeits-Wirkfläche kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche, kann der Flüssigkeitsdruck In Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der Flüssigkeits-Wirkfläche und der Luft-Wirkfläche eingestellt werden, und zwar derart, dass der Flüssigkeitsdruck größer ist als der Ladedruck.
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.
Im Rahmen einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Trennmittel mit einer Rückstellfeder im Druckzylinder gehalten wird zum Erzeugen einer, gegen die Verdrängungskraft wirkenden, Rückstellkraft, insbesondere wenn das Trennmittel bei einem Füllen der Luftkammer bewegt wird, insbesondere zum Zurückbewegen des Trennmittels durch die Rückstellkraft zum Bereitstellen einer Luftmenge als Druckluft-Reinigungsimpuls und/oder zum Wiederauffüllen der Flüssigkeits-Kammer mit Reinigungsflüssigkeit. In einer derartigen Weiterbildung kann eine Rückstellfeder vorteilhaft als mechanischer Energiespeicher verwendet werden, mit dem das Trennmittel in seine Ausgangsposition zurückbewegt werden kann. Insbesondere kann vorteilhaft auf eine zusätzliche Förderrichtung oder ein zusätzliches Stellglied zum Zurückbewegen des Trennmittels, insbesondere zum Fördern der Reinigungsflüssigkeit, vorteilhaft verzichtet werden.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass das Trennmittel eine erste Luft-Wirkfläche und eine in Richtung der Zylinderachse gegenüberliegend von der ersten Luft-Wirkfläche angeordnete, zweite Luft-Wirkfläche aufweist, und das Trennmittel eine in Richtung der Zylinderachse gegenüberliegend von der ersten Luft-Wirkfläche angeordnete, erste Flüssigkeits-Wirkfläche aufweist, und das Trennmittel eine in Richtung der Zylinderachse gegenüberliegend von der zweiten Luft-Wirkfläche angeordnete, zweite Flüssigkeits-Wirkfläche aufweist, wobei die erste Luft-Wirkfläche einer ersten Luftkammer zugewandt ist, die zweite Luft-Wirkfläche einer zweiten Luftkammer zugewandt ist, die erste Flüs- sigkeits-Wirkfläche einer ersten Flüssigkeitskammer zugewandt ist und die zweite Flüssigkeits-Wirkfläche einer zweiten Flüssigkeitskammer zugewandt ist. In einer derartigen Weiterbildung ist das Trennmittel bevorzugt als Mehrfachstempel, insbesondere als symmetrischer Mehrfachstempel, ausgebildet. Insbesondere weist der Mehrfachstempel einen Luftstempel, und in Richtung der Zylinderachse in beide Richtungen axial beanstandete und starr mittels eines Stempelschafts verbundene Flüssigkeitsstempel auf, insbesondere einen ersten Flüssigkeitsstempel und einen zweiten Flüssigkeitsstempel. In einer solchen Weiterbildung können insbesondere mehrere Reinigungsdüsen und/oder mehrere Düsenanschlüsse über einen ersten und einen zweiten Reinigungsstrang versorgt werden. In einer derartigen Weiterbildung kann der Druckzylinder mindestens eine Rückstellfeder, insbesondere zwei, bevorzugt gleich dimensionierte und symmetrisch angeordnete, Rückstellfedern aufweisen. Die Rückstellfeder ist bevorzugt in der jeweiligen Luftkammer angeordnet.
Im Rahmen einer Weiterbildung ist ein Schaltventil vorgesehen, das ausgebildet ist zum Herstellen einer pneumatischen Verbindung zwischen einem Moduldruckluftanschluss und dem Luftkammer-Anschluss in einer Belüftungsstellung, und insbesondere Herstellen einer pneumatischen Verbindung zwischen dem Luftkammer-Anschluss und einer Druckluft-Düsenleitung in einer Entlüftungsstellung. Das Schaltventil ist bevorzugt als 3/2-Wegeventil, besonders bevorzugt als 3/2-Wege-Magnetventil, ausgebildet. In Weiterbildungen kann das Schaltventil als stufenlos öffnendes Ventil ausgebildet sein, insbesondere als über ein pulsweitenmoduliertes Signal stufenlos betätigbares Ventil ausgebildet sein, um die selektive Einstellung eines Ladedruckes zu ermöglichen.
Die Erfindung wird durch eine Bypassventilanordnung weitergebildet, die ausgebildet ist zum Herstellen einer pneumatischen Verbindung zwischen dem Moduldruckluftanschluss und der Druckluft-Düsenleitung vorbei an dem Schaltventil in einer Öffnungsstellung zum Bereitstellen einer Bypass- Druckluftströmung. Die Bypassventilanordnung weist insbesondere ein Druckluftimpuls-Rückschlagventil und/oder ein 2/2-Wegeventil auf. Das 2/2- Wegeventil ist insbesondere als 2/2-Wege-Magnetventil gebildet. Mittels einer Bypassventilanordnung kann vorteilhaft eine Druckluftströmung, unabhängig von dem Druckzylinder, für eine Reinigungsdüse bereitgestellt werden.
Im Rahmen einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Druckzylinder und/oder das Trennmittel derart ausgebildet sind, dass die Luftkammer ein Totvolumen aufweist, das nicht vom Trennmittel passiert wird, wobei der Luftkammer-Anschluss im Bereich des Totvolumens angeordnet ist. Insbesondere weist das Totvolumen eine axiale Erstreckung von weniger als 5 mm auf, bevorzugt weniger als 2 mm. Mittels eines Totvolumens wird vorteilhaft sichergestellt, dass eine Luft-Wirkfläche des kann mittels nicht direkt an anderen Teilen des Druckzylinders anliegt. Diese Weise ist gewährleistet, dass die über den Luftkammer-Anschluss einströmende Druckluft stets mit der Luft-Wirkfläche in Kontakt kommen kann und somit insbesondere der Ladedruck zwecks Aktuierung des Trennmittels auf die Luft-Wirkfläche wirken kann.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass das Trennmittel als Mehrfachstempel ausgebildet ist, wobei mindestens ein Luftstempel über einen Stempelschaft mit mindestens einem Flüssigkeitsstempel verbunden ist. Der Flüssigkeitsstempel weist mindestens eine Flüssigkeits-Wirkfläche auf. Der Luftstempel weist mindestens eine Luft-Wirkfläche auf. Eine Bauform des Trennmittels als Mehrfachstempel ist vorteilhaft, da sie auf relativ material- und gewichtssparende Weise eine feste, insbesondere starre, Beabstandung von Luft- zu Flüs- sigkeits-Wirkfläche ermöglicht.
Insbesondere ist ein Ladedruck kleiner als 10 bar, bevorzugt zwischen 3 und 7 bar, besonders bevorzugt 5 bar. Insbesondere beträgt ein Flüssigkeitsstempel- Durchmesser 15 mm. Insbesondere beträgt ein Luftstempel-Durchmesser 20 mm. Im Rahmen einer Weiterbildung ist ein Ladedruck-Einstellmittel vorgesehen, insbesondere ein Druckregelventil und oder ein Proportionalventil, wobei das Ladedruck-Einstellmittel insbesondere in der Druckluft-Anschlussleitung angeordnet ist. Mittels eines Ladedruck-Einstellmittels kann vorteilhaft ein Ladedruck, beispielsweise dauerhaft konstant oder selektiv variabel, eingestellt werden. Insbesondere kann die Reinigungsvorrichtung und/oder das Ladedruck- Einstellmittel ausgebildet sein, den Ladedruck in Abhängigkeit eines Reinigungsprüfsignals einzustellen. Diese Weise kann beispielsweise vorteilhaft bei einer größeren und/oder hartnäckigeren Verschmutzungen ein höherer Ladedruck eingestellt werden, woraus insbesondere ein höherer Impulsdruck und/oder höherer Flüssigkeitsdruck resultiert.
Die Erfindung wird durch mindestens eine Reinigungsdüse weitergebildet, die angeordnet und ausgebildet ist zum Beaufschlagen mindestens einer Sensoroberfläche mit einem Flüssigkeits-Reinigungsimpuls und/oder einem Druckluft- Reinigungsimpuls.
In einem zweiten Aspekt führt die Erfindung auf ein Fahrzeug, insbesondere einen PKW oder ein Nutzfahrzeug oder einen Anhänger, aufweisend mindestens eine Reinigungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Bei dem Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden die Vorteile der Reinigungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt vorteilhaft genutzt.
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. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung,
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß dem Konzept der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 gemäß dem Konzept der Erfindung. Die Reinigungsvorrichtung 100, ist ausgebildet zum Bereitstellen von Druckluft DL in Form eines Druckluft- Reinigungsimpulses DRI an einem Düsen-Druckluftanschluss 104 und zum Bereitstellen von Reinigungsflüssigkeit F in Form eines Flüssigkeits- Reinigungsimpulses FRI an einem Düsen-Flüssigkeitsanschluss 102. Die Reinigungsvorrichtung 100 weist einen Moduldruckluftanschluss 272 auf, der aus- gebildet ist zum Annehmen von Druckluft DL von einer Druckluftquelle 600, insbesondere einem Kompressor 602 und/oder einem Druckspeicher 604 einer Druckluftversorgungsanlage 606. Der Moduldruckluftanschluss 272 ist über eine Druckluft-Anschlussleitung 273 pneumatisch mit einem ersten Anschluss 270.1 eines Schaltventils 270 verbunden. Das Schaltventil 270 ist vorliegend als 3/2-Wege-Magnetventil ausgebildet. Die Reinigungsvorrichtung 100 weist einen Modulflüssigkeitsanschluss 618 auf, der ausgebildet ist zum Annehmen von Reinigungsflüssigkeit F von einer Flüssigkeitsquelle 400.
Die Reinigungsvorrichtung 100 weist einen Druckzylinder 220 auf, der mittels Druckluft DL an einem Luftkammer-Anschluss 223 beaufschlagt werden kann. Der Druckzylinder 220 weist ein als Mehrfachstempel 229 ausgebildetes Trennmittel 226 auf, welches axial entlang einer Zylinderachse AZ bewegbar ist und ein Zylindervolumen VZ des Druckzylinders 220 variabel in mindestens eine Luftkammer 222 und eine Flüssigkeitskammer 224 aufteilt.
Der Druckzylinder 220 weist im Bereich der Luftkammer 222 einen Luftkammer- Anschluss 223 auf, über den die Luftkammer 222 mit Druckluft DL beaufschlagbar ist, um die Luftkammer 222 zu füllen. Die am Luftkammer-Anschluss 223 bereitgestellte Druckluft DL weist insbesondere einen Ladedruck PL auf. Der Ladedruck PL wird insbesondere über die Druckquelle 600 oder optional über ein geeignetes pneumatisches Ladedruck-Einstellmittel 360, insbesondere einen Druckregelventil 362 oder ein Proportionalventil 364, eingestellt. Hierzu kann die Reinigungsvorrichtung 101 derartiges Ladedruck-Einstellmittel 360, insbesondere in der Druckluft-Anschlussleitung 273 angeordnet, aufweisen.
Bei einem Beaufschlagen des Luftkammer-Anschlusses 223, insbesondere mit einem Ladedruck PL, wirkt der Ladedruck PL der in die Luftkammer 222 eintretenden Druckluft DL, insbesondere Luftmenge ML, auf eine, der Luftkammer 222 zugewandten, Luft-Wirkfläche ASL des Trennmittels 226. Der auf die Luft- Wirkfläche ASL wirkende Ladedruck PL resultiert in einer auf das Trennmittel 226 wirkenden Verdrängungskraft FV. Es erfolgt ein Expandieren der Luftkammer 222 unter Verschieben des Trennmittels 226, wobei sich gleichzeitig die Flüssigkeitskammer 224 verkleinert und die in der Flüssigkeitskammer 224 gehaltene Flüssigkeitsmenge MF an Reinigungsflüssigkeit F als Flüssigkeits- Reinigungsimpuls FRI am Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 bereitgestellt wird.
Vorliegend wird das Trennmittel 226 von einer Rückstellfeder 228 im Druckzylinder 220 gehalten, wodurch die Rückstellfeder 228 bei Auslenkung des Trennmittels 226 eine Rückstellkraft FR erzeugt, die der Verdrängungskraft FV entgegengerichtet ist. Die Rückstellkraft FR ist insbesondere abhängig von einer Federkonstante K der Rückstellfeder 228. Der Luftkammer-Anschluss 223 ist pneumatisch über eine Luftkammer-Leitung 227 mit einem zweiten Anschluss 270.2 des Schaltventils 270 verbunden. Je größer die Federkonstante K, desto größer die Rückstellkraft FR. Je größer die Rückstellkraft FR, desto größer ist der Impulsdruck PI. Gleichzeitig verringert sich jedoch der Flüssigkeitsdruck PF, da die Rückstellkraft FR gegen die Verdrängungskraft FV wirkt.
Das Trennmittel 226 ist mit einem Hub H axial bewegbar in dem Druckzylinder 220 aufgenommen. Insbesondere kann in der Luftkammer 222 ein Totvolumen VT vorgesehen sein, welches nicht von dem Trennmittel 226, insbesondere von dem Luftstempel 231 , passiert wird. Das heißt, dass das Trennmittel 226 vor Erreichen einer stirnseitigen Wandung des Druckzylinders 220 bereits seine axiale Endstellung erreicht. Durch ein Totvolumen VT wird vorteilhaft gewährleistet, dass die über den Luftkammer-Anschluss 223 in die Luftkammer 222 eintretende Druckluft mit der gesamten Luft-Wirkfläche ASL in Kontakt kommt und somit der Ladedruck PL auf die gesamte Luft-Wirkfläche ASL wirken kann. Der Luftkammer-Anschluss 223 ist vorteilhaft im Bereich des Totvolumens VT angeordnet, insbesondere in der stirnseitigen Wandung des Druckzylinders 220 und/oder im mantelseitigen Luftkammer-Segment 220.1 des Druckzylinders 220, und zwar dort im Bereich des Totvolumens VT.
Der Druckzylinder 220 weist im Bereich der Flüssigkeitskammer 224 einen Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 auf, über den die Flüssigkeitskammer 224 fluidführend mit einer Flüssigkeits-Düsenleitung 626 verbunden ist. Der Flüssig- keitskammer-Anschluss 225 ist an einem Zylinder-Anschlusspunkt 619 mit der Flüssigkeits-Düsenleitung 626 fluidführend verbunden. Bei einem Beaufschlagen des Luftkammer-Anschlusses 223 mit Druckluft DL und einem Verschieben des Trennmittels 226 wird eine in der Flüssigkeitskammer 224 gehaltene Flüssigkeitsmenge MF über den Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 in Form eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses FRI über den Zylinder-Anschlusspunkt 619 und die Flüssigkeits-Düsenleitung 626 an dem Düsen-Flüssigkeitsanschluss 102 für eine Reinigungsdüse 320 bereitgestellt. Dies geschieht dadurch, dass das Volumen der Flüssigkeitskammer 224 durch das Verschieben des Trennmittels 226 verkleinert wird und die Reinigungsflüssigkeit F so aus dem Druckzylinder 220, insbesondere impulsartig, herausgedrückt wird.
Das Trennmittel 226 ist in Form eines Mehrfachstempels 229 gebildet, mit einem Luftstempel 231 und einem Flüssigkeitsstempel 233, die über einen Stempelschaft 235 starr miteinander verbunden sind. Der Luftstempel 231 ist in einem Luftkammer-Abschnitt 220.1 des Druckzylinders 220 angeordnet und weist eine Luft-Wirkfläche ASL auf, die der Luftkammer 224 zugewandt ist. Der Flüssigkeitsstempel 233 ist in einem Flüssigkeitskammer-Segment 220.2 des Druckzylinders 220 angeordnet und weist eine Flüssigkeits-Wirkfläche ASF auf, die der Flüssigkeitskammer 224 zugewandt ist. Der Luftkammer-Abschnitt 220.1 und das Flüssigkeitskammer-Segment 220.2 weisen jeweils einen Innendurchmesser auf, der zu dem Außendurchmesser bzw. der Wirkfläche ASL, ASF des jeweiligen Stempels 231 , 233 korrespondiert, zum Herstellen eines axial beweglichen, aber fluiddichten Kontakts. Das Trennmittel 226 ist innerhalb des Zylindervolumens VZ des Druckzylinders 220, axial entlang der Zylinderachse AZ bewegbar. Der Luftstempel 231 und der Flüssigkeitsstempel 233 sind ausgebildet, dass sie jeweils druckdicht an einer Zylinderinnenwand 221 des Druckzylinders 220 anliegen.
Optional kann das Trennmittel 226 zur besseren Abdichtung der Luftkammer 222 von der Flüssigkeitskammer 224 einen oder mehrere Dichtringe, insbesondere aus Kunststoff und/oder Gummi, aufweisen. Vorliegend weist der Luftstempel 231 einen in Umfangsrichtung angeordneten Luftstempel-Dichtring 237, und der Flüssigkeitsstempel 233 einen Flüssigkeitsstempel-Dichtring 239 auf.
Das Trennmittel 226 teilt das Zylindervolumen VZ in veränderbarer Weise in eine Luftkammer 222 und eine Flüssigkeitskammer 224. Aufgrund der starr verbundenen und unterschiedlich groß ausgebildeten Wirkflächen ASL, ASF ist ein effektives Luftkammervolumen VLO, dass bei einem maximal ausgelenkten Hub H des Trennmittels 226 in der Luftkammer 222 bereitsteht, größer als ein effektives Flüssigkeitskammervolumen VFO, das bei einem in Gegenrichtung maximal ausgelenkten Hub H des Trennmittels 226 in der Flüssigkeitskammer 224 bereitsteht.
Der Mehrfachstempel 229 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 Ladedruck PL hervorgerufen, eine Rückstellkraft FR erzeugt wird.
Über einen Luftkammer-Anschluss 223 kann die Luftkammer 222 einerseits mit Druckluft DL mit einem Ladedruck PL - zur Erzeugung einer auf die Luft- Wirkfläche ASL des Trennmittels 226 wirkenden Verdrängungskraft FV- beaufschlagt werden. Andererseits kann über den Luftkammer-Anschluss 223 zwecks Bereitstellung eines Druckluft-Reinigungsimpuls DRI durch das sich, insbesondere über die Rückstellkraft FR, zurückbewegende Trennmittel 226 Druckluft DL mit einem Impulsdruck PI abgeben. Der Impulsdruck PI ergibt sich dabei insbesondere durch die Rückstellkraft FR dividiert durch die Luft- Wirkfläche ASL. Der Flüssigkeitsdruck PF ergibt sich bei Ausführungsformen mit Rückstellfeder insbesondere durch die Differenz von Verdrängungskraft FV und Rückstellkraft FR, dividiert durch die Flüssigkeits-Wirkfläche ASF.
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 Ladedruck PL abhängig, wobei jedoch nicht der gesamte Ladedruck PL am Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 als Flüssigkeitsdruck PF genutzt werden kann, da durch die Überwindung der Rückstellkraft FR Verluste entstehen.
Bei einem Flüssigkeitsstempel-Durchmesser DF des Flüssigkeitsstempels 233 (mit entsprechend resultierender runder Flüssigkeits-Wirkfläche ASF) von 15 mm und einem Hub H von 19 mm resultiert ein effektives Flüssigkeitskammervolumen VFO von 3,4 ml. Bei einem Luftstempel-Durchmesser DLU des Luftstempels 231 (mit entsprechend resultierender runder Luft-Wirkfläche ASL) von 20 mm und dem Hub H von 19 mm resultiert ein effektives Luftkammervolumen VLO von 6,0 ml.
Dadurch, dass die Luft-Wirkfläche ASL größer ist als die Flüssigkeits-Wirkfläche ASF, funktioniert der Druckzylinder 220 als Druckübersetzer. Der Zusammenhang ist dabei im Wesentlichen - insbesondere wenn man einen durch eine Rückstellfeder 228 verursachten Druckverlust zur Vereinfachung nicht berücksichtigt - wie folgt:
PL * ASL = PF * ASF
Hieraus ergibt sich, dass bei einem Ladedruck PL von 5 bar vorteilhaft ein Flüssigkeitsdruck PF von 8,9 bar resultiert. Durch die entgegen der Verdrängungskraft FV wirkende Rückstellkraft Fr einer Rückstellfeder 228 ist der Flüssigkeitsdruck PF tatsächlich geringer. Bei einem Druckzylinder 220 mit einer Rückstellfeder 228 lautet der sich aus dem Kräftegleichgewicht ergebenden Zusammenhang wie folgt:
PL * ASL - FR = PF * ASF
Der Düsen-Druckluftanschluss 104 ist über die Druckluft-Düsenleitung 278 pneumatisch mit einem dritten Anschluss 270.3 des Schaltventils 270 verbunden. Das Schaltventil 270 weist insbesondere eine relativ große Nennweite auf, um den Druckluft-Reinigungsimpuls DRI vorteilhaft ohne bzw. mit möglichst nur geringem Druckverlust an die Druckluft-Düsenleitung 278 weiterzugeben. Insbesondere weist das Schaltventil 270 eine Nennweite auf, die größer als der oder gleich dem Durchmesser der Druckluft-Düsenleitung 278 und/oder der Luftkammer-Leitung 227. Es hat sich vorliegend --aber auch allgemein unabhängig von der konkreten Ausführungsform-- gezeigt, dass bevorzugt die insofern vergleichsweise große Nennweite eines Schaltventils 270 in einem Bereich oberhalb von 1 ,2 mm liegt, insbesondere in einem Bereich von 1 ,0 mm bis 3,0 mm liegt; allgemein haben sich Nennweiten eines solchen oder ähnlich ausgeführten Schaltventils, wie das des Schaltventils 270, als vorteilhaft erwiesen, um einen Luftimpuls aus dem Ventilkolben des Schaltventils 270 möglichst gut weiterzugeben. Insbesondere haben sich solche Nennweiten für die Reinigung eines Kamerasensors als vorteilhaft erwiesen, sind aber nicht darauf beschränkt.
Zwischen dem Zylinder-Anschlusspunkt 619 und dem Düsen- Flüssigkeitsanschluss 102 ist in der Flüssigkeits-Düsenleitung 626 ein Ansaugdruck-Rückschlagventil 350 angeordnet.
Zwischen dem Zylinder-Anschlusspunkt 619 und dem Modul- Flüssigkeitsanschluss 618 ist in der Flüssigkeits-Düsenleitung 626 ein Flüssigkeitsimpuls-Rückschlagventil 352 angeordnet. Das Flüssigkeitsimpuls- Rückschlagventil 352 verhindert, das beim Bereitstellen des Flüssigkeits- Reinigungsimpulses FRI Reinigungsflüssigkeit F in Richtung des Modul- Flüssigkeitsanschlusses 618 entweicht.
In einer Belüftungsstellung 270A des Schaltventils 270 ist der erste Anschluss 270.1 mit dem zweiten Anschluss 270.2 pneumatisch verbunden und der dritte Anschluss 270.3 gesperrt. In dieser Belüftungsstellung 270A wird ein am Moduldruckluftanschluss 272 anliegender Luftdruck, insbesondere ein Ladedruck PL, an den Luftkammer-Anschluss 223 weitergeleitet, was eine Expansion der Luftkammer 222 und ein Bereitstellen eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses FRI am Düsen-Flüssigkeitsanschluss 102 zur Folge hat. Folglich erfolgt ein Beaufschlagen einer Sensoroberfläche 300 mit dem Flüssigkeits- Reinigungsimpuls FRI über die Reinigungsdüse 320. In einer Entlüftungsstellung 270B des Schaltventils 270 ist - wie vorliegend dargestellt - der zweite Anschluss 270.2 mit dem dritten Anschluss 270.3 pneumatisch verbunden und der erste Anschluss 270.1 gesperrt. Diese Entlüftungsstellung 270B hat eine Entlüftung des Luftkammer-Anschlusses 223 zur Folge, wodurch sich das Trennmittel 226, insbesondere durch die Rückstellkraft FR, zurückbewegt, und sowohl die Luftkammer 222 sich verkleinert, als auch die Flüssigkeitskammer 224 sich vergrößert. Durch das Zurückbewegen des Trennmittels 226 entsteht ein Unterdrück am Flüssigkeitskammer-Anschluss 225. Aufgrund des Ansaugdruck-Rückschlagventils 350 wirkt der Unterdrück nur am Modul-Flüssigkeitsanschluss 618 (und nicht am Düsen- Flüssigkeitsanschluss 102), wodurch neue Reinigungsflüssigkeit F von der Flüssigkeitsquelle 400 in die Flüssigkeitskammer 224 gesaugt wird, insbesondere ohne dass eine Pumpe oder dergleichen Fördereinrichtung für die Reinigungsflüssigkeit F benötigt wird.
Gleichzeitig bewirkt das Zurückbewegen des Trennmittels 226 einen Überdruck am Luftkammer-Anschluss 223, welcher ein Strömen von Druckluft DL über den zweiten Anschluss 270.2 und den dritten Anschluss 270.3 zum Düsen- Druckluftanschluss 104 zur Folge hat, wodurch ein Druckluft-Reinigungsimpuls DRI am Düsen-Druckluftanschluss 104 bereitgestellt wird. Folglich wird über die Reinigungsdüse 320 die Sensoroberfläche 300 zwecks Reinigung mit dem Druckluft-Reinigungsimpuls DRI beaufschlagt.
Der Reinigungsvorgang ist damit abgeschlossen und kann bei Bedarf, insbesondere durch ein Zurückschalten des Schaltventils 270 in die Belüftungsstellung 270A, wiederholt werden.
In vorteilhaften Ausführungsformen kann die Reinigungsvorrichtung 100 wie hier gezeigt optional eine Bypassventilanordnung 330 aufweisen. Die Bypassventilanordnung 330 weist insbesondere ein Druckluftimpuls-Rückschlagventil 354 und ein 2/2-Wegeventil 332 auf. Das 2/2-Wegeventil 332 ist insbesondere als 2/2-Wege-Magnetventil 333 gebildet. Das 2/2-Wegeventil 332 ist pneumatisch über einen ersten Anschluss 332.1 mit der Druckluft-Anschlussleitung 273, und über einen zweiten Anschluss 332.2 und einer Bypassleitung 623 mit einem Bypass-Anschlusspunkt 621 der Druckluft-Düsenleitung 278 pneumatisch verbunden.
Das Druckluftimpuls-Rückschlagventil 354 ist vorliegend zwischen dem dritten Anschluss 270.3 des Schaltventils 270 und dem Bypass-Anschlusspunkt 621 in der Druckluft-Düsenleitung 278 angeordnet. Das Druckluftimpuls- Rückschlagventil 354 ist insbesondere ausgebildet, in Strömungsrichtung des Druckluft-Reinigungsimpulses DRI und/oder der Bypass-Druckluftströmung BDS zu öffnen und in der Gegenrichtung zu schließen.
In einer Schließstellung 332A des 2/2-Wegeventils 332 ist der erste Anschluss 332.1 von dem zweiten Anschluss 332.2 pneumatisch getrennt. Durch ein Schalten der Bypassventilanordnung 330 kann unter Umgehung des Schaltventils 270 der Düsen-Druckluftanschluss 104 direkt mit Druckluft DL vom Moduldruckluftanschluss 272 versorgt werden. Vorliegend geschieht dies, indem das 2/2-Wegeventil 332 in eine Öffnungsstellung 332B geschaltet wird, in der der erste Anschluss 332.1 mit dem zweiten Anschluss 332.2 pneumatisch verbunden wird. Hierdurch kann die am Moduldruckluftanschluss 272 anliegende Druckluft DL direkt über den Bypass-Anschlusspunkt 621 und die Druckluft- Düsenleitung 278 weitergeleitet werden zum Bereitstellen einer Bypass- Druckluftströmung BDS am Düsen-Druckluftanschluss 104. Durch die Bypassventilanordnung 330 wird somit vorteilhaft ein Beaufschlagen der Sensoroberfläche 300 mit Druckluft DL, insbesondere mit einer Bypass-Druckluftströmung BDS, ermöglicht, ohne den Druckzylinder 220 zu betätigen.
Das Druckluftimpuls-Rückschlagventil 354 stellt insbesondere sicher, dass - wenn sich das 2/2-Wegeventil 332 in der Öffnungsstellung 332B und das Schaltventil in der Entlüftungsstellung 270B befindet - die Druckluft DL nicht in Richtung des Schaltventils 270 und somit in die Luftkammer 222 des Druckzylinders 220 strömen kann. Optional kann die Reinigungsvorrichtung 100 ein Ladedruck-Einstellmittel 360, insbesondere ein Druckregelventil 362 und oder ein Proportionalventil 364, aufweisen, um einen Ladedruck PL einzustellen. Ein solches Ladedruck- Einstellmittel 360 kann vorteilhaft in der Druckluft-Anschlussleitung 273 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Schaltventil 270 als stufenlos öffnendes Ventil ausgebildet sein, insbesondere als über ein pulsweitenmoduliertes Signal stufenlos betätigbares Ventil ausgebildet sein, um die Einstellung eines Ladedruckes zu ermöglichen.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100' gemäß dem Konzept der Erfindung. Die Reinigungsvorrichtung 100' weist einen Druckzylinder 220' auf, der im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform insbesondere eine erste Luftkammer 222.1 und eine zweite Luftkammer 222.2, sowie eine erste Flüssigkeitskammer 224.1 und eine zweite Flüssigkeitskammer 224.2 aufweist. D. h. vorliegend ist in der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass eine Mehrzahl Luftkammern bzw. eine Mehrzahl Flüssigkeitskammern vorgesehen sind, wobei auch dann der Druckzylinder als Druckübersetzer ausgebildet ist, d. h. jeweils bei einer Luftkammer und einer zugeordneten Flüssigkeitskammer die Flüssigkeits-Wirkfläche kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche, sodass der Flüssigkeitsdruck größer ist als der Ladedruck.
Es ist also bei der ersten und der zweiten Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen, dass die Luftkammer 222 mindestens einen Luftkammer-Anschluss 223 aufweist, ausgebildet zum Annehmen von Druckluft DL mit einem Ladedruck PL zum Füllen der Luftkammer 222, wobei bei einem Füllen der Luftkammer 222 mit der Luftmenge ML der Ladedruck PL auf eine der Luftkammer 222 zugewandten Luft-Wirkfläche ASL des Trennmittels 226 wirkt zum Erzeugen einer Verdrängungskraft FV, wobei die Verdrängungskraft FV auf eine der Flüssigkeitskammer 224 zugewandten Flüssigkeits-Wirkfläche ASF des Trennmittels 226 wirkt zum Erzeugen eines Flüssigkeitsdrucks PF der in der Flüssigkeitskammer 224 aufgenommenen Reinigungsflüssigkeit F, und der Druckzylinder 220 als Druckübersetzer ausgebildet ist, wobei die Flüssigkeits-Wirkfläche ASF kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche ASL, sodass der Flüssigkeitsdruck PF größer ist als der Ladedruck PL.
Der Druckzylinder 220' weist entsprechend ein Luftkammer-Segment 220.1 auf zur Bildung einer ersten Luftkammer 222.1 und einer, mittels des Luftstempels 231 fluiddicht von dieser abgetrennten, zweiten Luftkammer 222.2. Der Druckzylinder 220' weist weiter ein Flüssigkeitskammer Segment 220.2 zur Bildung einer ersten Flüssigkeitskammer 224.1 , und ein weiteres Flüssigkeitskammer- Segment 220.3 zur Bildung einer zweiten Flüssigkeitskammer 224.2 auf. Das Trennmittel 226 ist entsprechend als symmetrischer Mehrfachstempel 229' aufgebaut mit einem in der Mitte angeordneten Luftstempel 231 , und in Richtung der Zylinderachse AZ in beide Richtungen axial beanstandete und starr mittels eines Stempelschafts 235 verbundene Flüssigkeitsstempel 233, nämlich einem ersten Flüssigkeitsstempel 233.1 und einem zweiten Flüssigkeitsstempel 233.2.
Die Funktionsweise eines einzelnen Reinigungsstranges 100.1 , 100.2 ist im Wesentlichen analog zu der in Fig. 1 gezeigten Reinigungsvorrichtung 100. in Kombination beider Reinigungsstränge 100.1 , 100.2 in dem Druckzylinder 220' ist jedoch vorteilhaft ein wechselndes Beaufschlagen der ersten Luftkammer 222.1 mit dem ersten Schaltventil 270 und der zweiten Luftkammer 222.2 mit dem zweiten Schaltventil 470 möglich. Hieraus ergibt sich beispielhaft folgender Ablauf:
In einem ersten Schritt ist das erste Schaltventil 270 in einer Belüftungsstellung 270A und das zweite Schaltventil 470 in einer Entlüftungsstellung 470B. Folglich wird die erste Luftkammer 222.1 mit einem ersten Ladedruck PL1 beaufschlagt, wodurch eine erste Verdrängung FV1 auf das Trennmittel 226' wirkt und es zu einer Vergrößerung der ersten Luftkammer 222.1 und so zu einer Verkleinerung der zweiten Luftkammer 222.2 als auch der zweiten Flüssigkeitskammer 224.2 kommt. Folglich wird am zweiten Luftkammer-Anschluss 223.2 ein zweiter Druckluft Reinigungsimpuls DRI2 mit einem zweiten Impulsdruck PI2 bereitgestellt. Gleichzeitig wird am zweiten Flüssigkeitsanschluss 225.2 der zweiten Flüssigkeitskammer 224.2 ein zweiter Flüssigkeits-Reinigungsimpuls FRI2 mit einem zweiten Flüssigkeitsdruck PF2 bereitgestellt. Der zweite Flüssigkeitsdruck PF2 ist gemäß dem in Fig. 1 erläuterten Konzept des Druckübersetzers und hier gemäß dem Flächenverhältnis der ersten Luft-Wirkfläche ASL1 zur zweiten Flüssigkeits-Wirkfläche ASF2 erhöht.
In einem zweiten Schritt ist das erste Schaltventil 270 in einer Entlüftungsstellung 270B und das zweite Schaltventil 470 in einer Belüftungsstellung 470A. Entsprechend wirkt nun kein erster Ladedruck PL1 am ersten Luftkammer- Anschluss 223.1 , sondern ein zweiter Ladedruck P2 am zweiten Luftkammer- Anschluss 223.2. Entsprechend wirkt eine zweite Verdrängungskraft FV2 auf die zweite Luft-Wirkfläche ASL2, was zu einer - im Vergleich zum ersten Schritt gegenläufigen - Axialbewegung des Trennmittels 226' führt. Entsprechend vergrößert sich die zweite Luftkammer 222.2 und auch die zweite Flüssigkeitskammer 224.2 zum Ansaugen neuer Reinigungsflüssigkeit F. Gleichzeitig verkleinert sich die erste Luftkammer 222.1 und die erste Flüssigkeitskammer 224.1. Folglich wird am ersten Luftkammer-Anschluss 223.1 ein erster Druckluft-Reinigungsimpuls DRI1 mit einem ersten Impulsdruck PI1 bereitgestellt. Gleichzeitig wird am ersten Flüssigkeitsanschluss 225.1 der ersten Flüssigkeitskammer 224.1 ein erster Flüssigkeit-Reinigungsimpuls FRI1 mit einem ersten Flüssigkeitsdruck PF1 bereitgestellt. Der erste Flüssigkeitsdruck PF1 ist dabei gemäß dem Flächenverhältnis der zweiten Luft-Wirkfläche ASL2 zur ersten Flüssigkeit-Wirkfläche ASF1 erhöht.
In Ausführungsformen kann der Druckzylinder 220' ohne Rückstellfeder 228 ausgebildet sein. In derartigen Ausführungsformen entspricht der erste Impulsdruck PI1 des ersten Druckluft-Reinigungsimpulses DRI1 - aufgrund gleicher Luft-Wirkflächen ASL1 , ASL2 und ohne Berücksichtigung einer Rückstellfeder 228 - dem zweiten Ladedruck PL2. Ebenso entspricht der zweite Impulsdruck PI2- aufgrund gleicher Luftwirkflächen ASL1 , ASL2 - dem ersten Ladedruck PL1 . Auf diese Weise kann vorteilhaft der Impulsdruck PH , PI2 des einen Rei- nigungsstranges 100.1 , 100.2 durch den Ladedruck PL1 , PL2 des jeweils anderen Reinigungsstranges 100.1 , 100.2 eingestellt werden.
In anderen Ausführungsformen kann der Druckzylinder 220' mindestens eine Rückstellfeder 228, insbesondere eine erste Rückstellfeder 228.1 und eine zweite Rückstellfeder 228.2, aufweisen. Insbesondere können beide Rückstellfeder 228.1 , 228.2 identisch ausgelegt, insbesondere dimensioniert sein, sodass bei einem symmetrischen Trennmittels 226' und einem symmetrischen Druckzylinder 222' eine Ruhelage des Trennmittels 226' in der axialen Mitte des Druckzylinders 220' resultiert. Bei einer Auslenkung des Trennmittels 226' resultiert somit eine erste Rückstellkraft FR1 , die gegen die zweite Verdrängungskraft FV2 wirkt, oder eine zweite Rückstellkraft FR2, die gegen die erste Verdrängungskraft FV1 wirkt.
Die Reinigungsvorrichtung 100' stellt somit vorteilhaft mit nur einem Druckzylinder 220' einen ersten Reinigungsstrang 100.1 und einen zweiten Reinigungsstrang 100.2 bereit. Der erste Reinigungsstrang 100.1 ist im Wesentlichen über ein erstes Schaltventil 270 und der zweite Reinigungsstrang 100.2 über ein zweites Schaltventil 470 steuerbar. Die übrigen, bereits in Fig. 1 gezeigten und erläuterten Bestandteile sind in Fig. 2 für jeden der beiden Reinigungsstränge 100.1 , 100.2 mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 , jedoch über eine entsprechende Ziffer 1 oder 2 zu dem jeweiligen Reinigungsstrang 100.1 , 100.2 zugeordnet, gezeigt. Die effektiven Luftkammervolumen VL0 der ersten und zweiten Luftkammern 222.1 , 222.2 und die effektiven Flüssigkeitskammervolumen VF0 der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer 224.1 , 224.2, und auch die Wirkflächen ASF1 , ASF2, ASL1 , ASL2, entsprechen insbesondere den in Fig. 1 genannten.
Ein oder beide Reinigungsstränge 100.1 , 100.2 können eine Bypassventilanordnung 330.1 , 330.2, analog zu der in Fig. 1 gezeigten, aufweisen. Ein oder beide Reinigungsstränge 100.1 , 100.2 können ein Ladedruck-Einstellmittel 360.1 , 360.2, analog zu dem in Fig. 1 gezeigten, aufweisen. Die Druckluft-Reinigungsimpulse DRI1 , DRI2 werden an einem ersten und zweiten Druckluft-Düsenanschluss 104.1 , 104.2 und die Flüssigkeit- Reinigungsimpulse FRI1 , FRI2 an einem ersten und zweiten Flüssigkeits- Düsenanschluss 102.1 , 102.2 bereitgestellt. Diese Druckluft- und Flüssigkeits- Düsenanschlüsse 102.1 , 102.2, 104.1 , 104.2 können einer oder mehreren Reinigungsdüsen 320 (hier nicht gezeigt) zugeordnet sein. Insbesondere können Sie einer Reinigungsdüse 320 zur Reinigung einer größeren Sensoroberfläche 300 zugeordnet sein.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1000, insbesondere eines PKW 1002 oder Nutzfahrzeugs 1004 oder eines Anhängers 1006 - vorliegend in Form eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs - aufweisend eine Reinigungsvorrichtung 100, 100‘ für mindestens eine Reinigungsdüse 320 zum Reinigen einer Sensoroberfläche 300 eines als optischen Sensor, beispielsweise als Kamera, ausgebildeten Sensors 301. Gleichwohl ist ein Einsatz der Reinigungsvorrichtung 100 in anderen Fahrzeugen möglich.
Die Reinigungsvorrichtung 100, 100‘ kann eine Modulsteuereinheit 210 aufweisen, welche mit einer Fahrzeugsteuereinheit 1020 über eine Fahrzeugsteuerleitung 1024 signalführend verbunden ist. Die Fahrzeugsteuerleitung 1024 ist insbesondere als ein Fahrzeugbus 1026, insbesondere CAN-Bus, ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann die Reinigungsvorrichtung 100, 100‘, insbesondere das mindestens eine Schaltventil 270, 470 und/oder das mindestens eine Bypassventil 330, 330.1 , 330.2 und/oder das mindestens eine Ladedruck- Einstellmittel 360, 360.1 , 360.2 signalführend mit einer Fahrzeugsteuereinheit 1020 des Fahrzeugs 1000 verbunden sein zum Steuern der Reinigungsvorrichtung 100, 100‘. Insbesondere können eine oder mehrere Reinigungsvorrichtungen 100, 100‘ zentral in einem Bereich des Fahrzeugs 1000, insbesondere nebeneinander oder als Zentralmodul, angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können mehrere Reinigungsvorrichtungen 100, 100‘ dezentral im Fahrzeug 1000, insbesondere jeweils in der Nähe der zu versorgenden Reinigungsdüse 320, angeordnet sein. Der Sensor 301 ist über eine Sensorleitung 306 mit der Fahrzeugsteuereinheit 1020 signalführend zur Übermittlung von Sensorsignalen 305 verbunden. Insbesondere kann ein Reinigungsprüfsignal 307 zum Feststellen, ob eine Reinigung der Sensoroberfläche 300 erfolgt ist oder ob ein Flüssigkeits- Reinigungsimpuls FRI abgegeben wurde, über die Sensorleitung 306 an die Fahrzeugsteuereinheit 1020 übermittelt werden. Ein Reinigungsprüfsignal 307 kann bei einem als Kamera ausgebildeten Sensor 301 insbesondere mit Mitteln der Bildverarbeitung generiert werden, beispielsweise durch das Feststellen einer Verbesserung der Signalqualität des Sensorsignals oder von Flüssigkeitspartikeln im Kamerabild. In Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzlich eine Sensorleitung 306' zwischen dem Sensor 301 und der Modulsteuereinheit 210, insbesondere zur Übermittlung des Reinigungsprüfsignals 307, vorgesehen sein.
Die Reinigungsdüse 320 ist zum Beaufschlagen der Sensoroberfläche 300 mit einem Flüssigkeits-Reinigungsimpuls FRI und/oder einem Druckluft- Reinigungsimpuls und/oder einer Bypass-Druckluftströmung ausgebildet. Die Reinigungsdüse 320 ist insbesondere über einen Düsen-Flüssigkeitsanschluss 102 und/oder einen Düsen-Druckluftanschluss 104 und/oder einen Düsen- Kombinationsanschluss 106 fluidführend mit der Reinigungsvorrichtung 100 verbunden. In Ausführungsformen, in denen die Reinigungsdüse 320 nicht direkt an der Reinigungsvorrichtung 100 oder dem Sensorreinigungsmodul 200 angeordnet ist, kann die Reinigungsdüse 320 über eine Düsenanschlussleitung 108 fluidführend mit dem Düsen-Flüssigkeitsanschluss 102 und/oder dem Düsen-Druckluftanschluss 104 und/oder dem Düsen-Kombinationsanschluss 106 verbunden werden. Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
100, 100‘ Reinigungsvorrichtung
100.1 , 100.2 erster, zweiter Reinigungsstrang
102 Flüssigkeits-Düsenanschluss
102.1 , 102.2 erster, zweiter Flüssigkeits-Düsenanschluss
104 Druckluft-Düsenanschluss
104.1 , 104.2 erster, zweiter Druckluft-Düsenanschluss
106 Düsen-Kombinationsanschluss
108 Düsenanschlussleitung
210 Modulsteuereinheit
220, 220‘ Druckzylinder
220.1 Luftkammer-Segment des Druckzylinders
220.2 Flüssigkeitskammer-Segment des Druckzylinders
220.3 weiteres Flüssigkeitskammer-Segment des Druckzylinders
221 Zylinderinnenwand
222 Luftkammer
222.1. 222.2 erste, zweite Luftkammer
223 Luftkammeranschluss
223.1. 223.2 erster, zweiter Luftkammeranschluss
224 Flüssigkeitskammer
224.1. 224.2 erste, zweite Flüssigkeitskammer
225 Flüssigkeitskammer-Anschluss
225.1. 225.2 erster, zweiter Flüssigkeitskammer-Anschluss
226, 226“, Trennmittel
226.1 . 226.2 erstes, zweites Trennmittel
227 Luftkammer-Leitung
228 Rückstellfeder
228.1. 228.2 erste, zweite Rückstellfeder
229, 229“ Mehrfachstempel
231 Luftstempel
233 Flüssigkeitsstempel
233.1. 233.2 erster, zweiter Flüssigkeitsstempel
235 Stempelschaft
237 Luftstempel-Dichtring
239 Flüssigkeitsstempel-Dichtring
241 Kolbenschaft-Dichtring
270 Schaltventil, erstes Schaltventil
270.1 , 270.2, 270.3 erster bis dritter Anschluss des Schaltventils
270A Belüftungsstellung des Schaltventils
270B Entlüftungsstellung des Schaltventils
272 Moduldruckluftanschluss
273 Druckluft-Anschlussleitung
278 Druckluft-Düsenleitung
300 Sensoroberfläche
301 Sensor
305 Sensorsignal
306, 306“ Sensorleitung 307 Reinigungsprüfsignal 320 Reinigungsdüse 330 Bypassventilanordnung
330.1 , 330.2 erste, zweite Bypassventilanordnung 332 2/2-Wegeventil
332.1 , 332.2 erster, zweiter Anschluss des 2/2-Wegeventils 332A Schließstellung des 2/2-Wegeventils 332B Öffnungsstellung des 2/2-Wegeventils 333 2/2-Wege-Magnetventil 350 Ansaugdruck-Rückschlagventil
350.1 , 350.2 erstes, zweites Ansaugdruck-Rückschlagventil 352 Flüssigkeitsimpuls-Rückschlagventil
352.1 , 352.2 erstes, zweites Flüssigkeitsimpuls-Rückschlagventil 354 Druckluftimpuls-Rückschlagventil
360.1 , 360.2 erstes, zweites Ladedruck-Einstellmittel 360 Ladedruck-Einstellmittel 362 Druckregelventil 364 Proportionalventil 400 Flüssigkeitsquelle
470 zweites Schaltventil 470A Belüftungsstellung des zweiten Schaltventils 470 B Entlüftungsstellung des zweiten Schaltventils 600 Druckquelle, Druckluftquelle 604 Druckspeicher 618 Modulflüssigkeitsanschluss 619 Zylinder-Anschlusspunkt
619.1 , 619.2 erster, zweiter Zylinder-Anschlusspunkt 621 Bypass-Anschlusspunkt
623 Bypassleitung 626 Flüssigkeits-Düsenleitung
1000 Fahrzeug 1002 PKW 1004 Nutzfahrzeug 1006 Anhänger 1020 Fahrzeugsteuereinheit 1024 Fahrzeugsteuerleitung 1026 Fahrzeugbus
ASF Flüssigkeits-Wirkfläche ASF1 , ASF2 erste, zweite Flüssigkeits-Wirkfläche ASL Luft-Wirkfläche ASL1 , ASL2 erste, zweite Luft-Wirkfläche AZ Zylinderachse BDS Bypass-Druckluftströmung DF Flüssigkeitsstempel-Durchmesser DL Druckluft DLU Luftstempel-Durchmesser DRI Druckluft-Reinigungsimpuls
DRI1 , DRI2 erster, zweiter Druckluft-Reinigungsimpuls
F Reinigungsflüssigkeit
FR Rückstellkraft
FRI Flüssigkeits-Reinigungsimpuls
FRI1 , FRI2 erster, zweiter Flüssigkeits-Reinigungsimpuls
FV Verdrängungskraft
H Hub
K Federkonstante
MF Flüssigkeitsmenge
MF1 , MF2 erste, zweite Flüssigkeitsmenge
ML Luftmenge
ML1 , ML2 erste, zweite Luftmenge
PF Flüssigkeitsdruck
PF1 , PF2 erster, zweiter Flüssigkeitsdruck
PI Impulsdruck
PI1 , PI2 erster, zweiter Impulsdruck
PL Ladedruck
PL1 , PL2 erster, zweiter Ladedruck
VF Flüssigkeitskammervolumen
VFO effektives Flüssigkeitskammervolumen
VF1 erstes Flüssigkeitskammervolumen
VF2 zweites Flüssigkeitskammervolumen
VL Luftkammervolumen
VLO effektives Luftkammervolumen
VL1 erstes Luftkammervolumen
VL2 zweites Luftkammervolumen
VT Totvolumen
VZ Zylindervolumen

Claims

27 Ansprüche
1 . Reinigungsvorrichtung (100) für ein Fahrzeug (1000) zum Bereitstellen eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses (FRI) und/oder eines Druckluft- Reinigungsimpulses (DRI) für mindestens eine Reinigungsdüse (320), aufweisend: einen Druckzylinder (220) mit einem Zylindervolumen (VZ), aufweisend ein bewegliches Trennmittel (226), das das Zylindervolumen (VZ) in eine erste, eine Luftmenge (ML) aufnehmende Luftkammer (222) und eine zweite, eine Flüssigkeitsmenge (MF) aufnehmende Flüssigkeitskammer (224) fluiddicht aufteilt, wobei das Trennmittel (226) axial entlang einer Zylinderachse (AZ) bewegbar ist und dichtend an einer Zylinderinnenwand (221 ) des Druckzylinders (220) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammer (222) mindestens einen Luftkammer-Anschluss (223) aufweist, ausgebildet zum Annehmen von Druckluft (DL) mit einem Ladedruck (PL) zum Füllen der Luftkammer (222), wobei bei einem Füllen der Luftkammer (222) mit der Luftmenge (ML) der Ladedruck (PL) auf eine der Luftkammer (222) zugewandten Luft-Wirkfläche (ASL) des Trennmittels (226) wirkt zum Erzeugen einer Verdrängungskraft (FV), wobei die Verdrängungskraft (FV) auf eine der Flüssigkeitskammer (224) zugewandten Flüssigkeits-Wirkfläche (ASF) des Trennmittels (226) wirkt zum Erzeugen eines Flüssigkeitsdrucks (PF) der in der Flüssigkeitskammer (224) aufgenommenen Reinigungsflüssigkeit (F), und der Druckzylinder (220) als Druckübersetzer ausgebildet ist, wobei die Flüssigkeits-Wirkfläche (ASF) kleiner ist als die zugewandte Luft-Wirkfläche (ASL), sodass der Flüssigkeitsdruck (PF) größer ist als der Ladedruck (PL).
2. Reinigungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (226) mit einer Rückstellfeder (228) im Druckzylinder (220) gehalten wird zum Erzeugen einer, gegen die Verdrängungskraft (FV) wirkenden, Rückstellkraft (FR), insbesondere wenn das Trennmittel (226) bei einem Füllen der Luftkammer (222) bewegt wird.
3. Reinigungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (226) eine erste Luft-Wirkfläche (ASL1 ) und eine in Richtung der Zylinderachse (AZ) gegenüberliegend von der ersten Luft-Wirkfläche (ASL1 ) angeordnete, zweite Luft-Wirkfläche (ASL2) aufweist, und das Trennmittel (226) eine in Richtung der Zylinderachse (AZ) gegenüberliegend von der ersten Luft-Wirkfläche (ASL1 ) angeordnete, erste Flüssigkeits-Wirkfläche (ASF1 ) aufweist, und das Trennmittel (226) eine in Richtung der Zylinderachse (AZ) gegenüberliegend von der zweiten Luft-Wirkfläche (ASL2) angeordnete, zweite Flüs- sigkeits-Wirkfläche (ASF2) aufweist, wobei die erste Luft-Wirkfläche (ASL1 ) einer ersten Luftkammer (222.1 ) zugewandt ist, die zweite Luft-Wirkfläche (ASL2) einer zweiten Luftkammer (222.2) zugewandt ist, die erste Flüssigkeits-Wirkfläche (ASF1 ) einer ersten Flüssigkeitskammer (224.1 ) zugewandt ist und die zweite Flüssigkeits-Wirkfläche (ASF2) einer zweiten Flüssigkeitskammer (224.2) zugewandt ist.
4. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Schaltventil (270), das ausgebildet ist zum Herstellen einer pneumatischen Verbindung zwischen einem Moduldruckluftanschluss (272) und dem Luftkammer-Anschluss (223) in einer Belüftungsstellung (270A), und insbesondere zum Herstellen einer pneumatischen Verbindung zwischen dem Luftkammer-Anschluss (223) und einer Druckluft-Düsenleitung (278) in einer Entlüftungsstellung (270B).
5. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Bypassventilanordnung (330, 330.1 , 330.2), das ausgebildet ist zum Herstellen einer pneumatischen Verbindung zwischen dem Moduldruckluftanschluss (272) und der Druckluft-Düsenleitung (278) vorbei an dem Schaltventil (270) in einer Öffnungsstellung (330B, 332B, 334B) zum Bereitstellen einer Bypass-Druckluftströmung (BDS).
6. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (220) und/oder das Trennmittel (226) derart ausgebildet sind, dass die Luftkammer (222) ein Totvolumen (VT) aufweist, das nicht vom Trennmittel (226) passiert wird, wobei der Luftkammer-Anschluss (223) im Bereich des Totvolumens (VT) angeordnet ist. Insbesondere weist das Totvolumen (VT) eine axiale Erstreckung von weniger als 5 mm auf, bevorzugt weniger als 2 mm.
7. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (226) als Mehrfachstempel (229) ausgebildet ist, wobei mindestens ein Luftstempel (231 ) mit mindestens einer Luft-Wirkfläche (ASL ASL1 , ASL2) über einen Stempelschaft (235) mit mindestens einem Flüssigkeitsstempel (233.1 , 233.2) verbunden ist, der mindestens eine Flüssigkeits- Wirkfläche (ASF, ASF1 , ASF2) aufweist.
8. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Ladedruck-Einstellmittel (360, 360.1 , 360.2), insbesondere ein Druckregelventil (362) und oder ein Proportionalventil (364), wobei das Ladedruck-Einstellmittel (360, 360.1 , 360.2) insbesondere in der Druckluft- Anschlussleitung (273, 273.1 , 273.2) angeordnet ist.
9. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine Reinigungsdüse (320), angeordnet und ausgebildet zum Beaufschlagen mindestens einer Sensoroberfläche (300) mit einem Flüssigkeits-Reinigungsimpuls (FRI) und/oder einem Druckluft- Reinigungsimpuls (DRI).
10. Fahrzeug (1000), insbesondere PKW (1002) oder Nutzfahrzeug (1004) oder Anhänger (1006), aufweisend mindestens eine Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001115953A (ja) * 1999-10-19 2001-04-27 Excel Engineering:Kk 洗浄液噴射装置
DE102009030514B4 (de) * 2009-06-04 2015-09-10 Scanwill Fluid Power Aps Ausblaswerkzeug
WO2017080614A1 (en) 2015-11-13 2017-05-18 Fico Transpar, S.A. System for cleaning a vehicle-mounted sensor
DE102015121434A1 (de) * 2015-12-09 2017-06-14 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Kameraeinheit mit einer Reinigungsvorrichtung
US10518754B2 (en) * 2017-04-07 2019-12-31 Uatc, Llc Autonomous vehicle sensor cleaning system
DE102019111469A1 (de) 2019-05-03 2020-11-05 Wabco Gmbh Reinigungsvorrichtung zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls nach dem Venturi-Prinzip, Druckluftsystem, Reinigungsverfahren, Steuerungssystem und Fahrzeug

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