WO2022017811A1 - Druckzylinder, reinigungsvorrichtung, druckluftsystem und reinigungsverfahren zum beaufschlagen einer oberfläche mit einem mediumspuls sowie entsprechendes steuersystem und fahrzeug - Google Patents

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WO2022017811A1
WO2022017811A1 PCT/EP2021/068928 EP2021068928W WO2022017811A1 WO 2022017811 A1 WO2022017811 A1 WO 2022017811A1 EP 2021068928 W EP2021068928 W EP 2021068928W WO 2022017811 A1 WO2022017811 A1 WO 2022017811A1
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WO
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medium
pressure
connection
volume
nozzle
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Application number
PCT/EP2021/068928
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Cohrs
Jan FIEBRANDT
Janik RICKE
Original Assignee
Zf Cv Systems Global Gmbh
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Publication date
Application filed by Zf Cv Systems Global Gmbh filed Critical Zf Cv Systems Global Gmbh
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    • 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
    • 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

Definitions

  • Pressure cylinder, cleaning device, compressed air system and cleaning process for applying a medium pulse to a surface as well as the corresponding control system and vehicle
  • the invention relates to a pressure cylinder according to the preamble of claim 1 and a cleaning device according to the preamble of claim 11.
  • the invention also relates to a compressed air system with the cleaning device and a corresponding cleaning method using the cleaning device or the compressed air system.
  • the invention further relates to a vehicle with the cleaning device or the compressed air system.
  • Cleaning devices in particular for cleaning a sensor, preferably as a number of one or more sensors in a vehicle, are generally known to be about the type of a piston injector for sensor cleaning be.
  • a cleaning device mentioned at the beginning is used specifically for applying a medium pulse to a surface, in particular a surface of a sensor, preferably an optical sensor, in particular an environment detection sensor, and has:
  • a separating and displacement means with a first and/or second pressure transmitter surface is arranged in the pressure cylinder, for dividing the volume of the pressure cylinder into a first medium chamber for a gaseous medium and a second medium chamber for a liquid medium and for changing the volume of the first and second medium chamber.
  • Cleaning devices with a pressure cylinder mentioned at the outset are generally described in EP 2955069 B1 and DE 1020142205731 A1, in which the separating and displacement means are formed as a cylinder plunger.
  • a piston structure known per se from EP 3 105089 B1 for holding a sealing ring is otherwise not suitable for optimizing a plunger surface of the piston in the first medium chamber that is active per se and suitable for pressurizing pressure medium.
  • a cleaning device mentioned at the outset for a sensor surface of a vehicle that is better in this respect is described in EP 3 168094 A1. It is provided that compressed air and, however, also liquid are applied to the sensor surface, whereby the compressed air is to be generated by means of a liquid-operated compression chamber. That is, it is intended in any case to supply pressurized liquid with a liquid pump. On the one hand, this liquid should be fed directly to a nozzle to act on the sensor surface and, on the other hand, this liquid should be used to drive a piston in the compression chamber. Above this, compressed air is generated on the side of the chamber opposite the piston, which in turn is fed to a separate nozzle for applying compressed air to the sensor surface.
  • the object of which is to specify a printing cylinder and another device, in particular a cleaning device and a method in an improved manner, which at least partially eliminate the problems addressed above.
  • a cleaning device and a compressed air system are to be specified, with which reliable and thorough cleaning is ensured, in particular with relatively little effort, in particular in terms of equipment. Nevertheless, the possibility of controlling individual cleaning pulses should be improved.
  • a cleaning method is to be specified that achieves a high degree of reliability and thoroughness during cleaning, while still being able to reduce the outlay on equipment and the outlay in terms of maintenance of a cleaning device.
  • a consumption of energy and cleaning media should also be achieved. Consumption of water should preferably be limited or unnecessary.
  • the invention has recognized that, based on this consideration, the exploitation of the pressure medium, in particular the compressed air, and/or the cleaning fluid, in particular water, is advantageous for actuating the piston of a cylinder stamp.
  • the invention is also based on the consideration that a fundamentally known design of a flat stamp surface of a cylinder stamp subjected to compressed air can still be improved compared to a cover surface of the first medium chamber. Based on the considerations of the invention, it has been shown that the use of the pressure medium or cleaning fluid for the automatic actuation of the cylinder plunger with a pressure medium and/or a cleaning fluid, if necessary against a spring-assisted restoring force, for the actuation of the cylinder plunger can still be improved.
  • the separating and displacement means can be designed as a piston, a membrane or a folded bellows.
  • the cleaning device described under file number 102019 111 468.3 basically also has a switching valve of the type mentioned at the beginning according to FIG. 1 reproduced again in this application; namely a switching valve that has a first Druckzy cylinder connection, a first medium source connection and a second nozzle connection and is designed to switch to a first switching state and a second switching state, wherein
  • the first medium chamber can be connected to the first medium source connection via the pressure connection, in order to reduce the volume of the second medium chamber, and
  • the first medium chamber can be connected to the second nozzle connection via the pressure connection in order to increase the volume of the second medium chamber
  • the structural design of the spacer is fundamentally such that the volume of the first medium chamber that can be acted upon by the gaseous medium at top dead center of the piston in the pressure cylinder offers an effective volume for actuating the piston with the gaseous medium in the form of compressed air against the return means.
  • the effective volume is formed by means of an inflow volume, which already extends radially around the pressure connection at top dead center, in particular extends axially into the piston body and/or the cover surface.
  • Holding structures that are fundamentally known from the prior art, on the other hand, are not suitable for optimizing the aforementioned stamping surface.
  • the concept of the invention aims to increase an active surface of the stamp surface, namely in such a way that an additional inflow volume for the actuation is available or increases the actuation at the top dead center of the piston in the pressure cylinder and around the pressure connection acts against the restoring means.
  • the concept of the invention relates to the actuation-boosting provision of an inflow volume for the active plunger surface and/or cover surface in the first medium chamber that can be pressurized.
  • this measure is not limited to the first medium chamber;
  • the cylinder plunger has a piston that forms the second pressure transducer surface as a rigid plunger surface opposite a cover surface of the second medium chamber, wherein
  • the stamp surface and/or the cover surface forms a spacer in such a way that the volume of the second medium chamber that can be acted upon by gaseous medium in the lower dead center of the piston in the pressure cylinder - then relative to the above top dead center - offers an effective volume for actuating the piston, wherein
  • the active volume is formed by means of an inflow volume, which extends radially around the pressure port even at bottom dead center.
  • the invention also leads to a cleaning device of claim 11 with the pressure cylinder according to the invention; i.e. a cleaning device for impinging a surface with a medium pulse, in particular a surface of a sensor, preferably an optical sensor, in particular an environment detection sensor, comprising:
  • the invention further provides:
  • a switching valve which has a first pressure cylinder connection, a first medium source connection and a second nozzle connection and is designed for switching into a first switching state and a second switching state, wherein
  • the first medium chamber can be connected to the second nozzle connection via the pressure connection in order to increase the volume of the second medium chamber
  • the invention provides that
  • the invention has advantageously recognized that an additional fluid pump for the liquid medium, in particular water, can be dispensed with.
  • the concept according to the invention can also only be implemented with a gaseous medium such that the first and second switching states are implemented in such a way that the surface can be acted upon by a medium pulse of a liquid medium and/or a medium pulse of a gaseous medium.
  • a first medium source of the compressed air system can be connected via a first medium supply line to the first medium source connection of the at least one cleaning device, and
  • a second medium source can be connected to the medium connection of the at least one cleaning device via a second medium supply line
  • the invention also leads to a cleaning method of claim 22 using at least one cleaning device of the invention and/or a compressed air system of the invention for impinging a surface with a medium pulse.
  • the advantages of the cleaning device are also advantageously transferred to a corresponding method, analogously to the compressed air system.
  • the invention also leads to a vehicle of claim 23 with at least one cleaning device of the invention and/or a compressed air system of the invention and/or a control system with a control and/or regulating device of the invention, the control and/or regulating device being designed is to carry out the steps of the purification method of the invention.
  • the inflow volume is formed in such a way that it is already in the upper dead Point extends radially around the pressure connection and is delimited in a central area by means of the rigid stamp surface and/or the cover surface.
  • the inflow volume extends radially around the pressure connection up to the edge of the piston and/or the edge of the cover surface on the inner wall of the pressure cylinder.
  • the features mentioned for a piston spacer can be implemented in an analogous manner additionally or alternatively with a cover spacer in the cover surface of the medium chamber mirrored on a lateral plane of the first medium chamber.
  • the inflow volume is delimited by a region of the rigid plunger surface and/or the cover surface designed as an effective pressure surface, which runs along a recess axially into the piston body and/or axially into the cover surface.
  • the effective pressure surface of the inflow volume is curved, in particular continuously curved, in particular curving up to the piston edge of the piston body and/or up to the edge of the cover surface on the inner wall of the pressure cylinder.
  • the inflow volume is formed by means of a surface-enlarging structure in the cylindrical outline of the piston body and/or the cover surface.
  • the spacer means according to the invention thus advantageously offers an enlargement of the surface area of the plunger surface and/or cover surface as a result of the piston spacer means or cover spacer means, in order to realize the inflow volume.
  • this development also means, in particular, an increase in surface area at top dead center, ie in particular before the piston moves downwards again in its movement cycle.
  • the pressurized surface in the medium chamber is therefore larger due to the spacer, particularly at top dead center, than without the inventive surface-enlarging structure of the spacer on the plunger surface of the piston and/or the cover surface of the first medium chamber.
  • the inflow volume is advantageously formed so as to run angularly symmetrically around a cylinder axis of the rigid plunger surface and/or the cover surface.
  • An edge of the cover surface is increased relative to a central region of the cover surface to form the inflow volume.
  • Pistons and/or cover spacers can be realized, for example, in the radial area as support points, rings, spacer rings or other support surfaces.
  • the central trough of the plunger surface and/or cover surface opposite or around the pressure connection can represent a comparatively flat and curved recess milled into it.
  • the separating and displacement means in the first medium chamber and/or the second medium chamber of the Druckzy cylinder has a restoring means, the restoring means on the side of the first and/or second medium chamber being pressurized differently, with the separating and displacement means can be acted upon by a restoring force via the restoring means, in particular in addition to generating the medium pulse.
  • a pulse-like emptying of the second medium chamber to the first nozzle connection can be effected by means of the first medium chamber, and/or
  • a medium pulse of the liquid medium namely in the first switching state with a first medium pulse, preferably in the form of a water pulse or the like liquid pulse, and/or
  • the second medium chamber of the pressure cylinder via the medium connection with the liquid medium or optionally also with a gaseous medium; preferably in any order or alternately, as you choose.
  • the first and second medium chambers of the pressure cylinder are filled via the respective medium connection in such a way that a sequence of immediately following alternating pulses of the liquid medium on the one hand and the gaseous medium on the other hand is emitted.
  • the second medium chamber of the pressure cylinder prefferably filled with the liquid medium and also with the gaseous medium, i.e. a mixture of the liquid and also the gaseous medium, via the medium connection; ie for delivering a mixture of the liquid and the gaseous medium from the second medium chamber.
  • the gaseous medium i.e. a mixture of the liquid and also the gaseous medium
  • a volume flow of the gaseous and/or the liquid medium that can be generated by the pressure cylinder can be determined, wherein
  • the separating and displacement means is designed to effect a pulse-like emptying of the second medium chamber to the first nozzle connection.
  • An impulse strength of the impulse-like emptying of the second medium chamber via the first nozzle connection can be controlled via a pressure of the gaseous medium prevailing in the first medium chamber.
  • the at least one nozzle is formed with an outlet opening for the gaseous and the liquid medium and/or
  • the at least one nozzle is formed with separate outlet openings for the gaseous medium M1 and the liquid medium.
  • the compressed air system has two nozzles, namely a first and second nozzle, where
  • the first nozzle can be connected to the first nozzle connection via the first nozzle supply line and the second nozzle can be connected to the second nozzle connection via the second nozzle supply line of the at least one cleaning device, and
  • the gaseous medium can be pumped in the first nozzle and the liquid medium can be pumped in the second nozzle.
  • the first medium source is a compressed air source, in particular a compressor
  • the second medium source is a fluid tank, in particular a water tank, in particular
  • the first medium source serves a different primary purpose, in particular the supply of an air spring system or similar pneumatic system and/or
  • the second source of medium serves a different primary purpose, in particular the supply of a cleaning system, in particular a disc cleaning system.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a preferred embodiment of a cleaning device—in detail X a pulse sequence of medium pulses;
  • Fig. 2A is a schematic view of an embodiment of a printing cylinder
  • 2B shows the schematic view of an embodiment of a printing cylinder
  • FIG. 3 shows an individual pressure cylinder in the form of a pressure cylinder module in a lateral cross-sectional view
  • Fig. 4 schematically shows a printing cylinder in accordance with the invention
  • 5A, 5B a stamp surface of the piston in a side view and a cover surface of the first medium chamber in a bottom view with spacer means as shown in FIG. 4 in a more detailed representation
  • Fig. 5C shows a schematic of a pressure cylinder according to a second preferred embodiment, in which, according to the concept of the invention, the effective volume is formed by means of an inflow volume, which already extends radially around the pressure connection at top dead center, with a stamp surface of the Piston according to the concept of the invention has a varied form of spacer means;
  • Fig. 6 is a schematic representation of a vehicle with a
  • Cleaning device comprising a pressure cylinder according to a preferred embodiment according to the concept of the invention
  • FIG. 7 shows a schematic representation of an advantageous sequence of a cleaning process.
  • Fig. 1 shows the schematic view of an embodiment of the cleaning device 100 for applying a medium pulse MP to a surface O according to the concept of the invention, which in the present form a switching valve 110 has.
  • the switching valve 110 in turn has a pressure cylinder connection 111, a first medium source connection 112 and a second nozzle connection 113 and is designed to establish a connection between these connections.
  • first switching state S1 shown as a dashed line in FIG.
  • second switching state S2 shown as a solid line in FIG.
  • the second nozzle connection 113 can then also be connected to a number of nozzles D2, the number being symbolically indicated in FIG. 1 with the second nozzle D2.
  • the switching valve 110 is also connected via the pressure cylinder connection 111 to a pressure connection 121 of a pressure cylinder 120.
  • This pressure cylinder 120 also has a medium connection 122 and a first nozzle connection 123.
  • the first nozzle connection 123 can also be connected to a number of nozzles D1, the number being symbolically indicated in FIG. 1 with the first nozzle D1.
  • the cleaning device 100 shown schematically in FIG. The pressure connection 121 is assigned to the first medium chamber 130 and the medium connection 122 and the first nozzle connection 123 are assigned to the second medium chamber 140 .
  • the separating and displacement means 125 in the first medium chamber 130 and the second medium chamber 140 of the pressure cylinder 120 thus has a first and/or second pressure transmitter surface 124.1, 124.2, the first and/or second pressure transmitter surface 124.1, 124.2 can be pressurized alternately with different pressures, namely to generate a pressure difference to generate the medium pulse.
  • a small compressed air reservoir is then realized due to an overpressure in one of the chambers - here in the first medium chamber 130 - which itself or the other chamber is already pressurized solely by the overpressure prevailing in one chamber (e.g. 3-5 Bar) emptied and thus the surface O -here from the second medium chamber 140- applied.
  • a small compressed air reservoir can be realized, which is already emptied solely by the overpressure prevailing there (e.g. 3-5 bar) and thus the surface O from the first medium chamber 130 is applied.
  • the impulse force of the compressed air pulse results in particular from the expansion or the pressure equalization via one of the nozzles D1, D2.
  • the impulse force of the medium from the first medium chamber 130 then results primarily from the pressurization of the displacement means 125. Secondarily, this can also result from a restoring force FR of a restoring means 126 if this was designed accordingly due to the design.
  • the first medium thus already has a pressure compensation potential for the ambient pressure, independently of other forces in the pressure cylinder 120, due to the pressure difference on the first and second pressure transducer surfaces 124.1, 124.2.
  • the restoring force FR of a restoring means 126 can then also act, in particular special to generate a pressure difference to generate the medium pulse.
  • a restoring means 126 is thus shown in the embodiment of FIG. 1 , which in the present case is arranged in the second medium chamber 140 and generates the restoring force FR; in another embodiment, however, water pressure can also provide the restoring force.
  • this restoring force FR in turn acts on the second pressure transmitter surface 124.2, which is shown in an initial position Ao in FIG.
  • the separating and displacement means 125 is formed as a piston 125A; however, the piston 125A is only actuated with the gaseous medium against the restoring means with an increasing volume V after the top dead center of the piston 125A.
  • the first medium chamber 130 can be connected or is connected to the first medium source connection 112 via the pressure port 121 in order to reduce the volume V of the second medium chamber 140, and in the second switching state S2 of the switching valve 110 is the first medium chamber 130 can be connected or is connected to the second nozzle connection 113 via the pressure connection 121, in order to increase the volume V of the second medium chamber 140.
  • a medium pulse MP of a gaseous medium M1 and is specifically implemented as follows in this embodiment.
  • the surface O is applied with
  • a medium pulse MP of the liquid medium M2 namely in the first switching state S1 with a first medium pulse MP1, preferably in the form of a water pulse or similar liquid pulse
  • a medium pulse MP of the gaseous medium M1 namely in the second switching state with a second medium pulse MP2, preferably in the form of a compressed air pulse.
  • a first medium source MQ1 in particular a compressed air source, which is only indicated in Fig. 1
  • a gaseous medium M1 in particular compressed air, to the first medium source connection 112 of the switching valve 110 .
  • This gaseous medium M1 is then passed via the pressure cylinder connection 111 of the switching valve 110 to the pressure connection 121 of the pressure cylinder 120 and then expands in the first medium chamber 130 impulsively.
  • first and second pressure transmitter surface 124.1, 124.2 are displaced under compression of the restoring means in the direction of the first nozzle connection 123 of the pressure cylinder 120.
  • the gaseous medium M1 or liquid medium M2 located in the second medium chamber 140 thus impinges on the first nozzle connection 123 in a pulsed manner and is conveyed via this to a first nozzle D1, which is only indicated here.
  • This then acts on the surface O with a first medium pulse MP made of gaseous medium M1 or liquid medium M2.
  • the switching valve 110 is then switched to the second switching state S2, in which case the switching valve establishes a connection between the pressure cylinder connection 111 and the second nozzle connection 113, the pressurized gaseous medium M1 becomes a flow path to a second nozzle D2, which is also only indicated here. opened.
  • a reversal of the direction of flow thus occurs.
  • the gaseous medium M1 in the first medium chamber 130 is also acted upon by the restoring means 126 and the second pressure transducer surface 124.2, with a restoring force FR.
  • the pressure transmitter surface 124 also returns to an initial position Ao via the restoring force FR of the restoring means 126 .
  • a negative pressure is created in the second medium chamber 140, via which a gaseous medium M1 or a liquid medium M2 can be sucked in at the medium connection 122 and thus the second medium chamber 140 of the pressure cylinder 120 can be refilled.
  • the outlined process of applying a medium pulse MP of the gaseous medium M1 or the liquid medium M2 to a surface O via the second medium chamber 140 in the first switching state S1 of the switching valve 110, and then applying a medium pulse MP of the gaseous medium MP to the surface O Medium M1 via the first medium chamber 130 in the second switching state S2 of the switching valve 110 can be expanded via ei ne suitable control of the switching valve 110 to a sequence of medium pulses MP n .
  • the surface O is thus acted upon by a medium pulse MP and the medium pulse MP is part of a sequence of medium pulses MP n which are shown in detail X of FIG.
  • a composition and/or sequence of the sequence of medium pulses MPn can be controlled, preferably in terms of time, selectively and/or intermittently.
  • a first medium source MQ1 of a compressed air system 200 (shown in FIG. 6) can be connected via a first medium supply line 212 to the first medium source connection 112 of the at least one cleaning device 100, and
  • a second medium source MQ2 can be connected to the medium connection 122 of the at least one cleaning device 100 via a second medium feed line 212.
  • the at least one nozzle 240 can be connected to the first nozzle connection 123 via a first nozzle supply line 250 and to the second nozzle connection 113 of the at least one cleaning device 100 via a second nozzle supply line 260 .
  • the at least one nozzle 240 is designed with an outlet opening for the gaseous and the liquid medium M1/M2 and/or the at least one nozzle 240 is designed with separate outlet openings for the gaseous medium M1 and the liquid medium M2.
  • nozzle 6 provides two nozzles 240, namely a first and second nozzle D1, D2, with the first nozzle D1 being connected to the first nozzle connection 123 via the first nozzle supply line 250 and the second nozzle D2 being connected via the second nozzle supply line 260 can be connected to the second nozzle connection 113 of the at least one cleaning device 100, and the gaseous medium M1 can be conveyed in the first nozzle D1 and the liquid medium M2 can be conveyed in the second nozzle D2, as explained above.
  • the first medium source MQ1 is a compressed air source here, in particular a compressor K
  • the second medium source MQ2 is a fluid tank, in particular a special water tank WT.
  • the first medium source MQ1 is used here for another primary purpose, such as supplying a pneumatic system 630, in particular supplying an air spring system or brake system or another pneumatic system, as shown in FIG.
  • the second medium source MQ2 can serve another primary purpose, in particular the supply of a cleaning system, preferably the supply of a window cleaning system 620 or another cleaning system as shown in FIG.
  • Fig. 1 also shows a schematic representation of a control system 780 according to the concept of the invention, the control system 780 for a compressed air system 200 as shown in Fig. 6 according to the concept of the invention using the control and/or regulating device 790 (in Fig 6) performing the steps of a cleaning process 700 (shown in FIG. 7) according to the concept of the invention for impinging a surface O with a medium pulse MP.
  • This relates in particular to switching the switching valve 110, which has a first pressure cylinder connection 111, a first medium source connection 112 and a second nozzle connection 113 and is designed to switch to a first switching state S1 and a second switching state S2.
  • Fig. 2A shows the schematic view of an alternative pressure cylinder 120' of the cleaning device 100.
  • the embodiment shown schematically in Fig. 2A again has a pressure connection 121, a medium connection 122 and a first nozzle connection 123 as well as a first and second pressure sensor surface 124.1, 124.2, which divides the pressure cylinder into a first medium chamber 130 and a second medium chamber 140, as well as a restoring means 126.
  • the embodiment shown also has a separating and displacement means, present in the form of a membrane 125B.
  • the membrane 125B can be pressurized on the side of the first medium chamber 130; In any case, the first and second medium chambers 130, 140 can be pressurized differently.
  • the membrane 125B can also be acted upon by the restoring means 126 with a restoring force FR.
  • the momentum of the pressurized gaseous medium M1 expanding in the first medium chamber 130 can be transmitted in a pulsed manner to the gaseous medium M1 or the liquid medium M2 in the second medium chamber 140 via the membrane 125B.
  • the membrane 125B arches in the direction of the second medium chamber 140 and consequently reduces its volume.
  • the gaseous medium M1 or the liquid medium M2 in the second medium chamber 140 thus impinges on the first nozzle connection 123 in a pulsed manner, with the gaseous medium M1 or the liquid medium M2 being fed via the first nozzle connection 123 to a nozzle (not shown here) for impingement one Surface O with a medium pulse MP of the gaseous medium M1 or the liquid medium M2 of the second medium chamber 140.
  • the restoring means 126 then causes the membrane 125B to return, with the result that a negative pressure is created in the second medium chamber 140, via which a suction of a gaseous Medium M1 or a liquid medium M2 at the medium connection 122 and thus a refilling of the second medium chamber 140 of the pressure cylinder 120 can be effected.
  • FIG. 2B shows the schematic view of a further alternative pressure cylinder 120′′ of the cleaning device 100.
  • the separating and displacement means is presently in the form of a folded bellows 125C.
  • the representation of the technical function made for the embodiment shown in FIG. 2A with a membrane 125B applies analogously to the folded bellows 125C.
  • the bellows 125C is only actuated with the gaseous medium against the restoring means with increasing curvature, so that the impulse-like effect is somewhat weakened.
  • the first medium chamber 130 can be or is connected to the first medium source connection 112 via the pressure connection 121 in the first switching state S1 of the switching valve 110, in order to reduce the volume V of the second medium chamber 140 , and in the second switching state S2 of the switching valve 110, the first medium chamber 130 can be connected or is connected to the second nozzle connection 113 via the pressure connection 121, in order to increase the volume V of the second medium chamber 140.
  • a single impression cylinder 220 in the form of an impression cylinder module 532 is shown schematically in a cross-sectional side view.
  • a plurality of pressure cylinder modules 532 can be assembled together to form a pressure cylinder block 530, in particular in a row and joined together, in particular screwed, adjoining one another on one module side 534.
  • a printing cylinder module 532 can have an approximately rectangular, in particular approximately square, external cross section, as shown.
  • 3 also shows a separating means 226 in the form of a cylinder plunger 227, which is arranged inside the cylinder volume VZ of the pressure cylinder 220, so that it can move axially along the cylinder axis AZ and is pressure-tight against an inner wall 536 of the pressure cylinder 220.
  • the cylinder plunger 227 thus divides the cylinder volume VZ in a variable manner into an air chamber 222 that holds compressed air DL and has an air chamber volume VL—that volume VMK1 of the first medium chamber 130 in the embodiment of FIG. 1—and a liquid chamber 224 that holds cleaning liquid F and has a liquid chamber volume VF - that volume VMK2 of the second medium chamber 140 in the embodiment of Fig. 1.
  • the air chamber 222 becomes fluid-tight from the liquid chamber 224 separated.
  • the air chamber 222 can be pressurized on the one hand with compressed air DL with an application pressure PB and on the other hand, for the purpose of providing a compressed air cleaning pulse DRI, by the separating means 226 moving back via the restoring force, compressed air DL can be delivered with a pulse pressure PI.
  • the pulse pressure results in particular from the restoring force multiplied by a plunger surface AS of the cylinder plunger 227.
  • 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 liquid pressure PF is dependent on the application pressure PB, but not the entire application pressure PB at the liquid chamber.
  • mer connection 225 can be used as fluid pressure PF, since overcoming the restoring force FR causes losses.
  • the cylinder plunger 227 can have a sealing ring 229, in particular made of plastic and/or rubber, for better sealing of the air chamber 222 from the liquid chamber 224.
  • the cylinder plunger 227 is held by a return spring 228 in the cylinder volume VZ of the pressure cylinder 220, so that a return force FR is generated in the event of a deflection, caused in particular by the air chamber connection 223 being subjected to the application pressure PB.
  • return spring 228 can advantageously be designed to move cylinder plunger 227 in a stroke amplitude AH, which extends along cylinder axis AZ over a cylinder volume height VZH of cylinder volume VZ, minus a plunger height HS of cylinder plunger 227 and minus a minimum spring height HFMIN of return spring 228 in the compressed state.
  • the restoring spring 228 can in particular have a maximum spring height HFMAX.
  • the stroke amplitude AH depends, among other things, on the maximum spring height HF.
  • the stroke amplitude AH is the axial path that the cylinder plunger 227 has to cover in order to get from a bottom dead center UT to a top dead center OT.
  • the stroke amplitude HA thus defines an effective delivery volume VE that defines the maximum delivery volume of cleaning liquid F and/or compressed air DL per stroke.
  • the pressure cylinder 220 can have a cylinder volume VZ of between 5 ml and 80 ml, preferably between 10 ml and 40 ml, particularly preferably between 10 and 20 ml.
  • a compressed air cleaning pulse DRI with a volume of 10 ml compressed air DL and a liquid cleaning pulse FRI with a volume of 10 ml cleaning tion liquid F are provided.
  • the separating and displacement means 125 is formed as a cylinder plunger 227 with a piston; however, the piston is actuated with the gaseous medium against the return means only with an increasing volume VZ after top dead center of the piston.
  • FIG. 4 schematically shows a pressure cylinder 320 according to a preferred embodiment corresponding to the concept of the invention, where the separating means 125, 226 shown in Fig. 1 and Fig. 3 -the latter as a cylinder stamp 227- of a pressure cylinder 120, 220 in turn as a Cylinder stamp 327 is running.
  • the cylinder plunger 327 has a piston
  • the stamping surface AS -and here also the cover surface DS- is designed with a spacer 400 in such a way that the volume VMK1 of the first medium chamber 130 that can be charged with a gaseous medium as compressed air DL be -in Fig. 3 the there designated air chamber volume VL- at top dead center OT of the piston
  • the effective volume WV is formed by means of an inflow volume EV, which already at top dead center OT—as can be seen in FIG. 4—extends radially around the pressure connection 321; in this case it extends radially beyond this and also extends axially into the piston body, as can be seen in the inflow volume EV, which is diagrammatically clearly marked.
  • the piston 327.1 according to the concept of the invention in the preferred embodiment has a depression 411 on its first pressure transmitter surface 124.1 facing the air chamber 322.
  • the inflow volume EV formed with the trough 411 is conceptually formed overall in such a way that it already extends radially around the pressure connection 321 at top dead center OT and is delimited in a central area by means of the rigid plunger surface AS.
  • the inflow volume EV can extend not only radially around the pressure connection 321 but also up to the piston edge on the inner wall 536 of the pressure cylinder 320 .
  • this trough 411 and also a radially wider-reaching trough of the modification have an inflow volume EV, which is limited by a region of the rigid stamping surface AS designed as an effective pressure surface WF, which runs axially along a recess in the piston body.
  • the effective pressure surface WF of the inflow volume EV is curved, namely continuously curved in the present case or, in the modification, curved up to the piston edge of the piston body on the inner wall 536 of the pressure cylinder 320.
  • the inflow volume EV is designed as a flat trough in the cylindrical outline of the piston body—this can be milled into the piston 327.1 in order to increase the effective surface.
  • different volumes can be moved with different pistons. So if different volumes are required for different vehicles later on, different pistons can be used.
  • the trough is just one of various ways of realizing a spacer; the present embodiment of a spacer 400 is formed as a piston spacer 410 and results from the interaction of the recess 411 with the piston edge 412 - the piston spacer 410 causes the piston edge 412 first touches the top surface DS of the pressure cylinder 320 at top dead center OT of the piston 327.1.
  • the volume VL changed by the inflow volume EV is achieved by a spacer ring.
  • another spacer means 400 in the form of a spacer ring 420 is provided in the air chamber 322 opposite the first pressure transducer surface 324F.
  • the piston can thus always remain the same in modifications of the pressure cylinder 320, but a distance to the chamber cover can be created by the spacer ring, so that on the one hand the effective surface is increased.
  • the delivery volume can be changed.
  • the spacer ring(s) could also be milled into the cover of the cylinder.
  • a spacer ring 420 can be used to increase both the effective area and thus the force on the one hand, and on the other to ensure that the piston force always acts in the axial direction of the piston.
  • the piston 327.1 is sealed with a sealing ring 329 relative to a module side 534 of the pressure cylinder module 532 via its flow amplitude AFI.
  • the pressure cylinder module 532 also has access for compressed air DL, which is supplied to the pressure cylinder module 532, namely the air chamber 322, via the switching valve connection 321.
  • the pressure cylinder module 532 also has a medium connection 325 to the liquid chamber 324, via which water or a similar liquid cleaning agent can be supplied or discharged with liquid pressure PF; the liquid chamber connection 325 is in this respect designed as a water inlet and/or outlet.
  • the switching valve connection 221 is designed as an air inlet and/or outlet.
  • Fig. 5 shows a top view of a plunger surface AS of the piston 327.1 of Fig. 4 in a side view and in view B a cover surface DS of the first medium chamber 130 in a bottom view with spacer means 400 in the form of a spacer ring 420 as shown in Fig. 4 in a more detailed representation.
  • FIG. 5 shows, in view C as a side view and in view D as a top view, the previously explained cylinder plunger 327 with a differently designed additional piston 327.2, the piston presently not having a recess 410 for forming a spacer 400 but rather a plurality of bearing surfaces 430.
  • the bearing surfaces 430 can be provided in addition or as an alternative to the spacer ring 420 and also in addition or as an alternative to the recess 410 according to the first variant of the piston 327.1, in the case of a piston that is not illustrated in detail here.
  • the piston edge can therefore have a piston spacer 420 and/or the cover surface DS can have a cover spacer 430 .
  • the pressure surface 322F on the side of the air chamber 322 is designed differently than the pressure transducer surface 324F on the side of the liquid chamber 324.
  • a space is left on the side of the air chamber 322, be it through the trough 410, through the spacer ring 420 or the bearing surface 430 alone or in combination to create a space when compressed air DL flows into the air chamber 322 advantageous pressure formation without a throttling effect as instant and efficiently as possible, ie with the provision of a comparatively large effective pressure area WF right from the start.
  • the effective pressure area WF generates a pressure volume men DV that even with piston position 327SO at top dead center OT (in contrast to piston position 327SU at bottom dead center UT, in which the entire air chamber volume VL indicated in Fig. 3 is already available for the pressure medium DL; i.e. for the inflowing pressure medium DL .
  • a spacer 400 according to the concept of the invention is to be preferred insofar as other measures entail greater, possibly even disadvantageous, expense; this applies in particular to a measure that would increase the compressed air inlet in order to increase the effective area. But then the lines in the system must also be enlarged. Since the dimensions and the air consumption should be kept as low as possible, larger lines are more of a disadvantage. One could increase the loading operating pressure in order to move the piston even with a small surface.
  • the inflow volume EV by means of a surface-enlarging structure in the cylindrical outline of the piston body and/or the cover surface DS has therefore proven to be advantageous.
  • the inflow volume EV can run angularly symmetrically around a cylinder axis of the rigid plunger surface AS and/or the cover surface DS.
  • the piston edge of the rigid plunger surface AS of the piston body can be opposite a central area of the rigid plunger surface AS of the piston body to form the inflow volume EV
  • an edge of the cover surface DS can be opposite a central area of the cover surface DS Formation of the inflow volume EV be increased.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of a vehicle 600 - present in the form of a passenger car - having a compressed air system 200 with an environment detection sensor S of a sensor system 610, the environment detection sensor S having a transparent cover S11, and further having a control system 780.
  • Present the first medium source MQ1 is formed by a compressed air supply system 640, which is also provided for supplying a pneumatic system 630 in the form of an air spring system and/or brake system.
  • the first medium source MQ1 is formed by a separate compressor or similar compressed air source.
  • the first medium source MQ1 is connected to the compressed air system 200 via a first medium supply line 211 for the purpose of supplying the gaseous medium M1.
  • the second medium source MQ2 has a water tank WT, which is also used to supply a cleaning system in the form of a window cleaning system 620 with cleaning fluid, in particular water.
  • This tank is connected to the compressed air system 200 via a second medium supply line 212 .
  • the liquid medium M2 can be provided to the compressed air system 200 via a pump--not shown here for reasons of clarity.
  • the second medium source MQ2 it is of course also possible for the second medium source MQ2 to be formed by its own separate medium source, in particular independent of other systems.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a sequence of a cleaning process 700 according to the concept of the invention.
  • the cleaning process for applying a medium pulse MP to a surface O runs through the following steps.
  • the first medium chamber 130 of the pressure cylinder 120 is charged 710 in a pulsed manner with the gaseous medium M1, in particular with compressed air. This generates a pulse-like displacement 720 of the gaseous medium M1, in particular the compressed air, or the liquid medium M2, in particular the water, from the second medium chamber 140 of the pressure cylinder 120.
  • a pulsed discharge 740 of the gaseous medium M1, in particular the compressed air, from the first medium chamber 130 of the pressure cylinder 120 takes place.
  • the second medium chamber 140 of the pressure cylinder 120 is automatically filled 770 with the gaseous medium M1, in particular the compressed air, or the liquid medium M2, in particular the water. This is done by generating a negative pressure in the second medium chamber 140 of the pressure cylinder 120 by returning the second pressure transmitter surface 124.2 of the separating and displacement means 125 to the starting position Ao.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckzylinder (120) für eine Reinigungsvorrichtung (100) zum Beaufschlagen einer Oberfläche (O) mit einem Mediumspuls (MP), insbesondere einer Oberfläche (O) eines Sensors (S), vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungserfassungssensors (S12), wobei - der Druckzylinder (120) einen Druckanschluss (121), einen Mediumsanschluss (122) und einen ersten Düsenanschluss (123) aufweist, wobei - im Druckzylinder (120) im Zylindervolumen (VZ) ein Trenn- und Verdrängungsmittel (125, 125A, 125B) mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeberfläche (124.1, 124.2) angeordnet ist, zum Unterteilen des Zylindervolumens (VZ) des Druckzylinders (120) in eine erste Mediumskammer (130) für ein gasförmiges Medium (M1) und eine zweite Mediumskammer (140) für ein flüssiges Medium (M2) und zum Verändern eines Volumens (VMK1, VMK2) der ersten und zweiten Mediumskammer (130,140), wobei - das Trenn- und Verdrängungsmittel (125, 125A, 125B) als ein in Zusammenspiel mit einem Rückstellmittel (126) aktuierbarer Zylinderstempel (227) gebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass - der Zylinderstempel (327) einen Kolben (327.1, 327.2) aufweist, der die erste Druckgeberfläche (124.1) als starre Stempelfläche (AS) gegenüber einer Deckelfläche (DS) der ersten Mediumskammer (130) ausbildet, wobei - die Stempelfläche (AS) und/oder die Deckelfläche (DS) ein Abstandsmittel (400) derart ausbildet, dass das mit gasförmigem Medium beaufschlagbare Volumen (VMK1) der ersten Mediumskammer im oberen Totpunkt (OT) des Kolbens (327.1, 327.2) im Druckzylinder (320) ein Wirkvolumen (WV) zur Aktuierung des Kolbens (327.1, 327.2) mit dem gasförmigem Medium in Form von Druckluft (DL) gegen das Rückstellmittel (126) bietet, wobei - das Wirkvolumen (WV) mittels eines Einströmvolumens (EV) gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt (OT) radial um den Druckanschluss (321) erstreckt.

Description

Druckzylinder, Reinigungsvorrichtung, Druckluftsystem und Reinigungsverfah ren zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls sowie ent sprechendes Steuersystem und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Druckzylinder gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1 und eine Reinigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 11. Die Erfindung betrifft auch ein Druckluftsystem mit der Reinigungs vorrichtung sowie ein entsprechendes Reinigungsverfahren unter Verwendung der Reinigungsvorrichtung bzw. des Druckluftsystems. Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeug mit der Reinigungsvorrichtung bzw. dem Druckluftsystem.
Reinigungsvorrichtungen, insbesondere zum Reinigen eines Sensors, vorzugs weise einer Anzahl von einem oder mehreren Sensoren in einem Fahrzeug, sind allgemein etwa in der Art eines Kolben injektors zur Sensorreinigung be kannt.
Eine eingangs genannte Reinigungsvorrichtung dient konkret zum Beaufschla gen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls, insbesondere einer Oberfläche eines Sensors, vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungserfassungssensors, und weist auf:
- einen Druckzylinder, mit einem Druckanschluss, einem Mediumsanschluss und einem ersten Düsenanschluss, wobei
- im Druckzylinder ein Trenn- und Verdrängungsmittel mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeberfläche angeordnet ist, zum Unterteilen des Volumens des Druckzylinders in eine erste Mediumskammer für ein gasförmiges Medium und eine zweite Mediumskammer für ein flüssiges Medium und zum Verändern ei nes Volumens der ersten und zweiten Mediumskammer. Reinigungsvorrichtungen mit einem eingangs genannten Druckzylinder sind allgemein in EP 2955069 B1und DE 1020142205731 A1 beschrieben, bei denen Trenn- und Verdrängungsmittel als ein Zylinderstempel gebildet ist.
Alle diese Druckzylinder haben aber gemeinsam, dass der Zylinderstempel über einen Antrieb oder dgl. Aktuator ggfs gegen eine Rückstellfeder aktiv an getrieben werden; ein solcher Antrieb ist dafür ausgelegt, den Zylinderstempel sachgerecht und zweckdienlich zur Bewegung des gasförmigen und flüssigen Mediums in der entsprechenden Mediumskammer zu bewegen, so dass eine Ausdüsung auf die zu reinigende Sensoroberfläche möglich ist.
Eine aus EP 3 105089 B1 an sich bekannte Kolbenstrukturierung zur Halterung eines Dichtungsrings ist im Übrigen nicht dazu geeignet, eine an sich aktive zur Druckmittelbeaufschlagung geeignete Stempelfläche des Kolbens in der ersten Mediumskammer zu optimieren. Wünschenswert ist es aber, eine verbesserte Aktuierung des Zylinderstempels zu ermöglichen und, unter Berücksichtigung des obigen Ansatzes, den apparativen Aufwand möglichst gering zu halten.
Eine diesbezüglich bessere eingangs genannte Reinigungsvorrichtung für eine Sensoroberfläche eines Fahrzeugs ist in EP 3 168094 A1 beschrieben. Dabei ist vorgesehen, die Sensoroberfläche mit Druckluft und allerdings notwendiger weise auch Flüssigkeit zu beaufschlagen, wobei die Druckluft mittels einer flüs sigkeitsbetriebenen Kompressionskammer erzeugt werden soll. Das heißt, es ist in jedem Fall vorgesehen, mit einer Flüssigkeitspumpe druckbeaufschlagte Flüssigkeit zu liefern. Einerseits soll diese Flüssigkeit direkt an eine Düse zur Beaufschlagung der Sensoroberfläche und andererseits soll diese Flüssigkeit zum Antreiben eines Kolbens in der Kompressionskammer genutzt werden. Darüber wird auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite der Kammer Druckluft erzeugt, welche wiederum einer separaten Düse zur Beaufschlagung der Sensoroberfläche mit Druckluft zugeführt wird. Auch dieses Konzept ist noch verbesserungswürdig, insbesondere hinsichtlich der Abhängigkeit der Reinigungsvorrichtung von einer Flüssigkeit basierten Reinigung und der damit zusätzlichen Flüssigkeitspumpe und dem einherge henden erhöhten, apparativen und somit wartungstechnischen Aufwand. Auch sind Reinigungsvorrichtungen verbesserungswürdig hinsichtlich der individuelle Steuerbarkeit der Reinigungsimpulse und insbesondere eine von einem Flüs sigkeits-Reinigungsimpuls unabhängige Beaufschlagung einer Sensoroberflä che mit Druckluft betrifft.
Wünschenswert ist es, eine zuverlässige und gründliche Reinigung zu gewähr leisten, insbesondere unter relativ geringem, insbesondere apparativen, Auf wand. Weiterhin ist ein geringer Verbrauch von Energie und Reinigungsmedien wünschenswert, sowie ein robuster, insbesondere möglichst wartungsarmer, Aufbau. Gleichwohl soll eine verbesserte Steuerbarkeit, insbesondere eine Steuerbarkeit von Reinigungsimpulsen und/oder Druckluftströmungen, ermög licht werden.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, in verbesserter Weise einen Druckzylinder und eine weitere Vorrichtung, insbesondere eine Reinigungsvorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche die oben adres sierten Probleme zumindest teilweise beheben. Insbesondere soll eine Reini gungsvorrichtung und ein Druckluftsystem angegeben werden, mit denen eine zuverlässige und gründliche Reinigung gewährleistet ist, insbesondere unter relativ geringem, insbesondere apparativen, Aufwand. Gleichwohl soll die Mög lichkeit zur Steuerung einzelner Reinigungsimpulse verbessert sein.
Insbesondere soll ein Reinigungsverfahren angegeben werden, das ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Gründlichkeit bei der Reinigung erreicht, wobei dennoch ein apparativer Aufwand sowie der Aufwand hinsichtlich Wartung einer Reinigungsvorrichtung reduziert werden kann. Auch soll ein Verbrauch von Energie und Reinigungsmedien erreicht werden. Vorzugsweise soll ein Ver brauch an Wasser eingeschränkt oder entbehrlich sein. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand eines Druckzylinders des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung geht aus von einem Druckzylinder der eingangs genannten Art für eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Vermeidung eines appa rativen Aufwandes zur Aktivierung des Zylinderstempels vorteilhaft ist, um nicht nur Reinigungsmittel wie Druckluft und Flüssigkeit einzusparen, sondern dar über hinaus den wartungstechnischen Aufwand und den Energieverbrauch ge ring zu halten.
Die Erfindung hat erkannt, dass ausgehend von dieser Überlegung die Ausnut zung des Druckmittels, insbesondere der Druckluft, und/oder des Reinigungs fluids, insbesondere Wasser, zur Aktuierung des Kolbens eines Zylinderstem pels vorteilhaft ist. Die Erfindung geht darüber hinaus von der Überlegung aus, dass eine grundsätzlich bekannte Ausbildung einer mit Druckluft beaufschlag ten flachen Stempelfläche eines Zylinderstempels gegenüber einer Deckelflä che der ersten Mediumskammer noch verbesserbar ist. Es hat sich ausgehend von den Überlegungen der Erfindung gezeigt, dass die Verwendung des Druckmittels bzw. Reinigungsfluids zur selbsttätigen Aktuierung des Zylinder stempels mit einem Druckmittel und/oder einem Reinigungsfluid, ggfs gegen eine federunterstützte Rückstellkraft, zur Aktuierung des Zylinderstempels noch verbesserbar ist.
In der unter dem Aktenzeichen 102019 111 468.3 angemeldeten, noch nicht veröffentlichten Deutschen Patentanmeldung, die nur in Bezug auf Neuheit be treffend den vorliegenden Anmeldungsgegenstand relevant ist, ist grundsätzlich eine Reinigungsvorrichtung der vorgenannten Art zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls, insbesondere einer Oberfläche eines Sen sors, vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungs erfassungssensors, beschrieben. Die Reinigungsvorrichtung weist auf: - einen Druckzylinder, mit einem Druckanschluss, einem Mediumsanschluss und einem ersten Düsenanschluss, wobei
- im Druckzylinder ein Trenn- und Verdrängungsmittel mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeberfläche angeordnet ist, zum Unterteilen des Volumens des Druckzylinders in eine erste Mediumskammer und eine zweite Mediumskammer und zum Verändern eines Volumens der ersten und zweiten Mediumskammer.
Das Trenn- und Verdrängungsmittels kann dort nach den in dieser Anmeldung nochmals wiedergebebenen Fig.2A und Fig.2B als ein Kolben, eine Membran oder ein gefalteter Balg ausgebildet sein. Die unter dem Aktenzeichen 102019 111 468.3 beschriebene Reinigungsvorrichtung weist grundsätzlich nach der in dieser Anmeldung nochmals wiedergebebenen Fig.1 auch ein Schaltventil der eingangsgenannten Art auf; nämlich ein Schaltventil, das einen ersten Druckzy linderanschluss, einen ersten Mediumsquellenanschluss und einen zweiten Dü senanschluss aufweist und ausgebildet ist zum Schalten in einen ersten Schalt zustand und einen zweiten Schaltzustand, wobei
- im ersten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem ersten Mediumsquellenanschluss verbindbar ist, zum Verringern des Volumens der zweiten Mediumskammer, und
- im zweiten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckan schluss mit dem zweiten Düsenanschluss verbindbar ist, zum Vergrößern des Volumens der zweiten Mediumskammer,
- derart, dass die Oberfläche beaufschlagbar ist mit
- einem Mediumspuls eines flüssigen Mediums, und/oder
- einem Mediumspuls eines gasförmigen Mediums.
Im Unterschied zu dem dort beschriebenen Gegenstand sieht die Erfindung vor, dass der Zylinderstempel einen Kolben aufweist, der die erste Druckgeberflä che als starre Stempelfläche gegenüber einer Deckelfläche der ersten Medi umskammer ausbildet, wobei die Stempelfläche und/oder Deckelfläche ein Ab standsmittel aufweisen. Das Abstandsmittel kann allein als ein Kolbenab standsmittel an der Stempelfläche oder allein als ein Deckelabstandsmittel an der Deckelfläche oder als ein kombiniertes Kolben- und Deckelabstandsmittel gebildet sein.
Die konstruktive Ausführung des Abstandsmittels ist erfindungsgemäß grund sätzlich derart, dass das mit gasförmigen Medium beaufschlagbare Volumen der ersten Mediumskammer im oberen Totpunkt des Kolbens im Druckzylinder ein Wirkvolumen zur Aktuierung des Kolbens mit dem gasförmigem Medium in Form von Druckluft gegen das Rückstellmittel bietet.
Dabei ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass das Wirkvolumen mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt, insbesondere axial in den Kolbenkörper und/oder der Deckelfläche hinein erstreckt.
Kurz gesagt bietet die Erfindung dem Druckmedium um den Druckanschluss ein Einströmvolumen, das eine verstärkte Aktuierung des Kolbens mit dem gas förmigen Medium gegen das Rückstellmittel ermöglicht bereits ausgehend vom oberen Totpunkt.
Dies führt zur Lösung der Aufgabe dahin, dass unter relativ geringem, insbe sondere apparativen, Aufwand gleichwohl die Möglichkeit zur Steuerung einzel ner Reinigungsimpulse verbessert ist. Erfindungsgemäße Abstandsmittel -- vorteilhaft beispielsweise im Sinne einer eher flachen Vertiefung in einer Stem pelfläche eines Kolbens des Zylinderstempels im Druckzylinder-- sind dazu ge eignet, eine Kolbenaktuierung im obigen Sinne der Erfindungskonzeptionierung zu unterstützen.
Aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannte Haltestrukturen sind dage gen nicht dazu geeignet, die vorgenannte Stempelfläche zu optimieren. Das Konzept der Erfindung zielt darauf ab, eine aktive Oberfläche der Stempelfläche zu vergrößern, nämlich derart, dass ein im oberen Totpunkt des Kolbens im Druckzylinder und um den Druckanschluss ein zusätzliches Einströmvolumen für die Aktuierung verstärkend zur Verfügung steht bzw. aktuierungsverstärkend gegen das Rückstellmittel wirkt. Konkret ist insbesondere eine Oberflächenver größerung im oberen Totpunkt gemeint, d.h. insbesondere bevor der Kolben sich in seinem Bewegungszyklus wieder abwärts bewegt. Die druckbeauf schlagte Fläche in der Mediumskammer ist somit aufgrund der Abstandsmittel insbesondere im oberen Totpunkt größer als ohne die erfindungsgemäße ober flächenvergrößernde Struktur der Abstandsmittel an der Stempelfläche des Kolbens und/oder der Deckelfläche der ersten Mediumskammer, welche das Wirkvolumen der ersten Mediumskammer mittels des so gebildeten Einströmvo- lumens vergrößern am oberen Totpunkt.
Insofern bezieht sich das Konzept der Erfindung auf die aktuierungsverstärken- de Bereitstellung eines Einströmvolumens für die mit druckmittelbeaufschlagba re aktive Stempelfläche und/oder Deckelfläche in der ersten Mediumskammer.
Grundsätzlich ist diese Maßnahme nicht auf die erste Mediumskammer be schränkt; insbesondere kann zusätzlich analog auch bei der zweiten Mediums kammer vorgesehen sein, dass der Zylinderstempel einen Kolben aufweist, der die zweite Druckgeberfläche als starre Stempelfläche gegenüber einer Deckel fläche der zweiten Mediumskammer ausbildet, wobei
- die Stempelfläche und/oder die Deckelfläche ein Abstandsmittel derart ausbildet, dass das mit gasförmigem Medium beaufschlagbare Volumen der zweiten Mediumskammer im -dann relativ zu obigem oberen Totpunkt- unte ren Totpunkt des Kolbens im Druckzylinder ein Wirkvolumen zur Aktuierung des Kolbens bietet, wobei
- das Wirkvolumen mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im unteren Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt.
Die Erfindung führt auch auf eine Reinigungsvorrichtung des Anspruchs 11 mit dem erfindungsgemäßen Druckzylinder; d.h. eine Reinigungsvorrichtung zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls, insbesondere einer Oberfläche eines Sensors, vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesonde re eines Umgebungserfassungssensors, aufweisend:
- einen Druckzylinder gemäß der Erfindung. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen:
- ein Schaltventil, das einen ersten Druckzylinderanschluss, einen ersten Medi umsquellenanschluss und einen zweiten Düsenanschluss aufweist und ausge bildet ist zum Schalten in einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schalt zustand, wobei
- im ersten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckan schluss mit dem ersten Mediumsquellenanschluss verbindbar ist, zum Verringern des Volumens der zweiten Mediumskammer, und
- im zweiten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druck anschluss mit dem zweiten Düsenanschluss verbindbar ist, zum Vergrö ßern des Volumens der zweiten Mediumskammer,
- derart, dass die Oberfläche beaufschlagbar ist mit
- einem Mediumspuls eines flüssigen Mediums, und/oder
- einem Mediumspuls eines gasförmigen Mediums.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein Druckzylinder mit einem Druckanschluss, einem Mediumsanschluss und einem ersten Düsenanschluss, generell vorteilhaft ist, den Aufwand bei der Reinigung von Oberflächen gering zu halten. Im Druckzylinder ist ein Trenn- und Verdrängungsmittel mit einer ers ten und/oder zweiten Druckgeberfläche angeordnet, zum Unterteilen des Druckzylinders in eine erste Mediumskammer und eine zweite Mediumskammer und zum Verändern des Volumens der ersten und zweiten Mediumskammer. Dies trifft insbesondere auf die Reinigung von Oberflächen eines Sensors oder einer Sensorabdeckung zu, für die eine saubere Oberfläche eine Vorausset zung für die ordnungsgemäße und zuverlässige Funktionsweise des Sensors ist.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- im ersten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckanschluss mit dem ersten Mediumsquellenanschluss verbindbar ist, zum Verringern des Volumens der zweiten Mediumskammer, und - im zweiten Schaltzustand die erste Mediumskammer über den Druckan schluss mit dem zweiten Düsenanschluss verbindbar ist, zum Vergrößern des Volumens der zweiten Mediumskammer.
Mit Vorteil hat die Erfindung erkannt, dass eine zusätzliche Fluidpumpe für das flüssige Medium, insbesondere Wasser, entbehrlich sein kann.
Grundsätzlich lässt sich das erfindungsgemäße Konzept auch nur mit einem gasförmigen Medium umsetzen, dass der erste und zweite Schaltzustand derart ausgeführt werden, dass die Oberfläche beaufschlagbar ist mit einem Medi umspuls eines flüssigen Mediums, und/oder einem Mediumspuls eines gasför migen Mediums.
Generell wird gemäß dem Konzept der Erfindung die Reinigungswirkung des Impulses eines Mediumspulses unter anderem durch die Masse des Mediums erreicht. Eine Aufprallgeschwindigkeit des Mediums auf die Oberfläche und ein relativ schnelles Auslösen der Beaufschlagung wird vorteilhaft erhöht. Ein schnelles Auslösen der Beaufschlagung führt - insbesondere im Gegensatz zu einer langsam kontinuierlich ansteigenden Strömung des Mediums - zu einem Auftreffen insbesondere einer begrenzten, in einem Speicher gespeicherten Luftmasse auf die Oberfläche in einem relativ kurzen Zeitraum. Der Zeitraum kann vorteilhaft eingestellt werden mittels einem vergleichsweise schnellen „Hin- und Her-Schalten“ zwischen dem ersten und zweiten Schaltzustand. Auch somit wird vorteilhaft ein hoher Impuls für den Mediumspuls erreicht. Im Ergeb nis wird somit auf besonders vorteilhafte Weise eine Reduktion des apparativen Aufwandes und des Aufwandes an Wasser erzielt. Damit einher geht eine Re duktion der Fehleranfälligkeit der Reinigungsvorrichtung, was zu reduzierten Wartungsintervallen und in der Konsequenz zu einer erhöhten Verfügbarkeit der Reinigungsvorrichtung führt.
Die Erfindung führt auch auf ein Druckluftsystem des Anspruchs 18, nämlich aufweisend mindestens eine Reinigungsvorrichtung der Erfindung und mindes- tens einen Sensor eines Sensorsystems, wobei der Sensor, insbesondere eine transparente Abdeckung des Sensors, eine Oberfläche aufweist, und wobei
- eine erste Mediumsquelle des Druckluftsystems über eine erste Mediumszu leitung mit dem ersten Mediumsquellenanschluss der mindestens einen Reini gungsvorrichtung verbindbar ist, und
- eine zweite Mediumsquelle über eine zweite Mediumszuleitung mit dem Medi umsanschluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist, und
- mindestens eine Düse über eine erste Düsenzuleitung mit dem ersten Düsen anschluss und über eine zweite Düsenzuleitung mit dem zweiten Düsenan schluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist.
Die Erfindung führt auch auf ein Reinigungsverfahren des Anspruchs 22 unter Verwendung wenigstens einer Reinigungsvorrichtung der Erfindung und/oder einem Druckluftsystem der Erfindung zum Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem Mediumspuls.
Beim erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren werden die Vorteile der Reini gungsvorrichtung ebenfalls, analog zum Druckluftsystem, auf ein korrespondie rendes Verfahren vorteilhaft übertragen.
Die Erfindung führt auch auf ein Fahrzeug des Anspruchs 23 mit wenigstens einer Reinigungsvorrichtung der Erfindung und/oder einem Druckluftsystem der Erfindung und/oder einem Steuersystem mit einer Steuer- und/oder Regelein richtung der Erfindung, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ausgebil det ist, die Schritte des Reinigungsverfahrens der Erfindung auszuführen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent nehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläu terte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vor teile zu realisieren.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Einströmvolumens derart gebildet ist, dass es sich bereits im oberen Tot- punkt radial um den Druckanschluss erstreckt und in einem mittigen Bereich mittels der starren Stempelfläche und/oder der Deckelfläche begrenzt ist. Ins besondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass sich das Einströmvolumens radial um den Druckanschluss bis zum Kolbenrand und/oder Rand der Deckelfläche an der Innenwandung des Druckzylinders erstreckt. Grundsätzlich ist bei dieser und den weiteren Weiterbildungen und Ausführungsformen vorgesehen, dass gespiegelt an einer lateralen Ebene der ersten Mediumskammer die für ein Kol benabstandsmittel genannten Merkmale in analoger Weise zusätzlich oder al ternativ auch bei einem Deckelabstandsmittel in der Deckelfläche der Medi umskammer realisiert sein können.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Einströmvolumen mit einem als Druckwirkfläche ausgebildeten Bereich der starren Stempelfläche und/oder der Deckelfläche begrenzt ist, die entlang einer Vertiefung axial in den Kolbenkörper und/oder axial in die Deckelfläche verläuft. Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Druckwirkfläche des Ein strömvolumens gewölbt ist, insbesondere kontinuierlich gewölbt ist, insbeson dere sich bis zum Kolbenrand des Kolbenkörpers und/oder bis zu dem Rand der Deckelfläche jeweils an der Innenwandung des Druckzylinders wölbt.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Einströmvolumen als eine flache Mulde in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche aus gebildet ist. Mit Vorteil versehen ist das Kolbenabstandsmittel also als eine Mulde oder dgl. Vertiefung gegenüberliegend dem Druckanschluss in der Stempelfläche des Kolbens gebildet; dies kann beispielsweise eine flache Mul de sein, die gegenüber einem Kolbenrand eine Vertiefung darstellt. Dies kann auch so realisiert sein, dass während der Druckanschluss gegenüberliegende Stempelfläche des Kolbens flach ist, der Kolbenrand eine Erhöhung aufweist; insgesamt also die Stempelfläche des Kolbens an einer dem Druckanschluss gegenüberliegenden Stelle tiefer ausgeprägt ist, als an einem dem radialen Be reich zu strebenden Ringbereiche der Stempelfläche des Kolbens. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das Einströmvolumen mittels einer oberflä chenvergrößernden Struktur in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche ausgebildet ist. Insbesondere bietet das erfindungs gemäße Abstandsmittel also vorteilhaft eine Oberflächenvergrößerung der Stempelfläche und/oder Deckelfläche in Folge des Kolbenabstandsmittels bzw. Deckelabstandsmittels, um das Einströmvolumen zu realisieren. Konkret ist auch bei dieser Weiterbildung insbesondere eine Oberflächenvergrößerung im oberen Totpunkt gemeint, d.h. insbesondere bevor der Kolben sich in seinem Bewegungszyklus wieder abwärts bewegt. Die druckbeaufschlagte Fläche in der Mediumskammer ist somit aufgrund der Abstandsmittel insbesondere im oberen Totpunkt größer als ohne die erfindungsgemäße oberflächenvergrö ßernde Struktur der Abstandsmittel an der Stempelfläche des Kolbens und/oder der Deckelfläche der ersten Mediumskammer.
Vorteilhaft ist das Einströmvolumen winkelsymmetrisch um eine Zylinderachse der starren Stempelfläche und/oder der Deckelfläche verlaufend gebildet.
Generell hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass
- der Kolbenrand der starren Stempelfläche des Kolbenkörpers gegenüber ei nem mittigen Bereich der starren Stempelfläche des Kolbenkörpers zur Bildung des Einströmvolumens erhöht ist, und/oder
- ein Rand der Deckelfläche gegenüber einem mittigen Bereich der De ckelfläche zur Bildung des Einströmvolumens erhöht ist.
Grundsätzlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass vor allem der Kolben rand ein Kolbenabstandsmittel und/oder die Deckelfläche ein Deckelabstands mittel aufweist. Kolben und/oder Deckelabstandsmittel können beispielsweise im radialen Bereich als Auflagepunkte, Ringe, Distanzringe oder sonstige Auf lageflächen realisiert werden. Die zentrale Mulde der Stempelfläche und/oder Deckelfläche gegenüberliegend oder um den Druckanschluss können einge fräst eine vergleichsweise flache und kurvig verlaufende Vertiefung darstellen.
Hinsichtlich der Reinigungsvorrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Trenn- und Verdrängungsmittel in der ersten Mediumskammer und/oder der zweiten Mediumskammer des Druckzylinders eine erste und/oder zweite Druckgeberfläche aufweist, wobei die erste und/oder zweite Druckgeberfläche, unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, insbesondere zur Erzeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Mediumspulses.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass das das Trenn- und Verdrängungsmittel, in der ersten Mediumskammer und/oder der zweiten Mediumskammer des Druckzy linders ein Rückstellmittel aufweist, wobei das Rückstellmittel auf Seiten der ersten und/oder zweiten Mediumskammer unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, wobei über das Trenn- und Verdrängungsmittel über das Rückstellmittel mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar ist, insbesondere zusätzlich zur Erzeugung des Mediumspulses.
Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass
- mittels der ersten Mediumskammer ein impulsartiges Leeren der zweiten Me diumskammer zum ersten Düsenanschluss bewirkbar ist, und/oder
- mittels der Rückstellkraft, insbesondere gegen einen Umgebungsdruck am zweiten Düsenanschluss, ein impulsartiges Leeren der ersten Mediumskammer zum zweiten Düsenanschluss bewirkbar ist, insbesondere wobei die Oberfläche beaufschlagbar ist mit
- einem Mediumspuls des flüssigen Mediums, nämlich in dem ersten Schaltzu stand mit einem ersten Mediumspuls, vorzugsweise in Form eines Wasserpul ses oder dergleichen Flüssigkeitspuls, und/oder
- einem Mediumspuls des gasförmigen Mediums, nämlich in dem zweiten Schaltzustand mit einem zweiten Mediumspuls, vorzugsweise in Form eines Druckluftpulses.
Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass beim impulsartigen Leeren der ersten Mediumskammer, insbesondere zugleich, die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss mit dem flüssigen Medium und/oder dem gasförmigen Medium befüllbar ist, insbesondere neu befüllbar ist. Vorzugsweise wird die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss mit dem flüssigen Medium be- füllt, insbesondere nur mit dem flüssigen Medium befüllt. Die zweite Mediums kammer des Druckzylinders kann in einer alternativen Weiterbildung auch mit dem gasförmigen Medium befüllt werden, insbesondere nur mit dem gasförmi gen Medium befüllt werden.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist es möglich, die zweite Medi umskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss wahlweise mit dem flüssigen Medium zu befüllen oder wahlweise auch mit einem gasförmigen Medium zu befüllen; vorzugsweise je nach Wahl in beliebiger Reihenfolge oder abwechselnd. Insbesondere kann dazu vorgesehen sein, dass die erste und zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den jeweiligen Mediumsan schluss so befüllt werden, dass eine Abfolge von unmittelbar aufeinander fol genden abwechselnden Pulsen des flüssigen Medium einerseits und des gas förmigen Medium andererseits abgegeben wird.
In einer diesbezüglich abgewandelten anderen besonders bevorzugten Weiter bildung ist es jedoch möglich, die zweite Mediumskammer des Druckzylinders über den Mediumsanschluss wahlweise mit dem flüssigen Medium und auch mit dem gasförmigen Medium -also einer Mischung des flüssigen und auch des gasförmigen Mediums- befüllt wird; also zur Abgabe einer Mischung des flüssi gen und des gasförmigen Mediums aus der zweiten Mediumskammer. Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass
- über das Zylindervolumen des Druckzylinders ein durch den Druckzylinder generierbarer Volumenstrom des gasförmigen und/oder des flüssigen Mediums festlegbar ist, wobei
- das Trenn- und Verdrängungsmittel ausgebildet ist zum Bewirken eines impul sartigen Leerens der zweiten Mediumskammer zum ersten Düsenanschluss.
Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass
- eine Impulsstärke des impulsartigen Leerens der zweiten Mediumskammer über den ersten Düsenanschluss über einen in der ersten Mediumskammer herrschenden Druck des gasförmigen Mediums steuerbar ist. Hinsichtlich des Druckluftsystems hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass
- die mindestens eine Düse mit einer Auslassöffnung für das gasförmige und das flüssige Medium ausgebildet ist und/oder
- die mindestens eine Düse mit separaten Auslassöffnungen für das gasförmige Medium M1 und das flüssige Medium ausgebildet ist.
Hinsichtlich des Druckluftsystems hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Druckluftsystem zwei Düsen, nämlich eine erste und zweite Düse aufweist, wobei
- die erste Düse über die erste Düsenzuleitung mit dem ersten Düsenanschluss und die zweite Düse über die zweite Düsenzuleitung mit dem zweiten Düsen anschluss der mindestens einen Reinigungsvorrichtung verbindbar ist, und
- in der ersten Düse das gasförmige Medium und in der zweiten Düse das flüs sige Medium förderbar ist.
Hinsichtlich des Druckluftsystems hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, dass die erste Mediumsquelle eine Druckluftquelle, insbesondere ein Kompressor, ist und die zweite Mediumsquelle ein Fluidtank, insbesondere ein Wassertank, ist, insbesondere
- die erste Mediumsquelle einem anderen Primärzweck dient, insbesondere der Versorgung einer Luftfederanlage oder dergleichen Pneumatikanlage und/oder
- die zweite Mediumsquelle einem anderen Primärzweck dient, insbesondere der Versorgung einer Reinigungsanlage, insbesondere einer Scheibenreini gungsanlage.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeich nung 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 all gemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung kön nen 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 Er findung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgen den gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder be schränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungs bereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Ein fachheit 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 schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungs- form einer Reinigungsvorrichtung - im Detail X eine Puls sequenz von Mediumspulsen;
Fig. 2A eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckzylinders;
Fig. 2B die schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckzylinders;
Fig .3 ein einzelner Druckzylinder in Form eines Druckzylinder moduls in einer seitlichen Querschnittsansicht; Fig. 4 schematisch einen Druckzylinder in erfindungsgemäßer
Weiterbildung des in Fig. 3 gezeigten Druckzylinders ge mäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, bei der entsprechend des Konzepts der Erfindung das Wirkvolu men mittels eines Einströmvolumens gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt radial um den Druckanschluss erstreckt, wobei eine Stempelfläche des Kolbens und eine Deckelfläche der ersten Mediumskammer Abstandsmittel aufweisen;
Fig. 5A, Fig. 5B eine Stempelfläche des Kolbens in einer Seitenansicht und eine Deckelfläche der ersten Mediumskammer in einer Un teransicht mit Abstandsmittel wie in Fig. 4 gezeigt in einer genaueren Darstellung,
Fig. 5C, Fig. 5D schematisch einen Druckzylinder gemäß einer zweiten be vorzugten Ausführungsform, bei der entsprechend des Konzepts der Erfindung das Wirkvolumen mittels eines Ein strömvolumens gebildet ist, das sich bereits im oberen Tot punkt radial um den Druckanschluss erstreckt, wobei eine Stempelfläche des Kolbens entsprechend des Konzepts der Erfindung eine variierte Form von Abstandsmittel aufweist;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer
Reinigungsvorrichtung umfassend einen Druckzylinder ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend des Konzepts der Erfindung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines vorteilhaften Ablaufs eines Reinigungsvorganges.
Fig. 1 zeigt die schematische Ansicht einer Ausführungsform der Reinigungs vorrichtung 100 zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediums puls MP gemäß dem Konzept der Erfindung, welche in der vorliegenden Form ein Schaltventil 110 aufweist. Das Schaltventil 110 wiederum weist einen Druckzylinderanschluss 111 , einen ersten Mediumsquellenanschluss 112 und einen zweiten Düsenanschluss 113 auf und ist dazu ausgebildet, eine Verbin dung zwischen diesen Anschlüssen herzustellen.
In einem ersten Schaltzustand S1 , in Fig. 1 als gestrichelte Linie gezeigt, ist über das Schaltventil 110 eine Verbindung zwischen dem ersten Mediumsquel lenanschluss 112 und dem Druckzylinderanschluss 111 herstellbar. In einem zweiten Schaltzustand S2, in Fig. 1 als durchgezogene Linie gezeigt, ist über das Schaltventil 110 wiederum eine Verbindung zwischen dem Druckzylinder anschluss 111 und dem zweiten Düsenanschluss 113 herstellbar. Der zweite Düsenanschluss 113 ist dann weiter mit einer Anzahl an Düsen D2 verbindbar, wobei die Anzahl in Fig. 1 symbolisch mit der zweiten Düse D2 angedeutet ist.
Das Schaltventil 110 ist zudem über den Druckzylinderanschluss 111 verbun den mit einem Druckanschluss 121 eines Druckzylinders 120. Dieser Druckzy linder 120 weist zudem einen Mediumsanschluss 122 und einen ersten Düsen anschluss 123 auf. Der erste Düsenanschluss 123 ist ebenfalls weiter mit einer Anzahl an Düsen D1 verbindbar, wobei die Anzahl in Fig. 1 symbolisch mit der ersten Düse D1 angedeutet ist.
Vorliegend weist die in Fig. 1 schematisch gezeigte Reinigungsvorrichtung 100 weiter eine erste und zweite Druckgeberfläche 124.1 , 124.2 eines Trenn- und Verdrängungsmittels 125 auf, das den Druckzylinder 120 in eine erste Medi umskammer 130 und eine zweite Mediumskammer 140 unterteilt. Der ersten Mediumskammer 130 ist dabei der Druckanschluss 121 zugeordnet und der zweiten Mediumskammer 140 der Mediumsanschluss 122 und der erste Dü senanschluss 123 zugeordnet.
Im Rahmen dieser Ausführungsform weist das Trenn- und Verdrängungsmittel 125 in der ersten Mediumskammer 130 und der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 somit eine erste und/oder zweite Druckgeberfläche 124.1 , 124.2 auf, wobei die erste und/oder zweite Druckgeberfläche 124.1 , 124.2 abwechselnd unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, nämlich zur Er zeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Mediumspulses. Vor al lem ist dann aufgrund eines Überdrucks in einer der Kammern -hier in der ers ten Mediumskammer 130- ein kleiner Druckluftspeicher realisiert, der sich oder die andere Kammer bereits allein durch den in der einen Kammer herrschenden Überdruck (z. B. 3-5 Bar) entleert und somit die Oberfläche O -hier aus der zweiten Mediumskammer 140- beaufschlagt. In umgekehrter Richtung kann vor allem aufgrund eines Überdrucks in einer der Kammern -dann in der zwei ten Mediumskammer 140- ein kleiner Druckluftspeicher realisiert sein, der sich bereits allein durch den dort herrschenden Überdruck (z. B. 3-5 Bar) entleert und somit die Oberfläche O aus der ersten Mediumskammer 130 beaufschlagt.
Die Impulskraft des Druckluftpulses (z. B. aus der zweiten oder ersten Medi umskammer 140, 130) resultiert insbesondere aus der Expansion bzw. dem Druckausgleich über eine der Düsen D1 , D2.
Eine impulsartige Beaufschlagung der Oberfläche O kann zwar vorteilhaft zu sätzlich oder zuerst aufgrund einer Rückstellkraft FR des Trenn- oder Verdrän gungsmittels 125 des Druckzylinders 120 als solchem oder eines Rückstellmit tels 126 erfolgen; diese ist im vorliegenden Szenario aber zusätzlich zu dem Effekt, der daher herrührt, dass die erste und/oder zweite Druckgeberfläche 124.1 , 124.2 unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist.
Die Impulskraft des Mediums aus der ersten Mediumskammer 130 resultiert dann primär aus der Druckbeaufschlagung auf das Verdrängungsmittel 125. Sekundär kann dies entsprechend auch aufgrund einer Rückstellkraft FR eines Rückstellmittels 126 resultieren falls dies konstruktionsbedingt entsprechend ausgelegt wurde. Das erste Medium besitzt somit unabhängig von weitere Kräf ten im Druckzylinder 120 bereits ein Druckausgleichspotenzial zum Umge bungsdruck aufgrund des Druckunterschieds an der ersten und zweiten Druck geberfläche 124.1 , 124.2. Zusätzlich kann im Laufe des Druckausgleichs dann anschließend auch die Rückstellkraft FR eines Rückstellmittels 126 wirken, ins- besondere zur Erzeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Medi umspulses.
Weiterhin ist in der Ausführungsform der Fig. 1 somit ein Rückstellmittel 126 gezeigt, welches vorliegend in der zweiten Mediumskammer 140 angeordnet ist und die Rückstellkraft FR generiert; es kann in einer anderen Ausführungsform jedoch auch ein Wasserdruck für die Rückstellkraft sorgen. Vorliegend wirkt diese Rückstellkraft FR wiederum auf die zweite Druckgeberfläche 124.2, die in Fig. 1 in einer Ausgangslage Ao gezeigt ist.
Vorliegend ist das Trenn- und Verdrängungsmittels 125 als ein Kolben 125A gebildet; eine Aktuierung des Kolben 125A mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmendem Volumen V nach dem oberen Totpunkt des Kolbens 125A.
Im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110 ist also die erste Mediums kammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem ersten Mediumsquellenan schluss 112 verbindbar bzw. verbunden, zum Verringern des Volumens V der zweiten Mediumskammer 140, und im zweiten Schaltzustand S2 des Schalt ventils 110 ist die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 verbindbar bzw. verbunden ist, zum Vergrö ßern des Volumens V der zweiten Mediumskammer 140.
Dies erfolgt derart, dass die Oberfläche O beaufschlagbar ist mit
- einem Mediumspuls MP eines flüssigen Mediums M2, und/oder
- einem Mediumspuls MP eines gasförmigen Mediums M1 und wird bei dieser Ausführungsform konkret wie folgt umgesetzt. Die Oberfläche O wird beaufschlagt mit
- einem Mediumspuls MP des flüssigen Mediums M2, nämlich in dem ersten Schaltzustand S1 mit einem ersten Mediumspuls MP1 , vorzugsweise in Form eines Wasserpulses oder dergleichen Flüssigkeitspuls, und/oder - einem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 , nämlich in dem zwei ten Schaltzustand mit einem zweiten Mediumspuls MP2, vorzugsweise in Form eines Druckluftpulses.
Befindet sich das Schaltventil 110 also in dem ersten Schaltzustand S1 , so be aufschlagt eine erste Mediumsquelle MQ1 , insbesondere eine Druckluftquelle, die in Fig. 1 nur angedeutet ist, den ersten Mediumsquellenanschluss 112 des Schaltventils 110 mit einem gasförmigen Medium M1 , insbesondere mit Druck luft. Dieses gasförmige Medium M1 wird dann über den Druckzylinderanschluss 111 des Schaltventils 110 an den Druckanschluss 121 des Druckzylinders 120 geleitet und expandiert anschließend in der ersten Mediumskammer 130 impul sartig.
Flierdurch verschiebt sich die erste und zweite Druckgeberfläche 124.1 , 124.2 unter Kompression des Rückstellmittels in Richtung des ersten Düsenanschlus ses 123 des Druckzylinders 120. Dadurch kommt es zu einer impulsartigen Re duktion des Volumens der zweiten Mediumskammer 140 mittels der zweiten Druckgeberfläche 124.2. Das in der zweiten Mediumskammer 140 befindliche gasförmige Medium M1 oder flüssige Medium M2 beaufschlagt somit impulsar tig den ersten Düsenanschluss 123 und wird über diesen an eine hier nur an gedeutete erste Düse D1 gefördert. Diese beaufschlagt dann die Oberfläche O mit einem ersten Mediumspuls MP aus gasförmigem Medium M1 oder flüssigen Medium M2.
Wird das Schaltventil 110 anschließend in den zweiten Schaltzustand S2 ge schaltet, wobei das Schaltventil hier eine Verbindung herstellt zwischen dem Druckzylinderanschluss 111 und dem zweiten Düsenanschluss 113, so wird dem druckbeaufschlagten gasförmigen Medium M1 ein Strömungspfad zu einer zweiten, hier ebenfalls nur angedeuteten Düse D2, eröffnet. Im Vergleich zum ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110, tritt somit eine Umkehrung der Strömungsrichtung ein. Das gasförmige Medium M1 in der ersten Mediums kammer 130 wird zudem über das Rückstellmittel 126 und die zweite Druckge berfläche 124.2 beaufschlagt, mit einer Rückstellkraft FR. In der Folge strömt das gasförmige Medium M1 über den zweiten Düsenanschluss 113 des Schalt ventils 110 impulsartig einer angedeuteten zweiten Düse zu. Diese beauf schlagt dann die Oberfläche O mit einem zweiten Mediumspuls MP aus gas förmigem Medium M1. Über die Rückstellkraft FR des Rückstellmittels 126 ge langt die Druckgeberfläche 124 zudem wieder in eine Ausgangslage Ao zurück. In der Folge entsteht in der zweiten Mediumskammer 140 ein Unterdrück, über den ein Ansaugen eines gasförmigen Mediums M1 oder eines flüssigen Medi ums M2 am Mediumsanschluss 122, und somit ein Neubefüllen der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 bewirkbar ist.
Der skizzierte Prozess des Beaufschlagens einer Oberfläche O mit einem Me diumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 oder des flüssigen Mediums M2 über die zweite Mediumskammer 140 im ersten Schaltzustand S1 des Schalt ventils 110, und des anschließenden Beaufschlagens der Oberfläche O mit ei nem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 über die erste Mediums kammer 130 im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110, kann über ei ne geeignete Steuerung des Schaltventils 110 zu einer Sequenz von Mediums pulsen MPn ausgedehnt werden. Das Beaufschlagen der Oberfläche O erfolgt somit mit einem Mediumspuls MP und der Mediumspuls MP ist Teil einer Se quenz von Mediumspulsen MPn, die im Detail X der Fig. 1 dargestellt sind. Ins besondere ist eine Zusammensetzung und/oder Abfolge der Sequenz von Me diumspulsen MPn steuerbar, vorzugsweise zeitlich, selektiv und/oder intermittie rend steuerbar. Es ist somit eine erste Mediumsquelle MQ1 eines Druckluftsys tems 200 (in Fig. 6 gezeigt) über eine erste Mediumszuleitung 212 mit dem ers ten Mediumsquellenanschluss 112 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar ist, und
- eine zweite Mediumsquelle MQ2 über eine zweite Mediumszuleitung 212 mit dem Mediumsanschluss 122 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar.
Die mindestens eine Düse 240 ist über eine erste Düsenzuleitung 250 mit dem ersten Düsenanschluss 123 und über eine zweite Düsenzuleitung 260 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 der mindestens einen Reinigungsvorrichtung 100 verbindbar. Die mindestens eine Düse 240 ist mit einer Auslassöffnung für das gasförmige und das flüssige Medium M1/M2 ausgebildet und/oder die mindestens eine Dü se 240 ist mit separaten Auslassöffnungen für das gasförmige Medium M1 und das flüssige Medium M2 ausgebildet. Das in Fig. 6 gezeigte Druckluftsystem 200 sieht vorliegend zwei Düsen 240, nämlich eine erste und zweite Düse D1 , D2 vor, wobei die erste Düse D1 über die erste Düsenzuleitung 250 mit dem ersten Düsenanschluss 123 und die zweite Düse D2 über die zweite Düsenzu leitung 260 mit dem zweiten Düsenanschluss 113 der mindestens einen Reini gungsvorrichtung 100 verbindbar ist, und in der ersten Düse D1 ist das gasför mige Medium M1 und in der zweiten Düse D2 ist das flüssige Medium M2 för derbar wie oben erläutert.
Die erste Mediumsquelle MQ1 ist hier eine Druckluftquelle, insbesondere ein Kompressor K, und die zweite Mediumsquelle MQ2 ist hier ein Fluidtank, insbe sondere ein Wassertank WT. Insbesondere dient vorliegend die erste Medi umsquelle MQ1 einem anderen Primärzweck wie beispielsweise der Versor gung einer Pneumatikanlage 630, insbesondere der Versorgung einer Luftfe deranlage oder Bremsanlage oder einer anderen Pneumatikanlage, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Mediumsquelle MQ2 einem anderen Primärzweck dienen, insbesondere der Versorgung einer Reinigungsanlage, vorzugsweise der Versorgung einer Scheibenreinigungsan lage 620 oder einer anderen Reinigungsanlage wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt dazu auch eine schematische Darstellung eines Steuersystems 780 gemäß dem Konzept der Erfindung, wobei das Steuersystems 780 für ein Druckluftsystem 200 wie dies in Fig. 6 gemäß dem Konzept der Erfindung mit tels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 790 (in Fig. 6 gezeigt) dargestellt ist, die Schritte eines Reinigungsvorganges 700 (in Fig. 7 gezeigt) gemäß dem Konzept der Erfindung zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Medi umspuls MP durchführt. Dies betrifft insbesondere ein Umschalten des Schaltventils 110, das einen ers ten Druckzylinderanschluss 111 , einen ersten Mediumsquellenanschluss 112 und einen zweiten Düsenanschluss 113 aufweist und ausgebildet ist, zum Schalten in einen ersten Schaltzustand S1 und einen zweiten Schaltzustand S2. Dies betrifft auch ein Umschalten eines hier nicht gezeigten optionalen Schaltventils mit einem zweiten Druckzylinderanschluss, einem zweiten Medi umsquellenanschluss und einem dritten Mediumsquellenanschluss in der zwei ten Mediumszuleitung 212 zum Schalten eines ersten Schaltzustandes und ei nes zweiten Schaltzustandes des hier nicht gezeigten optionalen Schaltventils in der zweiten Mediumszuleitung 212.
Fig. 2A zeigt die schematische Ansicht eines alternativen Druckzylinders 120‘ der Reinigungsvorrichtung 100. Vorliegend weist die in Fig. 2A schematisch gezeigte Ausführungsform wiederum einen Druckanschluss 121 , einen Medi umsanschluss 122 und einen ersten Düsenanschluss 123 auf sowie weiter eine erste und zweite Druckgeberfläche 124.1, 124.2, die den Druckzylinder in eine erste Mediumskammer 130 und eine zweite Mediumskammer 140 unterteilt so wie ein Rückstellmittel 126. Weiter weist die gezeigte Ausführungsform ein Trenn- und Verdrängungsmittel, vorliegend in der Form einer Membran 125B, auf. Die Membran 125B ist auf Seiten der ersten Mediumskammer 130 druck- beaufschlagbar; jedenfalls aber unterschiedlich druckbeaufschlagbar auf Seiten der ersten und zweiten Mediumskammer 130, 140. Auf Seiten der zweiten Me diumskammer 140 ist die Membran 125B zusätzlich mittels des Rückstellmittels 126 mit einer Rückstellkraft FR beaufschlagbar. Der Impuls des in der ersten Mediumskammer 130 expandierenden druckbeaufschlagten gasförmigen Medi ums M1 ist über die Membran 125B impulsartig auf das gasförmige Medium M1 oder das flüssige Medium M2 in der zweiten Mediumskammer 140 übertragbar. Die Membran 125B wölbt sich dabei in Richtung der zweiten Mediumskammer 140 und verringert in der Folge dessen Volumen. Somit beaufschlagt das gas förmige Medium M1 oder das flüssige Medium M2 in der zweiten Mediums kammer 140 den ersten Düsenanschluss 123 impulsartig, wobei das gasförmi ge Medium M1 oder das flüssige Medium M2 über den ersten Düsenanschluss 123 einer hier nicht gezeigten Düse zugeführt wird, zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP des gasförmigen Mediums M1 oder des flüssigen Mediums M2 der zweiten Mediumskammer 140. Anschließend bewirkt das Rückstellmittel 126 eine Rückführung der Membran 125B, wobei in der Folge in der zweiten Mediumskammer 140 ein Unterdrück entsteht, über den ein Ansaugen eines gasförmigen Mediums M1 oder eines flüssigen Medi ums M2 am Mediumsanschluss 122 und somit ein Neubefüllen der zweiten Me diumskammer 140 des Druckzylinders 120 bewirkbar ist.
Eine Aktuierung der Membran 125B mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmender Wölbung, sodass die impul sartige Wirkung etwas abgeschwächt ist.
Fig. 2B zeigt die schematische Ansicht eines weiteren alternativen Druckzylin ders 120“ der Reinigungsvorrichtung 100. In der gezeigten Ausführungsform ist das Trenn- und Verdrängungsmittel vorliegend in der Form eines gefalteten Balgs 125C ausgebildet. Die für die in Fig. 2A gezeigte Ausführungsform mit einer Membran 125B gemachte Darstellung der technischen Funktion, gilt für den gefalteten Balg 125C analog.
Eine Aktuierung des Balgs 125C mit dem gasförmigen Medium gegen das Rückstellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmender Wölbung, sodass die impul sartige Wirkung etwas abgeschwächt ist.
Auch bei diesen Ausführungsformen der Fig. 2A und Fig. 2B ist also im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110 also die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem ersten Mediumsquellenanschluss 112 verbindbar bzw. verbunden, zum Verringern des Volumens V der zweiten Medi umskammer 140, und im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110 ist die erste Mediumskammer 130 über den Druckanschluss 121 mit dem zweiten Dü senanschluss 113 verbindbar bzw. verbunden ist, zum Vergrößern des Volu mens V der zweiten Mediumskammer 140. ln Fig. 3 ist schematisch ein einzelner Druckzylinder 220 in Form eines Druck zylindermoduls 532 in einer seitlichen Querschnittsansicht gezeigt. Mehrere, insbesondere baugleiche Druckzylindermodule 532 können zum Bilden eines Druckzylinderblocks 530 zusammen montiert werden, insbesondere in einer Reihe und jeweils an einer Modulseite 534 aneinander angrenzend zusammen gefügt, insbesondere geschraubt, werden. Für eine bessere Anordnung einzel ner oder mehrerer Druckzylindermodule 532 nebeneinander kann ein Druckzy lindermodul 532 gezeigt einen annähernd rechteckigen, insbesondere annä hernd quadratischen, Außenquerschnitt aufweisen. In Fig. 3 ist weiterhin ein Trennmittel 226 in Form eines Zylinderstempels 227 sichtbar, welches innerhalb des Zylindervolumens VZ des Druckzylinders 220, axial entlang der Zylinder achse AZ bewegbar und druckdicht an einer Innenwandung 536 des Druckzy linders 220 anliegend, angeordnet ist. Der Zylinderstempel 227 teilt somit das Zylindervolumen VZ in veränderbarer Weise in eine Druckluft DL aufnehmende Luftkammer 222 mit einem Luftkammervolumen VL -jenes Volumen VMK1 der ersten Mediumskammer 130 in der Ausführungsform der Fig. 1- und eine Rei nigungsflüssigkeit F aufnehmende Flüssigkeitskammer 224 mit einem Flüssig keitskammervolumen VF -jenes Volumen VMK2 der zweiten Mediumskammer 140 in der Ausführungsform der Fig. 1. Durch ein - sich über den Umfang des Zylinderstempels 227 erstreckendes - Anliegen des Zylinderstempels 227 an der Innenwandung 536 des Druckzylinders 220 wird die Luftkammer 222 fluid dicht von der Flüssigkeitskammer 224 getrennt. Über einen Luftkammer- Anschluss 223 kann die Luftkammer 222 einerseits mit Druckluft DL mit einem Beaufschlagungsdruck PB beaufschlagt werden und andererseits zwecks Be reitstellung eines Druckluft-Reinigungsimpuls DRI durch das sich über die Rückstellkraft zurückbewegende Trennmittel 226 Druckluft DL mit einem Im pulsdruck PI abgeben. Der Impulsdruck ergibt sich dabei insbesondere durch die Rückstellkraft multipliziert mit einer Stempelfläche AS des Zylinderstempels 227. Über einen Flüssigkeitskammer-Anschluss 225 kann die Flüssigkeitskam mer 224 Reinigungsflüssigkeit F ansaugen und zwecks Bereitstellung eines Flüssigkeits-Reinigungsimpulses FRI mit einem Flüssigkeitsdruck PF abgeben. Der Flüssigkeitsdruck PF ist von dem Beaufschlagungsdruck PB abhängig, wo bei jedoch nicht der gesamte Beaufschlagungsdruck PB am Flüssigkeitskam- mer-Anschluss 225 als Flüssigkeitsdruck PF genutzt werden kann, da durch die Überwindung der Rückstellkraft FR Verluste entstehen.
Optional kann der Zylinderstempel 227 zur besseren Abdichtung der Luftkam mer 222 von der Flüssigkeitskammer 224 einen Dichtring 229, insbesondere aus Kunststoff und/oder Gummi, aufweisen.
Der Zylinderstempel 227 wird von einer Rückstellfeder 228 in dem Zylindervo lumen VZ des Druckzylinders 220 gehalten, sodass bei einer Auslenkung, ins besondere durch eine Beaufschlagung des Luftkammeranschlusses 223 mit dem Beaufschlagungsdruck PB hervorgerufen, eine Rückstellkraft FR erzeugt wird.
Hierbei kann die Rückstellfeder 228 vorteilhaft ausgebildet sein, den Zylinder stempel 227 in einer Hubamplitude AH zu bewegen, welche sich entlang der Zylinderachse AZ über eine Zylindervolumenhöhe VZH des Zylindervolumens VZ, abzüglich einer Stempelhöhe HS des Zylinderstempels 227 und abzüglich einer minimalen Federhöhe HFMIN der Rückstellfeder 228 im komprimierten Zustand, erstreckt. Die Rückstellfeder 228 kann zum Erreichen dieser Hubamplitude AH insbesondere eine maximale Federhöhe HFMAX aufweisen.
Die Hubamplitude AH ist unter anderem von der maximalen Federhöhe HF ab hängig. Die Hubamplitude AH ist der axiale Weg, den der Zylinderstempel 227 zurücklegen muss, um von einem unteren Totpunkt UT in einen oberen Tot punkt OT zu gelangen. Die Hubamplitude HA definiert somit ein effektives För dervolumen VE, dass das pro Hub maximal förderbare Volumen an Reinigungs flüssigkeit F und/oder an Druckluft DL festlegt.
Der Druckzylinder 220 kann ein Zylindervolumen VZ von zwischen 5 ml und 80 ml, bevorzugt zwischen 10 ml und 40 ml, besonders bevorzugt zwischen 10 und 20 ml aufweisen. Beispielsweise kann in einer derartigen Konfiguration ein Druckluft-Reinigungsimpuls DRI mit einem Volumen von 10 ml Druckluft DL und ein Flüssigkeits-Reinigungsimpuls FRI mit einem Volumen von 10 ml Reini- gungsflüssigkeit F bereitgestellt werden. Vorliegend ist das Trenn- und Ver drängungsmittels 125 als ein Zylinderstempel 227 mit einem Kolben gebildet; eine Aktuierung des Kolbens mit dem gasförmigen Medium gegen das Rück stellmittel erfolgt jedoch erst mit zunehmendem Volumen VZ nach dem oberen Totpunkt des Kolbens.
Fig. 4 zeigt diesbezüglich schematisch einen Druckzylinder 320 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entsprechend des Konzepts der Erfindung, wo bei das in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellte Trennmittel 125, 226 -letzteres als Zy linderstempel 227- eines Druckzylinders 120, 220 wiederum als ein Zylinder stempel 327 ausgeführt ist. Vorliegend ist in der Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen, dass der Zylinderstempel 327 einen Kolben
327.1 aufweist, der die erste Druckgeberfläche 124.1 als starre Stempelfläche AS gegenüber einer Deckelfläche DS der in Fig. 1 bezeichneten ersten Medi umskammer 130 ausbildet.
Dabei ist dem Konzept der Erfindung folgend die Stempelfläche AS -und vor liegend in Kombination auch die Deckelfläche DS- mit einem Abstandsmittel 400 derart ausbildet, dass das mit gasförmigem Medium als Druckluft DL be aufschlagbare Volumen VMK1 der ersten Mediumskammer 130 -in Fig. 3 das dort bezeichnete Luftkammervolumen VL- im oberen Totpunkt OT des Kolbens
327.1 im Druckzylinder 320 ein Wirkvolumen WV zur Aktuierung des Kolbens
327.1 mit dem gasförmigem Medium in Form von Druckluft DL gegen das Rückstellmittel 126 -hier die Ventilfeder 328 — bietet. Insbesondere ist bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung vorgesehen, dass das Wirkvolumen WV mittels eines Einströmvolumens EV gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt OT -wie in Fig. 4 erkennbar- radial um den Druckanschluss 321 erstreckt; nämlich hier radial über diesen hinaus erstreckt- und außerdem axial in den Kolbenkörper hinein erstreckt, wie dies bei dem schematisch überdeutlich gekennzeichneten Einströmvolumens EV erkennbar ist. Vorliegend ist in der realen Ausführung jedoch vorgesehen, dass der Kolben 327.1 gemäß dem Konzept der Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform eine Mulde 411 auf seiner der Luftkammer 322 zugewandten ersten Druckge berfläche 124.1 aufweist. Das mit der Mulde 411 gebildete Einströmvolumen EV ist insgesamt konzeptionell derart gebildet ist, dass es sich bereits im oberen Totpunkt OT radial um den Druckanschluss 321 erstreckt und in einem mittigen Bereich mittels der starren Stempelfläche AS begrenzt ist. In einer hier nicht gezeigten Abwandlung kann sich das Einströmvolumens EV nicht nur radial um den Druckanschluss 321 sondern bis zum Kolbenrand an der Innenwandung 536 des Druckzylinders 320 erstrecken. Konzeptionell ist bei dieser Mulde 411 und auch einer radial weiter greifenden Mulde der Abwandlung ein Einströmvo lumen EV realisiert, das mit einem als Druckwirkfläche WF ausgebildeten Be reich der starren Stempelfläche AS begrenzt ist, die entlang einer Vertiefung axial in den Kolbenkörper verläuft.
Bei der Ausgestaltung der Mulde 411 ist die Druckwirkfläche WF des Einström volumens EV gewölbt, nämlich vorliegend kontinuierlich gewölbt bzw. bei der Abwandlung bis zum Kolbenrand des Kolbenkörpers an der Innenwandung 536 des Druckzylinders 320 gewölbt.
Insbesondere ist vorliegend das Einströmvolumen EV als ein flache Mulde in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers ausgebildet - diese kann in den Kolben 327.1 eingefräst sein, um die wirksame Oberfläche zu vergrößern. In Abhängigkeit des Volumens der Mulde 411 kann man mit unterschiedlichen Kolben unterschiedliche Volumina bewegen. Falls also in der späteren Anwen dung unterschiedliche Volumina bei verschiedenen Fahrzeugen gewünscht sind, kann man verschiedene Kolben einsetzen.
Die Mulde ist nur eine von verschiedenen Möglichkeiten ein Abstandmittel zu realisieren; die vorliegende Ausführungsform eines Abstandsmittels 400 ist als ein Kolbenabstandsmittel 410 gebildet und ergibt sich aus dem Zusammenwir ken der Mulde 411 mit dem Kolbenrand 412 - das Kolbenabstandsmittel 410 bewirkt, dass der Kolbenrand 412 zuerst die Deckelfläche DS des Druckzylin ders 320 im oberen Totpunkt OT des Kolbens 327.1 berührt.
In einer Ergänzung dieser Ausprägung wird das über das Einströmvolumen EV veränderte Volumen VL durch einen Distanzring erreicht. Vorliegend ist bei der Ausführungsform der FIG. 4 ein weiteres Abstandsmittel 400 in Form eines Dis tanzringes 420 in der Luftkammer 322 gegenüber der ersten Druckgeberfläche 324F vorgesehen.
Der Kolben kann so in Abwandlungen des Druckzylinders 320 immer gleich bleiben- durch den Distanzring kann aber ein Abstand zum Kammerdeckel ge schaffen werden, sodass zum einen die wirksame Oberfläche erhöht wird. Je nach Ausgestaltung des Rings kann das Fördervolumen geändert werden. Der oder die Distanzringe könnten auch in den Deckel des Zylinders eingefräst wer den Ein Distanzring 420 kann genutzt werden um dadurch einerseits sowohl die wirksame Fläche und dadurch durch Kraft zu erhöhen, und andererseits sicher stellen, dass die Kolbenkraft immer in axiale Kolbenrichtung wirkt.
Ansonsten ist wie bereits anhand von Fig. 3 erläutert, der Kolben 327.1 über seine Flubamplitude AFI mit einem Dichtring 329 gegenüber einer Modulseite 534 des Druckzylindermoduls 532 abgedichtet. Das Druckzylindermodul 532 weist außerdem einen Zugang für Druckluft DL auf, das über den Schaltven tilanschluss 321 dem Druckzylindermodul 532, nämlich der Luftkammer 322 zugeführt wird. Ebenso weist das Druckzylindermodul 532 einen Mediumsan schluss 325 zur Flüssigkeitskammer 324 auf, über den mit Flüssigkeitsdruck PF Wasser oder dgl. liquides Reinigungsmittel zu- oder abgeführt werden kann; der Flüssigkeitskammeranschluss 325 ist insofern als ein Wasserein- und/oder - ausgang ausgebildet. Der Schaltventilanschluss 221 ist insofern als ein Luftein- und/oder -ausgang ausgebildet. Die Rückstellfeder 328 zur Aufbringung einer Rückstellkraft FR, wie anhand von Fig. 3 beschrieben infolge ihrer Federkraft K ist vorwiegend symbolisch eingezeichnet. Fig. 5 zeigt in Ansicht A als Draufsicht eine Stempelfläche AS des Kolbens 327.1 der Fig. 4 in einer Seitenansicht und in Ansicht B eine Deckelfläche DS der ersten Mediumskammer 130 in einer Unteransicht mit Abstandsmittel 400 in Form eines Distanzringes 420 wie in Fig. 4 gezeigt in einer genaueren Darstel lung.
Fig. 5 zeigt in Ansicht C als Seitenansicht und in Ansicht D als Draufsicht den zuvor erläuterten Zylinderstempel 327 mit einem anders gestalteten weiteren Kolben 327.2, wobei vorliegend der Kolben keine Mulde 410 zur Bildung eines Abstandmittels 400 sondern eine vorliegend Mehrzahl von Auflageflächen 430 aufweist. Man könnte ebenfalls gleichmäßig verteilte Auflagepunkte in der Druckluft beaufschlagen Fläche des Kolbens 327.2 vorsehen, um dadurch ei nerseits sowohl die wirksame Fläche im oberen Totpunkt OT und dadurch durch Kraft zu erhöhen, und andererseits sicherstellen, dass die Kolbenkraft immer in axiale Kolbenrichtung wirkt.
Die Auflagenflächen 430 können zusätzlich oder alternativ zu dem Distanzring 420 als auch zusätzlich oder alternativ zu der Mulde 410 gemäß der ersten Va riante des Kolbens 327.1 vorgesehen sein, bei einem hier nicht im Detail darge stellten Kolben. Der Kolbenrand kann also ein Kolbenabstandsmittel 420 und/oder die Deckelfläche DS kann ein Deckelabstandsmittel 430 aufweisen.
Insofern ist die Druckoberfläche 322F auf Seiten der Luftkammer 322 anders gestaltet als die Druckgeberfläche 324F auf der Seite der Flüssigkeitskammer 324.
Aufgrund der so oder anders realisierten Abstandsmittel 400 ist auf der Seite der Luftkammer 322 somit ein Raum belassen, sei es durch die Mulde 410, durch den Distanzring 420 oder die Auflagefläche 430 allein oder in Kombinati on um bei einströmender Druckluft DL in die Luftkammer 322 eine vorteilhafte Druckausbildung ohne Drosseleffekt möglichst instant und effizient, d.h. unter Zurverfügungstellung einer bereits von Anfang an vergleichsweise großen Druckwirkfläche WF. Die Druckwirkfläche WF erzeugt insofern ein Druckvolu- men DV das auch bei Kolbenstellung 327SO am oberen Totpunkt OT (im Un terschied zur Kolbenstellung 327SU am unteren Totpunkt UT, bei dem für das Druckmittel DL bereits das gesamte in Fig. 3 bezeichnete Luftkammervolumen VL vorliegt; d.h. für das einströmende Druckmittel DL zur Verfügung steht.
Das Vorsehen eines Abstandsmittels 400 gemäß dem Konzept der Erfindung ist insofern zu bevorzugen, da andere Maßnahmen größeren ggf. sogar nachteili gen Aufwand mit sich bringen; dies gilt insbesondere für eine Maßnahme mit der der Drucklufteingang vergrößert würde, um so die Wirkfläche zu vergrö ßern. Dann müssen aber auch die Leitungen im System vergrößert werden. Da die Dimensionen und der Luftverbrauch so gering wie möglich gehalten werden sollen sind größere Leitungen aber eher von Nachteil. Man könnte den Be triebsdruck erhöhen, um den Kolben auch bei kleiner Oberfläche zu bewegen.
Grundsätzlich hat sich somit das Einströmvolumen EV mittels einer oberflä chenvergrößernden Struktur in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche DS als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere kann das Einströmvolumen EV winkelsymmetrisch um eine Zylinderachse der starren Stempelfläche AS und/oder der Deckelfläche DS verlaufen. So kann allgemein - -wie beispielhaft erläutert- der Kolbenrand der starren Stempelfläche AS des Kolbenkörpers gegenüber einem mittigen Bereich der starren Stempelfläche AS des Kolbenkörpers zur Bildung des Einströmvolumens EV sein, und/oder ein Rand der Deckelfläche DS gegenüber einem mittigen Bereich der Deckelfläche DS zur Bildung des Einströmvolumens EV erhöht sein.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 600 - vorliegend in Form eines PKW - aufweisend ein Druckluftsystem 200 mit einem Umge bungserfassungssensor S eines Sensorsystems 610, wobei der Umgebungser fassungssensor S eine transparente Abdeckung S11 aufweist, und weiter auf weisend ein Steuersystem 780. Vorliegend wird die erste Mediumsquelle MQ1 durch eine Druckluftversorgungsanlage 640 gebildet, welche weiterhin zur Ver sorgung einer Pneumatikanlage 630 in Form einer Luftfederanlage und/oder Bremsanlage vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die erste Mediumsquelle MQ1 von einem separaten Verdichter oder dergleichen Druckluftquelle gebildet wird. Die erste Mediumsquelle MQ1 ist zwecks Zufüh rung des gasförmigen Mediums M1 über eine erste Mediumszuleitung 211 mit dem Druckluftsystem 200 verbunden. Die zweite Mediumsquelle MQ2 weist vorliegend einen Wassertank WT auf, welcher ebenfalls zur Versorgung einer Reinigungsanlage in Form einer Scheibenreinigungsanlage 620 mit Reinigungs flüssigkeit, insbesondere Wasser, eingesetzt wird. Dieser Tank ist über eine zweite Mediumszuleitung 212 mit dem Druckluftsystem 200 verbunden. Auf diese Weise kann über eine - hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dar gestellte - Pumpe das flüssige Medium M2 dem Druckluftsystem 200 bereitge stellt werden. Selbstverständlich ist es bei der zweiten Mediumsquelle MQ2 ebenso möglich, dass diese durch eine eigene separate, insbesondere von an deren Systemen unabhängige, Mediumsquelle gebildet wird.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Reinigungsvor ganges 700 gemäß dem Konzept der Erfindung. Der Reinigungsvorgang zum Beaufschlagen einer Oberfläche O mit einem Mediumspuls MP durchläuft dabei die nachfolgenden Schritte.
Im ersten Schaltzustand S1 des Schaltventils 110, erfolgt zuerst ein impulsarti ges Aufladen 710 der ersten Mediumskammer 130 des Druckzylinders 120 mit dem gasförmigen Medium M1 , insbesondere mit Druckluft. Dies erzeugt ein impulsartiges Verdrängen 720 des gasförmigen Mediums M1 , insbesondere der Druckluft, oder des flüssigen Mediums M2, insbesondere des Wassers, aus der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120.
Anschließend folgt ein impulsartiges Beaufschlagen 730 der Oberfläche O mit dem gasförmigen Medium M1 , insbesondere der Druckluft, oder mit dem flüssi gen Medium M2, insbesondere dem Wasser, aus der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120. Anschließend, im zweiten Schaltzustand S2 des Schaltventils 110, findet ein impulsartiges Ablassen 740 des gasförmigen Mediums M1 , insbesondere der Druckluft, aus der ersten Mediumskammer 130 des Druckzylinders 120 statt.
Dies resultiert in ein impulsartiges Beaufschlagen 750 der Oberfläche O mit dem gasförmigen Medium M1 , insbesondere der Druckluft, aus der ersten Me diumskammer 130 des Druckzylinders 120.
Dem schließt sich an das Rückführen 760 der Druckgeberfläche 124 des Trenn- und Verdrängungsmittels 125, insbesondere des Kolbens 125A oder derglei chen in die Ausgangslage Ao, vorzugsweise mittels der Rückstellkraft FR.
Schließlich folgt ein automatisches Auffüllen 770 der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 mit dem gasförmigen Medium M1 , insbesondere der Druckluft, oder dem flüssigen Medium M2, insbesondere dem Wasser. Dies geschieht durch Erzeugen eines Unterdrucks in der zweiten Mediumskammer 140 des Druckzylinders 120 mittels des Rückführens der zweiten Druckgeber fläche 124.2 des Trenn- und Verdrängungsmittels 125 in die Ausgangslage Ao.
Bezugszeichenliste
100 Reinigungsvorrichtung
110 Schaltventil
110.1 Magnetventil
110.2 Doppelrückschlagventil
111 Druckzylinderanschluss
112 erster Mediumsquellenanschluss
113 zweiter Düsenanschluss
120, 120‘, 120“ Druckzylinder
121 Schaltventilanschluss
122 Mediumsanschluss
123 erster Düsenanschluss
124.1 , 124.2 erste, zweite Druckgeberfläche
125 Trenn- und Verdrängungsmittel
125A Kolben 125B Membran 125C gefalteter Balg
126 Rückstellmittel 130 erste Mediumskammer 140 zweite Mediumskammer 150 erstes Rückschlagventil 160 zweites Rückschlagventil
170 zweites Schaltventil
171 zweiter Druckzylinderanschluss
172 zweiter Mediumsquellenanschluss
173 dritter Mediumsquellenanschluss 180 Feder 200 Druckluftsystem S Sensor
511 transparente Abdeckung
512 Umgebungserfassungssensor 211 erste Mediumszuleitung zweite Mediumszuleitung Düse erste Düsenzuleitung zweite Düsenzuleitung
Druckzylinder
Schaltventilanschluss
Luftkammer
Luftkammer-Anschluss
Flüssigkeitskammer
Flüssigkeitskammer-Anschluss
Trennmittel
Zylinderstempel
Rückstellfeder
Dichtring
Druckzylinder
Schaltventilanschluss
Luftkammer F Druckoberfläche
Flüssigkeitskammer F Druckgeberfläche
Mediumsanschluss
Zylinderstempel .1 , 327.2 Kolben gemäß erstem und zweitem AusführungsbeispielS Kolbenstellung
Rückstellfeder
Dichtring
Abstandmittel
Kolbenabstandmittel
Distanzring
Auflageflächen
Druckzylindermodul
Modulseite
Innenseite AH Hubamplitude
AS Stempelfläche
AZ, AZ1 Zylinderachse DL Druckluft DV Druckvolumen F Reinigungsflüssigkeit
FR Rückstellkraft
HS Stempelhöhe
HFMIN minimale Federhöhe
HFMAX maximale Federhöhe
K Federkraft
PB Beaufschlagungsdruck
PI Impulsdruck
PF Flüssigkeitsdruck
PST Steuerdruck
UT unterer Totpunkt
OT oberer Totpunkt
VE effektives Fördervolumen
VF Flüssigkeitskammervolumen
VL Luftkammervolumen
VS Stempelvolumen
VZ Zylindervolumen
VZH Zylindervolumenhöhe
WF Druckwirkfläche
WV Wirkvolumen
EV Einströmvolumen
600 Fahrzeug
610 Sensorsystem
620 Scheibenreinigungsanlage
630 Pneumatikanlage
640 Druckluftversorgungsanlage
700 Reinigungsverfahren
710, 720, 730, Verfahrensschritte 740, 750, 760,
770
780 Steuersystem
790 Steuer- und/oder Regeleinrichtung
Ao Ausgangsposition
Di erste Düse
D zweite Düse
DZF Druck- oder Zugfeder
FR Rückstellkraft
K Kompressor
M1 gasförmiges Medium
M2 flüssiges Medium
MP Mediumspuls
MPn Sequenz von Mediumspulsen
MQ1 erste Mediumsquelle
MQ2 zweite Mediumsquelle
O Oberfläche
51 erster Schaltzustand
52 zweiter Schaltzustand SEL Schnellentlüftungsleitung UL Umgebungsluft
VMK1 Volumen der ersten Mediumskammer, insbesondere für ein gasförmiges Medium M1 aus der ersten Mediumsquelle MQ1
VMK2 Volumen der zweiten Mediumskammer, insbesondere für ein flüssiges Medium M2 aus der zweiten Mediumsquelle MQ2
VQ Ventilquerschnitt
VS Volumenstrom
WT Wassertank

Claims

Ansprüche
1. Druckzylinder (120) für eine Reinigungsvorrichtung (100) zum Beauf schlagen einer Oberfläche (O) mit einem Mediumspuls (MP), insbesondere ei ner Oberfläche (O) eines Sensors (S), vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umgebungserfassungssensors (S12), wobei
- der Druckzylinder (120) einen Druckanschluss (121), einen Mediumsan schluss (122) und einen ersten Düsenanschluss (123) aufweist, wobei
- im Druckzylinder (120) im Zylindervolumen (VZ) ein Trenn- und Verdrän gungsmittel (125, 125A, 125B) mit einer ersten und/oder zweiten Druckgeber fläche (124.1 , 124.2) angeordnet ist, zum Unterteilen des Zylindervolumens (VZ) des Druckzylinders (120) in eine erste Mediumskammer (130) für ein gas förmiges Medium (M1) und eine zweite Mediumskammer (140) für ein flüssiges Medium (M2) und zum Verändern eines Volumens (VMK1 , VMK2) der ersten und zweiten Mediumskammer (130,140), wobei
- das Trenn- und Verdrängungsmittel (125, 125A, 125B) als ein in Zusammen spiel mit einem Rückstellmittel (126) aktuierbarer Zylinderstempel (227) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Zylinderstempel (327) einen Kolben (327.1 , 327.2) aufweist, der die erste Druckgeberfläche (124.1) als starre Stempelfläche (AS) gegenüber einer Deckelfläche (DS) der ersten Mediumskammer (130) ausbildet, wobei
- die Stempelfläche (AS) und/oder die Deckelfläche (DS) ein Abstands mittel (400) derart ausbildet, dass das mit gasförmigem Medium beaufschlagba re Volumen (VMK1) der ersten Mediumskammer im oberen Totpunkt (OT) des Kolbens (327.1 , 327.2) im Druckzylinder (320) ein Wirkvolumen (WV) zur Aktu- ierung des Kolbens (327.1, 327.2) mit dem gasförmigem Medium in Form von Druckluft (DL) gegen das Rückstellmittel (126) bietet, wobei
- das Wirkvolumen (WV) mittels eines Einströmvolumens (EV) gebildet ist, das sich bereits im oberen Totpunkt (OT) radial um den Druckanschluss (321) erstreckt. 2. Druckzylinder (120) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmvolumens (EV) derart gebildet ist, dass es sich bereits im oberen Tot punkt (OT) radial um den Druckanschluss (321) erstreckt, und/oder
- axial in den (DS) hinein erstreckt, und/oder
- in einem mittigen Bereich, insbesondere mittels der starren Stempelfläche (AS) und/oder der Deckelfläche (DS), begrenzt ist.
3. Druckzylinder (120) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass sich das Einströmvolumens (EV) radial um den Druckanschluss (321) bis zum Kolbenrand und/oder Rand der Deckelfläche (DS) an der Innenwandung (536) des Druckzylinders (320) erstreckt
4. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmvolumen (EV) mit einem als Druckwirkfläche (WF) ausgebildeten Bereich der starren Stempelfläche (AS) und/oder der De ckelfläche (DS) begrenzt ist, die entlang einer Vertiefung axial in den Kolben körper und/oder axial in die Deckelfläche (DS) verläuft.
5. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwirkfläche (WF) des Einströmvolumens (EV) gewölbt ist, insbesondere kontinuierlich gewölbt ist, insbesondere sich bis zum Kolbenrand des Kolbenkörpers und/oder bis zu dem Rand der Deckelfläche (DS) jeweils an der Innenwandung (536) des Druckzylinders (320) wölbt.
6. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmvolumen (EV) als ein flache Mulde in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche (DS) aus gebildet ist.
7. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmvolumen (EV) mittels einer oberflächenver größernden Struktur in dem zylindrischen Umriss des Kolbenkörpers und/oder der Deckelfläche (DS) ausgebildet ist. 8. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Einströmvolumen (EV) winkelsymmetrisch um eine Zylinderachse der starren Stempelfläche (AS) und/oder der Deckelfläche (DS) verläuft.
9. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- der Kolbenrand der starren Stempelfläche (AS) des Kolbenkörpers ge genüber einem mittigen Bereich der starren Stempelfläche (AS) des Kolbenkör pers zur Bildung des Einströmvolumens (EV) erhöht ist, und/oder
- ein Rand der Deckelfläche (DS) gegenüber einem mittigen Bereich der Deckelfläche (DS) zur Bildung des Einströmvolumens (EV) erhöht ist.
10. Druckzylinder (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenrand ein Kolbenabstandsmittel (420) und/oder die Deckelfläche (DS) ein Deckelabstandsmittel (430) aufweist.
11 . Reinigungsvorrichtung (100) zum Beaufschlagen einer Oberfläche (O) mit einem Mediumspuls (MP), insbesondere einer Oberfläche (O) eines Sen sors (S), vorzugsweise eines optischen Sensors, insbesondere eines Umge bungserfassungssensors (S12), aufweisend:
- einen Druckzylinder (120) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gekennzeichnet durch:
- ein Schaltventil (110), das einen ersten Druckzylinderanschluss (111 ), einen ersten Mediumsquellenanschluss (112) und einen zweiten Düsenanschluss (113) aufweist und ausgebildet ist zum Schalten in einen ersten Schaltzustand (S1 ) und einen zweiten Schaltzustand (S2), wobei
- im ersten Schaltzustand (S1 ) die erste Mediumskammer (130) über den Druckanschluss (121 ) mit dem ersten Mediumsquellenanschluss (112) verbindbar ist, zum Verringern des Volumens (VMK2) der zweiten Medi umskammer (140), und - im zweiten Schaltzustand (S2) die erste Mediumskammer (130) über den Druckanschluss (121 ) mit dem zweiten Düsenanschluss (113) ver bindbar ist, zum Vergrößern des Volumens (VMK2) der zweiten Medi umskammer (140),
- derart, dass die Oberfläche (O) beaufschlagbar ist mit
- einem Mediumspuls (MP) eines flüssigen Mediums (M2), und/oder
- einem Mediumspuls (MP) eines gasförmigen Mediums (M1 ).
12. Reinigungsvorrichtung (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeich net, dass das T renn- und Verdrängungsmittel (125, 125A, 125B) in der ersten Mediumskammer (130) und/oder der zweiten Mediumskammer (140) des Druckzylinders (120) eine erste und/oder zweite Druckgeberfläche (124.1 ,
124.2) aufweist, wobei die erste und/oder zweite Druckgeberfläche (124.1 ,
124.2), unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, insbesondere zur Erzeugung eines Druckunterschieds zur Erzeugung des Mediumspulses.
13. Reinigungsvorrichtung (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, dass das Trenn- und Verdrängungsmittel (125, 125A, 125B) in der ersten Mediumskammer (130) und/oder der zweiten Mediumskammer (140) des Druckzylinders (120) ein Rückstellmittel (126) aufweist, wobei das Rück stellmittel (126) auf Seiten der ersten und/oder zweiten Mediumskammer (130, 140) unterschiedlich druckbeaufschlagbar ist, wobei über das Trenn- und Ver drängungsmittel (125, 125A, 125B) über das Rückstellmittel (126) mit einer Rückstellkraft (FR) beaufschlagbar ist, insbesondere zusätzlich zur Erzeugung des Mediumspulses.
14. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- mittels der ersten Mediumskammer (130) ein impulsartiges Leeren der zweiten Mediumskammer (140) zum ersten Düsenanschluss (123) bewirkbar ist, und/oder
- mittels der Rückstellkraft (FR), insbesondere gegen einen Umgebungsdruck am zweiten Düsenanschluss (113), ein impulsartiges Leeren der ersten Medi- umskammer (130) zum zweiten Düsenanschluss (113) bewirkbar ist, insbeson dere wobei die Oberfläche (O) beaufschlagbar ist mit
- einem Mediumspuls (MP) des flüssigen Mediums (M2), nämlich in dem ersten Schaltzustand mit einem ersten Mediumspuls (MP1), vorzugsweise in Form eines Wasserpulses oder dergleichen Flüssigkeitspuls, und/oder
- einem Mediumspuls (MP) des gasförmigen Mediums (M1), nämlich in dem zweiten Schaltzustand mit einem zweiten Mediumspuls (MP2), vorzugsweise in Form eines Druckluftpulses.
15. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim impulsartigen Leeren der ersten Mediums kammer (130), insbesondere zugleich, die zweite Mediumskammer (140) des Druckzylinders (120) über den Mediumsanschluss (122) mit dem flüssigen Me dium (M2) und/oder dem gasförmigen Medium (M1) befüllbar ist, insbesondere neu befüllbar ist.
16. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
- über das Zylindervolumen (VZ) des Druckzylinders (120) ein durch den Druck zylinder (120) generierbarer Volumenstrom (VS) des gasförmigen und/oder des flüssigen Mediums (M1/M2) festlegbar ist, wobei
- das Trenn- und Verdrängungsmittel (125) ausgebildet ist zum Bewirken eines impulsartigen Leerens der zweiten Mediumskammer (140) zum ersten Düsen anschluss (123).
17. Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Impulsstärke des impulsartigen Leerens der zweiten Mediumskammer (140) über den ersten Düsenanschluss (123) über einen in der ersten Medi umskammer (130) herrschenden Druck des gasförmigen Mediums (M1) steuer bar ist. 18. Druckluftsystem (200) aufweisend mindestens eine Reinigungsvorrich tung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 17 und mindestens einen Sensor (S) eines Sensorsystems (610), wobei der Sensor, insbesondere eine transpa rente Abdeckung (S11) des Sensors (S), eine Oberfläche (O) aufweist, und wo bei
- eine erste Mediumsquelle (MQ1) des Druckluftsystems (200) über eine erste Mediumszuleitung (212) mit dem ersten Mediumsquellenanschluss (112) der mindestens einen Reinigungsvorrichtung (100) verbindbar ist, und
- eine zweite Mediumsquelle (MQ2) über eine zweite Mediumszuleitung (212) mit dem Mediumsanschluss (122) der mindestens einen Reinigungsvorrichtung (100) verbindbar ist, und
- mindestens eine Düse (240) über eine erste Düsenzuleitung (250) mit dem ersten Düsenanschluss (123) und über eine zweite Düsenzuleitung (260) mit dem zweiten Düsenanschluss (113) der mindestens einen Reinigungsvorrich tung (100) verbindbar ist.
19. Druckluftsystem (200) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass
- die mindestens eine Düse (240) mit einer Auslassöffnung für das gasförmige und das flüssige Medium (M1/M2) ausgebildet ist und/oder
- die mindestens eine Düse (240) mit separaten Auslassöffnungen für das gas förmige Medium (M1) und das flüssige Medium (M2) ausgebildet ist.
20. Druckluftsystem (200) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeich net, dass das Druckluftsystem (200) zwei Düsen (240), nämlich eine erste und zweite Düse (D1 , D2) aufweist, wobei
- die erste Düse (D1) über die erste Düsenzuleitung (250) mit dem ersten Dü senanschluss (123) und die zweite Düse (D2) über die zweite Düsenzuleitung (260) mit dem zweiten Düsenanschluss (113) der mindestens einen Reini gungsvorrichtung (100) verbindbar ist, und
- in der ersten Düse (D1 ) das gasförmige Medium (M1 ) und in der zweiten Düse (D2) das flüssige Medium (M2) förderbar ist. 21. Druckluftsystem (200) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mediumsquelle (MQ1) eine Druckluftquelle, ins besondere ein Kompressor (K), ist und die zweite Mediumsquelle (MQ2) ein Fluidtank, insbesondere ein Wassertank (WT), ist, insbesondere
- die erste Mediumsquelle (MQ1) einem anderen Primärzweck dient, insbeson dere der Versorgung einer Pneumatikanlage (630) dient, vorzugsweise der Versorgung einer Luftfederanlage und/oder einer Bremsanlage, und/oder
- die zweite Mediumsquelle (MQ2) einem anderen Primärzweck dient, insbe sondere der Versorgung einer Reinigungsanlage, vorzugsweise einer Schei benreinigungsanlage (620).
22. Reinigungsverfahren (600), unter Verwendung wenigstens einer Reini gungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 17 und/oder einem Druckluftsystem (200) nach einem der Ansprüche 18 bis 21 zum Beaufschlagen einer Oberfläche (O) mit einem Mediumspuls (MP), wobei
- das Schaltventil (110), das einen ersten Druckzylinderanschluss (111), einen ersten Mediumsquellenanschluss (112) und einen zweiten Düsenanschluss (113) aufweist, in einen ersten Schaltzustand (S1) und einen zweiten Schaltzu stand (S2) geschaltet wird, wobei
- im ersten Schaltzustand (S1) die erste Mediumskammer (130) über den Druckanschluss (121) mit dem ersten Mediumsquellenanschluss (112) verbunden wird, zum Verringern des Volumens (VMK2) der zweiten Me diumskammer (140), und
- im zweiten Schaltzustand (S2) die erste Mediumskammer (130) über den Druckanschluss (121) mit dem zweiten Düsenanschluss (113) ver bunden wird, zum Vergrößern des Volumens (VMK2) der zweiten Medi umskammer (140),
- derart, dass die Oberfläche (O) beaufschlagt wird mit
- einem Mediumspuls (MP) eines flüssigen Mediums (M2), und/oder
- einem Mediumspuls (MP) eines gasförmigen Mediums (M1).
23. Fahrzeug (600) mit wenigstens einer Reinigungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder einem Druckluftsystem (200) nach ei- nem der Ansprüche 12 bis 17 und/oder einem Steuersystem (780) mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (790), wobei die Steuer- und/oder Regelein richtung (790) ausgebildet ist, die Schritte des Reinigungsverfahrens (700) An spruch 22 auszuführen.
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