DE10232226A1

DE10232226A1 - Flüssigkeitsventil, insbesondere für eine Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit bei Fahrzeugen, sowie Reinigungssystem für Fahrzeugscheiben mit einem solchen Flüssigkeitsventil

Info

Publication number: DE10232226A1
Application number: DE2002132226
Authority: DE
Inventors: Uwe Lasebnick; Benjamin Dietz
Original assignee: Valeo Auto Electric Wischer und Motoren GmbH
Current assignee: Valeo Wischersysteme GmbH
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-01-29

Abstract

In einem Ventilgehäuse eines Flüssigkeitsventils ist ein Ventilraum mit einem Flüssigkeitseinlaß und einer Membrane gebildet, die den Ventilraum in zwei Teilräume oder Kammern unterteilt und in einem Ruhezustand einen ersten Flüssigkeitsauslaß des Ventilraumes verschließt und einen zweiten Flüssigkeitsauslaß des Ventilraumes freigibt sowie in einem zweiten aktivierten Zustand den ersten Auslaß freigibt und den zweiten Auslaß verschließt. Die Änderung des Zustandes der Membrane erfolgt durch den Flüssigkeitsdruck am Einlaß.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeitsventil gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Reinigungssystem für Fahrzeugscheiben gemäß Oberbegriff Patentanspruch 12.
Beispielsweise bei Reinigungs- oder Waschanlagen bzw. -systemen, die in Fahrzeugen und dabei insbesondere auch in Straßenfahrzeugen zum Ausbringen einer Reinigungsflüssigkeit (Wasser oder Waschwasser mit Reinigungs- und/oder Frostschutzmittel) auf Fahrzeugscheiben verwendet werden, besteht vielfach die Notwendigkeit, insbesondere auch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unterschiedliche, aus den Düsen austretende Waschstrahlen zu erzeugen, um optimale Reinigungsergebnisse zu erhalten. Dies wird derzeit in der Regel durch Gruppen unterschiedlicher Düsen erreicht, die durch gesonderte Pumpen einer Versorgungseinheit mit der Reinigungs- oder Waschflüssigkeit versorgt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flüssigkeitsventil aufzuzeigen, welches bei einem einfachen Aufbau und hoher Betriebssicherheit gesteuert das Verteilen einer über einen Einlaß zugeführten Flüssigkeit wahlweise auf wenigstens einen ersten Auslaß und auf wenigstens einen zweiten Auslaß ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Flüssigkeitsventil entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Reinigungssystem für Fahrzeugscheiben ist gemäß Patentanspruch 12 ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsventil ermöglicht es, bei einer kleinen, kompakten Bauform und einfacher sowie betriebssicherer Bauweise ohne zusätzliche Steuermittel, insbesondere auch ohne Steuerleitungen usw., allein druckgesteuert den Einlaß wahlweise mit dem wenigstens einen ersten Auslaß oder dem wenigstens einen zweiten Auslaß zu verbinden. Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsventil kann in besonders vorteilhafter Weise auch bei Reinigungs- oder Waschanlagen bzw. -Systemen zur Reinigung von Fahrzeugscheiben (Fahrzeugfront- oder Heckscheiben, Scheinwerferscheiben usw.) zur wahlweisen Ansteuerung von Düsen mit unterschiedlicher Strahlform verwendet werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Diese Figuren zeigen in sehr vereinfachter schematischer Darstellung den funktionellen Aufbau eines Flüssigkeitsventils gemäß der Erfindung in zwei unterschiedlichen Zuständen.
Das in den 1 und 2 allgemein mit 1 bezeichnete Flüssigkeitsventil besteht aus einem Gehäuse 2, dessen Innenraum 3 durch eine Membrane 4 in zwei Teilräume oder Kammern 3' und 3'' unterteilt wird, die bei der dargestellten Ausführungsform in Abhängigkeit von der Stellung der Membrane 4 jeweils ein unterschiedliches Volumen aufweisen.
Die Membrane 4 ist an ihrem gesamten Umfang an einer Umfangswand 2' des Gehäuses 2 abgedichtet gehalten, und zwar derart, daß sie durch unterschiedliches Wölben die in den Figuren dargestellten Zustände einnehmen kann.
In die in den Figuren untere Kammer 3' mündet seitlich ein Einlaß 5. Weiterhin ist im Bereich dieser Kammer 3' ein erster Auslaß 6 vorgesehen, dem innerhalb der Kammer 3' ein erster Ventilsitz 7 für die als Ventil- oder Schließkörper wirkende Membrane 4 zugeordnet ist. Der ringförmige Ventilsitz 7 liegt in einer Ebene senkrecht zu einer Membran-Mittelachse M, die durch die Mitte der Membrane 4 und senkrecht zu den Oberflächenseiten dieser Membrane verläuft.
Dem Auslaß 6 achsgleich gegenüberliegend ist an der oberen Stirnseite 2''' des Gehäuses 2 ein zweiter Auslaß 8 vorgesehen, dem in der 3-n den Figuren oberen Kammer 3'' ein zweiter Ventilsitz 9 zugeordnet ist, der ebenfalls mit der Membrane 4 zusammenwirkt. Die Achse des ringförmigen Ventilsitzes 9 ist wiederum achsgleich mit der Membran-Mittelachse M vorgesehen. Weiterhin liegt der ringförmige Ventilsitz 9 in einer Ebene senkrecht zu dieser Membran-Mittelachse M.
Bei der dargestellten Ausführungsform besitzen die beiden Auslässe 6 und 8 gleichen Querschnitt. Der Einlaß 5 besitzt einen gegenüber dem Querschnitt der Auslässe 6 und 8 etwas vergrößerten Querschnitt. Die beiden Kammern 3' und 3'' sind durch zwei Strömungskanäle 10 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Gesamtquerschnitt dieser Kanäle 10 kleiner als der Strömungsquerschnitt des Einlasses 5.
Die Membrane 4 ist so ausgebildet, daß sie im Ruhezustand, d. h. bei keinem oder nur geringem Flüssigkeitsdruck in der Kammer 3' gegen den Ventilsitz 7 dicht anliegt und dadurch den Auslaß 6 sperrt. Die Membrane weist dabei bei der dargestellten Ausführung eine kugelkalottenförmige Formgebung auf. Dieser Ruhezustand wird auch beibehalten, wenn ein anfänglich niedriger Druck in der Kammer 3' anschließend kontinuierlich erhöht wird.
Wird der Druck in der Kammer 3 stoßartig über einem bestimmten Schwellwert erhöht, und zwar durch Erhöhung des Druckes der über den Einlaß 5 zugeführten Flüssigkeit, so nimmt die Membrane 4 den in der 2 dargestellten Zustand ein, in welchem sie gegen den Ventilsitz 9 anliegt und dadurch den Auslaß 8 sperrt, so daß die über den Einlaß 5 zugeführte Flüssigkeit dann an den Auslaß 6 gelangt. Dieser Zustand wird aufrecht erhalten, solange ein gewisser Mindestdruck anliegt. Die Membrane weist bei der dargestellten Ausführung auch in diesem Zustand eine kugelkalottenförmige Formgebung auf.
Abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführung ist es beispielsweise möglich, anstelle der Verbindungskanäle 10 oder zusätzlich zu diesen eine oder mehrere Öffnungen 11 der Membrane 4 vorzusehen, die dann die Funktion dieser Kanäle 10 übernehmen.
Das Flüssigkeitsventil 1 eignet sich insbesondere auch zur Verwendung in Reinigungsanlagen oder -systemen zum Reinigen von Fahrzeugscheiben. Allein durch Änderung des Druckes des dem Einlaß 5 von einer Waschwasserversorgungseinheit 12 mit Pumpe 13 zugeführten flüssigen Reinigungs- oder Waschmediums erfolgt ein Umschalten aus dem Ruhezustand der 1 in den Zustand der 2. Durch dieses Umschalten lassen sich dann durch unterschiedliche Düsen 14 und 15, die über den Auslaß 6 bzw. 8 versorgt werden, unterschiedliche Strahlformen für das z. B. auf eine Fahrzeugfrontscheibe ausgebrachte Reinigungsmedium erzeugen, z. B. in auch Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Das Flüssigkeitsventil 1 ist bei dieser Anwendung in der Versorgungsleitung der Düsen 14 und 15 vorgesehen, und zwar beispielsweise in unmittelbarer Nähe der Düsen. Der Einlaß 5 ist über die Versorgungsleitung mit der Pumpe 13 verbunden. Bei Verwendung von nur einer Pumpe 13 sind damit z.B. in der Strahlform und im Druck unterschiedliche Strahlen für die Reinigungsflüssigkeit möglich.
Die wesentlichen Vorteile des Flüssigkeitsventils 1, welches auch als Umschaltventil bezeichnet werden kann, lassen sich, wie folgt, zusammenfassen:

1. Für die Steuerung des Flüssigkeitsventils, d. h. für das Umschalten zwischen den beiden Auslässen 6 und 8 sind keine zusätzlichen Steuermittel, insbesondere auch keine zusätzlichen Steuerleitungen erforderlich.
2. Das Umschalten zwischen den beiden Auslässen erfolgt allein durch den Flüssigkeitsdruck.
3. Das Flüssigkeitsventil 1 besitzt einen sehr einfachen Rufbau, d. h. es besteht im wesentlichen nur aus der Membrane 4 und dem Ventilgehäuse 2. Das Flüssigkeitsventil 1 ist daher besonders betriebssicher und kann auch einfach und preiswert gefertigt werden.
4. Der Auslaß 6 wirkt auch als Rückschlagventil, d. h. im Ruhezustand ist dieser Auslaß geschlossen, so daß auch keine Flüssigkeit in das Ventil zurückfließen kann.
5. Durch entsprechende Dimensionierung der Verbindungen 10 im Vergleich insbesondere zu dem Auslaß 8 bzw. zu dem Querschnitt der mit diesem Auslaß verbundenen Düse oder Düsen läßt sich erreichen, daß in jedem Zustand des Flüssigkeitsventils 1 der maximale Flüssigkeitsdruck möglich ist, ohne daß ein Umschalten von dem Zustand der 1 in den Zustand der 2 erfolgt, das Umschalten vielmehr durch stoßförmiges oder abruptes Erhöhen des Flüssigkeitsdruckes erzielt wird.
6. Der Strömungswiderstand in einem System, beispielsweise in dem dargestellten Versorgungssystem für Reinigungsdüsen 14 und 15 wird durch das Einfügen des Flüssigkeitsventils 1 in dieses System nur vernachlässigbar erhöht, so daß ein merklicher Druckverlust an den Düsen 14 und 15 sowie eine merkliche Reduzierung der Durchflußmenge an Reinigungsflüssigkeit nicht eintritt.
7. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht in einer kleinen, kompakten Bauform, so daß ein Unterbringen des Flüssigkeitsventils 1 insbesondere auch bei einer Reinigungs- oder Waschanlage für Fahrzeugscheiben in unmittelbarer Nähe der Düsen 14 und 15 kein Problem bereitet.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind.

1: Flüssigkeitsventil
2: Ventilgehäuse
2': Umfangswand
2'', 2''': Gehäusestirnwand
3: Gehäuseinnenraum
3', 3'': Kammer
4: Membrane
5: Einlaß
6: Auslaß
7: Ventilsitz
8: Auslaß
9: Ventilsitz
10: Verbindungskanal
11: Öffnung
12: Waschwasserversorgungseinheit
13: Pumpe
14, 15: Düse
M: Membran-Mittelachse

Claims

Flüssigkeitsventil, insbesondere für eine Reinigungs- und Waschflüssigkeit bei Fahrzeugen, gekennzeichnet durch einen in einem Ventilgehäuse (2) gebildeten Ventilraum (3), mit einer in dem Ventilraum (3) angeordneten und diesen in wenigstens zwei Teilräume oder Kammern (3', 3'') unterteilende Membrane (4), durch wenigstens einen an einer Kammer (3') vorgesehenen ersten Auslaß (6), durch wenigstens einen an der anderen Kammer (3'') vorgesehenen zweiten Auslaß (8), durch den Auslässen (6, 8) zugeordnete Ventilsitze (7, 9), die mit der Membrane (4) zum Schließen des zugeordneten Auslasses (6, 8) zusammenwirken, durch wenigstens einen Einlaß (5) in eine der Kammern (3') sowie durch wenigstens eine Strömungsmittelverbindung (10, 11), die die Kammern (3', 3'') miteinander verbindet, wobei die Membrane (4) in einem ersten Zustand (Ruhezustand) zum Verschließen des wenigstens einen ersten Auslasses (6) gegen den Ventilsitz (7) dieses Auslasses anliegt und durch erhöhten Flüssigkeitsdruck am Einlaß (5) oder in der mit dem Einlaß verbundenen Kammer (3') in einen zweiten Zustand bewegbar ist, in dem die Membrane (4) zum Verschließen des wenigstens einen zweiten Auslasses (8) gegen dessen Ventilsitz (9) anliegt.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (7) des wenigstens einen ersten Auslasses (6) und der Ventilsitz (9) des wenigstens einen zweiten Auslasses (8) sich bezogen auf die Membrane (4) diametral gegenüberliegen oder achsgleich miteinander angeordnet sind.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (7, 9) des wenigstens einen ersten Auslasses (6) und des wenigstens einen zweiten Auslasses (8) sich in einer Achsrichtung (M) gegenüberliegen, die gleich oder in etwa gleich der Mittelachse (M) der Membrane ist.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (4) an ihrem Umfang in dem Ventilgehäuse (2) eingespannt ist und radial innen liegend mit den Ventilsitzen (7, 9) zusammenwirkende Ventilflächen bildet.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (5) mit der den ersten Ventilsitz (7) aufweisenden Kammer (3') verbunden ist.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverbindung zwischen den Kammern (3', 3'') von wenigstens einem Flüssigkeitskanal (10) gebildet ist.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverbindung zwischen den beiden Kammern (3', 3'') von wenigstens einer Öffnung (11) in der Membrane (4) gebildet ist.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (4) durch einen Druckstoß aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand bewegbar ist.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Einlasses (5) größer ist als der Strömungsquerschnitt der Flüssigkeitsverbindung (10, 11) zwischen den beiden Kammern.
Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane im ersten und/oder zweiten Zustand jeweils zumindest in einer Querschnittsebene kreisbogenförmig oder annähernd kreisbogenförmig gekrümmt ist.
Flüssigkeitsventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (4) im ersten und/oder zweiten Zustand kugelkalottenartig gekrümmt ist.
Reinigungssystem für Fahrzeugscheiben mit einem solchen Flüssigkeitsventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (5) des Flüssigkeitsventils (1) an eine Versorgungseinheit für die Reinigungsflüssigkeit angeschlossen ist, und daß die Auslässe (6, 8) jeweils mit wenigstens einer Düse (14, 15) zur Abgabe eines Strahles der Reinigungsflüssigkeit verbunden sind.