Verteilungseinrichtung und Flüssigkeitsverteilungsaktuator

Die Erfindung betrifft eine Verteilungseinrichtung für einen Flüssigkeitsverteilungsaktuator sowie einen Flüssigkeitsverteilungsaktuator mit einer solchen Verteilungseinrichtung. Es werden zudem eine Reinigungsvorrichtung, ein Fahrzeug sowie eine Verwendung einer Sensoranordnung vorgeschlagen.

Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, eine Wasserverteilung für eine Fahrzeugreinigung zu verbessern, und zwar im Hinblick auf die zunehmende Zahl von Fahrzeugsensoren.

Diese Aufgabe wird durch eine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagene und unter Schutz gestellte Verteilungseinrichtung gelöst. Es wird ferner ein Flüssigkeitsverteilungsaktuator mit einer solchen Verteilungseinrichtung vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 4). Des Weiteren werden eine Reinigungsvorrichtung sowie ein Fahrzeug vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 5 und 6). Des Weiteren werden Verwendungen einer Sensoranordnung vorgeschlagen (vgl. Anspruch 7, Anspruch 10). Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es wird eine Verteilungseinrichtung zur Versorgung einzelner Reinigungsstellen eines Fahrzeugs mit einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit vorgeschlagen.

Die Verteilungseinrichtung weist dabei ein Gehäuse mit einem Zulaufanschluss und mehreren Ablaufanschlüssen auf sowie einen darin angeordneten, elektromotorisch antreibbaren, drehbar verstellbaren Verteiler in Gestalt einer Scheibe, an welcher Flüssigkeitsaufnahme- und Flüssigkeitsführungsmittel ausgeformt sind.

Die Verteilerscheibe ist dabei in definierte Positionen relativ zum Gehäuse drehbar verstellbar, um eine Flüssigkeitsversorgung über die einzelnen Ablaufanschlüsse zu ermöglichen. Die Flüssigkeitsaufnahme- und Flüssigkeitsführungsmittel umfassen dabei eine stirnseitige Radialnut bzw. einen stirnseitigen Radialkanal, welche / welcher die Flüssigkeit zu den gewünschten Stellen der Verteilungseinrichtung steuert bzw. führt.

Unter stirnseitig ist dabei zumindest zu verstehen, dass zu beiden Seiten der Verteilerscheibe bzw. stirnseitig an der Verteilerscheibe je eine Radialnut vorgesehen sein kann, die sich nur um ein bestimmtes Maß in die Verteilerscheibe hinein erstreckt. D.h., dass diese beiden Radialnuten einander gegenüber liegen und durch eine zwischen ihnen liegende Wandung der Verteilerscheibe voneinander getrennt sind.

Alternativ dazu ist unter stirnseitig zu verstehen, dass die Radialnut in Form einer sog. Radialdurchgangsnut ausgeführt sein kann, die sich als solche zwischen zwei Stirnflächen der Verteilerscheibe bzw. von Stirnseite zu Stirnseite der Verteilerscheibe, d.h. in einer Längsrichtung der Verteilerscheibe durch die Verteilerscheibe hindurch bzw. über ihre gesamte Höhe bzw. Dicke erstreckt.

Die Verteilungseinrichtung weist dabei zudem eine Sensoranordnung zur Positionsbestimmung der Radialnut auf.

Die Sensoranordnung weist dabei einen zum Gehäuse ortsfesten Signalgeber sowie einen zur Verteilerscheibe ortsfesten, mit dem Signalgeber zusammenwirkenden metallischen Abschnitt - im Sinne eines Gegenelements zum Signalgeber - auf, welcher etwa magnetisch, bspw. ferromagnetisch ausgeführt sein kann.

In einer Ausführung ist dieser Signalgeber in Gestalt eines induktiven Signalgebers ausgeführt.

In einer weiteren Ausführung ist dieser Signalgeber in Gestalt eines Hall-Gebers ausgeführt. Unter einer Reinigungsstelle kann dabei eine einem Fahrzeugsensor zugeordnete Reinigungsstelle verstanden werden. Dabei muss diese Reinigungsstelle nicht selbst Teil des Sensors sein, sondern sie kann zu diesem beabstandet angeordnet sein, so zum Beispiel eine Stelle auf einer Windschutzscheibe und dergleichen mehr. Die Reinigungsstelle kann aber auch Teil eines Fahrzeugsensors sein, etwa eine einer Kamera zugeordnete Reinigungsstelle. Eine Reinigungsstelle kann aber auch eine andere Stelle des Fahrzeugs sein, die als solche keinem Fahrzeugsensor zugeordnet ist, beispielsweise eine weitere Stelle auf der besagten Windschutzscheibe, eine Stelle auf einem Scheinwerfer und dergleichen mehr.

Unter einer Flüssigkeit bzw. Reinigungsflüssigkeit kann dabei im einfachsten Fall Wasser verstanden werden, vorteilhafterweise jedoch eine wässrige Reinigungsmittellösung, d.h. Wasser in Verbindung mit einem Reinigungsmittelzusatz. Die Reinigungsmittellösung kann dabei zudem vorteilhafterweise ein Gefrier- bzw. Frostschutzmittel enthalten, welches als solches den Gefrierpunkt der Reinigungsmittellösung herabsetzt.

Zur weiteren Veranschaulichung des vorgeschlagenen Wasserverteilungsmechanismus wird hiermit auf die deutschen Patentanmeldungen mit den Anmeldeaktenzeichen DE10 2021 208 936.4 und DE10 2021 210 883.0 verwiesen, auf welchen die vorliegende Offenbarung basiert und zu welchen die vorliegende Offenbarung eine Weiterentwicklung darstellt.

Aus diesen beiden Patentanmeldungen ergeben sich unterschiedliche Ausgestaltungen der Verteilerscheibe und ihrer Radialnut, deren Position es - im Rahmen der vorliegenden Offenbarung - relativ zum Gehäuse der Verteilungseinrichtung zu bestimmen gilt.

Insofern werden diese beiden Patentanmeldungen DE10 2021 208 936.4 und DE10 2021 210 883.0 hiermit auch zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.

Es wird ferner ein Flüssigkeitsverteilungsaktuator vorgeschlagen, welcher eine Verteilungseinrichtung bzw. Distributionseinrichtung der zuvor beschriebenen Art sowie einen Elektromotor zum Antrieb des drehbar verstellbaren Verteilers der Verteilungseinrichtung umfasst.

Zudem wird eine Reinigungsvorrichtung bzw. ein Reinigungssystem für ein Fahrzeug zur Reinigung einer Vielzahl von Reinigungsstellen am Fahrzeug vorgeschlagen, wobei die Reinigungsvorrichtung bzw. das Reinigungssystem zumindest einen Flüssigkeitsverteilungsaktuator der zuvor beschriebenen Art umfasst.

Darüber hinaus wird auch ein Fahrzeug mit einer Reinigungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.

Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches entweder verbrennungsmotorisch und/oder elektromotorisch betrieben wird, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge. Dabei handelt es sich vorzugsweise um teilautonom und insbesondere um vollautonom betriebene Fahrzeuge.

Es wird ferner eine Verwendung einer Sensoranordnung der zuvor beschriebenen Art zur Positionsbestimmung der Radialnut der Verteilerscheibe relativ zu dem sie aufnehmenden Gehäuse vorgeschlagen, wobei zur Positionsbestimmung der Radialnut eine mit der Verteilungseinrichtung fluidisch verbundene Förderpumpe nicht betrieben bzw. für die Zeitdauer der Positionsbestimmung außer Betrieb genommen bzw. nicht angesteuert wird.

Dabei kann die Position der Radialnut in definierten Zeitintervallen und/oder ausgelöst durch ein definiertes Ereignis erneut bestimmt werden.

Es wird ferner eine Verwendung einer Sensoranordnung der zuvor beschriebenen Art zur Positionsbestimmung der Radialnut der Verteilerscheibe relativ zu dem sie aufnehmenden Gehäuse vorgeschlagen, wobei in einer sensorisch erkannten kritischen Position der Radialnut, in welcher der Geber mit dem Gegenelement eine Wechselwirkung aufweist oder eine solche Wechselwirkung ausbleibt und in welcher ein entsprechender Fahrerwunsch zum Beaufschlagen mit Flüssigkeit ausbleibt, ein ungewolltes Beaufschlagen eines der Radialnut in der kritischen Position zugeordneten Ablaufanschlusses der Verteilungseinrichtung mit Flüssigkeit vermieden wird.

Dabei wird das ungewollte Beaufschlagen mit Flüssigkeit vermieden bzw. es unterbleibt, indem eine mit der Verteilungseinrichtung fluidisch verbundene Förderpumpe steuerungssystemseitig abgeschaltet wird.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann das ungewollte Beaufschlagen mit Flüssigkeit vermieden werden bzw. es unterbleibt, indem ein dem Ablaufanschluss zugeordnetes Absperrelement steuerungssystemseitig aktuiert wird. Dabei kann es sich zum Beispiel um ein einer Düse zugeordnetes Absperrelement im Bereich einer Windschutzscheibe handeln.

Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen:

Fig. 1 eine vorgeschlagene Verteilungseinrichtung eines Flüssigkeitsverteilungsaktuators in einer Schnittdarstellung,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Verteilerscheibe in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Gegenelement zum Geber in einer perspektivischen Ansicht,

Der vorgeschlagene Flüssigkeitsverteilungsaktuator A dient der Versorgung einzelner Reinigungsstellen eines Fahrzeugs mit einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit bzw. Reinigungsflüssigkeit.

Der Aktuator A umfasst dabei eine Verteilungs- bzw. Distributionseinrichtung D mit einem bspw. im Wesentlichen zylinderförmigen Gehäuse G, welches z.B. einen ersten Gehäuseteil 2 sowie einen zweiten Gehäuseteil 4 aufweist. Diese beiden Gehäuseteile 2, 4 bilden dabei im gefügten Zustand einen Gehäuseraum aus, in welchem ein Verteiler 6 in Gestalt einer Scheibe mit einer Radialdurchgangsnut DN drehbar verstellbar angeordnet ist (Fig. 1 ). Die beiden Gehäuseteile 2, 4 sowie die Verteilerscheibe 6 sind dabei z.B. aus einem duroplastischen Kunststoff oder einem thermoplastischen Kunststoff - etwa einem PPS-GF-Werkstoff - hergestellt.

Der Aktuator A umfasst ferner einen - hier nicht dargestellten - Elektromotor bzw. E-Motor, welcher bspw. mit dem Gehäuseteil 2 gefügt und verschraubt ist. Das Gehäuseteil 4 hingegen ist mit dem Gehäuseteil 2 bspw. verschraubt. Alternativ zur Verschraubung lassen sich diese Gehäuseteile 2, 4 auch bspw. miteinander verrollen, etwa mittels eines Blechmantels. Eine solche Verrollung könnte dabei bspw. auch den E-Motor mit umfassen. Der E-Motor ist dabei bspw. als Trockenläufer ausgebildet. Alternativ dazu kann der E-Motor auch als Nassläufer ausgeführt sein und dabei einen Spalttopf oder ein Spaltrohr aufweisen, welcher / welches einen Nassraum von einem Trockenraum trennt und in welchem der Rotor des E-Motors von geförderter Flüssigkeit umspült bzw. umströmt ist (Nassraum). Der Stator des E-Motors hingegen liegt dabei im Trockenraum. Eine - hier nicht dargestellte - Welle des E-Motors erstreckt sich dabei durch das Gehäuseteil 2 und ein - hier nicht dargestelltes - Dichtelement, welches im Gehäuseteil 2 angeordnet ist und dabei gegenüber dem Gehäuseteil 2 sowie der Welle abdichtet, bis in den Verteiler 6 bzw. die Verteilerscheibe 6, wobei das - hier nicht dargestellte - Wellenende formschlüssig in die Verteilerscheibe 6 eingreift.

Fig. 1 veranschaulicht zudem eine Sensoranordnung mit einem im Gehäuseteil 2 ortsfest angeordneten Signalgeber Ge, etwa in Gestalt eines induktiven Signalgebers oder eines Hall-Gebers, welcher mit einem in der Verteilerscheibe 6 integrierten metallischen Abschnitt bzw. Gegenelement GEce (GEce = Signalgebergegenelement bzw. Gegenelement zum Signalgeber bzw. Geber Ge) zusammenwirkt, um die Position bzw. Ausrichtung der Verteilerscheibe 6 bzw. der Radialnut DN (DN = Radialdurchgangsnut), welche die Flüssigkeit zu den gewünschten Stellen der Verteilungseinrichtung D bzw. zu den einzelnen Abläufen bzw. Ablaufanschlüssen der Verteilungseinrichtung D steuert bzw. führt, relativ zum Gehäuse G und einer kritischen Position bzw. Ausrichtung ermitteln zu können. Der Signalgeber Ge erstreckt sich dabei von einer ersten Stirnseite des Gehäuseteils 2 bis in einen Bereich nahe einer zweiten Stirnseite des Gehäuseteiles 2, wobei die zweite Stirnseite eine die Verteilerscheibe 6 aufnehmende Kammer mit abgrenzt. Der Signalgeber Ge kann dabei in das Gehäuseteil 2 eingeführt bzw. mit dem Kunststoff des Gehäuseteils 2 umspritzt sein.

Unter einer kritischen Position bzw. Ausrichtung - im Sinne einer absoluten Referenzposition - ist dabei eine Position bzw. Ausrichtung der Verteilerscheibe 6 bzw. der Radialnut RN der Verteilerscheibe 6 relativ zu einem der Abläufe bzw. Ablaufanschlüsse zu verstehen, über weichen z.B. eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs bzw. ein Bereich einer solchen Windschutzscheibe mit der Flüssigkeit bzw. Reinigungsflüssigkeit ungewollt versorgt bzw. beaufschlagt wird, sofern eine Zählung eines Zählers in einer (bzw. zur) Ansteuerung des E-Motors nicht richtig bzw. nicht ordnungsgemäß erfolgt. Ungewollt heißt dabei, dass ein entsprechender Fahrerwunsch zum Beaufschlagen der Windschutzscheibe ausbleibt bzw. nicht vorliegt.

Fig. 2 deutet dabei - im Sinne einer möglichen Ausführungsform - die Erstreckung des in Fig. 1 gezeigten metallischen Gegenelements GEce an, und zwar in Umgangsrichtung der Verteilerscheibe 6. Dieses Gegenelement GEce hat dabei bspw. die Gestalt eines geschlitzten Ringelements, welches vom Kunststoffmaterial der Verteilerscheibe 6 verdeckt bzw. umfasst bzw. umspritzt ist. Daher ist dieses Gegenelement GE _Ge in der Fig. 2 nur angedeutet.

Dieses geschlitzte - bzw. nicht geschlossen umlaufende - ringförmige Gegenelement GE _Ge (Fig. 3) ist dabei derart in der Verteilerscheibe 6 angeordnet, dass die Radialnut DN, welche etwa in Gestalt einer Radialdurchgangsnut (DN = Durchgangsnut) ausgebildet sein kann, in einem Bereich der Verteilerscheibe 6 zwischen den beiden Enden dieses Gegenelements GEce liegt (Fig. 2).

Dabei bewirkt gerade der geschlitzte Bereich des Gegenelements GEce ein Ausbleiben einer Wechselwirkung mit dem Geber Ge, so dass daraus eine Position bzw. Ausrichtung der Verteilerscheibe 6 bzw. der Radialnut DN relativ zum Ge- häuse G bzw. zu den einzelnen Ablaufanschlüssen am Gehäuseteil 4 bestimmt werden kann.

Alternativ zu einer solch ringförmigen, geschlitzten Ausführung kann das Gegenelement GEce auch vergleichsweise kurz ausgeführt und an einer beliebigen Stelle der Verteilerscheibe 6 angeordnet sein (durch die Figuren nicht dargestellt), um in Wechselwirkung mit dem Geber Ge stehen zu können, etwa in einem Bereich nahe der Radialnut DN.

Dabei bewirkt gerade diese Wechselwirkung des Gegenelements GEce mit dem Geber Ge ein zur besagten Bestimmung der Position bzw. Ausrichtung erforderliches Signal.

Zusätzlich oder alternativ zu einem solch zuvor beschriebenen metallischen Abschnitt bzw. Element bzw. Gegenelement, welches vom Kunststoff der Verteilerscheibe 6 umfasst bzw. kunststofftechnisch umspritzt ist, kann auch ein magnetisierter Kunststoffabschnitt bzw. eine magnetisierte Kunststoffspur / Sensorspur an der Verteilerscheibe 6 vorgesehen sein, welcher / welche mit dem Geber Ge entsprechend zusammenwirkt.

Es wird an dieser Stelle nochmals auf die beiden - bereits eingangs erwähnten - deutschen Patentanmeldungen mit den Anmeldeaktenzeichen DE10 2021 208 936.4 und DE10 2021 210 883.0 verwiesen, auf welchen die vorliegende Offenbarung basiert und zu welchen die vorliegende Offenbarung eine Weiterentwicklung darstellt. Insofern werden diese beiden Patentanmeldungen DE10 2021 208 936.4 und DE10 2021 210 883.0 hiermit auch zum Offenbarungsgehalt dieser vorliegenden Beschreibung gemacht.

Die DE 10 2021 208 936.4 offenbart dabei eine Verteilerscheibe 6 mit einer Radialnut bzw. Radialdurchgangsnut DN in Gestalt eines - in Radialrichtung der Verteilerscheibe 6 - geschlossenen Profils, wohingegen die DE 102021 210 883.0 eine Verteilerscheibe 6 mit einer Radialnut bzw. Radialdurchgangsnut DN in Gestalt eines - in Radialrichtung der Verteilerscheibe 6 - offenen Profils offenbart. Es wird vorgeschlagen, die zuvor beschriebene Sensoranordnung zur Positionsbestimmung der Radialnut DN der Verteilerscheibe 6 - relativ zu dem sie aufnehmenden Gehäuse G - zu verwenden und dabei eine mit der Verteilungseinrichtung D fluidisch verbundene Förderpumpe nicht zu betreiben bzw. für die Zeitdauer der Positionsbestimmung außer Betrieb zu nehmen bzw. nicht anzusteuern.

Indem diese Positionsbestimmung regelmäßig bzw. immer wieder durchgeführt wird, etwa in regelmäßigen Zeitinterwallen und/oder initiiert durch definierte Ereignisse, etwa nach einer festlegbaren Anzahl von Fahrzyklen und/oder nach einer festlegbaren Kilometerlaufleistung, wird ein fehlerbehafteter bzw. falscher Schrittbetrieb des E-Motors aufgrund einer falschen Zählung eines Zählers in der (bzw. zur) Ansteuerung des E-Motors vermieden.

Durch eine solche regelmäßig erfolgende Positionsbestimmung lässt sich ein ordnungsgemäßer Schrittbetrieb des E-Motors bzw. eine richtige Zählung des Zählers in der (bzw. zur) Ansteuerung des E-Motors sicherstellen und ein ungewolltes - bzw. seitens eines Fahrzeugführers nicht veranlasstes - Beaufschlagen der Windschutzscheibe vermeiden. Ein solch ungewolltes Ereignis könnte nämlich eine sicherheitskritische Fahrsituation verursachen, welche es zu vermeiden gilt.

Basierend auf der Kenntnis der zuvor beschriebenen kritischen Position der Radialnut DN der Verteilerscheibe 6 im Sinne einer absoluten Referenzposition, lässt sich die Verteilerscheibe 6 ordnungsgemäß elektromotorisch - unmittelbar oder mittelbar - schrittweise drehbar in die gewünschte Position verstellen und ein entsprechend zugeordneter - hier nicht dargestellter - Ablauf bzw. Ablaufanschluss am Verteilergehäuse 4 mit der Flüssigkeit beaufschlagen bzw. versorgen.

Besonders vorteilhaft an der vorgeschlagenen Sensoranordnung ist, dass in Kenntnis der besagten kritischen Position der Radialnut DN einerseits und bei einem Ausbleiben eines Fahrerwunsches zum Beaufschlagen mit Flüssigkeit andererseits ein ungewolltes Beaufschlagen eines der Radialnut DN in der kritischen Position zugeordneten Ablaufanschlusses der Verteilungseinrichtung D mit Flüssigkeit unterbleibt bzw. vermieden wird, indem etwa eine mit der Verteilungseinrichtung fluidisch verbundene Förderpumpe abgeschaltet wird. Zusätzlich oder alternativ dazu ließe sich ein dem Ablaufanschluss zugeordnetes Absperrelement aktuieren, etwa in Gestalt eines einer Düse im Bereich einer Windschutzscheibe zugeordneten Absperrelements. Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombina- tionen ergibt.