用于向泵的吸入侧供应空气的装置、具有这种装置的部件单元、以及刮水器系统
阅读说明：本技术 用于向泵的吸入侧供应空气的装置、具有这种装置的部件单元、以及刮水器系统 (Device for supplying air to the intake side of a pump, component unit having such a device, and wiper system ) 是由 迈尔克·巴斯 菲利克斯·法恩勒 沃尔夫冈·肖尔 于 2020-03-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于向刮水器系统(100)的泵(10)的吸入侧(12)供应空气的装置(50),所述装置(50)包括用于吸入空气的吸入通道(60),所述吸入通道(60)能够连接到泵(10)的吸入侧(12)。装置(50)实现为与泵(10)分开的部件,并且包括用于将装置(50)与用于洗涤流体(3)的供应容器(14)连接的连接区域(52),并且具有用于泵(10)的吸嘴(24)的附加连接区域(54),止回阀(62)设置在吸入通道(60)中,所述止回阀(62)被设计成根据泵(10)的吸嘴(24)上的负压(P)打开和关闭,由此,当所述止回阀(62)打开时,空气可以进入泵(10)的吸嘴(24)的区域,并且当止回阀(62)关闭时,不吸入空气。(The invention relates to a device (50) for supplying air to a suction side (12) of a pump (10) of a wiper system (100), the device (50) comprising a suction channel (60) for sucking in air, the suction channel (60) being connectable to the suction side (12) of the pump (10). The device (50) is realized as a separate component from the pump (10) and comprises a connection area (52) for connecting the device (50) with a supply container (14) for washing fluid (3) and has an additional connection area (54) for a suction nozzle (24) of the pump (10), a non-return valve (62) being provided in the suction channel (60), said non-return valve (62) being designed to open and close in dependence on a negative pressure (P) on the suction nozzle (24) of the pump (10), whereby, when said non-return valve (62) is open, air can enter the area of the suction nozzle (24) of the pump (10) and, when the non-return valve (62) is closed, no air is sucked in.)
背景技术
本发明涉及一种用于向刮水器系统的泵的吸入侧供应空气的装置，该装置具有权利要求1的前序部分的特征。此外，本发明涉及一种具有根据本发明的装置的部件单元并且涉及一种刮水器系统。
从申请人随后公开的DE 10 2018 113 951 A1中已知一种具有权利要求1的前序部分的特征的用于向泵的吸入侧供应空气的装置。已知的装置用于在泵的吸入侧向泵供应空气，使得泵藉由空气将吸入的液体清洁介质混合并且可以将其作为清洁泡沫输送到车窗区域中。使用这种清洁泡沫代替液体清洁介质具有的优点是在具有同等的清洁性能的情况下减少了清洁介质的消耗，这例如使得用于(液体)清洁介质的储存容器的总体尺寸和重量的减小。为此，在已知的装置中，将此设置为泵的吸入侧或吸嘴的一体式组成部分。换言之，这意味着泵的与泵相连的吸嘴同时被设计用于供应空气。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1的特征的用于向刮水器系统的泵的吸入侧供应空气的装置的优点在于它形成为独立于泵或泵的吸嘴的部件，并且因此适用于通常不向吸入侧提供空气供应或具有常规吸嘴的泵。结果是，使得一种模块化系统成为可能，其中具有同一个吸嘴的同一个泵在第一种情况下仅以常规方式使用以供应液体清洁介质，并且在另一种情况下，可以藉由根据本发明的装置进行配置以供应清洁泡沫。
在此背景下，根据本发明的权利要求1的教导因此提出，用于供应空气的装置被设计为与泵分开的部件并且包括用于将装置连接到用于洗涤流体的供应容器的连接区域和用于泵的吸嘴的附加连接区域，并且止回阀布置在用于空气的吸入通道中，所述止回阀被设计成根据泵的吸入嘴上的负压而打开和关闭，其中，当所述止回阀打开时，空气可以进入泵的吸嘴的区域，并且当止回阀关闭时，不吸入空气。
止回阀可以设计为弹簧加载的止回阀或设计为在关闭方向上由环境压力加载的所谓鸭嘴阀形式的止回阀。在第一种阀中，作用在止回阀上的关闭力由弹簧的关闭力和止回阀的与泵的吸入侧相连的一侧与环境压力之间的压力差组成。
因此，根据本发明的教导的这种配置不仅允许将根据本发明的装置设计为可以适于泵的单独的部件，而且藉由改变止回阀上的压力还可以控制空气进入泵的吸入侧，其中避免了空气或清洁流体从止回阀到周围环境的反向流动。
在从属权利要求中列出了根据本发明的用于将空气供应到刮水器系统的泵的吸入侧的装置的有利发展。
在该装置的一个优选设计配置中，提供的是，吸入通道包括第一区段，止回阀布置在该第一区段中，并且第一区段连接到第二区段，该第二区段形成用于泵的吸嘴的附加连接区域的一部分。
在最后提出的发展中，提供的是，吸入通道的第二区段被设计成径向包围泵的吸嘴，以形成供应间隙，其中供应间隙连接到泵的吸入侧。这种配置特别具有的优点是，在装置中不必设置孔等以使来自止回阀的空气在泵的吸入侧的方向上通过。代替地，供应间隙特别是可以由在用于供应空气的装置的附加连接区域和泵的吸嘴的外周中的纵向凹槽形成。
进一步优选的改进涉及吸入的液体的流体引导，其方式为使得液体在吸入时在吸嘴的方向上加速。作为加速的结果，实现了与环境压力或大气压力相比降低的压力，该压力一直作用到止回阀并且允许空气被吸入止回阀。为此，该装置提供了一种元件，该元件包括截面收缩部，该截面收缩部用作要布置在附加连接区域中的用于洗涤流体的节流阀。此外，还提到，藉由节流阀中的截面或孔径，还可以影响由止回阀吸入的空气的体积，因此也影响泡沫成分。
为了能够非常简单地将节流作用适配于相应的使用情况或相应的泵，而无需为此装置使用单独的(注塑)工具，可以提供的是，元件(具有截面收缩部)呈套筒形并且以密封方式布置在附加连接区域中。
在止回阀的优选改进中，止回阀设计为鸭嘴阀。
在用于供应空气的装置的优选改进中，该装置具有由橡胶材料或热塑性弹性体制成的基体，从而可以省去用作相对于罐的密封件的单独元件。
为了避免异物等经由装置吸入并到达泵的吸入侧并因此损害泵的功能，另外可以提供的是，例如，过滤元件，设置在止回阀的背离吸入通道的一侧上。
本发明还包括一种部件单元，包括用于从供应容器吸入洗涤流体的泵，其中泵具有吸嘴，以及在此范围内描述的根据本发明的装置，其中泵的吸嘴突出到装置的附加连接区域中。换言之，这意味着部件单元由两个部件形成，首先是泵，其次是根据本发明的装置，其中两个单独的部件经由泵的吸嘴彼此连接。
可替代地，本发明还包括一种部件单元，该部件单元包括用于洗涤流体的供应容器以及在此范围内描述的根据本发明的装置，其中供应容器的开口密封包围装置的连接区域。这种同样由彼此连接的两个单独部件组成的部件单元随后可以组装在泵的吸嘴上以形成整体单元。
此外，本发明还包括一种用于清洁车窗的刮水器系统，具有用于洗涤流体的供应容器，具有用于从供应容器吸入洗涤流体的泵，并且具有用于将清洁介质从泵的压力侧供应到喷射装置的至少一个管道，其中喷射装置被设计为在至少一个刮水器刮片的刮水区域中将清洁介质喷射到车窗上，并且其中，泵的吸入侧至少间接地连接到用于供应空气的装置，使得泵的吸入侧除了吸入洗涤流体之外还从泵吸入空气，以便在压力侧从洗涤流体和空气产生泡沫状清洁介质。根据本发明的刮水器系统用于供应空气的装置具有止回阀，该止回阀被设计为根据泵的吸入侧上的负压打开和关闭，其中当止回阀打开时，空气可以进入泵的吸嘴区域，并且当止回阀关闭时，不吸入空气。
在此范围内描述的刮水器系统的发展中，提供的是，泵被设计成优选地经由至少一个叶片元件等使洗涤流体与所吸入的空气一起发泡。为此，特别提供的是，泵设计为叶片单元泵。
在刮水器系统的喷射装置方面也有不同的配置。在第一配置中，喷射装置可以具有集成在至少一个刮水器刮片中的至少一个喷嘴(“Aqua Blade”)。作为为此的替代方案，还可以提供的是，喷射装置具有与至少一个刮水器刮片分开的至少一个喷嘴。
附图说明
本发明进一步的优点、特征和细节可以从优选示例性实施例的以下描述以及通过使用附图得到，在附图中：
图1示出了用于清洁前车窗的刮水器系统的简化图示，
图2示出了部件单元的示意图示，包括用于清洁介质的供应容器和用于供应空气的装置，
图3示出了相对于图2修改的部件单元，包括泵和连接到泵的吸嘴的用于供应空气的装置，
图4以纵向截面示出了根据图3的部件单元的子区域，并且
图5示出了展示藉由根据本发明的用于供应空气的装置吸入空气的动作的流程图。
具体实施方式
图中相同的元件或具有相同功能的元件具有相同的附图标记。
在图1中，展示了用于清洁车窗1(在示例性实施例中为前车窗)的刮水器系统100的重要组成部分。刮水器系统100例如包括两个刮水臂102、103，刮水器刮片105、106可更换地固定到两个刮水器臂，刮水器刮片可以藉由未示出的驱动器(挡风玻璃刮水器马达)在下反向位置UT和上反向位置OT之间来回枢转，以清洁车窗1。
为了将清洁泡沫形式的清洁介质2施加到车窗1，两个刮水器刮片105、106中的每个刮水器刮片例如在其上具有沿纵向方向彼此间隔开的多个喷嘴108。作为其替代方案，也可以提供的是，两个刮水器刮片105、106中的每个刮水器刮片被指配有布置在固定位置中的喷嘴109。喷嘴108和109因此均形成喷射装置110。
清洁介质2藉由呈软管5形式的至少一个液压管道供应到喷嘴108和109，该软管连接到泵10的压力侧8。泵10经由其吸入侧12吸入储存在供应容器14中的液体洗涤流体3，可以向洗涤流体3添加添加剂、特别是发泡剂。泵10形成为叶片单元泵，并且为此目的具有可旋转地布置在泵10中的至少一个叶片(未展示)。泵10的以压力嘴形式设计的压力侧8位于泵10的一侧，优选地刚好在吸入侧12上方。此外，泵10具有仅象征性地展示出的连接插头9。
下面将通过使用图2和图3解释具有供应容器14的泵10的各种布置。图2展示了部件单元20，其包括供应容器14和用于从泵10的吸入侧12供应空气的装置50。为此，供应容器14在一个壁中具有开口22，装置50突出到开口中，装置50相对于开口22被密封。可以通过将泵10连接到装置50以形成用于车辆的功能安装单元来完成部件单元20。重要的是，装置50形成为与泵10分开的部件。
图3示出了相对于图2修改的部件单元30，除了包括泵10之外，部件单元还包括用于向泵10的吸入侧12供应空气的装置50。装置50在其外周上具有连接区域52，该连接区域被设计成插入到供应容器14的开口22中，以形成密封连接，以便因此完成用于车辆的功能安装单元。这里，装置50也形成为与泵10分开的部件。
图4以放大图示示出了装置50的区域和泵10的面向部件单元30中的装置50的端部。特别地，可以看出，装置50具有由橡胶材料或比如Santopren的热塑性弹性体构成的基体51，该基体具有以通道开口形式设计的附加连接区域54，泵10的吸入侧12通过吸嘴24突出到该附加连接区域中。在吸嘴24的纵向方向上，在附加连接区域54中，跟随有套筒形元件56，该套筒形元件形成为由塑料制成的注塑件并且其外周以密封方式搁置在装置50的附加连接区域54的壁上。套筒形元件56具有截面收缩部58形式的通道开口，洗涤流体3经由该通道开口到达泵10的吸入侧12。因此，从流体的角度来看，截面收缩部58形成用于洗涤流体3的节流阀。
装置50具有用于向泵10的吸入侧12供应空气的吸入通道60。吸入通道60具有第一区段61，第一区段与泵10的吸嘴24成直角延伸并且靠近泵10的泵壳26布置。大致至少部分圆锥形的止回阀62布置在第一区段61内，止回阀设计为所谓的鸭嘴阀的形式，其允许来自周围的空气被吸入到吸入通道60中。为了避免经由止回阀62将异物或污垢吸入到吸入通道60中，止回阀62的吸入区域在止回阀62的背离吸入侧12的一侧上额外地被过滤元件65覆盖。
第一区段61连接到吸入通道60的第二区段66，第二区段进而连接到泵10的吸入侧12。通过示例的方式，第二区段66在装置50的附加连接区域54中以纵向凹槽68的形式设计，该区域布置在吸嘴24的与止回阀62相反的一侧上。第二区段66在附加连接区域54的纵向方向上与吸入通道60的第一区段61相交并且因此连接到第一区段61。第二区段66刚好在吸嘴24下方但在套筒形元件56的前面结束，使得经由吸入通道60吸入的空气可以直接进入吸嘴24。
当止回阀62打开时，(环境)空气经由吸入通道60进入泵10的吸入侧12或吸嘴24的区域，泵10经由套筒形元件56从供应容器14吸入洗涤流体3同时吸入空气。通过将洗涤流体3与由泵10的上述叶片元件携带的空气混合和旋流(其结果是发泡以期望方式进行)，洗涤流体3与空气一起从泵10的吸入侧12到达泵的压力侧8。因此在压力下的泡沫状清洁介质2存在于泵10的压力侧8上，以便被输送到喷嘴108、109。
在泵10运行期间，特别是其叶片元件连续旋转期间，止回阀62根据吸入侧12和吸入通道16上出现的压力P1以及止回阀62和装置50外部出现的环境压力P2并且基于由压力P1和P2产生的力周期性地打开和关闭。如果泵10被接通，则吸入侧12和吸入通道60上的压力P1相比于压力P2开始突然下降。这使得止回阀62打开，使得环境空气经由吸入通道60到达吸入侧12或吸嘴24。与接通相比，这进而使得压力P1降低，直到仍然存在于P1和P2之间的压力差被过度补偿，使得止回阀62关闭。这进而使得吸入侧12上的压力突然降低，即压力P1进而以使止回阀62再次打开的方式降低。止回阀62的循环打开和关闭与因此环境空气在泵10的吸入侧12的方向上的循环吸入之间的这种关系在图5中展示。展示了止回阀62随着时间t的循环打开和关闭(值A)。在展示的示例中，与该示例相关的循环比是1:4，即在泵10的操作期间的25％中止回阀62打开。
在不脱离本发明的思想的情况下，可以以多种方式修改在此范围内描述的刮水器装置100和装置50。对本发明重要的是，装置50形成为与泵10和供应容器14分开的部件，装置50被布置为供应容器14和泵10之间的中间元件。
附图标记清单
1 车窗
2 清洁介质
3 洗涤流体
5 管道
8 压力侧
9 连接插头
10 泵
12 吸入侧
14 供应容器
16 叶片
20 部件单元
22 开口
24 吸嘴
26 泵壳
30 部件单元
50 用于供应空气的装置
51 基体
52 连接区域
54 附加连接区域
56 套筒形元件
58 截面收缩部
60 吸入通道
61 第一区段
62 止回阀
65 过滤元件
66 第二区段
68 纵向凹槽
100 刮水器系统
102 刮水臂
103 刮水臂
105 刮水器刮片
106 刮水器刮片
108 喷嘴
109 喷嘴
110 喷射装置
UT 下反向位置
OT 上反向位置
P1 压力
P2 环境压力
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