Vorrichtung zur Verteilung von Waschwasser mit Multiventil

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Verteilung von Waschwasser auf mehrere Abnehmer in einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung einen Waschwasserzulauf und eine Mehrzahl von mit dem Waschwasserzulauf koppelbaren und zu den verschiedenen Abnehmern führenden

Waschwasserabläufen aufweist. In Fahrzeugen, speziell im Automotive-Bereich gibt es mehrere Abnehmer für Waschwasser, z. B. für die Windschutz- oder die Heckscheibe oder die

Scheinwerfer. Zukünftig wird die Zahl dieser Verbraucher sogar noch zunehmen, weil im Zusammenhang mit der Tendenz zum autonomen Fahren weitere

Einrichtungen in einem Fahrzeug regelmäßiges Säubern mit Waschwasser erfordern, etwa Kameras oder Sensoren. Nach Stand der Technik wird jeder Abnehmer von einer separaten Vorrichtung mit Waschwasser versorgt, was zugleich bedeutet, dass Aggregate wie Tanks, Pumpen, Motoren, Steuerungen oder Sensoren vielfach vorhanden sind. Dies ist nicht nur mit hohen Kosten sondern auch mit dem Nachteil verbunden, dass von dem ohnehin knappen Platz in einem modernen Fahrzeug weiterer Raum verloren geht. Aus der DE 10 2015 1 16 824.3 ist bereits eine auch als Wasserweiche beschriebene Vorrichtung zur Steuerung der Verteilung von Waschwasser auf mehrere Abnehmer in einem Fahrzeug bekannt. Diese Wasserweiche weist einen Waschwasserzulauf und eine Mehrzahl von mit dem Waschwasserzulauf koppelbaren und zu den

verschiedenen Abnehmern führenden Waschwasserabläufen auf.

Es stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Steuerung der Verteilung von Waschwasser auf mehrere Abnehmer in einem Fahrzeug zu schaffen, die sich durch besonders hohe Effektivität und Präzession bei der Verteilung von Waschwasser auf die Abnehmer auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass den

Waschwasserabläufen jeweils ein Ventil zugeordnet ist, das in Abhängigkeit von der Stellung eines in dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneten

Rotationskörpers zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verstellbar ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Verteilungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von

Ventilen, welche jeweils einem gesonderten Waschwasserablauf zugeordnet sind. Verantwortlich für das Verstellen der Ventile zwischen ihrer Öffnungs- und ihrer Schließstellung ist ein zur Bedienung sämtlicher Ventile dienender

Rotationskörper, welcher durch seine Stellung die Ventile und somit das

Waschwasser zwischen dem Zulauf und betreffenden Ablauf freigibt oder schließt.

Damit erfolgt die Steuerung der Verteilung des Waschwassers auf mehrere Verbraucher wie Windschutz- und Heckscheibe, Scheinwerfer, Kameras,

Sensoren etc., indem nach Bedarf der Waschwasserzulauf mit demjenigen

Waschwasserablauf im Rahmen einer Aktivstellung gekoppelt wird, der zu dem betreffenden Abnehmer führt, den es mit Wasser zu versorgen gilt. Wird also etwa Waschwasser für die Säuberung der Frontscheibe benötigt, kommt es zu einer Kopplung/Aktivstellung zwischen dem Waschwasserzulauf und dem betreffenden Waschwasserablauf, der zu diesem Verbraucher führt. Gleich mehrere Aggregate können mit dieser Wasserweiche eingespart werden, weil Tank, Pumpe, Motor, Steuerung etc. nur ein einziges Mal oder zumindest in reduzierter Anzahl vorhanden zu sein brauchen.

Dass der jeweilige Waschwasserablauf in Abhängigkeit von der Stellung des als Nockenwelle ausgebildeten Rotationskörpers mit dem Waschwasserzulauf koppelbar ist, ermöglicht dann eine besonders präzise wie effektive Verteilung durch eine solche Wasserweiche, für welche die Ausbildung der Nockenwelle eine zentrale Rolle spielt. Über die den Absperrkörper der Ventile durchlaufende Nockenwelle mit den Nocken wird das jeweilige Ventil zwischen Öffnen und Schließen verstellt. Dazu sind die Ventile zweckmäßigerweise in Art eines

Multiventils in einer Reihe angeordnet, welche parallel zu der Nockenwelle verläuft.

Die erfindungsgemäße Technik rundum den Rotationskörper ermöglicht sogar, dass in einer Passivstellung des Rotationskörpers keiner der

Waschwasserabläufe mit dem Waschwasserzulauf gekoppelt ist, so dass kein Waschmedium fließen kann, wenn der Rotationskörper entsprechend eingestellt ist.

Es wurde bereits angesprochen, dass in dem Ventilgehäuse ein

Absperrkörper zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verstellbar gelagert ist und dabei den beweglichen Ventilteil bildet. Der Absperrkörper zeichnet sich dadurch aus, dass dieser an seiner dem Wasserablauf zugewandten Oberseite den Ventilverschluss aufweist bzw. mit dem Gegenstück in Form des Auslasses bildet. Die Nockenwelle übt die Kraft, die zum Öffnen des Ventils führen soll, auf den Absperrkörper aus.

Die verschiedenen Absperrkörper des Multiventils umgeben einerseits die Nockenwelle, andererseits bildet der Absperrkörper an seinem oberen Ende den Ventilverschluss bzw. Ventilsitz. Dies bedeutet, dass die Nockenwelle die

Absperrkörper der Ventile durchläuft, um je nach Stellung der Welle die jeweiligen Ventile zwischen Öffnen und Schließen steuern zu können.

Ergänzt wird die beschriebene Funktion am Ventilsitz, indem der

Ventilverschluss mit einer Dichtung versehen ist. Um eine gute Abdichtung am Ablauf erreichen zu können, ist der Ventilverschluss im Bereich des Ventilsitzes als Kegel ausgebildet, der mit einer entsprechenden Dichtung versehen ist, sodass der Absperrkörper im Bereich des Ventilsitzes sicher von unten den Waschwasserablauf im geschlossenen Zustand des Ventils blockiert. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das den Absperrkörper aufnehmende Ventilgehäuse einteilig mit dem Anschluss des Wasserablaufs ausgebildet ist, was zu einer präzisen Funktion des

erfindungsgemäßen Ventils und zu einer optimalen Ausbildung des Ventilsitzes führt.

Ergänzend ist vorgesehen, dass der Absperrkörper in dem Ventilgehäuse gegen die Kraft einer Feder verstellbar gelagert ist, welche die angesprochenen Funktionen beim Verstellen des Ventils zwischen der Öffnungs- und der

Schließposition zusätzlich verstärkt. Die Feder kann auch fester Bestandteil des Absperrkörpers sein.

Es wurde bereits angesprochen, dass über den jeweiligen Nocken in

Abhängigkeit von der Positionierung der Nockenwelle eine Kraft ausgeübt werden kann, über die sich das Ventil öffnen lässt. Dazu ist vorgesehen, dass der

Absperrkörper an seiner dem Wasserablauf abgewandten und/oder der Feder zugewandten Unterseite einen nach innen gerichteten Vorsprung aufweist. Wird die Nockenwelle entsprechend verdreht, um einen anderen Verbraucher mit Waschwasser zu versorgen, nehmen die Nocken unterschiedliche Positionen ein. Maßgeblich ist dabei die, welche zu einer Öffnung des Ventils führt, nämlich wenn der betreffende Nocken sich in einer unteren Position befindet. Ist die Nockenwelle entsprechend gedreht, drückt der betreffende Nocken den Absperrkörper, ggf. gegen die Kraft der Feder, nach unten. Das Ventil wird damit aus seinem Sitz heraus- bzw. heruntergedrückt; das Ventil ist geöffnet, d. h. Fluid kann vom

Waschwasserzulauf zu dem dem betreffenden, jetzt geöffneten Ventil

zugeordneten Ablauf gelangen.

Das Verstellen zwischen Öffnungs- und Schließposition wird verbessert bzw. präzisiert, wenn der Nocken mit dem nach innen gerichteten Vorsprung des

Absperrkörpers korrespondiert. Dies geschieht dahingehend, dass ein Überlagern von Nocken und Vorsprung zu einem Verschieben des Absperrkörpers führt, das wiederum mit einer Öffnung des Ventils einhergeht. Der Nocken drückt dabei den absperrkörperseitigen Vorsprung gegen die Kraft der Feder nach unten in

Richtung Ventilboden und übt damit eine Bewegung aus, welcher sich der

Absperrkörper nicht entziehen kann.

Maßgeblich sind zwei Ventilstellungen. In der Öffnungsstellung drückt der betreffende Nocken den nach innen gerichteten Vorsprung des Absperrkörpers in Richtung Ventilboden, sofern dort eine Feder positioniert ist, gegen die Kraft derselben. Ausgelöst wird dies durch die mit der Rotation der Nockenwelle einhergehende Verdrehung des dem jeweiligen Ventil zugeordneten Nockens. Bei geschlossenem Ventil in der zweiten Position hingegen verhält es sich so, dass der Nocken in der Schließstellung des Ventils nicht mit dem nach innen

gerichteten Vorsprung des Absperrkörpers in Verbindung steht. In Konsequenz wird keine Kraft auf Absperrkörper und/oder Feder ausgeübt, sodass das Ventil seine geschlossene Position einnimmt, respektive behält.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse der Vorrichtung durch zwei Schalen gebildet ist, wobei eine Schale korrespondierend zu den Waschwasserabläufen angeordnete und ausgebildete, vorzugsweise in einer Reihe angeordnete Anschlüsse aufweist. Das Gehäuse wird also durch zwei Schalen gebildet, das die Nockenwelle und ggf. auch noch Komponenten wie Antrieb, Getriebe und/oder Sensoren aufnimmt. Bei der Montage der Schale werden die Ventile also gewissermaßen

zusammengesetzt und finden damit automatisch ihre Position.

Um eine gute Verbindung zwischen den Anschlüssen für Leitungen,

Schläuche etc. an der Außenseite der Abschlussplatte bzw. des Gehäuses zu schaffen, ist es außerdem zweckmäßig, wenn die auf der Anschlussplatte vorgesehenen Anschlüsse ganz oder in Teilen demontierbar ausgebildet sind.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine

Wasserweiche, d. h. eine Verteilungsvorrichtung für Waschwasser auf mehrere Abnehmer/Verbraucher in einem Fahrzeug geschaffen ist, die eine hohe Präzision beim Öffnen und Schließen der Ventile und damit beim Verteilen des

Waschwassers mit sich bringt. Ein Multi-Schalter ermöglicht das Umschalten des Fluidstromes auf einen definierten Wasserablauf und damit das Versorgen verschiedener Verbraucher in einem Fahrzeug in einer jeweiligen Aktivstellung oder auch eine Passivstellung, in welcher keiner der Abläufe mit dem Zulauf gekoppelt ist. Die Drehung einer über einen Antrieb gesteuerten Nockenwelle führt dazu, dass der dem jeweiligen Ventil zugeordnete Nocken zwischen einer mit der geschlossenen Position übereinstimmenden Position und einer mit dem

geöffneten Ventil übereinstimmenden Position verstellbar ist. Zum Öffnen des ausgewählten Ventils wird die Nockenwelle entsprechend angesteuert, der Nocken verdreht sich mit und drückt von oben gegen den absperrkörperseitigen Vorsprung, welcher im Inneren des Absperrkörpers oberhalb einer Feder positioniert ist. Zwangsweise drückt also der Nocken den absperrkörperseitigen Vorsprung nach unten gegen die Kraft der Feder, sodass der Absperrkörper am oberen Ende aus dem Ventilsitz herausgedrückt wird; das ausgewählte Ventil ist geöffnet und das Fluid kann durch diese Aktivstellung zum betreffenden

Verbraucher fließen. Ausgenutzt wird dabei der Effekt, dass der Fluiddruck bei geschlossenem Ventil die Schließkraft verstärkt, während bei offenem Ventil das Fluid das Ventil umfließen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 eine Verteilervorrichtung in perspektivischer Ansicht,

Figur 2 eine Explosionsdarstellung zu Figur 1 ,

Figur 3 ein geschlossenes Ventil,

Figur 4 ein geöffnetes Ventil,

Figur 5 einen Absperrkörper und

Figur 6 eine Nockenwelle. Figur 1 zeigt eine Verteilervorrichtung 1 mit seinem Gehäuse 2 für den Rotationskörper und die Ventile, mit einem Antrieb und Steuerung abdeckenden Deckel 44. Mit 4 ist der Zulauf bezeichnet, durch den in Pfeilrichtung 35

Waschwasser zu den verschiedenen Ventilen jeweils gelangt und dann durch einen oder mehrere der Anschlüsse 20 - 27, in Abhängigkeit von der Stellung des hier nicht gezeigten Rotationskörpers, austritt. In Bezug auf den Anschluss 20 ist dieser Austritt des Fluids beispielhaft durch den Pfeil 36 für den Ablauf

symbolisiert. Über die in Reihe angeordneten Anschlüsse 20 - 27 gelangt das Waschmedium über Leitungen zu Abnehmern/Verbrauchern. Mit 47 ist ein weiteres Gehäuse zur Aufnahme der Steuereinheit 46 bezeichnet, mit 55 ein entsprechender Anschluss.

In einer Explosionsdarstellung zeigt Figur 2 diese Komponenten, zunächst das Gehäuse 2 mit seinen zwei Schalen 33, 34. Erstere umfasst Wandungen zur Ausbildung der Ventilkammern, von denen eine beispielhaft mit dem

Bezugszeichen 49 versehen ist. Letztere umfasst wiederum den Zulauf 4 und die acht Anschlüsse 20 - 27, die letztlich zu den Verbrauchern/Abnehmern führen. Die beiden Schalen 33, 34 nehmen den als Nockenwelle 5 ausgebildeten

Rotationskörper 3 auf, der seinerseits mit einem Antrieb 48 und einem Getriebe 45 ausgerüstet ist. Auf der Nockenwelle 5 sitzen in dieser Darstellung die

Absperrkörper, von denen einer beispielhaft mit dem Bezugszeichen 7 versehen ist. Beim Zusammensetzen der Schalen 33, 34 unter Einschluss von

Rotationskörper 3 bzw. Nockenwelle 5 und den Absperrkörpern 7 bilden sich folglich die Ventile aus, die ihren äußeren Abschluss dann in Form der Anschlüsse 20 - 27 finden. Die von dem weiteren Gehäuse 47 aufgenommene Steuerung ist mit 46 bezeichnet.

Das Innere eines Ventils 6 ist dann in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Das Ventil 6 umfasst einen Absperrkörper 7, der sich in Richtung der Achse 56 in Abhängigkeit von der Positionierung der Nockenwelle 5 hin- und herbewegt, also das Versteilglied bildet, dessen Positionierung dafür maßgeblich ist, ob sich das Ventil 6 in der Öffnungs- oder der Schließstellung befindet. In Figur 3 ist dies die Schließstellung, d. h. am Ventilsitz 15 an der Oberseite 13 des Ventils 6 liegt der Absperrkörper 7 an dem Ventilgehäuse 12 an. Dadurch ist der Ventilverschluss 8 geschlossen und es kann kein Medium über den Waschwasserablauf 10 zur Versorgung des damit korrespondierenden Verbrauchers austreten. Verantwortlich dafür ist ursprünglich die Stellung des als Nockenwelle 5 ausgebildeten

Rotationskörpers 3, sodass der dem Ventil 6 zugeordnete Nocken 1 1 nicht mit dem Vorsprung 28 an der Innenseite des Absperrkörpers 7 in Kontakt ist. Damit sorgt die Kraft der Feder 17 dafür, dass der Absperrkörper 7 seine in Figur 3 gezeigte Stellung einnimmt, die einem geschlossenen Ventil 6 entspricht.

Dies hat sich nun in der Darstellung nach Figur 4 geändert, nachdem die Nockenwelle 5 so gedreht wurde, dass der dem jeweiligen Ventil 6 zugeordnete Nocken 1 1 so mit dem Vorsprung 28 an der Innenseite des Absperrkörpers 7 an der Unterseite 14 des Absperrkörpers 7 korrespondiert, dass der Nocken 1 1 den Vorsprung 28 gegen die Kraft der Feder 17 nach unten, d. h . in Richtung

Ventilboden 29 drückt. Dies führt dann dazu, dass der Absperrkörper 7 sich in Richtung der Längsachse 56 nach unten verschiebt; der Waschwasserablauf 10 ist freigegeben, Medium kann über den Anschluss 20 mit den Widerhaken 50 zum Anschluss von Leitungen austreten. Es versteht sich, dass der Fluiddruck bei geschlossenem Ventil 6 die Schließkraft verstärkt, während bei offenem Ventil 6 das Fluid das Ventil umfließen kann.

Figur 5 veranschaulicht einen Absperrkörper 7 mit Vorsprung 28 an der Unterseite 14 und dem Ventilverschluss 8 an der gegenüberliegenden Seite 13. Dort ist der Ventilverschluss 8 kegelförmig ausgebildet und mit einer Dichtung 16 an dieser Spitze 51 versehen.

Schließlich zeigt Figur 6 die Nockenwelle 5 mit den beispielhaft bezeichneten Nocken 1 1 , 30, 31 , hier alle in nicht gekoppelter Stellung. Jedem der Nocken 1 1 , 30, 31 ist im Einbauzustand jeweils ein Ventil zugeordnet. Ist die Nockenwelle 5 so eingestellt, dass sich der Nocken in einer anderen als der unteren und somit in einer Position befindet, in der keine Kopplung mit dem Zulauf gegeben ist, ist der korrespondierende Absperrkörper nach oben gedrückt und das Ventil folglich geschlossen. Anders wenn der Nocken 1 1 sich in der unteren oder Position befindet, dann ist das Ventil entsperrt und der betreffende Ablauf ist mit dem Zulauf gekoppelt.