用于机动车辆的传感器清洁装置的制作方法

本发明涉及驾驶员辅助装置的领域，并且更特别地涉及为此目的的传感器领域，诸如成像器件，特别地是摄影机，或者使用电磁波的检测器件，特别地是雷达或激光雷达。在这一领域中，本发明更特别地涉及用于清洁这样的成像器件的装置。

背景技术：

传感器逐渐增加地装备在大量的机动车辆上，从而在某些驾驶情况下辅助车辆的驾驶员，其中熟知的一个示例是辅助泊车。为了使得这一辅助尽可能地有效，成像器件提供的图像，或者由雷达传递的数据，例如，必须具有尽可能最好的质量，并且因此有必要的是，朝向车辆外侧的这些传感器的表面是干净的。为此目的，一种用于清洁传感器的装置可与传感器相关联，并且控制用于正好在执行检测前将清洁流体流喷射(inject)到所述传感器上。有利地，控制该装置确定清洁指令的期间和开始时间且能够在使用后，收缩清洁装置，从而当传感器工作时，它们不会干扰检测，且例如，从而它们被保护免于碰撞。而且，它们必须尽可能够紧凑从而满足车辆的总体尺寸限制。而且，还有目的是该装置能够喷射不同的流体，气体或液体。实际上，当清洁流体喷射到传感器上时，例如成像摄影机的镜头，为从其排除灰尘，有利地迅速干燥此镜片从而避免该流体可能够遗留的痕迹(斑点，条纹等)导致的图像的任何污染的风险。

本发明的目的在于优化此类清洁装置，既在其清洁性能够方面、也在其总体尺寸方面。

技术实现要素：

为此目的，本发明包括一种用于清洁机动车辆的传感器的装置，所述装置包括能够在环形中空本体中滑动的活塞，该活塞具有纵向轴线、并且在第一端部处承载用于分配一种或多种流体的单个喷嘴。活塞是中空的，从而使得至少一股第一流体能够流动(routing)至喷嘴，并且被配置为在静止位置和工作位置之间可移动，通过第二流体的效应而占据其中喷嘴被展开的工作位置。

特别地，根据本发明，所述装置包括用于使得一种或多种不同的流体选择性地进入(admission)和流动(routing)至这一单个分配喷嘴的器件(means)。

用于使得一种或多种流体选择性地进入和流动的器件包括第一流体入口末端，其定心在环形中空本体的纵向轴线，以及第二流体入口末端，其相对所述第一流体入口末端偏心。所述流体入口末端从进而在与喷嘴相反的端部处覆盖中空本体和活塞的入口凸缘而凸出。

根据本发明的一个特征，第二流体流动至由中空活塞的至少一个壁界定的内部空间。并且，中空活塞和用于使得一种或多种流体选择性地进入和流动的器件使得当中空活塞处于所述工作位置时，第二流体经由中空活塞流动到清洁喷嘴，或者使得第二流体经由中空活塞流动到清洁喷嘴或者使得第二流体在所述内部空间中不可移动。

根据本发明的不同特征：

-中空活塞包括基本环形的中央部分，其能够在与根据本发明的装置的中空本体同轴的中空管内部滑动。中空活塞有利地还包括分配端接部分，其中单个分配喷嘴能够被插入并且不可移动，并且进入部分能够在中空本体的第一空腔内部滑动，其具有大于相同中空本体的中空管的直径。

-分配贯通管道(distribution through-conduit)、管线贯通腔体(routing through-chamber)、和入口贯通腔体(admission through-chamber)彼此同轴并且与中空本体同轴，并且它们相互连通，它们分别布置在中空活塞的分配端接部分、中央部分、和入口部分中。分配管道有利地与分配喷嘴的分配通道连通，其本身连接至喷射通道，其引导到该单个分配喷嘴的喷射口。

-管线腔体的内直径在管线腔体与入口腔体相通的区域附近被扩大，且入口腔体的内直径沿后者的整个长度至少等于管线腔体的被扩大后的直径。

-分配管道的内直径在喷射通道与管线腔体连通的区域附近具有收缩部(constriction)，并且所形成的肩部在分配管道内部通过该收缩部接收止回阀。

根据本发明的重要特征，用于使得一种或多种流体选择性地进入和流动的器件包括入口凸缘，其适于与入口部分的末端和中空本体的端接末端同时地配合，以便于阻挡由与单个喷嘴相反的中空活塞和中空本体形成的组件。

管线管(routing tube)有利地从入口凸缘延伸至入口腔体和管线腔体中。根据本发明，该管线管能够在这些腔体内部滑动、与它们同轴，并且与它们相反从入口凸缘通过第一入口末端延伸。而且，根据本发明，第二入口末端从入口凸缘沿与第一入口末端相同的方向延伸。与入口腔体和管线腔体同轴的第一入口贯通通道有利地布置在管线管和第一入口末端内部，并且第二入口贯通通道布置在第二入口末端和入口凸缘内部。第二入口通道有利地引导至根据本发明的在装置内部的由入口凸缘、入口部分、和中空本体界定的内部空间中。

根据本发明的另一重要特征，在管线管的周界处存在环形沟槽，在与其从入口凸缘延伸的端部相反的端部的附近。该环形沟槽有利地适于接收O型环，其密封管线管在管线腔体的较小内直径部分内部的滑动。更准确地，O型环的尺寸使得当其在管线腔体和入口腔体的扩大的直径部分中时，其能够实现上文限定的内部空间和管线腔体之间的连通。换言之，该O型环提供管线管在管线腔体内部的密封滑动，或者否则，取决于这两个元件之间的相对位置。

根据本发明，装置的操作如下。由于流体进入上文限定的内部空间的效应，经由第二入口通道的内部空间变大导致中空活塞围绕管线管滑动。随后是单个喷嘴至其展开位置的纵向运动，在该位置它与根据本发明的装置的中空本体间隔开。只要管线管和管线腔体的相对位置是这样，O型环密封管线腔体绕管线管的滑动，进入上述内部空间的流体在其中限定且不能够到达管线腔体。密封件(例如，唇形密封类型)可有利地在此内部空间内以保证此密封。当管线管和管线腔体的相对位置是这样，O型环在管线腔体的扩大的直径部分中和/或入口腔体中，如上所示，后者能够使得上文限定的内部空间与管线腔体连通。进入上述内部空间的流体随后能够流入管线腔体，在那里它可，例如，取决于意定的应用，可在其中与通过上文限定的第一入口通道和通过管线管道进入的另一流体混合。随后出现在管线腔体中的流体或多种流体可因此通过分配管道流至单个喷嘴，从那它们将被根据本发明的装置传输。

因此，本发明使得可能的是，使用一种简单且紧凑的装置以确定选择性地分配：

-单个流体或流体混合物，其经由单个第一入口通道进入；在此情况中，分配将是连续的，或者

-单个流体或流体混合物，其经由单个第二入口通道进入；在此情况中，分配将是连续的，或者

-一种混合流体或多种流体的混合物，其分别经由第一和第二入口通道进入。在此情况中，取决于所选择的用于不同的入口通道的输入流体，可获得多种分配方案：两种流体或多种流体混合物的同时进入、一种流体或一种流体混合物相对另一流体或另一流体混合物的进入、在时间上错开进入等等。

根据本发明的装置有利地还包括弹簧，当由于流体经由第二入口通道进入上文限定的内部空间的效应而导致中空活塞因所述内部空间的增大效应而绕管线管滑动时，弹簧能够适于被压缩。相反地，当经由第二入口通道的流体停止进入时、并且由于上述内部空间的减小效应而导致管线管和管线腔体的相对位置使得O型环能够密封这两个元件相对彼此的滑动时，该弹簧适于将所述中空活塞回复至初始位置。

附图说明

在阅读下面以示例方式给出的描述，并参考附图后，本发明的其他特征、细节和优势将显现，其中：

图1是根据本发明的在第一操作位置的装置的截面全视图；

图2是根据本发明的在第二操作位置的装置的截面全视图；

图3是根据本发明的在第三操作位置的装置的截面全视图；和

图4和5是在静止位置(图4)和工作位置(图5)的根据本发明的装置和被清洁的传感器的透视图。

具体实施方式

首先应注意的是视图详细示出本发明，是出于实施的目的，但所述附图当然在必要时可用于更清楚地限定本发明。

在下面的描述中，术语“上游”和“下游”指根据本发明的清洁装置中的清洁流体流的方向。相应地，术语“上游”指一种流体或多种流体进入装置的根据本发明的装置的那侧，且术语“下游”指根据本发明的一种流体或多种流体喷射至装置外侧的根据本发明的装置的那侧。

参考图4和5，清洁装置100设置在传感器102附近，固定至形成机动车辆的壳体元件的部分或安装在其上的支撑部104。这里，装置以相对支撑部的平面倾斜的配置方式而设置，从而其自由端部安装喷射分配喷嘴4，当其被展开时(图5)，面对被清洁的传感器的表面106(即，面向车辆外侧的表面)，并且当它收缩时，从被清洁的表面106回退(图4)。

根据本发明的清洁装置100特别地包括中空本体1，其绕其纵向轴线X环形对称，并且其内部空间适于接收中空活塞2，中空活塞2沿该纵向轴线X滑动，并且也绕该纵向轴线X环形对称。

更准确地，中空本体1由第一中空圆筒10和基本环形的中空管11构成，第一中空圆筒10的回转轴线与纵向轴线X重合，中空管11的回转轴线也与纵向轴线X重合。中空管11的外直径小于第一圆筒10的外直径。如图1-3所示，中空管11从第一中空圆筒10的下游端部、同时朝向第一中空圆筒10的外部和内部延伸。因此，第一中空圆筒10和中空管11在中空本体1中分别限定第一空腔12和第二空腔13。这两个空腔12、13相通，并且围绕中空本体1的纵向轴线X同轴，并且第一空腔12的内直径大于第二空腔13的内直径。第二空腔13是贯通空腔，其从中空管11的一端延伸至另一端，并且第一空腔12在第一中空圆筒10的下游端部处敞开，与中空管11延伸的端部相反。换言之，中空本体1大体上采取具有纵向轴线X的第一中空圆筒10的形式，其内部空间沿纵向轴线X形成第一圆筒空腔12，其在中空本体的入口(admission)或上游端部处敞开，并且其位于下游端部(与入口端部相反)处的端壁，被更小直径的中空管11同轴地贯穿，其一部分沿上游方向延伸、进入第一空腔12内，并且其另一部分沿下游方向延伸、从第一中空圆筒10的端壁，延伸到中空本体1的外部。

与本体1同轴的中空活塞2，广义地说，由大体上环形的中央部分20、分别沿下游方向和上游方向从中央部分延伸的也是大体上环形的分配端接部分21、以及入口部分22形成。中央部分20、分配端接部分21和入口部分22全部绕中空本体1的纵向轴线X环形对称。分配端接部分21的外直径小于中空本体1的第二空腔13的内直径，并且中央部分20的外直径略小于该第二腔体13的内直径，使得该中央部分20能够在该第二空腔13内无摩擦且无多余空隙地紧密配合地滑动。另外，入口部分22具有大体上垂直地从沿轴线界定的中空活塞的纵向壁凸出的凸缘22a，以及朝向中空活塞2的上游端部纵向地延伸所述壁、并且具有径向偏移的末端22b，该末端22b的内直径大于中央部分20的内直径。凸缘22a具有最大外直径，该外直径略小于中空本体1中的第一空腔12的内直径，使得该入口部分22能够在该第一空腔内无摩擦且无多余空隙地紧密配合地滑动。

根据本发明，中空活塞2的三个部分由一系列相互连通的贯管道通和贯通腔体而同轴贯穿。

更准确地，分配端接部分21由分配贯通管道23贯穿，如图中所示，分配贯通管道23的内直径包括收缩部，其位于分配端接部分21附接至中空活塞2的中央部分20的端部附近，即在分配端接部分21的上游端部附近。在此收缩部的水平处，分配管道23因此形成肩部230。根据本发明，止回阀3(例如，可为球阀、闸式阀、瓣阀或双瓣阀)被接收在形成于分配管道23中的肩部230中。在其附接至中央部分20的端部相反的下游端部处，分配端接部分21适于接收分配喷嘴4。该喷嘴具有大体上环形的总体形状、与中空本体1和中空活塞2的纵向轴线X同轴，该喷嘴被喷射通道41和与喷射通道41连通的、并且与其大体上垂直的传输通道42贯穿。喷射通道41大体上与中空活塞2的端接部分21中的分配管道23共线，并且传输通道42引导至分配喷嘴4的表面上的分配口43。

分配喷嘴4的外直径大体上等于中空活塞2的分配端接部分21的外直径，分配喷嘴4在后者端部处基本形成插塞(plug)，并且在分配管道23内部通过有力地插入附件44而固定至分配端接部分，附件44界定喷射通道41。本文未描述的其他合适的形状可有利地结合地设置在分配管道23的下游端部中和分配喷嘴4上，从而使得后者能够在该管道内不移动。

根据本发明，中空活塞2的中央部分20由引导至分配管道23的管线贯通腔体24而纵向地贯穿。根据本发明，在入口部分22附近，管线腔体24的内直径被扩大、且以此方式扩大的管线腔体24在入口部分内侧、由入口腔体25延伸，入口腔体25的内直径至少等于管线腔体24的经扩大的直径。入口腔体25沿纵向轴线X从入口部分22的上游端部至下游端部延伸。换言之，入口部分的内直径大于中央部分20的内直径，在这两个区域的结合处形成肩部26。

如已经描述的，中空本体1和中空活塞2因此形成具有纵向回转轴线X的组件，其中从位于中空活塞2的分配端接部分21的下游端部处的分配喷嘴4开始，相继地布置有分配贯通管道23、管线贯通腔体24、以及入口贯通腔体25，它们均与纵向轴线X同轴、并且它们均相互连通，并且在分配喷嘴4中布置有喷射通道41和传输通道42。

根据本发明，清洁装置也包括流体入口和管线组件5，现在将更详细地描述。

如图1-3所示，流体入口和管线通道5包括入口凸缘50，其布置为使得其能够位于中空本体1的上游入口端部上、覆盖入口部分22，以便于阻挡这些端部。更准确地，入口凸缘50在其意图为阻挡所述端部的下游面上分别包括第一和第二环形沟槽51、52，它们围绕中空本体1和中空活塞2的纵向轴线X同轴布置。第一沟槽51被限定为使得其能够在中空活塞2的入口部分22的上游端部处以支承部接合方式接收末端22b，并且第二沟槽52适于在中空本体1的上游端部处接收末端14。入口凸缘50因此既能够与中空活塞2配合，并且还能够与中空本体1配合，以便于同时阻挡这两个部分的入口上游端部。凸缘覆盖中空本体的入口上游端部、并且通过设置在本体的该端部的固定器件(例如，螺纹器件或夹紧器件)而形成用于该中空本体的密封闭合的器件。

根据本发明，入口部分22和入口凸缘50使得当入口凸缘50位于入口部分22和中空本体1的上游端部处时，其与这些元件界定环形内部空间V，如图1-3所示。更准确地，空间V在上游侧由入口凸缘50的下游表面界定、并且在下游侧由入口部分22的凸缘22a的上游表面界定，并且一方面空间V由中空本体1的第一圆筒10的内壁而径向界定、并且另一方面由入口部分22的末端22b的外壁界定。

根据本发明，定心在纵向轴线X上的管线管53从入口凸缘50的下游表面朝向清洁装置的下游端部延伸。该管线管由第一入口末端54在入口凸缘50的下游侧朝向装置的外侧延伸。管线管53的外直径有利地制成为略小于管线腔体24的内直径，使得管线管53能够在所述管线腔体中自由地滑动。管线管53和第一入口末端54由第一入口贯通通道55而贯穿，第一入口贯通通道55从管线管53和第一入口末端54中的一个至另一个而延伸。在图1-3示出的优选的实施例中，第一入口通道55的内直径大体上等于分配管道23的较小部分的内直径，处于止回阀3的上游侧。有利地，在管线管53的下游端部的周界处还设置有台阶。该台阶因此在管线管53的下游周界处和该管线管的下游端接末端531处限定窄的环形肩部530。

根据本发明的一个特征，环形沟槽532径向地布置在管线管53的周界处。环形沟槽532有利地位于管线管53的下游端部附近。根据本发明，环形沟槽532有利地接收密封件6，优选为O型环，其功能够将在下文解释，并且根据本发明，其尺寸有利地选择为使得其提供用于管线管53在管线腔体24的较小直径部分中的密封滑动。

根据本发明，第二入口通道56布置在从入口凸缘50延伸的第二入口末端57中，在其上游侧上、且平行于第一入口末端54。第二入口通道穿过入口凸缘50、并且位于后者上，使得其有利地引导至上文限定的空间V中。

现将描述根据本发明的清洁装置的操作，其中，中空活塞被配置为在中空本体内、通过流体的效应、在图1和4中所示的第一位置与图2、3和5中所示的工作位置之间可移动。

在装置的第一位置、或静止位置中，如果假设第一流体经由第一喷射末端54而沿箭头F1示出的方向被喷射，该第一流体首先通过第一入口通道55进入管线管53的下游端部。在那里，第一流体在管线管53的端接末端531的下游端部处流入管线腔体24。在图1中示出的位置中，密封管线管53在管线腔体24的更小直径的部分中滑动的密封件6的存在，防止了第一流体朝向装置的管线腔体24的上游端部的返回。因此，第一流体随后流入分配管道23中，其中止回阀3还阻止了朝向上游端部的任何回流，并且继而，最终，朝向喷射通道41、并且终于进入传输通道42中并且继而通过分配口43。在图1中示出的静止位置，因此，可能的是，经由分配喷嘴4注入第一流体，第一流体流经根据本发明的清洁装置。然而，当分配口位于收缩位置(即，中空本体2处于其中入口部分22在入口凸缘附近的最初的位置)时，该喷射被影响，并且清楚的是，在此收缩位置，通过喷嘴喷出的流体不是直接到被清洁的传感器(例如，摄影机的镜头)的表面。

为了获得根据本发明的清洁装置的第二位置，或者图2中示出的第一工作位置，其中喷嘴纵向地展开以面朝传感器的被清洁的表面(如图5中可见)，第二流体注入该装置，更准确地，经由第二入口末端57，沿箭头F2指示的方向。第二流体在第二入口通道56中流动至上文限定的环形内部空间V。在那里，因为其喷射压力的影响，第二流体沿根据本发明的装置的下游端部的方向推动中空活塞2的入口部分22，以此方式空间V增加。密封件7(例如，唇形密封型)有利地位于与第二流体接触的入口部分22的上游表面上，从而防止后者从空间V中泄露。中空活塞2随后在中空本体1中滑动，围绕管线管53。当其以此方式滑动时，管线腔体围绕该管线管53相对后者滑动，并且中空活塞的端部21朝向清洁装置的下游端部移动，由此限定喷射喷嘴4的展开的第一位置。在图2中示出的位置中，由第二流体填充内部空间V导致的管线腔体24和管线管53的相对位置使得这两个元件的相对于彼此的滑动仍由O型环6的存在而密封。

第一流体随后可注入并且流经根据本发明的装置至分配喷嘴4的分配口43，由此它沿上文被描述的箭头F1示出的方向而被分配。

图3示出其中第二流体的进入已被维持的位置，使得内部空间V进一步增加并且中空活塞2的下游行程被延伸。在此位置，O型环6和至少环形肩部530位于入口部分22中形成的入口腔体25内，其内直径至少略大于管线腔体24的最大内直径。由于O型环6不再密封管线管53在管线腔体24内的滑动并且横向间隙位于O型环6和入口腔体25之间从而在上文限定的内部空间V和所述管线腔体24之间建立连通，如图3中所示。这导致在第二流体通过入口腔体25和管线管53的端接末端531周围而进入管线腔体24的管道中不再有障碍物。此管道在图3中通过箭头F2示出。第一和第二流体从而可在管线腔体24中混合，并且随后进入分配管道23、最终进入喷射喷嘴4，此后以此方式获得的混合物可经由分配口43而传输。

应注意的是止回阀3的存在使得可能的是，如上所述，避免流体的混合物沿上游方向的任何返回。还应注意的是，在该位置中，分配喷嘴4仍被推向装置的下游端部，进入第二展开位置。最终，应注意的是端接末端531的存在，其外直径基本小于管线管53的外直径，使得流体混合物能够更容易地流动到管线腔体，同时当O型环6穿过管线腔体24的内直径的扩大区域时，避免任何“抽吸”效应。为此目的，接收O型环6的环形沟槽532的准确定位和此端接末端的纵向尺寸将有利地选择为使得O型环6导致的此扩大部分的交叉，和管线管53的肩部530的交叉之间的隔开间距最小化。换言之，沟槽532和肩部531将有利地在根据本发明的装置的纵向方向上，尽可能够相互靠近。

如图1-3所示，弹簧8有利地位于中空本体1的第一空腔12内。更准确地，弹簧8位于中空活塞2周围、处于第一空腔12内，并且夹在上游侧的入口部分22的凸缘22a和下游侧的第一空腔12的下游端壁之间。当它由于第二流体的进入效应而移动时，中空活塞压缩此弹簧8，如图2和3中更详细地示出。

当第二流体停止进入时，中空活塞的下游移动同样停止，并且弹簧8的回复力随后使得中空活塞2沿上游方向返回，这导致留在内部空间V内的液体由于此压力效应而返回至贮液器。更准确地，中空活塞2沿上游方向返回直到O型环6，再次地，该次沿上游方向与管线腔体24的内直径的扩大区域相交。一旦此区域完成相交，O型环再次密封管线腔体和管线管的相对滑动。辅助装置，在图中未示出，可添加至清洁装置中从而，一旦第二流体停止进入内部空间V且一旦中空活塞已返回至其图2中示出的位置，第二流体在所述内部空间V的残存部分被排出，从而回复弹簧8，在其上游移动中，将整个清洁装置还原至其初始静止位置，如图4中所示。

取决于进入装置的第二流体的量，本发明因此使得其能够使得单个第一流体或者使得第一和第二流体的混合物选择性地流动到单个分配喷嘴4和其分配口43。当然应注意的是第一和第二流体可为气体或液体，而不会使得本发明受损，正如它们可包含单个流体或流体混合物而不改变本发明或它如何工作。一个优选的应用是用于第二流体作为清洁液体，这导致由于清洁液体的作用，当喷嘴移动至工作位置，朝向传感器被清洁的那面，例如摄影机镜片，第二流体通过清洁喷嘴存在，且对于第一流体是空气时，在清洁液体通过进入喷射喷嘴后，其注入该装置以清除装置中的残存液体，且避免结冰的可能够和/或要干燥被清洁的镜片。

而且，根据发明，刚被描述和在图中示出的装置是简易的，操作可靠且易于批量生产。它因此具有用于意定的机动车辆应用的特别的优点。

在本发明的变形实施例中，第二流体可仅用于中空活塞的纵向移动以将喷嘴带入展开的工作位置，并且仅第一流体注入管线腔体、喷射通道和喷嘴中。为此目的，中空活塞或者更容易地管线管53将具有不同的尺寸使得在工作位置密封件6仍在管线腔体的较小的内直径部分中。同样适当地提供具有与管线腔体相同的内直径的入口腔体25。在所有这些情况中，在中空活塞处于工作位置时，第二流体保持在内部空间V中、并且不能够进入管线腔体24以及与第一流体混合。在此情况下，可提供第一流体或第一和第二流体的混合物至喷嘴的流动管线，但仅经由第一入口通道55。

应注意的是本发明不应限制在已描述和图示的装置和构造，但同样应用于所有类似的装置和构造以及这些装置的任意结合。例如，一种加热装置可提供在清洁装置的上游侧，从而选择地流动和分配的流体是热流体，以促进后续被清洁的传感器表面的干燥，并防止在清洁装置中形成冰。