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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung eines Kühlmittelstroms
für einen
Heizkörper
eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 sowie ein System mit zumindest
einem Ventil. Zur Beheizung der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs
wird üblicherweise
ein Wärmetauscher,
insbesondere ein Heizkörper
verwendet, der üblicherweise
einen Rippenrohrblock aus Rohren wie beispielsweise Flachrohren
aufweist, durch die ein erstes Medium, insbesondere eine wasserhaltige
Kühlflüssigkeit,
fließt. Benachbart
zu den Rohren, insbesondere zu den Flachrohren, sind Rippen wie
beispielsweise Wellrippen angeordnet oder mit den Rohren, insbesondere Flachrohren,
stoffschlüssig
beispielsweise durch Löten,
Schweißen,
Kleben usw. verbunden. Durch die Rippen, insbesondere die Wellrippen,
aber auch durch die Rohre, insbesondere die Flachrohre, wird Wärme an ein
an den Flachrohren und/oder den Wellrippen vorbeiströmendes zweites
Medium, insbesondere Luft, übertragen.
Dabei erwärmt
sich die Luft. Die erwärmte
Luft wird zur Erwärmung
der Fahrgastraumzelle eines Kraftfahrzeugs genutzt.
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Das
erste Medium, insbesondere das Kühlmedium,
wie beispielsweise eine wasserhaltige Kühlflüssigkeit oder Luft oder eine
andere Kühlflüssigkeit durchströmt zumindest
abschnittsweise einen Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs und
kühlt dabei
den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs. Die vom ersten Medium,
insbesondere dem Kühlmedium,
aufgenommene Wärme
wird wie bereits erwähnt im
ersten Wärmetauscher,
insbesondere dem Heizkörper
an vorbeiströmende
Luft übertragen.
Von dem Verbrennungsmotor strömt
zumindest in einem ersten Leitungsabschnitt das vom Verbrennungsmotor erwärmte Kühlmedium
zu dem ersten Wärmetauscher,
insbesondere dem Heizkörper,
durchströmt diesen
in den Rohren, insbesondere in den Flachrohren und verlässt den
ersten Wärmetauscher,
insbesondere den Heizkörper
und strömt
in einen zweiten Leitungsabschnitt wieder zum Verbrennungsmotor.
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Ferner
ist ein zumindest dritter Leitungsabschnitt bekannt zum Bypassen
des ersten Wärmetauschers,
insbesondere des Heizkörpers.
Zumindest ein Teil des ersten Kühlmediums
oder das gesamte erste Kühlmedium
kann nach dem Verlassen des Verbrennungsmotors durch die Bypassleitung
direkt wieder dem Verbrennungsmotor zugeführt werden.
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Ferner
ist zumindest eine Pumpe wie eine Elektropumpe bekannt, welche im
ersten Leitungsabschnitt oder im zweiten Leitungsabschnitt oder
im Bypasskanal angeordnet ist und das erste Medium, insbesondere
das Kühlfluid,
durch den Motor pumpt.
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Ferner
ist ein Ventilelement bekannt, welches die Beströmung des ersten Wärmetauschers, insbesondere
des Heizkörpers,
derart regelt, dass dem ersten Wärmetauscher,
insbesondere dem Heizkörper,
erstes Medium zugeführt
wird oder kein erstes Medium zugeführt wird.
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Ferner
sind zweite separat ausgebildete Ventilelemente zur Steuerung und/oder
Regelung der Strömungsmenge
an erstem Medium, insbesondere Kühlflüssigkeit,
durch den Bypasskanal bekannt.
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Diese
Anzahl an separat ausgebildeten Ventilelementen zur Durchflussregelung
von Kühlmedium
durch den Bypasskanal und zur Regelung bzw. Steuerung der Beströmung des
ersten Wärmetauschers,
insbesondere des Heizkörpers,
erfordern einen großen
Bauraum und eine große
Anzahl von Leitungen für
die jeweiligen Ventile, siehe 2 (Stand der
Technik).
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2 zeigt
ein System gemäß dem Stand der
Technik mit einem ersten Wärmetauscher,
insbesondere einem Heizkörper
HK sowie mit einem ersten Ventil V1 und einem zweiten Ventil V2.
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Medium
wie beispielsweise Kühlmedium strömt über einen
Eintritt in einen ersten Leitungsabschnitt ELA ein. An einer Verzweigungsstelle
zweigt aus dem ersten Leitungsabschnitt ELA ein Bypass BP ab. Ein
zweites Ventil V2, insbesondere ein magnetisch gesteuertes Ventil,
steuert den Durchfluss an Kühlflüssigkeit,
wie beispielsweise wasserhaltigem Kühlfluid. Gemäß der Stellung
des zweiten Ventils V2 wird der Heizkörper HK sowie die dem Heizkörper HK vorgeschaltete
Pumpe P mit Kühlmittel
beströmt
oder nicht mit Kühlmittel
beströmt. Öffnet das
zweite Ventil, so tritt Kühlmedium über die
Umwälzpumpe
P in den Heizkörper
HK, durchströmt
diesen und strömt danach
in Richtung des Austritts A. Vor dem Austritt fließt der Bypass
BP in den zweiten Leitungsabschnitt ZLA. Ein erstes Ventil V1 steuert
den Durchfluss an Kühlflüssigkeit
oder an Kühlmedium
durch den Bypass BP.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bauraumbedarf zur Regelung
bzw. Steuerung der Beströmung
eines Wärmetauschers
bzw. zur Durchflussregelung eines ersten Fluids durch einen Bypasskanal
zu verrin gern sowie die Regelung bzw. Steuerung zu vereinfachen
und/oder die Bauteilanzahl zu reduzieren.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Es
wird ein Ventil zur Steuerung eines Kühlmittelstroms für einen
Heizkörper
eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen mit zumindest einer ersten Ventilöffnung für einen
Kühlmittelzufluss
für einen Heizkörper, welche
mittels eines ersten ansteuerbaren Verschlusselements verschließbar ist,
mit zumindest einer zweiten Ventilöffnung zum Bypassen des Heizkörpers und
zur Druckbegrenzung, welche mittels zumindest eines zweiten Verschlusselements verschließbar ist,
wobei das erste Verschlusselement und das zweite Verschlusselement
in einer Baueinheit angeordnet sind.
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Über die
erste Ventilöffnung
kann insbesondere Kühlmittel,
insbesondere eine wasserhaltige Kühlflüssigkeit, einem Heizkörper zugeführt werden. Die
erste Ventilöffnung
ist mittels eines ersten ansteuerbaren Verschlusselements verschließbar bzw. kann
mittels eines ersten ansteuerbaren Verschlusselements verschlossen
werden. Unter „ansteuerbar" ist dabei zu verstehen,
dass das erste Verschlusselement elektrisch und/oder magnetisch
und/oder mittels Hydraulik und/oder mittels Pneumatik angesteuert
werden kann bzw. angesteuert wird. Die zumindest zweite Ventilöffnung dient
insbesondere zum Bypassen des Heizkörpers und/oder zur Druckbegrenzung.
Unter „Bypassen" ist dabei zu verstehen, dass
erstes Medium, insbesondere Kühlflüssigkeit, nicht
durch den Wärmetauscher,
insbesondere den Heizkörper,
geführt
wird, sondern um den Heizkörper herumgeleitet
wird und zumindest einem Verbrennungsmotor direkt wieder zugeführt werden
kann. Insbesondere kann die zweite Ventilöffnung zur Druckbegrenzung
dienen, insbesondere dass bei einem zu hohen Druck in dem zumindest
einem Wärmetauscher,
insbesondere dem Heizkörper
und/oder in zumindest einer Leitung, der Druck abgebaut werden kann,
in dem das erste Medium, insbe sondere das Kühlfluid, durch die zweite Ventilöffnung abströmen kann.
Das erste Verschlusselement und das zweite Verschlusselement können in
einer Baueinheit, insbesondere in einem Gehäuse, angeordnet sein.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Verschlusselement
mittels zumindest eines Elektromagnets und/oder mittels zumindest
einer Spule ansteuerbar bzw. kann mittels zumindest eines Elektromagnets
und/oder mittels zumindest einer Spule angesteuert werden bzw. wird
mittels zumindest eines Elektromagnets und/oder mittels zumindest
einer Spule angesteuert. Auf diese Weise kann das erste Verschlusselement
besonders vorteilhaft die zumindest eine erste Ventilöffnung besonders vorteilhaft öffnen oder
schließen.
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Weiterhin
kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass das erste Verschlusselement mittels
zumindest einer Unterdruckdose ansteuerbar ist. Auf diese Weise
kann das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung besonders
vorteilhaft öffnen
oder schließen.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass das erste Verschlusselement zumindest
abschnittsweise kegelelementartig ausgebildet ist und/oder einen
stiftartigen Bereich zur Führung
aufweist. Auf diese Weise kann der Verschluss der ersten Ventilöffnung besonders
vorteilhaft dicht verschlossen werden. Ferner kann das erste Verschlusselement
besonders vorteilhaft die zumindest erste Ventilöffnung verschließen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der stiftartige Bereich
zumindest abschnittsweise in einem Führungsgegenelement angeordnet.
Auf diese Weise kann das erste Verschlusselement besonders vorteilhaft
geführt
werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass
auf dem Führungsgegenelement
zumindest abschnittsweise ein erstes Federelement zum Öffnen der
ersten Ventilöffnung bei
unbestromtem Elektromagnet und/oder bei unbestromter Spule angeordnet
ist. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft verhindert werden,
dass im unbestromten Zustand, insbesondere bei Stromausfall, die
erste Ventilöffnung
verschlossen bleibt und, insbesondere die Heizleistung gering ist.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass das zweite Verschlusselement zumindest
abschnittsweise mit einem zweiten Federelement verbunden ist und/oder
derart ausgebildet ist, dass beim Überschreiten eines Grenzdrucks
die zweite Öffnung
zumindest abschnittsweise geöffnet
ist. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft beim Überschreiten
eines Grenzdrucks das erste Medium, insbesondere das Kühlmedium, über den
Bypass abgeleitet werden.
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Ferner
wird ein System mit zumindest einem Ventil vorgeschlagen, welches
zumindest einen ersten Wärmetauscher,
insbesondere einen Heizkörper, zur
Beheizung einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs und zumindest
einen zweiten Wärmetauscher zur
Beheizung, insbesondere einer Heckfahrgastzelle, aufweist.
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Weiterhin
kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass das System zumindest
einen dritten Wärmetauscher
zur Beheizung einer Fahrgastzelle bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor aufweist.
Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft die Fahrgastzelle auch
bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor mittels einer Standheizung
beheizt werden.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass das System zumindest eine Pumpe, insbesondere
eine Zusatzpumpe, zum Pumpen eines ersten Mediums zur Motorkühlung und/oder
zur Fahrgastzellenerwärmung
und/oder zumindest eine Bypassleitung zum Bypassen zumindest des
ersten Wärmetauschers aufweist.
Auf diese Weise kann das erste Medium, insbesondere das Kühlmedium,
besonders vorteilhaft dem ersten Wärmetauscher, insbesondere dem Heizkörper, zugeführt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen
und aus der Zeichnung. Die Gegenstände der Unteransprüche beziehen
sich sowohl auf das erfindungsgemäße Ventil zur Steuerung eines
Kühlmittelstroms
für einen
Heizkörper
eines Kraftfahrzeugs als auch auf das erfindungsgemäße System
mit zumindest einem Ventil.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei
eine Beschränkung
der Erfindung hierdurch nicht erfolgen soll. Es zeigen
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1:
ein Ventil zur Steuerung eines Kühlmittelstroms
für einen
Wärmetauscher,
insbesondere einen Heizkörper,
eines Kraftfahrzeugs,
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2:
ein System mit einem ersten Wärmetauscher
mit einem ersten Ventil und einem zweiten Ventil gemäß dem Stand
der Technik,
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3:
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Systems mit einem Ventil zur Steuerung eines Kühlmittelstroms
für einen
Wärmetauscher,
insbesondere einen Heizkörper,
eines Kraftfahrzeugs und
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4:
ein weiters Ausführungsbeispiel
eines Systems mit einem Ventil zur Steuerung eines Kühlmittelstroms
für einen
ersten Wärmetauscher
und einen zweiten Wärmetauscher.
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1 zeigt
ein Ventil 1 zur Steuerung eines Kühlmittelstroms für einen
Wärmetauscher,
insbesondere einen Heizkörper,
eines Kraftfahrzeugs.
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Das
Ventil 1 weist ein Ventilgehäuse 5 auf. An dem
Ventilgehäuse 5 sind
ein Zuflussstutzen 18 für
den Zufluss von Kühlmittel
sowie ein Heizkörperanschlussstutzen 17 angeordnet.
Ferner ist an dem Ventilgehäuse 5 ein
Bypassanschlussstutzen 16 angeordnet. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist der Zuflussstutzen 18 und/oder der Heizkörperanschlussstutzen 17 und/oder
der Bypassanschlussstutzen 16 einteilig mit dem Ventilgehäuse 5 ausgebildet.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist der Bypassanschlussstutzen 16 und/oder der Heizkörperanschlussstutzen 17 und/oder
der Zuflussstutzen 18 mit dem Ventilgehäuse 5 stoffschlüssig, insbesondere
durch Schweißen,
Löten,
Kleben usw. und/oder formschlüssig
verbunden.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Ventilgehäuse 5 aus
einem Kunststoff ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist das Ventilgehäuse 5 aus
Metall wie beispielsweise Aluminium oder Edelstahl oder aus Keramik
oder aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Das Ventilgehäuse 5 ist
beispielsweise mittels eines urformenden Fertigungsverfahrens wie
Spritzgießen
oder Druckgießen hergestellt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist das Ventilgehäuse 5 aus
einem umformenden Verfahren wie beispielsweise Pressen oder Stanzen ausgebildet.
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Der
Bypassanschlussstutzen 16 ist zumindest abschnittsweise
rohrförmig
ausgebildet und weist eine Bypassanschlussöffnung 20 auf. An
dem an deren Ende des Bypassanschlussstutzens, welches gegenüber der
Bypassanschlussöffnung 20 angeordnet
ist, ist der Bypassanschlussstutzen flanschförmig ausgebildet. An dem flanschförmig ausgebildeten
nicht näher
bezeichneten Abschnitt ist der Bypassanschlussstutzen 16 mit
dem Ventilgehäuse 5 formschlüssig, insbesondere
durch Verschrauben und/oder stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben
usw. mit dem Ven tilgehäuse 5 verbunden. Über den
Bypassanschlussstutzen 16 wird ein nicht dargestelltes
Schlauch- oder Rohrelement geschoben und beispielsweise mittels
einer Schelle an dem Bypassanschlussstutzen 16 befestigt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann das nicht dargestellte Schlauchelement oder Rohrelement mit
dem Bypassanschlussstutzen 16 formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden
sein. Insbesondere zum besseren Halt ist benachbart zu der Bypassanschlussöffnung 20 ein
nicht bezeichneter Vorsprung aus dem Bypassanschlussstutzen ausgebildet,
der insbesondere den Halt des auf den Bypassanschlussstutzen 16 geschobenen
Rohrelements bzw. Schlauchelements verbessert.
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Benachbart
zu dem Bypassanschlussstutzen schließt sich ein im Wesentlichen
zylinderförmig ausgebildeter
erster Ventilgehäuseraum
des ersten Ventilgehäuses 5 an,
in dem das zweite Verschlusselement 8 sowie das zweite
Federelement 12 angeordnet ist. Der erste Ventilgehäuseraum 29 weist
eine nicht näher
bezeichnete erste Öffnung
auf, die benachbart zu dem Bypassanschlussstutzen 16 angeordnet
ist. Ferner weist das Ventilgehäuse 5 eine zweite
Ventilöffnung 4 auf,
die insbesondere als Ventilsitz für das zweite Verschlusselement 8 ausgebildet ist.
Der erste Ventilgehäuseraum 29 weist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
einen größeren Durchmesser
auf als der Bypassanschlussstutzen 16. Insbesondere wird
damit zwischen dem ersten Verschlussgehäuseraum 29 und dem
Bypassanschlussstutzen 16 ein Anschlag für das zweite
Federelement 12 ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel
weist der Bypassanschlussstutzen einen größeren Durchmesser als der erste
Ventilgehäuseraum 29 auf.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
weist der erste Ventilgehäuseraum 29 den
gleichen Durchmesser wie der Bypassanschlussstutzen 16 auf.
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Das
zweite Federelement 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen als Spiralfeder ausgebildet. In einem anderen Ausführungs beispiel
ist das zweite Federelement 12 beispielsweise als Blattfederelement
oder als anderes Federelement ausgebildet.
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Das
zweite Verschlusselement 8 ist im Wesentlichen als kreisförmiges Plattenelement
ausgebildet, aus welchem eine Noppe ausgebildet ist. ist der Zufluss
zum Bypass verschlossen, so liegt ein nicht näher bezeichneter ringförmiger Abschnitt
des zweiten Verschlusselements 8 an einem Abschnitt des
Ventilgehäuses 5 an.
Der noppenförmige
Abschnitt des zweiten Verschlusselements 8 ist im Wesentlichen
in der zweiten Ventilöffnung 4 angeordnet. Ist
der Bypasskanal geöffnet,
so nimmt das zweite Verschlusselement beispielsweise die Position 30 ein,
in der das zweite Verschlusselement gestrichelt dargestellt ist.
Durch die zweite Ventilöffnung 4 kann dann
Medium wie beispielsweise Kühlmedium,
insbesondere eine wasserhaltige Kühlflüssigkeit, in den ersten Ventilgehäuseraum 29 eintreten
und über
den Bypassanschlussstutzen 16 in Richtung der zweiten Medienaustrittsöffnung M2A
aus dem Ventil 1 austreten und in den nicht dargestellten
Bypasskanal einströmen.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
weist das zweite Verschlusselement 8 eine zumindest abschnittsweise
kegelförmige
und/oder zylinderförmige Form
oder eine Form aus der Kombination der zuvor genannten Formen auf.
Benachbart zu dem ersten Ventilgehäuseraum 29 schließt sich
ein zweiter Ventilgehäuseraum 31 an. Über die
Medieneintrittsrichtung strömt
durch die Zuflussöffnung 19 des
Zuflussstutzens 18 erstes Kühlmedium, insbesondere wasserhaltige
Kühlflüssigkeit
in den zweiten Ventilgehäuseraum 31 ein.
Der Zuflussstutzen 18 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel
nicht näher
bezeichnete zumindest abschnittsweise runde Nuten auf, die umlaufend
um den Zuflussstutzen 18 ausgebildet sind. Auf diese Weise
kann ein Schlauch- oder
Rohrelement auf den Zuflussstutzen 18 aufgeschoben werden.
Ein Ablösen
des nicht näher
bezeichneten Rohrelements oder Schlauchelements wird besonders vorteilhaft
verhindert. Ferner kann beispielsweise das nicht dargestellte Schlauchelement
mit dem Zuflussstutzen 18 mittels einer Schelle gesichert und/oder
verbunden werden. In dem Ventilgehäuse 5 ist ein im Wesentlichen
ringförmig
ausgebildetes Element 33 eingebracht oder in einem anderen
Ausführungsbeispiel
einteilig mit dem Ventilgehäuse 5 ausgebildet.
Das Ringelement 33 weist die erste Ventilöffnung 2 auf.
Die erste Ventilöffnung 2 ist
insbesondere als zumindest abschnittsweise konischer Ventilsitz
für das
erste Verschlusselement 3 ausgebildet. Benachbart zu dem
zweiten Ventilgehäuseraum 31 und
durch die erste Ventilöffnung 2 getrennt
ist ein dritter Ventilgehäuseraum 32 ausgebildet.
Bei geöffnetem
ersten Verschlusselement 3 kann Kühlmedium wie beispielsweise
wasserhaltige Kühlflüssigkeit oder
Luft durch die erste Ventilöffnung 2 in
den dritten Ventilgehäuseraum 32 eintreten
und über
den Heizkörperanschlussstutzen 17 aus
der Heizkörperanschlussstutzenöffnung 21 in
Richtung der ersten Medienaustrittsrichtung M1A austreten und beispielsweise
zum nicht dargestellten Wärmetauscher,
insbesondere zum nicht dargestellten Heizkörper, strömen. Das erste Verschlusselement 3 ist
gestrichelt in der Verschlussstellung 34 dargestellt.
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Das
erste Verschlusselement 3 ist konusförmig ausgebildet. An den konusförmigen Abschnitt schließt sich
ein erstes Führungselement 9 an.
Das erste Verschlusselement 3 und das erste Führungselement 9 sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig
ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das erste
Verschlusselement 3 und das erste Führungselement 9 stoffschlüssig, insbesondere
durch Schweißen,
Löten,
Kleben usw. und/oder formschlüssig
ausgebildet sein. Das erste Führungselement 9 ist
im Wesentlichen als Stiftelement ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist das erste Verschlusselement 3 zylinderförmig ausgebildet
und weist eine runde oder ovale oder drei- oder mehreckige Querschnittsfläche oder
eine Querschnittsfläche
aus der Kombination der zuvor genannten Formen auf.
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Auf
dem ersten Führungselement 9 ist
zumindest abschnittsweise ein zweites Führungselement 25 angeordnet.
Insbesondere ist das zweite Führungselement 25 auf
das erste Führungselement 9 aufgeschrumpft
oder beispielsweise durch Stoffschluss mit dem ersten Führungselement 9 verbunden.
Das zweite Führungselement 25 ist
im Wesentlichen als Zylinderkonuselement ausgebildet.
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Das
erste Verschlusselement 3 nimmt eine erste Endposition
an, wenn das erste Führungselement 9 die
erste Anschlagfläche 24 des
Zylindergehäuses
berührt.
Die erste Anschlagfläche 24 kann beispielsweise
Bestandteil eines Gummielements oder sonstigen Dämpfungselements zur Dämpfung des
ersten Führungselements 9 sein.
Insbesondere in der Verschlussstellung 34 des ersten Verschlusselements 3 berührt das
Kegelelement des zweiten Führungselements 25 eine
zugeordnete Kegelfläche des
Führungsgegenelements 10.
Das Führungsgegenelement 10 weist
eine nicht näher
bezeichnete Bohrung auf, die im Wesentlichen das erste Führungselement 9 aufnimmt.
Auf diese Weise wird das erste Führungselement 9 zumindest
abschnittsweise in der Bohrung des Führungsgegenelements 10 geführt. Das
Führungsgegenelement 10 ist
mit dem Ventilgehäuse 5 einteilig
ausgeführt
oder in einem anderen Ausführungsbeispiel
mit dem Ventilgehäuse 5 formschlüssig und/oder
stoffschlüssig
verbunden. Zwischen dem zweiten Führungselement 25 und dem
Führungsgegenelement 10 ist
ein erstes Federelement 11 angeordnet. Das erste Federelement 11 kann
beispielsweise als Spiralfeder oder als Blattfeder ausgebildet sein.
Das erste Federelement 11 ist ferner auf dem ersten Führungselement 9 angeordnet.
Befindet sich das erste Verschlusselement 3 insbesondere
in der Verschlussstellung 34, so ist das erste Federelement 11 derart
vorgespannt, dass im stromlosen Zustand des Ventils 1 eine
Federkraft auf das zweite Führungselement 25 und
ebenso auf das Führungselement 10 wirkt,
so dass das zweite Führungselement 25 und
das Führungsgegenelement 10 auseinandergedrückt werden
und das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung frei gibt. Im stromlosen
Zustand ist also gewährleistet,
dass erstes Medium, insbesondere Kühlmedium wie insbesondere die
wasserhaltige Kühlflüssigkeit
aus dem Heizkörperanschlussstutzen 17 über die
Heizkörperanschlussstutzenöffnung 21 in
Richtung der ersten Medienaustrittsrichtung M1A austreten kann.
Das erste Führungselement 9 sowie
das zweite Führungselement 25 sind
insbesondere aus einem magnetisierbaren Material wie beispielsweise
Metall, insbesondere Eisen oder Aluminium oder einem Stahl ausgebildet.
Im Wesentlichen konzentrisch zu dem ersten Führungselement 9 und/oder
zu dem zweiten Führungselement 25 ist
eine Spule 6 bzw. ein Elektromagnet 7 in dem Ventilgehäuse 5 angeordnet.
Die Spule 6 bzw. der Elektromagnet 7 werden über einen elektrischen
Anschluss mit Strom versorgt. Wird die Spule 6 bzw. der
Elektromagnet bestromt, so wird eine Magnetkraft MK erzeugt, die
das erste Verschlusselement 3 bzw. das erste Führungselement 9 in
Richtung der Magnetkraft MK bewegt, so dass das erste Verschlusselement 3 die
Verschlussstellung 34 einnimmt und die erste Ventilöffnung 2 verschließt. Das
erste Verschlusselement 3 ist beispielsweise aus einem
Material wie Gummi oder aus einem anderen Dichtmaterial ausgebildet,
so dass in der Verschlussstellung 34 des ersten Verschlusselements 3 kein
Medium wie beispielsweise Kühlmedium
durch die erste Ventilöffnung 2 in
den dritten Ventilgehäuseraum 32 aus
dem zweiten Ventilgehäuseraum 31 eintreten
kann.
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Ferner
ist auf dem ersten Führungselement 9 eine
Membran 14 derart angeordnet, dass sie Schmutz von dem
ersten Führungselement 9 befreit und
gleichzeitig den Raum 32 gegenüber einem vierten Ventilgehäuseraum 35 abdichtet.
In dem vierten Ventilgehäuseraum 35 sind
insbesondere der Elektromagnet 7 sowie die Spule 6,
das erste Federelement 11 und das zweite Führungselement 2 angeordnet.
Die Membran 14 weist eine im Wesentlichen mit der Querschnittsfläche des
ersten Führungselements 9 korrespondierende Öffnung auf.
Die Membran 14 ist beispielsweise aus Gummi oder einem
sonstigen Dichtmaterial ausgebildet. Im dargestellten Ausführungs beispiel
ist die Membran 14 einteilig mit einem ersten Dichtungselement 22 ausgebildet.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
sind das erste Dichtungselement 22 und die Membran 14 nicht
einteilig ausgebildet. Das erste Dichtungselement 22 ist
beispielsweise aus Gummi oder aus einem anderen Dichtmaterial ausgebildet
und verhindert, dass Medium vom dritten Ventilgehäuseraum 32 in
den vierten Ventilgehäuseraum 35 eintritt
und beispielsweise die Spule 6 oder den zumindest einen
Elektromagneten 7 sowie die elektrischen Anschlüsse 13 schädigt, indem
beispielsweise Flüssigkeit
wie beispielsweise Kühlmedium
oder anderes Medium in den vierten Ventilgehäuseraum 35 eintritt.
Zumindest ein zweites Dichtungselement 23 und/oder zumindest
ein drittes Dichtungselement 27 verhindert ebenfalls, dass
beispielsweise Medium wie insbesondere Kühlmedium, insbesondere wasserhaltige
Kühlflüssigkeit,
zu dem zumindest einen Elektromagneten bzw. zu der zumindest einen
Spule 6 gelangt und diese schädigt.
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Das
Ventil 1 kann folgende Stellungen einnehmen:
Das erste
Verschlusselement 3 kann in der Verschlussstellung 34 angeordnet
sein und das zweite Verschlusselement 8 kann ebenfalls
in der Verschlussstellung angeordnet sein. Medium wie beispielsweise
Kühlflüssigkeit
tritt dann durch die Zuflussstutzenöffnung 19 über den
Zuflussstutzen 18 in Richtung der Medieneintrittsrichtung
ME in den zweiten Ventilgehäuseraum 31 ein,
kann aber weder in den ersten Ventilgehäuseraum 29 noch in
den dritten Ventilgehäuseraum 32 eintreten.
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Ist
das erste Verschlusselement 3 in der Verschlussstellung 34 und
das zweite Verschlusselement 8 in der geöffneten
Stellung 30, so kann erstes Medium wie beispielsweise Kühlflüssigkeit
oder ein anderes Kühlmedium über die
Zuflussstutzenöffnung 19 in
den Zuflussstutzen 18 und damit in den zweiten Ventilgehäuseraum 31 eintreten
und über
die geöffnete
zweite Ven tilöffnung 4 in
den ersten Ventilgehäuseraum 29 eintreten
und über
die Bypassanschlussöffnung 20 in
den Bypass eintreten.
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Ist
das erste Verschlusselement 3 geöffnet, d. h. ist die erste
Ventilöffnung 2 geöffnet, und
das zweite Verschlusselement 8 verschlossen, d. h. die zweite
Ventilöffnung 4 ist
geschlossen, so kann erstes Medium wie beispielsweise Kühlflüssigkeit
oder ein anderes Kühlmedium
wie beispielsweise Luft über
die Zuflussstutzenöffnung 19 in
den Zuflussstutzen 18 und damit den zweiten Ventilgehäuseraum 31 eintreten
und über
die erste Ventilöffnung 2 in
den dritten Ventilgehäuseraum 32 und
weiter in den Heizkörperanschlussstutzen 17 mit
der Heizkörperanschlussstutzenöffnung 21 eintreten
und über
die Heizkörperanschlussstutzenöffnung 21 zum
Heizkörper
strömen.
In den ersten Ventilgehäuseraum 29 kann
kein Medium eintreten.
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Ist
das erste Verschlusselement 3 geöffnet und das zweite Verschlusselement 8 ebenfalls
geöffnet
und befindet sich damit in der Öffnungsposition 30,
so kann über
den Zuflussstutzen 18 und die Zuflussstutzenöffnung 19 Medium
wie beispielsweise wasserhaltige Kühlflüssigkeit oder beispielsweise Luft
oder ein anderes Kühlmedium
in den zweiten Ventilgehäuseraum 31 eintreten
und sowohl durch die zweite Ventilöffnung 4 in den ersten
Ventilgehäuseraum 29 eintreten
und damit zum Bypass fließen als
auch in den dritten Ventilgehäuseraum 32 eintreten
und über
die Heizkörperanschlussöffnung 21 zu dem
Heizkörper
bzw. zu einem anderen Wärmetauscher
strömen.
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Das
Ventil zur Steuerung des Kühlmittelstroms
schützt
den zumindest einen Wärmetauscher, insbesondere
die Heizung vor Überdruck
und/oder vor Kavitation bei einem zu hohen Durchfluss an erstem
Medium, insbesondere Kühlmedium.
Ferner weist das Ventil zur Steuerung des Kühlmittelstroms eine Differenzdruckkontrollfunktion
auf. Das Ventil zur Steuerung des Kühl mittelstroms ermöglicht ferner
insbesondere eine unbegrenzte Durchströmung des Bypasses mit erstem
Medium, insbesondere mit Kühlmedium.
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Ferner
ermöglicht
das Ventil zur Steuerung des Kühlmittelstroms
ein Umschalten zwischen Durchströmung
des Bypasses und Durchströmung des
zumindest einen Wärmetauschers,
insbesondere des Heizkörpers.
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3 zeigt
ein System mit einem erfindungsgemäßen Ventil 1 zur Steuerung
des Kühlmittelzuflusses
zu einem Wärmetauscher,
insbesondere Heizkörper
HK, bzw. ebenso zur Steuerung des Bypasskanals BP. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Das
System weist einen Verbrennungsmotor M, das erfindungsgemäße Ventil 1,
eine Pumpe P zum Pumpen von Kühlmedium
wie beispielsweise einer wasserhaltigen Kühlflüssigkeit sowie einen Wärmetauscher
WT auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann das System zusätzlich
noch eine Standheizung SH aufweisen.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Wärmetauscher
WT ein Heizkörper.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist der Wärmetauscher
WT ein Kühlmittelkühler und/oder
ein Abgaskühler und/oder
ein Ladeluftkühler
und/oder ein Kondensator für
eine Klimaanlage und/oder ein Gaskühler für eine Klimaanlage und/oder
ein Ölkühler und/oder
ein Verdampfer für
eine Klimaanlage.
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In
dem Verbrennungsmotor M ist ein zweiter Wärmetauscher zur Kühlung des
Verbrennungsmotors angeordnet. Nachdem Kühlmedium wie beispielsweise
wasserhaltige Kühlflüssigkeit
oder Luft den zweiten Wärmetauscher
zur Kühlung
im Verbrennungsmotor durchströmt
hat, strömt
das im Verbrennungsmotor M erhitzte Kühlmittel zum erfindungsgemäßen Ventil 1.
Zu den Funktionen des Ventils 1, siehe 1.
Ein erster Leitungsabschnitt ELA führt vom Verbrennungsmotor M
zum Ventil 1 und weiter zur Pumpe P. Die Pumpe P pumpt
das Kühlmittel
durch das System. Der erste Leitungsab schnitt führt im dargestellten Ausführungsbeispiel
weiter zu einem dritten Wärmetauscher
SH, insbesondere zu einer Standheizung, und anschließend zum
Wärmetauscher
WT, insbesondere zum Heizkörper.
In einem anderen Ausführungsbeispiel
strömt
das Kühlmittel
durch den ersten Leitungsabschnitt ELA nach dem Durchströmen der
Pumpe P direkt zu dem ersten Wärmetauscher
WT, insbesondere zu dem Heizkörper.
Nach dem Durchströmen
des ersten Wärmetauschers
WT, insbesondere des Heizkörpers,
strömt das
Kühlmittel
in einem zweiten Leitungsabschnitt ZLA zum Verbrennungsmotor M,
insbesondere zum zweiten Wärmetauscher
zur Kühlung
des Verbrennungsmotors, der im Verbrennungsmotor M angeordnet ist.
Der Bypass BP mündet
in den zweiten Leitungsabschnitt ZLA. Das Ventil zur Steuerung des Kühlmittelstroms
schützt
den zumindest einen Wärmetauscher,
insbesondere die Heizung vor Überdruck
und/oder vor Kavitation bei einem zu hohen Durchfluss an erstem
Medium, insbesondere Kühlmedium.
Ferner weist das Ventil zur Steuerung des Kühlmittelstroms eine Differenzdruckkontrollfunktion auf.
Das Ventil zur Steuerung des Kühlmittelstroms ermöglicht ferner
insbesondere eine unbegrenzte Durchströmung des Bypasses mit erstem
Medium, insbesondere mit Kühlmedium.
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4 zeigt
ein System mit einem erfindungsgemäßen Ventil 1 zur Steuerung
des Kühlmittelzuflusses.
Im Unterschied zu 3 ist neben dem ersten Wärmetauscher
WT1, insbesondere dem Heizkörper,
zumindest ein weiterer Wärmetauscher WT2,
insbesondere ein Kühlmittelkühler und/oder
ein Abgaskühler
und/oder ein Ladeluftkühler
und/oder ein Kondensator für
eine Klimaanlage und/oder ein Gaskühler für eine Klimaanlage und/oder
ein Ölkühler und/oder
ein Verdampfer für
eine Klimaanlage vorgesehen.
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Die
Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele
sind beliebig miteinander kombinierbar. Die Erfindung ist auch für andere
als die gezeigten Gebiete einsetzbar.