DE102010064309A1 - Ventil zur Steuerung von Volumenströmen - Google Patents

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Georg Reeb
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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Ventil (1) zur Steuerung von Volumenströmen eines Kühlmittels in einem Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Ventilgehäuse (10, 12, 14, 25) mit mindestens einem Einlasskanal (18) sowie mindestens einem Auslasskanal (20, 22), wobei in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) mindestens eine um die Achse (31) einer Welle (30) drehbar angeordnete Ventilscheibe (28) vorhanden ist, die die Verbindung zwischen dem mindestens einem Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) des Ventils (1) beeinflusst, und wobei in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) zwischen dem mindestens einen Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) ein Bypass-Kanal (72) sowie ein Bypass-Ventil (74, 110) angeordnet sind, über die der mindestens eine Einlasskanal (18) und der mindestens eine Auslasskanal (20, 22) im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bypass-Ventil (74, 110) als ein federvorgespanntes Ventil ausgebildet ist, bei dem im Falle der Überhitzung des Kühlmittels die Federvorspannung freigegeben ist und dadurch das Bypass-Ventil (74, 110) selbsttätig von einer geschlossenen in eine geöffnete Position verbringbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung von Volumenströmen nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
  • Stand der Technik
  • Ein Kühl- bzw. Heizkreislauf eines Kraftfahrzeuges beinhaltet in der Regel eine zu kühlende Wärmequelle, beispielsweise eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, die mittels eines Kühlmediums durch freie oder erzwungene Konvektion gekühlt werden soll. Die Temperaturdifferenz über der Wärmequelle ist vom Wärmeeintrag und von der Größe des Volumenstroms des Kühlmittels abhängig, während die absolute Temperatur des Kühlmediums durch den Wärmeeintrag der Wärmequelle, die Wärmeabfuhr über etwaige, im Kühlkreislauf befindliche Kühlerelemente und die Wärmekapazitäten der beteiligten Materialien bestimmt wird. Um einerseits die Brennkraftmaschine vor dem Überhitzen zu schützen und andererseits die Abwärme der Brennkraftmaschine beispielsweise zur Beheizung des Fahrgastraumes nutzen zu können, wird im Kraftfahrzeug ein Kühlmittel umgepumpt, das die überschüssige Wärmeenergie der Brennkraftmaschine aufnimmt und in gewünschtem Maße abführt.
  • Der Heiz- bzw. Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges umfasst in der Regel verschiedene Teilkreisläufe, wie beispielsweise einen Kühlerzweig, einen Bypass-Zweig und/oder auch einen Heizungswärmetauscherzweig. Über einen im Kühlerzweig angeordneten Kühler oder Radiator kann die überflüssige Wärmemenge des Kühlmittels an die Umgebungsluft abgegeben werden. Ein Heizungswärmetauscher macht andererseits die zur Verfügung stehende Wärmemenge des Kühlmittels zur Beheizung des Fahrgastraumes nutzbar. Die Verteilung des Kühlmittelstromes auf die verschiedenen Zweige des Kühl- bzw. Heizkreislaufes wird dabei üblicherweise durch zumindest ein Ventil gesteuert.
  • Hierzu wird in der DE 10 2006 053 310 A1 vorgeschlagen, die gewünschte Kühlmitteltemperatur durch das Mischen eines gekühlten und eines ungekühlten Kühlmittelstroms einzustellen. Dazu wird ein Steuerventil verwendet, dessen Durchströmöffnungen durch ein Verdrehen veränderlich sind. Um die Durchströmöffnungen zu verstellen, ist in dem Steuerventil ein Elektromotor angeordnet, der über ein Schneckengetriebe die Position einer Ventilscheibe so verstellt, dass durch das Steuerventil ein gewünschter Kühlmittelstrom strömt. Der Elektromotor ist dabei nicht vom Kühlmittelstrom getrennt, sodass die Komponenten des Elektromotors, wie etwa der Rotor und das Getriebe, mit Kühlmittel umflutet sind.
  • Aus der US 5, 950, 576 ist ferner ein Proportionalkühlmittelventil bekannt, dessen Ventilkörper scheibenförmig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen aufweist, die es erlauben, die gewünschten Verbindungen zwischen dem Einlasskanal des Ventils und mehreren Auslasskanälen herzustellen. Die Ventilscheibe der US 5, 950, 576 wird mittels einer Welle über einen elektromechanischen Aktuator entsprechend den Vorgaben eines Verbrennungsmotor-Steuergerätes gestellt
  • Aus der DE 10 2006 053 307 A1 ist ferner bekannt, die Öffnungen der Ventilscheibe durch Dichtelemente in Form von Dichtringen, sowie mit Federelementen, die das Dichtelement an die Ventilscheibe andrücken, zu realisieren, sodass die Leckageraten bei einem geschlossenen Kühlkreislauf nahezu Null sind.
  • Bei Ausfall der Versorgungsspannung ist bei den obigen Ventilen eine Verstellung der Ventilscheibe nicht mehr möglich, so dass diese keine definierte Position einnehmen kann. Daher kann es passieren, dass der Verbrennungsmotor überhitzt, weil das Ventil in einer Stellung stehen bleibt, in der nicht ausreichend Kühlmittel zirkulieren kann. Im Extremfall bleibt das Ventil in Vollabsperrung stehen, so dass keine Kühlung mehr möglich ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein energie- und platzsparendes Notlaufkonzept für ein Ventil mit einer um die Achse einer Welle drehbar angeordneten Ventilscheibe vorzusehen, mit dem eine Zirkulation des Kühlmittels auch bei Ausfall der Versorgungsspannung gegeben ist.
  • Das Ventil zur Steuerung von Volumenströmen eines Kühlmittels in einem Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges weist ein Ventilgehäuse mit mindestens einem Einlasskanal sowie mindestens einem Auslasskanal auf. In dem Ventilgehäuse ist mindestens eine, um die Achse einer Welle drehbar angeordnete Ventilscheibe vorhanden, die die Verbindung zwischen dem mindestens einem Einlasskanal und dem mindestens einen Auslasskanal des Ventils beeinflusst. In dem Ventilgehäuse zwischen dem mindestens einen Einlasskanal und dem mindestens einen Auslasskanal sind weiterhin ein Bypass-Kanal sowie ein Bypass-Ventil angeordnet sind, über die der mindestens eine Einlasskanal und der mindestens eine Auslasskanal im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bypass-Ventil als ein federvorgespanntes Ventil ausgebildet ist, bei dem im Falle der Überhitzung des Kühlmittels die Federvorspannung freigegeben ist und dadurch das Bypass-Ventils selbsttätig von einer geschlossenen in eine geöffnete Position verbringbar ist. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, einer unverzögerten Reaktion im Falle der Überhitzung, während übliche thermisch gesteuerte Einrichtungen entweder verzögert oder gar nicht auf ansteigende Temperaturen der Brennkraftmaschine reagieren, da sie thermisch nicht optimal an das System angekoppelt sind. Im Vergleich zu handelsüblichen Magnetventilen mit einem Verstellbereich in der Größenordnung von ca. 4 mm ist zudem ein sehr geringer Energie- und Raumbedarf für das erfindungsgemäße Bypass-Ventil erzielbar.
  • Wertere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sowie aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.
  • In vorteilhafter Weise verbringt ein durch die Ventilscheibe angetriebener Rückstellmechanismus das Bypass-Ventil wieder in seine geschlossene Position, so dass das Bypass-Ventil mit der Federvorspannung beaufschlagt wird. Dabei erfolgt die Beaufschlagung mit der Federvorspannung so lange, bis eine Überhitzung des Kühlmittels detektiert wird.
  • Ein Entriegelungsstift hält das Bypass-Ventil in der geschlossenen Position, wobei ein über einen Magnetkreis ansteuerbarer Magnetanker, der mit dem Entriegelungsstift starr verbunden ist, den Entriegelungsstift im Falle der Überhitzung des Kühlmittels derart zurückzieht, dass die Federvorspannung freigegeben ist, um das Bypass-Ventil zu öffnen. Ein derartiger Auslösemechanismus benötigt nur noch einen sehr kleinen Auslöseweg. Zudem ist die aufzuwendende Kraft für den Entriegelungsstift sehr gering, so dass ein dafür notwendiger Magnetkreis sehr klein, leicht und kostengünstig realisierbar ist. Da dieser Magnetkreis über einen kurzen Auslöseimpuls aktiviert werden kann, sinkt der Energiebedarf für das erfindungsgemäße Bypass-Ventil nahezu auf Null.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bypass-Ventils greift der Entriegelungsstift in eine Öffnung eines mit einem Ventilteller des Bypass-Ventils starr verbundenen Ventilkolbens ein, auf den die Federvorspannung wirkt. Das Geschlossenhalten des Bypass-Ventils kann somit rein mechanisch über den Entriegelungsstift erfolgen. Ein Bestromen des Magnetkreises ist im Normalbetrieb des Ventils nicht erforderlich.
  • In einem werteren Ausführungsbeispiel hält der Entriegelungsstift einen unter der Federvorspannung stehenden Kniehebel, der mit einem Ventilteller des Bypass-Ventils wirkverbunden ist, in einer definierten Position, so dass der Kniehebel im Falle der Freigabe durch den Entriegelungsstift einknicken kann. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Reduzierung der Haltekraft und der Größe des Magnetkreises. Altemativ kann statt des Kniehebels auch eine Biegefeder zum Einsatz kommen, die im Falle der Freigabe einbiegt und so ein öffnen des Bypass-Ventils bewirkt. Hierdurch kann der Bauteileaufwand weiter reduziert werden.
  • Schließlich ist vorgesehen, dass das Bypass-Ventil als Drehschieberventil ausgebildet ist, wobei der Entriegelungsstift das unter der Federvorpannung stehende Drehschieberventil in der geschlossenen Position hält, und sich das Drehschieberventil im Falle der Freigabe durch den Entriegelungsstift infolge der über einen Drehpunkt wirkenden Federvorspannung mittels einer Drehbewegung um den Drehpunkt öffnet. Statt des Drehschieberventils kann auch ein Linearschieberventil zum Einsatz kommen, das entsprechend arbeitet.
  • Zeichnung
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthaften zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere wird ein Fachmann auch die Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu werteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ventils in einer Übersichtsdarstellung,
  • 2 das Ventil gemäß 1 in einer ersten Schnittdarstellung,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Ventils gemäß 1 in einer weiteren Schnittdarstellung,
  • 4 Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Notlaufkonzepts des Ventils gemäß 1,
  • 5 Schnittdarstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bypass-Ventils,
  • 6 schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypass-Ventils,
  • 7 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypass-Ventils,
  • 8 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bypass-Ventils.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt ein Beispiel für ein Ventil 1 in einer Übersichtsdarstellung. Das Ventil 1 gemäß der Ausführungsform in 1 besitzt ein Gehäuse 10 mit einem Gehäuseunterteil 12 sowie einem Gehäuseoberteil 14, die über Verbindungsmittel 16, beispielsweise Schrauben, Nieten oder Rastmittel, fluiddicht miteinander verbunden sind. Insbesondere das Gehäuseunterteil 12 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet, wie dies in den 2 und 3 dargestellt ist, und ermöglicht in seinem Inneren die Ausbildung einer Ventilkammer zur Aufnahme eines Ventilelementes. Das Gehäuseoberteil 14 kann ebenfalls topfförmig ausgebildet sein bzw. lediglich als eine Art Deckel im Gehäuseunterteil 12 ausgeformt sein. Am Gehäuseunterteil 12 angeformt ist der Stutzen eines Einlasskanals 18. Der Einlasskanal 18 bzw. der Stutzen kann dabei insbesondere einstückig mit dem Gehäuseunterteil 12 ausgeformt, beispielsweise in Kunststoff ausgebildet sein.
  • Mit dem Gehäuseoberteil 14 verbunden sind ein erster sowie ein zweiter Auslasskanal 20, 22. Mit Hilfe eines in der Ventilkammer angeordneten und noch näher zu beschreibenden Ventilelementes kann eine Verbindung zwischen dem Einlasskanal 18 und dem ersten bzw. zweiten Auslasskanal 20, 22 geöffnet, geschlossen und in gewünschter Weise variiert werden. Darüber hinaus weist das Ventil 1 noch einen Stellantrieb 24 zur Verstellung des Ventilelementes auf, der in Verbindung mit 3 noch näher beschrieben wird und der ein eigenes Antriebsgehäuse 25 aufweist, das mit dem Gehäuse 10, insbesondere dem Gehäuseoberteil 14, des Ventils 1 verschraubt ist
  • 2 zeigt einen ersten Schnitt durch das Ventil 1, der in etwa senkrecht zur Zeichnungsebene der 1 verläuft. In der zwischen dem Gehäuseunterteil 12 und dem Gehäuseoberteil 14 ausgebildeten Ventilkammer 26 ist eine Ventilscheibe 28 als Ventilelement angeordnet. Eine Abtriebswelle 30 des in 3 näher dargestellten Stellantriebes 24 greift in eine zentrale Öffnung 32 der Ventilscheibe 28 ein. Durch entsprechende Sicherungsmittel 34 ist die Ventilscheibe 28 drehfest auf der Abtriebswelle 30 befestigt, so dass diese Welle auch als Antriebswelle der Ventilscheibe 28 dient Die Sicherung der Ventilscheibe auf der Welle 30 kann beispielsweise durch eine in 2 dargestellte Verschraubung bzw. Verrastung erfolgen, oder aber auch durch ein Verpressen der Welle 30 in der zentralen Öffnung 32 der Ventilscheibe 28.
  • Zwischen dem Gehäuseunterteil 12 und dem Gehäuseoberteil 14 sind Dichtmittel, beispielsweise ein Dichtring 36 vorgesehen, um eine fluiddichte Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 12, 14 des Ventilgehäuses 10 zu gewährleisten. In den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 sind der Einlasskanal 18 fluchtend auf einer gemeinsamen Achse 37 mit dem ersten Auslasskanal 20 und die Welle 30 entlang einer dazu parallel ausgerichteten Rotationsachse 31 angeordnet
  • 3 zeigt eine zweite schematische Schnittansicht des Ventils 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Längsachsen des Einlasskanals 18 und des Auslasskanals 20 sind hier versetzt zueinander angeordnet. In dem zweiten Gehäuse 25 ist ein Rotor 38 und ein Stator 40 des als Elektromotor ausgebildeten Stellantriebs 24 angeordnet. Der Rotor 38 weist eine Rotorwelle 42 auf, auf der in einem ersten Bereich eine Schneckenverzahnung 44 und in einem zweiten Bereich ein Blechpaket 46 angeordnet sind. Die paketierten Bleche des Blechpakets 46 umfassen dabei radial die Rotorwelle 42 und werden axial durch zwei Blechhülsen 48 begrenzt. In dem Blechpaket 46 ist zumindest ein Magnet 50 angeordnet. Das Blechpaket 46 ist in seiner räumlichen Anordnung in einer Rotorwellenachse 52 von dem Bereich der Schneckenverzahnung 44 durch eine radiale Lageraufnahme 54 und dem darin angeordneten ersten radialen Lagerelement 56 abgetrennt. Die Flächen der Rotorwelle 42, die an den radialen Lagerelementen 56, 57 und den axialen Lagerelementen 58, 60 anliegen, weisen dabei einen höheren Härtegrad als die übrigen Flächen der Rotorwelle 42 auf. Die axialen Lagerelemente 58, 60 sind plattenförmig ausgeprägt, wobei das erste axiale Lagerelement 58 in dem Antriebsgehäuse 25 und das zweite axiale Lagerelement 60 in den Gehäuseoberteil 14 angeordnet sind. Der Rotor 38 weist an den Enden der Rotorwelle 42 jeweils einen Anlaufpilz 64 auf, der zur Abstützung der Lagerkräfte auf die axialen Lagerelemente 58, 60 dient. Der Rotor 38 sowie der Stator 40, wenden durch das Antriebsgehäuse 25 und ein zweites Dichtelement 68 gegenüber der Umgebung abgeschlossen.
  • Der Stator 40 weist zumindest eine Spule 62 mit einer Mehrzahl von Wicklungen sowie nicht dargestellte Blechpakete auf. Die Spulen 62 erzeugen bei angelegter Spannung ein Magnetfeld, welches den Rotor 38 in Rotation um die Rotorwellenachse 52 versetzt. Die Spulen 62 können hierbei mit Wechselspannung betrieben werden oder elektronisch kommutiert werden. Durch die Rotation des Rotors 38 wird über die Schneckenverzahnung 44 ein Stirnrad 66 (vergleiche 2) angetrieben, welches mit der Ventilscheibe 28 verbunden ist. Die Ventilscheibe 28 weist zumindest eine Öffnung 70 auf, wobei durch ein Verdrehen der Ventilscheibe 28 die Öffnung 70 vor den Auslasskanal 20 gedreht wird. Je nach Stellung der Öffnung 70 vor dem Auslasskanal 20 wird die Durchflussfläche der Ventilscheibe 28 reguliert. Die Öffnung 70 ist mit ihrer Längsachse zur Rotationsachse 31 der Welle 30 bzw. der Ventilscheibe 28 versetzt angeordnet.
  • In den 4 ist das Notlaufkonzept des Ventils 1 dargestellt In dem Ventilgehäuse 10, insbesondere in dem Gehäuseoberteil 14, sind zwischen dem nicht dargestellten Einlasskanal 18 und dem Auslasskanal 20 ein Bypass-Kanal 72 sowie ein Bypass-Ventil 74 angeordnet, über die der Einlasskanal 18 und der Auslasskanal 20 im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind. Im Normalbetrieb ist das Bypass-Ventil 74 geschlossen (4a und 4b). Ein mit einem Ventilkolben 75 verbundener Ventilteller 76 des Bypass-Ventils 74, der eine flexlible Ventildichtung 77 aufweist, wird dazu gemäß 4b in einen Dichtsitz 78 verschoben. Falls das Kühlmittel infolge eines Blockieren der Ventilscheibe 28 im geschlossenen Zustand überhitzt, wird gemäß 4c das Bypass-Ventil 74 geöffnet, so dass das Kühlmittel durch den Bypass-Kanal 72 in den Auslasskanal 20 strömen kann.
  • Ein Rückstellmechanismus 80 für das Bypass-Ventil 74 umfasst einen mit der Welle 30 des Ventils 1 drehfest verbundenen Mitnehmer 82. Der Mitnehmer 82 weist eine radiale Ausbuchtung 84 auf, die außerhalb des Regelbereichs des Ventils 1 zu einer Verschiebung des Rückstellmechanismus 80 in Richtung des Bypass-Ventils 74 führt. Dabei drückt ein Federelement 86, insbesondere eine Spiralfeder 88, den Rückstellmechanismus 80 gegen den Mitnehmer 84, um einen dauerhaften Reibkontakt zwischen Rückstellmechanismus 80 und Mitnehmer 82 zu gewährleisten. Unter der Bezeichnung „außerhalb des Regelbereichs” wird verstanden, dass sich die Öffnung 70 der Ventilscheibe 28 in einer Position befindet, in der der Volumenstrom des Kühlmittels zwischen Einlasskanal 18 und Auslasskanal 20, 22 unterbrochen ist.
  • 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bypass-Ventils 74. In 5a ist das Bypass-Ventil 74 in der geschlossenen Position und in 5b in der geöffneten Position dargestellt. Über eine Öffnung 90 erfolgt die Verbindung zum Bypass-Kanal 72 des Ventils 1. Mittels einer auf den Ventilteller 76 wirkenden Feder 92, insbesondere einer axial wirkenden Spiralfeder, einer Blattfeder oder dergleichen, erfolgt eine Federvorspannung des Bypass-Ventils 74 im geschlossenen Zustand (d. h. die Ventildichtung 77 ruht im Dichtsitz 78). Der mit dem Ventilteller 76 starr verbundene Ventilkolben 75 wird über eine in ihm vorgesehene Öffnung 94 sowie einen darin eingreifenden Entriegelungsstift 96 während des Normalbetriebs des Ventils 1 in der geschlossenen Position des Bypass-Ventils 74 gehalten. Kommt es zu einer Überhitzung des Kühlmittels, wird für den Notlaufbetrieb des Ventils 1 das Bypass-Ventil 74 von seiner geschlossenen in die geöffnete Position verbracht, so dass das Kühlmittel über den Bypass-Kanal 72 in den Auslasskanal 20, 22 strömen kann. Dazu wird ein aus einem Wicklungselement 98 und einem Magnetanker 100 bestehender Magnetkreis 102 kurzzeitig derart mittels eines Spannungsimpulses angesteuert, dass der mit dem Entriegelungsstift 96 starr verbundene Magnetanker 100 die Öffnung 94 des Ventilankers 75 freigibt, so dass sich der Ventilteller 76 gemäß
  • 5b infolge der Federvorspannung der Feder 92 selbsttätig von der geschlossenen in die geöffnete Position bewegt.
  • Ist der Notlaufbetrieb des Ventils 1 wieder beendet, d. h., das Kühlmittel hat wieder seine normale Betriebstemperatur erreicht, kann das Bypass-Ventil 74 mittels des Rückstellmechanismus 80 wieder in seine geschlossene Position verbracht werden. Aufgrund der Federkraft der auf den Magnetanker 100 wirkenden Feder 104 kann dann der Entriegelungsstift 96 wieder in die Öffnung 94 des Ventilkolbens 75 eingreifen und das Bypass-Ventil 74 in der geschlossenen Position halten.
  • Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bypass-Ventils 74 zeigt 6. Statt einer Öffnung im Ventilkolben 75 ist dieser nun über einen Gelenkpunkt 105 mit einem Kniehebel 106 verbunden. Der Entriegelungsstift 96 verhindert ein Einknicken des Kniehebels 106 im geschlossenen Zustand des Bypass-Ventils 74 im Normalbetrieb des Ventils 1. Im Notlaufbetrieb wird der Entriegelungsstift 96 derart mittels des Magnetkreises 102 zurückgezogen, dass der Kniehebel 102 einknicken kann und das Bypass-Ventil 74 infolge der Federvorspannung der Feder 92 von seiner geschlossenen (6a) in die geöffnete Position (6b) gleitet. Eine Verbringung des Bypass-Ventils 74 in die seinen geschlossenen Zustand erfolgt dann wieder im Normalbetrieb des Ventils 1 über den Rückstellmechanismus 80.
  • 7 stellt eine Alternative zum Kniehebel 106 dar, indem dieser durch eine Biegefeder 108 ersetzt ist. Die Funktionsweise ist jedoch mit dem des Kniehebels 106 identisch, so dass auf einer weitergehende Beschreibung verzichtet werden soll.
  • Schließlich ist gemäß 8 vorgesehen, das Bypass-Ventil 74 als ein Drehschieberventil 110 mit einen um eine Drehachse 112 verdrehbaren Ventilteller 114 auszubilden. Der Entriegelungsstift 96 hält den unter der Federvorpannung einer Feder 112, insbesondere einer tangential wirkenden Spiralfeder, einer Rollfeder oder dergleichen, stehenden Ventilteller 114 in der die Öffnung 90 zum Bypass-Kanal 72 verschließenden Position. Im Falle der Freigabe durch den auf den Entriegelungsstift 96 wirkenden, hier jedoch nicht naher dargestellten Magnetkreis 102 öffnet sich das Drehschieberventil 110 infolge der über den Drehpunkt der Drehachse 112 wirkenden Federvorspannung mittels einer entsprechenden Drehbewegung des Ventiltellers 114 um diesen Drehpunkt. Eine Verbringung des Ventiltellers 114 in den geschlossenen Zustand erfolgt für den Normalbetrieb des Ventils 1 wieder über den Rückstellmechanismus 80, der nun jedoch auf einen Hebel 118 des Ventiltellers 114 wirkt. Statt des Drehschieberventils kann auch ein Linearschieberventil zum Einsatz kommen, das entsprechend arbeitet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006053310 A1 [0004]
    • US 5950576 [0005, 0005]
    • DE 102006053307 A1 [0006]

Claims (8)

  1. Ventil (1) zur Steuerung von Volumenströmen eines Kühlmittels in einem Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Ventilgehäuse (10, 12, 14, 25) mit mindestens einem Einlasskanal (18) sowie mindestens einem Auslasskanal (20, 22), wobei in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) mindestens eine um die Achse (31) einer Welle (30) drehbar angeordnete Ventilscheibe (28) vorhanden ist, die die Verbindung zwischen dem mindestens einem Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) des Ventils (1) beeinflusst, und wobei in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) zwischen dem mindestens einen Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) ein Bypass-Kanal (72) sowie ein Bypass-Ventil (74, 110) angeordnet sind, über die der mindestens eine Einlasskanal (18) und der mindestens eine Auslasskanal (20, 22) im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (74, 110) als ein federvorgespanntes Ventil ausgebildet ist, bei dem im Falle der Überhitzung des Kühlmittels die Federvorspannung freigegeben ist und dadurch das Bypass-Ventils (74, 110) selbsttätig von einer geschlossenen in eine geöffnete Position verbringbar ist.
  2. Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Ventilscheibe (28) angetriebener Rückstellmechanismus (76) das Bypass-Ventil (74, 110) wieder in seine geschlossene Position verbringt und das Bypass-Ventil (74, 110) mit der Federvorspannung beaufschlagt.
  3. Ventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (74, 110) so lange mit der Federvorspannung beaufschlagt ist, bis eine Überhitzung des Kühlmittels detektiert wird.
  4. Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entriegelungsstift (96) das Bypass-Ventil (74, 110) in der geschlossenen Position hält, wobei ein über einen Magnetkreis (102) ansteuerbarer Magnetanker (100), der mit dem Entriegelungsstift (96) starr verbunden ist, den Entriegelungsstift (96) im Falle der Überhitzung des Kühlmittels derart zurückzieht, dass die Federvorspannung freigegeben ist, um das Bypass-Ventil (74, 110) zu öffnen.
  5. Ventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Entriegelungsstift (96) in eine Öffnung (94) eines mit einem Ventilteller (76) des Bypass-Ventils (74) starr verbundenen Ventilkolbens (75) eingreift, auf den die Federvorspannung wirkt.
  6. Ventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Entriegelungsstift (96) einen unter der Federvorspannung stehenden Kniehebel (106), der mit einem Ventilteller (96) des Bypass-Ventils (74) wirkverbunden ist, in einer definierten Position hält und der Kniehebel (106) im Falle der Freigabe durch den Entriegelungsstift (96) einknicken kann.
  7. Ventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Entriegelungsstift (96) eine unter der Federvorpannung stehende Biegefeder (108) die mit einem Ventilteller (76) des Bypass-Ventils (74) wirkverbunden ist, in einer definierten Position hält und die Biegefeder (108) im Falle der Freigabe durch den Entriegelungsstift (96) einbiegen kann.
  8. Ventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (74) als Drehschieberventil (110) ausgebildet ist, wobei der Entriegelungsstift (96) das unter der Federvorpannung stehende Drehschieberventil (110) in der geschlossenen Position hält, und sich das Drehschieberventil (110) im Falle der Freigabe durch den Entriegelungsstift (96) infolge der über einen Drehpunkt einer Drehachse (112) wirkenden Federvorspannung mittels einer Drehbewegung um den Drehpunkt öffnet.
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