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Referenz zu in Bezug stehenden Anmeldungen:
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nummer 102011-0045179 , die beim koreanischen Patentamt am 13. Mai 2011 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt zum Zweck der Referenz mit in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für ein Fahrzeug. Im Speziellen bezieht sich die Erfindung auf ein Ventil für ein Fahrzeug, das eine einfache Vorrichtung zum Öffnen oder Schließen seines Auslasses in Abhängigkeit der Temperatur eines hineinfließenden Arbeitsfluids aufweist.
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Erläuterung von in Bezug stehenden Ausführungsformen
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Im Allgemeinen wird ein Ventil in einer Rohrverbindung oder einem Behälter angeordnet, um ein Fluid, wie Luft, Gas, eine Flüssigkeit oder Wasser von der Umgebung zugeführt zu bekommen und dieses auszugeben, den Fluss des Fluids zu stoppen oder die Durchflussmenge oder den Druck des Fluids zu steuern.
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Das Ventil steuert den Fluss des Fluids indem es sich über einem Ventilsitz bewegt, wobei das Fluid entlang einem Ventilschaft und einem Betätiger fließt, und es wird eine gesonderte Temperaturbestimmungsvorrichtung verwendet, um die Temperatur des Fluids zu bestimmen, das den Ventilsitz passiert hat, um es so zu ermöglichen, die Steuerung des Ventils vorzunehmen.
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Die Informationen, die in diesem Abschnitt des Hintergrunds der Erfindung erläutert wurden, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollen nicht als ein Zugeständnis in irgendeiner Form verstanden werden, dass diese Informationen einen Stand der Technik bilden, der einem Fachmann bereits bekannt gewesen ist.
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Kurze Erläuterung
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Unterschiedliche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung eines Ventils für ein Fahrzeug gerichtet, das einen Auslass in Abhängigkeit der Temperatur eines einströmenden Arbeitsfluids öffnet und schließt und dabei die Vorteile eines einfachen Aufbaus hat.
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Ferner sind unterschiedliche Aspekte der vorliegenden Erfindung auf die Bereitstellung eines Ventils für ein Fahrzeug gerichtet, welches Vorteile der Einsparung der Herstellkosten durch vereinfachte Bestandteile im Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil aufweist, des reduzierten Gewichts, eines verbesserten Ansprechverhaltens des Ventils in Bezug auf die Temperatur des Arbeitsfluids, des reduzierten Fließwiderstands, um einen gleichmäßige Mengendurchlass des Fluiddurchlaufs zu erzielen und einer verbesserten Zuverlässigkeit der Fluidsteuerung.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ventil für ein Fahrzeug in einem Fahrzeug vorgesehen ist, um ein darin fließendes Arbeitsfluid auszulassen und es kann aufweisen einen Hauptkörper, der zumindest einen Auslass und einen Einlass aufweist, wobei das Arbeitsfluid durch den Einlass einfließt, und eine Öffnungs- und Verschlusseinheit, die in dem Hauptkörper vorgesehen ist, wobei die Öffnungs- und Verschlusseinheit wahlweise einen von dem zumindest einen Auslass in Abhängigkeit von der Temperatur des Arbeitsfluids mit dem Einlass fluidverbindet, dass das einfließende Arbeitsfluid durch den Auslass nach außen ausgelassen oder abgegeben werden kann.
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Die Öffnungs- und Verschlusseinheit kann aufweisen eine Montagekappe, die an einem Endbereich des Hauptkörpers befestigt ist, und ein Verformungselement, welches mit einem Ende davon mit der Montagekappe verbunden ist und in den Hauptkörper eingesetzt ist, um sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Arbeitsfluids auszudehnen oder zusammen zu ziehen, wobei das Verformungselement nahe zu dem zumindest einen Auslass angeordnet ist.
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Das Verformungselement ist z. B. eine Formgedächtnislegierung, welche sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids ausdehnt oder zusammenzieht.
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Das Verformungselement kann aufweisen feste Bereiche, die in Längsrichtung an beiden Endabschnitten des Verformungselements vorgesehen sind und die nicht durch die Temperatur verformt werden, wobei einer der festen Bereiche mit der Montagekappe verbunden ist, und einen Verformungsbereich, der zwischen den festen Bereichen vorgesehen ist und sich in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnt oder zusammen zieht.
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Des Verformungselement kann die Form einer Kreis- bzw. Zylinder oder Schraubenfeder haben, so dass die Windungen abhängig von der Temperatur (in Längsrichtung) in Kontakt zueinander stehen. Des Verformungselement ist aber z. B. nicht federelastisch, sondern hat nur die Gestalt bzw. Form einer Kreis- bzw. Zylinder-Schraubenfeder.
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Die Montagekappe kann aufweisen einen Einführbereich, der mit einem Ende davon in das Verformungselement eingeführt ist, und einen Montagebereich bzw. Haltebereich, von dem ein Ende davon integral mit dem anderen Ende des Einführbereichs verbunden ist und an einem Innenumfang des Hauptkörpers angebracht ist.
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Der Montagebereich kann ein Außengewinde aufweisen, das an einer außenliegenden umlaufenden Form vorgesehen ist, um in Eingriff mit einer innen liegenden umlaufenden Form des Hauptkörpers zu stehen.
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Der Montagebereich kann einen Eingriffsbereich aufweisen, der integral am anderen Ende davon ausgebildet ist, um an einem Außenendbereich des Hauptkörpers befestigt zu sein.
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Der Eingriffsbereich kann am anderen Ende davon eine Werkzeugaussparung daran ausgebildet aufweisen.
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Der Eingriffsbereich kann am anderen Ende davon eine Werkzeugaussparung daran ausgebildet aufweisen.
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Das Verformungselement kann eine Endkappe aufweisen, die gleitend bzw. verschiebbar in den Hauptkörper eingesetzt ist.
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Die Endkappe kann eine Durchlassöffnung aufweisen, durch die in Form eines Bypasses das Arbeitsfluid bei durch das einströmende Arbeitsfluid verursachten Druckschwankungen in den Bereich des Verformungselements gelangen kann, um das Ansprechverhalten des Verformungselements aufgrund der Temperatur zu verbessern.
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Ein Ende des Hauptkörpers ist z. B. geschlossen und das andere Ende ist geöffnet, so dass es eine zylindrische Rohrgestalt haben kann, wobei die Öffnungs- und Verschlusseinheit an dem geöffneten Ende angebracht ist.
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Das Ventil ist z. B. als ein Zweiwegeventil ausgebildet, bei dem ein Auslass an einer dem Einlass entgegengesetzt liegenden Seite an dem Hauptkörper vorgesehen ist und die Öffnungs- und Verschlusseinheit in der Nähe von dem Auslass angeordnet ist.
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Das Ventil ist z. B. als ein Dreiwegeventil ausgebildet, bei dem ein erster und ein zweiter Auslass an dem Einlass entgegengesetzt liegenden Seiten vorgesehen sind, um wahlweise durch die Öffnungs- und Verschlusseinheit geöffnet oder geschlossen zu werden, und wobei die Öffnungs- und Verschlusseinheit in der Nähe von entweder dem ersten oder dem zweiten Auslass angeordnet ist.
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Der zumindest eine Auslass des Ventils kann aufweisen einen ersten Auslass, der in dem Hauptkörper gegenüber dem Einlass versetzt ist und der wahlweise Arbeitsfluid von einem Einlass erhält, und einen zweiten Auslass an der dem Einlass gegengesetzt liegenden Seite, um mit einem Zuführabschnitt bzw. Belieferungsabschnitt verbunden zu sein, so dass Arbeitsfluid von dem Einlass wahlweise hierüber ausgelassen werden kann, und einen Rücklauf, der an einer dem Einlass entgegengesetz liegenden Seite vorgesehen ist, um das Arbeitsfluid von dem zweiten Auslass zu dem ersten Auslass zu führen, wobei eine erste und eine zweite Öffnungs- und Verschlusseinheiten vorgesehen sind, um den ersten, bzw. den zweiten Auslass zu schließen und wobei der erste Auslass, der zweite Auslass und der Rücklauf selektiv von der ersten und der zweiten Öffnungs- und Verschlusseinheiten geöffnet oder geschlossen werden.
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Der Hauptkörper kann eine zylindrische Rohrform mit offenen Enden aufweisen, und die erste und die zweite Öffnungs- und Verschlusseinheit sind an beiden Enden angeordnet, um den zweiten Auslass und den Rücklauf jeweilig zu öffnen und zu schließen.
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Wie oben beschrieben verwendet ein Ventil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug einen einfachen Aufbau, um wahlweise einen Auslass in Abhängigkeit von der Temperatur eines einfließenden Arbeitsfluids zu öffnen oder zu schließen, und es lässt das Arbeitsfluid in effektiver Art heraus, wobei die Bestandteile im Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil einfach aufgebaut sind, die Herstellkosten reduziert sind und gleichzeitig das Gewicht reduziert ist.
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Auch ist das Ansprechverhalten des Öffnens und Schließens des Ventils in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids verbessert, der Fließwiderstand des Arbeitsfluids ist reduziert, um eine gleichbleibende Durchflussmenge zu erhalten, die Zuverlässigkeit der Fluidsteuerung ist verbessert und im Fall, dass das Arbeitsfluid ein Kühlmittel ist, so wird der Kühlmittelfluss gleichmäßig aufrechterhalten, so dass die Kühleigenschaften verbessert werden und der Energieverbrauch reduziert ist.
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Auch ist der innere Aufbau durch die Reduzierung der Bestandteile vereinfacht, um Herstellkosten zu senken, Gewicht zu reduzieren und die Wartung zu vereinfachen.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die anhand der beigefügten Figuren, die hiermit einbezogen werden, ersichtlich und weiter im Detail ausgeführt werden und ferner durch die folgende detaillierte Beschreibung gemeinsam dazu dienen, gewisse Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Öffnungs- und Verschlusseinheit, die mit einem Ventil für ein Fahrzeug gemäß unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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3 ist eine explodierte perspektivische Ansicht von einer Öffnungs- und Verschlusseinheit gemäß unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt eine Ansicht unter Arbeitsbedingungen einer Öffnungs- und Verschlusseinheit gemäß unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt eine Ansicht mit unterschiedlichen Betriebszuständen eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß mehreren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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7 und 8 zeigen eine perspektivische Ansicht und eine explodierte Ansicht einer Öffnungs- und Verschlusseinheit für ein Ventil für ein Fahrzeug gemäß den mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt die Öffnungs- und Verschlusseinheit gemäß mehreren unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Einsatzbedingungen.
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10 zeigt ein Diagramm mit unterschiedlichen Betriebszuständen eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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11 ist eine perspektivische Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß unterschiedlichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt unterschiedliche Betriebsbedingungen eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß mehreren beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendiger Weise maßstabsgerecht sind, da sie in einer etwas vereinfachten Art für unterschiedliche Merkmale stehen, um grundlegende Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Die konkreten konstruktiven Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, umfassen zum Beispiel spezielle Maße, Ausrichtungen, Anordnungen und Formen, die sich teilweise aus der im Speziellen beabsichtigten Anwendung und den Bedingungen der Nutzung ergeben.
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In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen übergreifend über die unterschiedlichen Figuren der Zeichnungen auf die gleichen oder entsprechenden Teile.
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Detaillierte Erläuterung
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Nun wird im Detail auf unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele von ihr in den beigefügten Figuren erläutert und nachfolgend beschrieben werden. Während die Erfindung(en) in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen erläutert werden, so soll es so verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegensatz ist es mit der/den Erfindung(en) beabsichtigt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen zu umfassen, sondern auch unterschiedliche Alternativen, Veränderungen, Äquivalente oder andere Ausführungsformen, die vom Geist und dem Umfang der Erfindung so umfasst sein können, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Detail in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Öffnungs- und Verschlusseinheit, die mit einem Ventil für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 3 ist eine explodierte perspektivische Ansicht von einer Öffnungs- und Verschlusseinheit gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 4 zeigt eine Ansicht unter Arbeitsbedingungen einer Öffnungs- und Verschlusseinheit gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 5 zeigt eine Ansicht mit unterschiedlichen Betriebszuständen eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend zu den Zeichnungen weist ein Ventil 100 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen einfachen Aufbau auf, um in Abhängigkeit der Temperatur eines Arbeitsfluids wahlweise einen Auslass 111 zu öffnen und zu schließen und um so den Durchlass des Arbeitsfluids zu ermöglichen.
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Auch stellt die vorliegende Erfindung ein Ventil für ein Fahrzeug bereit, das die Vorteile der Einsparung von Herstellkosten aufgrund von vereinfachten Bestandteilen im Vergleich zu herkömmlichen Ventile nach Art der Wachsexpansion aufweist, des reduzierten Gewichts, verbesserten Ansprecheigenschaften des Ventils in Bezug auf die Temperatur des Arbeitsfluids, eines reduzierten Durchflusswiderstands, um eine Durchflussmenge aufrechtzuhalten und einer verbesserten Zuverlässigkeit der Fluidsteuerung.
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Dazu wird, wie es in 1 gezeigt ist, ein Ventil 100 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ein Fahrzeug eingebaut und umfasst einen Hauptkörper 110 und eine Öffnungs- und Verschlusseinheit 120, so dass ein einfließendes Arbeitsfluid nach außen ausgelassen werden kann und jede dieser Komponenten wird im Anschluss im Detail erläutert.
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Zunächst weist der Hauptkörper 110 zumindest einen Auslass 111 und einen Einlass 113 auf, wobei das Arbeitsfluid durch den Einlass 113 hineinströmt.
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Dabei ist ein Ende des Hauptkörpers 110 in Längsrichtung geschlossen und das andere Ende ist in Form eines zylindrischen Rohrstücks geöffnet und die Öffnungs- und Verschlusseinheit 120 ist an der geöffneten Seite des Hauptkörpers 110 vorgesehen.
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform weist der Hauptkörper auf einen Einlass 113, der in einer Längsrichtung davon ausgebildet ist, und einen (z. B. genau einen) Auslass 111, der entsprechend zu der Öffnungs- und Verschlusseinheit zugeordnet an der geöffneten Seite des Hauptkörpers vorgesehen ist, wobei der Auslass 111 zu dem Einlass 113 im Abstand angeordnet ist.
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Dabei wird das Ventil 100 für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wahlweise durch die Öffnungs- und Verschlusseinheit 120 geöffnet oder geschlossen, und ein Auslass 111 ist in Form an einer dem Einlass 113 gegenüberliegenden Seite des Hauptkörpers 110 vorgesehen, so dass ein 2-Wege-Ventil-Typ vorliegt.
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Des Weiteren ist die Öffnungs-/Verschlusseinheit 120 an dem Hauptkörper 110 so angeordnet, dass der Auslass 111 in Abhängigkeit von der Temperatur des einfließenden Arbeitsfluids mit dem Einlass 113 verbunden wird, so dass das Arbeitsfluid, das durch den Einlass 113 einfließt, durch den Auslass 111 ausgelassen werden kann.
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Wie es in 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Öffnungs- und Verschlusseinheit 120 eine Montagekappe 121 und ein Verformungselement 131, und diese werden im Folgenden beschrieben.
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Zunächst ist die Montagekappe 121 an einer Seite in Längsrichtung des Hauptkörpers 110 befestigt.
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Dazu weist die Montagekappe 121 auf einen Einführbereich 123, von dem ein Ende fest in das Verformungselement eingesetzt ist, und einen Montagebereich 125, dessen eines Ende in Verbindung mit dem anderen Ende des Einführbereichs 123 verbunden ist, und der an einem Innenumfang des Hauptkörpers 110 gehalten ist.
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Ein Außengewinde N ist an einem Außenumfang des Montagebereichs 125 vorgesehen, um im Eingriff mit dem Innenumfang des Hauptkörpers 110 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zu stehen, und ein Innengewinde ist an einem Innenumfang des einen offenen Endes des Hauptkörpers 110 in Entsprechung zu dem außen Außengewinde N vorgesehen.
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Auch ist der Montagebereich 125 mit einem äußeren Endabschnitt des anderen Endes des Hauptkörpers 110 so verbunden, dass ein Eingriffsbereich oder Kragen 127, der integriert an dem Montagebereich 125 angeformt ist, verhindert, dass der Montagebereich 125 komplett in den Hauptkörper 110 eingesetzt werden kann.
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Der Kragen weist eine Werkzeug-(aufnahme) oder -Aussparung 128 auf, die an einer dem Kragen 127 abgewandten Seite vorgesehen ist, wobei ein Werkzeug in die Werkzeugaufnahmeaussparung 128 greifen kann, und ein Anwender das Werkzeug zum Drehen der Montagekappe 121 nutzen kann, so dass der Montagebereich 125 mit dem Hauptkörper 110 in Eingriff gebracht werden kann.
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Ferner hat der Montagebereich 125 einen Dichtbereich 129, der verhindert, dass das einfließende Arbeitsfluid zwischen dem Einführbereich 123 und dem Hauptkörper 110 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform austreten kann.
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Somit dichtet der Dichtbereich 129 einen zwischen einer einem Innenumfang des Hauptkörpers 110 und einem Außenumfang des Montagebereichs 125 befindlichen Spalt, so dass das Arbeitsfluid nicht entlang dem Außengewinde N des Montagebereichs 125, der im Eingriff mit dem Hauptkörper 110 steht, austreten kann.
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Des Weiteren ist ein Endabschnitt des Verformungselements 131 mit der Montagekappe 121 verbunden, die den Hauptkörper 110 eingesetzt ist, um sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids auszudehnen oder zusammen zu ziehen.
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Das Verformungselement 131 kann aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt sein, die sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids ausdehnt oder zusammen zieht.
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In Abhängigkeit von einer in Bezug zu einer vorgegebenen Temperatur höheren oder niedrigeren Temperatur dehnt sich dabei die Formgedächtnislegierung (SMA = shape memory alloy) aus oder zieht sich zusammen, und die Formgedächtnislegierung kehrt in ihre ursprüngliche Form zurück, wenn die Temperatur zu der ursprünglich vorgegebenen Bezugstemperatur zurückkehrt.
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Das Verformungselement 131, welches aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt ist, hat einen festen Bereich 133 und einen Verformungsbereich 135 und diese Bereiche werden im Folgenden näher erläutert.
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Zunächst ist der feste Bereich 133 in dem Sinne fest, dass beide Endbereiche des Verformungselements nicht durch die Temperatur verformt werden und ein Ende ist bei der vorliegenden Ausführungsform zur Beibehaltung der Form verschweißt.
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Der feste Bereich 133 ist mit der Montagekappe 121, die an dem offenen Ende des Hauptkörpers 110 befestigt ist, verbunden. Dabei steht der Einführbereich 123 der Montagekappe 121 in Eingriff mit einem Innenumfang des festen Bereichs 133, um so das Verformungselement 131 daran zu befestigen.
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Der Verformungsbereich 135 erstreckt sich derart über den festen Bereich 133, dass er sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids ausdehnen oder zusammen ziehen kann.
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Das Verformungselement 131 hat die Form einer Kreis- bzw. Zylinder-Schraubenfeder, wobei die Windungen in dem Fall in Kontakt zueinander liegen, in welchem das Element 131 sich zusammen gezogen hat.
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In diesem Sinn ergibt sich für die Öffnungs- und Verschlusseinheit 120, die bereits beschrieben wurde und in 4 gezeigt ist, dass, wenn das Arbeitsfluid mit einer vorbestimmten Temperatur fließt, der Verformungsbereich 135 des Verformungselements 131 sich verformend ausdehnt.
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Entsprechend dehnt sich der Verformungsbereich 135 des Verformungselements 131 aus, so dass die benachbarten Windungen sich weiten und einen Abstand (S) bilden und wobei das Fluid durch den Abstand (S) fließen kann.
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Der feste Bereich 133 ist mittels einer Verschweißung gefestigt und behält folglich seine ursprüngliche Form.
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Gemäß 3 ist der Zustand gezeigt, wenn ein kaltes Arbeitsfluid in den Hauptkörper 110 strömt und wenn sich das Verformungselement 131 in die ursprüngliche Form des Verformungsbereichs 135 zurück verformt.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise und Funktion eines Ventils 100 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert.
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5 zeigt eine Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlichen Betriebszuständen.
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Zunächst wird in dem Zustand, dass der Einführbereich 123 der Montagekappe 121 in den einen festen Bereich 133 der beiden festen Bereiche 133, die an beiden Endbereichen des Verformungselements vorgesehen sind, zur Befestigung eingeführt ist, ein Werkzeug verwendet, um das Verformungselement 131 in den geöffneten Bereich des Hauptkörpers 110 einzuführen. Das Verformungselement 131 ist mit dem Montagebereich 125 verbunden.
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In diesem Zustand ist das Verformungselement 131 so angeordnet, dass der Auslass 111 des Körpers 110 geschlossen wird. Dabei befindet sich der Dichtbereich 129 zwischen dem Einführbereich 123 und dem Montagebereich 125 und dichtet den Spalt zwischen dem Hauptkörper 110 und dem Montagebereich 125, so dass das Arbeitsfluid nicht zwischen dem Hauptkörper 110 und dem Montagebereich 125 austreten kann.
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In diesem Zustand, wie es in S1 der 5 gezeigt ist, schließt das Ventil 100 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Auslass 111 in dem Fall, dass die Temperatur des Arbeitsfluids, das über den Einlass 113 des Hauptkörpers 110 hereinströmt, kleiner als ein vorgegebener Wert ist und der Verformungsbereich 135 des Verformungselements 131 behält seine ursprüngliche Form.
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Entsprechend wird das Arbeitsfluid, dass in den Hauptkörper 110 fließt, nicht durch den Auslass 111 ausgelassen.
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Im Gegensatz dazu zeigt S2 der 5 den Fall, dass das Arbeitsfluid, das in den Hauptkörper fließt, eine höhere Temperatur als einen vorgegebenen Wert hat, so dass der Verformungsbereich 135 des Verformungselements 131 sich so ausdehnt, dass sich ein Abstand (S) zwischen den Windungen ergibt.
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Entsprechend wird der Auslass 111 geöffnet und das Arbeitsfluid fließt durch den jeweiligen Abstand (S) (zwischen den. Windungen des schraubenfederförmigen Verformungselements 131) in dem Verformungsbereich 135, um durch den Auslass 111 ausgelassen zu werden.
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Wenn der Verformungsbereich 135 sich ausgedehnt hat, um den Auslass 111 zu öffnen und nun ein Fluid einer geringen Temperatur hereinfließt, so zieht sich der Verformungsbereich 135 zusammen, um den Auslass 111 zu schließen, wie es in S1 der 5 gezeigt ist.
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Somit öffnet oder schließt das Verformungselement 131 der Öffnungs- und Verschlusseinheit 120 des Ventils 110 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform aufgrund der oben beschriebenen Funktionsweise wechselweise den Auslass 111 in Abhängigkeit der Temperatur eines einströmenden Arbeitsfluids.
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Wenn entsprechend ein Ventil 100 für ein Fahrzeug gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, so hat das Ventil einen einfachen Aufbau, wobei die Öffnungs- und Verschlusseinheit 120 eine Montagekappe 121 aufweist und das Verformungselement 131 aus einer Formgedächtnislegierung wird verwendet, um wahlweise den Auslass 111 in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids zu öffnen und zu schließen und um entsprechend das Arbeitsfluid auszulassen und die Anzahl der verwendeten Bauelemente ist reduziert, die Herstellkosten sind reduziert und das Gewicht ist verringert im Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil.
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Da als Verformungselement 131 entsprechend eine Formgedächtnislegierung für die Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventils in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids verwendet wird, wird der Fließwiderstand des Arbeitsfluids in dem Ventil 100 reduziert, um eine gleichmäßige Durchflussmenge zu erhalten, die Zuverlässigkeit der Durchflusssteuerung wird erhöht und in dem Fall, dass das Arbeitsfluid ein Kühlmittel ist, so wird der Kühlmittelstrom gleichmäßig aufrechterhalten, so dass die Kühleigenschaften verbessert werden und der Energieverbrauch der Wasserpumpe reduziert wird.
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Auch wird durch den vereinfachten inneren Aufbau die Anzahl der benötigten Bestandteile reduziert, so dass die Produktionskosten gesenkt werden, das Gewicht reduziert wird und die Instandhaltung vereinfacht wird.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 7 und 8 zeigen eine perspektivische Ansicht und eine explodierte Ansicht einer Öffnungs- und Verschlusseinheit für ein Ventil für ein Fahrzeug gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 9 zeigt die Öffnungs- und Verschlusseinheit gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Einsatzbedingungen.
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Bezugnehmend auf die Figuren öffnet oder schließt das Ventil 200 für ein Fahrzeug gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wahlweise den Auslass 211 in Abhängigkeit der Temperatur eines Arbeitsfluids, um entsprechend das Arbeitsfluid auszulassen.
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Auch weist das Ventil der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug Vorteile der Einsparung von Herstellkosten durch einfachere Komponenten in Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil auf, der Reduzierung des Gewichts, der Verbesserung des Ansprechverhaltens des Ventils in Abhängigkeit von der Temperatur des Arbeitsfluids, der Reduzierung des Fließwiderstands zur Aufrechterhaltung einer Fluidausflussmenge und der Verbesserung der Zuverlässigkeit der Fluidsteuerung.
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Dazu wird das Ventil 200 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie es in 6 gezeigt ist, in ein Fahrzeug eingebaut und umfasst einen Hauptkörper 210 und eine Öffnungs- und Verschlusseinheit 220, um so das einfließende Arbeitsfluid nach außen zu lassen und jedes dieser Bestandteile wird im Anschluss im Detail erläutert.
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Zunächst weist der Hauptkörper 210 einen Auslass 211 auf und zumindest einen Einlass 213, wobei das Arbeitsfluid über den Einlass 213 einströmt.
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Dabei ist ein Ende des Hauptkörpers 210 in Längsrichtung geschlossen und das andere Ende ist geöffnet und hat einen zylindrischen Rohrabschnitt und die Öffnungs- und Verschlusseinheit 220 ist an dem offenen Ende des Hauptkörpers 210 befestigt.
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Bei der gegenwärtigen beispielhaften Ausführungsform ist der Einlass 213 an einer Seite in Längsrichtung des Hauptkörpers 210 vorgesehen und der erste Auslass 211 ist an der dem Einlass 213 entgegen gesetzten Richtung an dem geschlossenen Ende vorgesehen und ein zweiter Auslass 215 ist von dem ersten Auslass 211 beabstandet an der entgegen gesetzten Seite des Einlasses 213 vorgesehen.
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In diesem Sinn sind der erste und der zweite Auslass 211 und 215 in Bezug auf den Einlass 213 in entgegen gesetzten Richtungen mit einem vorbestimmten Abstand zueinander ausgeführt und das Ventil 200 wird in der Art eines Dreiwegeventils durch die Öffnungs- und Verschlusseinheit 220 wahlweise geschlossen oder geöffnet.
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Die Öffnungs- und Verschlusseinheit 220 ist an dem Hauptkörper 210 befestigt, um wahlweise den Einlass 213 mit dem ersten und zweiten Auslass 211 und 215 so in Abhängigkeit der Temperatur eines eingeströmten Arbeitsfluids zu verbinden, dass das Arbeitsfluid aus dem Hauptkörper 210 an die Umgebung abgegeben werden kann.
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So zeigen die 6 und 7 die Öffnungs- und Verschlusseinheit 220, welche eine Montagekappe 221 und ein Verformungselement 231 aufweist und diese Elemente werden im Folgenden beschrieben.
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Zunächst wird die Montagekappe 221 an der einen Seite in (bezüglich der) Längsrichtung des Hauptkörpers 210 befestigt.
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Dabei weist die Montagekappe 221 an einem ihrer Enden einen Einführbereich 223 auf, der zur Befestigung in das Verformungselement 231 eingesetzt wird und einen Montagebereich 225, von dem ein Ende mit dem anderen Ende des Einführbereichs 223 verbunden ist und an dem Innenumfang des Hauptkörpers 210 montiert ist.
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Ein Außengewinde N ist an einem Außenumfang des Montagebereichs 225 geformt, um mit einem Innenumfang des Hauptkörpers 210 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform in Eingriff zu sein, wobei ein Innengewinde am Innenumfang des einen offenen Endbereichs des Hauptkörpers 210 entsprechend zu dem Außengewinde N geformt ist.
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Ferner wird der Montagebereich 225 sicher an einem außen gelegenen Endabschnitts des anderen Endes des Hauptkörpers 210 gehalten, wobei ein Eingriffsbereich oder Kragen 227 einstückig an dem Montagebereich 225 angeformt ist, um zu verhindern, dass der Montagebereich komplett in den Hauptkörper 210 eingesetzt werden kann.
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Der Eingriffsbereich oder Kragen 227 weist eine Werkzeug(aufnahme)-Aussparung 228 auf, die an einer anderen Oberfläche des Kragen 227 geformt ist, und wo ein Werkzeug in die Werkzeugaufnahmeaussparung 228 eingeführt werden kann, so dass ein Anwender das Werkzeug zum Drehen der Montagekappe 221 nutzen kann, so dass der Montagebereich 225 in Eingriff mit dem Hauptkörper 210 treten kann.
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Ferner hat der Montagebereich 225 einen Dichtbereich 229, der verhindert, dass das einfließende Arbeitsfluid zwischen dem Einführbereich 223 und dem Hauptkörper 210 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform austreten kann.
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Somit dichtet der Dichtbereich 229 einen zwischen einer inneren umlaufenden Form des Hauptkörpers 210 und einer äußeren umlaufende Form des Montagebereichs 225 befindlichen Spalt, so dass das Arbeitsfluid nicht entlang den Außengewinde N des Montagebereichs 225, der im Eingriff mit dem Hauptkörper 210 steht, austreten kann.
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Des Weiteren ist ein Endabschnitt des Verformungselements 231 mit der Montagekappe 221 verbunden und in den Hauptkörper 210 eingeführt, um sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids auszudehnen oder zusammen zu ziehen.
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Das Verformungselement 231 kann aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt sein, die sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids ausdehnt oder zusammenzieht.
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Das Verformungselement 231, welches aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt ist, hat einen festen Bereich 233 und einen Verformungsbereich 235, und diese Bereiche werden im Folgenden näher erläutert.
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Zunächst ist der feste Bereich 233 in dem Sinne fest, dass die beiden Endbereiche des Verformungselements nicht durch die Temperatur verformt werden und das eine Ende ist bei der vorliegenden Ausführungsform zur Beibehaltung der Form geschweißt.
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Der feste Bereich 233 ist mit der Montagekappe 221, die an dem offenen Ende des Hauptkörpers 210 befestigt ist, verbunden. Dabei steht der Einführbereich 223 der Montagekappe 221 in Eingriff mit einem Innenumfang des festen Bereichs 233, um so das Verformungselement 231 daran zu befestigen.
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Der Verformungsbereich 235 erstreckt sich derart zwischen dem festen (bzw. den festen) Bereich(en) 233, so dass er sich in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids ausdehnen oder zusammen ziehen kann.
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Das Verformungselement 231 hat die Gestalt einer Kreis- bzw. Zylinder-Schraubenfeder, wobei die Windungen in dem Fall in Kontakt zueinander liegen, dass das Element 231 sich zusammen gezogen hat. Das Verformungselement 231 seinerseits ist z. B. nicht oder nur geringfügig federelastisch.
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So ist das Verformungselement 231 verschiebbar bzw. gleitend in dem Hauptkörper 210 aufgenommen, und seine Endkappe 237 befindet sich bei der zweiten beispielhaften Ausführungsform an seinem einer Enden.
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Wenn das Verformungselement 231 der Öffnungs- und Verschlusseinheit 220, welches so eingebaut ist, dass der zweite Auslass 215 offen ist, sich ausdehnt oder zusammen zieht, so verhindert die Endkappe 237, die an dem festen Bereich 233 befestigt ist, zusammen mit dem festen Bereich 233, dass das Arbeitsfluid durch den ersten Auslass 211 ausgelassen wird.
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Dabei hat die Endkappe 237 eine Durchlassöffnung 239 zum Durchlass von Arbeitsfluid zu dem Inneren des Verformungselements 231, um das Ansprechverhalten des Verformungselements in Abhängigkeit von dem Fluss des Arbeitsfluids, das durch den Einlass strömt, zu verbessern.
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Somit verhindert die Durchlassöffnung 239, dass das Verformungselement 231 durch den Druck des Arbeitsdrucks beschädigt wird und gleichzeitig wird ein Bypass des einfließenden Arbeitsfluids in dem Hauptkörper 210 so erzeugt, dass das Verformungselement 231 schnell Temperaturveränderungen des Arbeitsfluids detektieren kann.
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In diesem Sinne wird, wie es in 8 gezeigt wird, bei der oben beschriebenen Öffnungs- und Verschlusseinheit 220 der Verformungsbereich 235 des Verformungselements 231 in Reaktion auf die Temperatur des Arbeitsfluids ausgedehnt oder zusammen gezogen.
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Entsprechend wird der Verformungsbereich 235 des Verformungselements 231 so ausgedehnt, dass die benachbarten Windungen davon sich voneinander entfernen und einen Abstand (S) bilden, so dass das Arbeitsfluid durch diesen Spalt fließen kann.
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Dabei ist der feste Bereich 233 durch Schweißen so fixiert, dass er seine ursprüngliche Form weiter behält.
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Wie in 6 gezeigt, kehrt das Verformungselement 231 in seine ursprüngliche Form zurück, wenn ein kaltes Arbeitsfluid in den Hauptkörper 210 fließt und sich der Verformungsbereich 235 zusammen zieht.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise und Funktion des Ventils 200 für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert.
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10 zeigt ein Diagramm eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Betriebszuständen.
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Zunächst ist ein fester Bereich 233 der beiden seitlichen festen Bereiche 233 des Verformungselements 231 an dem Einführbereich 233 der Montagekappe 221 befestigt und die Endkappe 237 ist an dem anderen festen Ende 233 befestigt und ein Werkzeug wird benutzt, um das Verformungselement 231 in den offenen Bereich des Hauptkörpers mittels des Montagebereichs 225 einzuführen.
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In diesem Zustand wird das Verformungselement 231 so ausgerichtet, dass der zweite Auslass 215 des Hauptkörpers 210 geschlossen wird. Dabei ist ein Dichtbereich 229 zwischen dem Einführbereich 223 und dem Montagebereich 225 vorgesehen, der den Spalt zwischen dem Hauptkörper 210 und dem Montagebereich 225 so abdichtet, dass das Arbeitsfluid nicht zwischen dem Hauptkörper 210 und dem Montagebereich 225 austreten kann.
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In diesem Zustand, der in S10 der 10 gezeigt ist, schießt das Ventil 200 für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den zweiten Auslass 215 in dem Fall, dass die Temperatur des Arbeitsfluids, das durch den Einlass 213 des Hauptkörpers 210 einströmt, geringer ist als ein vorbestimmter Wert und der Verformungsbereich 235 des Verformungselements 231 behält seine ursprüngliche Form.
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Entsprechend wird das Arbeitsfluid, dass in den Hauptkörper 210 fließt, durch den ersten Auslass 211 ausgelassen.
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Im Gegensatz dazu dehnt sich, wie in S20 der 10 gezeigt, der Verformungsbereich 235 des Verformungselements 231 dann aus und bildet einen Abstand (S) zwischen den Windungen, wenn die Temperatur eines Arbeitsfluids, das in den Hauptkörper strömt, höher ist als ein vorbestimmter Wert.
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In diesem Fall schließt der feste Bereich 233 des Verformungselements 231, an dem die Endkappe 237 befestigt ist, den ersten Auslass 211 und der zweite Auslass 215 ist geöffnet, dass das Arbeitsfluid aufgrund des jeweiligen Abstands (S), der in dem Verformungselement 235 geformt ist, durch den zweiten Auslass 215 ausströmen kann.
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Wenn in dem Zustand, in welchem sich das Verformungselement 235 sich ausgedehnt hat und der zweite Auslass geöffnet ist, ein kaltes Arbeitsfluid einströmt, so zieht sich das Verformungselement 235 so zusammen, wie es in S10 der 10 gezeigt ist, um den zweiten Auslass 215 zu schließen und den ersten Auslass 211 zu öffnen.
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Dabei ist für das einfließende Arbeitsfluid in der Endkappe 237 die Durchlassöffnung 239 als ein Bypass vorgesehen, um Druckunterschiede des einfließenden Arbeitsfluids auszugleichen und so werden Schäden an dem Verformungselement 231 durch den Druck des Arbeitsfluids vermieden.
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Gleichzeitig wird aufgrund der Durchlassöffnung 239 ein Bypass oder Durchlass für das Arbeitsfluid in das Verformungselement 231 ermöglicht, so dass das Verformungselement 231 schnell Temperaturunterschiede in dem Arbeitsfluid erkennen kann und so wird das Ansprechverhalten des Verformungselements 231 in Reaktion auf Temperaturveränderungen erhöht.
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Aufgrund der oben beschriebenen Abläufe öffnet oder schließt das Verformungselement 231 der Öffnungs- und Verschlusseinheit 220 des Ventils für ein Fahrzeug gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wahlweise den ersten oder zweiten Auslass 211 und 215 in Abhängigkeit der Temperatur des einfließenden Arbeitsfluids.
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Wenn entsprechend ein Ventil 200 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug Verwendung findet, so hat es einen einfachen Aufbau, wobei die Öffnungs- und Verschlusseinheit 220 eine Montagekappe 221 aufweist und ein Verformungselement 231 aus einer Formgedächtnislegierung wird verwendet, um wahlweise die Auslässe 211 und 215 in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids zu öffnen oder zu schließen und entsprechend das Arbeitsfluid auszulassen, und die Anzahl der Bestandteile ist reduziert und die Herstellkosten sind geringer und das Gewicht ist im Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil geringer.
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Ferner wird der Fließwiderstand für das Arbeitsfluid in dem Ventil 200 durch die Verwendung einer Formgedächtnislegierung für das Verformungselement 231 für die Öffnungs- und Schließbewegung des Ventils in Abhängigkeit der Temperatur reduziert, um eine gleichmäßige Menge des Fluiddurchlasses zu erhalten und so wird die Zuverlässigkeit der Durchflusssteuerung erhöht und für den Fall, dass das Arbeitsfluid ein Kühlmittel ist, so wird der Kühlmittelstrom gleichmäßig aufrecht erhalten und so werden die Kühleigenschaften verbessert und der Energiebedarf der Wasserpumpe wird reduziert.
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Auch wird die Anzahl der verwendeten Teile reduziert, um den inneren Aufbau zu vereinfachen, so dass die Herstellkosten und das Gewicht reduziert werden und die Wartung einfacher wird.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend zu den Figuren, öffnet oder schließt das Ventil 300 für ein Fahrzeug gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wahlweise einen Auslass 311 in Abhängigkeit von der Temperatur eines Arbeitsfluids, um entsprechend das Arbeitsfluid auszulassen.
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Auch bietet die vorliegende Erfindung eines Ventil für ein Fahrzeug die Vorteile der Einsparung von Herstellkosten aufgrund von einfacheren Bestandteilen im Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil, der Reduzierung des Gewichts, der Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit eines Ventils in Abhängigkeit der Temperatur eines Arbeitsfluids, des reduzierten Fließwiderstands, um eine Durchflussmenge sicher zu stellen und der Verbesserung der Verlässlichkeit der Fluidsteuerung.
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Hierzu ist in 11 ein Ventil 300 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug gezeigt, welches einen Hauptkörper 310 und eine Öffnungs- und Verschlusseinheit 320 umfasst, so dass das einfließende Arbeitsfluid ausströmen kann und jede der Komponenten wird im Folgenden erläutert.
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Zunächst weist der Hauptkörper 310 zumindest einen Auslass 311 und einen Einlass 313 auf, wobei das Arbeitsfluid durch den Einlass 313 einströmt.
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Dabei weist das Ventil 300 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten Auslass 311 auf, der vom Einlass 313 in Längsrichtung des Hauptkörpers 310 beabstandet ausgeführt ist, einen zweiten Auslass 315, der auf der von dem Einlass 313 entgegen gesetzten Seite ausgeführt ist und der mit einem getrennten Belieferungsbereich 340 verbunden ist und ein Rücklauf 317 ist vom zweiten Auslass 315 beabstandet auf der gleichen Seite wie der zweite Auslass 315 vorgesehen.
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Bei dem Belieferungsbereich 340 kann es sich um einen Wärmetauscher mit einem Verflüssigen handeln.
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In der gegenwärtigen beispielhaften Ausführungsform weist der Hauptkörper eine zylindrische Rohrgestalt auf, dessen beiden Enden geöffnet sind, und eine Öffnungs- und Verschlusseinheit 320 ist jeweils im Bereich vom zweiten Auslass 315 und dem Rücklauf 317 vorgesehen, um diese zu schließen oder zu öffnen.
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Dabei sind die Ventile 300 an beiden Seiten des Hauptkörpers 310 vorgesehen, um wahlweise den zweiten Auslass 315, der mit dem Belieferungsbereich 340 verbunden ist, und den Rücklauf 317 zu schließen oder zu öffnen und um so ein Vierwegeventil zu bilden.
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Die Öffnungs- und Verschlusseinheit 320 ist an dem Hauptkörper 310 vorgesehen, um wahlweise den ersten und den zweiten Auslass 311 und 315 mit dem Rücklauf 317 in Abhängigkeit der Temperatur des einfließenden Fluids zu verbinden, so dass das einfließende Fluid an das Äußere des Hauptkörpers 310 abgegeben werden kann.
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Die Öffnungs- und Verschlusseinheit 320 weist eine Montagekappe 321 auf und ein Verformungselement 331 und eine Endkappe 337, die an dem Verformungselement 331 vorgesehen ist, wobei die Endkappe die gleiche ist, wie bei der zweiten beispielhaften Ausführungsform und deshalb wird auf eine weitere detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise und die Funktion des Ventils 300 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug im Detail ausgeführt.
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12 zeigt ein Diagramm eines Ventils für ein Fahrzeug gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Zuständen des Betriebs.
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Zunächst ist ein fester Bereich 333 von beiden festen Bereichen 333 des Verformungselements 331 mit dem Einführbereich 323 der Montagekappe 327 verbunden und die Endkappe 337 ist an dem anderen festen Ende 333 befestigt und ein Werkzeug wird dazu verwendet, das Verformungselements 331 über den Montagebereich 325 in einen offenen Bereich des Hauptkörpers 310 einzubringen.
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In diesem Fall sind die Verformungselemente 321 eingerichtet, in dem Hauptkörper den zweiten Auslass 315 und den Rücklauf 317 zu schließen. Ein Dichtbereich ist zwischen dem Einführbereich 323 und dem Montagebereich 325 vorgesehen, um den Spalt zwischen dem Hauptkörper 310 und dem Montagebereich 325 zu dichten, so dass kein Arbeitsfluid zwischen dem Hauptkörper 310 und dem Montagebereich 325 austreten kann.
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In dem Zustand, wie er in S100 der 12 gezeigt ist, schließt ein Ventil 300 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Fahrzeug den zweiten Auslass 315 und den Rücklauf 317 in dem Fall, dass die Temperatur des Arbeitsfluids, welches durch den Einlass 313 des Hauptkörpers 310 strömt, niedriger als ein vorgegebener Wert ist und der Verformungsbereich 335 des Verformungselements 331 behält seine ursprüngliche Form. Entsprechend wird das Arbeitsfluid, das in den Hauptkörper 310 strömt durch den ersten Auslass 311 ausgelassen.
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Im Gegensatz dazu dehnt sich der Verformungsbereich 335 des Verformungselements 331, wie es in S200 der 12 gezeigt ist, dann aus, wenn die Temperatur eines Arbeitsfluids, das in den Hauptkörper fließt, höher ist als ein vorgegebener Wert und so wird ein Abstand (S) zwischen den Windungen bewirkt.
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In diesem Fall liegen die festen Bereiche 333, an denen die Endkappen 337 jeweils befestigt sind, jeweils einander gegenüber in einem mittigen Bereich des Hauptkörpers 310, so dass das Arbeitsfluid durch den zweiten Auslass 315 ausgelassen wird und nicht direkt durch den ersten Auslass 311 austreten kann, sondern erst nachdem es durch den Belieferungsbereich 340 geleitet wurde.
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Wenn entsprechend der zweite Auslass 315 geöffnet ist, fließt das Arbeitsfluid durch den Abstand (S), der in dem Verformungsbereich 335 vorgesehen ist, in den Belieferungsbereich 340, und das Fluid, das den Belieferungsbereich versorgt hat, fließt durch den Rücklauf 317 zurück in den Hauptkörper 310.
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Wenn in dem Zustand, in welchem der Verformungsbereich 335 ausgedehnt ist, um den zweiten Auslass 315 zu öffnen, ein kaltes Arbeitsfluid einströmt, so zieht sich der Verformungsbereich 335 zusammen, so wie es in S100 der 12 gezeigt ist, um den zweiten Auslass 315 und den Rücklauf 317 zu schließen und den ersten Auslass 311 zu öffnen, so dass das einfließende Arbeitsfluid direkt durch den Auslass ausfließen kann, ohne durch den Belieferungsbereich 340 geleitet zu werden.
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Dabei ist eine Durchlassöffnung in einer Endkappe 337 vorgesehen, um einen Bypass für das Arbeitsfluid in das Verformungselement 331 zu ermöglichen, um Druckunterschiede des Arbeitsfluids, dass durch den Einlass 313 einströmt auszugleichen und um zu verhindern, dass das Verformungselement 331 durch den Druck des Arbeitsfluids beschädigt wird.
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Auch gelangt das Arbeitsfluid durch die Durchlassöffnung 339 als Bypass in das Verformungselement 331, so dass das Verformungselement 331 schnell Temperaturänderungen des Arbeitsfluids erkennen kann und so verbessert sich die Reaktionsgeschwindigkeit des Verformungselements in Bezug auf Temperaturänderungen.
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In diesem Sinne öffnet oder schließt aufgrund der obigen Arbeitsweise das Verformungselement 331 der Öffnungs- und Verschlusseinheit 320 des Ventils 310 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform für ein Fahrzeug, den ersten und den zweiten Auslass 311 und 315 und den Rücklauf 317 in Abhängigkeit der Temperatur des einfließenden Arbeitsfluids.
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Entsprechend hat ein Ventil 300 für ein Fahrzeug, das gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, einen einfachen Aufbau, wobei die Öffnungs- und Verschlusseinheit 320 eine Montagekappe 327 aufweist und für das Verformungselement 331 wird eine Formgedächtnislegierung verwendet, um wahlweise den Auslass 311 in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids zu öffnen und zu schließen und um so das Arbeitsfluid auszulassen, wobei die Anzahl der Bestandteile reduziert ist, die Herstellkosten reduziert sind und das Gewicht im Vergleich zu einem herkömmlichen Wachsexpansionsventil reduziert ist.
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Da auch für das Verformungselement 331 eine Formgedächtnislegierung verwendet wird, um das Öffnen und Schließen des Ventils in Abhängigkeit der Temperatur des Arbeitsfluids zu bewirken, wird der Fließwiderstand des Arbeitsfluids 300 in dem Ventil 300 reduziert und bei einer gleichmäßigen Durchflussmenge gehalten, und die Zuverlässlichkeit der Durchflusssteuerung wird erhöht und in dem Fall, dass das Arbeitsfluid ein Kühlmittel ist, so wird der Kühlmittelstrom gleichmäßig sichergestellt und die Kühlleistung dadurch verbessert und der Energieverbrauch von der Wasserpumpe wird reduziert.
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Auch ist die Anzahl der Bestandteile reduziert, um den inneren Aufbau einfacher zu gestalten, so dass die Herstellkosten gesenkt sind, das Gewicht reduziert und die Wartung vereinfacht sind.
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Bislang wurde in den beispielhaften Ausführungsformen erläutert, dass das Verformungselement sich bei einer hohen Temperatur ausdehnt und sich bei einer niedrigen Temperatur zusammen zieht, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern das Verformungselement kann sich bei niedrigen Temperaturen ausdehnen und bei hohen Temperaturen zusammen ziehen.
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Auch können als Arbeitsfluid, welches in dem Ventil für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließt, alle Arten von Fluiden, bei denen sich die Temperatur verändert, verwendet werden, so wie einem Art Öl oder einem Kühlmittel, welche in einem Fahrzeug verwendet werden.
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Zum Zweck der Erläuterung und der exakten Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer”, „unterer”, „innerer” und „äußerer” verwendet, um Merkmale von beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Lagen der entsprechenden Merkmale entsprechend zu den Figuren zu beschreiben.
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Die vorstehenden Beschreibungen von speziellen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Erläuterung und der Beschreibung ausgeführt. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie abschließend sind oder die Erfindung auf die exakten Ausführungsformen beschränken und in offensichtlicher Weise können diverse Veränderungen und Variationen im Lichte der obigen Lehre durchgeführt werden. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden zur Erläuterung von speziellen Prinzipien der Erfindung und deren praktischen Anwendung gewählt, um es dem Fachmann zu ermöglichen, unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu nutzen, sowie ebenso unterschiedliche Alternativen und Modifikationen davon. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung über die hier beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente bestimmt wird.
