DE102014214709A1

DE102014214709A1 - Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014214709A1
Application number: DE102014214709.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Grotkowski; Rolf Anschicks
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-01-28
Also published as: WO2016012401A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse 2, einem in dem Gehäuse 2 befindlichen Strömungskanal 3, mit einer in dem Strömungskanal 3 angeordneten Klappe 4 zum Verschließen des Strömungskanals 3, wobei die Klappe 4 an einer Welle 5 befestigt ist, die drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert ist und mit einem Getriebe 6 verbunden ist, welches von einem Elektromotor antreibbar ist. An oder in der Ventilvorrichtung 1 ist eine Wärmesenke vorgesehen.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse befindlichen Strömungskanal, mit einer in dem Strömungskanal angeordneten Klappe zum Verschließen des Strömungskanals, wobei die Klappe an einer Welle befestigt ist, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und mit einem Getriebe verbunden ist, welches von einem Elektromotor antreibbar ist.
Derartige Ventilvorrichtungen finden beispielsweise als Drosselklappenstutzen, Abgasrückführventil oder Ventile für Ladeluftkühler Verwendung und sind seit langem bekannt. Aufgrund der teilweise hohen Temperaturen der durch den Strömungskanal geleiteten Gase besitzen solche Ventile eine Wasserkühlung, um temperaturempfindliche Bauteile der Ventilvorrichtung, wie zum Beispiel Kunststoffzahnräder des Getriebes oder ein Sensor zur Drehwinkelbestimmung der Welle, vor einer zu hohen Temperaturbelastung zu schützen. Nachteilig sind hierbei die dafür erforderlichen Kühlkanäle im Gehäuse, die den Aufwand und den Bauraum des Gehäuses zwangsläufig erhöhen. Auch ist der Aufwand in Herstellung, Montage und hydraulischer Verschaltung für die anzuschließenden Kühlmittelleitungen erheblich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Kühlung der eingangs genannten Ventilvorrichtung zu minimieren.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass an oder in der Ventilvorrichtung eine Wärmesenke vorgesehen ist.
Mit der Anordnung einer Wärmesenke wird die durch das strömende Gas in die Ventilvorrichtung eingebrachte Wärme gezielt zu der Wärmesenke geleitet. Durch diese passive Kühlung lässt sich die Temperaturbelastung weniger temperaturfester Bauteile der Ventilvorrichtung verringern. Der Vorteil besteht darin, dass dadurch auf eine aktive Kühlung mit einem Kühlmittel, welches durch im Gehäuse angeordnete Kühlkanäle strömt, verzichtet werden kann. Dadurch vereinfacht sich die Gestaltung des Gehäuses der Ventilvorrichtung, wodurch das Gehäuse leichter herstellbar ist, und es benötigt mit dem Wegfall der Kühlkanäle weniger Bauraum. Zudem entfallen die Anschlüsse mit den erforderlichen Kühlmittelleitungen, wodurch das Volumen des Kühlkreislaufs im Kraftfahrzeug sinkt.
In einfachster Ausgestaltung ist die Wärmesenke eine über die Festigkeit des Gehäuses hinausgehende Materialansammlung im Gehäuse. Mit dieser erhöhten Materialanhäufung wird ein Bereich mit erhöhter Wärmekapazität geschaffen, der die in das Gehäuse eingetragene Wärme aufnehmen kann. Für eine dauerhafte passive Kühlung wird die Wärme von der Wärmesenke weitergeleitet oder an die Umgebung abgegeben.
In einer anderen Ausgestaltung besitzt das Gehäuse als Wärmesenke wirkende Kühlrippen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Wärmesenke in einem anderen Bauteil angeordnet, und das Gehäuse der Ventilvorrichtung ist mit diesem Bauteil verbunden. In diesem Fall wird die Wärme vom Strömungskanal durch das Gehäuse zu dem anderen Bauteil geleitet und so von den weniger temperaturfesten Bauteilen der Ventilvorrichtung ferngehalten. Der Vorteil besteht darin, dass mit der Nutzung anderer Bauteile mit ausreichender Wärmekapazität die Ventilvorrichtung keine weiteren konstruktiven Änderungen aufweisen muss, wodurch der Aufwand erheblich vereinfacht wird. Ebenso wenig müssen zusätzliche Bauteile mit ausreichender Wärmekapazität vorgesehen werden.
Die Temperaturbelastung der Ventilvorrichtung wird besonders gering gehalten, wenn die Wärmesenke oder eine Verbindung mit einer Wärmesenke im Bereich des Strömungskanals auf der stromaufwärts gerichteten Seite des Gehäuses vorgesehen ist. Mit der Ableitung der Wärme an dem Ort, an dem die Wärme zuerst in das Gehäuse eintritt, wird eine besonders effektive passive Kühlung erreicht. Zudem entfällt das Leiten der Wärme durch das Gehäuse, was ansonsten bereits eine steigende Temperaturbelastung zur Folge hätte.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, stromaufwärts des Strömungskanals einen Flansch anzuschließen. Dieser Flansch kann bei geeigneter Gestaltung selbst die Wärmesenke bilden oder als Übertragungselement dienen, indem er die Ventilvorrichtung mit einem anderen, als Wärmesenke dienenden Bauteil verbindet.
Bei den anderen als Wärmesenke dienenden Bauteilen kann es sich gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung um einen mit einem Kühlkreislauf verbundenen Bauteil, vorzugsweise einen Kühler, insbesondere einen Ladeluftkühler, handeln. Auf diese Weise lassen sich bereits vorhandene Kühlkreisläufe weiter optimieren.
Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 1 mit dem Gehäuse 2, dem Strömungskanal 3, der darin angeordneten Klappe 4, die auf einer Welle 5 befestigt ist. Die Welle 5 ist im Gehäuse 1 gelagert und wird über ein in einer Getriebebox 6 angeordnetes Getriebe von einem in einer Gehäuseaufnahme 7 gelagerten Elektromotor angetrieben. Die Getriebebox 6 ist mit einem aus Kunststoff bestehenden Deckel 8 verschlossen. Im Betrieb wird der Ventilvorrichtung 1 über die dem Betrachter zugewandte Seite 9 des Strömungskanals 3 über 200°C heiße Ladeluft zugeführt. An dieser Seite 9 des Strömungskanals 3 lässt sich ein nicht dargestellter Flansch anordnen, der selbst als Wärmesenke wirkt, zum Verbinden mit einem als Wärmesenke dienenden Bauteil vorgesehen ist, oder bereits Teil eines als Wärmesenke dienenden Bauteils, insbesondere eines Ladeluftkühlers, ist.

Claims

Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse befindlichen Strömungskanal, mit einer in dem Strömungskanal angeordneten Klappe zum Verschließen des Strömungskanals, wobei die Klappe an einer Welle befestigt ist, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und mit einem Getriebe verbunden ist, welches von einem Elektromotor antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Ventilvorrichtung eine Wärmesenke vorgesehen ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke als eine Materialansammlung im Gehäuse ausgebildet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke in Form von Kühlrippen an der Außenseite des Gehäuses ausgebildet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen im Bereich des Strömungskanals angeordnet sind.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung mit einem als Wärmesenke wirkenden Bauteil verbunden ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das als Wärmesenke wirkenden Bauteil ein Kühler, insbesondere ein Ladeluftkühler ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das als Wärmesenke wirkenden Bauteil ein mit dem Strömungskanal verbundener Flansch ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das als Wärmesenke wirkenden Bauteil im Bereich des Strömungskanals auf der Stromaufwärts gerichteten Seite des Gehäuses vorgesehen ist.