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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der
DE 20 2016 005 768 U1 als bekannt zu entnehmen. Die Kühleinrichtung weist einen von Kühlmittel durchströmbaren Hochtemperatur-Kreislauf auf, welcher auch als erster Kreislauf bezeichnet wird beziehungsweise ein erster Kreislauf der Kühleinrichtung ist. Ferner weist die Kühleinrichtung einen von Kühlmittel durchströmbaren Niedertemperatur-Kreislauf auf, welcher auch als zweiter Kreislauf bezeichnet wird beziehungsweise ein zweiter Kreislauf der Kühleinrichtung ist. Üblicherweise ist das Kühlmittel als Kühlfluid, insbesondere als Kühlflüssigkeit, ausgebildet, wobei es üblicherweise vorgesehen ist, dass - zumindest in einem Betriebszustand der Kühleinrichtung - Kühlmittel mit einer ersten Temperatur den Hochtemperatur-Kreislauf und Kühlmittel mit einer gegenüber der ersten Temperatur geringeren, zweiten Temperatur den Niedertemperatur-Kreislauf durchströmt. Üblicherweise wird die Kühleinrichtung genutzt, um wenigstens eine Komponente, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, mittels des Kühlmittels zu kühlen.
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Die Kühleinrichtung weist darüber hinaus eine Ventileinrichtung auf, welche ein Ventilelement und ein Betätigungselement umfasst. Das Betätigungselement ist aus einer Formgedächtnislegierung gebildet und verformt sich infolge eines Wärmeaustausches mit dem den Hochtemperatur-Kreislauf durchströmenden Kühlmittel. Durch dieses Verformen bewegt das Betätigungselement das Ventilelement zwischen einer den Niedertemperatur-Kreislauf mit dem Hochtemperatur-Kreislauf an wenigstens einer Verbindungsstelle fluidisch verbindenden Offenstellung und wenigstens einer den Niedertemperatur-Kreislauf von dem Hochtemperatur-Kreislauf zumindest an der Verbindungsstelle fluidisch trennenden Schließstellung. Außerdem ist wenigstens ein den Kreisläufen gemeinsamer Ausgleichsbehälter vorgesehen, mittels welchem Volumenschwankungen des jeweiligen Kühlmittels in den Kreisläufen ausgeglichen werden können.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2011 056 774 A1 eine Ventilvorrichtung für ein Fahrzeug, welche verwendet wird, um ein fließendes Arbeitsfluid auszulassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Kosten der Kühleinrichtung besonders gering gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegebenen.
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Um eine Kühleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Teileanzahl und somit die Kosten der Kühleinrichtung besonders gering gehalten werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in den Ausgleichsbehälter, insbesondere in ein Oberteil des Ausgleichsbehälters, integriert ist. Die Ventileinrichtung fungiert als Absperrventil, mittels welchem die Kreisläufe bedarfsgerecht fluidisch miteinander verbunden und fluidisch voneinander getrennt werden können, wobei es nun erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Absperrventil als integriertes Absperrventil ausgebildet ist, welches in den Ausgleichsbehälter integriert ist.
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Durch die Erfindung ist es möglich, eine thermische Trennung der Kreisläufe zu ermöglichen, ohne dass hierzu eine direkte Ansteuerung der Ventileinrichtung vorgesehen und erforderlich ist. Dabei reagiert die Ventileinrichtung, insbesondere das Betätigungselement, selbständig auf jeweilige Temperaturen des Kühlmittels, da der Wärmeaustausch zwischen dem den Hochtemperatur-Kreislauf durchströmenden Kühlmittel und dem Betätigungselement erfolgt. Infolge dieses Wärmeaustausches kommt es zu Temperaturänderungen des Betätigungselements, wobei aus diesen Temperaturänderungen Verformungen des Betätigungselementes resultieren. Durch diese Verformungen wird das Ventilelement mittels des Betätigungselementes zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegt, sodass sich die Ventileinrichtung selbständig zwischen der Offenstellung und der Schließstellung verstellt.
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Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass eine Trennung der Kreisläufe üblicherweise ein diskretes und eigenständiges Bauteil erfordert, welches im Kraftfahrzeug Bauraum benötigt. Darüber hinaus weist die Ventileinrichtung üblicherweise wenigstens vier Anschlüsse auf, durch welche jeweilige Trennstellen erzeugt werden, die Platzbedarf, Bauteil- und Montagekosten sowie Leckagerisiko mit sich bringen.
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Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung vermieden werden, da die Ventileinrichtung in den Ausgleichsbehälter integriert ist und somit bauraumgünstig beziehungsweise bauraumneutral verbaut werden kann. Darüber hinaus kann die Anzahl an Trennstellen gering gehalten werden, sodass der Bauraumbedarf, die Bauteil- beziehungsweise Montagekosten sowie das Leckagerisiko besonders gering gehalten werden können. Somit ist es bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung nicht erforderlich und nicht vorgesehen, dass die beispielsweise vier Anschlüsse der Ventileinrichtung mit jeweiligen separaten Entlüftungsleitungen, insbesondere über jeweilige Schnellkupplungen, verbunden werden. Zwei der Anschlüsse der Ventileinrichtung werden beispielsweise in dem Ausgleichsbehälter direkt innerhalb des Ausgleichsbehälters verteilt und erfordern somit keinen zusätzlichen Bauraum. Durch die Integration der Ventileinrichtung in den Ausgleichsbehälter können zwei herkömmlicherweise zum Einsatz kommende Entlüftungsleitungen und ein herkömmlicherweise zum Einsatz kommender Ausgleichsbehälter entfallen, sodass die Teileanzahl, die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Kühleinrichtung besonders gering gehalten werden können.
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Gleichzeitig lässt sich eine thermische Trennung des Hochtemperatur-Kreislaufes von dem Niedertemperatur-Kreislauf realisieren, wodurch ein besonders hoher Wirkungsgrad einer Ladeluftkühlung und/oder einer anderen Kühlung realisiert werden kann. Dadurch kann eine besonders hohe Leistung einer zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, welche beispielsweise mittels der Kühleinrichtung gekühlt wird. Des Weiteren können eine erhöhte Lebensdauer und Kostenvorteile gegenüber konventionellen Thermostattechniken realisiert werden. Durch die Integration der Ventileinrichtung in den Ausgleichsbehälter können herkömmlicherweise entstehende Trennstellen eingespart werden, sodass der Bauraumbedarf und die Teileanzahl gering gehalten werden können. Außerdem werden keine zusätzlichen Halterbauteile benötigt, um die Ventileinrichtung zu befestigen. Insbesondere ergeben sich folgende Vorteile: Einsparung von Bauraumvolumen; Reduzierung der Leckagegefahr durch Einsparung von Trennstellen; Kosteneinsparung durch eine nur geringe Anzahl an Entlüftungsleitungen und Entfall von separaten Haltern; kein zusätzlicher Ausgleichsbehälter benötigt.
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Außerdem lassen sich Vorteile gegenüber herkömmlichen Thermostatkomponenten realisieren, die üblicherweise als Dehnstoffarbeitselemente oder Thermobimetallelemente ausgebildet sind. Dehnstoffarbeitselemente haben Nachteile in ihrer Lebensdauer hinsichtlich Bewegungszyklenanzahl und Alterung des Dehnstoffes. Thermobimetallelemente weisen Nachteile in Bezug auf Hublänge und damit verbundenem Öffnungsquerschnitt sowie Partikelanfälligkeit im Kreislauf auf. Derartige Thermostatkomponenten werden oft als separate Bauteile verbaut oder in Aggregate angeflanscht, wodurch diese Bauraumvolumen binden. Auch diese Nachteile und Probleme können durch die erfindungsgemäße Kühleinrichtung vermieden werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
- 2 eine schematische Perspektivansicht eines Ausgleichsbehälters gemäß einer ersten Ausführungsform der Kühleinrichtung;
- 3 eine weitere schematische Perspektivansicht des Ausgleichsbehälters gemäß der ersten Ausführungsform; und
- 4 eine schematische Perspektivansicht des Ausgleichsbehälters gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Die Kühleinrichtung 10 umfasst einen von Kühlmittel durchströmbaren Hochtemperatur-Kreislauf 12 sowie einen von Kühlmittel durchströmbaren Niedertemperatur-Kreislauf 14. Der Hochtemperatur-Kreislauf 12 wird auch als erster Kreislauf bezeichnet beziehungsweise ist ein erster Kreislauf der Kühleinrichtung 10, wobei der Niedertemperatur-Kreislauf 14 auch als zweiter Kreislauf bezeichnet wird beziehungsweise ein zweiter Kreislauf der Kühleinrichtung 10 ist. Dabei ist beispielsweise der Hochtemperatur-Kreislauf 12 von einem ersten Kühlmittel durchströmbar, wobei der Niedertemperatur-Kreislauf 14 von einem zweiten Kühlmittelstrom durchströmbar ist. Der jeweilige Kühlmittelstrom umfasst Kühlmittel beziehungsweise ist durch Kühlmittel gebildet, wobei das Kühlmittel vorzugsweise ein Kühlfluid, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, ist. Die Kühlflüssigkeit wird auch als Kühlwasser bezeichnet.
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Beispielsweise ist in zumindest einem Betriebszustand der Kühleinrichtung 10 beziehungsweise des Kraftfahrzeugs vorgesehen, dass der erste Kühlmittelstrom mit einer ersten Temperatur durch den Hochtemperatur-Kreislauf 12 und der zweite Kühlmittelstrom mit einer gegenüber der ersten Temperatur geringeren, zweiten Temperatur durch den Niedertemperatur-Kreislauf 14 strömt. Somit strömt das jeweilige Kühlmittel zumindest in dem genannten Betriebszustand mit unterschiedlichen Temperaturen beziehungsweise auf unterschiedlichen Temperaturniveaus durch die Kühlkreisläufe.
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Beispielsweise ist in dem Hochtemperatur-Kreislauf 12 wenigstens eine erste Komponente des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei die erste Komponente beispielsweise ein Antriebsmotor, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ist. Ferner ist in dem Niedertemperatur-Kreislauf 14 wenigstens eine von der ersten Komponente unterschiedliche, zusätzlich zu der ersten Komponente vorgesehene zweite Komponente angeordnet, welche beispielsweise als ein Wärmetauscher, insbesondere als ein Ladeluftkühler, ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem Wärmetauscher kann wenigstens ein zweiter Wärmetauscher in dem Niedertemperatur-Kreislauf angeordnet sein. Der zweite Wärmetauscher ist beispielsweise als Getriebeölkühler ausgebildet. Ferner können in dem Niedertemperatur-Kreislauf Wärmetauscher für Leistungselektroniken, Hochvol-Batterien und/oder Ladesysteme angeordnet sein. Ferner ist beispielsweise in dem Hochtemperatur-Kreislauf 12 eine als Kühler ausgebildete dritte Komponente angeordnet. Die jeweilige Komponente ist von dem jeweiligen Kühlmittel beziehungsweise Kühlmittelstrom durchströmbar.
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Die Verbrennungskraftmaschine kann beispielsweise infolge eines Wärmeübergangs von der Verbrennungskraftmaschine an den die Verbrennungskraftmaschine durchströmenden ersten Kühlmittelstrom gekühlt werden, wodurch der erste Kühlmittelstrom erwärmt wird. Danach kann der erste Kühlmittelstrom beispielsweise den Kühler durchströmen. Der Kühler ist ein Wärmetauscher, welcher von dem ersten Kühlmittelstrom durchströmbar und von einem weiteren Medium, insbesondere Luft, umströmbar ist. Durch einen Wärmeübergang von dem den Kühler durchströmenden ersten Kühlmittelstrom über den Kühler an die den Kühler umströmende Luft wird der erste Kühlmittelstrom gekühlt.
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Für die Anwendung bei der Ladeluftkühlung gilt Folgendes. Der Ladeluftkühler ist beispielsweise ein Wärmetauscher, welcher von dem zweiten Kühlmittelstrom und von verdichteter Luft durchströmbar ist. Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt, mittels welchem die den Ansaugtrakt durchströmende Luft zu wenigstens einem beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine geführt wird. In dem Ansaugtrakt ist beispielsweise wenigstens ein Verdichter angeordnet, mittels welchem die den Ansaugtrakt durchströmende Luft verdichtet wird. Durch das Verdichten der Luft wird die Luft erwärmt. Um dennoch einen besonders hohen Aufladegrad zu realisieren, wird die verdichtete und dadurch erwärmte Luft mittels des Ladeluftkühlers gekühlt. Die verdichtete Luft wird auch als Ladeluft bezeichnet, wobei das Kühlen der verdichteten Luft auch als Ladeluftkühlung bezeichnet wird. Die Ladeluft wird beispielsweise infolge eines Wärmeübergangs von der Ladeluft über den Ladeluftkühler an den den Ladeluftkühler durchströmenden zweiten Kühlmittelstrom gekühlt. Hierdurch wird der zweite Kühlmittelstrom erwärmt. Um den zweiten Kühlmittelstrom zu kühlen, ist beispielsweise in dem Niedertemperatur-Kreislauf 14 ein in den Fig. Nicht dargestellter, weiterer Kühler angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann zum Kühlen des zweiten Kühlmittelstroms der zuvor genannte, erste Kühler verwendet werden.
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Um nun eine besonders effiziente und effektive Kühlung mittels der Kühleinrichtung 10 realisieren zu können, ist eine Ventileinrichtung 16 vorgesehen, welche ein Ventilelement 18 und ein Betätigungselement 20 umfasst, welches beispielsweise als Feder ausgebildet ist. Das Betätigungselement 20 ist dabei aus einer Formgedächtnislegierung gebildet. Somit ist beispielsweise das Betätigungselement 20 als Formgedächtnislegierungsfeder (FGL-Feder) ausgebildet. Dabei ist das Betätigungselement 20 beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Nickel, Titan, Chrom und/oder Kupfer gebildet. Insbesondere ist es denkbar, dass das Betätigungselement 20 aus einer zumindest Nickel und Titan umfassenden Legierung gebildet ist.
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Das Betätigungselement 20 verformt sich infolge eines Wärmeaustausches mit dem ersten Kühlmittelstrom, wodurch das Betätigungselement 20 das Ventilelement 18 zwischen einer den Niedertemperatur-Kreislauf 14 mit dem Hochtemperatur-Kreislauf 12 an wenigstens einer Verbindungsstelle V fluidisch verbindenden Offenstellung und einer den Niedertemperatur-Kreislauf 14 von dem Hochtemperatur-Kreislauf 12 zumindest an der Verbindungsstelle V fluidisch trennenden Schließstellung, insbesondere translatorisch, bewegt.
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Dies bedeutet, dass das Ventilelement 18 zumindest mittelbar mit dem Betätigungselement 20 gekoppelt ist. Im Zuge des beschriebenen Wärmeaustausches zwischen dem Betätigungselement 20 und dem ersten Kühlmittelstrom beziehungsweise dem den ersten Kühlmittelstrom bildenden und den Hochtemperatur-Kreislauf 12 durchströmenden Kühlmittel kommt es zu Temperaturveränderungen des Betätigungselements 20. Infolge dieser Temperaturveränderungen des Betätigungselements 20 kommt es zu Formänderungen, das heißt zu Verformungen des Betätigungselements 20. Mit anderen Worten verformt sich das Betätigungselement 20 infolge seiner Temperaturveränderungen. Da das Ventilelement 18 zumindest mittelbar mit dem Betätigungselement 20 verbunden beziehungsweise gekoppelt ist, bewirken die Verformungen des Betätigungselements 20 Bewegungen des Ventilelements 18, sodass das Ventilelement 18 beispielsweise durch eine erste Verformung des Betätigungselementes 20 aus der Offenstellung in die Schließstellung und durch eine von der ersten Verformung unterschiedliche, zweite Verformung des Betätigungselements 20 aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Bei der ersten Verformung handelt es sich beispielsweise um eine erste Verformungsart, wobei es sich beispielsweise um eine Vergrößerung beziehungsweise Längenzunahme des Betätigungselementes 20 handelt. Bei der zweiten Verformung handelt es sich beispielsweise um eine zweite Verformungsart, wobei es sich beispielsweise um eine Verkleinerung beziehungsweise Längenreduzierung des Betätigungselementes 20 handelt.
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Durch die erste Verformung wird das Ventilelement 18 beispielsweise bezogen auf die Bildebene von 1 nach oben in die Schließstellung bewegt. Durch die zweite Verformung wird das Ventilelement 18 beispielsweise bezogen auf die Bildebene von 1 nach unten in die Offenstellung bewegt, sodass beispielsweise in 1 die Offenstellung gezeigt ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Ventilelement 18 infolge einer durch den Wärmeaustausch bewirkten Erwärmung des Betätigungselements 20 mittels des Betätigungselements 20 aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Um beispielsweise einen besonders vorteilhaften Wärmeaustausch zwischen dem ersten Kühlmittelstrom und dem Betätigungselement 20 zu realisieren, ist das Betätigungselement 20 beispielsweise zumindest teilweise derart, insbesondere in dem Hochtemperatur-Kreislauf 12, angeordnet, dass das den Hochtemperatur-Kreislauf 12 durchströmende Kühlmittel, das heißt der erste Kühlmittelstrom das Betätigungselement 20 direkt an- beziehungsweise umströmt und somit direkt berührt beziehungsweise kontaktiert.
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Aus einer Zusammenschau von 1 mit 2 bis 4 ist erkennbar, dass den Kreisläufen ein den Kreisläufen gemeinsamer Ausgleichsbehälter 22 zugeordnet ist, mittels welchem Volumenschwankungen des jeweiligen Kühlmittels in den Kreisläufen ausgeglichen werden können. Die Ventileinrichtung 16 fungiert dabei beispielsweise als Absperrventil, insbesondere als thermisches Absperrventil, über welches die Kreisläufe bedarfsgerecht fluidisch miteinander verbunden und fluidisch voneinander getrennt werden können.
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Um nun die Teileanzahl, das Gewicht, die Kosten und den Bauraumbedarf der Kühleinrichtung 10 besonders gering halten zu können, ist - wie besonders gut aus 1, 3 und 4 erkennbar ist - die Ventileinrichtung 20 in den Ausgleichsbehälter 22 integriert. Der Ausgleichsbehälter 22 weist dabei einen Aufnahmeraum 24 zum Aufnehmen des jeweiligen Kühlmittels auf. Der Aufnahmeraum 24 ist dabei teilweise durch ein Gehäuse des Ausgleichsbehälters 22 begrenzt, wobei das Gehäuse beispielsweise ein auch als Gehäuseunterteil bezeichnetes Unterteil 26 und ein auch als Gehäuseoberteil bezeichnetes Oberteil 28, insbesondere einen Deckel, aufweist. Der Aufnahmeraum 24 ist dabei teilweise durch das Oberteil 28 des Ausgleichsbehälters 22 begrenzt, wobei das Unterteil 26 den Aufnahmeraum 24 überwiegend, das heißt zu mehr als zur Hälfte begrenzt. Das Oberteil 28 ist dabei reversibel lösbar mit dem Unterteil 26 verbunden und insbesondere gegen das Unterteil 26 gedichtet. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Ventileinrichtung 16 in das Oberteil 28, insbesondere in einen im Oberteil 28 verlaufenden Kanal, integriert ist. Aus 1 ist besonders gut erkennbar, dass die Ventileinrichtung 16 beispielsweise vier Anschlüsse 30a-d aufweist, welche - wie in 1 durch Pfeile veranschaulicht ist - von dem jeweiligen Kühlmittelstrom durchströmbar sind. Wäre die Ventileinrichtung 16 außerhalb des Ausgleichsbehälters 22 angeordnet, so würden alle vier Anschlüsse 30a-d einen zusätzlichen Bauraumbedarf aufweisen und jeweilige Trennstellen bilden, welche zusätzlichen Bauraum erfordern. Dies kann durch die Integration der Ventileinrichtung 16 in den Ausgleichsbehälter 22 vermieden werden, da beispielsweise zumindest die Anschlüsse 30c und 30d direkt innerhalb des Ausgleichsbehälters 22 verteilt sind. Die Anschlüsse 30a und 30b sind beispielsweise fluidisch mit jeweiligen Stutzen 32 des Ausgleichsbehälters 22 verbunden und somit ebenfalls bauraumgünstig verbaut.
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Beispielsweise ist die Ventileinrichtung 16 formschlüssig und/oder reversibel lösbar mit dem Ausgleichsbehälter 22, insbesondere mit dem Oberteil 28, verbunden. Insbesondere ist beispielsweise die Ventileinrichtung 16 in das Oberteil 28 eingerastet. Ferner ist es denkbar, dass die Ventileinrichtung 16 mittels wenigstens einer O-Ringverbindung, insbesondere gegen das Oberteil 28, abgedichtet ist. Durch die Integration der Ventileinrichtung 16 in den Ausgleichsbehälter 22 können beispielsweise von vier üblicherweise zum Einsatz kommenden Entlüftungsleitungen zwei Entlüftungsleitungen entfallen. Darüber hinaus reicht der genau eine Ausgleichsbehälter 22 für die beiden Kreisläufe aus. Beispielsweise werden an die Stutzen 32 jeweilige Entlüftungsleitungen der Kreisläufe von außen angeschlossen, insbesondere über Schnellkupplungen nach VDA NW6. Die Kühlmittelströme beziehungsweise jeweilige Volumenströme des Kühlmittels können dann offen in den Ausgleichsbehälter 22 strömen.
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Wird das Ventilelement 18 auf die beschriebene Weise mittels des Betätigungselements 20 in die Schließstellung bewegt, so ist beispielsweise der Niedertemperatur-Kreislauf 14 abgesperrt. Insbesondere ist dann der Niedertemperatur-Kreislauf 14 von dem Ausgleichsbehälter 22 fluidisch getrennt, sodass die Kreisläufe fluidisch voneinander getrennt sind. In der Offenstellung jedoch sind beispielsweise die Kreisläufe über den Ausgleichsbehälter 22 fluidisch miteinander verbunden. Ist der Niedertemperatur-Kreislauf 14 abgesperrt, so strömt nur noch der Kühlmittelstrom des Hochtemperatur-Kreislaufes 12 beziehungsweise dessen Hochtemperatur-Entlüftung in den Ausgleichsbehälter 22. Durch die Integration der Ventileinrichtung 16 in den Ausgleichsbehälter 22 wird selbst bei einer undichten O-Ringverbindung kein Kühlmittelverlust aus der Kühleinrichtung 10 verzeichnet, da es lediglich zu einer bezogen auf den Ausgleichsbehälter 22 internen Leckage kommt. Diese interne Leckage führt im schlimmsten Fall zu einer Effizienzverschlechterung, welche jedoch die grundsätzliche Funktionsfähigkeit der Kühleinrichtung 10 nicht beeinträchtigt.
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Befindet sich das Ventilelement 18 beispielsweise zunächst in der Offenstellung, so wird das Ventilelement 18 mittels des Betätigungselements 20 dann in die Schließstellung bewegt, wenn das Betätigungselement 20 seine Schalttemperatur infolge der beschriebenen, durch den Hochtemperatur-Kreislauf bewirkten Erwärmung erreicht. Dann wird beispielsweise der Anschluss 30a mittels des Ventilelements 18 versperrt, sodass die Kreisläufe voneinander getrennt sind.
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Infolge der Erwärmung der Formgedächtnislegierung kommt es zu einem Hub des Ventilelements 18, welches im Rahmen des Hubs aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt wird. Kühlt dann die Formgedächtnislegierung beispielsweise wieder ab, so kommt es zu einem weiteren Hub der Formgedächtnislegierung, wobei das Ventilelement 18 im Rahmen des weiteren Hubs aus der Schließstellung zurück in die Offenstellung bewegt wird.
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2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform des Ausgleichsbehälters 22. Dabei ist insbesondere aus 3 besonders gut die Integration der Ventileinrichtung 16 in den Ausgleichsbehälter 22, insbesondere in das Oberteil 28, erkennbar.
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Schließlich zeigt 4 eine zweite Ausführungsform des Ausgleichsbehälters 22, wobei auch aus 4 besonders gut die Integration der Ventileinrichtung 16 in den Ausgleichsbehälters 22, insbesondere in das Oberteil 28, erkennbar ist.
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Insgesamt ist erkennbar, dass die Ventileinrichtung 16 eine thermische Trennung der Kreisläufe ohne direkte Ansteuerung der Ventileinrichtung 16 ermöglicht. Die Ventileinrichtung 16 ist eine Komponente, die selbständig auf jeweilige Temperaturen des Kühlmittels, insbesondere des ersten Kühlmittelstroms, reagiert. Vorteilhaft dabei ist insbesondere die thermische Trennung des Hochtemperatur-Kreislaufes 12 und des Niedertemperatur-Kreislaufes 14. Dadurch kann ein besonders hoher Wirkungsgrad der Ladeluftkühlung realisiert werden. In der Folge können besonders hohe Leistungen der Verbrennungskraftmaschine dargestellt werden. Weitere Vorteile sind eine erhöhte Lebensdauer und Kostenvorteile gegenüber konventionellen Thermostattechniken. Durch die Integration der Ventileinrichtung 16 in den Ausgleichsbehälter 22 können Trennstellen, die bei Anordnung der Ventileinrichtung 16 außerhalb des Ausgleichsbehälters 22 entstehen, vermieden werden. Außerdem werden keine zusätzlichen Halterbauteile benötigt, um die Ventileinrichtung 16 zu befestigen. Ferner ergeben sich insbesondere folgende Vorteile: Einsparung von Bauraum und Volumen; Reduzierung der Leckagegefahr durch Einsparung von Trennstellen; Kosteneinsparung durch weniger Entlüftungsleitungen und keinen separaten Halter. Ebenso wird kein zusätzlicher Ausgleichsbehälter benötigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kühleinrichtung
- 12
- Hochtemperatur-Kreislauf
- 14
- Niedertemperatur-Kreislauf
- 16
- Ventileinrichtung
- 18
- Ventilelement
- 20
- Betätigungselement
- 22
- Ausgleichsbehälter
- 24
- Aufnahmeraum
- 26
- Unterteil
- 28
- Oberteil
- 30a-d
- Anschluss
- 32
- Stutzen
- V
- Verbindungsstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202016005768 U1 [0002]
- DE 102011056774 A1 [0004]
