DE102020101031A1

DE102020101031A1 - Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf

Info

Publication number: DE102020101031A1
Application number: DE102020101031.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Zens; Nils Michael Schlattmann; Dominik Wiechard; Björn Bergmann; Deny Laforge; Jerome Görres; Johannes Müller
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2040-01-18
Also published as: CN114945767A; US20230010998A1; DE102020101031B4; WO2021145705A1; US11884129B2; KR20220087540A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf, insbesondere eines Kältemittels. Die Vorrichtung (1) weist ein Gehäuse (2) mit Anschlüssen (3, 4, 5) zum Verbinden mit Fluidleitungen, welche jeweils über eine Durchgangsöffnung mit mindestens einem als Ventilkammer (6) ausgebildeten inneren Volumen des Gehäuses (2) verbunden sind, sowie mindestens ein in der Ventilkammer (6) angeordnetes Ventilelement (7) mit einem Antriebselement (9) zum Bewegen des Ventilelements (7) relativ zum Gehäuse (2) auf. Das mindestens eine Ventilelement (7) ist in axialer Richtung entlang einer Längsachse linear derart verschiebbar gelagert, dass zwischen einem als Einlass ausgebildeten ersten Anschluss (3) und einem als erster Auslass ausgebildeten zweiten Anschluss (4) beziehungsweise einem als zweiter Auslass ausgebildeten dritten Anschluss (4) ein Durchgang für das Fluid geöffnet ist. Das Ventilelement (7) ist in der Form eines in der axialen Richtung ausgerichteten Zylinders mit einem ersten Abschnitt (7a) und einem zweiten Abschnitt (7b) ausgebildet, welche in der axialen Richtung zueinander beabstandet angeordnet über ein Koppelelement (7c) miteinander verbunden sind.Die Erfindung betrifft zudem eine Verwendung der Vorrichtung (1-1, 1-2) in einem Kältemittelkreislauf eines thermischen Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf, insbesondere eines Kältemittels in einem Kältemittelkreislauf. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit Anschlüssen zum Verbinden mit Fluidleitungen, welche jeweils über eine Durchgangsöffnung mit mindestens einem als Ventilkammer ausgebildeten inneren Volumen des Gehäuses verbunden sind, sowie mindestens ein in der Ventilkammer angeordnetes Ventilelement mit einem Antriebselement zum Bewegen des Ventilelements relativ zum Gehäuse auf.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Kraftfahrzeugen wird einer hohen Anforderung an den Komfort der Fahrgäste im Fahrgastraum durch Klimatisierungssysteme mit unterschiedlichen Kreisläufen für Kältemittel und Kühlmittel jeweils mit verschieden betriebenen Wärmeübertragern begegnet. Herkömmliche Kraftfahrzeuge mit elektromotorischem Antrieb, kurz als Elektrofahrzeuge bezeichnet, oder Kraftfahrzeuge mit einem hybriden Antrieb aus Elektromotor und Verbrennungsmotor, kurz als Hybridfahrzeuge bezeichnet, weisen aufgrund der Ausbildung mit zusätzlichen Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs, wie einer Hochvoltbatterie, einem internen Ladegerät, einem Transformer, einem Inverter sowie dem Elektromotor, zudem meist einen höheren Versorgungsbedarf an Kälte beziehungsweise Wärme als Kraftfahrzeuge mit einem reinen verbrennungsmotorischen Antrieb auf. Neben dem Kältemittelkreislauf des eigentlichen Klimatisierungssystems sind bekannte Kraftfahrzeuge mit einem reinen elektrischen Antrieb oder einem elektrischen Hybridantrieb mit einem Kühlmittelkreislauf ausgebildet, in welchem das zum Abführen der von den Antriebskomponenten emittierten Wärme zirkulierende Kühlmittel durch einen Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertrager geleitet wird, um die Wärme vom Kühlmittel an das im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittel zu übertragen.
Thermische Systeme elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge weisen aufgrund des erforderlichen Energiebedarfs einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite der Kraftfahrzeuge auf. So wird durch eine bedarfsgerechte Verteilung von Wärmeströmen im Kraftfahrzeug mit verschiedenen Untersystemen beispielsweise eine schnellere Konditionierung von Komponenten ermöglicht, welche eine optimale Betriebstemperatur erfordern. In batterieelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb, bei welchen neben der Konditionierung des Fahrgastraums beispielsweise auch die Konditionierung der Hochvoltkomponenten des elektrischen Antriebsstrangs von besonderem Interesse sind, ist der Einfluss des Betriebs der thermischen Systeme auf die Reichweite des Kraftfahrzeugs zu minimieren.
Aus dem Stand der Technik ist zudem bekannt, Kältemittelkreisläufe von Klimatisierungssystemen sowohl in einem Modus als Wärmepumpe als auch in einem Modus als Kälteanlage betreibbar auszubilden, um thermische Energien innerhalb des Kraftfahrzeugs zu verteilen. Zum Beispiel kann, insbesondere beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs im Wärmepumpenmodus, Wärme aus der Umgebungsluft oder einem Kühlmittelkreislauf aufgenommen werden, welche anschließend an Komponenten des Kraftfahrzeugs mit Wärmebedarf oder an die Zuluft zum Fahrgastraum übertragen werden kann. Beim Betrieb des Kältemittelkreislaufs im Kälteanlagenmodus kann Wärme aus dem Fahrgastraum beziehungsweise aus der Zuluft zum Fahrgastraum oder anderen Komponenten aufgenommen und beispielsweise an die Umgebung übertragen werden. Dabei sind innerhalb der thermischen Systeme die Wärmeträgerkreisläufe, wie Kältemittelkreisläufe und Kühlmittelkreisläufe, untereinander und mit weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs verbunden. Speziell bei hybridangetriebenen Kraftfahrzeugen bestehen große Herausforderungen, das thermische System zum Konditionieren verschiedener Komponenten im vorhandenen Bauraum anzuordnen.
In der DE 10 2013 206 626 A1 wird ein Kältemittelkreislauf zur Klimatisierung eines Fahrzeuges offenbart. Der Kältemittelkreislauf weist einen Verdichter sowie mehrere als Verdampfer beziehungsweise Kondensatoren betriebene Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme mit dem Kältemittel auf. Dabei ist der Kältemittelkreislauf mit mindestens drei Verdampfern und zwei Kondensatoren ausgebildet, wobei jedem Verdampfer ein Expansionsventil zum Entspannen des Kältemittels vorgeschaltet und jedem Kondensator ein Rückschlagventil zum Vermeiden von Kältemittelverlagerungen innerhalb des Kältemittelkreislaufs nachgeschaltet angeordnet ist. Die Komponenten des Kältemittelkreislaufs, insbesondere die große Anzahl an Ventilen, sind jeweils über Verbindungsleitungen im Kältemittelkreislauf mit einander verbunden.
Für das Bereitstellen der diversen Funktionalitäten ist eine Vielzahl an Ventilen und Verbindungsleitungen erforderlich. Dabei weist jedes Ventil einen Stellantrieb auf und ist mit einer Steuereinheit zu verbinden, was eine hohe Systemkomplexität bewirkt. Neben hohen Kosten wird folglich auch ein hohes Gewicht des Kältemittelkreislaufs verursacht. Zudem bedarf es eines erheblichen Bauraums.
Aus dem Stand der Technik ist nicht bekannt, mehrere Ventile eines Fluidkreislaufs, insbesondere eines Kältemittelkreislaufs, intern und damit in einem gemeinsamen Gehäuse miteinander verschaltet auszubilden. Insbesondere bei einem Kältemittelkreislauf mit Kohlendioxid als Kältemittel ist zum Verstellen des Ventils zwischen den Funktionen bei Differenzdrücken von bis zu 100 bar zudem einer großer Kraftaufwand erforderlich.
Aus der DE 10 2016 013 492 A1 geht ein insbesondere elektrisch angetriebenes Expansions- und Absperrventil für den Betrieb mit Kohlendioxid als Kältemittel mit einem in einer Ventilkörperkammer angeordneten Ventilkörper, einem Dichtungssitz und einer Dichtung, welche entlang einer axialen Bewegungsrichtung des Ventilkörpers im Ventil angeordnet sind, hervor. In einem geschlossenen Zustand des Ventils entsprechen die Durchmesser des als Nadel ausgebildeten Ventilkörpers an Positionen des Dichtungssitzes und der Dichtung den jeweiligen Dichtungsdurchmessern. Zudem ist im geschlossenen Zustand des Ventils zwischen einem Medienanschluss und der Ventilkörperkammer ein Druck-Bypass geöffnet.
Das Ventil weist zwei Medienanschlüsse auf, wobei ein Strömungsquerschnitt der Verbindung zueinander geöffnet oder geschlossen werden kann. Dabei kann der Strömungsquerschnitt der Verbindung entweder vollständig oder lediglich teilweise geöffnet sein. Das Kältemittel strömt lediglich in einer Strömungsrichtung durch das Ventil. Beim Betrieb des Ventils mit teilweise geöffnetem Strömunsquerschnitt wird das Kältemittel beim Durchströmen des Ventils entspannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf, insbesondere in Kältemittelkreisläufen, eines thermischen Systems eines Kraftfahrzeugs. In der Vorrichtung sollen Funktionalitäten, insbesondere von Ventilen, vereint werden, um derart, neben der Komplexität des Systems, die Kosten, das Gewicht und den Bauraum zu minimieren. Zudem soll die Vorrichtung auch beim Einsatz in Kreisläufen mit Kohlendioxid als zirkulierendes Fluid einfach, insbesondere mit geringem Kraftaufwand, bedienbar sein.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in mindestens einem Fluidkreislauf, insbesondere eines Kältemittels in einem Kältemittelkreislauf, gelöst. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit Anschlüssen zum Verbinden mit Fluidleitungen, welche jeweils über eine Durchgangsöffnung mit mindestens einem als Ventilkammer ausgebildeten inneren Volumen des Gehäuses verbunden sind, sowie mindestens ein in der Ventilkammer angeordnetes Ventilelement mit einem Antriebselement zum Bewegen des Ventilelements relativ zum Gehäuse auf.
Nach der Konzeption der Erfindung ist das mindestens eine Ventilelement in axialer Richtung entlang einer Längsachse linear derart verschiebbar gelagert, dass zwischen einem als Einlass ausgebildeten ersten Anschluss und einem als erster Auslass ausgebildeten zweiten Anschluss oder zwischen dem als Einlass ausgebildeten ersten Anschluss und einem als zweiter Auslass ausgebildeten dritten Anschluss ein Durchgang für das Fluid geöffnet ist. Das Ventilelement kann auch derart angeordnet sein, dass zwischen dem Einlass und sowohl dem ersten Auslass als auch dem zweiten Auslass jeweils ein Durchgang zumindest teilweise geöffnet ist.
Zudem ist das Ventilelement erfindungsgemäß in der Form eines in der axialen Richtung ausgerichteten Zylinders, insbesondere eines Kreiszylinders, mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt ausgebildet, welche in der axialen Richtung zueinander beabstandet angeordnet und über ein Koppelelement miteinander verbunden sind. Dabei stellen die Abschnitte insbesondere über das Koppelelement miteinander verbundene Ventilnadeln eines Nadelventils dar.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das zwischen den Abschnitten angeordnete Koppelelement einen geringeren Außenumfang, speziell einen geringeren Außendurchmesser, als der erste Abschnitt beziehungsweise als der zweite Abschnitt des Ventilelements auf. Die Abschnitte sind vorzugsweise mit gleichen Formen und Ausdehnungen, insbesondere in axialer Richtung, welche einer Länge entspricht, sowie Außenumfängen, ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ventilelement mit dem ersten Abschnitt innerhalb eines ersten Ventilsitzelements und mit dem zweiten Abschnitt innerhalb eines zweiten Ventilsitzelements in Längsrichtung verschiebbar angeordnet.
Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Ventilelements sind vorteilhaft jeweils über ein Dichtelement zum Gehäuse und zum Ventilsitzelement abdichtend derart anordenbar, dass je nach Anordnung des ersten Abschnitts relativ zu einem ersten Dichtelement der erste Auslass und je nach Anordnung des zweiten Abschnitts relativ zu einem zweiten Dichtelement der zweite Auslass offen oder geschlossen sind. Der jeweilige Auslass ist geschlossen, wenn der dem Auslass zugehörige Abschnitt des Ventilelements innerhalb des jeweiligen Dichtelements und das Dichtelement vollumfänglich um den Abschnitt angeordnet sind. Der jeweilige Auslass ist geöffnet und derart ein Durchgang für das Fluid vom Einlass zum entsprechenden Auslass der Vorrichtung hergestellt, wenn der dem Auslass zugehörige Abschnitt des Ventilelements außerhalb des jeweiligen Dichtelements angeordnet ist sowie zwischen dem Dichtelement und einer Außenwandung des Abschnitts ein insbesondere vollumfänglicher Spalt ausgebildet ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Abschnitte des Ventilelements jeweils in der Form eines Hohlzylinders mit einer in Längsrichtung ausgerichteten Öffnung, insbesondere einer Durchgangsöffnung, ausgebildet sind. Dabei weist eine die Öffnung umschließende Wandung jeweils ein erstes als Innengewinde vorgesehenes Gewinde einer Gewindepaarung auf. Zudem ist jeweils ein zweites als Außengewinde ausgebildetes Gewinde zumindest im Bereich der Enden des Koppelelements angeordnet, sodass das Koppelelement jeweils mit einem Ende in einen Abschnitt des Ventilelements eingeschraubt ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens eine erste Druckkammer sowie eine zweite Druckkammer auf, welche jeweils an einer in der axialen Richtung ausgerichteten Stirnfläche des Ventilelements als Bereich der Ventilkammer ausgebildet sind. Die Druckkammern dienen bevorzugt einem Druckausgleich zum Reduzieren der Bewegungsenergie beziehungsweise der zum Bewegen des Ventilelements aufzubringenden Kraft.
Vorzugsweise sind mindestens eine der Druckkammern mit der Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses des Gehäuses und die Druckkammern strömungstechnisch miteinander verbunden.
Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckkammern jeweils über einen Verbindungskanal mit der Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses des Gehäuses strömungstechnisch verbunden. Dabei sind die Verbindungskanäle bevorzugt innerhalb der Wandung des Gehäuses ausgebildet.
Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckkammern über einen Verbindungskanal strömungstechnisch miteinander verbunden, welcher innerhalb des Ventilelements ausgebildet ist. Dabei sind Bereiche des Verbindungskanals jeweils als Öffnung innerhalb der Abschnitte des Ventilelements sowie jeweils zwischen den Abschnitten und dem Kopplungselement vorgesehen. Die sich zwischen den Abschnitten und dem Kopplungselement des Ventilelements erstreckenden Durchgänge des Verbindungskanals können jeweils als eine Abflachung im Bereich der Gewindepaarung zwischen einem Abschnitt und dem Kopplungselement ausgebildet sein.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Durchgangsöffnungen der Anschlüsse in einer gemeinsamen durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene, in welcher die Längsachse der Vorrichtung in der Richtung x verlaufend ausgerichtet ist, angeordnet. Dabei sind der erste Anschluss von einer ersten Seite der Längsachse in die Ventilkammer einmündend und der zweite Anschluss sowie der dritte Anschluss von einer zweiten Seite der Längsachse in die Ventilkammer einmündend ausgebildet. Die zweite Seite der Längsachse ist der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet.
Die Symmetrieachsen der Durchgangsöffnungen der Anschlüsse sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Die Strömungsquerschnitte der Durchgangsöffnungen der Anschlüsse des Gehäuses weisen vorteilhaft eine kreisrunde Form auf. Die Strömungsquerschnitte der Durchgangsöffnungen sind vorzugsweise mit gleichen Durchmessern ausgebildet, welche jeweils über die Länge konstant sein können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventilelement an jeweils zum Kopplungselement ausgerichteten Stirnseiten der Abschnitte mit einer Kurvenkontur derart ausgebildet, dass das Fluid je nach Anordnung des Abschnitts des Ventilelements relativ zum Dichtelement beim Durchströmen zwischen der Kurvenkontur und dem Dichtelement entspannbar ist.
Damit stellt die Vorrichtung vorteilhaft eine Kombination aus zwei Ventilen, insbesondere aus zwei Absperrventilen, jeweils mit einer Expansionsfunktion und folglich eine Kombination aus zwei Absperrventilen und zwei Expansionsventilen dar. Dabei wird das Fluid, speziell das Kältemittel vom Einlass zum ersten beziehungsweise primären und/oder zweiten beziehungsweise sekundären Auslass geleitet und kann in den geöffneten Strömungspfad expandiert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Ventilelement über ein Verbindungselement mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Antriebselement verbunden.
Das Verbindungselement ist vorzugsweise als eine Welle ausgebildet. Dabei ist das Verbindungselement insbesondere an einem ersten Ende fest mit dem Antriebselement und an einem zum ersten Ende distal ausgebildeten zweiten Ende durch eine Seite in das Gehäuse hineinragend und mit dem Ventilelement verbunden angeordnet.
Das Antriebselement kann dabei als ein Linearmotor oder als ein rotatorischer Motor mit einer Übertragungsanordnung, insbesondere einem Gewinde, ausgebildet sein. Die Übertragungsanordnung dient dabei dazu, eine Rotationsbewegung des Verbindungselements um deren Längsachse in eine translatorische Hubbewegung des Ventilelements zu übertragen, wobei die translatorische Hubbewegung einer Linearbewegung entspricht.
Ein als rotatorischer Motor vorgesehenes Antriebselement ist bevorzugt als ein elektrischer Stellmotor, insbesondere als ein Schrittmotor oder Servomotor, ausgebildet, welcher vorteilhaft beispielsweise die Kontrolle der Winkelposition erlaubt. Der Motor kann mit einem Sensor zur Positionsbestimmung ausgebildet sein. Die vom Sensor ermittelte Drehposition des Verbindungselements kann kontinuierlich an eine Regelelektronik übermittelt werden, welche die Bewegung des Motors entsprechend einstellbarer Sollwerte, wie etwa von Soll-Winkelpositionen des Verbindungselements, in einem Regelkreis regelt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als eine hochintegrierte Komponente, speziell als ein Kältemittelventil, zum Ausführen mehrerer Funktionen ausgebildet. In der Vorrichtung sind Funktionen von Einzelventilen zusammengefasst.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Kältemittelkreislauf eines thermischen Systems, insbesondere eines Thermomanagementsystems, eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise zum Konditionieren eines einem Fahrgastraum zuzuführenden Luftmassenstroms beziehungsweise einer Komponente eines Antriebsstrangs. Die Vorrichtung dient dann auch als ein adaptives Mehrwege-Kältemittelventil für die Fahrzeugklimatisierung.
Der Kältemittelkreislauf, in welchem eine Vorrichtung verwendet wird, kann mit einem beliebigen Kältemittel, insbesondere R1234yf, R1234a, R134a, R744, R404a, R600 oder R600a, R290, R152a, R32 sowie deren Gemischen, betrieben werden.
Die erfindungsgemäße, vorzugsweise als ein elektrisch angetriebenes 3-2-Wege-Nadelventil, speziell als ein Nadel-Schieberventil, mit Expansionsfunktion für das Kältemittel Kohlendioxid ausgebildete Vorrichtung weist insbesondere als ein hochvariables Kältemittelventil mit einer Mehrzahl von möglichen Durchströmungspfaden für das Kältemittel zusammenfassend diverse Vorteile auf:

- Vereinen verschiedener Ventilfunktionen, insbesondere von zwei Ventilen, speziell Absperrventilen mit einer Expansionsfunktion, in einem 3-2-Wege Ventil,
- Reduzieren der Komplexität bei der Montage führt zu einer einfachen Ansteuerung sowie geringerer Fehler- und Ausfallwahrscheinlichkeit, was zu erwartende Gewährleistungskosten reduziert,
- einfache Bedienbarkeit auch durch Reduzieren der benötigten Stellkraft zum Bewegen des Ventilelements,
- Minimieren des Gewichts, auch da lediglich ein Aktuator benötigt wird und Verbindungsleitungen entfallen,
- Minimieren von Leckage von Kältemittel durch Entfallen der Verbindungsleitungen und Dichtstellen, dadurch Reduzieren der Kosten für den Endkunden im Servicefall,
- minimale Herstellungs-, Wartungs- und Betriebskosten sowie minimaler erforderlicher Bauraum.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen jeweils eine Vorrichtung zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in mindestens einem Fluidkreislauf, insbesondere ein Ventil für Kältemittelkreisläufe eines thermischen Systems eines Kraftfahrzeugs jeweils mit einem Gehäuse mit Einlass und zwei Auslässen sowie mit einem in einer Ventilkammer angeordneten Ventilelement:

1a und b: mit über Verbindungskanäle strömungstechnisch miteinander verbunden ausgebildeten Druckkammern sowie einem geöffneten Durchgang vom Einlass zu einem ersten Auslass und einer Strömung des Fluids durch den Einlass in die Vorrichtung hinein, durch die Vorrichtung hindurch sowie aus dem ersten Auslass aus der Vorrichtung heraus in einer Schnittdarstellung,
1c: mit über Verbindungskanäle strömungstechnisch miteinander verbunden ausgebildeten Druckkammern sowie einem geöffneten Durchgang vom Einlass zu einem zweiten Auslass und einer Strömung des Fluids durch den Einlass in die Vorrichtung hinein, durch die Vorrichtung hindurch sowie aus dem zweiten Auslass aus der Vorrichtung heraus in einer Schnittdarstellung sowie
2: mit über Verbindungskanäle und die Ventilkammer strömungstechnisch miteinander verbunden ausgebildeten Druckkammern sowie einem geöffneten Durchgang vom Einlass zum ersten Auslass in einer Schnittdarstellung.

In den 1a bis 1c ist jeweils eine Vorrichtung 1-1 zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in einem Fluidkreislauf, insbesondere ein Ventil für Kältemittelkreisläufe eines thermischen Systems eines Kraftfahrzeugs, in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die Vorrichtung 1-1 ist als ein integriertes Kältemittelventil ausgebildet, um insbesondere zwei Ventile zu ersetzen beziehungsweise die Anzahl von zwei Ventilen auf eine Komponente zu reduzieren.
Die Vorrichtung 1-1 weist ein Gehäuse 2 mit einem ersten Anschluss 3 als Einlass für das Kältemittel, einem zweiten Anschluss 4 als primärer oder erster Auslass für das Kältemittel sowie einem dritten Anschluss 5 als sekundärer oder zweiter Auslass für das Kältemittel auf. Die Anschlüsse 3, 4, 5 für Kältemittelleitungen als Verbindungsleitungen mit anderen Komponenten des Kältemittelkreislaufs sind jeweils über Durchgangsöffnungen mit einem inneren Volumen des Gehäuses 2 verbunden. Die Durchgangsöffnungen der Anschlüsse 3, 4, 5 münden jeweils in eine Ventilkammer 6 ein. Innerhalb der Ventilkammer 6 ist ein Ventilelement 7 angeordnet.
Der erste Anschluss 3 ist an einer ersten Seite des Gehäuses 2 angeordnet, während der zweite Anschluss 4 und der dritte Anschluss 5 an einer gemeinsamen zweiten Seite des Gehäuses 2 vorgesehen sind, welche der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet ist. Die Symmetrieachsen der Durchgangsöffnungen der Anschlüsse 3, 4, 5 sind in einer gemeinsamen durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene angeordnet und sind parallel zueinander ausgerichtet. Dabei ist die Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses 3 in der Richtung x mittig zwischen den Durchgangsöffnungen des zweiten Anschlusses 4 sowie des dritten Anschlusses 5 ausgebildet. Die Durchmesser der Strömungsquerschnitte der Durchgangsöffnungen der Anschlüsse 3, 4, 5 des Gehäuses 2 sind jeweils konstant.
Das Gehäuse 2 ist außer in den Bereichen der Anschlüsse 3, 4, 5 geschlossen. Die äußere Form des Gehäuses 2 ist derart ausgebildet, dass die Funktionen, beispielsweise auch eine konkrete Anordnung innerhalb eines Systems, gewährleistet und dass eine kosteneffiziente Serienproduktion bei minimalem Komponentengewicht möglich ist.
Das im Wesentlichen aus drei Abschnitten ausgebildete Ventilelement 7 weist eine zylindrische Form, insbesondere mit kreisförmigen Querschnitten, auf. Dabei sind zwei in Richtung der Symmetrieachse und damit in Längsrichtung des Ventilelements 7 beabstandet zueinander angeordnete äußere Abschnitte 7a, 7b über ein Koppelelement 7c fest miteinander verbunden. Ein erster Abschnitt 7a und ein zweiter Abschnitt 7b werden auch als erste Ventilnadel und als zweite Ventilnadel bezeichnet. Die kreiszylinderförmigen, insbesondere hohlkeiszylinderförmigen äußeren Abschnitte 7a, 7b sind mit gleichen Ausdehnungen, insbesondere Außendurchmessern und Längen, ausgebildet. Das in Längsrichtung des Ventilelements 7 zwischen den äußeren Abschnitten 7a, 7b vorgesehene Koppelelement 7c, auch als Ventilnadelverbindung bezeichnet, weist einen geringeren Außendurchmesser als die Abschnitte 7a, 7b auf. Die Abschnitte 7a, 7b und das Koppelelement 7c sind auf einer gemeinsamen Symmetrieachse beziehungsweise Längsachse ausgerichtet. Die äußeren Abschnitte 7a, 7b sind als Hohlzylinder mit einer in Längsrichtung ausgerichteten Öffnung, insbesondere einer Durchgangsöffnung, ausgebildet. Innerhalb der Öffnung kann jeweils ein erstes Gewinde einer Gewindepaarung, speziell ein Innengewinde, vorgesehen sein. Das jeweils zweite als Außengewinde ausgebildete Gewinde ist zumindest im Bereich eines Endes des Koppelelements 7c angeordnet, sodass das Koppelelement 7c mit den Enden jeweils in einen als Ventilnadel ausgebildeten Abschnitt 7a, 7b des Ventilelements 7 eingeschraubt ist.
Das Ventilelement 7 ist sowohl im Bereich des ersten Abschnitts 7a als auch im Bereich des zweiten Abschnitts 7b jeweils in einem Ventilsitzelement 8a, 8b in Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Die über Dichtelemente zum Gehäuse 2 beziehungsweise zum Ventilelement 7 abgedichtet angeordneten Ventilsitzelemente 8a, 8b ermöglichen eine Linearbewegung des Ventilelements 7 in Richtung der Längsachse.
Das Ventilelement 7 ist über ein Verbindungselement 10 mit einem außerhalb des Gehäuses 2 angeordneten Antriebselement 9, auch als Aktuator oder Stellelement bezeichnet, verbunden. Die Längsachsen des Ventilelements 7 und des Verbindungselements 10 sind in der Richtung x und koaxial zueinander ausgerichtet. Das beispielsweise als eine Welle beziehungsweise als ein Stellschaft ausgebildete Verbindungselement 10 ist an einem ersten Ende fest mit dem Antriebselement 9 verbunden. Mit dem zum ersten Ende distal ausgebildeten zweiten Ende ist das Verbindungselement 10 durch die Wandung des Gehäuses 2, an einer Stirnfläche in das Gehäuse 2 hineinragend, zum Gehäuse 2 abgedichtet angeordnet. Das Antriebselement 9 ist beispielsweise als ein Stellmotor zum Antreiben des Verbindungselements 10 ausgebildet. Der Stellmotor kann als elektrischer Antrieb einen Stator mit einem Spulenpaket und einen gekapselten Rotor mit mindestens einem Permanentmagneten aufweisen. Das Antriebselement 9 kann folglich als ein gekapselter Motor oder als ein direkt angetriebener Motor beziehungsweise als ein rotatorischer Motor oder als ein Linearmotor ausgebildet sein.
Bei der Ausbildung des Antriebselements 9 als ein rotatorischer Motor wird die als Verbindungselement 10 vorgesehene Antriebswelle in eine Rotationsbewegung um die Längsachse versetzt. Mit Hilfe einer an dem in der axialen Richtung ausgerichteten Verbindungselement 10 ausgebildeten Übertragungsanordnung, insbesondere eines Gewindes, speziell eines sogenannten Bewegungsgewindes, wird die Rotationsbewegung des Verbindungselements 10 um deren Längsachse in eine translatorische Hubbewegung des Ventilelements 7 in Richtung x übertragen. Die translatorische Hubbewegung entspricht damit einer Linearbewegung des Ventilelements 7 in axialer Bewegungsrichtung 11, das heißt in Richtung der Längsachse des Verbindungselements 10 beziehungsweise des Ventilelements 7, welche in Richtung der Längsachse der Vorrichtung 1-1 durch die Stirnflächen des Gehäuses 2 und des Ventilelements 7 verläuft.
Die Gewindepaarung der Übertragungsanordnung ist zwischen dem Verbindungselement 10 und dem Ventilelement 7 vorgesehen. Dabei ist das Verbindungselement 10, welches im Wesentlichen die Form eines Zylinderstabes, insbesondere eines Rundstabes, aufweist, mit einem freien Ende in eine im Ventilelement 7 ausgebildete Öffnung eingesteckt. Das freie Ende des Verbindungselements 10 ist distal zu einem mit dem Antriebselement 9 verbundenen Ende angeordnet. Das Verbindungselement 10 weist somit am freien Ende ein Außengewinde als erstes Element der Gewindepaarung auf, während innerhalb der Öffnung des Ventilelements 7 ein Innengewinde als zweites Element der Gewindepaarung ausgebildet ist.
Mit der äußeren Form des sich im Wesentlichen in der axialen Richtung erstreckenden, zylinderförmigen Ventilelements 7 wird das linear in der axialen Bewegungsrichtung 11 bewegte Ventilelement 7, eine Rotationsbewegung um die axiale Richtung beziehungsweise die Längsachse des Ventilelements 7 verhindernd, gehalten. Die Linearbewegung in der axialen Richtung wird zugelassen. Das Ventilelement 7 wird durch die Rotationsbewegung des Antriebselements 9 ohne eigene Rotation um die Längsachse in der Linearbewegung in der Bewegungsrichtung 11 bewegt.
Alternativ könnte die insbesondere als Gewinde ausgebildete Übertragungsanordnung auch innerhalb des Motors vorgesehen sein, sodass das Verbindungselement 10 in Kombination mit dem Ventilelement 7 in der translatorischen Hubbewegung verschoben wird.
Durch das lineare Bewegen des Ventilelements 7 wird der erste Anschluss 3 als Einlass für das Kältemittel entweder mit dem zweiten Anschluss 4 als erstem Auslass für das Kältemittel oder dem dritten Anschluss 5 als zweitem Auslass für das Kältemittel strömungstechnisch verbunden. Alternativ ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass bei einer bestimmten Anordnung des Ventilelements 7 der erste Anschluss 3 sowohl mit dem zweiten Anschluss 4 als auch mit dem dritten Anschluss 5 strömungstechnisch verbunden ist.
Das Ventilelement 7 ist im Bereich des ersten Abschnitts 7a und im Bereich des zweiten Abschnitts 7b jeweils über zwei Dichtelemente 12-1a, 12-1b, 12-2a, 12-2b, insbesondere ein erstes, statisches Dichtelement 12-1a, 12-1b zum Gehäuse 2 sowie zum Ventilsitzelement 8a, 8b abdichtend sowie ein zweites, dynamisches Dichtelement 12-2a, 12-2b zum Gehäuse 2 abdichtend, angeordnet. Das erste Dichtelement 12-1a, 12-1b ist jeweils als eine Sitzdichtung, insbesondere als eine Ventilsitzdichtung ausgebildet, während das zweite Dichtelement 12-2a, 12-2b jeweils als eine Gleitdichtung, insbesondere eine Stangendichtung, in Form einer Axialdichtung beziehungsweise einer Ringdichtung ausgebildet ist. Das erste Dichtelement 12-1a, 12-1b ist folglich jeweils zwischen dem Gehäuse 2, dem Ventilelement 7 sowie dem Ventilsitzelement 8a, 8b angeordnet.
Im geöffneten Zustand des zweiten Anschlusses 4 als erster Auslass 4 und gleichzeitig geschlossenem dritten Anschluss 5 als zweiter Auslass 5 der Vorrichtung 1-1, gemäß den 1a und 1b, liegt das Ventilelement 7 im Bereich des zweiten Abschnittes 7b in einem Dichtbereich am dazugehörigen ersten Dichtelement 12-1b an, während zwischen dem ersten Abschnitt 7a des Ventilelements 7 und dem dazugehörigen ersten Dichtelement 12-1a ein vollumfänglicher Spalt ausgebildet ist. In 1b ist der geöffnete Durchgang vom Einlass 3 zum ersten Auslass 4 mit einer Strömung des Fluids in Strömungsrichtung 13 durch den Einlass 3 in die Vorrichtung 1-1 hinein, durch die Vorrichtung 1-1 hindurch sowie aus dem ersten Auslass 4 aus der Vorrichtung 1-1 heraus gezeigt.
Nach einer Verschiebung des Ventilelements 7 in der Bewegungsrichtung 11 sowie im geöffneten Zustand des dritten Anschlusses 5 beziehungsweise des zweiten Auslasses 5 und gleichzeitig geschlossenem zweiten Anschluss 4 beziehungsweise ersten Auslass 4 der Vorrichtung 1-1, gemäß 1c, liegt das Ventilelement 7 im Bereich des ersten Abschnittes 7a in einem Dichtbereich am dazugehörigen ersten Dichtelement 12-1a an, während zwischen dem zweiten Abschnitt 7b des Ventilelements 7 und dem dazugehörigen ersten Dichtelement 12-1b ein vollumfänglicher Spalt ausgebildet ist. In 1c ist der geöffnete Durchgang vom Einlass 3 zum zweiten Auslass 5 mit einer Strömung des Fluids in Strömungsrichtung 13 durch den Einlass 3 in die Vorrichtung 1-1 hinein, durch die Vorrichtung 1-1 hindurch sowie aus dem zweiten Auslass 5 aus der Vorrichtung 1-1 heraus dargestellt.
Zwischen sich jeweils gegenüberliegend angeordneten ersten Stirnflächen des Ventilelements 7 und des das innere Volumen als Ventilkammer 6 ausbildenden Gehäuses 2 ist eine erste Druckkammer 14a und zwischen zueinander ausgerichteten zweiten Stirnflächen des das innere Volumen als Ventilkammer 6 ausbildenden Gehäuses 2 sowie des Ventilelements 7 ist eine zweite Druckkammer 14b jeweils als ein freies und in der Größe veränderliches Volumen zum Aufnehmen von Kältemittel vorgesehen. Die Druckkammern 14a, 14b werden zudem jeweils von Seitenflächen der Ventilkammer 6 begrenzt.
Die Summe der Volumina der Druckkammern 14a, 14b ist konstant. Die Volumina der Druckkammern 14a, 14b werden durch die lineare Bewegung des Ventilelements 7 in Bewegungsrichtung 11 verändert. Die Druckkammern 14a, 14b sind jeweils über einen Verbindungskanal 15-1 mit der Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses 3 des Gehäuses 2 und damit auch untereinander strömungstechnisch verbunden, sodass das die Druckkammern 14a, 14b beaufschlagende Kältemittel auf dem Druckniveau am Einlass 3 je nach Bewegungsrichtung 11 des Ventilelements 7 zwischen den Druckkammern 14a, 14b überströmt beziehungsweise durch die Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses 3 und die Verbindungskanäle 15-1 in die Druckkammern 14a, 14b einströmt oder aus den Druckkammern 14a, 14b ausströmt. Die Verbindungskanäle 15-1 sind dabei innerhalb der Wandung des Gehäuses 2 ausgebildet. Mit der Ausbildung der Druckkammern 14a, 14b wird die vom Antriebselement 9 über das Verbindungselement 10 auf das Ventilelement 7 aufzubringende Druckkraft oder Zugkraft zum Bewegen des Ventilelements 7, insbesondere bei einer Vorrichtung 1-1 mit großen Durchmessern der Strömungsquerschnitte und vollständig geöffnetem Auslass 4, 5 und damit maximalem Durchflussdurchmesser, verringert.
Aus 2 geht eine weitere Vorrichtung 1-2 zum Regeln des Durchflusses und Verteilen eines Fluids in mindestens einem Fluidkreislauf, insbesondere ein Ventil für Kältemittelkreisläufe eines thermischen Systems eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse 2 mit einem Einlass 3 und zwei Auslässen 4, 5 sowie mit einem in der Ventilkammer 6 angeordneten Ventilelement 7 sowie einem geöffneten Durchgang vom Einlass 3 zum ersten Auslass 4 in einer Schnittdarstellung hervor. Der zweite Auslass 5 ist geschlossen.
Der wesentliche Unterschied zur Vorrichtung 1-1 nach den 1a bis 1c liegt in der Ausbildung der strömungstechnischen Verbindung der Druckkammern 14a, 14b mittels des Verbindungskanals 15-2 anstelle der Verbindungskanäle 15-1 gemäß der Vorrichtung 1-1. Die ansonsten gleichen Komponenten der Vorrichtungen 1-1, 1-2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Erläuterung der Komponenten wird auf die Beschreibung zu den 1a bis 1c verwiesen.
Der Verbindungskanal 15-2 ist innerhalb des Ventilelements 7, insbesondere jeweils zwischen dem Kopplungselement 7c und den Abschnitten 7a, 7b, beispielsweise als eine Abflachung im Bereich des Außengewindes des Kopplungselements 7c, jeweils in Verbindung mit der in Längsrichtung ausgerichteten Öffnung, insbesondere Durchgangsöffnung, sich zwischen den Druckkammern 14a, 14b erstreckend, ausgebildet.
An den jeweils zum Kopplungselement 7c ausgerichteten Stirnseiten können die Abschnitte 7a, 7b mit einer spezifischen Kurvenkontur ausgebildet sein, welche jeweils in Verbindung mit dem ersten Dichtelement 12-1a, 12-1b und relativer Anordnung des Abschnitts 7a, 7b zum ersten Dichtelement 12-1a, 12-1b eine Expansion des Kältemittels ermöglicht. Die Konturen können je nach den jeweiligen Expansionsanforderungen ausgestaltet sein, um die Funktionalität des Entspannens des Kältemittels beim Ausströmen des Kältemittels aus dem Gehäuse 2 der Vorrichtung 1-1, 1-2 zu gewährleisten. Die Funktion des Entspannens des Kältemittels wird mit der Anordnung des Ventilelements 7 innerhalb des Gehäuses 2, insbesondere der relativen Anordnung eines Abschnitts 7a, 7b in Bezug zum ersten Dichtelement 12-1a, 12-1b und damit des Strömungsquerschnitts zwischen der Kurvenkontur des Abschnitts 7a, 7b und dem ersten Dichtelement 12-1a, 12-1b als Durchgangsöffnung eingestellt. Mit einer Bewegung des Ventilelements 7 in der Bewegungsrichtung 11 kann der Strömungsquerschnitt für das Kältemittel durch die Vorrichtung 1-1, 1-2 vergrößert oder verringert werden, um die Expansionsfunktion zu steuern.
Bezugszeichenliste

1-1, 1-2: Vorrichtung
2: Gehäuse
3: erster Anschluss, Einlass
4: zweiter Anschluss, erster Auslass
5: dritter Anschluss, zweiter Auslass
6: Ventilkammer
7: Ventilelement
7a: erster Abschnitt Ventilelement 7
7b: zweiter Abschnitt Ventilelement 7
7c: Koppelelement
8a: erstes Ventilsitzelement
8b: zweites Ventilsitzelement
9: Antriebselement Ventilelement 7
10: Verbindungselement Antriebselement 9
11: Bewegungsrichtung Ventilelement 7
12-1a, 12-1b: erstes Dichtelement
12-2a, 12-2b: zweites Dichtelement
13: Strömungsrichtung
14a: erste Druckkammer
14b: zweite Druckkammer
15-1, 15-2: Verbindungskanal Druckkammern 14a, 14b
x, y: Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013206626 A1 [0005]
DE 102016013492 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung (1-1, 1-2) zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids in mindestens einem Fluidkreislauf, insbesondere eines Kältemittels in einem Kältemittelkreislauf, aufweisend ein Gehäuse (2) mit Anschlüssen (3, 4, 5) zum Verbinden mit Fluidleitungen, welche jeweils über eine Durchgangsöffnung mit mindestens einem als Ventilkammer (6) ausgebildeten inneren Volumen des Gehäuses (2) verbunden sind, sowie mindestens ein in der Ventilkammer (6) angeordnetes Ventilelement (7) mit einem Antriebselement (9) zum Bewegen des Ventilelements (7) relativ zum Gehäuse (2), dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ventilelement (7) in axialer Richtung entlang einer Längsachse linear derart verschiebbar gelagert ist, dass zwischen einem als Einlass ausgebildeten ersten Anschluss (3) und einem als erster Auslass ausgebildeten zweiten Anschluss (4) und/oder einem als zweiter Auslass ausgebildeten dritten Anschluss (5) ein Durchgang für das Fluid geöffnet ist, und dass das Ventilelement (7) in der Form eines in der axialen Richtung ausgerichteten Zylinders mit einem ersten Abschnitt (7a) und einem zweiten Abschnitt (7b) ausgebildet ist, welche in der axialen Richtung zueinander beabstandet angeordnet über ein Koppelelement (7c) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen den Abschnitten (7a, 7b) angeordnete Koppelelement (7c) einen geringeren Außenumfang als der erste Abschnitt (7a) und der zweite Abschnitt (7b) des Ventilelements (7) aufweist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (7a, 7b) mit gleichen Formen und Ausdehnungen ausgebildet sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (7) mit dem ersten Abschnitt (7a) innerhalb eines ersten Ventilsitzelements (8a) und mit dem zweiten Abschnitt (7b) innerhalb eines zweiten Ventilsitzelements (8b) angeordnet ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (7a) und der zweite Abschnitt (7b) des Ventilelements (7) jeweils über ein Dichtelement (12-1a, 12-1b) zum Gehäuse (2) und zum Ventilsitzelement (8a, 8b) abdichtend derart anordenbar sind, dass je nach Anordnung des ersten Abschnitts (7a) relativ zu einem ersten Dichtelement (12-1a) der erste Auslass (4) und je nach Anordnung des zweiten Abschnitts (7b) relativ zu einem zweiten Dichtelement (12-1b) der zweite Auslass (5) offen oder geschlossen sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (7a, 7b) des Ventilelements (7) jeweils in der Form eines Hohlzylinders mit einer in Längsrichtung ausgerichteten Öffnung ausgebildet sind, wobei eine die Öffnung umschließende Wandung jeweils ein erstes als Innengewinde ausgebildetes Gewinde einer Gewindepaarung aufweist und jeweils ein zweites als Außengewinde ausgebildetes Gewinde zumindest im Bereich von Enden des Koppelelements (7c) angeordnet sind, sodass das Koppelelement (7c) jeweils mit einem Ende in einen Abschnitt (7a, 7b) des Ventilelements (7) eingeschraubt ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1-1, 1-2) mindestens eine erste Druckkammer (14a) sowie eine zweite Druckkammer (14b) aufweist, welche jeweils an einer in der axialen Richtung ausgerichteten Stirnfläche des Ventilelements (7) als Bereich der Ventilkammer (6) ausgebildet sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Druckkammern (14a, 14b) mit der Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses (3) des Gehäuses (2) und die Druckkammern (14a, 14b) strömungstechnisch miteinander verbunden ausgebildet sind.
Vorrichtung (1-1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern (14a, 14b) jeweils über einen Verbindungskanal (15-1) mit der Durchgangsöffnung des ersten Anschlusses (3) des Gehäuses (2) strömungstechnisch verbunden ausgebildet sind.
Vorrichtung (1-2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern (14a, 14b) über einen Verbindungskanal (15-2) strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungskanal (15-2) innerhalb des Ventilelements (7) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1-2) nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche des Verbindungskanals (15-2) jeweils als Öffnung innerhalb der Abschnitte (7a, 7b) sowie jeweils zwischen den Abschnitten (7a, 7b) und dem Kopplungselement (7c) ausgebildet sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen der Anschlüsse (3, 4, 5) in einer gemeinsamen durch die Richtungen x und y aufgespannten Ebene, in welcher die Längsachse der Vorrichtung (1-1, 1-2) in der Richtung x verlaufend ausgerichtet ist, angeordnet sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (3) von einer ersten Seite der Längsachse in die Ventilkammer (6) einmündend und der zweite Anschluss (4) sowie der dritte Anschluss (5) von einer zweiten Seite der Längsachse in die Ventilkammer (6) einmündend ausgebildet sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Symmetrieachsen der Durchgangsöffnungen der Anschlüsse (3, 4, 5) parallel zueinander ausgerichtet sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsquerschnitte der Durchgangsöffnungen der Anschlüsse (3, 4, 5) des Gehäuses (2) eine kreisrunde Form aufweisen, wobei die Durchmesser der Strömungsquerschnitte der Durchgangsöffnungen jeweils konstant sind.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnungen der Anschlüsse (3, 4, 5) gleich große Durchmesser aufweisen.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (7) an jeweils zum Kopplungselement (7c) ausgerichteten Stirnseiten der Abschnitte (7a, 7b) mit einer Kurvenkontur derart ausgebildet ist, dass das Fluid je nach Anordnung des Abschnitts (7a, 7b) des Ventilelements (7) relativ zum Dichtelement (12-1a, 12-1b) beim Durchströmen zwischen der Kurvenkontur und dem Dichtelement (12-1a, 12-1b) entspannbar ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (7) über ein Verbindungselement (10) mit einem außerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Antriebselement (9) verbunden ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (10) als eine Welle ausgebildet ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (10) an einem ersten Ende fest mit dem Antriebselement (9) und an einem zum ersten Ende distal ausgebildeten zweiten Ende durch eine Seite in das Gehäuse (2) hineinragend und mit dem Ventilelement (7) verbunden angeordnet ist.
Vorrichtung (1-1, 1-2) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (9) als ein Stellmotor ausgebildet ist.
Verwendung einer Vorrichtung (1-1, 1-2) zum Regeln eines Durchflusses und Verteilen eines Fluids nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in einem Kältemittelkreislauf eines thermischen Systems, insbesondere eines Thermomanagementsystems, eines Kraftfahrzeugs.