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Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung zum Verbinden von Fluidleitungen sowie ein Temperiersystem mit einer Ventilvorrichtung.
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Der Einsatz von Drehschiebern für Ventilvorrichtungen in Temperiersystemen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die
DE 10 2012 211 116 A1 eine Ventilvorrichtung, bei welcher ein Drehschieber rotierbar ist, um wahlweise unterschiedliche Fluidausgänge anzusteuern. Insbesondere in Elektrofahrzeugen ist jedoch häufig eine große Anzahl an Fluidleitungen vorgesehen, die in unterschiedlichen Kombinationen miteinander verbunden werden sollen. Dabei können auch mehrere Fluidsysteme voneinander separiert sein. Bei einer hohen Anzahl an geforderten Schaltstellungen eines Drehschiebers ist jedoch ein größerer Durchmesser des Drehschiebers erforderlich, wenn die entsprechenden Fluiddurchlässe des Drehschiebers auf den Umfang des Drehschiebers aufgeteilt werden müssen. Dadurch ergibt sich folglich ein großer Bauraumbedarf der Ventilvorrichtung. Soll ferner eine Mischung zwischen den Schaltstellungen erreicht werden, hat ein kleiner Teilungswinkel am Umfang des Drehschiebers den Nachteil, dass eine Ansteuerung weniger genau erfolgen kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verbindung von Fluidleitungen in einem Temperiersystem eines Fahrzeuges in kostengünstiger und einfacher Art und Weise bei einer kompakten Bauweise einer Ventilvorrichtung zu verbessern.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Temperiersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperiersystem und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung zum Verbinden von Fluidleitungen eines Temperiersystems für ein Fahrzeug vorgesehen. Die Ventilvorrichtung weist eine erste Ventileinheit mit zumindest einem ersten Fluideingang, vorzugsweise zwei oder mehr ersten Fluideingängen, zumindest einem ersten Fluidausgang und einem drehbar gelagerten ersten Drehelement, das zum Verstellen eines ersten Ventilabschnitts zum Herstellen einer ersten Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluideingang, vorzugsweise den zwei oder mehr ersten Fluideingängen, und dem ersten Fluidausgang mit dem ersten Ventilabschnitt in Wirkverbindung steht, auf. Weiterhin umfasst die Ventilvorrichtung eine zweite Ventileinheit mit zumindest einem zweiten Fluideingang, vorzugsweise zwei oder mehr zweiten Fluideingängen, zumindest einem zweiten Fluidausgang und einem drehbar gelagerten zweiten Drehelement, das zum Verstellen eines zweiten Ventilabschnitts zum Herstellen einer zweiten Fluidverbindung zwischen dem zweiten Fluideingang, vorzugsweise den zwei oder mehr zweiten Fluideingängen, und dem zweiten Fluidausgang mit dem zweiten Ventilabschnitt in Wirkverbindung steht. Ferner weist die Ventilvorrichtung eine Getriebeeinheit zur Übersetzung einer Antriebsbewegung von dem ersten Drehelement an das zweite Drehelement auf.
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Die Fluidleitungen sind insbesondere zum Leiten eines Fluides, wie z.B. eines Kühlmittels und/oder eines Luftstroms, geeignet. Beispielsweise kann es sich bei den Fluidleitungen um Schläuche handeln. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise in Form eines Elektrofahrzeuges.
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Die Fluideingänge und die Fluidausgänge der Ventilvorrichtung sind insbesondere zum Anschluss jeweils einer der Fluidleitungen ausgebildet. Dabei ist es ferner denkbar, dass eine Fluidleitung den ersten Fluidausgang mit dem zweiten Fluideingang oder den zweiten Fluidausgang mit dem ersten Fluideingang verbindet. Somit können die erste und zweite Ventileinheit hydraulisch in Reihe geschaltet sein. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die erste und zweite Ventileinheit mit separaten Fluidkreisläufen verbindbar sind. Die ersten Fluideingänge sind dabei insbesondere der ersten Ventileinheit, die zweiten Fluideingänge der zweiten Ventileinheit zugeordnet. Weiterhin ist es denkbar, dass die erste Ventileinheit genau einen ersten Fluidausgang und/oder die zweite Ventileinheit genau einen zweiten Fluidausgang aufweist.
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Das erste und zweite Drehelement sind vorzugsweise an einem Gehäuse der Ventilvorrichtung gelagert, so dass das erste Drehelement eine erste Drehbewegung um eine erste Drehachse und das zweite Drehelement eine zweite Drehbewegung um eine zweite Drehachse ausführen kann. Die erste und zweite Drehachse können parallel orientiert sein. Vorteilhafterweise können das erste und zweite Drehelement jeweils eine Antriebswelle umfassen.
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Der erste und/oder zweite Ventilabschnitt weist vorzugsweise mehrere Ventilöffnungen auf, durch welche ein Fluid hindurchströmen kann, wenn die Ventilöffnung durch Drehung des ersten und/oder zweiten Drehelementes zumindest teilweise oder vollständig mit dem ersten und/oder zweiten Fluideingang und/oder mit dem ersten und/oder zweiten Fluidausgang in Überdeckung gebracht wird. Auch ist es denkbar, dass eine oder mehrere Ventilöffnungen durch Drehung des ersten und/oder zweiten Drehelementes zumindest teilweise oder vollständig mit mehreren ersten und/oder zweiten Fluideingängen und/oder mit mehreren ersten und/oder zweiten Fluidausgängen in Überdeckung gebracht werden. Weiterhin können die Fluideingänge und/oder Fluidausgänge durch den jeweiligen Ventilabschnitt verdeckbar sein. Vorzugsweise sind die Fluideingänge durch den jeweiligen Ventilabschnitt verdeckbar, während die Fluidausgänge dauerhaft geöffnet sind. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass der erste und/oder zweite Ventilabschnitt einen Ventilkörper aufweist, der infolge der Drehbewegung des ersten und/oder zweiten Drehelementes translatorisch bewegt wird. Um die Drehbewegung auf einen vorbestimmten Winkelbereich zu begrenzen kann vorgesehen sein, dass ein Gehäuse der Ventilvorrichtung Endanschläge aufweist, durch welche eine Drehung des ersten und/oder zweiten Drehelementes begrenzbar ist.
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Durch die Getriebeeinheit kann eine permanente oder eine temporäre Wirkverbindung zwischen dem ersten und zweiten Drehelement ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Getriebeeinheit einen zumindest bereichsweisen Freilauf aufweisen, durch welchen nur bei bestimmten Winkelbereichen der Drehbewegung des ersten Drehelementes die Antriebsbewegung auf das zweite Drehelement übertragen wird. Unter der Übersetzung kann insbesondere eine Übersetzung ins Langsame verstanden werden, d.h. ein Übersetzungsfaktor i kann größer 1 sein. Vorzugsweise weist die Getriebeeinheit eine Übersetzung mit dem Übersetzungsfaktor i=4 auf. Somit kann die Übersetzung auch als Untersetzung bezeichnet werden. Insbesondere weist eine Drehbewegung des ersten Drehelementes eine andere Drehzahl auf, als eine Drehbewegung des zweiten Drehelementes. Die Getriebeeinheit kann vorteilhafterweise ein Stirnradgetriebe umfassen. Weiterhin ist es denkbar, dass weitere Ventileinheiten vorgesehen sind, die über die Getriebeeinheit gekoppelt sind.
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Vorzugsweise weisen die erste und/oder zweite Ventileinheit jeweils mehrere Fluideingänge und/oder mehrere Fluidausgänge auf, die insbesondere über den Umfang der ersten und/oder zweiten Ventileinheit verteilt sind. Dadurch können durch unterschiedliche Schaltstellungen, wie beispielsweise Winkelstellungen, des jeweiligen Ventilabschnittes unterschiedliche Fluidleitungen miteinander zur Fluidkommunikation verbunden werden. Eine Fluidverbindung kann i.S.d. vorliegenden Erfindung auch als Fluidkommunikationsverbindung bezeichnet werden. Ferner ist es denkbar, dass dadurch ein Mischen von Fluiden unterschiedlicher Fluidleitungen durch Zwischenstellungen ermöglicht sein kann. Es ist denkbar, dass die erste und/oder zweite Ventileinheit, insbesondere jeweils, ein 3/2-Wegeventil und/oder eine Mischventil bilden.
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Durch die über die Getriebeeinheit gekoppelten Drehelemente, die insbesondere jeweils einen Ventilabschnitt betätigen, kann somit ein äußerer Durchmesser der Ventilvorrichtung gering gehalten werden. Durch die Getriebeeinheit kann ferner eine Änderung der Schaltstellung der ersten Ventileinheit ohne oder bei nur geringfügiger Änderung einer Schaltstellung der zweiten Ventileinheit erzielt werden. Somit kann die Ventilvorrichtung insbesondere einen Arbeitsbereich von über 360° aufweisen. Gleichzeitig kann die gleiche Antriebseinheit für den Antrieb beider Ventileinheiten genutzt werden.
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Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung denkbar, dass das erste Drehelement mit dem ersten Ventilabschnitt drehfest verbunden ist und/oder das zweite Drehelement mit dem zweiten Ventilabschnitt drehfest verbunden ist und/oder, dass die Getriebeeinheit als Planetengetriebe ausgestaltet ist, wobei das zweite Drehelement als Hohlwelle ausgestaltet ist, die vorzugsweise durch ein Drehlager am ersten Drehelement gelagert ist. Die Hohlwelle ist vorzugsweise konzentrisch zum ersten Drehelement angeordnet. Bei dem Drehlager kann es sich vorzugsweise um ein Wälz- und/oder Gleitlager handeln. Unter der drehfesten Verbindung kann beispielsweise eine form- stoff- und/oder kraftschlüssige Verbindung verstanden werden. Insbesondere ist es denkbar, dass der erste Ventilabschnitt einstückig mit dem ersten Drehelement und/oder der zweite Ventilabschnitt einstückig mit dem zweiten Drehelement ausgestaltet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zweite Ventilabschnitt durch einen Teil der Hohlwelle gebildet ist. Das Planetengetriebe kann ferner ein Sonnenrad aufweisen, welches drehfest mit dem ersten Drehelement verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Ein Planetenradträger ist vorzugsweise an einem Gehäuse der Ventilvorrichtung fixiert. Dadurch kann ein Antrieb des zweiten Drehelementes durch das erste Drehelement über Planetenräder ermöglicht sein. Durch die Ausgestaltung der Getriebeeinheit als Planetengetriebe kann eine hohe Übersetzung bei besonders platzsparender Bauweise erzielt werden. Um eine Schaltstellung bei einem bestimmten Drehwinkel beizubehalten kann vorgesehen sein, dass Ventilöffnungen des zweiten Ventilabschnitts als Langlöcher ausgestaltet sind. Dadurch kann eine bestimmte Schaltstellung der zweiten Ventileinheit bei einer Drehung des ersten Drehelementes, insbesondere über einen vorbestimmten Drehwinkel, beibehalten werden.
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Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung vorgesehen sein, dass eine dritte Ventileinheit mit zumindest einem dritten Fluideingang, zumindest einem oder genau einem dritten Fluidausgang und einem dritten Ventilabschnitt zum Herstellen einer dritten Fluidverbindung zwischen dem dritten Fluideingang und dem dritten Fluidausgang vorgesehen ist, insbesondere wobei der dritte Ventilabschnitt drehfest mit dem zweiten Drehelement verbunden ist. Es kann vorgesehen sein, dass die dritte Ventileinheit weitere Fluidein- und/oder ausgänge aufweist. Durch den dritten Ventilabschnitt kann somit eine weitere Fluidverbindung erzielt werden, die insbesondere nicht in Fluidkommunikationsverbindung mit der ersten und/oder zweiten Fluidverbindung steht. Folglich kann dadurch z. B. ein weiterer Fluidkreislauf angesteuert werden. Vorzugsweise ist der dritte Ventilabschnitt einstückig mit dem zweiten Ventilabschnitt und/oder der Hohlwelle verbunden.
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Weiterhin kann bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die erste Ventileinheit eine erste Ventilkammer für die erste Fluidverbindung, die zweite Ventileinheit eine zweite Ventilkammer für die zweite Fluidverbindung und/oder die dritte Ventileinheit eine dritte Ventilkammer für die dritte Fluidverbindung aufweist, insbesondere wobei die erste, zweite und dritte Ventileinheit jeweils mehrere Fluideingänge und/oder mehrere Fluidausgänge aufweisen. Durch die erste, zweite und/oder dritte Ventilkammer kann jeweils ein Hohlraum gebildet sein, der von einem Fluid durchströmbar ist. Dadurch können beispielsweise mehrere Fluideingänge und/oder mehrere Fluidausgänge miteinander verbunden werden. Insbesondere sind die mehreren Fluideingänge und/oder Fluidausgänge in Abhängigkeit eines Zustandes des jeweiligen Ventilabschnitts mit der jeweiligen Ventilkammer in Fluidkommunikationsverbindung bringbar. Es kann vorgesehen sein, dass der erste Ventilabschnitt um die erste Ventilkammer, der zweite Ventilabschnitt um die zweite Ventilkammer und/oder der dritte Ventilabschnitt um die dritte Ventilkammer zumindest teilweise oder vollständig umlaufend ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die zweite und dritte Ventilkammer innerhalb der Hohlwelle der Getriebeeinheit ausgebildet. Vorteilhafterweise können die erste und zweite Ventilkammer jeweils zur dritten Ventilkammer durch, insbesondere umlaufende, Dichtungen abgedichtet sein. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Hohlwelle eine zweiteilige Dichtung zur Abdichtung an einem äußeren und einem inneren Umfang aufweist.
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Im Rahmen der Erfindung ist es ferner denkbar, dass eine Antriebseinheit zum Antrieb des ersten Drehelementes mit dem ersten Drehelement gekoppelt ist. Die Antriebseinheit kann einen Motor, insbesondere in Form eines Elektromotors, umfassen. Vorzugsweise ist durch das erste Drehelement ein Abtriebselement der Antriebseinheit ausgebildet. Die Antriebseinheit kann innerhalb eines Gehäuses der Ventilvorrichtung und/oder außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Über die Getriebeeinheit kann das zweite Drehelement von dem ersten Drehelement angetrieben werden. Somit kann die Antriebseinheit zum Ändern eines Ventilzustandes der ersten, zweiten und insbesondere dritten Ventileinheit genutzt werden. Dadurch können Kosten und ein Bauraum weiterer, separater Antriebseinheiten eingespart werden.
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Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung vorgesehen sein, dass die zweite Ventileinheit eine Kulissenführung, insbesondere zur Führung des zweiten Ventilabschnitts, und der zweite Ventilabschnitt zumindest ein Schieberelement aufweist, das zum Herstellen der zweiten Fluidverbindung in Abhängigkeit von einer Drehbewegung des zweiten Drehelementes bewegbar ist. Vorzugsweise kann der zweite Ventilabschnitt durch das Schieberelement gebildet sein. Das Schieberelement kann vorteilhafterweise translatorisch, insbesondere linear, verstellbar sein, um die zweite Fluidverbindung herzustellen. Das Schieberelement ist insbesondere in der Kulissenführung geführt, so dass eine translatorische Bewegung des Schieberelementes bewirkt wird, wenn sich das zweite Drehelement dreht. Es ist denkbar, dass der zweite Ventilabschnitt mehrere Schieberelemente aufweist, beispielsweise um einen Fluidausgang zu schließen und einen weiteren Fluidausgang zu öffnen. Dadurch kann eine einfache Möglichkeit bereitgestellt werden, die zweite Ventileinheit in Abhängigkeit von dem ersten Drehelement zu verstellen.
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Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung denkbar, dass der zweite Ventilabschnitt ein Kippelement aufweist, das an dem Schieberelement zum Herstellen der zweiten Fluidverbindung angelenkt ist, vorzugsweise wobei das Kippelement in der zweiten Ventilkammer angeordnet ist. Beispielsweise kann die zweite Ventileinheit einen runden Querschnitt aufweisen und/oder kugelartig ausgebildet sein. Durch das Kippelement können dadurch unterschiedliche Ventilausgänge durch einen Fluideingang in Abhängigkeit von einer Verkippung des Kippelementes angesteuert werden. Durch die gelenkige Anlenkung des Kippelementes am Schieberelement kann eine translatorische Bewegung des Schieberelementes in eine Kippbewegung des Kippelementes übertragen werden. Dadurch kann eine vorteilhafte Möglichkeit bereitgestellt werden, die zweite Ventileinheit in Abhängigkeit von dem ersten Drehelement, insbesondere zur Ansteuerung mehrerer Kombinationen von Fluideingängen und/oder Fluidausgängen zu verstellen.
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Es ist ferner bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung denkbar, dass der zweite Ventilabschnitt zum Herstellen der ersten Fluidverbindung linear verstellbar ist und vorzugsweise das zweite Drehelement zumindest einen Nocken zum Verstellen des Ventilabschnitts aufweist. Beispielsweise kann der zweite Ventilabschnitt kolbenartig ausgestaltet sein, um den zweiten Fluideingang und/oder den zweiten Fluidausgang zu öffnen und/oder zu schließen. Der Nocken kann drehfest, insbesondere einstückig, mit dem zweiten Drehelement verbunden sein. Insbesondere können mehrere zweite Ventilabschnitte vorgesehen sein, die linear verstellbar sind, um den Fluideingang und den Fluidausgang individuell ansteuern zu können. Dabei kann jedem der zweiten Ventilabschnitte ein Nocken zugeordnet sein. Dadurch kann eine vorteilhafte Möglichkeit bereitgestellt werden, die zweite Ventileinheit in Abhängigkeit von dem ersten Drehelement zu verstellen.
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Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung vorgesehen sein, dass die Ventilvorrichtung einen Gehäusedeckel zur Abdichtung der ersten Ventileinheit aufweist, wobei in den Gehäusedeckel eine Pumpeinheit zum Befördern eines Fluides integriert ist. Die Pumpeinheit kann einen eigenen Antrieb aufweisen oder durch die Antriebseinheit antreibbar sein, durch welche das erste Drehelement antreibbar ist. Die Pumpeinheit kann zum Fördern des Fluides in den Fluidleitungen und/oder in weiteren Fluidleitungen ausgebildet sein. Durch die Integration der Pumpeinheit in den Gehäusedeckel kann weiterer Bauraum des Temperiersystems eingespart werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Temperiersystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Temperiersystem weist mehrere Fluidleitungen und eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung zum Verbinden der Fluidleitungen auf.
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Somit bringt ein erfindungsgemäßes Temperiersystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung beschrieben worden sind. Das Temperiersystem kann insbesondere zur Kühlung und/oder Erwärmung, beispielsweise einer Batterie oder eine Fahrzeuginnenraums, des Fahrzeugs ausgebildet sein. Insbesondere können die Fluidleitung paarweise oder gruppenweise durch die Ventilvorrichtung verbindbar sein. Insbesondere kann dabei eine Ventilvorrichtung ausreichen, um unterschiedliche Fluidleitungen und/oder Fluidkreisläufe innerhalb des Temperiersystems anzusteuern und/oder zu verbinden. Dadurch kann das Temperiersystem kompakt und kostengünstig ausgestaltet sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 ein Temperiersystem mit einer Ventilvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2-4 weitere Ventilvorrichtungen in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen.
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In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Temperiersystem 1 mit einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei weist das Temperiersystem 1 mehrere Fluidleitungen 3 auf, die an die Ventilvorrichtung 2 angeschlossen sind. Durch die Ventilvorrichtung 2 können die Fluidleitungen insbesondere paarweise oder gruppenweise miteinander in Fluidkommunikationsverbindung gebracht werden.
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Die Ventilvorrichtung 2 weist eine erste und eine zweite Ventileinheit 10, 20 auf. Die erste Ventileinheit 10 umfasst zwei erste Fluideingänge 10.1 und einen ersten Fluidausgang 10.2 und die zweite Ventileinheit 20 zwei zweite Fluideingänge 20.1 und einen zweiten Fluidausgang 20.2, an welche jeweils Fluidleitungen 3 angeschlossen sind. Vorzugsweise weisen die erste und zweite Ventileinheit 10, 20 mehrere Fluideingänge 10.1, 20.1 und/oder mehrere Fluidausgänge 10.2, 20.2 auf. Weiterhin umfasst die erste Ventileinheit 10 einen ersten Ventilabschnitt 12 zum Herstellen einer ersten Fluidverbindung zwischen den ersten Fluideingängen 10.1 und dem ersten Fluidausgang 10.2 und die zweite Ventileinheit 20 einen zweiten Ventilabschnitt 22 zum Herstellen einer zweiten Fluidverbindung zwischen den zweiten Fluideingängen 20.1 und dem zweiten Fluidausgang 20.2. Der erste und zweite Ventilabschnitt 12, 22 sind dabei zylinderartig ausgestaltet und weisen Ventilöffnungen auf, die mit den Fluideingängen 10.1, 20.1 und Fluidausgängen 10.2, 20.2 in Überdeckung gebracht werden können, um die Fluidverbindungen zu ermöglichen. Beispielsweise kann der erste Ventilabschnitt 12 Ventilöffnungen in einem Teilungswinkel von 120° aufweisen. Dazu weisen die erste Ventileinheit 10 eine erste Ventilkammer 13 und die zweite Ventileinheit 20 eine zweite Ventilkammer 23 auf, die in Abhängigkeit von einer Position des jeweiligen Ventilabschnittes 12, 22 von Fluid durchströmt werden kann, um die Fluideingänge 10.1, 20.1 und die Fluidausgänge 10.2, 20.2 zu verbinden. Der erste Ventilabschnitt 12 ist um die erste Ventilkammer 13 und der zweite Ventilabschnitt 22 um die zweite Ventilkammer 23 umlaufend ausgebildet.
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Zum Antrieb der Ventilabschnitte 12, 22 weist die Ventilvorrichtung 2 eine Antriebseinheit 50, insbesondere in Form eines Motors, auf. Die Antriebseinheit 50 ist mit einem ersten Drehelement 11 in Form einer Antriebswelle der ersten Ventileinheit 10 gekoppelt. Das erste Drehelement 11 ist drehfest mit dem ersten Ventilabschnitt 12 verbunden. Weiterhin weist die Ventilvorrichtung 2 eine Getriebeeinheit 40 in Form eines Planetengetriebes auf, durch welche eine Antriebsbewegung des ersten Drehelementes 11 an ein zweites Drehelement 21 der zweiten Ventileinheit 20 übertragen werden kann. Dabei erfolgt eine Übersetzung der Antriebsbewegung, wodurch eine Verstellung des ersten Drehelementes 11 um einen bestimmten Drehwinkel eine Drehung des zweiten Drehelementes 21 um einen unterschiedlichen Drehwinkel bewirkt. Die Getriebeeinheit 40 umfasst einen Sonnenrad 43, das drehfest mit dem ersten Drehelement 11 verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Weiterhin umfasst die Getriebeeinheit 40 Planetenräder 42, wobei das zweite Drehelement 21 als Hohlwelle ausgestaltet ist, um die Übersetzung der Antriebsbewegung zu ermöglichen. Insbesondere erfolgt durch die Getriebeeinheit 40 eine Übersetzung in Form einer Untersetzung, d.h. eine Übersetzung ins Langsame. Der zweite Ventilabschnitt 22 ist ferner einstückig mit dem zweiten Drehelement 21 ausgestaltet. Für eine kompakte Bauweise und eine hohe Festigkeit ist ferner das zweite Drehelement 21 durch ein Drehlager 41, insbesondere in Form eines Gleitlagers, am ersten Drehelement 11 drehbar gelagert. Dadurch kann eine Abstützung und gleichzeitig eine Relativbewegung des zweiten Drehelementes 21 zum ersten Drehelement 11 erfolgen.
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Die Ventilvorrichtung 2 weist ferner ein Gehäuse 53 auf, an welchem das erste Drehelement 11 drehbar gelagert ist. In einem Gehäusedeckel 51, der die erste Ventilkammer 13 der ersten Ventileinheit 10 verschließt, ist eine Pumpeinheit 52 zum Befördern eines Fluides durch die Fluidleitungen 3 und/oder durch weitere Fluidleitungen des Temperiersystems 1 integriert.
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Darüber hinaus weist die Ventilvorrichtung 2 eine dritte Ventileinheit 30 mit zumindest einem dritten Fluideingang 30.1 und einem dritten Fluidausgang 30.2 auf, die einen dritten Ventilabschnitt 32 zum Herstellen einer dritten Fluidverbindung zwischen dem dritten Fluideingang 30.1 und dem dritten Fluidausgang 30.2 umfasst. Der dritte Ventilabschnitt 32 ist ferner um eine dritte Ventilkammer 33 umlaufend ausgebildet und einstückig mit dem zweiten Drehelement 21 und dem zweiten Ventilabschnitt 22 verbunden. Dadurch kann eine weitere Ventilfunktion für weitere Fluidleitungen 3 zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann die dritte Ventileinheit 30 insbesondere in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Ventileinheit 10, 20 unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen.
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Um jeweils einen separaten Fluidfluss durch die erste, zweite und dritte Ventileinheit 10, 20, 30 zu ermöglichen, sind die Ventilkammern 13, 23, 33 ferner durch Dichtungen 45 zueinander abgedichtet.
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Durch das Temperiersystem 1 mit der Ventilvorrichtung 2 kann die erste Fluidverbindung der ersten Ventileinheit 10 durch den ersten Ventilabschnittes 12 verändert werden, ohne die zweite Fluidverbindung der zweiten Ventileinheit 20 zu beeinflussen.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Ventilvorrichtung 2 weist eine erste Ventileinheit 10 mit einem ersten Drehelement 11 und eine zweite Ventileinheit 20 mit einem zweiten Drehelement 21 auf, die in einem Gehäuse 53 der Ventilvorrichtung 2 angeordnet sind. Weiterhin weist die Ventilvorrichtung 2 eine Getriebeeinheit 40 zum Übersetzen einer Antriebsbewegung vom ersten Drehelement 11 an das zweite Drehelement 21 auf. Die Getriebeeinheit 40 ist als Stirnradgetriebe mit Getriebeelementen 44 in Form von Stirnrädern ausgestaltet, wobei jedes Drehelement 11, 21 mit einem Getriebeelement 44 drehfest verbunden ist. Das erste Drehelement 11 ist unmittelbar mit einem ersten Ventilabschnitt 12 verbunden, durch den eine erste Fluidverbindung zwischen einem ersten Fluideingang 10.1 und einem ersten Fluidausgang 10.2 herstellbar ist. Das zweite Drehelement 21 umfasst eine Kulissenführung 24, in welcher zumindest ein Schieberelement 25 geführt ist, das einen zweiten Ventilabschnitt 22 der zweiten Ventileinheit 20 bildet. Dadurch kann ein zweiter Fluideingang 20.1 mit einem zweiten Fluidausgang 20.2 der zweiten Ventileinheit 20 in Fluidkommunikation gebracht werden. Um beispielsweise einen weiteren Fluidausgang 20.2 der zweiten Ventileinheit 20 ansteuern zu können, kann ein weiteres Schieberelement 25 vorgesehen sein. Um nur in bestimmten Winkelbereichen eine Umschaltung der zweiten Ventileinheit 20 zu ermöglichen, kann die Kulissenführung 24 gerade Abschnitte und/oder die Getriebeeinheit 40 einen teilweisen Freilauf aufweisen, um eine nicht-permanente Kopplung des ersten und zweiten Ventilabschnitts 12, 22 zu ermöglichen.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Ventilvorrichtung 2 ist im Wesentlichen gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ausgestaltet. Dabei weist eine zweite Ventileinheit 20 jedoch einen zweiten Ventilabschnitt 22 mit einem Schieberelement 25 und einem Kippelement 26 auf. Das Schieberelement 25 ist in einer Kulissenführung 24 der zweiten Ventileinheit 20 geführt, so dass eine Drehung eines zweiten Drehelementes 21 der zweiten Ventileinheit 20 zu einer linearen Verstellung des Schieberelementes 25, insbesondere parallel zur Drehachse des zweiten Drehelementes 21, erfolgt. Ferner ist eine zweite Ventilkammer 23 mit einem runden Querschnitt, insbesondere kugelartig, ausgebildet. Das Kippelement 26 ist gelenkig am Schieberelement 25 angelenkt, so dass das Kippelement 26 bei einer Verstellung des Schieberelementes 25 um eine zentrale Achse der zweiten Ventilkammer 23 rotiert. Je nach Winkelstellung des Kippelementes 26 wird entsprechend ein unterschiedlicher zweiter Fluidausgang 20.2 mit einem Fluideingang 20.1 in Fluidkommunikationsverbindung gebracht.
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Ventilvorrichtung 2 ist im Wesentlichen gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ausgestaltet. Dabei weist eine zweite Ventileinheit 20 jedoch einen zweiten Ventilabschnitt 22, der linear verstellbar ist. Dazu umfasst ein zweites Drehelement 21 der zweiten Ventileinheit 20 zumindest einen Nocken 27, durch welchen der zweite Ventilabschnitt 22 antreibbar ist. Vorzugsweise ist der zweite Ventilabschnitt 22 in Richtung des Nockens 27 vorgespannt. Durch den Nocken 27 wird eine Drehbewegung eines zweiten Drehelementes 21 in eine lineare Bewegung des zweiten Ventilabschnitts 22 übertragen, wodurch ein zweiter Fluidausgang 20.2 der zweiten Ventileinheit 20 freigegeben und mit einem zweiten Fluideingang 20.1 in Fluidkommunikationsverbindung gebracht wird. Vorzugsweise umfasst die Ventilvorrichtung 2 mehrere Paarungen eines Fluidausgangs 20.2 mit einem zweiten Ventilabschnitt 22 und einem Nocken 27 und/oder eines Fluideingangs 20.1 mit einem zweiten Ventilabschnitt 22 und einem Nocken 27.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Temperiersystem
- 2
- Ventilvorrichtung
- 3
- Fluidleitung
- 10
- erste Ventileinheit
- 10.1
- Fluideingang
- 10.2
- Fluidausgang
- 11
- erster Drehelement
- 12
- erster Ventilabschnitt
- 13
- erste Ventilkammer
- 20
- zweite Ventileinheit
- 20.1
- zweiter Fluideingang
- 20.2
- zweiter Fluidausgang
- 21
- zweites Drehelement
- 22
- zweiter Ventilabschnitt
- 23
- zweite Ventilkammer
- 24
- Kulissenführung
- 25
- Schieberelement
- 26
- Kippelement
- 27
- Nocken
- 30
- dritte Ventileinheit
- 30.1
- dritter Fluideingang
- 30.2
- dritter Fluidausgang
- 32
- dritter Ventilabschnitt
- 33
- dritte Ventilkammer
- 40
- Getriebeeinheit
- 41
- Drehlager
- 42
- Planetenrad
- 43
- Sonnenrad
- 44
- Getriebeelement, insbesondere Stirnrad
- 45
- Dichtung
- 50
- Antriebseinheit
- 51
- Gehäusedeckel
- 52
- Pumpeinheit
- 53
- Gehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211116 A1 [0002]
