DE102021000262A1 - Mass flow control device - Google Patents
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Abstract
Bei einer Massenstromsteuerungseinrichtung (1) zum Steuern von Massenströmen in einem Mediumverteilsystem, umfassend zumindest ein Gehäuse mit zumindest einem Gehäuseteil (2, 2a, 2b), zumindest einen Aktuator (3, 4), zumindest ein innerhalb des zumindest einen Gehäuseteils (2, 2a, 2b) drehbar anordbares oder angeordnetes Ventilelement (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) und zumindest zwei Strömungsdurchlässen (235, 236, 237, 238, 239, 245, 246, 247, 248), von denen zumindest einer zum Einströmen von Medium in die Massenstromsteuerungseinrichtung (1) dient und zumindest einer zum Ausströmen des Mediums aus dieser, wobei der zumindest eine Aktuator (3, 4) an das zumindest eine Ventilelement (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) ankoppelbar oder angekoppelt ist zum drehenden Positionsverstellen des Ventilelements (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310), ist das Gehäuse oder der zumindest eine Gehäuseteil (2, 2a, 2b) in Richtung seiner Längserstreckung mit zumindest einer Sammelleitung (23) versehen, die mit zumindest einem der Strömungsdurchlässe (235, 236, 237, 238, 239, 245, 246, 247, 248) versehen oder strömungsverbindbar oder -verbunden ist, wobei die zumindest eine Sammelleitung (23) zumindest eine Übergabekontur (26) in Richtung des zumindest einen Ventilelements (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) aufweist, und ist das zumindest eine Ventilelement (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) mit zumindest einer außenseitigen Strömungskontur (71, 81, 91, 101, 381) und mit zumindest einer mit dieser strömungsverbindbaren oder -verbundenen Steuerkontur (72, 82, 92, 102, 380) versehen, wobei die außenseitige Strömungskontur (71, 81, 91, 101, 381) in Strömungsverbindung mit einem der Strömungsdurchlässe (235, 236, 237, 238, 239, 245, 246, 247, 248) bringbar ist oder steht und wobei die zumindest eine Steuerkontur (72, 82, 92, 102, 380) des zumindest einen Ventilelements (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) mit der zumindest einen Übergabekontur (26) in Strömungsverbindung bringbar ist oder steht.In a mass flow control device (1) for controlling mass flows in a medium distribution system, comprising at least one housing with at least one housing part (2, 2a, 2b), at least one actuator (3, 4), at least one within the at least one housing part (2, 2a) , 2b) rotatably arrangeable or arranged valve element (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) and at least two flow passages (235, 236, 237, 238, 239, 245, 246, 247, 248), of at least one of which is used for the flow of medium into the mass flow control device (1) and at least one for the flow of the medium therefrom, the at least one actuator (3, 4) being connected to the at least one valve element (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) can be coupled or coupled for rotating position adjustment of the valve element (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310), the housing or the at least one housing part (2, 2a, 2b) is in the direction its longitudinal extent is provided with at least one collecting line (23), which is provided with at least one of the flow passages (235, 236, 237, 238, 239, 245, 246, 247, 248) or can or is flow-connected, the at least one collecting line (23) having at least one transfer contour (26) in the direction of the has at least one valve element (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310), and the at least one valve element (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) with at least one outside flow contour (71, 81, 91, 101, 381) and provided with at least one control contour (72, 82, 92, 102, 380) which can be or is connected to the flow, the outside flow contour (71, 81, 91, 101, 381) is or is in flow connection with one of the flow passages (235, 236, 237, 238, 239, 245, 246, 247, 248) and wherein the at least one control contour (72, 82, 92, 102, 380) of the at least one valve element (7, 8, 9, 10, 307, 308, 309, 310) with the at least one transfer contour (26) can be or is brought into flow connection t.
Description
Die Erfindung betrifft eine Massenstromsteuerungseinrichtung zum Steuern von Massenströmen in einem Mediumverteilsystem, umfassend zumindest ein Gehäuse mit zumindest einem Gehäuseteil, zumindest einen Aktuator, zumindest ein innerhalb des zumindest einen Gehäuseteils drehbar anordbares oder angeordnetes Ventilelement und zumindest zwei Strömungsdurchlässen, von denen zumindest einer zum Einströmen von Medium in die Massenstromsteuerungseinrichtung dient und zumindest einer zum Ausströmen des Mediums aus dieser, wobei der zumindest eine Aktuator an das zumindest eine Ventilelement ankoppelbar oder angekoppelt ist zum drehenden Positionsverstellen des Ventilelements.The invention relates to a mass flow control device for controlling mass flows in a medium distribution system, comprising at least one housing with at least one housing part, at least one actuator, at least one valve element that can be rotatably arranged or arranged within the at least one housing part and at least two flow passages, at least one of which for inflow of Medium is used in the mass flow control device and at least one for the outflow of the medium therefrom, wherein the at least one actuator can be coupled or coupled to the at least one valve element for rotating position adjustment of the valve element.
Massenstromsteuerungseinrichtungen sind im Stand der Technik in unterschiedlichster Ausgestaltung bekannt. Diese dienen zum Steuern von Massenströmen z.B. in Kühlkreisläufen oder Heizkreisläufen beispielsweise von Fahrzeugen. Beispielsweise offenbart die
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Massenstromsteuerungseinrichtung zum Steuern von Massenströmen in einem Mediumverteilsystem, insbesondere in einem Fluidsystem mit einer Anzahl an Fluidkreisläufen, wie zumindest einem Kühlkreislauf und/oder zumindest einem Heizkreislauf, beispielsweise in einem Thermomanagementsystem in einem Fahrzeug, vorzusehen, bei dem eine Anzahl von verschiedenen Mediumkreisläufen, wie Fluidkreisläufen, miteinander verschaltet werden kann, um die Mediumströmung bzw. Fluidströmung im Fluidsystem in anwendungsspezifisch gewünschter Weise zu steuern und zu verteilen. Es sollen unterschiedliche Schaltzustände im Hinblick auf das in die Massenstromsteuerungseinrichtung einströmenden Mediums bzw. Fluids und des aus dieser ausströmenden Mediums bzw. Fluids durch die Massenstromsteuerungseinrichtung ermöglicht werden, insbesondere ein Trennen und Koppeln verschiedener Fluidkreisläufe.The present invention is based on the object of providing a mass flow control device, improved over the prior art, for controlling mass flows in a medium distribution system, in particular in a fluid system with a number of fluid circuits, such as at least one cooling circuit and / or at least one heating circuit, for example in a thermal management system to be provided in a vehicle in which a number of different medium circuits, such as fluid circuits, can be interconnected in order to control and distribute the medium flow or fluid flow in the fluid system in an application-specific desired manner. Different switching states with regard to the medium or fluid flowing into the mass flow control device and the medium or fluid flowing out of this should be made possible by the mass flow control device, in particular a separation and coupling of different fluid circuits.
Die Aufgabe wird für eine Massenstromsteuerungseinrichtung zum Steuern von Massenströmen in einem Mediumverteilsystem, wie in Fluidkreisläufen, insbesondere in einem Kühl- und/oder einem Heizkreislauf, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Gehäuse oder der zumindest eine Gehäuseteil in Richtung seiner Längserstreckung mit zumindest einer Sammelleitung versehen ist, die mit zumindest einem der Strömungsdurchlässe versehen oder strömungsverbindbar oder -verbunden ist, wobei die zumindest eine Sammelleitung zumindest eine Übergabekontur in Richtung des zumindest einen Ventilelements aufweist, und dass das zumindest eine Ventilelement mit zumindest einer außenseitigen Strömungskontur und mit zumindest einer mit dieser strömungsverbindbaren oder -verbundenen Steuerkontur versehen ist, wobei die außenseitige Strömungskontur in Strömungsverbindung mit einem der Strömungsdurchlässe bringbar ist oder steht und wobei die zumindest eine Steuerkontur des zumindest einen Ventilelements mit der zumindest einen Übergabekontur in Strömungsverbindung bringbar ist oder steht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.According to the preamble of
Dadurch wird eine Massenstromsteuerungseinrichtung zum Steuern von Massenströmen in einem Mediumverteilsystem, wie einem Fluidsystem, insbesondere in einem Kühlkreislauf und/oder in einem Heizkreislauf, z.B. eines Fahrzeugs, vorgesehen, die ein Gehäuse mit zumindest einem Gehäuseteil, zumindest einen Aktuator, zumindest ein innerhalb des zumindest einen Gehäuseteils drehbar angeordnetes oder anordbares Ventilelement und zumindest zwei Strömungsdurchlässe für Medium zum Einströmen von Medium in die Massenstromsteuerungseinrichtung und zum Ausströmen des Mediums aus dieser umfasst. Der zumindest eine Aktuator der Massenstromsteuerungseinrichtung kann an das zumindest eine Ventilelement angekoppelt sein oder werden, um dieses drehend in seiner Position zu verstellen, wobei das zumindest eine Ventilelement innerhalb des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäuseteils angeordnet ist. Ein Verbinden des Aktuators mit dem zumindest einen Ventilelement kann beispielsweise durch eine am Ventilelement angeordnete Antriebswelle erfolgen. Mit dieser steht der Aktuator in Eingriff oder kann mit dieser in Eingriff gebracht werden, um das Ventilelement drehend anzutreiben. Das Ventilelement weist an seinem äußeren Umfang eine oder zumindest eine außenseitige Strömungskontur, insbesondere eine Nut auf. Diese kann vollständig umlaufend um das Ventilelement oder nur über einen Teilbereich der äußeren Mantelfläche des Ventilelements vorgesehen sein. Die außenseitige Strömungskontur des Ventilelements dient zur Aufnahme von Medium, das durch einen Strömungsdurchlass in die Massenstromsteuerungseinrichtung einströmt oder aus dieser durch den Strömungsdurchlass ausströmt, und zur Weiterleitung durch die Steuerkontur des Ventilelements an die zumindest eine Übergabekontur zu der zumindest einen Sammelleitung. Das Ventilelement weist daher auf seiner Außenseite, also in seinem Mantelbereich, die zumindest eine Steuerkontur auf, die mit der außenseitigen Strömungskontur in Strömungsverbindung steht oder gebracht werden kann. Das zumindest eine Ventilelement wird so innerhalb des zumindest einen Gehäuseteils angeordnet, dass die außenseitige Strömungskontur in Strömungsverbindung mit dem zumindest einen Strömungsdurchlass gebracht wird oder steht. Somit kann ein durch den Strömungsdurchlass einströmendes Medium in die außenseitige Strömungskontur einströmen und von dieser in die Steuerkontur des Ventilelements gelangen. Durch Drehen kann das Ventilelement mit seiner Steuerkontur in Strömungsverbindung mit zumindest einer Übergabekontur zum Überströmen des Mediums in zumindest eine der Sammelleitungen gebracht werden. Ebenso ist der umgekehrte Strömungsweg von der Sammelleitung durch die zumindest eine Übergabekontur in die zumindest eine Steuerkontur des zumindest einen Ventilelements, von dieser in die außenseitige Strömungskontur und von dieser in den zumindest einen weiteren Strömungsdurchlass möglich, um das Medium durch diesen dann aus der Massenstromsteuerungseinrichtung wieder ausströmen zu lassen. Es können bei den einzelnen Strömungsdurchlässen und bei jedem der Ventilelemente der Massenstromsteuerungseinrichtung die Strömungsrichtungen des strömenden Mediums gleich oder unterschiedlich sein, somit die Strömungsdurchlässe sowohl für das Einströmen von Medium in die Massenstromsteuerungseinrichtung genutzt werden als auch zum Ausströmen von Medium aus dieser. Die Strömungsrichtung kann somit von Ventilelement zu Ventilelement und von Strömungsdurchlass zu Strömungsdurchlass variiert werden, je nach Anwendungsfall bzw. Einsatz der Massenstromsteuerungseinrichtung.As a result, a mass flow control device for controlling mass flows in a medium distribution system, such as a fluid system, in particular in a cooling circuit and / or in a heating circuit, for example a vehicle, is provided, which has a housing with at least one housing part, at least one actuator, at least one inside the at least comprises a housing part rotatably arranged or can be arranged valve element and at least two flow passages for medium for the inflow of medium into the mass flow control device and for the outflow of the medium therefrom. The at least one actuator of the mass flow control device can be coupled to the at least one valve element in order to adjust its position in a rotating manner, the at least one valve element being arranged within the housing or the at least one housing part. A joining of the The actuator with the at least one valve element can, for example, take place by means of a drive shaft arranged on the valve element. With this the actuator is in engagement or can be brought into engagement with this in order to drive the valve element in rotation. The valve element has one or at least one external flow contour, in particular a groove, on its outer circumference. This can be provided completely circumferentially around the valve element or only over a partial area of the outer circumferential surface of the valve element. The outside flow contour of the valve element serves to receive medium that flows into the mass flow control device through a flow passage or flows out of it through the flow passage, and for forwarding it through the control contour of the valve element to the at least one transfer contour to the at least one collecting line. The valve element therefore has on its outside, that is to say in its jacket region, the at least one control contour which is or can be brought into flow connection with the outside flow contour. The at least one valve element is arranged within the at least one housing part in such a way that the outside flow contour is brought into flow connection with the at least one flow passage. Thus, a medium flowing in through the flow passage can flow into the outside flow contour and from there into the control contour of the valve element. By turning the valve element with its control contour can be brought into flow connection with at least one transfer contour for the medium to flow over into at least one of the collecting lines. Likewise, the reverse flow path from the collecting line through the at least one transfer contour into the at least one control contour of the at least one valve element, from this into the outside flow contour and from this into the at least one further flow passage is possible, in order to transfer the medium through this again from the mass flow control device to flow out. The flow directions of the flowing medium can be the same or different for the individual flow passages and for each of the valve elements of the mass flow control device, thus the flow passages can be used both for the flow of medium into the mass flow control device and for the flow of medium out of it. The direction of flow can thus be varied from valve element to valve element and from flow passage to flow passage, depending on the application or use of the mass flow control device.
Das Gehäuse der Massenstromsteuerungseinrichtung kann aus einem oder aus mehreren, in axialer Richtung getrennten bzw. miteinander verbindbaren oder verbundenen Gehäuseteilen bestehen, insbesondere drei Gehäuseteilen, die form- oder stoffschlüssig dicht miteinander verbunden werden oder sind. Das Gehäuse kann somit modular aufgebaut sein. Wird im Folgenden lediglich ein Gehäuseteil genannt, umfasst dies sowohl die Ausgestaltung als ein aus nur einem Gehäuseteil aufgebautes Gehäuse als auch einem aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzten Gehäuse.The housing of the mass flow control device can consist of one or more housing parts that are separated or connectable or connected to one another in the axial direction, in particular three housing parts that are or are tightly connected to one another in a form-fitting or material-fit manner. The housing can thus have a modular structure. If only one housing part is mentioned in the following, this includes both the design as a housing composed of only one housing part and a housing composed of several housing parts.
Das Gehäuse oder der zumindest eine Gehäuseteil weist in Richtung seiner Längserstreckung ein oder mehrere Sammelleitungen auf: Diese sind mit zumindest einem der Strömungsdurchlässe des Gehäuses bzw. Gehäuseteils versehen oder strömungsverbunden oder können mit diesem in Strömungsverbindung gebracht werden. In Richtung des Inneren des Gehäuses bzw. seines zumindest einen Gehäuseteils weist die zumindest eine Sammelleitung die zumindest eine Übergabekontur auf, die mit dem Inneren des Gehäuses oder Gehäuseteils in Strömungsverbindung steht. In diesem ist das zumindest eine Ventilelement angeordnet. Die zumindest eine Übergabekontur ist nach Anordnen des Ventilelements im Inneren des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäuseteils so positioniert, dass sie bei Drehen des Ventilelements mit dessen auf der Außenseite angeordneten Steuerkontur in Strömungsverbindung gebracht werden kann. Hierdurch ist es möglich, dass Medium z.B. aus der Steuerkontur des Ventilelements über die Übergabekontur des Gehäuses bzw. Gehäuseteils in die zumindest eine Sammelleitung gelangt und von dieser in zumindest einen Strömungsdurchlass, durch den es aus der Massenstromsteuerungseinrichtung austreten kann, der seinerseits in Strömungsverbindung mit dem Inneren der Sammelleitung steht. Selbstverständlich kann der Strömungsweg auch in umgekehrter Richtung vorgesehen werden, also zunächst ein Einströmen von Medium durch zumindest einen Strömungsdurchlass in zumindest eine Sammelleitung und von dieser durch zumindest eine Übergabekontur in die zumindest eine Steuerkontur zumindest eines der Ventilelemente, von dort in dessen außenseitige Strömungskontur und von dort durch zumindest einen Strömungsdurchlass aus dem Gehäuse bzw. dem zumindest einen Gehäuseteil von diesem wieder heraus aus der Massenstromsteuerungseinrichtung.The housing or the at least one housing part has one or more collecting lines in the direction of its longitudinal extension: These are provided with at least one of the flow passages of the housing or housing part or are flow-connected or can be brought into flow connection with this. In the direction of the interior of the housing or its at least one housing part, the at least one collecting line has the at least one transfer contour which is in flow connection with the interior of the housing or housing part. The at least one valve element is arranged in this. After the valve element has been arranged in the interior of the housing or the at least one housing part, the at least one transfer contour is positioned so that it can be brought into flow connection with its control contour arranged on the outside when the valve element is rotated. This makes it possible, for example, for the medium to pass from the control contour of the valve element via the transfer contour of the housing or housing part into the at least one collecting line and from there into at least one flow passage through which it can exit the mass flow control device, which in turn is in flow connection with the Inside the manifold. Of course, the flow path can also be provided in the opposite direction, i.e. initially an inflow of medium through at least one flow passage into at least one collecting line and from this through at least one transfer contour into the at least one control contour of at least one of the valve elements, from there into its outside flow contour and from there there through at least one flow passage out of the housing or the at least one housing part of this again out of the mass flow control device.
Die zumindest eine Übergabekontur kann beispielsweise als Durchgangsöffnung in einer Außenwandung des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäusteils, an der die zumindest eine Sammelleitung angeordnet ist, ausgebildet sein. Die zumindest eine Sammelleitung des Gehäuseteils kann z.B. zumindest ein sich in Längsrichtung des zumindest einen Gehäuseteils erstreckender Axialkanal sein. Insbesondere von diesem radial nach außen ragend kann zumindest ein Anschlussstutzen, der mit dem Strömungsdurchlass des Axialkanals strömungsverbunden ist, angeordnet sein. Die zumindest eine Sammelleitung kann integraler Bestandteil des Gehäuses oder des zumindest einen Gehäuseteils sein. Sie ist somit nicht als separate Rohrleitung auf der Außenseite des Gehäuses oder des zumindest einen Gehäuseteils der Massenstromsteuerungseinrichtung angeordnet, sondern in dieses/diesen integriert. Es ist somit vorteilhaft eine Einheit aus dem zumindest einen Gehäuseteil und der zumindest einen Sammelleitung vorgesehen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, eine kompakte Einheit zu schaffen und über die Sammelleitung(en) auch getrennt voneinander durch verschiedene Aktuatoren angetriebene Ventilelemente bezüglich der aus diesen ausströmenden oder in diese einströmenden Mediumströmung miteinander zu koppeln. Bei Vorsehen zweier Aktuatoren können somit z.B. die Strömungsauslässe zumindest zweier getrennt durch die beiden Aktuatoren steuerbarer Ventilelemente über die zumindest eine Sammelleitung miteinander strömungsverbunden sein oder werden.The at least one transfer contour can be designed, for example, as a through opening in an outer wall of the housing or of the at least one housing part on which the at least one collecting line is arranged. The at least one collecting line of the housing part can, for example, be at least one axial channel extending in the longitudinal direction of the at least one housing part. In particular, protruding radially outward from this, at least one connection piece, which is connected to the flow passage of the axial channel is fluidly connected to be arranged. The at least one collecting line can be an integral part of the housing or of the at least one housing part. It is therefore not arranged as a separate pipeline on the outside of the housing or of the at least one housing part of the mass flow control device, but rather is integrated into it. A unit comprising the at least one housing part and the at least one collecting line is thus advantageously provided. This makes it possible, in particular, to create a compact unit and, via the collecting line (s), to couple valve elements driven separately from one another by different actuators with respect to the flow of medium flowing out of or into them. When two actuators are provided, the flow outlets of at least two valve elements that can be controlled separately by the two actuators can thus be or become flow-connected to one another via the at least one collecting line.
Das zumindest eine Ventilelement kann einen im Wesentlichen zylindrischen Ventilkörper aufweisen, der außenseitig mit der außenseitigen Strömungskontur, insbesondere einer Nut, sowie der mit dieser in Strömungsverbindung stehenden Steuerkontur versehen ist. Die Steuerkontur kann einerseits z.B. zwei Übergabekonturen und somit die mit diesen in Strömungsverbindung stehenden Sammelleitungen und Strömungsdurchlässe zum Ein- oder Ausströmen von Medium in die/aus der Massenstromsteuerungseinrichtung strömungsverbinden. Andererseits kann die Steuerkontur die Schaltungsmöglichkeiten bei Vorsehen eines Freilaufs zwischen zwei oder mehr miteinander gekoppelten Ventilelementen erhöhen durch entsprechende Ausgestaltung der Steuerkontur. Letztere kann beispielsweise mit zumindest einem breiteren Abschnitt und zumindest einem schmaleren Abschnitt versehen sein, z.B. im Wesentlichen T-förmig, doppel-T-förmig, Y-förmig, dreieckig, birnenförmig oder in anderer Form ausgebildet sein. Durch Vorsehen des breiteren Abschnitts ist einerseits die Strömungsverbindung zumindest zweier Übergabekonturen möglich, andererseits kann hierdurch eine für einen Freilauf zwischen zwei Ventilelementen erforderliche Längserstreckung der Steuerkontur entsprechend dem Drehwinkelbereich des einen Ventilelements gegenüber dem anderen geschaffen werden. Ist die Steuerkontur z.B. im Wesentlichen T-förmig ausgebildet, weist diese zwei etwa senkrecht zueinander stehende, vergleichsweise kurzen Teilkanäle auf, einen stegförmigen und einen Querkanal. Der stegförmige Kanal dient zur Verbindung des etwa parallel zu der außenseitigen Strömungskontur, insbesondere umlaufenden Nut, angeordneten Querkanals mit dieser, wobei der Querkanal mit dem stegförmigem Kanal die genannte T-Form bildet. Ebenso sind, wie bereits erwähnt, andere Formen, wie eine Y-Form möglich, bei der ebenfalls der breitere Abschnitt der obere V-förmige Teil des „Y“ ist und der schmalere der untere Teil des „Y“.The at least one valve element can have an essentially cylindrical valve body which is provided on the outside with the outside flow contour, in particular a groove, and the control contour which is in flow connection with this. On the one hand, the control contour can, for example, flow-connect two transfer contours and thus the collecting lines and flow passages which are in flow connection with them for the inflow or outflow of medium into / out of the mass flow control device. On the other hand, the control contour can increase the switching possibilities when there is a freewheel between two or more valve elements coupled to one another by appropriate design of the control contour. The latter can, for example, be provided with at least one wider section and at least one narrower section, for example essentially T-shaped, double-T-shaped, Y-shaped, triangular, pear-shaped or designed in another shape. By providing the wider section, on the one hand, the flow connection of at least two transfer contours is possible; on the other hand, a longitudinal extension of the control contour required for freewheeling between two valve elements can be created according to the angle of rotation of one valve element relative to the other. If the control contour is, for example, essentially T-shaped, it has two comparatively short sub-channels that are approximately perpendicular to one another, a web-shaped and a transverse channel. The bar-shaped channel serves to connect the transverse channel, which is approximately parallel to the outside flow contour, in particular the circumferential groove, to the latter, the transverse channel with the bar-shaped channel forming the aforementioned T-shape. As already mentioned, other shapes are also possible, such as a Y-shape, in which the wider section is also the upper V-shaped part of the “Y” and the narrower the lower part of the “Y”.
Die außenseitige Strömungskontur kann im Bereich eines Endes des Ventilelements angeordnet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass die außenseitige Strömungskontur etwa mittig auf der Außenseite des Ventilelements angeordnet ist und sich beidseitig von dieser Steuerkonturen erstrecken, in Strömungsverbindung mit der dazwischen angeordneten außenseitigen Strömungskontur. Die außenseitige Strömungskontur und die zumindest eine Steuerkontur können daher z.B. eine Doppel-T-Form bilden, wobei sich an die außenseitige Strömungskontur beidseitig T-förmige Steuerkonturen anschließen. Ferner ist es möglich, dass mehrere Steuerkonturen hinter- oder nebeneinander auf der Außenseite des Ventilelements angeordnet werden oder sind, ggf. auch über den Umfang versetzt zueinander. Bei Drehen des Ventilelements gegenüber dem Gehäuseteil kann stets eine Strömungsverbindung der außenseitigen Strömungskontur bzw. Nut mit dem Strömungsdurchlass für das Medium hergestellt werden. Die zumindest eine Steuerkontur eines jeweiligen Ventilelements wird durch Verdrehen des Ventilelements innerhalb des Gehäuseteils mit der zumindest einen Übergabekontur oder z.B. den Übergabekonturen zweier benachbarter Sammelleitungen gezielt in Überdeckung gebracht. Dementsprechend kann das Ventilelement mit seiner zumindest einen Steuerkontur durch Drehen des Ventilelements innerhalb des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäuseteils mit den verschiedenen Übergabekonturen der verschiedenen Sammelleitungen des Gehäuses in Strömungsverbindung gebracht werden, um den Durchtritt von Medium durch die Massenstromsteuerungseinrichtung über die Ventilelemente und die Sammelleitung(en) gezielt steuern zu können. Hierdurch kann eine Anzahl von verschiedenen Mediumkreisläufen, wie Fluidkreisläufen, miteinander verschaltet werden, um die Mediumströmung bzw. Fluidströmung im Fluidsystem in anwendungsspezifisch gewünschter Weise zu steuern und zu verteilen. Es können somit unterschiedliche Schaltzustände im Hinblick auf das in die Massenstromsteuerungseinrichtung einströmende Medium, wie Fluid, und das aus dieser ausströmende Medium bzw. Fluid durch die Massenstromsteuerungseinrichtung ermöglicht werden, insbesondere ein Trennen und Koppeln verschiedener Medium- bzw. Fluidkreisläufe.The outside flow contour can be arranged in the region of one end of the valve element. It is also possible for the outside flow contour to be arranged approximately centrally on the outside of the valve element and to extend from this control contours on both sides, in flow connection with the outside flow contour arranged in between. The outside flow contour and the at least one control contour can therefore form, for example, a double T shape, with T-shaped control contours adjoining the outside flow contour on both sides. Furthermore, it is possible that several control contours are or are arranged one behind the other or next to one another on the outside of the valve element, possibly also offset from one another over the circumference. When the valve element is rotated relative to the housing part, a flow connection between the flow contour or groove on the outside and the flow passage for the medium can always be established. The at least one control contour of a respective valve element is brought into overlap in a targeted manner by rotating the valve element within the housing part with the at least one transfer contour or, for example, the transfer contours of two adjacent collecting lines. Accordingly, the valve element with its at least one control contour can be brought into flow connection by rotating the valve element within the housing or the at least one housing part with the various transfer contours of the various manifolds of the housing in order to prevent the passage of medium through the mass flow control device via the valve elements and the manifold to be able to control (s) in a targeted manner. As a result, a number of different medium circuits, such as fluid circuits, can be interconnected in order to control and distribute the medium flow or fluid flow in the fluid system in an application-specifically desired manner. Different switching states with regard to the medium flowing into the mass flow control device, such as fluid, and the medium or fluid flowing out of it, can thus be made possible by the mass flow control device, in particular separating and coupling different medium or fluid circuits.
Die Übergabekonturen sind vorteilhaft in Längsrichtung des Gehäuseteils in der jeweiligen Ebene der zumindest einen Steuerkontur des jeweiligen Ventilelements, das innerhalb des Gehäuseteils angeordnet ist, angeordnet, z.B. als Durchgangsöffnung in einer Gehäusewandung des Gehäuses, die die Ventilelemente umgibt. Die zumindest eine außenseitige Strömungskontur des jeweiligen Ventilelements ist dementsprechend vorteilhaft in der Ebene eines jeweiligen Strömungsdurchlasses am Gehäuseteil, insbesondere Anschlussstutzens zum Strömungseinlass in den Gehäuseteil, angeordnet. Der Strömungsdurchlass kann in dem zumindest einen Gehäuseteil als eine Öffnung ausgebildet sein, die mit einem Anschlussstutzen versehen ist oder wird, über den beispielsweise eine Leitung an den Gehäuseteil angeschlossen werden kann. Entsprechendes gilt für die Anschlussstutzen, mit denen die Strömungsdurchlässe versehen sein können, durch die das Medium aus der Massenstromsteuerungseinrichtung ausströmen kann.The transfer contours are advantageously arranged in the longitudinal direction of the housing part in the respective plane of the at least one control contour of the respective valve element, which is arranged within the housing part, for example as a through opening in a housing wall of the housing that surrounds the valve elements. The at least one outside flow contour of the respective Accordingly, the valve element is advantageously arranged in the plane of a respective flow passage on the housing part, in particular a connection piece for the flow inlet into the housing part. The flow passage can be formed in the at least one housing part as an opening which is or will be provided with a connecting piece via which, for example, a line can be connected to the housing part. The same applies to the connecting pieces with which the flow passages can be provided, through which the medium can flow out of the mass flow control device.
Weiter vorteilhaft sind ein Teil der Strömungsdurchlässe über den Umfang des Gehäuseteils verteilt angeordnet. Dies kann eine regelmäßige oder unregelmäßige Verteilung sein. Insbesondere sind die Strömungsdurchlässe in einer Ebene über den Umfang des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäuseteils verteilt angeordnet. Beispielweise können fünf Strömungsdurchlässe über den Umfang des Gehäuseteils verteilt in einer Ebene angeordnet sein. An die entsprechenden Strömungsdurchlässe bzw. die dort angeordneten Anschlussstutzen können in bekannter Weise Leitungen, wie Schlauchleitungen oder Rohrleitungen, angeschlossen werden, die Teil eines Mediumverteilsystems, wie einer Anzahl von Fluidkreisläufen, z.B. Kühlmediumkreisläufen und/oder Heizmediumkreisläufen eines Thermomanagements eines Fahrzeugs, sind.Also advantageously, some of the flow passages are arranged distributed over the circumference of the housing part. This can be a regular or irregular distribution. In particular, the flow passages are arranged in a plane distributed over the circumference of the housing or of the at least one housing part. For example, five flow passages can be distributed over the circumference of the housing part in one plane. Lines, such as hose lines or pipelines, which are part of a medium distribution system, such as a number of fluid circuits, e.g. cooling medium circuits and / or heating medium circuits of a thermal management system of a vehicle, can be connected in a known manner to the corresponding flow passages or the connecting pieces arranged there.
Zumindest zwei Strömungsdurchlässe können in Längs- oder Axialrichtung des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäuseteils in Reihe benachbart zueinander angeordnet sein. Dementsprechend ist es möglich, dass die zumindest zwei Strömungsdurchlässe bzw. diesen zugeordneten Anschlussstutzen in einer Reihe in Axialrichtung des Gehäuseteils benachbart zueinander angeordnet sind. Beispielsweise können zwei bis vier oder auch mehr Strömungsdurchlässe benachbart zueinander in Axialrichtung des Gehäuseteils an diesem außenseitig angeordnet sein. Die z.B. vier Strömungseinlässe können dann beispielsweise mit den vorstehend genannten fünf Strömungsdurchlässen, die über den Umfang des Gehäuses verteilt insbesondere in einer Ebene angeordnet sind, über entsprechendes Verstellen der Ventilelemente im Inneren des Gehäuseteils strömungsverbunden werden. Hierbei sind unterschiedlichste Schaltstellungen für das Strömungsverbinden der Strömungsdurchlässe für das Einströmen von Medium und das Ausströmen von Medium möglich. Vorteilhaft ist jedem der Strömungsdurchlässe ein Ventilelement zugeordnet bzw. eine außenseitige Strömungskontur des jeweiligen Ventilelements. Bei vier in Reihe angeordneten Strömungsdurchlässen können somit z.B. vier Ventilelemente im Inneren des Gehäuses bzw. zumindest einen Gehäuseteils der Massenstromsteuerungseinrichtung angeordnet sein, bei zwei Strömungsdurchlässen z.B. zwei Ventilelemente.At least two flow passages can be arranged in a row adjacent to one another in the longitudinal or axial direction of the housing or of the at least one housing part. Accordingly, it is possible for the at least two flow passages or connection stubs assigned to them to be arranged in a row adjacent to one another in the axial direction of the housing part. For example, two to four or even more flow passages can be arranged adjacent to one another in the axial direction of the housing part on the outside thereof. The e.g. four flow inlets can then, for example, be flow-connected to the above-mentioned five flow passages, which are distributed over the circumference of the housing, in particular in one plane, via appropriate adjustment of the valve elements in the interior of the housing part. A wide variety of switching positions for the flow connection of the flow passages for the inflow of medium and the outflow of medium are possible. A valve element or an outside flow contour of the respective valve element is advantageously assigned to each of the flow passages. With four flow passages arranged in a row, for example four valve elements can be arranged inside the housing or at least one housing part of the mass flow control device, with two flow passages e.g. two valve elements.
Um die einzelnen Ventilelemente gegeneinander abzudichten, erweist es sich als vorteilhaft, zumindest eine Dichteinrichtung an und/oder zwischen jeweils zwei Ventilelementen vorzusehen, wobei die zumindest eine Dichteinrichtung einerseits zum Abdichten der Ventilelemente gegeneinander, andererseits zum Abdichten der Ventilelemente gegenüber dem Gehäuse bzw. dem zumindest einen Gehäuseteil und/oder gegenüber der zumindest einen Übergabekontur in diesem dient, wobei ein Drehen der Ventilelemente innerhalb des Gehäuses oder des zumindest einen Gehäuseteils weiterhin ermöglicht wird. Es wird somit zumindest eine Dichteinrichtung vorgesehen, die einerseits ein Abdichten, andererseits jedoch weiterhin ein Drehen der Ventilelemente innerhalb des Gehäuses bzw. Gehäuseteils ermöglicht. Beispielsweise können vorkragende Dichtringe außenseitig endseitig an den Ventilelementen, die zumindest eine außenseitige Strömungskontur umgrenzend einerseits und benachbart zu der zumindest einen Steuerkontur andererseits, vorgesehen werden.In order to seal the individual valve elements against each other, it proves to be advantageous to provide at least one sealing device on and / or between two valve elements, the at least one sealing device on the one hand to seal the valve elements against each other and on the other hand to seal the valve elements against the housing or at least the a housing part and / or opposite the at least one transfer contour serves in this, wherein a rotation of the valve elements within the housing or the at least one housing part is still made possible. At least one sealing device is thus provided which, on the one hand, enables sealing, but on the other hand, continues to enable rotation of the valve elements within the housing or housing part. For example, protruding sealing rings can be provided on the outside end of the valve elements, which border at least one outside flow contour on the one hand and adjacent to the at least one control contour on the other hand.
Bei Vorsehen zumindest zweier Ventilelemente kann eines der beiden bzw. jeweils zwei Ventilelemente mit einem Aktuator antriebsverbunden sein oder werden. Ist nur eines der beiden Ventilelemente mit dem Aktuator antriebsverbunden, wird dieses beispielsweise über eine Antriebswelle von dem Aktuator drehangetrieben und kann insbesondere über eine Verbindungswelle oder eine weitere Antriebswelle, die mit dem zumindest einen weiteren Ventilelement verbunden ist oder wird, das weitere Ventilelement mitnehmen. Die Verbindungswelle oder weitere Antriebswelle kann im Querschnitt eine Mehrkantform aufweisen, um eine bestimmte Winkelausrichtung der beiden Ventilelemente zueinander einstellen und beim Drehen einhalten zu können.If at least two valve elements are provided, one of the two or two valve elements in each case can be or become drive-connected to an actuator. If only one of the two valve elements is drive-connected to the actuator, it is driven in rotation by the actuator, for example, via a drive shaft and can in particular take the further valve element with it via a connecting shaft or a further drive shaft that is or will be connected to the at least one further valve element. The connecting shaft or further drive shaft can have a polygonal shape in cross section in order to be able to set a certain angular alignment of the two valve elements with respect to one another and to be able to maintain it when rotating.
Um es zu ermöglichen, dass nur in einem Drehwinkelbereich das Mitdrehen des weiteren Ventilelements erfolgen kann, erweist es sich als vorteilhaft, einen Freilauf zwischen jeweils zumindest zwei Ventilelementen vorzusehen. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das erste Ventilelement durch den Aktuator zu drehen, während das zweite Ventilelement noch stillsteht und erst nach Überstreichen eines Drehwinkelbereichs von dem ersten Ventilelement mitgenommen wird und sich dann ebenfalls dreht. Hierdurch können weitere Freiheitsgrade im Hinblick auf Schaltstellungen der Ventilelemente und somit der Massenstromsteuerungseinrichtung geschaffen werden. Ein solcher Freilauf kann durch Vorsehen zumindest einer Mitnehmerkontur an dem ersten, durch den zumindest einen Aktuator angetriebenen Ventilelement und zumindest einer Mitnahmekontur an dem zweiten Ventilelement vorgesehen werden. Ein Mitdrehen des zweiten Ventilelements kann dabei erst nach Ineinandergreifen der Mitnehmerkontur und der Mitnahmekontur erfolgen, somit vor deren Ineinandergreifen sich das erste Ventilelement um einen vorgebbaren Drehwinkel ohne Mitnahme des zweiten Ventilelements drehen. Das Vorsehen einer Verbindungswelle oder weiteren Antriebswelle zwischen den beiden Ventilelementen kann bei Vorsehen eines Freilaufs entfallen.In order to make it possible for the further valve element to rotate at the same time only in one rotation angle range, it has proven advantageous to provide a freewheel between at least two valve elements in each case. This makes it possible to rotate the first valve element by the actuator while the second valve element is still at a standstill and is only taken along by the first valve element after a rotation angle range has been covered and then also rotates. In this way, further degrees of freedom with regard to the switching positions of the valve elements and thus of the mass flow control device can be created. Such a freewheel can be provided by providing at least one driver contour on the first valve element driven by the at least one actuator and at least one driver contour on the second valve element. The second valve element can rotate at the same time take place only after the entrainment contour and the entrainment contour interlock, so before they interlock, the first valve element rotates through a predeterminable angle of rotation without entrainment of the second valve element. The provision of a connecting shaft or further drive shaft between the two valve elements can be omitted if a freewheel is provided.
Ferner ist es möglich, zwei an zwei einander gegenüberliegenden Enden des Gehäuseteils angeordnete Aktuatoren und eine Anzahl von diesen zugeordneten und mit diesen antriebsverbindbaren oder -verbundenen Ventilelementen im Inneren des Gehäuseteils vorzusehen zum Erhöhen der Anzahl von Schaltstellungen der Massenstromsteuerungseinrichtung. Es ist somit möglich, an beiden einander gegenüberliegenden Enden des Gehäuseteils jeweils einen Aktuator anzuordnen, der mit einem jeweils dort direkt benachbart im Inneren des Gehäuseteils angeordneten Ventilelement oder mit einem der anderen im Innern des Gehäuses angeordneten Ventilelemente in Antriebsverbindung steht, und weitere Ventilelemente, die jeweils mit den von den Aktuatoren antreibbaren Ventilelementen wiederum in Antriebsverbindung stehen oder gebracht werden können, im Inneren des Gehäuseteils anzuordnen. Es können nicht nur die direkt dem Aktuator benachbart angeordneten Ventilelemente mit diesem direkt antriebsverbunden werden, sondern auch weiter entfernt angeordnete, die ihrerseits mit den anderen Ventilelementen im Innern des Gehäuses der Massenstromsteuerungseinrichtung antriebsgekoppelt sind oder werden können. Somit kann z.B. eine Antriebswelle sich von dem Aktuator zu dem entfernten Ventilelement erstrecken, ggf. durch ein anderes Ventilelement hindurch, welches über Mitnehmer- und Mitnahmekontur mit dem anderen Ventilelement gekoppelt ist.It is also possible to provide two actuators arranged at two opposite ends of the housing part and a number of valve elements assigned to them and drive-connectable or connected to them in the interior of the housing part in order to increase the number of switching positions of the mass flow control device. It is thus possible to arrange an actuator on each of the opposite ends of the housing part, which is in drive connection with a valve element arranged there directly adjacent inside the housing part or with one of the other valve elements arranged inside the housing, and further valve elements that are in turn in drive connection or can be brought into drive connection with the valve elements that can be driven by the actuators, to be arranged in the interior of the housing part. Not only can the valve elements arranged directly adjacent to the actuator be drive-connected directly to the actuator, but also those arranged further away, which in turn are or can be drive-coupled to the other valve elements inside the housing of the mass flow control device. Thus, for example, a drive shaft can extend from the actuator to the remote valve element, possibly through another valve element, which is coupled to the other valve element via the driver and driver contour.
Beispielsweise können bei dieser Ausgestaltung die Strömungsdurchlässe etwa in der Mitte des Gehäuseteils, betrachtet in dessen Längserstreckungsrichtung, also in einer mittleren Ebene des Gehäuseteils angeordnet werden. Die jeweiligen Übergabekonturen in der die Ventilelemente umgebenden Gehäusewandung des Gehäuses bzw. Gehäuseteils sind auch bei dieser Ausgestaltung vorteilhaft in der Ebene der Lage der jeweiligen zumindest einen Steuerkontur eines jeweiligen Ventilelements im Inneren des Gehäuses bzw. Gehäuseteils angeordnet. Dadurch kann die Steuerkontur eines Ventilelements mit nur einer Übergabekontur oder mit mehreren Übergabekonturen, wie zwei Übergabekonturen, in Überdeckung gebracht werden oder mit keiner, sofern der jeweilige Strömungsdurchlass verschlossen werden soll bzw. kein Medium von diesem in Richtung eines der anderen Strömungsdurchlässe gelangen soll.For example, in this embodiment, the flow passages can be arranged approximately in the middle of the housing part, viewed in the direction of its longitudinal extent, that is to say in a central plane of the housing part. The respective transfer contours in the housing wall of the housing or housing part surrounding the valve elements are also advantageously arranged in this embodiment in the plane of the position of the respective at least one control contour of a respective valve element in the interior of the housing or housing part. As a result, the control contour of a valve element can be brought into overlap with only one transfer contour or with several transfer contours, such as two transfer contours, or with none, if the respective flow passage is to be closed or no medium is to pass from it in the direction of one of the other flow passages.
Über den jeweils eingestellten Drehwinkel des jeweiligen Ventilelementes ist eine proportionale Verteilung des durch die Massenstromsteuerungseinrichtung zu leitenden Mediums möglich. Sind im Inneren des Gehäuses bzw. des zumindest einen Gehäuseteils von diesem beispielsweise vier Ventilelemente angeordnet, die jeweils einem von vier Strömungsdurchlässen zugeordnet sind, können bei Vorsehen zweier Aktuatoren, die endseitig an dem Gehäuse bzw. Gehäuseteil angeordnet sind, zwei Paare von Ventilelementen gebildet werden, wobei jeweils zwei Ventilelemente einem Aktuator zugeordnet sind. Zwischen den beiden nicht direkt mit einem der Aktuatoren gekoppelten Ventilelementen kann eine mit einer inneren Öffnung versehene Wandung im Inneren des Gehäuses bzw. Gehäuseteils angeordnet werden. Nachdem durch die Ventilelemente kein Medium strömt, sondern nur auf deren Außenseite, ist es ausreichend, die jeweiligen Ventilelemente endseitig mit der jeweiligen Dichteinrichtung zu versehen, um diese gegenüber dem Inneren des Gehäuseteils abzudichten. Die sich im Inneren des Gehäuseteils erstreckende Wandung kann daher zur Führung bzw. zum Abstützen des jeweiligen im Inneren des Gehäuses angeordneten Ventilelements dienen. Da dort kein Medium strömt, kann zur Reduktion des Gewichts die im Inneren des Gehäuseteils angeordnete Wandung gelocht ausgebildet werden, wie bereits erwähnt. Die Wandung dient ggf. auch zur Erhöhung der Stabilität des Gehäuses bzw. Gehäuseteils, wenn im Bereich der im Inneren angeordneten Wandung außenseitig die Strömungsdurchlässe, die mit den außenseitig am Gehäuseteil angeordneten Sammelleitungen in Strömungsverbindung stehen, angeordnet sind. Die Strömungsdurchlässe sind somit vorteilhaft in derselben Ebene oder etwa derselben Ebene wie die im Inneren angeordnete zumindest eine Wandung angeordnet.A proportional distribution of the medium to be conveyed by the mass flow control device is possible via the angle of rotation set in each case for the respective valve element. If, for example, four valve elements are arranged inside the housing or the at least one housing part, each of which is assigned to one of four flow passages, two pairs of valve elements can be formed if two actuators are provided, which are arranged at the end of the housing or housing part , whereby two valve elements are assigned to one actuator. A wall provided with an inner opening can be arranged in the interior of the housing or housing part between the two valve elements that are not directly coupled to one of the actuators. Since no medium flows through the valve elements, but only on their outside, it is sufficient to provide the respective valve elements with the respective sealing device at the end in order to seal them off from the interior of the housing part. The wall extending in the interior of the housing part can therefore serve to guide or support the respective valve element arranged in the interior of the housing. Since no medium flows there, the wall arranged in the interior of the housing part can be perforated in order to reduce the weight, as already mentioned. The wall may also serve to increase the stability of the housing or housing part if the flow passages, which are in flow connection with the manifolds arranged on the outside of the housing part, are arranged on the outside in the area of the inside wall. The flow passages are thus advantageously arranged in the same plane or approximately the same plane as the at least one wall arranged in the interior.
Bei Vorsehen zweier Aktuatoren können die Strömungsdurchlässe zumindest zweier getrennt durch die beiden Aktuatoren steuerbarer Ventilelemente über die zumindest eine Sammelleitung miteinander strömungsverbunden sein oder werden. Es ist somit ein Strömungsverbinden der ansonsten getrennt voneinander steuerbaren, ggf. lediglich aneinander geflanschten bzw. in einem Gehäuse angeordneten Ventilelemente über die zumindest eine Sammelleitung möglich.If two actuators are provided, the flow passages of at least two valve elements that can be controlled separately by the two actuators can be or become flow-connected to one another via the at least one collecting line. A flow connection of the valve elements, which are otherwise controllable separately from one another, possibly only flanged to one another or arranged in a housing, is thus possible via the at least one collecting line.
Insbesondere über zumindest zwei miteinander über einen Freilauf antriebsverbundene Ventilelemente, die von einem Aktuator angetrieben werden, der über eine Antriebswelle, die mit einem der beiden Ventilelemente verbunden ist, beide Ventilelemente antreiben kann, ist über die jeweils eingestellten unterschiedlichen Drehwinkel der beiden Ventilelemente eine gezielte Strömungsführung von Medium zwischen, von und zu den Strömungsdurchlässen am Gehäuse bzw. dessen zumindest einen Gehäuseteil der Massenstromsteuerungseinrichtung z.B. für das Thermomanagement beispielsweise in einem Fahrzeug, bezogen auf dessen Kühlkreisläufe und Heizkreisläufe, möglich.In particular, via at least two valve elements which are drive-connected to one another via a freewheel and which are driven by an actuator which can drive both valve elements via a drive shaft which is connected to one of the two valve elements, a targeted flow guidance is provided via the respectively set different angles of rotation of the two valve elements of medium between, from and to the flow passages on the housing or its at least one housing part the mass flow control device, for example for thermal management, for example in a vehicle, based on its cooling circuits and heating circuits.
Es kann zumindest eine ein- oder mehrteilige Antriebswelle vorgesehen sein. Sowohl in der Ausgestaltung als einteilige als auch als mehrteilige Antriebswelle kann diese sich durch ein erstes Ventilelement hindurch in zumindest ein zweites, mit dem ersten Ventilelement verbundenes Ventilelement hinein erstrecken zum Antreiben des zumindest einen zweiten Ventilelements durch das erste unter Vorsehen eines Freilaufs. Die ein- oder mehrteilige Antriebswelle geht durch das erste Ventilelement hindurch, steht mit einem Aktuator in Antriebsverbindung und dient zum direkten Antreiben des ersten Ventilelements durch den Aktuator und des zweiten Ventilelements durch das erste, wobei ein Freilauf vorgesehen ist, bevor das zweite Ventilelement ebenfalls drehangetrieben wird. Zu diesem Zwecke kann die ein- oder mehrteilige Antriebswelle entlang ihrer Längserstreckung mit zumindest einer ersten Mitnehmerkontur versehen sein, die mit zumindest einer Mitnahmekontur an dem zumindest einen ersten Ventilelement zusammenwirkt, und mit zumindest einer zweiten Mitnehmerkontur, die mit zumindest einer Mitnahmekontur an dem zumindest einen mitzunehmenden zweiten Ventilelement angreifen kann. Ein Mitdrehen des zweiten Ventilelements bei Antreiben des ersten durch den Aktuator kann nach Ineinandergreifen der Mitnehmerkontur der Antriebswelle und der Mitnahmekontur des zweiten Ventilelements erfolgen. Vor dem Ineinandergreifen von Mitnehmerkontur und Mitnahmekontur ist ein Drehen des ersten Ventilelements um einen vorgebbaren Drehwinkel ohne Mitnahme des zweiten Ventilelements möglich.At least one one-part or multi-part drive shaft can be provided. Both in the form of a one-piece and multi-piece drive shaft, it can extend through a first valve element into at least one second valve element connected to the first valve element to drive the at least one second valve element through the first while providing a freewheel. The one-part or multi-part drive shaft passes through the first valve element, is in drive connection with an actuator and is used to drive the first valve element directly through the actuator and the second valve element through the first, with a freewheel being provided before the second valve element is also driven in rotation will. For this purpose, the one- or multi-part drive shaft can be provided along its longitudinal extension with at least one first driver contour, which interacts with at least one driver contour on the at least one first valve element, and with at least one second driver contour, which is provided with at least one driver contour on the at least one can attack to be taken along second valve element. A co-rotation of the second valve element when the first is driven by the actuator can take place after the engagement of the entrainment contour of the drive shaft and the entrainment contour of the second valve element. Before the entrainment contour and the entrainment contour intermesh, the first valve element can be rotated by a predeterminable angle of rotation without entrainment of the second valve element.
Sind zumindest zwei Gehäuseteile vorgesehen bzw. umfasst das Gehäuse zumindest zwei Gehäuseteile, können diese durch zumindest eine Kopplungseinrichtung aneinandergekoppelt sein. Die zumindest eine Kopplungseinrichtung kann zumindest einen Sammelleitungsabschnitt, zumindest einen Strömungsdurchlass zum Ausströmen des Mediums aus der Massenstromsteuerungseinrichtung und zumindest eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen der zumindest einen Kopplungseinrichtung an den benachbarten Gehäuseteilen aufweisen. Somit ist bei Vorsehen zumindest zweier Gehäuseteile, die durch die zumindest eine Kopplungseinrichtung miteinander verbunden werden, die Möglichkeit zum Anordnen einer beliebigen Anzahl von Gehäuseteilen mit darin angeordneten Ventilelementen in Reihe gegeben. Die Sammelleitungen jeweils zweier benachbarter Gehäuseteile werden durch die jeweiligen Sammelleitungsabschnitte der Kopplungseinrichtungen miteinander strömungsverbunden. Da die Kopplungseinrichtungen jeweils zumindest einen Sammelleitungsabschnitt mit zumindest einem Strömungsdurchlass aufweisen, kann Medium aus den Sammelleitungen der zumindest zwei der jeweiligen Kopplungseinrichtung benachbarten Gehäuseteile in den Sammelleitungsabschnitt der Kopplungseinrichtung ein- und durch deren zumindest einen Strömungsauslass aus der Massenstromsteuerungseinrichtung ausströmen. Die jeweilige Kopplungseinrichtung kann mit den benachbarten Gehäuseteilen über die zumindest eine Befestigungseinrichtung, wie beispielsweise Verschlusslaschen, die Rastnasen an den Gehäuseteilen übergreifen und sich an diesen festhalten, lösbar verbunden sein oder werden.If at least two housing parts are provided or if the housing comprises at least two housing parts, these can be coupled to one another by at least one coupling device. The at least one coupling device can have at least one collecting line section, at least one flow passage for the medium to flow out of the mass flow control device and at least one fastening device for fastening the at least one coupling device to the adjacent housing parts. Thus, if at least two housing parts are provided, which are connected to one another by the at least one coupling device, there is the possibility of arranging any number of housing parts with valve elements arranged therein in series. The collecting lines of two adjacent housing parts are fluidically connected to one another by the respective collecting line sections of the coupling devices. Since the coupling devices each have at least one manifold section with at least one flow passage, medium can flow into the manifold section of the coupling device from the manifolds of the at least two housing parts adjacent to the respective coupling device and flow out of the mass flow control device through its at least one flow outlet. The respective coupling device can be or will be releasably connected to the adjacent housing parts via the at least one fastening device, such as, for example, locking tabs, the latching lugs on the housing parts and holding onto them.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
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1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Massenstromsteuerungseinrichtung mit zwei endseitig angeordneten Aktuatoren sowie vier Strömungseinlässen und fünf Strömungsauslässen, -
2 eine Seitenansicht der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 , -
3 eine Längsschnittansicht entlang der Linie A-A aus2 der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 , -
4 eine Explosionsansicht der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 , -
5a und5b zwei erfindungsgemäße Ventilelemente der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 bzw.4 , -
6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuseteils der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 , -
7 eine Frontansicht des Gehäuseteils gemäß6 , -
8 eine Längsschnittansicht durch den Gehäuseteil entlang der Linie B-B aus7 , -
9 eine perspektivische Ansicht zweier aneinander zu koppelnder Ventilelemente gemäß4 , -
10 eine perspektivische Ansicht des Gehäuseteils gemäß6 mit Einblick in dessen Inneres und Draufsicht auf dessen innere Wandung, -
11 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Massenstromsteuerungseinrichtung mit zwei endseitig angeordneten Aktuatoren, wobei zwei Gehäuseteile mit dazwischen eingefügten Kopplungseinrichtungen vorgesehen sind, -
12 eine Explosionsansicht der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß11 , -
13 eine perspektivische Ansicht der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß11 , bei der an einem Ende der Aktuator entfernt ist, und Draufsicht auf die dort aus dem Gehäuseteil herausragende Antriebswelle, -
14a eine perspektivische Ansicht zweier erfindungsgemäßer Ventilelemente mit dazwischen angeordnetem O-Ring, -
14b eine perspektivische vergrößerte Ansicht des einen Ventilelements mit umlaufender Nut zum Anordnen des Dichtrings in Form des O-Rings gemäß14a , -
15a und15b perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Ventilelements der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 oder11 mit doppel-T-förmiger Steuerkontur, -
16a und16b perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Ventilelements der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 oder11 mit birnenförmiger Steuerkontur, -
17a und17b perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ventilelements der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 oder11 mit Y-förmiger Steuerkontur, -
18a und18b perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Ventilelements der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß1 oder11 mit T-förmiger Steuerkontur sowie Außendichtung und Innendichtung, -
19 eine perspektivische Detailansicht, teilweise geschnitten, der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß11 mit Blick auf ein Ventilelement gemäß15a mit doppel-T-förmiger Steuerkontur, -
20 eine perspektivische Detailansicht, teilweise geschnitten, der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß11 mit Blick auf ein Ventilelement gemäß16a mit birnenförmiger Steuerkontur, -
21 eine perspektivische Detailansicht, teilweise geschnitten, der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß11 mit Blick auf das Ventilelement gemäß17a mit Y-förmiger Steuerkontur, -
22 eine perspektivische Detailansicht, teilweise geschnitten, der Massenstromsteuerungseinrichtung gemäß11 mit Blick auf das Ventilelement gemäß18a mit T-förmiger Steuerkontur, -
23 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen einteiligen Antriebswelle mit radial von dieser abstehendem Mitnehmerabschnitt und Mitnahmekontur, -
24 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer mehrteiligen erfindungsgemäßen Antriebswelle mit einem radial von dieser abstehenden Mitnehmerabschnitt, -
25 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen zweiteiligen Antriebswelle, umfassend zwei Antriebswellenteile gemäß24 , -
26 eine perspektivische Ansicht zweier aneinandergekoppelter Ventilelemente gemäß15a und15b , durchdrungen von der Antriebswelle gemäß23 , in einer ersten Position, -
27 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß26 , umfassend die beiden Ventilelemente und die Antriebswelle, in einer zweiten Position vom erstem und zweitem Ventilelement und Antriebswelle, -
28 eine perspektivische, teilweise gebrochene Ansicht der Anordnung gemäß26 und 27 , enthaltend die beiden Ventilelemente und die Antriebswelle, wobei sich das zweite Ventilelement in einer um etwa 90 ° gegenüber der Position in26 und 27 gedrehten Position befindet, und -
29 eine perspektivische, teilweise gebrochene Ansicht der Anordnung aus zwei Ventilelementen und Antriebswelle gemäß26 in einer vierten Position von zweitem Ventilelement und Antriebswelle.
-
1 a perspective view of a first embodiment of a mass flow control device according to the invention with two actuators arranged at the ends as well as four flow inlets and five flow outlets, -
2 a side view of the mass flow control device according to FIG1 , -
3 a longitudinal sectional view along theline AA 2 the mass flow control device according to1 , -
4th an exploded view of the mass flow control device according to1 , -
5a and5b two valve elements according to the invention of the mass flow control device according to1 or.4th , -
6th a perspective view of a housing part according to the invention of the mass flow control device according to FIG1 , -
7th a front view of the housing part according to6th , -
8th a longitudinal sectional view through the housing part along the line BB7th , -
9 a perspective view of two valve elements to be coupled to one another according to FIG4th , -
10 a perspective view of the housing part according to6th with a view of its interior and plan view of its inner wall, -
11 a perspective view of a second embodiment of a mass flow control device according to the invention with two actuators arranged at the ends, wherein two housing parts are provided with coupling devices inserted between them, -
12th an exploded view of the mass flow control device according to11 , -
13th a perspective view of the mass flow control device according to FIG11 , in which the actuator is removed at one end, and plan view of the drive shaft protruding from the housing part there, -
14a a perspective view of two valve elements according to the invention with an O-ring arranged between them, -
14b a perspective enlarged view of a valve element with a circumferential groove for arranging the sealing ring in the form of the O-ring according to FIG14a , -
15a and15b perspective views of a valve element according to the invention of the mass flow control device according to FIG1 or11 with double-T-shaped control contour, -
16a and16b perspective views of a valve element according to the invention of the mass flow control device according to FIG1 or11 with pear-shaped control contour, -
17a and17b perspective view of a valve element according to the invention of the mass flow control device according to FIG1 or11 with Y-shaped control contour, -
18a and18b perspective views of a valve element according to the invention of the mass flow control device according to FIG1 or11 with T-shaped control contour as well as outer seal and inner seal, -
19th a perspective detailed view, partially cut, of the mass flow control device according to11 with a view of a valve element according to15a with double-T-shaped control contour, -
20th a perspective detailed view, partially cut, of the mass flow control device according to11 with a view of a valve element according to16a with pear-shaped control contour, -
21 a perspective detailed view, partially cut, of the mass flow control device according to11 with a view of the valve element according to17a with Y-shaped control contour, -
22nd a perspective detailed view, partially cut, of the mass flow control device according to11 with a view of the valve element according to18a with T-shaped control contour, -
23 a perspective view of a one-piece drive shaft according to the invention with a driver section protruding radially therefrom and a driver contour, -
24 a perspective view of part of a multi-part drive shaft according to the invention with a driver portion protruding radially from this, -
25th a perspective view of a two-part drive shaft according to the invention, comprising two drive shaft parts according to FIG24 , -
26th a perspective view of two coupled valve elements according to FIG15a and15b , penetrated by the drive shaft according to23 , in a first position, -
27 a partially sectioned perspective view of the arrangement according to26th , comprising the two valve elements and the drive shaft, in a second position of the first and second valve element and drive shaft, -
28 a perspective, partially broken view of the arrangement according to FIG26th and27 , Containing the two valve elements and the drive shaft, wherein the second valve element is in a position by about 90 ° relative to the position in26th and27 rotated position, and -
29 a perspective, partially broken view of the arrangement of two valve elements and drive shaft according to FIG26th in a fourth position of the second valve element and drive shaft.
Die
Der Gehäuseteil
Auf der Außenseite
Wie weiter insbesondere den
Im Inneren
Jedes der Ventilelemente
Um einen Freilauf zwischen den jeweiligen Ventilelementpaaren
Mitnahmekonturen wären dann die Konturen
In
Alle Ventilelemente
Zwischen den beiden nicht direkt mit einem der Aktuatoren
Medium, wie beispielsweise ein Fluid, kann über die Anschlussstutzen
Anstelle der in den
In den
Die jeweilige Kopplungseinrichtung
Die Positionierung der Kopplungseinrichtungen
Wie insbesondere weiter der Explosionsansicht in
Wie ferner insbesondere in
In den
In den
Die in den
Wie den
Anstelle einer jeweils an den Ventilelementen ausgebildeten Antriebswelle, wie dies bei den Ventilelementen
Beabstandet von dem tellerartigen Abschnitt
In
In der in
In der in
Dem Vergleich der
Anstelle einer einteiligen oder einstückigen Antriebswelle
Die beiden Antriebswellenteile
Außer einer zweiteiligen Antriebswelle
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Ausführungsformen einer Massenstromsteuerungseinrichtung zum Steuern von Massenströmen in einem Mediumverteilsystem können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, bei denen jeweils zumindest ein Gehäuse mit zumindest einem Gehäuseteil, zumindest ein Aktuator, zumindest ein innerhalb des zumindest ein Gehäuseteils drehbar angeordnetes Ventilelement und zumindest zwei Strömungsdurchlässe vorgesehen sind, von denen zumindest einer zum Einströmen von Medium in die Massenstromsteuerungseinrichtung dient und zumindest einer zum Ausströmen des Mediums aus dieser, wobei der zumindest eine Aktuator zum Antreiben eines der Ventilelemente, also zum Verstellen von dessen Drehpositionen innerhalb des Gehäuseteils, vorgesehen und mit diesem antriebsgekoppelt werden kann, wobei der Gehäuseteil in Richtung seiner Längserstreckung zumindest eine Sammelleitung, die mit Strömungsauslässen strömungsverbindbar oder -verbunden ist, aufweist und die zumindest eine Sammelleitung zumindest eine Übergabekontur in Richtung des zumindest einen im Inneren des Gehäuseteils angeordneten Ventilelements aufweist. Das zumindest eine Ventilelement ist mit einer außenseitigen Strömungskontur zum Umströmen mit Medium und zumindest einer mit der außenseitigen Strömungskontur strömungsverbindbaren oder strömungsverbundenen Steuerkontur versehen, wobei die außenseitige Strömungskontur in Strömungsverbindung mit jeweils einem Strömungsdurchlass gebracht werden kann und die Steuerkontur mit zumindest einer der Übergabekonturen in dem Gehäuseteil in Strömungsverbindung gebracht werden kann.In addition to the embodiments of a mass flow control device described above and shown in the exemplary embodiment for controlling mass flows in a medium distribution system, numerous others can be provided in which at least one housing with at least one housing part, at least one actuator, at least one rotatable within the at least one housing part arranged valve element and at least two flow passages are provided, of which at least one is used for the inflow of medium into the mass flow control device and at least one for the outflow of the medium therefrom, the at least one actuator for driving one of the valve elements, i.e. for adjusting its rotational positions within the Housing part, can be provided and drive-coupled thereto, the housing part in the direction of its longitudinal extension at least one collecting line which can be flow-connected or combined with flow outlets en, and the at least one collecting line has at least one transfer contour in the direction of the at least one valve element arranged in the interior of the housing part. The at least one valve element is provided with an outside flow contour for the medium to flow around and at least one control contour that can be flow-connected or flow-connected to the outside flow contour, the outside flow contour being able to be brought into flow connection with a respective flow passage and the control contour with at least one of the transfer contours in the housing part can be brought into flow communication.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- MassenstromsteuerungseinrichtungMass flow control device
- 22
- GehäuseteilHousing part
- 2a2a
- erster Gehäuseteilfirst housing part
- 2b2 B
- zweiter Gehäuseteilsecond housing part
- 33
- erster Aktuatorfirst actuator
- 44th
- zweiter Aktuatorsecond actuator
- 55
- deckelförmiges Verschlusselementlid-shaped closure element
- 66th
- deckelförmiges Verschlusselementlid-shaped closure element
- 77th
- VentilelementValve element
- 88th
- VentilelementValve element
- 99
- VentilelementValve element
- 1010
- VentilelementValve element
- 2020th
- RastnaseLocking lug
- 2121
- GehäusewandungHousing wall
- 2222nd
- AußenseiteOutside
- 2323
- Sammelleitung/AxialkanalCollective line / axial channel
- 2424
- Inneres von 23Interior of 23
- 2525th
- Inneres von 2Inside of 2
- 2626th
- Übergabekontur/DurchgangsöffnungTransfer contour / through opening
- 2727
- AußenseiteOutside
- 2828
- Innenseiteinside
- 2929
- WandungWall
- 5050
- VerschlusslascheLocking tab
- 5151
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 6060
- VerschlusslascheLocking tab
- 6161
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 7070
- zylindrischer Ventilkörpercylindrical valve body
- 7171
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 7272
- T-förmige NutT-shaped groove
- 7373
- Antriebswelledrive shaft
- 7474
- MitnehmerkonturDriver contour
- 7575
- StützkonturSupport contour
- 7676
- DichtkonturSealing contour
- 7777
- DichtkonturSealing contour
- 7878
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 8080
- zylindrischer Ventilkörpercylindrical valve body
- 8181
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 8282
- T-förmige NutT-shaped groove
- 8383
- Antriebswelledrive shaft
- 8484
- MitnahmekonturDriving contour
- 8585
- StützkonturSupport contour
- 8686
- DichtkonturSealing contour
- 8787
- DichtkonturSealing contour
- 8888
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 9090
- zylindrischer Ventilkörpercylindrical valve body
- 9191
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 9292
- T-förmige NutT-shaped groove
- 9393
- Antriebswelledrive shaft
- 9494
- MitnehmerkonturDriver contour
- 9595
- StützkonturSupport contour
- 9696
- DichtkonturSealing contour
- 9797
- DichtkonturSealing contour
- 9898
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 100100
- zylindrischer Ventilkörpercylindrical valve body
- 101101
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 102102
- T-förmige NutT-shaped groove
- 103103
- Antriebswelledrive shaft
- 104104
- MitnahmekonturDriving contour
- 105105
- StützkonturSupport contour
- 106106
- DichtkonturSealing contour
- 107107
- DichtkonturSealing contour
- 108108
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 129129
- innere Durchgangsöffnunginner passage opening
- 230230
- AnschlussstutzenConnection piece
- 231231
- AnschlussstutzenConnection piece
- 232232
- AnschlussstutzenConnection piece
- 233233
- AnschlussstutzenConnection piece
- 234234
- AnschlussstutzenConnection piece
- 235235
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 236236
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 237237
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 238238
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 239239
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 240240
- Außenwandung von 23Outer wall of 23
- 241241
- AnschlussstutzenConnection piece
- 242242
- AnschlussstutzenConnection piece
- 243243
- AnschlussstutzenConnection piece
- 244244
- AnschlussstutzenConnection piece
- 245245
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 246246
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 247247
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 248248
- StrömungsdurchlassFlow passage
- 260260
- DichtelementSealing element
- 300300
- KopplungseinrichtungCoupling device
- 307307
- VentilelementValve element
- 308308
- VentilelementValve element
- 309309
- VentilelementValve element
- 310310
- VentilelementValve element
- 322322
- VerbindungsabschnittConnection section
- 323323
- SammelleitungsabschnittManifold section
- 324324
- VerbindungsabschnittConnection section
- 330330
- AnschlussstutzenConnection piece
- 350350
- VerschlusslascheLocking tab
- 351351
- VerschlusslascheLocking tab
- 360360
- Antriebswelledrive shaft
- 361361
- MehrkantabschnittPolygonal section
- 362362
- ringförmiger Anschlagannular stop
- 363363
- tellerartiger Abschnittplate-like section
- 364364
- SegmentaussparungSegment recess
- 365365
- MitnehmerabschnittDriver section
- 380380
- SteuerkonturControl contour
- 381381
- umlaufende Nut/Strömungskonturcircumferential groove / flow contour
- 382382
- zylindrischer Ventilkörpercylindrical valve body
- 383383
- DichtkonturSealing contour
- 384384
- DichtkonturSealing contour
- 385385
- umlaufende Nutcircumferential groove
- 386386
- Mitnehmerkontur / segmentförmige ÖffnungDriver contour / segment-shaped opening
- 387387
- Mitnahmekontur / segmentförmiges ElementDriving contour / segment-shaped element
- 390390
- Dichtring/AußendichtungSealing ring / outer seal
- 391391
- InnendichtungInner seal
- 460460
- Antriebswelledrive shaft
- 461461
- AntriebswellenteilDrive shaft part
- 462462
- AntriebswellenteilDrive shaft part
- 463463
- MehrkantabschnittPolygonal section
- 464464
- zylindrischer hohler Körperabschnittcylindrical hollow body section
- 465465
- Kragencollar
- 466466
- SegmentabschnittSegment section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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-
2021
- 2021-01-20 DE DE102021000262.8A patent/DE102021000262A1/en active Pending
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---|---|
DE102021000262A9 (en) | 2022-03-03 |
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