DE102021109742B4

DE102021109742B4 - Zentralventileinrichtung mit Anschlussraster und drehbarem Verstellelement für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs und Elektrofahrzeug mit einem solchen Kühlsystem

Info

Publication number: DE102021109742B4
Application number: DE102021109742.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hacker
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2041-04-20
Also published as: DE102021109742A1

Abstract

Zentralventileinrichtung (12) für ein Kühlsystem (100) eines Kraftfahrzeugs (200), insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, miteinem blockartigen Anschlusselement (50) ';einem in dem Anschlusselement (50) aufgenommenen zylindrischen Verstellelement (52),wobei das Verstellelement (52) relativ zu dem Anschlusselement (50) um eine Verstellachse (VA) drehbar ist,wobei das Anschlusselement (50) entlang von wenigstens einer zur Verstellachse (VA) parallelen Seite (54, 56) mehrere strömungstechnisch voneinander getrennte Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) aufweist, die ein Anschlussraster mit mehreren zur Verstellachse (VA) orthogonalen Anschlussebenen (E1-E6) bilden, wobei jede Anschlussebene (E1-E6) mehrere Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) aufweist, wobei das Verstellelement (52) wenigstens einen Verteilabschnitt (52a) aufweist,wobei das Verstellelement (52) relativ zu dem Anschlusselement (50) in mehrere Schaltstellungen (I-VII) einstellbar ist, in denen wenigstens einer der Verteilabschnitte (52a) strömungstechnisch wenigstens zwei getrennte Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) der gleichen Anschlussebene (E1-E6) verbindet oder/und wenigstens einen Anschlussabschnitt (50a, A0-A9) einer ersten Anschlussebene (E1-E6) mit wenigstens einem Anschlussabschnitt (50a, A0-A9) einer zweiten Anschlussebene (E1-E6) verbindet,dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (50) quaderförmig ausgebildet ist mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten (54, 56), in denen die Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) angeordnet sind und dass das Anschlusselement (50) an beiden Seiten (54, 56) wenigstens drei Anschlussebenen (E1-E6) mit jeweils wenigstens drei Anschlussabschnitten (50a, A0-A9) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentralventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, mit einem blockartigen Anschlusselement; einem in dem Anschlusselement aufgenommenen zylindrischen Verstellelement, wobei das Verstellelement relativ zu dem Anschlusselement um eine Verstellachse drehbar ist, und wobei das Anschlusselement entlang von wenigstens einer zur Verstellachse im Wesentlichen parallelen Seite mehrere strömungstechnisch voneinander getrennte Anschlussabschnitte aufweist.
Eine derartige Zentralventileinrichtung ist beispielsweise bekannt aus der CN 1 12 555 462 A oder der CN 1 12 879 601 A oder der GB 677 093 A oder der US 2021 / 0 131 575 A1 .
Aus der DE 10 2019 107 190 A1 ist eine zylindrische Zentralventileinrichtung bekannt, bei der mehrere entlang einer Verstellachse übereinander angeordnete Eingänge und Ausgänge in einem Hohlzylinder vorgesehen sind, die sich nach radial außen erstrecken. Die Zentralventileinrichtung umfasst ein konzentrisch zu dem Hohlzylinder angeordnetes zylindrisches Stellglied. In dem Stellglied sind mehrere Verbindungskanäle ausgebildet, die jeweils für eine spezielle Schaltstellung ein Verbindung zwischen einem Eingang und einem Ausgang herstellen. Dabei sind für jede Schaltstellung alle erforderlichen Verbindungskanäle in dem Stellelement von Anfang an konstruktiv vorzusehen, so dass eine Erweiterung von Verschaltungen oder/und Anschlüssen nur schwer möglich ist. Mittels der bekannten Zentralventileinrichtung sind bis zu vier Schaltstellungen ermöglicht, was insbesondere dadurch bedingt ist, dass sich die Verbindungskanäle innerhalb des Stellglieds strömungstechnisch nicht kreuzen dürfen.
Ein weiteres Rotationsventil für ein Kühlsystem ist aus der DE 10 2015 000 424 B3 bekannt.
Weitere Kühlsysteme für insbesondere elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge bzw. weitere Ventilanordnungen sind beispielsweise aus der DE 11 2013 004 227 T5 , der EP 3 121 040 A1 , der CN 107 218 412 A , der WO 2009/ 088 504 A1 , der US 2017 / 0 152 957 A1 , der JP 2000 - 320 698 A und der EP 0 898 100 A2 bekannt.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Zentralventileinrichtung anzugeben, welche die obigen Nachteile vermeidet und insbesondere mehr Anschlüsse und Schaltstellungen ermöglicht als bislang bekannte Ventileinrichtungen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zentralventileinrichtung, ein Kühlsystem und ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Vorgeschlagen wird also eine Zentralventileinrichtung für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, mit
einem blockartigen Anschlusselement;
einem in dem Anschlusselement aufgenommenen zylindrischen Verstellelement, wobei das Verstellelement relativ zu dem Anschlusselement um eine Verstellachse drehbar ist,
wobei das Anschlusselement entlang von wenigstens einer zur Verstellachse im Wesentlichen parallelen Seite mehrere strömungstechnisch voneinander getrennte Anschlussabschnitte aufweist, die ein Anschlussraster mit
mehreren zur Verstellachse orthogonalen Anschlussebenen bilden, wobei jede Anschlussebene mehrere Anschlussabschnitte aufweist,
wobei das Verstellelement wenigstens einen Verteilabschnitt aufweist,
und wobei das Verstellelement relativ zu dem Anschlusselement in mehrere Schaltstellungen einstellbar ist, in denen wenigstens einer der Verteilabschnitte strömungstechnisch wenigstens zwei getrennte Anschlussabschnitte der gleichen Anschlussebene verbindet oder/und wenigstens einen Anschlussabschnitt einer ersten Anschlussebene mit wenigstens einem Anschlussabschnitt einer zweiten Anschlussebene verbindet.
Durch die Ausgestaltung des Anschlusselements als eine Art Block mit Anschlussabschnitten die Anschlussraster mit mehreren zur Verstellachse orthogonalen Anschlussebenen bilden, wobei jede Anschlussebene mehrere Anschlussabschnitte aufweist, kann die Anschlussfunktionalität der Zentralventileinrichtung verbessert werden. Insbesondere ist es möglich, mehr Leitungsabschnitte eines Kühlsystems anzuschließen und in Kombination mit dem Verstellelement mehr Schaltstellungen durch die Zentralventileinrichtung bereitzustellen. Die rasterartige Anordnung der Anschlussabschnitte ermöglicht ferner eine einfache Zuordnung und Kopplung von Verbindungsstücken und Leitungen des Kühlsystems mit der Zentralventileinrichtung.
Das Anschlusselement ist quaderförmig ausgebildet mit zwei gegenüberliegenden Seiten, in denen die Anschlussabschnitte angeordnet sind. In einer quaderförmigen Ausgestaltung sind die Anschlussabschnitte in zwei gegenüberliegenden (nicht benachbarten) Seiten angeordnet. In einem alternativ denkbaren prismaförmigen Anschlusselement, das beispielsweise eine sechseckige Grundfläche aufweist, können Abschlussabschnitt in jeder zweiten Seite vorgesehen sein, so dass in drei (nicht benachbarten) Seiten rasterartig angeordnete Anschlussabschnitte angeordnet sind.
Das Anschlusselement kann zwei Stirnseiten mit einer jeweiligen kreisförmigen Öffnung aufweisen, in denen das Verstellelement aufgenommen ist.
Die Anschlussabschnitte des Anschlusselements können an ihrem dem Verstellelement zugewandten inneren Ende derart ausgebildet sein, dass das Verstellelement formschlüssig im Anschlusselement aufgenommen ist. Mit anderen Worten weisen zwischen den Anschlussabschnitten vorhandene Trennwände ein inneres Ende auf, das gekrümmt ist.
Ein Innenradius der Öffnungen im Anschlusselement und ein Innenradius im Bereich der inneren Enden der Anschlussabschnitte kann dabei im Wesentlichen dem Außenradius des Verstellelements entsprechen.
Bei der Zentralventileinrichtung können die Anschlussabschnitte der wenigstens einen Seite als zueinander parallele Anschlusskanäle ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Ausgestaltung und Herstellung des Anschlusselements mit der rasterartigen Anordnung von Anschlussabschnitten verglichen mit bekannten Anschlusselementen, bei denen die Anschlussabschnitte üblicherweise radial ausgerichtet sind.
Bei der Zentralventileinrichtung kann der wenigstens eine Verteilabschnitt des Verstellelements als kreissektorförmige oder ringsektorförmige Ausnehmung ausgebildet sein. Der wenigstens eine Verteilabschnitt kann ferner eine radiale Tiefe aufweisen die kleiner ist als der Radius des Verstellelements. Die Verteilabschnitte weisen somit eine sehr einfache Formgebung auf, die in dem zylindrischen Verstellelement einfach herstellbar sind. Insbesondere können komplexe Formgebungen für die Verteilabschnitte vermieden werden Zusätzlich können Verteilabschnitte vermieden werden, welche die Verstellachse schneiden, bzw. durch das zylindrische Verstellelements in Querrichtung hindurchgehen.
Das Anschlusselement weist erfindungsgemäß an den beiden Seiten wenigstens drei Anschlussebenen mit jeweils wenigstens drei Anschlussabschnitten auf. Optional kann das Anschlusselement an beiden Seiten sechs Anschlussebenen mit jeweils fünf Anschlussabschnitten aufweisen.
Bei der Zentralventileinrichtung kann sich ein betreffender Verteilabschnitt des Verstellelements sich in Umfangsrichtung oder/und in Axialrichtung über wenigstens zwei Anschlussabschnitte des Anschlusselements erstrecken. Dabei kann ein betreffender Verteilabschnitt einen Sektorwinkel aufweisen von etwa 20° bis 120°, insbesondere etwa 30° bis 75°.
Bei der Zentralventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei können die Anschlussabschnitte einen polygonalen oder zumindest teilweise runden Strömungsquerschnitt aufweisen. Denkbar sind bei der rasterartigen Anordnung beispielsweise quadratische oder rechteckige Strömungsquerschnitte, aber auch ein Wabenmuster oder rasterartig angeordnete Kreise sind als Strömungsquerschnitt möglich.
Ein Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit
einem ersten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente;
einem zweiten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers; und
mit einem dritten Kühlmittelkreislauf zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers;
kann eine oben beschriebene Zentralventileinrichtung aufweisen bzw. enthalten, die mit jedem Kühlmittelkreislauf in Wirkverbindung steht.
Bei einem Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug kann jeder Kühlmittelkreislauf wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelvorlauf aufweisen, der an wenigstens einem Anschlussabschnitt einer der Anschlussebenen beginnt, und wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelrücklauf aufweisen, der an einem anderen Anschlussabschnitt einer der Anschlussebenen endet, wobei die Zentralventileinrichtung mittels des Verstellelements in mehrere Schaltstellungen einstellbar ist, wobei in jeder Schaltstellung wenigstens ein Kühlmittelrücklauf von jedem Kühlmittelkreislauf mit wenigstens einem der Kühlmittelvorläufe in Verbindung steht.
Eine Elektrofahrzeug kann mit einem oben beschriebenen Kühlsystem ausgerüstet sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:

1 ein vereinfachtes und schematisches Prinzipschaltbild eines Kühlsystems mit Zentralventileinrichtung;
2 eine Vergrößerung der Zentralventileinrichtung der 1 mit nummerierten Anschlüssen;
3 eine vereinfachte und schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform der Zentralventileinrichtung;
4 eine vereinfachte und schematische Perspektivansicht eines Anschlusselements der Zentralventileinrichtung;
5 eine vereinfachte und schematische Perspektivansicht eines Verstellelements der Zentralventileinrichtung;
6 eine vereinfachte und schematische Ansicht des Anschlussrasters;
7 ein Kreisschema der Zentralventileinrichtung mit überlagertem Anschlusselement und Verstellelement;
8 ein Kreisschema des Anschlusselements mit Zuordnung von Anschlüssen an Kühlmittelkreisläufe;
9 eine mittels der Zentralventileinrichtung einstellbare Schaltstellung des Kühlsystems;
10 vereinfachte und schematische Überlagerungen des Verstellelements mit den Anschlusselementen des Zentralventils in der Schaltstellung der 9;
11 eine mittels der Zentralventileinrichtung einstellbare Schaltstellung des Kühlsystems;
12 vereinfachte und schematische Überlagerungen des Verstellelements mit den Anschlusselementen des Zentralventils in der Schaltstellung der 11;
13 in den Teilfiguren A) bis E) verschiedene weitere Schaltstellungen anhand des Schaltbilds für die Zentralventileinrichtung aus der 2.

In 1 ist vereinfacht und schematisch ein Kühlsystem 100 für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug 200 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 200, insbesondere Elektrofahrzeug, ist dabei in 1 lediglich als schematisches Rechteck um das Kühlsystem 100 herum angedeutet.
Das Kühlsystem 100 bildet insgesamt einen Gesamtkreislauf für Kühlmittel zum Kühlen bzw. Konditionieren bzw. Temperieren von Komponenten des Kraftfahrzeugs 200. Das Kühlsystem weist eine Zentralventileinrichtung 12 auf, die nachfolgend auch alternativ als Zentralventil 12 angesprochen wird.
Das Kühlsystem 100 weist einen ersten Kühlmittelkreislauf KK1 zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente 14 des Kraftfahrzeugs 200 auf. Dabei weist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 eine erste Kühlmittelpumpe 16 und einen Kühler 18 auf. Unter dem Begriff elektrische oder/und mechanische Komponente 14 sind hier verschiedene Bauteile zusammengefasst, wie beispielsweise ein hier nicht dargestellter Elektromotor oder/und ein Stromwandler, wie etwa DC/DC-Wandler, ein Getriebe oder dergleichen.
Das Kühlsystem 100 weist ferner einen zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 auf zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers 20, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 eine zweite Kühlmittelpumpe 22 aufweist.
Das Kühlsystem 100 umfasst ferner einen dritten Kühlmittelkreislauf KK3 zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers 20, wobei der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 einen Wärmeübertrager 24, insbesondere Chiller, aufweist, der mit einer hier nur vereinfacht als Rechteck dargestellten Kälteanlage 26 des Elektrofahrzeugs in thermischer Wirkverbindung steht. Ferner kann im dritten Kühlmittelkreislauf KK3 ein Zusatzheizmodul 28 vorgesehen sein Das Zusatzheizmodul 28 kann beispielsweise eine elektrischer Zusatzheizer bzw. eine Hochvolt-Heizer sein.
Der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 und der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 können gemeinsam auch als sogenannter Batteriekreislauf bezeichnet werden.
Das Kühlsystem 100 weist einen Ausgleichsbehälter 30 auf. Mittels des Ausgleichsbehälters 30 kann das Kühlsystem 100 mit Kühlmittel befüllt werden. Der Ausgleichsbehälter 30 steht über einen Leitungsabschnitt 32 mit einer Luftabscheidungsvorrichtung 34 in Verbindung die im ersten Kühlmittelkreislauf KK1 angeordnet ist. Die Luftabscheidungsvorrichtung 34 ist im gezeigten Beispiel stromaufwärts von der ersten Kühlmittelpumpe 16 angeordnet. Wird mit dem Kühlsystem eine Entlüftungsroutine durchgeführt, kann Luft bzw. können Luftblasen über den Leitungsabschnitt 32 in den Ausgleichsbehälter 30 entweichen.
Der erste Kühlmittelkreislauf KK1 kann einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe 16 und stromaufwärts von dem Kühler 18 abzweigenden Bypassabschnitt 36 aufweisen. Der Bypassabschnitt 36 beginnt an einer Abzweigung 38 und endet an der Zentralventileinrichtung 12. Somit bildet der Bypassabschnitt 36 einen sogenannten Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 zu der Zentralventileinrichtung 12.
Der erste Kühlmittelkreislauf KK1 kann weiter einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe 16 und stromaufwärts von der zu kühlenden antriebsseitigen Komponente 14 abzweigenden Zusatzabschnitt 40 aufweisen. Der Zusatzabschnitt 40 beginnt an einer Abzweigung 42 und endet an der Zentralventileinrichtung 12. Somit bildet der Zusatzabschnitt 40 einen Zusatz-Kühlmittelrücklauf KRZ des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1.
Wie sich aus der obigen Beschreibung des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 ergibt, weist dieser im gezeigten Beispiel ausgehend von der Zentralventileinrichtung 12 einen Kühlmittelvorlauf KV1 und einen den Kühler 18 aufweisenden Kühlmittelrücklauf KR1 auf. Ferner kann Kühlmittel im ersten Kühlmittelkreislauf KK1 auch über den Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB oder/und den Zusatz-Kühlmittelrücklauf KRZ wieder zurück zum Zentralventil 12 geführt werden.
Der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 weist ausgehend von dem Zentralventil 12 einen Kühlmittelvorlauf KV2 und einen den elektrischen Energiespeicher 20 aufweisenden Kühlmittelrücklauf KR2 auf. Zusätzlich kann der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 einen Lade-Kühlmittelvorlauf KVL aufweist, der strömungstechnisch parallel zur zweiten Kühlmittelpumpe 22 angeordnet ist. der Lade-Kühlmittelvorlauf KVL beginnt beim Zentralventil 12 und endet an einem Abzweig 44, der stromabwärts von der zweiten Kühlmittelpumpe 22 angeordnet ist.
Ferner zweigt im zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 stromaufwärts von der zweiten Kühlmittelpumpe 22 eine Ausgleichsleitung 46 ab, die strichpunktiert dargestellt ist. Die Ausgleichsleitung 46 mündet in den Ausgleichsbehälter 30, so dass auf diese Weise ein Kühlmittelausgleich bzw. Druckausgleich in dem Kühlsystem 100 erfolgen kann. Über die Ausgleichsleitung 46 kann auch Luft in den Ausgleichsbehälter 30 entweichen.
Der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 weist ausgehend von dem Zentralventil 12 einen Kühlmittelvorlauf KV3 und einen Kühlmittelrücklauf KR3 auf. Im gezeigten Beispiel umfasst der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 einen Chiller-Kühlmittelvorlauf KVC und einen Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf KVH auf, die strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden strömungstechnisch parallelen Vorläufe KVC und KVH münden in einem Abzweig 48.
Bei dem oben unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen Kühlsystem 100 stellt die Zentralventileinrichtung 12 ein zentrales Element dar, das als Ausgangspunkt für die Topologie des Kühlsystems bzw. der Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 dient. Dabei ist das Zentralventil 12 insbesondere so ausgeführt bzw. ausgestaltet, dass alle Verschaltungen der Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 einzig mittels Verstellung der Zentralventileinrichtung 12 einstellbar sind. Dabei kann die Zentralventileinrichtung 12 je nach Schaltstellung als Mischventil oder/und Umschaltventil für einen betreffenden Kühlmittelkreislauf KK1, KK2, KK3 wirken.

2 zeigt das Zentralventil 12 in einer vergrößerten schematischen Darstellung mit nummerierten Anschlüssen. In dem dargestellten Beispiel sind Anschlüsse der Zentralventileinrichtung 12 wie folgt den Vorläufen KVx bzw. Rückläufen KRx der jeweiligen Kühlmittelkreisläufe KKn zugeordnet:

Anschluss	Kühlmittelkreislauf KKn	Vorlauf KVx	Rücklauf KRx
1	KK2	KV2	–
2	KK2	KVL	–
3	KK2	–	KR2
4	KK1	–	KR1
5	KK1	–	KRB
6	KK1	KV1	–
7	KK1	–	KRZ
8	KK3	KVC/KV3
9	KK3	KVH	-
10	KK3	–	KR3

Die hier beispielhaft verwendete Nummerierung der Anschlüsse 1 bis 10 kann natürlich auch eine andere sein. Ferner kann die Zentralventileinrichtung 12 auch mehr oder weniger als die hier beispielhaft gezeigten zehn Anschlüsse aufweisen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 12 eine Ausführungsform einer Zentralventileinrichtung 12 beschrieben, die in einem oben beschriebenen Kühlsystem 100 eingesetzt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass das oben beschriebene Kühlsystem 100 eine beispielhafte Ausführungsform eines Kühlsystems mit Zentralventileinrichtung 12 darstellt. Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform einer Zentralventileinrichtung 12 kann bei entsprechender Anpassung von Anschlüssen auch für Kühlsysteme mit anderer Topologie oder/und anderen Funktionen eingesetzt werden. Die Zentralventileinrichtung 12 ist also nicht auf den alleinigen Einsatz bzw. die Verwendung in dem oben beschriebenen Kühlsystem 100 eingeschränkt.
3 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Perspektivdarstellung eine Ausführungsform einer Zentralventileinrichtung 12. Die Zentralventileinrichtung 12 umfasst eine Anschlusselement 50 und ein Verstellelement 52. Das Anschlusselement 50 ist in diesem Beispiel quaderförmig ausgebildet. Das Verstellelement 52 ist zylindrisch ausgebildet und in dem Anschlusselement 50 aufgenommen. Das Verstellelement 52 kann relativ zu dem Anschlusselement 50 um eine Verstellachse VA gedreht werden.
Das Anschlusselement 50 weist entlang einer zur Verstellachse VA im Wesentlichen parallelen Seite, in der 3 einer Vorderseite 54, mehrere strömungstechnisch voneinander getrennte Anschlussabschnitte 50a auf. Die Anschlussabschnitte 50a bilden ein Anschlussraster mit mehreren zur Verstellachse VA orthogonalen Anschlussebenen E1 bis E6. Jede Anschlussebene E1 bis E6 weist mehrere Anschlussabschnitte 50a auf. Die Anschlussabschnitte 50a einer Ebene E1 bis E6 können auch als Anschlüsse A0 bis A4 in der Vorderseite 54 bezeichnet werden. Ergänzend sind auch noch Anschlüsse A5 bis A9 in der 3 enthalten, die darauf hinweisen, dass das Anschlusselement 50 auch auf einer zweiten Seite, in der 3 einer Rückseite 56, mehrere strömungstechnisch voneinander getrennte Anschlussabschnitte 50a aufweist.
4 zeigt das Anschlusselement 50 ohne das Verstellelement 52. Aus dieser Darstellung sind die auf der Rückseite 56 angeordneten Anschlussabschnitt 50a bzw. Anschlüsse A5 bis A9 besser ersichtlich. Das Anschlusselement 50 hat im gezeigten Beispiel zwei Stirnseiten 58 mit einer jeweiligen kreisförmigen Öffnung 60, in denen das Verstellelement 52 aufnehmbar bzw. aufgenommen (3) ist.
Aus der 4 ist auch ersichtlich, dass die Anschlussabschnitte 50a des Anschlusselements 50 an ihrem dem Verstellelement 52 bzw. der Verstellachse VA zugewandten inneren Ende derart ausgebildet sind, dass das Verstellelement 52 formschlüssig im Anschlusselement aufnehmbar oder aufgenommen (3) ist. Mit anderen Worten weisen zwischen den Anschlussabschnitten vorhandene Trennwände 62 ein inneres Ende 62a auf, das gekrümmt ist. Ein Innenradius IR der Öffnungen 60 im Anschlusselement 50 und ein Innenradius im Bereich der inneren Enden 62a der Anschlussabschnitte 50a kann dabei im Wesentlichen dem Außenradius AR des Verstellelements 52 (5) entsprechen. Aus der Darstellung ist im Übrigen auch ersichtlich, dass die Anschlussabschnitte 50a der wenigstens einen Seite 54, 56 als zueinander parallele Anschlusskanäle bzw. Anschlüsse A0 bis A9 ausgebildet sind.
Das Anschlusselement 50 weist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel an einer betreffenden Seite 54, 56 sechs Anschlussebenen E1 bis E6 mit jeweils fünf Anschlussabschnitten 50a (A0-A4 auf der Vorderseite 54 bzw. A5-A9 auf der Rückseite 56) auf. Es wird darauf hingewiesen, dass das hier vorgestellte Raster mit 6 Ebenen und 5 Anschlüssen nicht als einschränkende einzige Ausgestaltung eines Anschlusselements 50 zu verstehen ist. Vielmehr kann ein Anschlusselement allgemein an der betreffenden Seite wenigstens drei Anschlussebenen mit jeweils wenigstens drei Anschlussabschnitten aufweisen. Die Anzahl der Ebenen und die Anzahl der Anschlüsse bzw. Anschlussabschnitte in jeder Ebene kann entsprechend dem Bedarf und unter Berücksichtigung der Topologie eines mit der Zentralventileinrichtung 12 zu betreibenden Kühlsystems 100 gewählt werden.
Im gezeigten Beispiel weisen die Anschlussabschnitte 50a einen polygonalen, hier rechteckigen bzw. quadratischen Strömungsquerschnitt auf. Es sind aber auch andere Formen von Strömungsquerschnitten für die Anschlussabschnitte denkbar, wie etwa teilweise runde Strömungsquerschnitte, etwa kreisförmig, oval, elliptisch, polygonal mit abgerundeten Ecken, und dergleichen.
5 zeigt eine vereinfachte und schematische Perspektivansicht des Verstellelements 52. Das Verstellelement 52 weist in seinem zylindrischen Grundkörper wenigstens einen Verteilabschnitt 52a auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 5 sind drei Verteilabschnitte 52a sichtbar. Das Verstellelement 52 weist in diese Ausführungsform allerdings noch einen weiteren Verteilabschnitt auf, der in der gewählten Darstellung der 5 nicht sichtbar ist.
Wie sich aus der Zusammenschau der 3 bis 5 ergibt, kann das Verstellelement 52 relativ zu dem Anschlusselement 50 in mehrere Schaltstellungen bzw. Drehstellungen einstellbar ist. Die Verteilabschnitte 52a sind dabei so in dem Verstellelement 52 ausgebildet, dass ein Verteilabschnitt 52a strömungstechnisch wenigstens zwei getrennte Anschlussabschnitte 50a der gleichen Anschlussebene E1 bis E6 verbindet. Alternativ oder ergänzend kann ein (weiteres) Verteilelement 52a wenigstens einen Anschlussabschnitt 50a einer ersten Anschlussebene E1 bis E6 mit wenigstens einem Anschlussabschnitt 50a einer zweiten Anschlussebene E1 bis E6 verbinden. Mit anderen Worten erstreckt sich ein betreffender Verteilabschnitt 52a des Verstellelements 52 in Umfangsrichtung oder/und in Axialrichtung über wenigstens zwei Anschlussabschnitte 50a des Anschlusselements 50.
In der 5 dient beispielsweise der rechte Verteilabschnitt 52a einer strömungstechnischen Verbindung von Anschlussabschnitten 50a, die in den Anschlussebenen E1 und E2 angeordnet sind. Der mittlere Verteilabschnitt 52a ist hingegen so ausgeformt, dass er innerhalb der gleichen Anschlussebene E3 zwei benachbarte Anschlussabschnitte 50a strömungstechnisch verbinden kann. Der in 5 links sichtbare Verteilabschnitt 52a dient zur Herstellung von strömungstechnischen Verbindungen zwischen Anschlussabschnitten 50a in den Anschlussebenen E5 und E6. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anordnung und Ausgestaltung der Verteilabschnitte 52a hier anhand des Ausführungsbeispiels beschrieben wird, wobei die Verteilabschnitte aber auch auf andere Weise an dem Verstellelement 52 ausgebildet sein können.
Die Verteilabschnitte 52a sind im Beispiel als kreissektorförmige oder ringsektorförmige Ausnehmung in dem zylindrischen Grundkörper des Verstellelements 52 ausgebildet. Dabei weisen die Verteilabschnitte 52a eine radiale Tiefe RT auf, die kleiner ist als der Radius AR des Verstellelements. Mit anderen Worten sind die Verteilabschnitte 52a um die Verstellachse VA herum angeordnet, ohne diese aber zu schneiden.
Wie aus der 5 ersichtlich kann ein Verteilabschnitt 52a einen Sektorwinkel SW bzw. Öffnungswinkel von etwa 20° bis 120°, insbesondere etwa 30° bis 75°, aufweisen.
Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass aus den 3 und 5 ein Kopplungselement 66 des Verstellelements 52 ersichtlich ist, das mittelbar oder unmittelbar mit einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einem Stellmotor oder dergleichen, verbindbar oder verbunden ist, um das Verstellelement 52 in die erwähnten unterschiedlichen Schaltstellungen bzw. Drehstellungen einzustellen.
6 zeigt in einer schematischen und vereinfachten Darstellung die Anschlussabschnitte 50a der Vorderseite 54 und der Rückseite des Anschlusselement 50. Ausgehend von der Darstellung in 3 oder 5 ist die Zentralventileinrichtung 12 um 90° im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so dass die Anschlussebenen E1 bis E6 übereinander angeordnet sind. Die Vorderseite 54 zeigt entsprechend von links nach rechts die jeweiligen Anschlusskanäle bzw. Anschlüsse A0 bis A4. Die Rückseite 56 des Anschlusselements 50, die in den 3 und 5 nicht sichtbar ist, ist gedanklich von der Rückseite nach vorne hin umgeklappt.
In den jeweiligen Feldern, welche die Anschlussabschnitte 50a und deren strömungstechnische Trennung mittels Trennwänden 62 schematisch illustrieren, sind basierend auf der Beschreibung zur 1 und 2 und der dort erwähnten Tabelle die nummerierten Anschlüsse 1-10 der Zentralventileinrichtung 12 und die jeweilige Zuordnung zu den Vorläufen KVx bzw. Rückläufen KRx der jeweiligen Kühlmittelkreisläufe KKn angegeben. Aus dieser Darstellung ist also beispielhaft ersichtlich, welche Anschlussabschnitte 50a des Anschlusselements 50 mit welchen Kühlmittelleitungen verbunden sind, um die Zentralventileinrichtung 12 in einem oben beschriebenen Kühlsystem 100 einsetzen zu können. Anschlussabschnitte 50a, die keine Anschlussnummer aufweisen bzw. als gefüllte Fläche eingezeichnet sind, sind nicht mit einem der Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 verbunden.
Auch wenn dies in den Figuren nicht explizit dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Kühlmittelvorläufe KVx und Kühlmittelrückläufe KRx mittels Kopplungsstücken bzw. Verbindungselementen mit den Anschlussabschnitten 50a fluiddicht verbindbar oder verbunden sind. Vereinfacht können beispielweise eine Art Steckverbinder in die Anschlussabschnitte 50a eingeführt werden. Mehrere Verbindungselemente, die in unterschiedlichen Anschlussabschnitten 50a dem gleichen Vorlauf KVx oder Rücklauf KRx zugeordnet sind, werden außerhalb der Zentralventileinrichtung 12 strömungstechnisch so miteinander verbunden, dass ein gemeinsamer Kühlmittelleitungsabschnitt gebildet wird. Die Verbindungselement können auch in einer Art Deckelelement ausgebildet sein, das beispielsweise an der Vorderseite 54 bzw. der Rückseite 56 angebracht werden kann.
Für die nachfolgende Beschreibung der Funktionsweise der Zentralventileinrichtung wird auf die Darstellung der Zentralventileinrichtung 12 mit dem Anschlusselement 50 und dem Verstellelement 52 in Form eines Kreisschemas entsprechend der 7 zurückgegriffen. Das Kreisschema zeigt im Uhrzeigersinn die jeweiligen Anschlüsse A0 bis A9 als Kreissektoren und die Anschlussebenen E1 bis E6 als konzentrische Ringe, wobei die Anschlussebene E1 ganz außen und die Anschlussebene E6 ganz innen liegt. Die sich hieraus ergebenden Ringsektoren repräsentieren die Anschlussabschnitte 50a. Der rechte Halbkreis, also umgangssprachlich von 0 bis 6 Uhr, repräsentiert die Vorderseite 54 des Anschlusselements. Der linke Halbkreis, also umgangssprachlich von 6 bis 12 Uhr, repräsentiert die Rückseite des Anschlusselements.
In der 7 ist dem Anschlusselement 50 das Verstellelement 52 überlagert, von dem aber nur die Verteilabschnitte 52a als gekreuzt schraffierte Sektoren dargestellt sind. Das Verstellelement 52 mit den Verteilabschnitten 52a kann relativ zum Anschlusselement 50 um die im Kreismittelpunkte liegende, orthogonal zur Zeichenebene verlaufende Verstellachse gedreht werden, so dass verschiedene Schaltstellungen einstellbar und mittels des Kreisschemas verständlich illustriert werden können.
In 7 ist auch ein Pfeil SP dargestellt, der kein Bauteil bzw. Element des Verstellelements 52 darstellt, sondern lediglich die Einstellung bzw. Schaltstellung illustrieren soll. In der Darstellung der 7 zeigt der Pfeil SP beispielhaft auf eine Schaltstellung VI, was nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
In 7 sind entlang des Umfangs des Kreisschemas weitere einstellbare bzw. mögliche Schaltstellungen mit römischen Ziffern (I-VII) in Konturpfeilen bezeichnet. Wird das Verstellelement 52 um die Verstellachse VA verdreht bis der Pfeil SP im Wesentlichen auf eine der römischen Ziffern für die Schaltstellungen bzw. den entsprechenden Konturpfeil zeigt, ist hierdurch die entsprechende Verschaltung innerhalb des Zentralventils 12 erreicht.
Rein beispielhaft ist in 7 das Verstellelement 52 auf die Schaltstellung VI eingestellt. Die Schaltstellung VI ist ein Beispiel für eine punktuelle Schaltstellung, so wie auch die Schaltstellungen I, III, V und VII. Erläuternd wird noch auf die Schaltstellung IV hingewiesen. Diese Schaltstellung IV ist nicht nur punktuell einstellbar, sondern stellt sich entlang des Drehwinkels ein, der zwischen den beiden mit IV bezeichneten Konturpfeilen gebildet ist. Ein solcher Schaltstellungsbereich ist beispielsweise auch für die Schaltstellung II vorhanden. Weiter wird noch darauf hingewiesen, dass die dickere Linie, die sich zwischen den Konturpfeilen II und III erstreckt, einen blockierten Bereich BB bezeichnet. Mit anderen Worten gibt es innerhalb des Drehwinkelbereichs des blockierten Bereichs BB keine einstellbare Schaltstellung. Das Verstellelement 52 kann also mit seinem Stellungspfeil SP nur von der Schaltstellung II im Uhrzeigersinn zur Schaltstellung III bzw. dazwischen liegenden Schaltstellungen gedreht werden. Selbstverständlich kann das Verstellelement 52 auch im Gegenuhrzeigersinn zwischen den Schaltstellungen III und II bewegt werden. Von dem Konturpfeil der Schaltstellung II zu dem Konturpfeil der Schaltstellung III kann das Verstellelement 52 also in einem Drehwinkelbereich von etwa 240° bis 330°, insbesondere von etwa 270° bis 300°, verstellt werden.
8 zeigt das Kreisschema des Anschlusselements 50, wobei in den Anschlussabschnitten 50a die jeweilige Anschlussnummer 1-10 eingesetzt ist, wie sie oben unter Bezugnahme auf die 2 und die dortige Tabelle beschrieben worden ist. Die Zuordnung der Anschlussnummer 1-10 zu dem entsprechenden Kühlmittelvorlauf KVx oder Kühlmittelrücklauf KRx ergibt sich aus der obigen Tabelle. In dem Ausführungsbeispiel sind alle Anschlussabschnitte 50a bzw. A0 bis A9 der Anschlussebene E6 dem Anschluss 6 zugeordnet und somit mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 verbunden. Der Anschlussabschnitt 50a bzw. A5, der in der Anschlussebene E3 liegt, ist dem Anschluss 7 zugeordnet und somit mit dem Kühlmittelrücklauf KRZ des Zusatzabschnitts 40 (1).
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 9 bis 12 beispielhaft zwei Schaltstellungen der Zentralventileinrichtung bzw. des Zentralventils 12 beschrieben. Dabei wird jeweils eine zur 1 ähnliche 9 bzw. 11 verwendet, wobei jeweils in der oberen Figur, die mit A) gekennzeichnet ist, die aktiv durchströmten Leitungen durchgezogen und die nicht durchströmten Leitungen punktiert dargestellt sind. Leitungen bzw. Leitungsabschnitte, die optional durchströmt werden können, sind gestrichelt dargestellt. In der jeweils unteren Figur B) sind die mittels der Zentralventileinrichtung 12 in der jeweiligen Schaltstellung hergestellten Verbindungen zwischen Vorläufen und Rückläufen der verschiedenen Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass sich kreuzende Linien keine fluidtechnische Verbindung darstellen. Eine in der Zentralventileinrichtung 12 vorgesehene bzw. einstellbare Verbindung ist mittels eines schwarzen Punkts dargestellt. Die Schaltstellungen sind mit römischen Ziffern bezeichnet. In einer zusätzlichen Figur (10 und 12) sind zu jeder Schaltstellung die relative Stellung des Verstellelements 52 zu dem Anschlusselement 50 im Kreisschema dargestellt, um das Funktionsprinzip der Zentralventileinrichtung 12 detaillierter beschreiben zu können. Dabei bilden die 10 und 12 im Prinzip jeweils eine (überlagerte) Kombination bzw. Darstellung der 7 und 8.
9 zeigt beispielhaft eine Schaltstellung VI des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung VI kann auch als Wärmepumpenbetrieb bezeichnet werden. In dieser Schaltstellung VI sind folgende Verbindungen hergestellt:

a) Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem (Chiller-)Kühlmittelvorlauf KV3/KVC des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 5 und 8 miteinander in Verbindung;
b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 1 miteinander in Verbindung;
c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung.

In der sechsten Schaltstellung VI sind die Anschlüsse 2, 4, 7 und 9 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KR1, KRZ und KVH steht bzw. nicht einströmt.
In der Schaltstellung VI nimmt das Kühlmittel im Bereich der elektrischen oder/und mechanischen Komponente(n) 14 im ersten Kühlmittelkreislauf KK1 Wärme auf. Das erwärmte Kühlmittel strömt unter Umgehung des Kühlers 18 mittels des Bypass-Kühlmittelrücklaufs KRB in den dritten Kühlmittelkreislauf KK3 und dort in den Chiller 24. Im Chiller 24 gibt das Kühlmittel Wärme an das Kältemittel der Kälteanlage 26 des Kraftfahrzeugs 200 ab. Der Chiller 24 arbeitet folglich als Wasser-Wärmpumpe für die Kälteanlage 26. In dieser Schaltstellung VI ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 von dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 getrennt, so dass die beiden Kühlmittelpumpen 16, 22 jeweils autonome Kühlmittelkreisläufe betreiben.
10 zeigt in der Teilfigur A) die Überlagerung von Verstellelement 52 und dem Anschlusselement 50 in der Schaltstellung VI. Dabei sind die Bereiche der Verteilabschnitte 52a des Verstellelements 52 und der Anschlussabschnitte 50a des Anschlusselements 50 in denen Kühlmittel strömen bzw. vorhanden sein kann, schraffiert dargestellt. Durch sich kreuzende Schraffuren ist daher ersichtlich, wo eine strömungstechnische Verbindung zwischen Anschlussabschnitten 50a des Anschlusselements 50 und Verteilabschnitten 52a des Verstellelements 52 hergestellt sind.
Wie bereits oben unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben, sind in der Schaltstellung VI die Anschlüsse 10 und 6 miteinander verbunden. Die strömungstechnische Verbindung wird mittels des Verteilabschnitts hergestellt, der die Anschlussebenen E5 und E6 miteinander verbindet.
Der Verteilabschnitt 52a, der die Anschlussebenen E4 und E5 verbindet, stellt in der Schaltstellung VI die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB bzw. dem Anschluss 5 und dem Chiller-Kühlmittelvorlauf KVC bzw. dem Anschluss 8 her.
Die strömungstechnische Verbindung zwischen den Anschlüssen 3 bzw. KR2 und 1 bzw. KV2 erfolgt mittels des Verteilabschnitts 52a, der die Anschlussebenen E1 und E2 verbindet.
Der Anschlussabschnitt 52a, der in der Anschlussebene E3 liegt steht zwar in Verbindung mit dem Anschluss KRZ bzw. 7, aber stellt in der gleichen Anschlussebene E3 keine strömungstechnische Verbindung zu einem anderen Anschlussabschnitt 50a her. Der im Gegenuhrzeigersinn zum Anschluss 7 (A5 in E3) benachbarte Anschlussabschnitt 50a (A4 in E3) ist mit keinem der Kühlmittelkreisläufe verbunden, bzw. einfach geschlossen bzw. blockiert.
11 zeigt eine Schaltstellung IV des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung IV kann auch als kombinierte Kreise bezeichnet werden. In dieser Schaltstellung IV sind folgende Verbindungen hergestellt:

a) Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 4 und 1 miteinander in Verbindung;
b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV3/KVC des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 8 miteinander in Verbindung;
c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem zu dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung;
d) Optional: Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2, wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 und dem Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB gemischt werden oder wobei Kühlmittel nur über den Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB geleitet wird.

In der vierten Schaltstellung IV sind die Anschlüsse 2, 7 und 9 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KRZ und KVH steht bzw. nicht einströmt.
In dieser Schaltstellung IV ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 strömungstechnisch mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 verbunden.
12 zeigt die Überlagerung von Verstellelement 52 dem Anschlusselement 50 in der Schaltstellung IV. Dabei sind die Bereiche der Verteilabschnitte 52a des Verstellelements 52 und der Anschlussabschnitte 50a des Anschlusselements, in denen Kühlmittel strömen bzw. vorhanden sein kann, schraffiert dargestellt. Durch sich kreuzende Schraffuren ist daher ersichtlich, wo eine strömungstechnische Verbindung zwischen Anschlussabschnitten 50a des Anschlusselements 50 und Verteilabschnitten 52a des Verstellelements 52 hergestellt sind. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die Schaltstellung IV mittels des drehbaren Verstellelements 52 im gesamten Drehwinkelbereich zwischen den Konturpfeilen IV-IV eingestellt werden kann.
Wie bereits oben unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben, sind in der Schaltstellung IV die Anschlüsse 6 und 10 miteinander verbunden. Diese Verbindung wird durch den Verteilabschnitt 52a hergestellt, der die Anschlussebenen E5 und E6 miteinander verbindet.
Der Verteilabschnitt 52a, der die Anschlussebenen E4 und E5 verbindet, steht in der Schaltstellung IV mit dem Anschlussabschnitt 4/KR1 oder/und dem Anschlussabschnitt 5/KRB sowie dem Anschlussabschnitt 1/KV2 des Anschlusselements 50 in Verbindung. Mit anderen Worten stehen die Anschlüsse 1 und 4 oder/und 5 miteinander in Verbindung. Dabei hängt die Verbindung mit den Anschlüssen 4/KR1 oder/und 5/KRB von der eingestellten Drehstellung des Verstellelements 52 ab. In 12 ist die Schaltstellung gezeigt, in der Kühlmittel vom Kühlmittelrücklauf KR1 und vom Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB gemischt werden. Wenn das Verstellelement 52 zu dem einen oder dem anderen der beiden Konturpfeile IV bewegt bzw. gedreht wird, kann entweder nur der Kühlmittelrücklauf 4/KR1 oder nur der Bypass-Kühlmittelrücklauf 5/KRB aktiv ein. Dies ist in 12 durch die Anschlussnummer 4 bzw. 5 neben dem betreffenden Konturpfeil IV illustriert.
Durch den Verteilabschnitt 52a, der die Anschlussebenen E5 und E6 verbindet, wird die strömungstechnische Verbindung zwischen dem Kühlmittelrücklauf KR3 bzw. dem Anschluss 10 und dem Kühlmittelvorlauf KV1 bzw. dem Anschluss 6 hergestellt.
Die strömungstechnische Verbindung zwischen den Anschlüssen 3 bzw. KR2 und 8 bzw. KVC erfolgt mittels des Verteilabschnitts 52a, der die Anschlussebenen E1 und E2 verbindet.
In den 13A bis 13E sind die in Bezug auf die 7 bereits erwähnten beispielhaft möglichen Schaltstellungen I bis VII, jedoch ohne die bereits vorgestellten Schaltstellungen VI (9 und 10) und IV (11 und 12) als vereinfachtes Schaltbild des Zentralventils 12 dargestellt. Es ist für den Fachmann aus diesen 13A bis 13E in Kombination mit den konkret erläuterten Beispielen für die Schaltstellungen VI und IV in einfacher Weise ersichtlich und offenbart, dass durch relative Verdrehung des Verstellelements 52 zu dem Anschlusselement 50 eine gewünschte Schaltstellung für das hier vorgestellte Zentralventil 12 einstellbar ist. Hinsichtlich weiterer Erläuterungen zu den in einem solchen Kühlsystem 100 mittels des Zentralventils 12 möglichen Schaltstellungen wird zusätzlich auf den Inhalt der von der Anmelderin gleichzeitig eingereichten Anmeldung mit dem Titel „Kühlsystem mit Zentralventileinrichtung für ein Elektrofahrzeug und Elektrofahrzeug mit einem solchen Kühlsystem“ hingewiesen.

Claims

Zentralventileinrichtung (12) für ein Kühlsystem (100) eines Kraftfahrzeugs (200), insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, mit einem blockartigen Anschlusselement (50) '; einem in dem Anschlusselement (50) aufgenommenen zylindrischen Verstellelement (52), wobei das Verstellelement (52) relativ zu dem Anschlusselement (50) um eine Verstellachse (VA) drehbar ist, wobei das Anschlusselement (50) entlang von wenigstens einer zur Verstellachse (VA) parallelen Seite (54, 56) mehrere strömungstechnisch voneinander getrennte Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) aufweist, die ein Anschlussraster mit mehreren zur Verstellachse (VA) orthogonalen Anschlussebenen (E1-E6) bilden, wobei jede Anschlussebene (E1-E6) mehrere Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) aufweist, wobei das Verstellelement (52) wenigstens einen Verteilabschnitt (52a) aufweist, wobei das Verstellelement (52) relativ zu dem Anschlusselement (50) in mehrere Schaltstellungen (I-VII) einstellbar ist, in denen wenigstens einer der Verteilabschnitte (52a) strömungstechnisch wenigstens zwei getrennte Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) der gleichen Anschlussebene (E1-E6) verbindet oder/und wenigstens einen Anschlussabschnitt (50a, A0-A9) einer ersten Anschlussebene (E1-E6) mit wenigstens einem Anschlussabschnitt (50a, A0-A9) einer zweiten Anschlussebene (E1-E6) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (50) quaderförmig ausgebildet ist mit zwei sich gegenüberliegenden Seiten (54, 56), in denen die Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) angeordnet sind und dass das Anschlusselement (50) an beiden Seiten (54, 56) wenigstens drei Anschlussebenen (E1-E6) mit jeweils wenigstens drei Anschlussabschnitten (50a, A0-A9) aufweist.
Zentralventileinrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei das Anschlusselement (50) zwei Stirnseiten (58) mit einer jeweiligen kreisförmigen Öffnung (60) aufweist, in denen das Verstellelement (52) aufgenommen ist.
Zentralventileinrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) an ihrem dem Verstellelement (52) zugewandten inneren Ende (62a) derart ausgebildet sind, dass das Verstellelement (52) formschlüssig im Anschlusselement (50) aufgenommen ist.
Zentralventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) der wenigstens einen Seite (54, 56) als zueinander parallele Anschlusskanäle ausgebildet sind.
Zentralventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Verteilabschnitt (52a) des Verstellelements (52) als kreissektorförmige oder ringsektorförmige Ausnehmung ausgebildet ist.
Zentralventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Verteilabschnitt (52a) eine radiale Tiefe (RT) aufweist die kleiner ist als der Radius (RA) des Verstellelements (52).
Zentralventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anschlusselement (50) an beiden Seiten (54, 56) sechs Anschlussebenen (E1-E6) mit jeweils fünf Anschlussabschnitten (50a, A0-A9) aufweist.
Zentralventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein betreffender Verteilabschnitt (52a) des Verstellelements (52) sich in Umfangsrichtung oder/und in Axialrichtung über wenigstens zwei Anschlussabschnitte (50a, A0-A9) des Anschlusselements (50) erstreckt.
Zentralventileinrichtung (12) nach Anspruch 8, wobei ein betreffender Verteilabschnitt (52a) einen Sektorwinkel (SW) aufweist von etwa 20° bis 120°, insbesondere etwa 30° bis 75°.
Zentralventileinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlussabschnitte (50a. A0-A9) einen polygonalen oder zumindest teilweise runden Strömungsquerschnitt aufweisen.
Kühlsystem (100) für ein Elektrofahrzeug (200) oder ein Hybridfahrzeug mit einem ersten Kühlmittelkreislauf (KK1) zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente (14); einem zweiten Kühlmittelkreislauf (KK2) zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers (20); und einem dritten Kühlmittelkreislauf (KK3) zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers (20); und einer Zentralventileinrichtung (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit jedem Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) in Wirkverbindung steht.
Kühlsystem (100) nach Anspruch 11, wobei jeder Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelvorlauf (KVx) aufweist, der an wenigstens einem Anschlussabschnitt (50a, A0-A9) einer der Anschlussebenen (E1-E6) beginnt, und wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelrücklauf (KRx) aufweist, der an einem anderen Anschlussabschnitt (50a, A0-A9) einer der Anschlussebenen (E1-E6) endet, wobei die Zentralventileinrichtung (12) mittels des Verstellelements (52) in mehrere Schaltstellungen (I-VII) einstellbar ist, wobei in jeder Schaltstellung (I-VII) wenigstens ein Kühlmittelrücklauf (KRx) von jedem Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) mit wenigstens einem der Kühlmittelvorläufe (KVx) in Verbindung steht.
Elektrofahrzeug (200) mit einem Kühlsystem (100) gemäß Anspruch 11 oder 12.