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Die Erfindung betrifft eine Kühlmediumführung durch eine Kombination aus fester und beweglicher Kanalführung.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Ventil für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug zum Steuern oder Regeln eines Kühlmittelstroms mit einem Ventilgehäuse, das eine Vielzahl von Kühlmittelanschlüssen, etwa auf einer Stirnseite, besitzt. Im Ventil ist eine Regelscheibe vorhanden. Beim Bewegen der Regelscheibe können selektiv Kühlmittelanschlüsse miteinander verbunden werden. Die Regelscheibe ist also vorhanden, um die Kühlmittelanschlüsse selektiv miteinander zu verbinden. Ferner gibt es einen Kühlmittelströmungskanal, um das Kühlmittel zu führen.
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Aus dem Stand der Technik, etwa der
DE 10 2008 030 772 B3 ist bereits ein Drehschieber zum Einstellen mehrerer Drehströmungsquerschnitte bekannt, insbesondere ein Drehschieber zum Einstellen mehrerer Durchströmungsquerschnitte, insbesondere für einen mehrere Zweige aufweisenden Betriebsmittelkreislauf einer Maschine, mit mindestens einem ersten Querschnittsverstellglied und mit mindestens einem von dem ersten
Querschnittsverstellglied über ein zumindest ein Zahnrad aufweisendes Getriebe antreibbares zweites Querschnittsverstellglied, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest dem ersten Querschnittsverstellglied und dem Zahnrad und/oder dem zweiten Querschnittsverstellglied jeweils eine Rückstellfeder zugeordnet sind, die die aus einer Sicherungsposition gegen die Rückstellfedern herausgedrehten Querschnittsverstellglieder in die jeweilige Sicherungsposition zurückdrängen.
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Im Bereich Thermomanagement für elektrifizierte Fahrzeuge werden Anfragen für Kühlmittelstelleinheiten, die in einem begrenzten Bauraum eine gewisse Schaltlogik realisieren können, immer häufiger an Auftragnehmer herangetragen. In der Vergangenheit konnten diese Schaltlogiken mit einem etablierten Konzept, genannt „Thermomanagementmodulen mit Drehschieber“, realisiert werden. Aufgrund eines neuen Integrationsansatzes, ist dieses Konzept nicht mehr zielführend und eine neue Variante von Ventilkörpern muss umgesetzt werden. Dadurch, dass alle Ein- und Ausgänge üblicherweise aus einer Richtung axial angeströmt werden, gibt es im Inneren des Gehäuses immer eine Umlenkung über insgesamt 180°, was üblicherweise zu erhöhten Druckverlusten führt. Gerade die reibungsbedingten Druckverluste sind negativ.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen oder wenigstens zu mildern.
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Dies wird bei einem eingangs erläuterten Ventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Kühlmittelströmungskanal durch eine erste Mulde im Ventilgehäuse und eine der ersten Mulde gegenüberliegende zweite Mulde in der Regelscheibe gebildet ist. Die erste Mulde wird ergo durch die zweite Mulde komplettiert, um den Strömungskanal zu bilden. Weitere Bauteile sind nicht benötigt. Natürlich ist es denkbar zusätzliche Bauteile zu verwenden, aber eben nicht nötig.
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Selbst wenn alle Strömungen durch Ein- und Ausgänge aus einer Richtung kommen, wird nun eine effiziente Lösung vorgestellt. Dies führt dazu, dass die Strömung im Inneren des Gehäuses immer über (insgesamt) 180° umgelenkt wird, aber nun keine erhöhten Druckverluste mehr zu beklagen sind. Die Strömung wird kontrolliert durch das Gehäuse geleitet, wodurch die Druckverluste reduziert werden. Dies wird mit anderen Worten dadurch realisiert, dass eine Kombination aus einer beweglichen Kanalführung im Ventilkörper sowie einer feststehenden Kanalführung, die in das Ventilgehäuse eingebracht wird oder durch ein zusätzliches Bauteil, das am Ventilgehäuse befestigt wird, gestellt wird. Dabei strömt das Kühlmittel also in das Gehäuse ein. Es durchströmt ein Dichtungspaket, welches zwischen dem Ventilgehäuse / Gehäuse und einem Ventilkörper / der Regelscheibe abdichtet / abdichtend angeordnet ist. Anschließend trifft es auf einen Gehäusedeckel / einen Abschnitt des Gehäuses / des Ventilgehäuses, welcher durch die eingebrachte Geometrie die Strömung im Strömungskanal / Kanal umlenkt. Im Strömungskanal / Kühlmittelkanal / Kanal, der durch den Ventilkörper / die Regelscheibe und den Gehäusedeckel / das Ventilgehäuse realisiert wird, fließt nun das Kühlmittel, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit, zum Ausgang. Bei Veränderung der Startposition, verdreht sich dann die Regelscheibe, somit auch eine untere Hälfte des Strömungskanals. Eine entsprechende Halbschale im Gehäusedeckel bleibt hingegen ortsfest. Auf diese Weise werden universell einsetzbare und verbesserte Thermomanagementmodule mit Ventilkörpern möglich. Die Mulde wird somit sowohl durch den Gehäusedeckel, als auch durch die Regelscheibe / den Drehschieber gebildet.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn der Kühlmittelströmungskanal im Wesentlichen einen ovalen, elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt besitzt.
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Es hat sich auch bewährt, wenn die Regelscheibe auf der einen Seite mit den Anschlüsse dichtend / nicht dichtend zusammenwirkt, das heißt einmal in einen offenen und einmal in einen verschlossenen Zustand über die Regelscheibe verbracht werden kann. Ein Abschnitt der Regelscheibe verschließt somit im Bedarfsfall die Anschlüsse. Es gibt somit in der Regelscheibe einen Strömungsunterbrechungsabschnitt auf der einen Seite und einen Strömungskanalabschnitt / Strömungsweiterleitungsermöglichungsabschnitt / eine Mulde auf der anderen axialen Seite. Dabei legt die Drehachse, um die die Regelscheibe drehbar ist, die axialen Seiten fest.
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Zwischen den Enden der Mulde ist ein Kanal / Durchbruch vorhanden. Dies kann ein radialer Kanal / Durchbruch sein. Außerhalb der Mulde kann dieser radiale Kanal / Durchbruch vorhanden sein und mit einem Anschlussport kommunizieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils, entlang der Rotationsachse eines Drehschiebers, um die sich eine Regelscheibe im Betrieb zu drehen hat,
- 2 die im Ventil nach 1 verbaute Regelscheibe in einer perspektivischen Darstellung von unten,
- 3 eine perspektivische Darstellung des Ventilgehäuses / Gehäuses des Ventils nach 1, und
- 4 ein das Ventilgehäuse aus 3 komplementierendes Teil, nämlich ein Abschnitt nach Art eines Deckels, wobei dieser Deckel einen Muldenabschnitt bzw. eine zweite Mulde für einen Strömungskanal besitzt, wobei die Regelscheibe aus 2 den anderen Muldenteil bzw. die erste Mulde für den Strömungskanal besitzt.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 1. Das Ventil 1 ist für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Es ist zum Steuern oder Regeln eines Kühlmittelstroms, enthaltend Kühlfluid, wie Kühlflüssigkeit, wie eine wässrige Lösung, vorgesehen. Es besitzt ein Ventilgehäuse 2.
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Im Ventilgehäuse 2 gibt es Kühlmittelanschlüsse 3. Ein Kühlmittelanschluss 3 kann ein Eingang oder ein Ausgang sein. Das Ventilgehäuse 2 besitzt eine erste Stirnseite 4, auf der alle Kühlmittelanschlüsse 3 vorhanden sind. Zum Steuern oder Regeln wird eine Regelscheibe 5 verdreht.
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Dabei besitzt die Regelscheibe 5 einen Kühlmittelströmungskanal 6. Der Kühlmittelströmungskanal 6 wird durch eine erste Mulde 7 und eine zweite Mulde 8 gebildet. Die erste Mulde 7 wird durch einen Gehäusedeckel / Ventilgehäusedeckel 9, der ein Teil des Ventilgehäuses 2 ist, gebildet. Die beiden Mulden 7 und 8 definieren somit abschließend den Kühlmittelströmungskanal 6.
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Bei Drehung der Regelscheibe 5 um eine Drehachse 10 wird die Steuerung / Regelung bewirkt.
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Es gibt auch eine oder mehrere Dichtungen 11 zwischen der Regelscheibe 5 und dem Ventilgehäuse 2. Jede Dichtung 11 kann als Dichtungspaket ausgebildet sein.
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Wie in 2 auch dargestellt, besitzt die Regelscheibe 5 einen Aktorkoppelbereich 12, um die Verdrehbarkeit beispielsweise über einen Elektromotor, der dann als Aktor / Aktuator fungiert, zu gewährleisten.
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Die Mulde 8 besitzt drei Durchbrüche 13 sowie außerhalb der Mulde 8 einen radialen Anschluss 14. Es gibt dort ebenfalls einen zusätzlichen Durchbruch 13. Die Durchbrüche 13 sind in Axialrichtung ausgerichtet. Die Axialrichtung wird durch die Drehachse 10, wie sie in 1 dargestellt ist, festgelegt. Zur Vereinfachung gibt es in der 2 ein Koordinatensystem mittels dessen eine Axialrichtung 15 und eine Radialrichtung 16 dargestellt ist.
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Dass das Ventilgehäuse 2 vier Kühlmittelanschlüsse 3 besitzt, ist auch der 3 zu entnehmen. Die geometrische Konfiguration des Gehäusedeckels 9 mit ihrer Mulde 7 ist der 4 zu entnehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventil
- 2
- Ventilgehäuse
- 3
- Kühlmittelanschluss
- 4
- erste Stirnseite
- 5
- Regelscheibe
- 6
- Kühlmittelströmungskanal
- 7
- erste Mulde
- 8
- zweite Mulde
- 9
- Gehäusedeckel / Ventilgehäusedeckel
- 10
- Drehachse
- 11
- Dichtung
- 12
- Ankoppelbereich
- 13
- Durchbruch
- 14
- radialer Anschluss
- 15
- Axialrichtung
- 16
- Radialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008030772 B3 [0003]
