DE112013002728T5

DE112013002728T5 - Wärmetauscheranordnungen mit integriertem Ventil

Info

Publication number: DE112013002728T5
Application number: DE112013002728.3T
Authority: DE
Inventors: Jeff Sheppard; Dario Bettio; Sachin Bhatia
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2015-03-19
Also published as: US10890389B2; US10184735B2; CA2873462C; CN104380028B; US20180202729A1; KR20150020615A; US20130319634A1; CA2873462A1; WO2013177711A1; CN104380028A; US20190107345A1; US9945623B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf verschiedene Wege, wie Steuerventile in die Struktur eines Wärmetauschers zu integrieren sind. Demgemäß ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, die einen Wärmetauscher und eine Ventilintegrationseinheit aufweist. Der Wärmetauscher enthält mehrere einander abwechselnde erste und zweite Fluiddurchgänge in einer Wärmeaustauschbeziehung, und zumindest einen Einlassverteiler und einen Auslassverteiler, die durch die mehreren ersten oder die mehreren zweiten Fluiddurchgänge miteinander verbunden sind, wobei die Ventilintegrationseinheit fest an dem Wärmetauscher angebracht ist und einen Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit zumindest einem von dem Einlass- und dem Auslassverteiler aufweist. Ein Ventilmechanismus ist in der Ventilintegrationseinheit in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchgang installiert, wobei der Ventilmechanismus die Strömung eines Wärmeaustauschfluids durch den Fluiddurchgang steuert.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/653 565, die am 31. Mai 2012 unter der Bezeichnung ”WÄRMETAUSCHERANORDNUNG MIT INTEGRIERTEM VENTIL” eingereicht wurde. Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird hierdurch ausdrücklich in die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf verschiedene Wärmetauscheranordnungen, in denen ein Ventilmechanismus wie ein Steuerventil oder thermisches Umgehungsventil in die Struktur eines Wärmetauschers integriert ist.
HINTERGRUND
In der Automobilindustrie werden beispielsweise Steuerventile und/oder thermische Ventile häufig in Verbindung mit Wärmetauschern verwendet, um entweder ein Fluid zu einer zu kühlenden/zu erwärmenden Wärmetauschereinheit zu leiten oder das Fluid irgendwohin in dem Fluidkreis innerhalb des Automobilsystems zu leiten, um den Wärmetauscher zu ”umgehen”. Steuerventile oder thermische Ventile werden auch innerhalb von Automobilsystemen verwendet, um die Temperatur eines bestimmten Fluids zu erfassen und es zu einem geeigneten Wärmetauscher zu leiten, entweder zum Erwärmen oder zum Abkühlen, um zu gewährleisten, dass die Fluide, die in den Automobilsystemen zirkulieren, innerhalb gewünschter Temperaturbereiche sind.
Herkömmlich waren Steuerventile oder thermische Umgehungsventile in ein Wärmeaustauschsystem mittels externer Fluidleitungen installiert, die mit einem Einlass/Auslass eines Wärmetauschers verbunden sind, wobei die Steuerventile von dem Wärmetauscher getrennt und entweder stromaufwärts oder stromabwärts von dem Wärmetauscher innerhalb der externen Fluidleitungen verbunden sind. Diese Typen von Fluidverbindungen erfordern verschiedene Teile/Komponenten, die die Anzahl von individuellen Fluidverbindungen in dem Wärmetauscher-Gesamtsystem erhöhen. Dies vergrößert nicht nur die mit dem System verbundenen Gesamtkosten, sondern auch die Anzahl potentieller Fehler- und/oder Leckpunkte nimmt zu. Größenbeschränkungen sind ebenfalls ein Faktor innerhalb der Automobilindustrie mit einem Trend zu kompakteren Einheiten oder Komponentenstrukturen hin.
Demgemäß besteht eine Notwendigkeit für verbesserte Wärmetauscheranordnungen, die verbesserte Verbindungen zwischen den Steuerventilen und dem zugehörigen Wärmetauscher bieten können und die auch zu kompakteren Gesamtanordnungen führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN OFFENBARUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, die einen Wärmetauscher mit mehreren abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in Wärmeaustauschbeziehung mit zumindest einem Einlassverteiler und einem Auslassverteiler, die durch einen der mehreren von ersten oder zweiten Fluiddurchgängen miteinander verbunden sind für die Strömung eines Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher aufweist. Eine Ventilintegrationseinheit ist fest an dem Wärmetauscher angebracht, die einen Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit einem von dem Einlass- und dem Auslassverteiler des Wärmetauschers und einen Ventilmechanismus, der innerhalb der Ventilintegrationseinheit in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchgang installiert ist, aufweist, wobei der Ventilmechanismus die Strömung des Wärmeaustauschfluids zu dem einen von dem zumindest einen von dem Einlassverteiler und dem Auslassverteiler steuert.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, bei der die Ventilintegrationseinheit einen ersten Teil eines Ventilgehäuses aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, bei der die Ventilintegrationseinheit die Form einer Verteilerstruktur hat, die an einem Ende des Wärmetauschers angebracht ist, wobei die Verteilerstruktur einen inneren Ventilhohlraum und verschiedene innere Fluiddurchgänge hat.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, bei der die Ventilintegrationseinheit die Form einer Basisplatte mit einem darin gebildeten inneren Ventilhohlraum hat.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in einer Wärmeaustauschbeziehung, einen ersten Einlassverteiler und einen ersten Auslassverteiler, die durch die ersten Fluiddurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind, und einen zweiten Einlassverteiler und einen zweiten Auslassverteiler, die durch die zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind. Eine Ventilanordnung ist vorgesehen, welche aufweist: einen ersten Teil mit einem ersten und einem zweiten offenen Ende, die durch einen Fluiddurchgang miteinander verbunden sind, einen zweiten Teil, der eine Fluidkammer definiert, wobei der zweite Teil ein Ende zum Koppeln mit dem zweiten Ende des ersten Teils hat, und der zweite Teil zumindest eine Fluidöffnung hat, und einen Ventilmechanismus, der innerhalb der Fluidkammer des zweiten Teils positioniert ist, um die Strömung von einem von dem ersten und dem zweiten Wärmeaustauschfluid zu dem Wärmetauscher oder von diesem weg zu steuern. Das erste Ende des ersten Teils ist fest an dem Wärmetauscher in Fluidverbindung mit einem von dem ersten oder zweiten Einlass- oder Auslassverteiler angebracht, und das zweite Ende des ersten Teils hat die Form eines Ventilsitzes zum Zusammenwirken mit dem Ventilmechanismus.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in Wärmeaustauschbeziehung, einen ersten Einlassverteiler und einen ersten Auslassverteiler, die durch die ersten Fluiddurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind, und einen zweiten Einlassverteiler und einen zweiten Auslassverteiler, die durch die zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind, und eine Verteilerstruktur, die fest an einem der Paare aus dem ersten oder zweiten Einlass- und Auslassverteiler angebracht und in Fluidverbindung mit diesem ist. Die Verteilerstruktur weist einen ersten inneren Fluidkanal zum Leiten von Fluid zu einem Einlassverteiler des Wärmetauschers und einen zweiten inneren Fluidkanal, der Fluid von dem Einlassverteiler des Wärmetauschers wegleitet. Ein innerer Ventilhohlraum ist vorgesehen, der in Fluidverbindung mit einem Auslassverteiler des Wärmetauschers und dem zweiten inneren Fluidkanal ist. Ein Ventilmechanismus ist innerhalb des inneren Ventilhohlraums angeordnet, der eine Fluidströmung zu entweder dem Wärmetauscher oder zu dem zweiten inneren Fluidkanal steuert.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in Wärmeaustauschbeziehung, einen ersten Einlassverteiler und einen ersten Auslassverteiler, die durch die ersten Fluiddurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind, und einen zweiten Einlassverteiler und einen zweiten Auslassverteiler, die durch die zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind, und eine Basisplatte, die fest an einem Ende des Wärmetauschers angebracht ist. Die Basisplatte weist auf: einen Ventilhohlraum in Fluidverbindung mit einem von dem Einlass- und dem Auslassverteiler des Wärmetauschers, ein Paar aus einer Einlass- und Auslassöffnung zum Leiten von einem von dem ersten und dem zweiten Wärmeaustauschfluid zu der Wärmetauscheranordnung hin und von dieser weg, zumindest ein Fluidkanal, der in der Basisplatte gebildet ist und den inneren Ventilhohlraum und eine von der Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet, und einen Ventilmechanismus, der in dem inneren Ventilhohlraum positioniert und zwischen einer ersten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin ermöglicht, und einer zweiten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin verhindert, betätigbar ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Schnittansicht einer Wärmetauscheranordnung mit einer integrierten Ventilstruktur ist;
2 eine detaillierte Querschnittsansicht der Ventilstruktur nach 1 ist;
3 eine perspektivische Querschnittsansicht der Ventilstruktur nach 2 ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer Wärmetauscheranordnung mit einer integrierten Ventilstruktur nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist;
5 eine Ansicht der Wärmetauscheranordnung nach 4 ist, wobei die Anordnung um 180 Grad gedreht ist;
6A eine schematische Ansicht der Wärmetauscheranordnung nach 4 ist, die den Zustand der Kaltströmung der integrierten Ventilstruktur illustriert;
6B eine schematische Ansicht der Wärmetauscheranordnung nach 4 ist, die den Zustand der warmen Strömung der integrierten Ventilstruktur illustriert;
7A eine Ansicht wie in 5 gezeigt ist, die den Strömungspfad für den ”kalten” Zustand durch die Wärmetauscheranordnung illustriert;
7B eine Ansicht wie in 5 gezeigt ist, die den Strömungspfad für den ”warmen” Zustand durch die Wärmetauscheranordnung illustriert;
8 eine Schnittansicht einer Wärmetauscheranordnung mit einer integrierten Ventilstruktur gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist;
9 eine perspektivische Querschnittsansicht einer Basisplatte für die Wärmetauscheranordnung nach 8 ist, die eine erste Arbeitsposition der integrierten Ventilstruktur illustriert;
10 eine perspektivische Querschnittsansicht der Basisplattenanordnung nach 8 ist, die eine zweite Arbeitsposition der integrierten Ventilstruktur illustriert;
11 eine perspektivische Unteransicht der Basisplatte nach den 9 und 10 ist; und
12 eine perspektivische Draufsicht auf die Basisplatte nach den 8 und 9 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Wärmetauscheranordnung 10 nach der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Wärmetauscheranordnung 10 weist einen Wärmetauscher 12 mit einem integrierten Steuerventil oder einer integrierten Ventilanordnung 14 auf. Der Wärmetauscher 12 hat allgemein die Form eines verschachtelten Wärmetauschers mit gewölbten Platten, wie im Stand der Technik bekannt ist, obgleich verschiedene andere Formen von bekannten Wärmetauschern vom Plattentyp kombiniert mit der Ventilanordnung 14 verwendet werden können, wie für den Fachmann offensichtlich ist.
Bei dem in den 1 bis 3 gezeigten spezifischen Ausführungsbeispiel weist der Wärmetauscher 12 mehrere gestanzte Wärmetauscherplatten 16, 18 auf, die in abwechselnd gestapelter hartgelöteter Beziehung zueinander stehen und abwechselnde erste und zweite Fluidströmungsdurchgänge zwischen sich bilden, auf. Die Wärmetauscherplatten 16, 18 weisen jeweils einen im Allgemeinen ebenen Basisbereich 20 auf, der auf allen Seiten von Wänden 22 mit schrägen Kanten umgeben ist. Die Wärmetauscherplatten 16, 18 sind übereinander gestapelt mit ihren Kantenwänden in ineinandergeschachteltem, abgedichtetem Eingriff. Jede Wärmetauscherplatte 16, 18 ist mit vier Fluidöffnungen (nicht gezeigt) nahe ihrer vier Ecken versehen, von denen jede als ein Einlass/Auslass für ein Wärmeaustauschfluid dient, für den Eintritt/Austritt in/aus einem von den ersten oder zweiten Fluidströmungsdurchgängen, die zwischen den Platten 16, 18 gebildet sind. Zwei der vier Fluidöffnungen sind erhöht mit Bezug auf den Basisbereich der Platten, während die beiden anderen Fluidöffnungen in dem Basisbereich der Platten 16, 18 gebildet und koplanar mit diesem sind. Die erhöhten Öffnungen in einer Platte 16 sind mit den flachen oder koplanaren Öffnungen der benachbarten Platte 18 ausgerichtet und gegenüber diesen abgedichtet, wodurch die benachbarten Platten 16, 18 einen gegenseitigen Abstand aufweisen und die abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgänge zwischen sich definieren.
Die ausgerichteten Fluidöffnungen in den gestapelten 16, 18 bilden ein Paar von ersten Verteilern 26, 28 (d. h., einen Einlassverteiler und einen Auslassverteiler), die durch die ersten Fluidströmungsdurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher 12 miteinander gekoppelt sind, und bilden ein Paar aus zweiten Verteilern 30, 32 (d. h., einen Einlassverteiler und einen Auslassverteiler), die durch die zweiten Fluidströmungsdurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher 12 miteinander gekoppelt sind. Beispielsweise kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung das eine von dem ersten oder dem zweiten Wärmetaustauschfluid Öl (d. h., Maschinenöl, Getriebeöl) sein, während das andere Wärmeaustauschfluid eine bekannte Standardflüssigkeit zum Kühlen/Erwärmen von Öl sein kann.
Endplatten 36, 38 umschließen den Stapel aus Wärmetauscherplatten 16, 18. Abhängig von der jeweiligen Anwendung sind die Endplatten 36, 38 mit einer bestimmten Anzahl von Fluidöffnungen versehen, jede in Fluidverbindung mit entweder den ersten Verteilern 26, 28 oder den zweiten Verteilern 30, 32 für den Einlass/Auslass des ersten und des zweiten Wärmeaustauschfluids in den/aus dem Wärmetauscher 12. In dem gezeigten Beispiel ist die obere Endplatte 36 mit vier Fluidöffnungen versehen, während die untere Endplatte 38 keine Fluidöffnungen hat. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass verschiedene Konfigurationen (z. B. zwei Fluidöffnungen in der oberen Seite des Wärmetauschers und zwei Fluidöffnungen in der unteren Seite, drei Fluidöffnungen in der oberen und eine in der unteren Seite, oder umgekehrt, oder alle Fluidöffnungen in der unteren Seite) auch in Betracht gezogen werden und innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist eine Basisplatte 40 an der Basis des Wärmetauscherkerns vorgesehen und an die untere Endplatte 38 hartgelötet. Die Basisplatte ist wesentlich dicker als die Wärmetauscherplatten 16, 18, und sie ist mit verschiedenen Befestigungslöchern 39 versehen, um der Wärmetauscheranordnung 10 zu ermöglichen, innerhalb des Wärmetauschersystems befestigt zu werden. Abhängig von der jeweiligen Anwendung der Wärmetauscheranordnung kann eine Basisplatte 40 enthalten oder nicht enthalten sein, und ihre Darstellung in 1 soll nicht als beschränkend angesehen werden.
Wärmetauscher des vorstehend beschriebenen Typs sind allgemein im Stand der Technik bekannt und beispielsweise im US-Patent Nr. 7 717 164 beschrieben, deren Inhalt hier einbezogen wird. Weiterhin wurde der vorbeschriebene Wärmetauscher 12 zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben, und es ist darauf hinzuweisen, dass jeder geeignete Wärmetauscher, der im Stand der Technik bekannt ist, in den verschiedenen, in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Wärmetauscheranordnungen verwendet werden kann.
Die verschiedenen Fluidverbindungen, die auf der oberen Endplatte 36 des Wärmetauschers 12 vorgesehen sind, werden nun im Einzelnen mit Bezug auf das in den 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Wärmetauscher 12 mit vier getrennten Fluidverbindungen 42, 44, 46, 48 auf seiner oberen Endplatte 36 versehen. Jede Fluidverbindung ist fest an einer der in der Endplatte 36 vorgesehenen Fluidöffnungen angebracht und fluidmäßig mit dieser gekoppelt. Fluidverbindungen 42, 44 dienen jeweils als ein jeweiliger Einlass, Auslass für eines von dem ersten und dem zweiten Wärmeaustauschfluiden, die durch den Wärmetauscher 12 strömen. Beispielsweise kann die Fluidverbindung 42 ein Einlass zum Leiten eines geeigneten Wärmeaustauschfluids zum Kühlen (oder Erwärmen) in dem Wärmetauscher sein, und die Fluidverbindung 44 kann der Auslass zum Leiten des geeigneten Wärmeaustauschfluids (d. h., eines Kühlmittels) aus dem Wärmetauscher 12 heraus und irgendwohin in dem Wärmeaustauschsystem. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die illustrierten und beschriebenen spezifischen Fluidverbindungen 42, 44 nur beispielhaft sein sollen und nicht hierauf beschränkt sind, wie für den Fachmann offensichtlich ist.
Die Fluidverbindungen 46, 48 dienen auch als jeweiliger Einlass, Auslass für das andere von dem ersten und dem zweiten Wärmeaustauschfluid, die durch den Wärmetauscher strömen. In dem vorbeschriebenen Beispiel ist, wenn das durch die Verbindungen 42, 44 strömende Fluid ein geeignetes Wärmeaustauschfluid zum Kühlen (oder Erwärmen) ist, dann das durch die Verbindungen 46, 48 strömende Fluid ein Wärmeaustauschfluid, das das Kühlen (oder Erwärmen) wie von Getriebeöl oder Maschinenöl erfordert. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Fluidverbindung 48 die Auslassverbindung und leitet das gekühlte/erwärmte Wärmeaustauschfluid (d. h., Getriebeöl) aus dem Wärmetauscher zurück in das Wärmeaustauschsystem (d. h., zurück zu dem Getriebe oder der Maschine) und ist in der Form einer bekannten oder Standard-Fluidanschlussverbindung.
Während die Auslassfluidverbindung 48 die Form einer bekannten oder Standard-Fluidanschlussverbindung hat, hat jedoch die Einlassfluidverbindung 46 die Form einer integrierten Ventilstruktur, die entweder dem Fluid (d. h., dem Öl) ermöglicht, in den Wärmetauscher 12 einzutreten, um gekühlt/erwärmt zu werden, oder das Fluid irgendwohin in dem Wärmeaustauschsystem so zu leiten, dass es den Wärmetauscher 12 ”umgeht”, wie nachfolgend im Einzelnen diskutiert wird.
Die Fluidverbindung 46 hat die Form einer Ventilanordnung 14, die fest an der oberen Endplatte 36 des Wärmetauschers 12 angebracht ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Ventilanordnung 14 direkt in Fluidverbindung mit einer der Fluidöffnungen in der oberen Endplatte 36 an den Wärmetauscher 12 hartgelötet. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Ventilanordnung durch Bolzen oder unter Verwendung irgendeines anderen geeigneten Mittels an dem Wärmetauscher 12 befestigt sein. Die Ventilanordnung 14 weist ein erstes Teil 50 und ein zweites Teil 52 auf, die mechanisch miteinander gekoppelt sind. Das erste Teil 50 hat ein erstes Ende 54 zum Hartlöten (oder direkten Befestigen) an das Äußere des Wärmetauschers 12, und ein zweites Ende 56 zum Verbinden mit dem zweiten Teil 52 der Ventilanordnung 14. Ein Fluiddurchgang 58 verbindet das erste Ende 54 mit dem zweiten Ende 56, wobei der Fluiddurchgang 58 mit dem Einlassverteiler 26 von einem der Paare von Verteilern des Wärmetauschers 12 (d. h., dem ersten Paar von Verteilern 26, 28) ausgerichtet und in Fluidverbindung ist. Das zweite Ende 56 des ersten Teils 50 ist mit einem Ventilsitz 59 zum Aufnehmen und Abdichten mit einem entsprechenden Ventilelement 60 versehen.
Das zweite Teil 52 der Ventilanordnung 14 weist eine Ventilkammer 61 auf und hat ein erstes Ende zum Koppeln an eine Fluidleitung oder externe Fluidleitung, die innerhalb des Wärmeaustausch-Gesamtsystems vorgesehen ist, und ein zweites Ende 64 zum Aufnehmen und abdichtenden Verbinden mit dem entsprechenden zweiten Ende 56 des ersten Teils 50 des Gehäuses. Bei dem spezifischen illustrierten Ausführungsbeispiel werden das erste Teil 50 und das zweite Teil 52 des Gehäuses durch einen mechanischen Kröpfvorgang miteinander verbunden, nachdem das erste Teil 50 durch Hartlöten oder in anderer Weise an dem Wärmetauscher 12 befestigt wurde, obgleich andere Mittel zum mechanischen Verbinden der beiden Teile 50, 52 der Ventilanordnung 14 hier auch in Betracht gezogen werden. Beispielsweise können das erste und das zweite Teil 50, 52 mit entsprechenden zweiten Gewindeenden 56, 64 gebildet sein. Alternativ können sie durch Klammern aneinander befestigt, beispielsweise als entsprechenden Enden eines Bajonettverschlusses ausgebildet sein.
Die Ventilkammer 61 hat eine angemessene Größe, um einen Ventilmechanismus aufzunehmen, der ein thermisches Betätigungsglied oder temperaturempfindliches Betätigungsglied (d. h., einen Wachsmotor oder ein elektronisches Solenoidventil) 66 enthält, wie im Stand der Technik bekannt ist. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel enthält das thermische Betätigungsglied 66 einen Betätigungskolben 68, der aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar ist mittels Ausdehnens/Zusammenziehens des Wachses (oder eines anderen geeigneten Materials), das in dem thermischen Betätigungsglied 66 enthalten ist und sich in Abhängigkeit von der Temperatur des in die Ventilkammer 61 eintretenden Fluids ausdehnt/zusammenzieht, obgleich darauf hinzuweisen ist, dass der Betätigungskolben auch beispielsweise durch eine Solenoidspule oder jedes andere geeignete Mittel gesteuert werden kann. Eine Ventilscheibe oder Abdichtscheibe 70 ist betriebsmäßig mit dem thermischen Betätigungsglied 66 gekoppelt (d. h., mit einem Ende des Betätigungskolbens 68 gekoppelt). Die Ventilscheibe 70 sitzt innerhalb des oder ist abgedichtet gegen den entsprechenden Ventilsitz 59, der in dem zweiten Ende 56 des ersten Teils 50 der Ventilanordnung 14 vorgesehen ist, wenn das thermische Betätigungsglied 66 in der ersten oder geschlossenen Position (d. h., dem kalten Zustand) ist, wobei die Ventilscheibe 70 sich von dem Ventilsitz 59 weg bewegt durch Ausdehnung des Wachsmaterials, so dass die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer 61 in dem zweiten Teil 52 des Ventilgehäuses und dem Fluiddurchgang innerhalb des ersten Teils 50 des Ventilgehäuses geöffnet wird.
Wenn der Ventilmechanismus in der ”geschlossenen” Position ist, in der die Ventilscheibe 70 gegen den Ventilsitz 59 abgedichtet ist, während einiges Fluid, das in die Ventilanordnung 14 eintritt, noch an der Ventilscheibe 70 vorbeisickern und in den Wärmetauscher 12 eintreten kann, umgeht der Hauptteil des Fluids (d. h., des Getriebeöls) den Wärmetauscher durch eine Auslassöffnung, die stromaufwärts des ersten Endes 62 des Teils 52 (wie eine Verbindung oder ein Anschluss vom T-Typ) vorgesehen ist, oder mittels einer Auslassöffnung (nicht gezeigt), die in dem zweiten Teil 52 in Verbindung mit der Ventilkammer 61 vorgesehen ist, um dem Fluid zu ermöglichen, den Wärmetauscher 12 zu umgehen.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen enthält die Ventilkammer 61 in dem zweiten Teil 52 des Ventilgehäuses ein Vorspannmittel 72, das die Ventilscheibe 70 in ihre erste oder geschlossene Position gegen den Ventilsitz vorspannt. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel hat das Vorspannmittel 72 die Form einer Feder, obgleich nicht beabsichtigt ist, dass das Vorspannmittel auf eine Feder beschränkt ist, und jedes geeignete Mittel zum Vorspannen der Ventilscheibe 70 kann verwendet werden.
Der erste Teil 50 des Ventilgehäuses besteht typischerweise aus Aluminium (d. h., 6061-Aluminiumlegierung) oder jedem anderen geeigneten Material, derart, dass das erste Teil 50 auf dem Wärmetauscher 12 positioniert werden kann, und die gesamte Wärmetauscheranordnung in einem Hartlötofen zusammen hartgelötet werden kann. Da das erste Teil 50 des Ventilgehäuses keine von den Komponenten des Ventils oder des thermischen Betätigungsglieds enthält, kann diese Komponente der Ventilanordnung 14 direkt an den Wärmetauscher 12 hartgelötet werden. Nachdem sich die Anordnung abgekühlt hat, kann das zweite Teil 52 des Ventilgehäuses, das die Komponenten/den Mechanismus des thermischen Ventils aufnimmt, mechanisch an den ersten Teil 50 befestigt werden. Da nur das erste Teil 50 der Ventilanordnung konfiguriert ist, direkt an den Wärmetauscher hartgelötet zu werden, kann das zweite Teil 52 der Ventilanordnung aus jedem geeigneten metallischen oder nichtmetallischen Material bestehen (wie Aluminium, Kunststoff oder anderem nichtmetallischem Material), und kann daher ein ziemliches geringes Gewicht haben.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das zweite Teil 52 des Gehäuses über das zweite Ende 56 des ersten Teils 52 des Gehäuses gekröpft. Um diese Verbindung zu erleichtern, ist das zweite Ende 56 des ersten Teils 52 mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut oder Kerbe 76 für die Aufnahme des gekröpften offenen Endes des zweiten Teils 52 der Ventilanordnung 14 versehen. Um die Abdichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil 50, 52 der Ventilanordnung 14 zu verbessern, kann das zweite Ende 56 auch mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Abdichtnut 78 in seiner äußeren Oberfläche für die Aufnahme eines Abdichtmittels versehen sein, wie eines O-Rings, um eine zusätzliche Abdichtung zwischen der äußeren Fläche des zweiten Endes 56 des ersten Teils 50 und der inneren Oberfläche der Ventilkammer 61 des zweiten Teils 52 vorzusehen.
Im Betrieb bleibt die Ventilanordnung 14 in ihrer ”geschlossenen” Position, in der die Abdichtscheibe 70 innerhalb des Ventilsitzes 59 sitzt oder gegen diesen abgedichtet ist, bis die Temperatur des Fluids (d. h., des Getriebeöls), die in der Ventilkammer 61 erfasst wird, eine vorbestimmte Temperatur erreicht. Als eine Folge der Zunahme der Temperatur wird das thermische Betätigungsglied 66 durch die Ausdehnung des thermischen Materials (oder beispielsweise die Aktivierung eines Solenoids) aktiviert, wodurch bewirkt wird, dass sich die Ventilscheibe 70 von dem Ventilsitz 59 weg bewegt, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer 61 und dem Fluidkanal 58 geschaffen wird. Das in die Ventilanordnung 58 eintretende Fluid wird dann zum Kühlen durch den Wärmetauscher 12 geleitet, bevor es dann durch den Auslass 48 aus dem Wärmetauscher 12 heraus und zurück in den Wärmeaustausch-Gesamtkreis geleitet wird, beispielsweise zurück zu dem Getriebe. Indem ein Teil (d. h., das erste Teil 50) der Ventilanordnung 14 direkt an den Wärmetauscherkern hartgelötet oder angebracht ist, das als der Fluideinlass(oder -auslass)-Anschluss An den Wärmetauscher wirksam ist, wird zumindest ein Satz von Fluidverbindungen eliminiert, wodurch die Anzahl der gesamten potentiellen Leckpunkte in dem gesamten Wärmetauschersystem verringert wird.
Während das obige Ausführungsbeispiel mit Bezug auf ein thermisches Betätigungsglied 66 in der Form eines ”Wachsmotors” beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass das gegenwärtige Ausführungsbeispiel nicht hierauf beschränkt ist, und dass jedes geeignete thermische Betätigungsglied zum Betätigen eines Ventilmechanismus verwendet werden kann. Beispielsweise kann auch ein elektronischer Ventilmechanismus verwendet werden, in welchem das thermische Betätigungsglied 66 die Form eines temperaturempfindlichen Betätigungsglieds enthaltend ein Solenoid mit einer Solenoidspule und einer mittleren Betätigungswelle, die mit der Ventilscheibe 70 gekoppelt ist, hat. Daher ist darauf hinzuweisen, dass Wachsmotoren, elektronische Ventilmechanismen oder jeder geeignete Ventilmechanismus, der im Stand der Technik bekannt ist, in Verbindung mit der beschriebenen Wärmetauscheranordnung auf der Grundlage der jeweiligen Anwendung der Wärmetauscheranordnung 10 und der gewünschten Funktion des Ventils verwendet werden können.
Ebenso ist, während das obige Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Ventilanordnung 14 beschrieben wurde, die direkt an der oberen Endplatte 36 des Wärmetauschers 12 fest angebracht ist, darauf hinzuweisen, dass die Ventilanordnung 14 an dem unteren Ende des Wärmetauschers 12 durch entsprechende, in der Basisplatte 40 und der Endplatte 38 des Wärmetauschers 12 vorgesehene Öffnungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung und dem gewünschten Ort der Fluidverbindungen angebracht werden kann.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Wärmetauscheranordnung mit einer integrierten Ventilstruktur oder Ventilintegrationseinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung wird nun mit spezifischer Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel weist die Wärmetauscheranordnung 100 einen Wärmetauscher 112 und eine Ventilintegrationseinheit in der Form einer Verteilerstruktur 114 mit integrierter Ventilanordnung 116 auf. Der Wärmetauscher 112 hat allgemein dieselbe Form wie der vorbeschriebene Wärmetauscher 12 (und wird daher nicht näher mit Bezug dieses Ausführungsbeispiel beschrieben) mit dem offensichtlichen Unterschied, dass bei dem gezeigten spezifischen Ausführungsbeispiel alle Fluidverbindungen zum Leiten des ersten und des zweiten Wärmetauscherfluids in den und aus dem Wärmetauscher 112 am unteren Ende des Wärmetauschers 112 anstatt am oberen Ende des Wärmetauschers 112 vorgesehen sind. Jedoch ist darauf hinzuweisen, dass die Wärmetauscheranordnung 100 nicht notwendigerweise auf diese bestimmte Anordnung des Wärmetauschers 112 beschränkt ist. Beispielsweise können Fluidverbindungen 42, 44 auf der oberen Seite des Wärmetauschers 112 vorgesehen sein, während die Verteilerstruktur 114 an dem unteren Ende des Wärmetauschers 112 vorgesehen ist, oder umgekehrt.
Die Verteilerstruktur 114 ist eine extrudierte oder gegossene Struktur, die mit einem inneren Ventilhohlraum 117 (schematisch in 6A und 6B gezeigt, gebildet ist, der zum Aufnehmen der Ventilanordnung 116 wie eines Steuerventils oder thermischen Ventils konfiguriert ist, um ein erstes Fluid (d. h., Getriebeöl) entweder durch den Wärmetauscher 112, um erwärmt und zu dem Getriebe 111 zurückgeführt zu werden, oder von dem Wärmetauscher 112 weg zu einer anderen Wärmeaustauschkomponente (wie einem Kühler) 113 woanders in dem Wärmeaustausch-Gesamtsystem und dann zurück zu dem Getriebe 111 durch die Verteilerstruktur 114 zu leiten. Demgemäß ist die Verteilerstruktur 114 auch mit verschiedenen inneren Fluiddurchgängen und entsprechenden Fluideinlass-/-auslassöffnungen zum Zirkulieren des Wärmeaustauschfluids oder ersten Fluids durch die Wärmetauscheranordnung gebildet, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
Für den Zweck der Illustration wird die Arbeitsweise der Wärmetauscheranordnung 100 in Verbindung mit einer thermischen Verwaltungseinheit beschrieben, die abhängig von der Temperatur des in das Getriebe 111 eintretenden Öls das Getriebeöl entweder direkt zu einer Erwärmungsvorrichtung, d. h., dem Wärmetauscher 112, um erwärmt zu werden, oder zu einem Kühler, d. h., dem Wärmetauscher 113, um gekühlt zu werden, leitet, um zu gewährleisten, dass die Temperatur des Getriebeöls innerhalb eines gewünschten Bereichs ist. Demgemäß ist für den Zweck der Illustration das erste Wärmeaustauschfluid, das in die Verteilerstruktur 114 eintritt und zu entweder dem Wärmetauscher 112 oder woandershin (d. h., beispielsweise dem Wärmetauscher 113) in dem Wärmeaustauschsystem geleitet wird, Öl, während der Wärmetauscher 112 auch konfiguriert ist, ein zweites Fluid (d. h., durch Fluidverbindungen 42, 44), das jedes bekannte Wärmeaustauschfluid, das zum Erwärmen des Öls geeignet ist, sein kann, zu empfangen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass der Wärmetauscher 112 nicht auf eine Erwärmungsvorrichtung für Getriebeöl beschränkt ist, und dass verschiedene andere Wärmetauscher in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung und gewünschten Funktion der Wärmetauscheranordnung verwendet werden können.
Die Verteilerstruktur 114 hat eine erste Seite 118, die ausgestaltet ineinander zugewandtem Kontakt mit der Basisplatte 40 des Wärmetauschers 112 und befestigt an dieser zu sein, und eine zweite Seite 120 entgegengesetzt der ersten Seite 118, die von dem Wärmetauscher 112 abgewandt ist. Die zweite Seite 120 der Verteilerstruktur 114 (siehe 4) ist mit zwei Fluidöffnungen 122, 124 versehen. Die Fluidöffnung 122 dient als eine Einlassöffnung zum Empfangen von Öl von dem Getriebe 111, während die Fluidöffnung 124 als ein Ölauslass von der Verteilerstruktur 114 für die Rückführung des Öls zu dem Getriebe 111 dient. Die erste Seite 118 der Verteilerstruktur 114 ist auch mit einem Paar von Fluidöffnungen 126, 128 versehen (siehe 5). Wenn die Verteilerstruktur 114 am Wärmetauscher 112 befestigt ist, ist die Fluidöffnung 126 mit dem ersten Fluideinlassverteiler des Wärmetauschers 112 ausgerichtet und in Fluidverbindung mit diesem, während die Fluidöffnung 128 mit dem ersten Fluidauslassverteiler ausgerichtet und in Fluidverbindung mit diesem ist. Die Fluidöffnungen 126, 128 sind beide mit Abdichtnuten 129 strukturiert, die um die Öffnungen herum gebildet sind für die Aufnahme eines geeigneten Abdichtmittels, das im Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise eines O-Rings. Die Verteilerstruktur 114 ist weiterhin mit einem Paar von Fluidöffnungen 134, 136 versehen. Die Fluidöffnung 134 dient als eine Auslassöffnung für die Verteilerstruktur 114, um das Öl (oder das erste Wärmetauscherfluid) aus der Verteilerstruktur 114 heraus zu einer anderen Wärmetauscherkomponente anderswo in dem Wärmetauscher-Gesamtsystem zu leiten. Die Fluidöffnung 136 dient als eine Einlassöffnung zu der Verteilerstruktur 114 zum Empfangen des Öls (oder des ersten Wärmeaustauschfluids) von der anderen Wärmetauscherkomponente und zu dessen Zurückführung zu dem Getriebe 111 durch die Verteilerstruktur 114.
Ein erster innerer Fluidkanal 130 ist innerhalb der Verteilerstruktur 114 gebildet und in Fluidverbindung mit der Fluideinlassöffnung 122 zum Empfangen des ersten Fluids oder Getriebeöls von dem Getriebe 111. Der innere Fluidkanal 130 ist auch in Fluidverbindung mit der Fluidöffnung 126, die das Öl (oder das erste Wärmeaustauschfluid), das in die Verteilerstruktur 114 eintritt, zu dem Wärmetauscher 112 leitet, wodurch das erste Fluid in eine Wärmeaustauschbeziehung mit dem durch den Wärmetauscher 112 strömenden zweiten Fluid zu bringen. Das erste Wärmeaustauschfluid strömt durch den Wärmetauscher 112 und wird von der Verteilerstruktur 112 durch die Fluidöffnung 128 zu dem internen Ventilhohlraum 117 zurückgeführt.
Ein zweiter innerer Fluidkanal 132 zweigt von dem ersten inneren Fluidkanal 130 ab und leitet das Öl (oder erste Wärmeaustauschfluid) von der Einlassöffnung 122 durch die Verteilerstruktur 114 und aus der Verteilerstruktur 114 heraus durch die Auslassöffnung 134 zu einer anderen Wärmeaustauschkomponente irgendwo in dem Wärmeaustausch-Gesamtsystem. Das durch den zweiten inneren Fluidkanal 132 strömende Fluid tritt nicht in den Wärmetauscher 112 ein und wird stattdessen zu einem anderen Wärmetauscher oder einer anderen Wärmeaustauschkomponente, die sich irgendwo in dem Wärmetauscher-Gesamtsystem befindet, geleitet. Das erste Wärmeaustauschfluid wird dann durch die Einlassöffnung 136 zu der Verteilerstruktur zurückgeführt. Ein dritter innerer Fluidkanal 135 ist innerhalb der Verteilerstruktur 114 gebildet, der die Einlassöffnung 136 und den inneren Ventilhohlraum 117 miteinander verbindet.
Die Ventilanordnung 116 wird nun im Einzelnen mit Bezug auf die 6A und 6B beschrieben. Wie vorstehend erwähnt ist, ist die Ventilanordnung 116 innerhalb des inneren Ventilhohlraums 117 aufgenommen, wobei der innere Hohlraum 117 und die Ventilanordnung 116 mittels einer Ventilkappe 140 abgedichtet sind. Der innere Ventilhohlraum 117 dient als eine Ventilkammer zur Aufnahme der Komponenten des Ventilmechanismus, der ein thermisches oder temperaturabhängiges Betätigungsglied (d. h., einen Wachsmotor oder ein elektronisches Solenoidventil) 66 enthält, wie im Stand der Technik bekannt ist. Das thermische Betätigungsglied 66 enthält einen Betätigungskolben, der von einer ersten Position zu einer zweiten Position durch Ausdehnen/Zusammenziehen des Wachses (oder eines anderen geeigneten Materials), das in dem thermischen Betätigungsglied 66 enthalten ist, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur des in den inneren Ventilhohlraum 117 eintretenden Fluids (d. h., der Temperatur des zu dem Getriebe 111 zurückgeführten Öls) ausdehnt/zusammenzieht, bewegbar ist. Der Betätigungskolben 68 kann auch durch Aktivierung einer Solenoidspule gesteuert werden, wenn ein elektronischer Ventilmechanismus oder ein Solenoidventil verwendet wird. Eine Ventilscheibe oder Abdichtscheibe 70 ist betriebsmäßig mit dem thermischen Betätigungsglied 66 gekoppelt (d. h., mit einem Ende des Betätigungskolbens 68 gekoppelt) und sitzt innerhalb eines entsprechenden Ventilsitzes 119 oder ist gegenüber diesem abgedichtet, der in dem Ventilhohlraum 117 gebildet ist, wenn der Ventilmechanismus in seiner ”geschlossenen” Position (oder zweiten Ventilposition) ist, die in 6B schematisch durch die Strömungsrichtungspfeile illustriert ist, wobei die Ventilscheibe 70 von dem Ventilsitz 119 weg bewegt wird, wenn der Ventilmechanismus in der ”offenen” Position (oder ersten Ventilposition) ist, die schematisch in 6A durch die Strömungsrichtungspfeile illustriert ist. Das thermische Betätigungsglied 66 kann auch mit einem oder mehreren Vorspannmitteln (d. h., einer Feder) versehen sein, um zu gewährleisten, dass die Ventilscheibe 70 in ihre ”normale” geöffnete Position zurückkehrt (in 6A gezeigt).
Der innere Ventilhohlraum 117 hat eine erste Einlassöffnung 144 zum Empfangen des aus dem Wärmetauscher 112 durch die Öffnung 128 austretenden ersten Fluids, und eine zweite Einlassöffnung 146 zum Empfangen des ersten Wärmeaustauschfluids, das zu der Verteilerstruktur 114 zurückgeführt wurde, nachdem es den Wärmetauscher 112 umgangen hat. Der innere Ventilhohlraum 117 ist auch mit einer Auslassöffnung 145 in Fluidverbindung mit der Auslassöffnung 124 der Verteilerstruktur 114 versehen, um das erste Wärmeaustauschfluid, d. h., das Öl zu dem Getriebe 111 zurückzuführen.
Die Ventilkappe 140 hat, wie in den 6A bis 6B gezeigt ist, ein erstes vergrößertes Ende 141, das massiv ist und den Ventilhohlraum 117 abdichtet, und ein zweites vergrößertes Ende 143, das den Sitz für ein Ende des thermischen Betätigungsglieds 66 bildet. Das zweite vergrößerte Ende 143 ist mit Durchgangsöffnungen versehen, die einem Fluid, das durch die Einlassöffnung 146 in den Ventilhohlraum 117 eintritt, ermöglichen, durch das zweite Ende 143 der Ventilkappe zu der Auslassöffnung 145 hin hindurchzugehen. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist eine zweite Ventilscheibe (nicht gezeigt) auch mit dem thermischen Betätigungsglied 66 entgegengesetzt zur Ventilscheibe 70 gekoppelt, um gegenüber dem zweiten Ende 143 der Ventilkappe 140 abzudichten, wenn das Ventil in der ”geöffneten” oder ersten Ventilposition ist. Die Ventilkappe kann mit Abdichtteilen (d. h., O-Ringen) versehen sein, um die Abdichtung zwischen der Ventilkappe 140 und dem inneren Ventilraum 117 zu erhöhen. Während eine bestimmte Ventilkappe und ein Ventilmechanismus beschrieben wurden, ist darauf hinzuweisen, dass jeder geeignete Ventilmechanismus und jede geeignete Ventilkappe verwendet werden können, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Im Betrieb verlässt dass erste Wärmeaustauschfluid oder Öl das Getriebe 111 und tritt durch die Einlassöffnung 122 in die Verteilerstruktur 114 ein. Anfänglich wird, z. B. während der Automobil-Startbedingungen, das Fluid durch den ersten und den zweiten inneren Fluidkanal 130, 132 zu der Einlassöffnung 122 hin geleitet. Demgemäß wird ein Teil des ersten Wärmeaustauschfluids (oder Getriebeöls), das anfänglich in die Verteilerstruktur 114 eintritt, zu dem Wärmetauscher 112 geleitet, während ein Teil durch die Verteilerstruktur 114 zu einem anderen Wärmetauscher 113 geleitet wird, z. B. zu einem Öl/Luft(OTA)-Kühler stromabwärts der Auslassöffnung 134 der Verteilerstruktur 114. Das erste Wärmeaustauschfluid (oder Getriebeöl), das von entweder dem Wärmetauscher 112 oder dem anderen Wärmetauscher 113 außerhalb der Wärmetauscheranordnung 100 zu der Verteilerstruktur 114 zurückgeführt wurde, tritt in den inneren Ventilhohlraum 117 ein, in welchem die Temperatur des Fluids durch das thermische Betätigungsglied 66, das einen Teil der Ventilanordnung 116 bildet, ”erfasst” wird, bevor es über die Auslassöffnung 124 zu dem Getriebe 111 zurückgeführt wird.
Wenn das Fluid, das zu der Verteilerstruktur 114 zurückgeführt wurde und in den inneren Ventilhohlraum 117 eintritt, ”kalt” (oder innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs) ist, bleibt die Ventilanordnung 116 in ihrer ”normalen”, geöffneten Position, wodurch das in die Verteilerstruktur 114 eintretende Fluid zu dem Wärmetauscher 112 (z. B. ein Öl/Wasser(OTW)-Wärmetauscher) zum Erwärmen geleitet wird. Wenn die Temperatur des in den inneren Ventilhohlraums 117 eintretenden Fluids zunimmt, wird in dem illustrierten Ausführungsbeispiel das thermische Betätigungsglied 66 mittels einer Ausdehnung des Wachses oder eines anderen ausdehnbaren Materials, das darin enthalten ist (oder jedes anderen geeigneten Aktivierungsmittels) aktiviert, wodurch bewirkt wird, dass sich die Ventilscheibe 70 zu dem Ventilsitz 119 hin bewegt, bis der Ventilmechanismus seine ”geschlossene” Position erreicht, in der die Ventilscheibe 70 gegenüber dem Ventilsitz 119 abgedichtet ist. Bei der ”geschlossenen” Position des Ventilmechanismus wird Fluid, das durch die Einlassöffnung 122 in die Verteilerstruktur 114 eintritt, durch den zweiten inneren Kanal 132 zu der Auslassöffnung 134 hin geleitet, von der aus es anderswohin in dem Wärmetauscher-Gesamtsystem (d. h., zu dem OTA oder anderen Wärmetauscher 113) zum Kühlen geleitet wird. Aufgrund des erhöhten Strömungswiderstands durch den Wärmetauscher 112, der sich daraus ergibt, dass der Ventilmechanismus in der ”geschlossenen” Position ist, wird das meiste, wenn nicht das gesamte Fluid, das in die Verteilerstruktur 114 eintritt, aus der Verteilerstruktur 114 heraus geleitet, um gekühlt zu werden. Nachdem die Temperatur des Fluids, das durch die Einlassöffnung 136 der Verteilerstruktur 114 in den inneren Ventilhohlraum 117 eintritt, ausreichend abgekühlt wurde und einen vorbestimmten Temperaturbereich erreicht, wird das thermische Betätigungsglied 76 wieder aktiviert (durch Zusammenziehen des thermischen Materials), wodurch bewirkt wird, dass der Ventilmechanismus in seine ”geöffnete” Position zurückkehrt, wodurch das Fluid wieder zu dem Wärmetauscher 112 geleitet wird, um erwärmt zu werden. Demgemäß werden in dem illustrierten Ausführungsbeispiel die Verteilerstruktur 114 und die innere Ventilanordnung 116 verwendet, um die Temperatur des zu dem Getriebe 111 zurückkehrenden Fluids zu erfassen, damit das aus dem Getriebe 111 austretende Fluid zu der angemessenen Wärmeaustauschkomponente geleitet wird (d. h., zum Wärmetauscher 112 zum Erwärmen oder zu einem Kühler 113, der sich irgendwo im Wärmetauschersystem befindet).
Während ein bestimmter Fluidkreis in Verbindung mit dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert wurde, ist darauf hinzuweisen, dass die Wärmetauscheranordnung 100 modifiziert oder angepasst werden kann, um in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung alternativen Fluidkreisen zu entsprechen. Beispielswise kann die Verteilerstruktur 114 modifiziert werden, um zusätzliche (oder weniger) innere Fluidkanäle zu haben, damit dem Fluid ermöglicht wird, durch die Verteilerstruktur 114 in einem gewünschten Muster oder Fluidkreis zu zirkulieren. Ebenso ist darauf hinzuweisen, während eine bestimmte Ventilanordnung 116 allgemein so beschrieben wurde, dass sie ein thermisches Betätigungsglied in der Form eines ”Wachsmotors” hat, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht auf einen ”Wachsmotor” beschränkt ist und dass jedes geeignete thermische Betätigungsglied zum Betätigen eines Ventilmechanismus verwendet werden kann. Beispielsweise kann auch ein elektronischer Ventilmechanismus verwendet werden, bei dem das thermische oder temperaturempfindliche Betätigungsglied mittels eines Solenoids betätigt wird, das eine Solenoidspule und eine mittlere Betätigungswelle, die mit der Ventilscheibe gekoppelt ist, hat. Daher ist darauf hinzuweisen, dass Wachsmotoren, elektronische Ventilmechanismen oder jeder andere geeignete, temperaturempfindliche Ventilmechanismus, der in dem Stand der Technik bekannt ist, abhängig von der besonderen Anwendung und der gewünschten Funktion des Ventils und der Wärmetauscheranordnung 100 in Verbindung mit der beschriebenen Wärmetauscheranordnung 100 verwendet werden kann.
Zusätzlich ist darauf hinzuweisen, dass, während die Verteilerstruktur 114 so beschrieben wurde, dass sie einen inneren Ventilhohlraum 117 hat, der zum Aufnehmen der Komponenten eines Ventilmechanismus ausgestaltet ist, wobei der innere Ventilhohlraum nach außen durch die Ventilkappe 140 abgedichtet ist, die Verteilerstruktur 114 nicht auf diese bestimmte Struktur beschränkt ist, und dass die Verteilerstruktur 114 konfiguriert sein kann, eine externe Ventilanordnung aufzunehmen, die mechanisch mit der Verteilerstruktur 114 verbunden ist, ähnlich dem beispielsweise in Verbindung mit den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel, um den Ventilhohlraum 117 und die Ventilanordnung 116 zu bilden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Wärmetauscheranordnung mit integrierter Ventilstruktur oder Ventilintegrationseinheit nach der vorliegenden Offenbarung wird nun unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 beschrieben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Wärmetauscheranordnung 200 einen Wärmetauscher 212 mit einer Ventilintegrationseinheit in der Form einer Basisplatte 214 mit integrierter Ventilanordnung 216 auf. Der Wärmetauscher 212 hat allgemein dieselbe Form wie der vorbeschriebene Wärmetauscher 12 und wird daher in Bezug auf dieses Ausführungsbeispiel nicht näher beschrieben, obgleich eine Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung erfolgt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Wärmetauscheranordnung 200 nicht notwendigerweise auf die vorstehende besondere Wärmetauscheranordnung beschränkt ist, und dass jeder geeignete Wärmetauscher, der aus dem Stand der Technik bekannt ist, in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung der Wärmetauscheranordnung 212 verwendet werden kann.
Im Wege eines nicht beschränkenden Beispiels wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wärmetauscheranordnung 200 als ein Getriebeölkühler verwendet. Der Wärmetauscher 212 ist mit zwei Fluidverbindungen auf seiner oberen Endplatte 36 für die Strömung eines Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher 212 (d. h., eines geeigneten Wärmeaustauschfluids zum Kühlen/Erwärmen) versehen, und zwei Fluidverbindungen sind durch die Basisplatte 214 zum Leiten der Strömung des anderen Wärmeaustauschfluids (d. h. Getriebeöl) durch den Wärmetauscher 212 vorgesehen. Daher ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das erste Wärmeaustauschfluid, das durch die Basisplatte 214 in den Wärmetauscher 212 eintritt, Öl, während das zweite Wärmeaustauschfluid, das über Fluidverbindungen 42, 44 durch den Wärmetauscher 212 fließt, ein geeignetes Fluid zum Kühlen/Erwärmen von Öl ist.
Die Basisplatte 214 ist allgemein eine extrudierte, geschmiedete oder bearbeitete Platte, die eine erste Oberfläche 216, die ausgestaltet ist, direkt an die untere Endplatte 38 des Wärmetauschers 12 hartgelötet zu sein, und eine entgegengesetzte zweite Oberfläche 218 hat. Ein innerer Ventilhohlraum 217 ist innerhalb des Körpers der Basisplatte 214 gebildet und steht von der zweiten Oberfläche 218 der Basisplatte 214 nach außen vor. Der innere Ventilhohlraum 217 dient als eine Ventilkammer und ist ausgestaltet für die Aufnahme der Komponenten eines Ventilmechanismus, der ein thermisches oder temperaturempfindliches Betätigungsglied 66 (d. h., einen Wachsmotor oder einen elektronischen Ventilmechanismus wie ein Solenoidventil oder irgendeinen anderen geeigneten Ventilmechanismus) enthält, wie vorstehend in Verbindung mit den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Eine Ventilkappe 240 dichtet den Ventilmechanismus ab und schließt den inneren Ventilhohlraum 217. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel enthält das thermische Betätigungsglied 66 einen Betätigungskolben 68, der zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position durch Ausdehnung/Zusammenziehung des Wachse (oder eines anderen geeigneten Materials), das in dem thermischen Betätigungsglied 66 enthalten ist, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur des in den inneren Ventilhohlraum 217 eintretenden Fluids ausdehnt/zusammenzieht, bewegbar ist. Der Betätigungskolben 68 kann auch durch Aktivierung einer Solenoidspule oder eines anderen geeigneten Ventilaktivierungsmittels gesteuert werden. Ein Ventilteil vom Spulentyp ist betriebsmäßig mit dem thermischen Betätigungsglied 66 gekoppelt, wobei das Ventilteil eine erste und eine zweite Ventilscheibe 71, 73 hat, die im gegenseitigen Abstand angeordnet sind. Die erste Ventilscheibe 71 ist konfiguriert, gegen einen entsprechenden Ventilsitz 219, der in dem Ventilhohlraum 217 gebildet ist, abzudichten, wenn der Ventilmechanismus 221 so positioniert ist, dass er ermöglicht, dass Fluid von dem Getriebe zu dem Wärmetauscher 212 zum Kühlen/Erwärmen geleitet wird. Die zweite Ventilscheibe 73 ist konfiguriert, gegen einen Ventilsitz 241 abzudichten, der durch ein Ende der Ventilkappe 240, die sich in die innere Ventilkammer 217 erstreckt, gebildet wird, wenn der Ventilmechanismus 221 so positioniert ist, dass er Fluid von dem Wärmetauscher 212 weg leitet oder ermöglicht, dass das Fluid den Wärmetauscher 212 umgeht und zu dem Getriebe zurückgeführt wird, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
Während der Ventilmechanismus 221 allgemein so beschrieben wurde, dass er ein thermisches Betätigungsglied 66 in der Form eines ”Wachsmotors” hat, wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen, ist darauf hinzuweisen, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht auf einen ”Wachsmotor” beschränkt ist und dass jedes geeignete thermische oder temperaturempfindliche Betätigungsglied zum Betätigen eines Ventilmechanismus verwendet werden kann. Beispielsweise kann auch ein elektronischer Ventilmechanismus verwendet werden, wobei das thermische oder temperaturempfindliche Betätigungsglied mittels eines Solenoids betätigt wird, das eine Solenoidspule und eine mittlere Betätigungswelle, die mit der Ventilscheibe gekoppelt ist, oder ein Ventilteil vom Spulentyp hat. Daher ist darauf hinzuweisen, dass Wachsmotoren, elektronische Ventilmechanismen oder andere geeignete, temperaturempfindliche Ventilmechanismen, die im Stand der Technik bekannt sind, abhängig von der besonderen Anwendung und der gewünschten Funktion des Ventils und der Wärmetauscheranordnung 200 in Verbindung mit der beschriebenen Wärmetauscheranordnung 200 verwendet werden können.
Die Basisplatte 214 ist mit Fluidöffnungen 220, 222 in der zweiten Oberfläche hiervon versehen, um dem ersten Wärmeaustauschfluid, d. h., dem Getriebeöl zu ermöglichen, in die Wärmetauscheranordnung 200 einzutreten und aus dieser auszutreten. In dem illustrierten Ausführungsbeispiel dient die Fluidöffnung 220 als eine Einlassöffnung, und sie ist konfiguriert, das erste Wärmeaustauschfluid, d. h. Öl von einem Automobilgetriebe zu empfangen, während die Fluidöffnung 222 als eine Auslassöffnung zum Leiten des ersten Wärmeaustauschfluids aus der Wärmetauscheranordnung 200 heraus und zum Zurückführen des Fluids zu dem Getriebe dient. Ein erster Fluidkanal 224 ist innerhalb der ersten Oberfläche der Basisplatte 214 gebildet, der die Fluidöffnung 220 und den internen Ventilhohlraum 217 mittels einer Ventileinlassöffnung 226 miteinander verbindet. Ein zweiter Fluidkanal 228, der in der ersten Oberfläche der Basisplatte 214 gebildet ist, verbindet den inneren Ventilhohlraum 217 und die Fluidauslassöffnung 222 mittels einer Ventilauslassöffnung 230 miteinander. Der zweite Fluidkanal 228 hat eine Abzweigung 229, die sich über die Fluidöffnung 222 hinaus erstreckt, wobei die Abzweigung 229 ein Ende 232 hat, das konfiguriert ist, gegenüber dem Auslassverteiler für das erste Fluid (d. h., dem Ölauslassverteiler) des Wärmetauschers 214 ausgerichtet und abgedichtet zu sein. Daher ist der zweite Fluidkanal 228 ausgestaltet, entweder Fluid, das aus dem inneren Ventilhohlraum 117 austritt, aus der Wärmetauscheranordnung 200 heraus und zurück zu dem Automobilgetriebe durch die Auslassöffnung 222 zu leiten oder Fluid, das aus dem Wärmetauscher 212 austritt (durch die Abzweigung 229) aus der Wärmetauscheranordnung 200 und zurück zu dem Automobilgetriebe zu leiten, abhängig von der besonderen Position des Ventilmechanismus oder des thermischen Betätigungsglieds 66. Die Basisplatte 214 enthält weiterhin einen dritten Fluidkanal 234, der in Fluidverbindung mit dem inneren Ventilhohlraum 217 mittels einer zweiten Ventilauslassöffnung 236 ist, wobei der dritte Fluidkanal 234 ein Ende 238 hat, das ausgestaltet ist, gegenüber dem ersten Fluideinlassverteiler des Wärmetauschers 212 ausgerichtet und abgedichtet zu sein.
Das durch die Wärmetauscheranordnung 200 zirkulierende Fluid wird nun im Einzelnen beschrieben. Bei dem Ausführungsbeispiel der Wärmetauscheranordnung 200, die als ein Getriebeölkühler verwendet wird, tritt das Öl (oder das erste Wärmeaustauschfluid) aus dem Automobilgetriebe aus und tritt durch die Fluidöffnung 220 in die Wärmetauscheranordnung 200 ein. Das Fluid strömt dann durch den ersten Fluidkanal 224, wo es durch die Einlassöffnung 226 in den inneren Ventilhohlraum 217 eintritt, in welchem die Temperatur des Fluids durch das thermische Betätigungsglied (oder das temperaturempfindliche Betätigungsglied) 66 ”erfasst” wird. Während der Startbedingungen des Automobils ist das Getriebeöl beispielsweise ”kalt” und hat seine optimale Betriebstemperatur nicht erreicht, und erfordert daher keine ”Kühlung”. Daher ist in diesem Stadium der Ventilmechanismus oder das thermische Betätigungsglied 66 in seiner ”geschlossenen” oder Umgehungsposition (d. h., in 9 gezeigte kalte Bedingung), in der die Ventilscheibe 71 einen Abstand von dem Ventilsitz 219 aufweist, wodurch sie fluidmäßig den ersten und den zweiten Fluidkanal 224, 228 durch einen Bereich des inneren Ventilhohlraums 217 verbindet, während die Ventilscheibe 73 gegenüber dem Ventilsitz 241 abgedichtet ist, wodurch verhindert wird, dass Fluid in den Wärmetauscher 212 eintritt. Demgemäß umgeht, anstatt durch den Wärmetauscher 212 zu strömen, das Fluid den Wärmetauscher 212 und wird durch die Auslassöffnung 222 zurück zu dem Getriebe geleitet. Wenn die Temperatur des ersten Wärmeaustauschfluids, d. h., des Getriebeöls zunimmt, wird das thermische oder temperaturempfindliche Betätigungsglied 66 durch die Ausdehnung des Materials/Wachse innerhalb des Betätigungsglieds (oder durch Aktivierung einer Solenoidspule, wenn beispielsweise ein elektronischer Solenoidventilmechanismus verwendet wird) aktiviert, wodurch bewirkt wird, dass sich die zweite Ventilscheibe 73 von dem Ventilsitz 241 weg bewegt und die Ventilscheibe 71 in einen Dichteingriff mit dem Ventilsitz 219 bewegt wird. Daher bewegt sich der Ventilmechanismus aus seiner geschlossenen oder Umgehungsposition in seine geöffnete Position, in welcher eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidkanal 224 und dem dritten Fluidkanal 234 mittels eines Bereichs des inneren Ventilhohlraums 217 erhalten wird. Das erste Wärmeaustauschfluid tritt daher durch die Einlassöffnung 220 in die Wärmetauscheranordnung 200 ein, strömt durch den Fluidkanal 224 und tritt über die Einlassöffnung 226 in den inneren Ventilhohlraum 217 ein. Das Fluid strömt dann durch den inneren Ventilhohlraum 217 und tritt durch die Auslassöffnung 236 in den dritten Fluidkanal 234 ein, wo es durch den dritten Fluidkanal 234 strömt und zu dem Öleinlassverteiler des Wärmetauschers 212 geleitet wird. Das Öl strömt durch den Wärmetauscher 212 und wird durch die Abzweigung 229 des zweiten Fluidkanals 228 und durch die Auslassöffnung 222 aus der Wärmetauscheranordnung 200 heraus zurück zu dem Getriebe geleitet.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele von Wärmetauscheranordnungen illustriert und beschrieben wurde, die einen Wärmetauscher mit einer integrierten Ventilstruktur oder Ventilintegrationseinheit aufweisen, ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hier gezeigten Einzelheiten beschränkt ist, da augenschlich ist, dass verschiedene Weglassungen, Modifikationen, Substitutionen und Änderungen in den Formen und Einzelheiten des offenbarten Systems und seiner Arbeitsweise von dem Fachmann vorgenommen werden können, ohne in irgendeiner Weise den Geist und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist verständlich, während Wärmetauscheranordnungen 10, 100 und 200 in Verbindung mit besonderen Anwendungen zum Kühlen/Erwärmen von Getriebeöl beschrieben wurden, dass jede der hier beschriebenen Wärmetauscheranordnungen für verschiedene andere Wärmeaustauschanwendungen eingesetzt werden kann und nicht auf Anwendungen beschränkt sein soll, die mit dem Getriebe eines Automobilsystems assoziiert sind.

Claims

Wärmetauscheranordnung, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit mehreren einander abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in einer Wärmeaustauschbeziehung; zumindest einen Einlassverteiler und zumindest einen Auslassverteiler, die durch einen der mehreren ersten oder zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; eine Ventilintegrationseinheit, die fest an dem Wärmetauscher angebracht ist, wobei die Ventilintegrationseinheit einen Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit einem von dem Einlass- und Auslassverteiler des Wärmetauschers aufweist; und einen Ventilmechanismus, der innerhalb der Ventilintegrationseinheit in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchgang installiert ist, wobei der Ventilmechanismus die Strömung des Wärmeaustauschfluids zu einem von dem zumindest einen Einlassverteiler und dem zumindest einen Auslassverteiler steuert.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, bei der: die Ventilintegrationseinheit ein erstes Teil eines Ventilgehäuses, welches erste Teil ein erstes Ende, das fest an dem Wärmetauscher angebracht ist, und ein zweites Ende zum Koppeln mit einem zweiten Teil des Ventilgehäuses hat, wobei das zweite Ende des ersten Teils einen Ventilsitz vorsieht; wobei der Ventilintegrationseinheit-Fluiddurchgang das erste und das zweite Ende des ersten Teils miteinander verbindet, und wobei der Ventilmechanismus vollständig innerhalb des zweiten Teils des Ventilgehäuses aufgenommen ist und der Ventilmechanismus mit dem Ventilsitz verbunden ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 2, bei der das erste Ende des ersten Teils an den Wärmetauscher hartgelötet ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 2, bei der das erste Teil und das zweite Teil durch Kröpfen mechanisch miteinander verbunden sind.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 2, bei der das erste Teil und das zweite Teil entsprechende Steck-/Buchsenenden zum miteinander Verbinden der Teile haben.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 2, bei der das zweite Ende des ersten Teils weiterhin eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut zur Aufnahme eines Abdichtteils zum Abdichten mit dem zweiten Teil des Ventilgehäuses aufweist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, bei der der Ventilmechanismus ein thermisches Betätigungsglied aufweist, das auf die Temperatur des Wärmeaustauschfluids in dem Fluiddurchgang anspricht.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 7, bei der das thermische Betätigungsglied die Form eines Wachsmotors hat.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 7, bei der der Ventilmechanismus ein elektronischer Ventilmechanismus ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, bei der der Ventilmechanismus zwischen einer ersten Ventilposition und einer zweiten Ventilposition bewegbar ist, um eine Strömung des Wärmeaustauschfluids zu oder von dem einen von dem zumindest einen Einlassverteiler und dem zumindest einen Auslassverteiler zu verhindern oder zu ermöglichen.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, bei der die Ventilintegrationseinheit eine Verteilerstruktur ist, die fest an einem Ende des Wärmetauschers angebracht ist, wobei die Verteilerstruktur aufweist: ein erstes Paar aus einer Einlass- und Auslassöffnung zum Empfangen eines Wärmeaustauschfluids von einer Quelle und zum Zurückführen des Wärmeaustauschfluids zu der Quelle; ein zweites Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung in Fluidverbindung mit jeweils entsprechendem Einlass- und Auslassverteiler in dem Wärmetauscher; ein drittes Paar aus einer Einlass- und Auslassöffnung zum Leiten des Wärmeaustauschfluids aus der Verteilerstruktur heraus und zum Zurückführen des Wärmeaustauschfluids zu der Verteilerstruktur: einen ersten inneren Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung des ersten Paares aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung und dem Einlassverteiler des Wärmetauschers; einen zweiten inneren Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung des ersten Paares aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung und der Auslassöffnung des dritten Paares aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung; einen dritten inneren Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung des dritten Paares aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung und der Auslassöffnung des ersten Paares aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung; einen Ventilhohlraum in Fluidverbindung mit dem Auslassverteiler des Wärmetauschers, dem dritten inneren Fluiddurchgang und der Auslassöffnung des ersten Paares aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung, wobei der Ventilhohlraum den Ventilmechanismus aufnimmt; wobei der Ventilmechanismus auf die Temperatur des Fluids anspricht, das in den Ventilhohlraum eintritt und zu der Quelle zurückgeführt wird.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 11, bei der der Ventilmechanismus zwischen einer ersten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin ermöglicht, und einer zweiten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher verhindert, bewegbar ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 11, bei der der Ventilmechanismus ein thermisches Betätigungsglied in der Form eines Wachsmotors aufweist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 11, bei der der Ventilmechanismus ein elektronischer Ventilmechanismus ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 11, bei der der Ventilhohlraum ein innerer Ventilhohlraum ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 11, bei der der Ventilhohlraum einen ersten Bereich, der innerhalb der Verteilerstruktur gebildet ist, und einen zweiten Bereich, der außerhalb der Verteilerstruktur angebracht und mechanisch mit dem ersten Bereich gekoppelt ist, hat.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, bei der die Ventilintegrationseinheit eine Verteilerstruktur ist, die fest an einem Ende des Wärmetauschers angebracht ist, wobei die Verteilerstruktur aufweist: ein erstes Paar aus einer Einlass- und Auslassöffnung zum Empfangen eines Wärmeaustauschfluids von einer Quelle und zum Zurückführen des Wärmeaustauschfluids zu der Quelle; einen ersten inneren Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit der ersten Einlassöffnung und dem Einlassverteiler des Wärmetauscher s; einen zweiten inneren Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit dem ersten Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung, wobei der zweite innere Fluiddurchgang Fluid von dem Wärmetauscher weg leitet; einen inneren Ventilhohlraum in Fluidverbindung mit dem Auslassverteiler des Wärmetauschers und dem zweiten inneren Fluiddurchgang, wobei der Ventilhohlraum den Ventilmechanismus aufnimmt, der Ventilmechanismus zwischen einer ersten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher ermöglicht und eine Fluidströmung innerhalb des zweiten inneren Fluiddurchgangs verhindert, und einer zweiten Ventilposition, die eine Fluidströmung durch den Wärmetauscher verhindert und eine Fluidströmung innerhalb des zweiten inneren Fluiddurchgangs ermöglicht, betätigbar ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, bei der die Ventilintegrationseinheit eine Basisplatte ist, wobei die Basisplatte aufweist: einen darin gebildeten inneren Ventilhohlraum, wobei der innere Ventilhohlraum in Fluidverbindung mit einem von dem Einlass- und dem Auslassverteiler des Wärmetauschers ist und der innere Ventilhohlraum zur Aufnahme des Ventilmechanismus ausgestaltet ist; ein Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung zum Leiten eines Wärmeaustauschfluids zu der Wärmetauscheranordnung hin und von dieser weg; und zumindest einen Fluidkanal, der in der Basisplatte gebildet ist und den inneren Ventilhohlraum und eine von der Einlass- und der Auslassöffnung miteinander verbindet; wobei der Ventilmechanismus zwischen einer ersten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin ermöglicht, und einer zweiten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin verhindert, betätigbar ist.
Wärmetauscheranordnung, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit einander abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in einer Wärmeaustauschbeziehung; einem ersten Einlassverteiler und einem ersten Auslassverteiler, die durch die ersten Fluiddurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; und einen zweiten Einlassverteiler und einen zweiten Auslassverteiler, die durch die zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; eine Ventilanordnung, welche aufweist: ein erstes Teil mit einem ersten und einem zweiten offenen Ende, die durch einen Fluiddurchgang miteinander verbunden sind; ein zweites Teil, das eine Fluidkammer definiert, wobei das zweite Teil ein Ende zum Koppeln mit dem zweiten Ende des ersten Teils hat und das zweite Teil zumindest eine Fluidöffnung hat; und einen Ventilmechanismus, der innerhalb der Fluidkammer des zweiten Teils positioniert ist, um die Strömung von einem von dem ersten und dem zweiten Wärmetauscherfluid zu dem Wärmetauscher hin und von diesem weg zu steuern; wobei das erste Ende des ersten Teils fest an dem Wärmetauscher in Fluidverbindung mit einem von dem ersten oder dem zweiten Einlass- oder Auslassverteiler angebracht ist, und wobei das zweite Ende des ersten Teils in der Form eines Ventilsitzes zum Zusammenwirken mit dem Ventilmechanismus ist.
Wärmetauscheranordnung, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit einander abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in einer Wärmeaustauschbeziehung; einem ersten Einlassverteiler und einem ersten Auslassverteiler, die durch die ersten Fluiddurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; und einen zweiten Einlassverteiler und einen zweiten Auslassverteiler, die durch die zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; eine Verteilerstruktur, die fest und in Fluidverbindung mit einem der Paare aus einem ersten oder einem zweiten Einlass- und Auslassverteiler angebracht ist, wobei die Verteilerstruktur aufweist: einen ersten inneren Fluidkanal zum Leiten von Fluid zu einem Einlassverteiler des Wärmetauschers; einen zweiten inneren Fluidkanal zum Leiten von Fluid von dem Einlassverteiler des Wärmetauschers weg; einen inneren Ventilhohlraum in Fluidverbindung mit einem Auslassverteiler des Wärmetauschers und dem zweiten inneren Fluidkanal; einen Ventilmechanismus, der in dem inneren Ventilhohlraum installiert ist, wobei der Ventilmechanismus eine Fluidströmung zu entweder dem Wärmetauscher oder zu dem zweiten inneren Fluidkanal hin steuert.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 20, bei der der zweite innere Fluidkanal in Fluidverbindung mit einem zweiten Wärmetauscher ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 20, bei der die Verteilerstruktur aufweist: ein erstes Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung zum Empfangen eines Wärmeaustauschfluids von einer Quelle und zum Zurückführen des Wärmeaustauschfluids zu der Quelle; ein zweites Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung in Fluidverbindung mit jeweils einem entsprechenden Einlass- und Auslassverteiler in dem Wärmetauscher; und ein drittes Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung zum Leiten des Wärmeaustauschfluids aus der Verteilerstruktur heraus und zum Zurückführen des Wärmeaustauschfluids zu der Verteilerstruktur; wobei der erste innere Fluidkanal die erste Einlassöffnung und den Einlassverteiler des Wärmetauschers miteinander verbindet und der zweite innere Fluidkanal die erste Einlassöffnung und die dritte Auslassöffnung miteinander verbindet und die dritte Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung über den inneren Ventilhohlraum miteinander verbindet.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 22, bei der das dritte Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung in Fluidverbindung mit jeweils einer entsprechenden Einlass- und Auslassöffnung eines zweiten Wärmetauschers ist, der aus der Wärmetauscheranordnung entfernt ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 23, bei der der Wärmetauscher als eine Erwärmungsvorrichtung wirkt und bei der der zweite Wärmetauscher als ein Kühler wirkt.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 23, bei der der Wärmetauscher ein Öl/Wasser-Wärmetauscher ist und bei der der zweite Wärmetauscher ein Öl/Luft-Wärmetauscher ist.
Wärmetauscheranordnung, welche aufweist: einen Wärmetauscher mit einander abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen in einer Wärmeaustauschbeziehung; einen ersten Einlassverteiler und einen ersten Auslassverteiler, die durch die ersten Fluiddurchgänge für die Strömung eines ersten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; und einen zweiten Einlassverteiler und einen zweiten Auslassverteiler, die durch die zweiten Fluiddurchgänge für die Strömung eines zweiten Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher miteinander verbunden sind; eine Basisplatte, die fest an einem Ende des Wärmetauschers angebracht ist, wobei die Basisplatte aufweist: einen inneren Ventilhohlraum in Fluidverbindung mit einem von dem Einlass- und dem Auslassverteiler des Wärmetauschers; ein Paar aus einer Einlass- und einer Auslassöffnung zum Leiten von einem von dem ersten und dem zweiten Wärmeaustauschfluid zu der Wärmetauscheranordnung hin und von dieser weg; zumindest einen Fluidkanal, der in der Basisplatte gebildet ist und den inneren Ventilhohlraum und eine von der Einlass- und der Auslassöffnung miteinander verbindet; einen Ventilmechanismus, der in dem inneren Ventilhohlraum positioniert und zwischen einer ersten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin ermöglicht, und einer zweiten Ventilposition, die eine Fluidströmung zu dem Wärmetauscher hin verhindert, betätigbar ist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 26, bei der der zumindest eine Fluidkanal ein erster Fluidkanal ist, die Basisplatte weiterhin einen zweiten Fluidkanal aufweist, der den inneren Ventilhohlraum und die andere von der Einlass- und der Auslassöffnung miteinander verbindet; und ein dritter Fluidkanal den inneren Ventilhohlraum und einen Einlassverteiler des Wärmetauschers miteinander verbindet.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 26, bei der die Basisplatte weiterhin mehrere Befestigungslöcher aufweist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 26, bei der der Ventilmechanismus ein thermisches Betätigungsglied in der Form eines Wachsmotors aufweist.
Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 26, bei der der Ventilmechanismus ein elektronischer Ventilmechanismus ist.