DE112014005441T5

DE112014005441T5 - Koaxiale Ventilanordnung

Info

Publication number: DE112014005441T5
Application number: DE112014005441.0T
Authority: DE
Inventors: Sachin Bhatia; Jeff Sheppard; Joseph Kamenski
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN105765283A; US20160146554A1; DE112014005441B4; CN105765283B; US9726440B2; CA2928788A1; WO2015077882A1

Abstract

Es wird eine Ventilanordnung mit einem koaxialen Fluideinlass und -auslass offenbart. Die Ventilanordnung weist ein Gehäuse mit einem im Allgemeinen konischen Haupthohlraum auf. Die Ventilanordnung weist weiterhin einen in dieser gebildeten ersten Fluideinlass zum von Fluid von einer Quelle, einen ersten Fluidauslass zum Zurückführen des Fluids zu der Quelle, einen zweiten Fluidauslass für die Ausgabe von Fluid aus dem Gehäuse und einen zweiten Fluideinlass zum Empfangen von Fluid und zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle auf. Ein Ventilmechanismus ist gleitbar innerhalb einer ersten Ventilkammer angeordnet für die Steuerung der Strömung von dem ersten Fluideinlass zu dem zweiten Fluidauslass, wobei der Ventilmechanismus eine erste Position, in der eine zweite Ventilkammer in Verbindung mit der ersten Ventilkammer und dem ersten Fluidauslass ist, und eine zweite Position, in der eine dritte Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem zweiten Fluidauslass ist, hat.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/910 082, die am 28. November 2013 unter der Bezeichnung CO-AXIAL VALVE APPARATUS eingereicht wurde. Der Inhalt der vorgenannten Patentanmeldung wird hierdurch ausdrücklich in die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Anmeldung einbezogen.
TECHNISCHES GEBIET
Die Beschreibung bezieht sich auf eine Ventilanordnung, insbesondere eine koaxiale Ventilanordnung, bei der Fluid, das in den Ventilmechanismus eintritt und aus diesem austritt, entlang einer gemeinsamen Achse strömt, wobei die Ventilanordnung konfiguriert ist für entweder direkte oder entfernte Befestigung an einem Wärmetauscher, wodurch eine zusammengesetzte Wärmetauscher- und Ventilanordnung gebildet wird.
HINTERGRUND
Die Verwendung von Ventilen zur Steuerung der Strömung eines Fluids innerhalb eines gesamten Wärmeaustauschkreises innerhalb eines Automobilsystems ist bekannt. Steuerventile oder thermische Bypassventile (TBV) werden häufig in Verbindung mit Wärmetauschern verwendet, um entweder ein Fluid zu einem entsprechenden Wärmetauscher zum Erwärmen/Kühlen zu leiten oder das Fluid in dem Wärmeaustauschkreis woandershin zu leiten, um den Wärmetauscher zu umgehen. Steuerventile oder thermische Bypassventile werden auch häufig in Automobilsystemen verwendet, um die Temperatur eines bestimmten Fluids zu erfassen, um es zu einem geeigneten Wärmetauscher zu leiten, damit entweder (i) das Fluid eines Automobilsystems innerhalb eines optimalen Temperaturbereichs gehalten wird oder (ii) die Temperatur des Automobilfluids in den optimalen Betriebsbereich gebracht wird.
Häufig sind Steuerventile oder thermische Bypassventile in einem Wärmeaustauschsystem durch externe Fluidleitungen aufgenommen, die ihrerseits mit einem Einlass/Auslass eines Wärmetauschers verbunden sind, wobei die Steuerventile getrennt von dem Wärmetauscher angeordnet und entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Wärmetauschers innerhalb der externen Fluidleitungen verbunden sind. Steuerventile oder thermische Bypassventile sind manchmal auch direkt an einer bestimmten Komponente des Gesamtautomobilsystems angebracht oder mit dieser integriert, wodurch häufig verschiedene Fluidverbindungen erforderlich sind, die eine direkte Befestigung an dem Gehäuse einer bestimmten Komponente oder einem Wärmetauscher ermöglichen. Dies erhöht nicht nur die mit dem System verbunden Gesamtkosten, sondern erhöht auch die Anzahl vieler potentieller Punkte für ein Versagen und/oder eine Undichtheit.
Demgemäß besteht eine Notwendigkeit für verbesserte Ventileinheiten sowie Wärmetauscheranordnungen, die Ventileinheiten enthalten, die an verschiedene Befestigungsanordnungen anpassbar sind, wie direkte oder im Abstand angeordnete Befestigung in Bezug auf eine Fluidquelle und/oder direkte oder im Abstand angeordnete Befestigung in Beziehung zu einem Wärmetauscher, um verschiedenen Systemanforderungen und/oder unterschiedlichen Raumzuteilungsanforderungen innerhalb eines Motorraums eines Automobils zu genügen.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN OFFENBARUNG
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Ventilanordnung vorgesehen, welche aufweist: ein Ventilgehäuse; ein Haupthohlraum, der innerhalb des Ventilgehäuses gebildet ist und sich von einem ersten offenen Ende mit einem ersten Durchmesser zu einem zweiten geschlossenen Ende mit einem zweiten verringerten Durchmesser erstreckt, wobei das zweite geschlossene Ende in das Ventilgehäuse eingebettet ist; einen ersten Fluideinlass-Durchgang zum Empfangen von Fluid von einer Fluidquelle in einer ersten Richtung; einen ersten Fluidauslass-Durchgang zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle in einer zweiten Richtung, die im Allgemeinen entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist; einen zweiten Fluidauslass zum Ausgeben des Fluids aus dem Ventilgehäuse; einen zweiten Fluideinlass zum Empfangen des ausgegebenen Fluids, das zu der Fluidquelle über den ersten Fluidauslass zurückkehrt; eine erste Ventilkammer, die innerhalb des Haupthohlraums und in Verbindung mit dem ersten Fluideinlass gebildet ist; einen Ventilmechanismus, der gleitbar innerhalb der ersten Ventilkammer angeordnet ist, wobei der Ventilmechanismus konfiguriert ist zum Steuern der Fluidströmung von dem ersten Fluideinlass-Durchgang zu dem zweiten Fluidauslass; eine zweite Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem ersten Fluidauslass-Durchgang, wenn der Ventilmechanismus in einer ersten Position ist; eine dritte Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem zweiten Fluidauslass, wenn der Ventilmechanismus in einer zweiten Position ist; wobei die zweite Ventilkammer fluidmäßig gegenüber der dritten Ventilkammer isoliert ist; und wobei der erste Fluideinlass-Durchgang koaxial innerhalb des ersten Fluidauslass-Durchgangs angeordnet ist.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, welche aufweist: einen Wärmetauscher aufweisend mehrere gestapelte Wärmeaustauschplatten, die einander abwechselnde erste und zweite Fluiddurchgänge definieren, ein Paar von ersten Verteilern in Fluidverbindung mit den ersten Durchgängen und ein Paar von zweiten Verteilern in Fluidverbindung mit den zweiten Durchgängen; und eine Ventilanordnung aufweisend ein Ventilgehäuse mit einem Haupthohlraum, der darin gebildet ist und sich von einem ersten offenen Ende mit einem ersten Durchmesser zu einem zweiten geschlossenen Ende mit einem zweiten verringerten Durchmesser erstreckt, wobei das zweite geschlossene Ende des Haupthohlraums innerhalb des Ventilgehäuses eingebettet ist; einen ersten Fluideinlass-Durchgang zum Empfangen von Fluid von einer Fluidquelle in einer ersten Richtung; einen ersten Fluidauslass-Durchgang zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle in einer zweiten Richtung, die im Allgemeinen entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist; einen zweiten Fluidauslass zum Ausgeben des Fluids aus dem Ventilgehäuse zu einem Einlassverteiler des Wärmetauschers; einen zweiten Fluideinlass zum Empfangen des Fluids von einem Auslassverteiler des Wärmetauschers und zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle über den ersten Fluidauslass; eine erste Ventilkammer, die innerhalb des Haupthohlraums und in Verbindung mit dem ersten Fluideinlass gebildet ist; einen Ventilmechanismus, der gleitbar innerhalb der ersten Ventilkammer angeordnet ist, wobei der Ventilmechanismus konfiguriert ist zum Steuern der Fluidströmung von dem ersten Fluideinlass-Durchgang zu dem zweiten Fluidauslass; eine zweite Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und den ersten Fluidauslass-Durchgang, wenn der Ventilmechanismus in einer ersten Position ist; eine dritte Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem zweiten Fluidauslass, wenn der Ventilmechanismus in einer zweiten Position ist; wobei die zweite Ventilkammer fluidmäßig gegenüber der dritten Ventilkammer isoliert ist; und wobei der erste Fluideinlass-Durchgang koaxial innerhalb des ersten Fluidauslass-Durchgangs angeordnet ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird nun im Wege von Beispielen Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung zeigen, und in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
1A eine Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Ventilanordnung ist, die die Komponenten des Ventilmechanismus im Besonderen illustriert.
2 eine Querschnittsansicht der Ventilanordnung nach 1 in einem zweiten Betriebszustand ist;
3 eine Querschnittsansicht einer Ventilanordnung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
4 eine Querschnittsansicht der Ventilanordnung nach 3 in einem zweiten Betriebszustand ist;
5 eine Querschnittsansicht einer Ventilanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
6 eine Querschnittsansicht der Ventilanordnung nach 5 in einem zweiten Betriebszustand ist;
7 eine Querschnittsansicht einer Wärmetauscheranordnung ist, die die Ventilanordnung nach 1 enthält, wobei sie den ersten Betriebszustand illustriert;
8 eine Querschnittsansicht einer Wärmetauscheranordnung, die die Ventilanordnung nach 2 enthält ist, wobei sie den zweiten Betriebszustand illustriert; und
9 eine perspektivische Querschnittsansicht der Wärmetauscheranordnung nach 7 ist.
Gleiche Bezugszahlen können in verschiedenen Figuren verwendet sein, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Es wird nun im Einzelnen Bezug auf beispielhafte Implementierungen der Technologie genommen. Die Ausführungsbeispiele werden nur im Wege der Erläuterung der Technologie gegeben und nicht als eine Beschränkung der Technologie. Es ist für den Fachmann augenscheinlich, dass verschiedenen Modifikationen und Variationen bei der vorliegenden Technologie vorgenommen werden können. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Technologie solche Modifikationen und Variationen abdeckt, die in den Bereich der vorliegenden Technologie kommen.
Es wird nun auf die 1 und 2 Bezug genommen, in denen ein Ausführungsbeispiel einer Ventilanordnung 10 nach der vorliegenden Offenbarung gezeigt ist. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist beabsichtigt, dass die Ventilanordnung 10 direkt an einer Fluidquelle zusammen mit einem entsprechenden Wärmetauscher 200 angebracht ist (wie beispielsweise in den 7–9 gezeigt ist), wobei die Ventilanordnung 10 dazu dient, entweder Fluid von der Fluidquelle zu dem entsprechenden Wärmetauscher zum Kühlen (oder Erwärmen) zu leiten oder Fluid von der Fluidquelle von dem Wärmetauscher weg zu leiten. Demgemäß definiert die Ventilanordnung sowohl einen ersten Einlassdurchgang 13 für das Empfangen von Fluid von der Fluidquelle in einer ersten Richtung und einen ersten Auslassdurchgang 15 zum Zurückführen von Fluid zu der Fluidquelle, d.h. einem Automobilgetriebe oder -motor, in einer zweiten Richtung im Allgemeinen entgegengesetzt zu der ersten Richtung, wobei der erste Einlassdurchgang 13 und der erste Auslassdurchgang 15 koaxial entlang einer im Allgemeinen mittleren Längsachse der Ventilanordnung 10 so angeordnet sind, dass die Strömung durch den ersten Auslassdurchgang 15 im Gegenstrom zu der Strömung durch den ersten Einlassdurchgang 13 angeordnet ist, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Die Ventilanordnung 10 definiert weiterhin einen zweiten Fluidauslass 17 zum Übertragen des in die Ventilanordnung 10 eintretenden Fluids von der Fluidquelle zu dem entsprechenden Wärmetauscher 200 unter bestimmten Betriebsbedingungen, und einen zweiten Einlass 19 zum Empfangen des Fluids von dem entsprechenden Wärmetauscher 200 und Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle über den ersten Auslassdurchgang 15.
Die Ventilanordnung 10 weist ein Ventilgehäuse 12 auf, das eine im Allgemeinen rechteckige oder kastenartige Form haben kann, obgleich das Ventilgehäuse 12 auch andere Formen haben kann und nicht notwendigerweise auf eine im Allgemeinen rechteckige oder kastenartige Form beschränkt ist. Die Ventilanordnung 10 hat ein erstes Ende 14, das ausgestaltet ist für eine direkte Befestigung an dem Gehäuse einer Automobilsystemkomponente (nicht gezeigt) wie, jedoch nicht beschränkt hierauf, beispielsweise einem Getriebegehäuse oder einem Motorgehäuse.
Ein Haupthohlraum 16 ist innerhalb des Ventilgehäuses 12 gebildet, wobei der Haupthohlraum 16 im Allgemeinen zylindrisch ist und ein offenes erstes Ende 18, das in dem Körper des Ventilgehäuses 12 gebildet ist, und ein geschlossenes zweites Ende 20, das in den Körper des Ventilgehäuses 12 eingebettet ist, hat, und wobei der Haupthohlraum 16 entlang einer im Allgemeinen mittleren Längsachse des Ventilgehäuses 12 angeordnet ist und im Allgemeinen konisch von dem ersten offenen Ende 18 zu dem geschlossenen zweiten Ende 20 verläuft. Die Konizität des Haupthohlraums 16 von dem ersten offenen Ende 18 zu dem zweiten geschlossenen Ende 20 bildet drei verschiedene Ventilkammerbereiche 22, 24, 26 innerhalb des Haupthohlraums 16. Der erste Bereich 22 erstreckt sich von dem ersten offenen Ende 18 in dem Ventilgehäuse 16 zu einer ersten Umfangskante 30, die in dem Haupthohlraum 12 mit einem konstanten Durchmesser gebildet ist, um eine im Allgemeinen kreisförmige Öffnung mit einer Tiefe entsprechend der Länge des ersten Bereichs 22 entlang der Längsachse zu definieren. Der zweite Bereich 24 erstreckt sich von der ersten Umfangskante 30 zu einer zweiten Umfangskante 32, die in dem Haupthohlraum 16 gebildet ist, und hat einen ersten, konischen Bereich 24(1) und einen zweiten Bereich 24(2), der sich mit einem konstanten Durchmesser erstreckt und an der zweiten Umfangskante 32 endet. Der dritte Bereich 26 erstreckt sich von der zweiten Umfangskante 32 zu dem geschlossenen, zweiten Ende 20 der Ventilkammer 16 und ist im Allgemeinen konisch von einem ersten Durchmesser, der durch die zweite Umfangskante 32 definiert wird, zu einem zweiten Durchmesser, der durch das geschlossene zweite Ende 20 des Haupthohlraums 16 definiert ist. Der in dem Ventilgehäuse 12 gebildete zweite Fluidauslass 17 ist so angeordnet, dass er in Fluidverbindung mit dem dritten Bereich des Haupthohlraums 16 ist, während der zweite Fluideinlass 19 so angeordnet ist, dass er in Fluidverbindung mit dem zweiten Bereich 24 des Haupthohlraums 16 ist.
Ein erstes Buchsenteil 40 ist innerhalb des Haupthohlraums 16 angeordnet. Das erste Buchsenteil 40 ist ein im Allgemeinen zylindrisches Teil mit einer äußeren Wand 41, die einen offenen inneren Raum 42 in der Form einer ersten Ventilkammer definiert, wobei das Buchsenteil 40 ein erstes offenes Ende 44 und ein zweites geschlossenes Ende 46 hat. Das erste Buchsenteil 40 ist innerhalb des Haupthohlraums 16 so angeordnet, dass das zweite, geschlossene Ende 46 des Buchsenteils 40 im Allgemeinen an dem geschlossenen, zweiten Ende 20 des Haupthohlraums 16 anliegt oder nahe von diesem angeordnet ist, und das erste offene Ende 44 angenähert mit dem ersten offenen Ende 18 des Haupthohlraums oder Ventilgehäuses 12 ausgerichtet ist oder geringfügig über dieses hinaussteht. Demgemäß erstreckt sich das erste Buchsenteil 40 durch den ersten, zweiten und dritten Bereich 22, 24, 26 des Haupthohlraums 16. Eine erste und eine zweite Fluidöffnung 48, 50 sind in der äußeren Wand 41 des ersten Buchsenteils 41 gebildet, wobei die Öffnungen 48, 50 so gebildet sind, dass sie der zweiten Fluideinlassöffnung 19 und der zweiten Fluidauslassöffnung 17 des Ventilgehäuses 12 entsprechen und axial mit diesem ausgerichtet sind.
Ein zweites Buchsenteil 54 ist außerhalb des ersten Buchsenteils 40 in einer solchen Weise angeordnet, dass das erste Buchsenteil 40 innerhalb des zweiten Buchsenteils 54 aufgenommen ist. Das zweite Buchsenteil 54 hat eine im Allgemeinen rohrförmige oder zylindrische Form, die durch eine äußere Wand 56 definiert ist, die sich zwischen gegenüberliegenden offenen Enden 58, 60 in Längsrichtung erstreckt. Das zweite Buchsenteil 54 ist so bemessen, dass das erste Buchsenteil 40 fest in das zweite Buchsenteil 54 eingepasst ist, wobei die äußere Oberfläche der äußeren Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 in direktem Kontakt mit der inneren Oberfläche der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 ist. Das geschlossene Ende 46 des ersten Buchsenteils 40 ist im Allgemeinen mit einem der offenen Enden 60 des zweiten Buchsenteils 54 ausgerichtet, wobei das offene Ende 60 des zweiten Buchsenteils 54 und das geschlossene Ende des ersten Buchsenteils 40 nahe des geschlossenen Endes 20 des in dem Ventilgehäuse 12 gebildeten Haupthohlraums 16 angeordnet sind oder an diesem anliegen. Das entgegengesetzte offene Ende 58 des zweiten Buchsenteils 54 erstreckt sich von dem Ventilgehäuse 12 nach außen und definiert effektiv den ersten Fluideinlass-Durchgang 13 der Ventilanordnung 10.
Eine erste und eine zweite Fluidöffnung 62, 64 sind in der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 gebildet, wobei die Öffnungen 62, 64 so gebildet sind, dass sie der zweiten Fluideinlassöffnung 19 und der zweiten Fluidauslassöffnung 17 des Ventilgehäuses 12 entsprechen und axial mit diesen ausgerichtet sind.
Da das zweite Buchsenteil 54 sich entlang seiner Länge im Allgemeinen mit einem konstanten Durchmesser erstreckt, wenn es innerhalb des Haupthohlraums 16 des Ventilgehäuses 12 angeordnet ist, wird ein Spalt 65 zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und der konischen inneren Oberfläche der den Haupthohlraum 16 bildenden Wand geschaffen, wobei sich die Größe des Spalts 65 zwischen der den Haupthohlraum 16 bildenden Wand und der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 durch den ersten, zweiten und dritten Bereich 22, 24, 26 des Haupthohlraums 16 hindurch abnimmt.
Ein sich nach außen erstreckender Umfangsflansch oder eine Rippe 66 ist in der äußeren Wan d 56 des zweiten Buchsenteils 54 zwischen der ersten und der zweiten Fluidöffnung 62, 64 gebildet. Daher ist der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 66 an einem Ort gebildet, der dem zweiten Bereich 24(2) des zweiten Bereichs 24 des Haupthohlraums 16 entspricht, wobei der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 66 an der inneren Oberfläche des Bereichs des Haupthohlraums 16 mit einem konstanten Durchmesser, der den zweiten Bereich 24(2) des zweiten Bereichs 24 des Haupthohlraums 16 bildet, anliegt und gegenüber dieser abdichtet. Der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 66 bildet daher eine Fluidbarriere zwischen dem Spalt 65, der in dem zweiten Bereich 24 und dem dritten Bereich 26 des Haupthohlraums 16 gebildet ist. Demgemäß ist eine zweite Fluidkammer 72 zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und der den zweiten Bereich 24(1) des Haupthohlraums 16 bildenden Wand gebildet, und eine dritte Fluidkammer 70 ist zwischen der äußeren Wand 56 und dem zweiten Buchsenteil 54 und der den dritten Bereich 26 des Hauptkörpers bildenden Wand gebildet, wobei die zweite Fluidkammer 72 durch den sich nach außen erstreckenden Umfangsflansch oder die Rippe 66 gegenüber der dritten Fluidkammer 70 fluidmäßig isoliert ist.
Das zweite Buchsenteil 54 kann auch mit einer leichten Vertiefung 74 in der äußeren Wand 56 gebildet sein, um eine leichte Abwärtsfalzung um das erste offene Ende des ersten Buchsenteils 40 herum zu erhalten, so dass eine Bewegung oder Versetzung des ersten Buchsenteils 40 entlang der mittleren Längsachse des Haupthohlraums 16 innerhalb des Ventilgehäuses 12 verhindert wird.
Ein drittes Buchsenteil 80 hat eine im Allgemeinen rohrförmige oder zylindrische Form, die durch eine äußere Wand 82 definiert ist, die sich in Längsrichtung zwischen gegenüberliegenden offenen Enden 84, 86 erstreckt. Das dritte Buchsenteil 80 ist koaxial um das zweite Buchsenteil 54 und einen Bereich des ersten Buchsenteils 40 herum angeordnet, wobei eines der offenen Enden 86 des dritten Buchsenteils 80 in den ersten Bereich 22 des Haupthohlraums 16 durch das in dem Ventilgehäuse 12 gebildete erste offene Ende 18 eingesetzt ist. Das dritte Buchsenteil 80 hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des zweiten Buchsenteils 54 ist. Demgemäß ist ein ringförmiger Fluiddurchgang 88 in dem Spalt oder Raum gebildet, der zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und der Wand 82, die das dritte Buchsenteil 80 bildet, angeordnet, wobei der ringförmige Fluiddurchgang 88 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dem ersten Auslassdurchgang 15 entspricht. Ein sich nach außen erstreckender Umfangsflansch oder eine Rippe 89 ist in der äußeren Wand 82 des dritten Buchsenteils 80 in der Nähe des offenen Endes 86 des Buchsenteils 80, das in das Ventilgehäuse 12 eingesetzt ist, gebildet. Der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 89 erstreckt sich über einen Abstand so nach außen, dass er/sie an der inneren Wand des Haupthohlraums 16, die den ersten Bereich 20 bildet, anliegt und gegenüber dieser abdichtet. In einigen Fällen kann der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 89 auch an dem ersten Umfangsflansch 30 anliegen, der innerhalb des Haupthohlraums 16 gebildet ist, um sicherzustellen, dass das dritte Buchsenteil 80 vollständig in den ersten Bereich 22 des Haupthohlraums 16 eingesetzt wurde. Wenn das dritte Buchsenteil 80 um das zweite Buchsenteil 54 herum angeordnet und in den ersten Bereich 22 des Haupthohlraums 16 eingesetzt ist, wird eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Fluiddurchgang 88 und der zweiten Fluidkammer 72, die in dem zweiten Bereich des Haupthohlraums 16 gebildet ist, hergestellt.
In dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist ein Kragen 90 mit einer mittleren Öffnung 92 über dem dritten Buchsenteil 80 positioniert und hat ein erstes Ende 94, das in die erste Öffnung 18 eingesetzt ist und an dem sich nach außen erstreckenden Umfangsflansch oder der Rippe 89 anliegt, und ein zweites Ende 96 in der Form einer mit einem Flansch versehenen Öffnung mit einer ersten Oberfläche 97, die an dem Ventilgehäuse 12 anliegt und gegenüber diesem abdichtet, wodurch das dritte Buchsenteil 80 in seiner Position gehalten und/oder gesichert wird und jeglicher verbleibende offene Bereich des ersten offenen Endes 18 des in dem Ventilgehäuse 12 gebildeten Haupthohlraums 16 abgedichtet wird. Das zweite Ende 96 des Kragens 90 definiert auch eine zweite äußere Befestigungsfläche 98 zum Anliegen und/oder Abdichten gegenüber dem Gehäuse der Automobilsystemkomponente, wenn die Ventilanordnung 10 an dieser befestigt ist, wobei die Bereiche des zweiten und des dritten Buchsenteils 54, 80 in einer entsprechenden koaxialen Einlass-/Auslassöffnung in dem Gehäuse der Fluidquelle (nicht gezeigt) aufgenommen sind.
Ein Ventilmechanismus 100 ist gleitbar innerhalb des ersten Buchsenteils 40 installiert, um die Strömung von Fluid durch die Ventilanordnung 10 zu steuern. Der Ventilmechanismus 100 hat typischerweise die Form eines thermisch aktivierten linearen Aktuators, obgleich elektronische Ventilmechanismen auch verwendet werden können, wobei der Ventilmechanismus 100 ein äußeres Gehäuse 102 aufweist, das einen offenen inneren Raum 103 definiert, der die erste Ventilkammer definiert, und wobei die erste Ventilkammer 103 daher ein erstes Ende 104 hat, das mit einem Federmechanismus 106 gekoppelt ist. Der Federmechanismus 106 hat eine erste, entspannte Position (gezeigt in den 1 und 1A), und hat ein freies Ende, das an dem geschlossenen zweiten Ende 46 des ersten Buchsenteils 40 anliegt oder mit diesem in Eingriff ist. Das äußere Gehäuse 102 hat ein zweites, offenes Ende 107, das im Allgemeinen mit dem offenen Ende 44 des ersten Buchsenteils 40 ausgerichtet und in Fluidverbindung mit dem offenen inneren Raum, der durch das den ersten Fluideinlass-Durchgang 13 bildenden zweiten Buchsenteils 54 definiert ist, ist. Der thermische Aktuator weist einen Aktuatorkörper 108 auf, der bei einigen Ausführungsbeispielen ein kontraktionsmäßig expandierbares Material und einen Kolben 110 (deutlicher in 2 gezeigt) enthält und bei anderen Ausführungsbeispielen ein elektronisch aktivierter Aktuatorkörper sein kann. Der Kolben 110 hat ein erstes Ende, das mit dem Aktuatorkörper 108 gekoppelt ist, und ein zweites Ende 112, das in Eingriff mit dem ersten Ende des äußeren Gehäuses 102 ist. Eine erste Fluidöffnung 114 ist in dem äußeren Gehäuse 102 gebildet und im Allgemeinen mit Fluidöffnungen 48, 62, die in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, und dem zweiten Fluideinlass 19, der in dem Ventilgehäuse 12 gebildet ist, ausgerichtet, wenn der Ventilmechanismus 100 in seiner ersten Betriebsposition ist (wie in 1 gezeigt ist), wobei der Federmechanismus 106 in seinem entspannten Zustand ist. Demgemäß stellt die Fluidöffnung 114 eine Fluidverbindung zwischen dem offenen inneren Raum oder der ersten Ventilkammer 103 des äußeren Gehäuses 102 des Ventilmechanismus 100, der zweiten Fluidkammer 72 und dem ringförmigen Fluiddurchgang 88, der durch das dritte Buchsenteil 80 gebildet ist, her. Eine zweite Fluidöffnung 116 ist auch in dem äußeren Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 gebildet, wobei die zweite Fluidöffnung 116 durch einen Bereich der äußeren Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 abgedichtet ist, wenn der Ventilmechanismus 100 in seiner ersten Betriebsposition ist.
Im Gebrauch ist, wie in den 7–8 illustriert ist, die Ventilanordnung 10 im Allgemeinen in Verbindung mit einem Wärmetauscher 200 angeordnet, um die Strömung eines Wärmeaustauschfluids zu dem Wärmetauscher 200 zum Kühlen/Erwärmen zu steuern, obgleich bei anderen Ausführungsbeispielen der Wärmetauscher 200 im Abstand mit der Ventilanordnung 10 verbunden sein kann. In dem vorliegenden illustrierten Ausführungsbeispiel ist beabsichtigt, dass die Ventilanordnung 10 direkt an dem äußeren Gehäuse der Automobilsystemkomponente befestigt ist und auch zur direkten Befestigung an dem entsprechenden Wärmetauscher 200 ausgebildet ist, wobei die Ventilanordnung 10 und der Wärmetauscher 200 zusammen eine Wärmetauschervorrichtung bilden. Der Wärmetauscher 200 kann die Form jedes geeigneten Wärmetauschers mit abwechselnden ersten und zweiten Fluiddurchgängen 202, 204, um zwei verschiedene Wärmeaustauschfluide in eine Wärmeaustauschbeziehung miteinander zu bringen, haben. Während ein gestapelter Wärmetauscher vom Pressblechstil gezeigt ist, ist darauf hinzuweisen, dass dies lediglich beispielhaft ist und dass jeder geeignete Wärmetauscher, der im Allgemeinen einen Wärmetauscherkern 206 und eine Basisplatte oder Befestigungsplatte 208 aufweist, verwendet werden kann. Während des Betriebs tritt Fluid von der Fluidquelle (d.h., Getriebe, Motor, usw.) durch den ersten Einlassdurchgang 13 in die Ventilanordnung 10 ein und strömt durch den mittleren Durchgang, der durch das zweite Buchsenteil 54 gebildet wird, und in den offenen inneren Raum oder die erste Ventilkammer 103, die durch das äußere Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 gebildet ist, wie schematisch durch die Strömungsrichtungspfeile 55 illustriert ist. Die Temperatur des in den Ventilmechanismus 100 eintretenden Fluids wird durch den Aktuatorkörper 108 entweder mittels des kontraktionsmäßig expandierbaren Materials oder durch elektronische Mittel erfasst. Wenn die Temperatur des in den Ventilmechanismus 100 eintretenden Fluids innerhalb eines ersten vorbestimmten Bereichs ist, der anzeigt, dass das Fluid keine Kühlung durch den entsprechenden Wärmetauscher 200 benötigt, bleibt der Ventilmechanismus 100 in seinem ersten illustrierten Betriebszustand oder der Position (wie in den 1, 1A und 7 gezeigt ist), wodurch das Fluid durch ausgerichtete Fluidöffnungen 114, 48, 62, die in dem äußeren Gehäuse 102 und dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, wie durch den Strömungsrichtungspfeil 59 illustriert ist, und zurück zu der Fluidquelle durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 oder den ersten Auslassdurchgang 15 in einer Gegenströmungsanordnung zu der Richtung der eintretenden Strömung durch den ersten Einlassdurchgang 13, wie durch Strömungsrichtungspfeile 61 illustriert ist, geleitet wird. Da die Fluidöffnungen 114, 48 und 62 mit dem Auslassverteiler 210 des entsprechenden Wärmetauschers 200 ausgerichtet sind, der in Fluidverbindung mit dem zweiten Einlass 19 der Ventilanordnung 10 in dem ersten Betriebszustand ist, verhindert der Fluidwiderstand innerhalb des Gesamtsystems, dass Fluid durch die Öffnung 19 aus der Ventilanordnung 10 austritt und durch den Auslassverteiler 210 in den Wärmetauscher eintritt, und bewirkt stattdessen, dass das Fluid durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 oder den ersten Auslassdurchgang 15 zu der Fluidquelle zurückgeleitet wird. Daher wird in dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel das in die Ventilanordnung 10 von der Fluidquelle aus eintretende Fluid (siehe Strömungsrichtungspfeile 55) von dem Eintreten in den Wärmetauscher 200 weg geleitet und zu der Fluidquelle zurückgeführt oder irgendwohin in dem Gesamtfluid- und/oder Wärmeaustauschsystem geleitet.
Wenn die Temperatur des in die Ventilanordnung 10 eintretenden Fluids zunimmt, wird der Aktuatorkörper 108 durch das darin befindliche thermische Material aktiviert, das sich aufgrund des Temperaturanstiegs (oder durch elektronische Mittel) ausdehnt, wodurch bewirkt wird, dass der Kolben 110 aus dem Aktuatorkörper 108 heraus geschoben wird und gegen das erste Ende 104 des äußeren Gehäuses 102 stößt. Dieses Einwirken des Kolbens 110 auf das äußere Gehäuse 102 bewirkt, dass der Federmechanismus 106 gegen das geschlossene Ende 44 des ersten Buchsenteils 40 zusammengezogen wird, wodurch bewirkt wird, dass das äußere Gehäuse 102 entlang der Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 gleitet, wodurch die zweite Fluidöffnung 116 in Ausrichtung mit den Öffnungen 50, 64, die in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, und dem zweiten Fluidauslass 17, der in dem Ventilgehäuse 12 gebildet ist, gebracht wird, wie beispielsweise in den 2 und 4 gezeigt ist. Da der Ventilmechanismus 100 seinen zweiten Betriebszustand oder Position annimmt, wie in den 2, 4 und 8 illustriert ist, ist die in dem äußeren Gehäuse 102 des Ventils gebildete Fluidöffnung 116 in Ausrichtung mit den Fluidöffnungen 50, 64, die in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, gebracht, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem offenen inneren Raum 103 oder der ersten Ventilkammer des Ventilmechanismus 100, der dritten Fluidkammer 70 und dem zweiten Fluidauslass 17 hergestellt ist, die ermöglicht, dass das Fluid in den entsprechenden Wärmetauscher 200 eintritt. Aufgrund der Gleitbewegung des äußeren Gehäuses 102 des Ventilmechanismus 100 wird die Fluidöffnung 114 wirksam abgedichtet oder abgeschlossen durch die äußere Wand 41 des ersten Buchsenteils 40. Demgemäß wird Fluid, das durch den ersten Einlassdurchgang 13 in die Ventilanordnung 10 eintritt und durch den durch das zweite Buchsenteil 54 gebildeten mittleren Durchgang und in den offenen inneren Raum oder die durch das äußere Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 gebildete erste Ventilkammer 103 strömt (wie schematisch durch Strömungsrichtungspfeile 55 illustriert ist) durch die Öffnungen 116, 50, 64 und den zweiten Fluidauslass 17 in dem Ventilgehäuse 12 zu dem entsprechenden Fluideinlassverteiler 212 des entsprechenden Wärmetauschers 200 geleitet, wie schematisch durch Strömungsrichtungspfeile 63 in den 2 und 8 illustriert ist. Das Fluid geht durch die entsprechenden Fluiddurchgänge, die innerhalb des Wärmetauschers 200 gebildet sind, hindurch und tritt durch den Auslassverteiler 210 aus dem Wärmetauscher 200 aus. Aus dem Wärmetauscher 200 austretendes Fluid wird durch den zweiten Fluideinlass 19 in die Ventilanordnung 10 zurückgeführt, wie schematisch durch den Strömungsrichtungspfeil 67 illustriert ist, und wird zu der Fluidquelle zurückgeführt oder irgendwohin in dem Gesamtsystem durch den ringförmigen Auslassdurchgang 88 geleitet. Da die Fluidöffnungen 48, 62 in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 wirksam durch das äußere Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 geschlossen oder abgedichtet sind, wird das in den zweiten Fluideinlass 19 eintretende Fluid durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88, der als der erste Fluidauslass-Durchgang 15 dient, zu der Fluidquelle zurückgeleitet, wie schematisch durch die Strömungsrichtungspfeile 61 illustriert ist. Demgemäß strömt das Fluid, das in die Ventilanordnung 10 eintritt und aus dieser austritt, durch den Haupteinlass- und -auslassdurchgang 13, 15, die beide eine gemeinsame mittlere Längsachse zum Leiten von Fluid zu und von der Fluidquelle haben.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 10 wird nun mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen verwendet wurden, um gleiche Merkmale zu identifizieren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist beabsichtigt, dass die Ventilanordnung 10 direkt an dem entsprechenden Wärmetauscher (nicht gezeigt) befestigt ist, aber im Abstand von der Fluidquelle angeordnet ist, d.h., dem Gehäuse der Automobilsystemkomponente, beispielsweise dem Getriebe- oder Motorgehäuse, im Gegensatz zur direkten Befestigung sowohl an dem Wärmetauscher als auch der entsprechenden Fluidquelle, die bei dem in den 7–9 illustrierten Ausführungsbeispiel betrachtet wird. Demgemäß ist bei diesem Ausführungsbeispiel beabsichtigt, dass das Ventilgehäuse 12 direkt auf dem entsprechenden Wärmetauscher ähnlich wie bei dem in den 7 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiel positioniert ist, so dass die Fluidöffnungen 17, 19 in direkter Fluidverbindung mit einem der Fluideinlässe zu dem Wärmetauscher und dem entsprechenden Fluidauslass des Wärmetauschers sind. Das Ventilgehäuse 12 selbst bleibt im Wesentlichen dasselbe wie das vorbeschriebene Ventilgehäuse 12, wobei das Ventilgehäuse 12 mit einem Haupthohlraum 16 gebildet ist, der einen ersten Bereich 22 mit konstantem Durchmesser, einen zweiten Bereich mit einem ersten Teil 24(1), der konisch ist oder allmählich im Durchmesser abnimmt, und einem zweiten Teil 24(2) mit konstantem Durchmesser, und einen dritten Bereich 26, der entlang seiner Länge bis zu dem geschlossenen Ende 20 des Haupthohlkörpers 16 konisch ist oder allmählich im Durchmesser abnimmt, hat.
Das erste Buchsenteil 40 ist innerhalb des Haupthohlraums 16 in derselben Weise wie vorstehend beschrieben angeordnet und nimmt den Ventilmechanismus 100 auf. Demgemäß ist das erste Buchsenteil 40 innerhalb des Haupthohlraums 16 so befestigt, dass das zweite, geschlossene Ende 46 des Buchsenteils 40 im Allgemeinen an dem geschlossenen, zweiten Ende 20 des Haupthohlraums 16 anliegt oder in der Nähe von diesem angeordnet ist. Das erste offene Ende 44 des ersten Buchsenteils 40 ist angenähert mit dem ersten offenen Ende 18 des Haupthohlraums 16 oder Ventilgehäuses 12 ausgerichtet oder geringfügig außerhalb von diesem, wodurch das erste Buchsenteil 40 entlang der mittleren Längsachse des Haupthohlraums 16 des Ventilgehäuses 12 ausgerichtet ist und sich durch den ersten, zweiten und dritten Bereich 22, 24, 26 erstreckt. Die erste und die zweite Fluidöffnung 48, 50, die in der äußeren Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 gebildet sind, sind axial mit der zweiten Fluideinlassöffnung und der zweiten Fluidauslassöffnung 19, 17 des Ventilgehäuses 12 ausgerichtet und in Fluidkommunikation mit diesen.
Der Ventilmechanismus 100 ist innerhalb des ersten Buchsenteils 40 in derselben Weise wie vorstehend in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 1, 1A und 2 beschrieben befestigt. Demgemäß ist das äußere Gehäuse 102 in gleitbarem Eingriff mit der inneren Oberfläche der äußeren Wand 41, die das erste Buchsenteil 40 bildet, wobei das Federteil 106 mit einem ersten Ende des äußeren Gehäuses 102 gekoppelt ist, und das freie Ende des Federteils 106 an dem geschlossenen zweiten Ende 46 des ersten Buchsenteils 40 anliegt oder in Eingriff mit diesem ist. Der Aktuatorkörper 108 und der Kolben 110 sind innerhalb des äußeren Gehäuses 102 angeordnet und dienen zum Bewegen des Ventilmechanismus zwischen einer ersten und einer zweiten Ventilposition. Die erste Betriebsposition des Ventilmechanismus 100 ist in 3 gezeigt, wobei die erste Fluidöffnung 114 effektiv mit dem zweiten Einlass 19, der in dem Ventilgehäuse 12 gebildet ist, ausgerichtet ist, während die zweite Fluidöffnung 116, die in dem äußeren Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 gebildet ist, effektiv durch einen Teil der äußeren Wand 41, die das erste Buchsenteil 40 bildet, abgedichtet oder geschlossen ist.
Ein zweites Buchsenteil 54 ist außerhalb des ersten Buchsenteils 40 in einer Weise wie vorstehend in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 1–2 beschrieben befestigt. Demgemäß hat das zweite Buchsenteil 54 eine im Allgemeinen rohrförmige oder zylindrische Form, die durch eine äußere Wand 56 definiert ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die äußere Wand 56 jedoch zwischen einem ersten offenen Ende 120, das im Allgemeinen mit dem geschlossenen zweiten Ende 46 des ersten Buchsenteils ausgerichtet und in der Nähe oder angrenzend an das geschlossene Ende 20 des Haupthohlraums 16 angeordnet ist, und einem zweiten offenen Ende 122 in der Form einer Fluidkopplung zum Paaren mit oder Empfangen einer entsprechenden Fluidarmatur 124 von der Fluidquelle, d.h. der Automobilsystemkomponente wie dem Automobilgetriebe oder -motor erstreckt. Demgemäß ist das zweite offene Ende 122 in der Form der Aufnahmekomponente einer Fluidkopplung, die integral als Teil des zweiten Buchsenteils 54 gebildet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat das zweite offene Ende 122 ein mit einem Flansch versehenes äußeres Ende 126 und einen Hauptkörperbereich 127, wobei sich der Hauptkörperbereich 127 von der äußeren Wand 56, die die rohrförmige oder zylindrische Form des zweiten Buchsenteils 54 definiert, weg zu dem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende 126 hin erstreckt. Demgemäß nimmt der äußere Durchmesser des Hauptkörperbereichs 127 allmählich von dem Durchmesser der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 aus zu, wenn er sich zu dem mit dem Flansch versehenen äußeren Ende 126 hin erstreckt. Ein Hohlraum 128 ist in dem mit dem Flansch versehenen Ende 126 und einem Bereich des Hauptkörperbereichs 127 zur Aufnahme der entsprechenden Fluidkopplung 124 gebildet. Der Hohlraum 128 kann mit einem Innengewinde für den Eingriff mit einem entsprechenden, auf der Fluidkopplung 124 gebildeten Gewinde gebildet sein, oder sie können in jeder geeigneten Weise aneinander befestigt sein, um eine fluiddichte Verbindung sicherzustellen. Ein Fluiddurchgang 130 erstreckt sich von dem Bereich des Hohlraums 128 bis zu dem offenen inneren Raum 57, der durch die äußere Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 gebildet ist, wodurch eine Fluidverbindung zwischen der Fluidquelle durch die extern befestigte Fluidkopplung 124 und dem Gehäuse des Ventilmechanismus 100 innerhalb des ersten und des zweiten Buchsenteils 40, 54 hergestellt wird.
Das dritte Buchsenteil 80 hat im Allgemeinen dieselbe Form wie vorstehend in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 1–2 beschrieben dahingehend, dass das dritte Buchsenteil 80 eine im Allgemeinen rohrförmige Form hat, die durch eine äußere Wand 82 definiert ist, die sich in Längsrichtung zwischen den gegenüberliegenden offenen Enden 84, 86 erstreckt. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein sich nach außen erstreckender Umfangsflansch oder eine Rippe 89 nahe des zweiten Endes 86 hiervon gebildet, für den Eingriff mit und das Abdichten gegenüber der inneren Oberfläche des ersten Bereichs 22 des Haupthohlraums 16, wenn das dritte Buchsenteil 80 innerhalb des Ventilgehäuses 12 positioniert ist. Das erste offene Ende 84 des dritten Buchsenteils 80 ist um den Hauptkörperbereich 127 des zweiten Endes 122 herum angeordnet und liegt an dem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende 126 des zweiten Endes 122 des zweiten Buchsenteils 54 an und ist gegenüber diesem abgedichtet. Da das dritte Buchsenteil 80 einen Gesamtdurchmesser hat, der größer als der äußere Durchmesser des zweiten Buchsenteils 54 ist, ist der ringförmige Fluiddurchgang 88 in dem Spalt oder Raum gebildet, der zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und der das dritte Buchsenteil 80 bildenden Wand 82 angeordnet ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, da das erste offene Ende 84 des dritten Buchsenteils 80 an dem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende 126 der ersten Kupplung, die an dem zweiten Ende 120 des zweiten Buchsenteils 54 gebildet ist und keine ringförmige Fluidöffnung an dem Ende des Fluidausgang-Durchgangs 15 zum Zurückführen von Fluid zu der Fluidquelle bildet, anliegt und gegenüber diesem abgedichtet ist, ein Fluidauslass 131 integral mit der äußeren Wand 82 des dritten Buchsenteils 80 in der Nähe von dessen erstem Ende 84 gebildet. Der Fluidauslass 131 hat allgemein die Form eines zylindrischen Vorsprungs 132, der sich von der äußeren Wand 82 des dritten Buchsenteils 80 weg erstreckt, das in Fluidverbindung mit dem ringförmigen Strömungsdurchgang 88 ist, der als der Fluidauslass-Durchgang 15 dient. Der zylindrische Vorsprung 132 hat einen in diesem gebildeten Hohlraum 134 für die Aufnahme einer entsprechenden Fluidkopplung 136, die mit der Fluidquelle assoziiert ist. Demgemäß kann der Hohlraum 134 mit einem Innengewinde gebildet sein für den Eingriff mit einem entsprechenden auf der Fluidkopplung 136 gebildeten Gewinde, um eine fluiddichte Abdichtung zu gewährleisten. Ein Fluiddurchgang 138 erstreckt sich von dem Hohlraum 134 durch den zylindrischen Vorsprung 132 und die äußere Wand 82 des dritten Buchsenteils, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Fluiddurchgang 38 oder Fluidauslass-Durchgang 15 und der Fluidquelle mittels der Verbindung zwischen der Fluidkupplung 136 und dem Fluidauslass 131 errichtet wird.
Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beabsichtigt ist, dass die Ventilanordnung 10 direkt an dem entsprechenden Wärmetauscher befestigt ist, kann ähnlich wie bei dem in den 7–9 gezeigten Ausführungsbeispiel jedes geeignete Verfahren zum Integrieren der Ventilanordnung 10 mit dem Wärmetauscher verwendet werden, und beabsichtigt ist, dass sie im Abstand von der Fluidquelle (d.h., dem Automobilgetriebe oder -motor) befestigt ist, wird im Betrieb Fluid von der Fluidquelle mittels jeder geeigneten Fluidleitung, die dazu dient, aus dem Gehäuse der Fluidquelle austretendes Fluid durch die Fluidkupplung 124 und den Fluiddurchgang 130 des zweiten Endes 122 des zweiten Buchsenteils 54 zu der Ventilanordnung 10 zu übertragen, zu der Ventilanordnung 10 geleitet. Das Fluid strömt dann durch das zweite Buchsenteil 54, wo es durch die offenen Enden des ersten Buchsenteils 40 und des äußeren Gehäuses 102 in den Ventilmechanismus 100 eintritt, wie schematisch durch die Strömungsrichtungspfeile 55 illustriert ist.
Wenn die Temperatur des in den Ventilmechanismus 100 eintretenden Fluids innerhalb eines ersten vorbestimmten Bereichs ist, der anzeigt, dass das Fluid nicht in den entsprechenden Wärmetauscher zum Kühlen (und/oder Erwärmen) zu leiten ist, bleibt der Ventilmechanismus 100 in seinem ersten illustrierten Betriebszustand oder seiner Position (wie in 3 gezeigt), wobei das Fluid durch Fluidöffnungen 114, 48, 62, die in dem äußeren Gehäuse 102 und dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, aus dem Ventilmechanismus 100 austritt, wie schematisch durch den Strömungsrichtungspfeil 59 illustriert ist, und zurück zu der Fluidquelle durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88, der als der erste Fluidauslass-Durchgang 15 dient, strömt, wo es durch jede geeignete Fluidleitung, die mit dem Fluidauslass 131 gekoppelt ist, über die Fluidkopplung oder Armatur 136 zu der Fluidquelle zurückgeführt wird, wie schematisch durch Strömungsrichtungspfeile 61 gezeigt ist. Wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel verhindert, da die Fluidöffnungen 114, 48 und 62 mit dem Auslass des entsprechenden Wärmetauschers, der in Fluidverbindung mit dem zweiten Einlass 19 der Ventilanordnung 10 ist, ausgerichtet sind, der Fluidwiderstand innerhalb des Gesamtsystems, das Fluid durch die Öffnung 19 aus der Ventilanordnung 10 austritt und in den Wärmetauscher eintritt, und bewirkt stattdessen, dass das Fluid durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 oder den ersten Fluidauslass-Durchgang 15 zu der Fluidquelle zurückgeleitet wird.
Wenn die Temperatur des in die Ventilanordnung 10 eintretenden Fluids zunimmt, nimmt der Ventilmechanismus 100 die zweite Betriebsposition ein, wie in 4 illustriert ist. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, wird, wenn die Temperatur des Fluids ansteigt, der Aktuatorkörper 108 des Ventilmechanismus 100 durch das in diesem aufgenommene thermische Material, das aufgrund des Anstiegs der Temperatur expandiert (oder durch elektronische Mittel in dem Fall eines elektronischen Ventilmechanismus) aktiviert, wodurch bewirkt wird, dass der Kolben 110 aus dem Aktuatorkörper 108 herausgeschoben wird und gegen das erste Ende 104 des äußeren Gehäuses 102 drückt. Das Einwirken des Kolbens 110 auf das äußere Gehäuse 102 bewirkt, dass der Federmechanismus 106 gegen das geschlossene Ende 44 des ersten Buchsenteils 40 zusammengedrückt wird, wodurch bewirkt wird, dass das äußere Gehäuse 102 entlang der Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 gleitet, so dass die zweite Fluidöffnung 116 in Ausrichtung mit den Öffnungen 50, 64, die in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, und dem zweiten Fluidauslass 17, der in dem Ventilgehäuse 12 gebildet ist, gebracht wird. Wenn der Ventilmechanismus 100 seinen zweiten Betriebszustand oder die zweite Betriebsposition einnimmt (wie in 4 illustriert ist), wird die in dem äußeren Gehäuse 102 des Ventils gebildete Fluidöffnung 116 in Ausrichtung mit dem zweiten Fluidauslass 17 des Ventilgehäuses 12, der in direkter Fluidverbindung mit dem an dem entsprechenden Wärmetauscher 200 ausgebildeten Fluideinlassverteiler 212 ist, gebracht, ähnlich wie bei dem in den 7–9 gezeigten Ausführungsbeispiel. Da die Fluidöffnung 116 mit dem ersten Fluidauslass 17 des Ventilgehäuses 12 ausgerichtet ist, wird die Fluidöffnung 114 effektiv durch die äußere Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 abgedichtet oder abgeschlossen. Demgemäß strömt Fluid, das durch die Fluidkupplung 124 und das zweite Ende 122 des zweiten Buchsenteils 54 in die Ventilanordnung 10 eintritt, durch den mittleren Durchgang 57, der durch das zweite Buchsenteil 54 gebildet wird, und in den offenen inneren Raum oder die erste Ventilkammer 103, die durch das äußere Gehäuse 102 des Ventilmechanismus gebildet ist, und wird durch die Fluidöffnungen 116, 50, 64 und den zweiten Fluidauslass 17 aus dem Ventilgehäuse 12 zu dem Einlass des entsprechenden Wärmetauschers 200 geleitet, wie schematisch durch den Strömungsrichtungspfeil 63 illustriert ist. Aus dem Wärmetauscher austretendes Fluid wird dann durch den zweiten Fluideinlass 19 zu der Ventilanordnung 10 zurückgeführt (wie schematisch durch den Strömungsrichtungspfeil 67 illustriert ist), welches Fluid dann aufgrund der Abdichtung der Fluidöffnungen 48, 62 in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 durch das äußere Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 oder den ersten Fluidauslass-Durchgang 15, zu der Fluidquelle zurückgeleitet wird, wo es durch den Fluidauslass 131 und die Fluidkupplung 136 zu der Fluidquelle zurückgeführt wird, wie durch Strömungsrichtungspfeile 61 illustriert ist. Durch Anbringen der Fluidquelle an der Ventilanordnung 10 mittels separater Fluidleitungen, die dann mit der Ventilanordnung 10 durch Fluidverbindungen, die durch das Einlassende 122 des zweiten Buchsenteils 54 und den in dem dritten Buchsenteil 80 gebildeten Auslass 131 erhalten werden, verbunden werden, können die Ventilanordnung 10 und der assoziierte Wärmetauscher 200 im Abstand von der Fluidquelle angeordnet werden, wodurch eine Flexibilität der Gestaltung der Gesamtfluidsysteme innerhalb des Automobils erhalten wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 10 wird nun mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen verwendet wurden, um gleiche Merkmale zu identifizieren.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ventilanordnung 10 eine unabhängige Einheit, die getrennt von sowohl der Fluidquelle (d.h., beispielsweise dem Getriebe oder dem Motor) und dem entsprechenden oder assoziierten Wärmetauscher ist und im Abstand von diesen befestigt werden soll. Daher weist wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen in den 3 und 4 illustriert ist, die Ventilanordnung 10 ein Ventilgehäuse 12 und eine Reihe von gestapelten ersten, zweiten und dritten Buchsenteilen 40, 54, 80 auf, die innerhalb eines in dem Ventilgehäuse 12 gebildeten Haupthohlraums 16 eingesetzt und befestigt sind. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Haupthohlraum 16 einen ersten, zweiten und dritten Bereich 22, 24, 26 auf, die kombiniert im Allgemeinen konisch von einem in dem Ventilgehäuse 12 gebildeten ersten offenen Ende 18 bis zu einem innerhalb des Ventilgehäuses 12 eingebetteten zweiten geschlossenen Ende 20 verlaufen. Der erste Bereich 22 erstreckt sich von dem offenen ersten Ende 18 zu einer ersten Umfangskante 30 mit einem im Allgemeinen konstanten Durchmesser. Der zweite Bereich 24 hat einen ersten Teil 24(1), der sich allmählich von einem ersten Durchmesser, der durch die Umfangskante 30 definiert ist, zu einem zweiten, kleineren Durchmesser verjüngt, und einen zweiten Teil 24(2), der sich mit einem konstanten Durchmesser (d.h., dem zweiten, kleineren Durchmesser) bis zu einer zweiten Umfangskante 32 erstreckt. Der dritte Bereich 26 verjüngt sich allmählich von der zweiten Umfangskante 32 bis zu dem geschlossenen zweiten Ende 20 des Haupthohlraums.
Das erste Buchsenteil 40 ist innerhalb des Haupthohlraums 16 in der gleichen Weise wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen angeordnet, wobei der Ventilmechanismus 100 gleitbar innerhalb des ersten Buchsenteils 40 angeordnet ist. Das zweite Buchsenteil 54 ist außerhalb und in Kontakt mit der äußeren Wand 41 des ersten Buchsenteils 40 angeordnet. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat das zweite Buchsenteil 54 die Form des zweiten Buchsenteils 54, das in Verbindung mit dem in den 3 und 4 illustrierten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Demgemäß hat das zweite Buchsenteil 54 eine im Allgemeinen rohrförmige oder zylindrische Form, die durch die äußere Wand 56 definiert ist, die sich zwischen einem ersten offenen Ende 120, das im Allgemeinen mit dem geschlossenen zweiten Ende 46 des ersten Buchsenteils 40 ausgerichtet ist, und sich in der Nähe zu oder angrenzend an das geschlossene Ende 20 des Haupthohlraums 16 befindet, und einem zweiten offenen Ende 122 erstreckt. Das zweite offene Ende 122 des zweiten Buchsenteils 54 hat die Form einer Fluidkupplung zum Paaren mit oder Aufnehmen einer entsprechenden Fluidarmatur 124 von der Fluidquelle, d.h., der Automobilsystemkomponente wie dem Automobilgetriebe oder -motor, wobei das zweite Ende 122 und die entsprechende Fluidarmatur oder Kupplung 124 zusammen den ersten Einlass 13 der Ventilanordnung 10 definieren.
Wenn das zweite Buchsenteil 54 innerhalb des Haupthohlraums 16 angeordnet ist, ist der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 66, die in der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 gebildet ist, in abdichtendem Kontakt mit der inneren Oberfläche des durch den zweiten Teil 24(2) des zweiten Bereichs 24 definierten Haupthohlraums 16. Der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch oder die Rippe 66 teilt daher wirksam den Haupthohlraum 16 in zwei getrennte fluidisolierte Bereiche, wodurch eine zweite und eine dritte Fluidkammer 72, 70 gebildet werden.
Das dritte Buchsenteil 80 hat im Allgemeinen dieselbe Form wie das dritte Buchsenteil 80, das in Verbindung mit dem in den 3 und 4 illustrierten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Demgemäß hat das dritte Buchsenteil 80 eine im Allgemeinen rohrförmige Form, die durch die äußere Wand 82 definiert ist, die sich in Längsrichtung zwischen gegenüberliegenden offenen Enden 84, 86 erstreckt. Ein sich nach außen erstreckender Umfangsflansch oder eine Rippe 89 ist in der Nähe des zweiten Endes 86 des dritten Buchsenteils 80 gebildet, um in abdichtenden Kontakt mit der inneren Oberfläche des ersten Bereichs 22 des Haupthohlraums 16 zu treten, wenn das dritte Buchsenteil 80 innerhalb des offenen ersten Endes 18 des Ventilgehäuses 12 positioniert ist. Das erste offene Ende 84 des dritten Buchsenteils 80 ist um den Hauptkörperbereich 127 des zweiten Endes 122 des zweiten Buchsenteils 54 herum angeordnet und liegt abdichtend an dem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende 126 von diesem an. Da das dritte Buchsenteil 80 einen Gesamtdurchmesser hat, der größer als der äußere Durchmesser des zweiten Buchsenteils 54 ist, bildet die Anordnung des dritten Buchsenteils 80 um das zweite Buchsenteil 54 herum den ringförmigen Fluiddurchgang 88 in dem Spalt oder Raum, der zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und der Wand 82, die das dritte Buchsenteil 80 bildet, angeordnet ist, wobei der ringförmige Fluiddurchgang 88 in Fluidverbindung mit der zweiten Fluidkammer 72 ist.
Wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das dritte Buchsenteil 80 mit dem Fluidauslass 131 gebildet, der integral innerhalb der äußeren Wand 82 des dritten Buchsenteils 80 in der Nähe des ersten Endes 84 von diesem gebildet ist. Der Fluidauslass 131 hat allgemein die Form eines zylindrischen Vorsprungs 132, der sich von der äußeren Wand 82 des dritten Buchsenteils 80 weg erstreckt. Der zylindrische Vorsprung 132 hat einen in diesem gebildeten Hohlraum 134 für die Aufnahme einer entsprechenden Fluidkupplung 136, die mit der Fluidquelle assoziiert ist. Demgemäß kann der Hohlraum 134 mit einem Innengewinde gebildet sein für den Eingriff mit einem entsprechenden Gewinde, das auf der Fluidkupplung 136 gebildet ist, um eine fluiddichte Abdichtung zu gewährleisten. Ein Fluiddurchgang 138 erstreckt sich von dem Hohlraum 134 durch den zylindrischen Vorsprung 132 und die äußere Wand 82 des dritten Buchsenteils, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Fluiddurchgang 88 oder dem ersten Fluidauslass-Durchgang 15 und der Fluidquelle mittels der Verbindung zwischen der Fluidkupplung 136 und dem Fluidauslass 131 hergestellt wird. Daher ist, während das durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 strömende Fluid durch den Fluidauslass 131, der seitlich mit Bezug auf die Längsachse des zweiten und des dritten Buchsenteils 54, 80 angeordnet ist, aus der Ventilanordnung 10 austritt, bevor es zu der Fluidquelle zurückgeführt wird, die primäre Strömungsrichtung des durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 oder den ersten Fluidauslass-Durchgang 15 strömenden Fluids koaxial und im Allgemeinen entgegengesetzt zu der primären Strömungsrichtung des durch den Fluideinlass 120 in die Ventilanordnung 10 eintretenden Fluids.
Da beabsichtigt ist, dass die Ventilanordnung 10 im Abstand mit Bezug sowohl auf die Fluidquelle als auch den entsprechenden Wärmetauscher 200 installiert wird, sind der zweite Fluidauslass 17 und der zweite Fluideinlass 19, die in dem Ventilgehäuse 12 gebildet sind, so konfiguriert, dass sie entsprechenden Fluidleitungen und Fluidarmaturen oder Kupplungen ermöglichen, an dem Ventilgehäuse 12 angebracht zu werden. Daher haben bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, anstatt dass der zweite Fluidauslass 17 und der zweite Fluideinlass 19 einander benachbart als in einer Seite des im Allgemeinen rechteckigen Ventilgehäuses angeordnet sind (wie bei den in den 1–4 gezeigten Ausführungsbeispielen) der zweite Fluidauslass 17 und der zweite Fluideinlass 19 die Form von im Allgemeinen zylindrischen Vorsprüngen 140, 142, die integral als Teil des Ventilgehäuses 12 gebildet sind, wobei sich die zylindrischen Vorsprünge 140, 142 von dem im Allgemeinen rechteckigen Ventilgehäuse 12 weg erstrecken und der Fluidauslass 17 gegenüber und im seitlichen Abstand von dem Fluideinlass 19 angeordnet ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass der genaue Ort des zweiten Fluidauslasses 17 und des zweiten Fluideinlasses 19 an dem Ventilgehäuse 12 sich in Abhängigkeit von spezifischen Gestaltungsanforderungen für eine bestimmte Anwendung ändern können, vorausgesetzt, dass der Fluidauslass 17 in Fluidverbindung mit der dritten Fluidkammer 70, die durch den Spalt/Raum zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und des dritten Bereichs 26 des Haupthohlraums 16 gebildet ist, ist, und dass der Fluideinlass 19 in Fluidverbindung mit der zweiten Fluidkammer 72, die durch den Spalt/Raum zwischen der äußeren Wand 56 des zweiten Buchsenteils 54 und dem ersten Teil 24(1) des zweiten Bereichs 24 des Haupthohlraums 16 gebildet ist, ist. De zylindrischen Vorsprünge 140, 142 haben jeweils einen in diesem gebildeten Hohlraum 144, 146 für die Aufnahme einer entsprechenden Fluidkupplung 148, 150, die mit dem entsprechenden Wärmetauscher 200 assoziiert sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Fluidauslass 17 und die Fluidkupplung 148 fluidmäßig mit einem Fluideinlass an dem entsprechenden Wärmetauscher 200 gekoppelt für die Zuführung von durch die Ventilanordnung 10 hindurchgehendem Fluid zu dem Wärmetauscher zum Kühlen/Erwärmen. Der Fluidauslass 19 und die Fluidkupplung 150 sind fluidmäßig mit dem entsprechenden Fluidauslass 210 des Wärmetauschers 200 gekoppelt für die Rückführung des gekühlten/erwärmten Fluids von dem Wärmetauscher durch die Ventilanordnung 10 und zurück zu der Fluidquelle (d.h., beispielsweise dem Getriebe oder dem Motor). Demgemäß kann jeder Hohlraum 144, 146 mit einem Innengewinde für den Eingriff mit einem entsprechenden auf der Fluidkupplung 148, 150 gebildeten Gewinde gebildet sein, um zu gewährleisten, dass eine fluiddichte Abdichtung an den Verbindungen zwischen der Ventilanordnung 10 und dem entsprechenden Wärmetauscher gebildet ist. Fluiddurchgänge 152, 154 erstrecken sich jeweils von dem entsprechenden Hohlraum 144, 146 in den zylindrischen Vorsprung 140, 142 durch das Ventilgehäuse 12, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidauslass 17 und der dritten Fluidkammer 70 und zwischen dem Fluideinlass 19 und der zweiten Fluidkammer 72 hergestellt wird.
Im Betrieb arbeitet der Ventilmechanismus 100 in derselben Weise wie vorstehend in Verbindung mit den in den 1–4 illustrierten Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Demgemäß strömt Fluid von der Fluidquelle (d.h., beispielsweise dem Getriebe oder dem Motor) durch entsprechende Fluidleitungen und tritt in die Ventilanordnung 10 durch die Fluidkupplung 124 und das zweite Ende 122 des zweiten Buchsenteils 54 ein. Das Fluid strömt in Längsrichtung durch das zweite Buchsenteil 54 (wie durch Strömungsrichtungspfeile 55 angezeigt ist) und in den in dem ersten Buchsenteil 40 aufgenommenen Ventilmechanismus 100 ein, wobei die Temperatur des Fluids durch den thermisch (oder elektronisch) aktivierten Aktuatorkörper 108 erfasst wird. Wenn die Temperatur des Fluids innerhalb eines ersten vorbestimmten Bereichs ist, bleibt der Ventilmechanismus 100 in seiner ersten Position oder seinem ersten Betriebszustand, der in 5 illustriert ist, und das Fluid tritt durch ausgerichtete Fluidöffnungen 114, 48, 62, die in dem äußeren Gehäuse 102 des Ventilmechanismus 100 und dem ersten und dem zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, aus dem Ventilmechanismus 100 in die zweite Fluidkammer 72 aus. Das Fluid wird dann zu der Fluidquelle zurückgeführt, indem es in Längsrichtung durch den ringförmigen Fluiddurchgang 88 strömt, bevor es durch den Fluidauslass 131 aus der Ventilanordnung 10 austritt, wie durch die Strömungsrichtungspfeile 61 angezeigt ist. Wie in Verbindung mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist, wird aufgrund des Gesamtströmungswiderstands innerhalb des Systems verhindert, dass das Fluid innerhalb der zweiten Fluidkammer 72 durch den Fluideinlass 19 in den entsprechenden Wärmetauscher eintritt.
Wenn die Temperatur des in den Ventilmechanismus 100 eintretenden Fluids auf einen zweiten vorbestimmten Bereich ansteigt, nimmt der Ventilmechanismus 100 seine zweite Position oder seinen zweiten Betriebszustand ein, der in 6 illustriert ist. Da der Aktuatorkörper 108 durch die thermische Ausdehnung des in diesem aufgenommenen Materials (oder durch elektronische Mittel in dem Fall eines elektronischen Ventils) aktiviert wird, wird der Kolben 110 aus dem Aktuatorkörper herausgeschoben und wirkt gegen das erste Ende 104 des äußeren Gehäuses 102. Die Aktion des Kolbens 110 gegen das äußere Gehäuse 102 drückt das Federteil zusammen, wenn das äußere Gehäuse 102 entlang der inneren Oberfläche des ersten Buchsenteils 40 gleitet, wobei die Öffnung 116 in Ausrichtung mit den Fluidöffnungen 50, 64, die in dem ersten und zweiten Buchsenteil 40, 54 gebildet sind, gebracht wird, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem offenen inneren Raum oder der ersten Ventilkammer 103 des äußeren Gehäuses 102 und der dritten Fluidkammer 70 hergestellt wird. Da der zweite Fluidauslass 17 in Fluidverbindung mit der dritten Fluidkammer 70 ist, wird das Fluid von der dritten Fluidkammer 70, die in dem dritten Bereich 26 des Haupthohlraums gebildet ist, durch den Fluidauslass 17 zu dem Einlass des entsprechenden Wärmetauschers durch jeweils geeignete Fluidleitungen geleitet, wie schematisch durch den Strömungsrichtungspfeil 63 illustriert ist. Nachdem das Fluid durch den entsprechenden Wärmetauscher 200 gekühlt (oder erwärmt) wurde, wird es durch den Fluideinlass 19 zu der Ventilanordnung 10 zurückgeführt, wie durch den Strömungsrichtungspfeil 67 illustriert ist, und wird durch die Fluidkammer 72 und den ringförmigen Strömungsdurchgang 88, der als der erste Fluidauslass-Durchgang 15 dient, zu der Fluidquelle zurückgeführt, wobei das Fluid durch den Fluidauslass 131 aus der Ventilanordnung 10 austritt, wie durch die Strömungsrichtungspfeile 61 illustriert ist.
Dadurch, dass die Ventilanordnung 10 für eine Befestigung im Abstand sowohl von der Fluidquelle als auch dem entsprechenden Wärmetauscher konfiguriert ist, wird ein zusätzlicher Grad von Flexibilität erhalten, wenn die Gesamtautomobilsysteme gestaltet werden, da die Ventilanordnung angepasst und in Verbindung mit verschiedenen Anordnungen der Automobilkomponenten verwendet werden. Weiterhin kann die im Abstand installierte Ventilanordnung 10 auch als eine eigenständige Anordnung in mehreren Plattformen des Fahrzeugs betrieben werden, da sie nicht direkt an die Fluidquelle oder den entsprechenden Wärmetauscher gebunden ist.
Während verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, ist darauf hinzuweisen, dass bestimmte Anpassungen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können. Daher werden die vorstehend diskutierten Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als beschränkend angesehen.

Claims

Ventilanordnung, welche aufweist: ein Ventilgehäuse; einen Haupthohlraum, der innerhalb des Ventilgehäuses gebildet ist und sich von einem ersten offenen Ende mit einem ersten Durchmesser zu einem zweiten geschlossenen Ende mit einem zweiten verringerten Durchmesser erstreckt, wobei das zweite geschlossene Ende innerhalb des Ventilgehäuses eingebettet ist; einen ersten Fluideinlass-Durchgang zum Empfangen von Fluid von einer Fluidquelle in einer ersten Richtung; einen ersten Fluidauslass-Durchgang zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle in einer zweiten Richtung, die im Allgemeinen zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist; einen zweiten Fluidauslass zum Ausgeben des Fluids aus dem Ventilgehäuse; einen zweiten Fluideinlass zum Empfangen des von dem Ventilgehäuse ausgegebenen Fluids und zum Zurückführen dieses Fluids zu der Fluidquelle über den ersten Fluidauslass; eine erste Ventilkammer, die innerhalb des Haupthohlraums und in Verbindung mit dem ersten Fluideinlass gebildet ist; einen Ventilmechanismus, der gleitbar innerhalb der ersten Ventilkammer installiert ist, wobei der Ventilmechanismus ausgestaltet ist zum Steuern einer Fluidströmung von dem ersten Fluideinlass-Durchgang zu dem zweiten Fluidauslass; eine zweite Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem ersten Fluidauslass-Durchgang, wenn der Ventilmechanismus in einer ersten Position ist; eine dritte Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem zweiten Fluidauslass, wenn der Ventilmechanismus in einer zweiten Position ist; wobei die zweite Ventilkammer fluidmäßig von der dritten Ventilkammer isoliert ist; und wobei der erste Fluideinlass-Durchgang koaxial innerhalb des Fluidauslass-Durchgangs angeordnet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, bei der: ein erstes Buchsenteil mit einer äußeren Wand, die sich in Längsrichtung zwischen einem ersten offenen Ende und einem geschlossenen zweiten Ende erstreckt, innerhalb des Haupthohlraums des Ventilgehäuses befestigt ist, wobei die äußere Wand des ersten Buchsenteils einen offenen inneren Raum definiert, der die erste Ventilkammer bildet; und wobei der Ventilmechanismus gleitbar innerhalb des ersten Buchsenteils angeordnet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend: eine erste Fluidöffnung, die in dem ersten Buchsenteil gebildet ist zum Erhalten einer Fluidverbindung zwischen der ersten Ventilkammer und der zweiten Ventilkammer; und eine zweite Fluidöffnung, die in dem zweiten Buchsenteil gebildet ist zum Erhalten einer Fluidkommunikation zwischen der ersten Ventilkammer und der dritten Ventilkammer; wobei die erste und die zweite Fluidöffnung in Ausrichtung mit dem zweiten Fluideinlass bzw. dem zweiten Fluidauslass sind.
Ventilanordnung nach Anspruch 3, weiterhin aufweisend: ein zweites Buchsenteil, das außerhalb von und in Kontakt mit dem ersten Buchsenteil angeordnet ist, wobei das erste und das zweite Buchsenteil zusammen innerhalb des Haupthohlraums angeordnet sind, und das zweite Buchsenteil aufweist: einen sich nach außen erstreckenden Umfangsflansch zum Kontaktieren und Abdichten gegenüber einer inneren Oberfläche des Haupthohlraums, wobei der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch eine Fluidbarriere zwischen der zweiten Fluidkammer und der dritten Fluidkammer bildet und diese fluidmäßig isoliert; eine erste Fluidöffnung, die in dem zweiten Buchsenteil gebildet und mit der ersten Fluidöffnung in dem ersten Buchsenteil ausgerichtet ist; und eine zweite Fluidöffnung, die in dem zweiten Buchsenteil gebildet und mit der zweiten Fluidöffnung in dem ersten Buchsenteil ausgerichtet ist; wobei der sich nach außen erstreckende Umfangsflansch zwischen der ersten und der zweiten Fluidöffnung positioniert ist; und ein drittes Buchsenteil koaxial um das zweite Buchsenteil herum angeordnet ist, wobei das dritte Buchsenteil ein erstes offenes Ende hat, das in das erste offene Ende des Haupthohlraums eingesetzt ist und einen ringförmigen Strömungsdurchgang zwischen dem zweiten Buchsenteil und dem dritten Buchsenteil bildet, wobei der ringförmige Strömungsdurchgang in Fluidverbindung mit der zweiten Fluidkammer ist und als der erste Fluidauslass-Durchgang dient.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, bei der der Ventilmechanismus aufweist: ein äußeres Gehäuse in Kontakt mit und ausgestaltet zur gleitenden Bewegung entlang einer inneren Oberfläche des ersten Buchsenteils; einen Aktuatorkörper, der innerhalb des äußeren Gehäuses aufgenommen ist; einen Kolben, der mit dem Aktuatorkörper gekoppelt ist für eine Bewegung des äußeren Gehäuses zwischen der ersten Position und der zweiten Position; eine erste Öffnung, die in dem äußeren Gehäuse gebildet ist; eine zweite Öffnung, die im Abstand von der ersten Öffnung in dem äußeren Gehäuse gebildet ist; wobei die erste Öffnung mit den ersten Öffnungen, die in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil gebildet sind, und dem zweiten Fluideinlass des Ventilgehäuses ausgerichtet ist, wenn der Kolben in der ersten Position ist; und wobei die zweite Öffnung mit den zweiten Fluidöffnungen, die in dem ersten und dem zweiten Buchsenteil gebildet sind, und dem zweiten Fluidauslass des Ventilgehäuses ausgerichtet ist, wenn der Kolben in der zweiten Position ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 5, bei der die zweite Öffnung in dem äußeren Gehäuse durch das erste Buchsenteil abgedichtet ist, wenn der Kolben in der ersten Position ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 5, bei der die erste Öffnung in dem äußeren Gehäuse durch das erste Buchsenteil abgedichtet ist, wenn der Kolben in der zweiten Position ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 5, bei der der Ventilmechanismus weiterhin ein Federteil mit einem ersten Ende, das mit dem äußeren Gehäuse gekoppelt ist, und einem zweiten freien Ende in Kontakt mit dem zweiten Ende des ersten Buchsenteils aufweist, wobei das Federteil eine Vorspannkraft zum Zurückführen des äußeren Gehäuses des Ventilmechanismus zu der ersten Position liefert.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, bei der der erste Fluideinlass-Durchgang und der erste Fluidauslass-Durchgang ausgestaltet sind zur direkten Verbindung mit einem äußeren Gehäuse einer entsprechenden koaxialen Einlass- und Auslassöffnung in einer Automobilsystemkomponente.
Ventilanordnung nach Anspruch 9, bei der das Ventilgehäuse weiterhin eine äußere Befestigungsfläche zum Befestigen an dem äußeren Gehäuse der Automobilsystemkomponente aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, bei der der zweite Fluidauslass und der zweite Fluideinlass in dem Ventilgehäuse gebildet sind und ausgestaltet sind zur direkten Verbindung mit einem entsprechenden Einlass und einem entsprechenden Auslass an einem entsprechenden Wärmetauscher; und wobei der erste Fluideinlass-Durchgang und der erste Fluidauslass-Durchgang ausgestaltet sind zur Verbindung mit einem entsprechenden Auslass und einem entsprechenden Einlass einer im Abstand angeordneten Automobilsystemkomponente.
Ventilanordnung nach Anspruch 11, bei der das zweite Buchsenteil aufweist: ein im Allgemeinen rohrförmiges Teil mit einem ersten offenen Ende, das mit dem zweiten geschlossenen Ende des ersten Buchsenteils ausgerichtet und in der Nähe des zweiten geschlossenen Endes des Haupthohlraums angeordnet ist, und einem zweiten, gegenüberliegenden Ende in der Form einer Fluidkupplung, die ausgestaltet ist zum Empfangen einer entsprechenden Fluidarmatur, die mit dem Auslass der Automobilsystemkomponente assoziiert ist; und wobei das dritte Buchsenteil ein im Allgemeinen rohrförmiges Teil aufweist, das sich zwischen dem ersten offenen Ende und einem zweiten offenen Ende erstreckt, wobei das zweite offene Ende dichtend an dem zweiten Ende des zweiten Buchsenteils anliegt, wodurch der ringförmige Strömungsdurchgang abgedichtet wird, und wobei das dritte Buchsenteil weiterhin einen sich seitlich erstreckenden Fluidauslass in Fluidverbindung mit dem ringförmigen Fluiddurchgang aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 12, bei der das zweite Ende des zweiten Buchsenteils aufweist: einen Hauptkörperbereich mit einem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende, wobei der Hauptkörperbereich sich von der äußeren Wand, die die im Allgemeinen rohrförmige Form des zweiten Buchsenteils definiert, weg zu dem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende hin erstreckt; einen Hohlraumbereich, der innerhalb des mit einem Flansch versehenen äußeren Endes für die Aufnahme der entsprechenden Fluidarmatur gebildet ist; und einen Fluiddurchgang, der innerhalb des Hauptkörperbereichs gebildet ist und sich von dem Hohlraumbereich zu dem offenen inneren Raum, der durch die äußere Wand, die die im Allgemeinen rohrförmige Form des zweiten Buchsenteils definiert, definiert ist, hin erstreckt, wobei der offene innere Raum in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 13, bei der das zweite offene Ende des dritten Buchsenteils abdichtend an dem mit einem Flansch versehenen äußeren Ende anliegt.
Ventilanordnung nach Anspruch 12, bei der der Fluidauslass aufweist: einen zylindrischen Vorsprung, der sich seitlich von der rohrförmigen Form des dritten Buchsenteils weg erstreckt; einen Hohlraumbereich, der in dem zylindrischen Vorsprung gebildet ist für die Aufnahme der entsprechenden Fluidarmatur; einen Fluiddurchgang, der in dem zylindrischen Vorsprung gebildet ist und sich von dem Hohlraumbereich zu dem ringförmigen Fluiddurchgang erstreckt.
Ventilanordnung nach Anspruch 15, bei der der Hohlraumbereich in dem zweiten Ende des zweiten Buchsenteils und der Hohlraumbereich in dem Fluidauslass in dem dritten Buchsenteil mit einem Innengewinde versehen sind für den Eingriff mit einem entsprechenden, auf den entsprechenden Fluidarmaturen gebildeten Gewinde.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, bei der der erste Fluideinlass-Durchgang und der erste Fluidauslass-Durchgang ausgestaltet sind für eine Verbindung mit einem entsprechenden Auslass und einem entsprechenden Einlass einer im Abstand angeordneten Automobilsystemkomponente; und bei der der zweite Fluidauslass und der zweite Fluideinlass ausgestaltet sind für eine Verbindung mit einem entsprechenden Einlass und einem entsprechenden Auslass an einem entsprechenden, im Abstand angeordneten Wärmetauscher.
Ventilanordnung nach Anspruch 15, bei der: das zweite Buchsenteil ein im Allgemeinen rohrförmiges Teil mit einem ersten offenen Ende, das mit dem zweiten geschlossenen Ende des ersten Buchsenteils ausgerichtet und nahe des zweiten geschlossenen Endes des Haupthohlraums angeordnet ist, und einem zweiten, gegenüberliegenden Ende in der Form einer Fluidkupplung, die für die Aufnahme einer entsprechenden Fluidarmatur, die mit dem Auslass der Automobilsystemkomponente assoziiert ist, ausgestaltet ist, aufweist; das dritte Buchsenteil ein im Allgemeinen rohrförmiges Teil, das sich zwischen dem ersten offenen Ende und einem zweiten offenen Ende erstreckt, aufweist, wobei das zweite offene Ende abdichtend an dem zweiten Ende des zweiten Buchsenteils anliegt, wodurch der ringförmige Strömungsdurchang abgedichtet wird, wobei das dritte Buchsenteil weiterhin einen sich seitlich erstreckenden Fluidauslass in Fluidverbindung mit dem ringförmigen Fluiddurchgang aufweist; der zweite Fluidauslass in dem Ventilgehäuse die Form eines integral gebildeten zylindrischen Vorsprungs hat, der sich von dem Ventilgehäuse weg erstreckt, wobei der zylindrische Vorsprung einen Hohlraumbereich hat, der zur Aufnahme einer entsprechenden Fluidarmatur ausgestaltet ist, die mit dem entsprechenden Fluideinlass des entsprechenden Wärmetauschers assoziiert ist, und ein Fluiddurchgang sich von dem Hohlraumbereich zu der dritten Ventilkammer hin erstreckt; und der zweite Fluideinlass in dem Ventilgehäuse die Form eines integral gebildeten zylindrischen Vorsprungs hat, der sich von dem Ventilgehäuse weg erstreckt, wobei der zylindrische Vorsprung einen Hohlraumbereich hat, der zur Aufnahme einer entsprechenden Fluidarmatur ausgestaltet ist, die mit dem entsprechenden Fluidauslass des entsprechenden Wärmetauschers assoziiert ist, und ein Fluiddurchgang sich von dem Hohlraumbereich zu der zweiten Ventilkammer hin erstreckt.
Ventilanordnung nach Anspruch 18, bei der der Hohlraumbereich in dem zylindrischen Vorsprung, der den zweiten Fluidauslass bildet, und der Hohlraumbereich in dem zylindrischen Vorsprung, der den zweiten Fluideinlass bildet, mit einem Innengewinde versehen sind für den Eingriff mit jeweils einem entsprechenden Gewinde, das auf den entsprechenden Fluidarmaturen gebildet ist.
Wärmetauscheranordnung, welche aufweist: einen Wärmetauscher, aufweisend mehrere gestapelte Wärmeaustauschplatten, die abwechselnde erste und zweite Fluiddurchgänge definieren, ein Paar von ersten Verteilern in Fluidverbindung mit den ersten Durchgängen und ein Paar von zweiten Verteilern in Fluidverbindung mit den zweiten Durchgängen; und eine Ventilanordnung, welche aufweist: ein Ventilgehäuse mit einem darin gebildeten Haupthohlraum, der sich von einem ersten, offenen Ende mit einem ersten Durchmesser zu einem zweiten, geschlossenen Ende mit einem zweiten verringerten Durchmesser erstreckt, wobei das zweite, geschlossene Ende des Haupthohlraums in dem Ventilgehäuse eingebettet ist; einen ersten Fluideinlass-Durchgang für das Empfangen von Fluid von einer Fluidquelle in einer ersten Richtung; einen ersten Fluidauslass-Durchgang zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle in einer zweiten Richtung, die im Allgemeinen entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist; einen zweiten Fluidauslass zum Ausgeben des Fluids aus dem Ventilgehäuse zu einem Einlassverteiler des Wärmetauschers; einen zweiten Fluideinlass zum Empfangen des Fluids von einem Auslassverteiler des Wärmetauschers und zum Zurückführen des Fluids zu der Fluidquelle über den ersten Fluidauslass; eine erste Ventilkammer, die innerhalb des Haupthohlraums gebildet und in Verbindung mit dem ersten Fluideinlass ist; einen Ventilmechanismus, der gleitbar innerhalb der ersten Ventilkammer angeordnet ist, wobei der Ventilmechanismus ausgestaltet ist zum Steuern einer Fluidströmung von dem ersten Fluideinlass-Durchgang zu dem zweiten Fluidauslass; eine zweite Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem ersten Fluidauslass-Durchgang, wenn der Ventilmechanismus in einer ersten Position ist; eine dritte Ventilkammer in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer und dem zweiten Fluidauslass, wenn der Ventilmechanismus in einer zweiten Position ist; wobei die zweite Ventilkammer fluidmäßig von der dritten Ventilkammer isoliert ist; und wobei der erste Fluideinlass-Durchgang koaxial innerhalb des ersten Fluidauslass-Durchgangs angeordnet ist.