DE202017006735U1

DE202017006735U1 - Zweifluid-Ventilvorrichtung und diese enthaltendes System zum Steuern von zwei Fluidströmen

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Publication number: DE202017006735U1
Application number: DE202017006735.8U
Authority: DE
Original assignee: Dana Canada Corp
Current assignee: Dana Canada Corp
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-03-27
Anticipated expiration: 2027-03-02
Also published as: WO2017147699A1; CN108027085B; US20170254604A1; CA2995890A1; US10072902B2; GB2562558A; DE112017001122T5; KR20180121866A; CN108027085A; GB201802672D0

Abstract

Ventilvorrichtung, welche aufweist:eine erste Ventilkammer mit einem ersten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer ersten Fluidquelle und einem ersten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der ersten Ventilkammer;eine zweite Ventilkammer mit einem zweiten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer zweiten Fluidquelle und einem zweiten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der zweiten Ventilkammer;eine Steuerkammer, die fluidmäßig gegenüber der ersten Ventilkammer und der zweiten Ventilkammer isoliert ist, welche Steuerkammer einen Steuerfluideinlass zum Empfangen eines Steuerfluids von einer Steuerfluidquelle und einen Steuerfluidauslass zum Ausgeben des Steuerfluids aus der Steuerkammer der Ventilvorrichtung hat;einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass;einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass;ein thermisches Stellglied, das innerhalb der Steuerkammer angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, welches thermische Stellglied eine mit dem ersten Ventilmechanismus assoziierte erste Aktivierungstemperatur und eine mit dem zweiten Ventilmechanismus assoziierte zweite Aktivierungstemperatur hat;wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig gegenüber der zweiten Ventilkammer isoliert ist.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der am 2. März 2016 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/302 477 und der am 31. März 2016 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/316 035 , deren Inhalte hier einbezogen werden.
GEBIET
Die Beschreibung bezieht sich auf eine Ventilvorrichtung, insbesondere eine Ventilvorrichtung zum Steuern von zwei getrennten Fluidströmen.
HINTERGRUND
Die Verwendung von Ventilen zum Steuern der Strömung eines Fluids innerhalb eines Gesamtwärmeaustauschkreises in einem Automobilsystem ist bekannt. Steuerventile oder thermische Umgehungsventile (thermal by-pass valves, TBV) werden häufig kombiniert mit Wärmetauschern verwendet, um entweder ein Fluid zum Erwärmen oder Kühlen zu einem entsprechenden Wärmetauscher zu leiten oder um das Fluid anderswohin in dem Wärmeaustauschkreis zu leiten, um den Wärmetauscher unter Bedingungen, unter denen die Wärmeaustauschfunktion des Wärmetauschers nicht erforderlich oder nur intermittierend erforderlich ist, zu umgehen.
Steuerventile oder thermische Umgehungsventile sind häufig durch externe Fluidleitungen in ein Wärmeaustauschsystem einbezogen, die ihrerseits mit einem Einlass/Auslass eines Wärmetauschers verbunden sind, wobei die Steuerventile von dem Wärmetauscher getrennt und entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Wärmetauschers mit den externen Fluidleitungen verbunden sind. Bei einigen Anwendungen werden mehrere Steuerventile oder thermische Umgehungsventile kombiniert verwendet, um eine bestimmte Steuerfolge zu erzielen, durch die die Fluidströmung wirksam durch den Gesamtwärmeaustauschkreis geleitet wird, um zu gewährleisten, dass das Fluid zu dem geeigneten Wärmetauscher oder der geeigneten Automobilsystemkomponente unter den verschiedenen Betriebsbedingungen geleitet wird. Bei anderen Anwendungen kann es zweckmäßiger sein, eine einzelne Ventilvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, mehrere Steuerfunktionen auszuüben. Jedoch führt das Vorsehen einer einzelnen Ventilvorrichtung, die mehrere Steuerfunktionen bietet, manchmal zu einer Vermischung von verschiedenen Fluidströmen, die für die Gesamtfunktion und/oder Steuerung des Gesamtwärmeaustauschkreises nicht immer wünschenswert ist.
Es ist daher wünschenswert, eine Ventilvorrichtung anzugeben, die mehrere Steuerfunktionen ausüben kann, während ein Vermischen der verschiedenen Fluidströme, die durch das Ventil gesteuert werden, verhindert wird, in dem Bemühen, Gesamtfluidkreise oder -systeme vorzusehen, die betrieben werden und/oder die gewünschte Funktion erzielen können, ohne dass Fluidströme vermischt werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Ventilvorrichtung vorgesehen, welche enthält: eine erste Ventilkammer mit einem ersten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer ersten Fluidquelle und einem ersten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der ersten Ventilkammer; eine zweite Ventilkammer mit einem zweiten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer zweiten Fluidquelle und einem zweiten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der zweiten Ventilkammer; eine Steuerkammer, die fluidmäßig von der ersten Ventilkammer und der zweiten Ventilkammer isoliert ist, welche Steuerkammer einen Steuerfluideinlass zum Empfangen von Fluid von einer Steuerquelle und einen Steuerfluidauslass zum Ausgeben des Steuerfluids aus der Steuerkammer der Ventilvorrichtung hat; einen ersten Ventilmechanismus, der innerhalb der ersten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern der Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass; einen zweiten Ventilmechanismus, der innerhalb der zweiten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern der Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass; ein thermisches Stellglied, das in der Steuerkammer angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, welches thermische Stellglied eine erste Aktivierungstemperatur, die mit dem ersten Ventilmechanismus assoziiert ist, und eine zweite Aktivierungstemperatur, die mit dem zweiten Ventilmechanismus assoziiert ist, hat; eine Auslassfluidleitung, die den ersten Auslass und den zweiten Auslass miteinander verbindet; und wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig von der zweiten Ventilkammer isoliert ist.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Ventilvorrichtung vorgesehen, welche aufweist: einen Hauptkörper mit einer darin gebildeten Hauptbohrung; ein erstes Ventilgehäuse, das an dem Hauptkörper befestigt ist und eine erste Ventilkammer definiert; ein zweites Ventilgehäuse, das an dem Hauptkörper befestigt ist und eine zweite Ventilkammer definiert; einen ersten Fluideinlass und einen ersten Auslass, die in dem ersten Ventilgehäuse in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer gebildet sind; einen zweiten Fluideinlass und einen zweiten Fluidauslass in Fluidverbindung mit der zweiten Ventilkammer; einen ersten Ventilmechanismus, der in dem ersten Ventilgehäuse angeordnet ist, zum Steuern der Strömung von dem ersten Fluideinlass zu dem ersten Fluidauslass; einen zweiten Ventilmechanismus, der in dem zweiten Ventilgehäuse angeordnet ist, zum Steuern der Strömung von dem zweiten Fluideinlass zu dem zweiten Fluidauslass; ein thermisches Stellglied, das in der Hauptbohrung des Hauptkörpers positioniert und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, welches thermische Stellglied eine erste Aktivierungseinstellung zum Betätigen des ersten Ventilmechanismus und eine zweite Aktivierungseinstellung zum Betätigen des zweiten Ventilmechanismus hat; eine Steuerfluid-Einlassöffnung, die in dem Hauptkörper gebildet ist und sich in die Hauptbohrung erstreckt, um einen Fluidzugang zu dem thermischen Stellglied vorzusehen, und eine Steuerfluid-Auslassöffnung, die in dem Hauptkörper gebildet ist, zum Ausgeben von Fluid aus der Hauptbohrung zu dem Bereich des thermischen Stellglieds; wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig von der zweiten Ventilkammer isoliert ist und wobei eine Fluidleitung den ersten Auslass und den zweiten Auslass miteinander verbindet.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist ein System zum Übertragen von einem von zwei Kältemittelströmen zu einem Wärmetauscher zum Erwärmen und/oder Kühlen von Getriebefluid in einem Automobilfahrzeug mit einem Motor und einem Getriebe vorgesehen, welches aufweist: einen Wärmetauscher, der fluidmäßig mit dem Getriebe verbunden ist, um aus dem Getriebe austretendes Getriebefluid zu empfangen und Getriebefluid über eine Rückführungsleitung zurück zu dem Getriebe zu leiten, welcher Wärmetauscher einen Einlass zum Empfangen eines Kältemittelstroms zur Wärmeübertragung mit dem Getriebefluid und einen Auslass zum Ausgeben des Kältemittelstroms aus dem Wärmetauscher hat; eine Ventilvorrichtung, die zwischen dem Getriebe und dem Wärmetauscher angeordnet und zum Empfangen von aus dem Getriebe austretendem Getriebefluid und zum Liefern des Getriebefluids zu dem Wärmetauscher fluidmäßig mit dem Getriebe gekoppelt ist, wobei die Ventilvorrichtung eine erste Ventilkammer zum Empfangen von Kältemittel von einer ersten Fluidquelle und eine zweite Ventilkammer zum Empfangen von Kältemittel von einer zweiten Fluidquelle hat, wobei die erste Ventilkammer und die zweite Ventilkammer jeweils einen Fluidauslass haben, die durch einen Ausgabekanal miteinander verbunden sind, der für die Lieferung des ersten oder zweiten Kältemittels zu dem Wärmetauscher fluidmäßig mit einem Einlass des Wärmetauschers gekoppelt ist; einen ersten Ventilmechanismus, der zur Steuerung der Strömung des ersten Kühlmittels zu dem Wärmetauscher innerhalb der ersten Ventilkammer angeordnet ist; einen zweiten Ventilmechanismus, der zur Steuerung der Strömung des zweiten Kältemittels zu dem Wärmetauscher innerhalb der zweiten Ventilkammer angeordnet ist; wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig von der zweiten Ventilkammer isoliert ist und wobei nur einer von dem ersten Kühlmittelstrom und dem zweiten Kühlmittelstrom zur gleichen Zeit durch den Ausgabekanal zu dem Wärmetauschereinlass geleitet wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Ventilvorrichtung vorgesehen, welche aufweist: einen ersten Verteilerbereich zum Übertragen eines Steuerfluids durch diesen, welcher Verteilerbereich einen Fluiddurchgang hat, der sich zwischen einem Steuerfluideinlass und einem Steuerfluidauslass durch diesen erstreckt; einen Zwischenbereich, der an dem ersten Verteilerbereich befestigt ist, welcher Zwischenbereich eine erste Ventilkammer und eine zweite Ventilkammer hat, wobei die erste Ventilkammer einen ersten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer ersten Fluidquelle und einen ersten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der ersten Ventilkammer hat, die zweite Ventilkammer einen zweiten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer zweiten Fluidquelle und einen zweiten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der zweiten Ventilkammer hat und die erste und die zweite Ventilkammer des Zwischenbereichs fluidmäßig von dem ersten Verteilerbereich isoliert sind und fluidmäßig gegeneinander isoliert sind; einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Ventilkammer zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass angeordnet ist; einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Ventilkammer zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass angeordnet ist; ein erstes thermisches Stellglied mit einer ersten Aktivierungstemperatur, das in dem Verteilerbereich in Fluidverbindung mit dem darin gebildeten Fluiddurchgang angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist; ein zweites thermisches Stellglied mit einer zweiten Aktivierungstemperatur, das in dem ersten Verteilerbereich in Fluidverbindung mit dem darin gebildeten Fluiddurchgang angeordnet und betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, wobei die zweite Aktivierungstemperatur höher als die erste Aktivierungstemperatur ist; und einen zweiten Verteilerbereich, der an dem Zwischenbereich befestigt ist und einen darin gebildeten Ausgabekanal hat, der fluidmäßig sowohl mit der ersten Ventilkammer als auch mit der zweiten Ventilkammer gekoppelt ist und sich zu einem Fluidauslass zum Ausgeben entweder des ersten Fluidstroms oder des zweiten Fluidstroms aus der Ventilvorrichtung erstreckt.
Figurenliste

Es wird nun Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung zeigen und in denen:
1 eine schematische Illustration eines beispielhaften Wärmeaustauschkreises für einen Motor und ein Getriebe ist, der eine Ventilvorrichtung wie in den 2-4 gezeigt enthält;
2 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ventilvorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung in einem ersten Betriebszustand ist;
3 eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung nach 2 in einem zweiten Betriebszustand ist;
4 eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung nach 2 in einem dritten Betriebszustand ist;
5 eine Querschnittsansicht eines ersten Ventils zum Bilden einer Ventilvorrichtung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in seinem ersten Betriebszustand ist;
6 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ventils zur Verwendung in Verbindung mit dem ersten Ventil nach 5 ist, auch in seinem ersten Betriebszustand;
7 eine Querschnittsansicht des ersten Ventils von 5 in seinem Betriebszustand ist;
8 eine Querschnittsansicht des zweiten Ventils von 6 in seinem zweiten Betriebszustand ist;
9 eine Querschnittsansicht des ersten Ventils von 5 in seinem dritten Betriebszustand ist;
10 eine Querschnittsansicht des zweiten Ventils von 6 in seinem dritten Betriebszustand ist;
11 eine schematische Illustration eines beispielhaften Wärmeaustauschkreises für einen Motor und ein Getriebe ist, der eine das erste und das zweite Ventil der 5-10 aufweisende Ventilvorrichtung enthält;
12 eine schematische Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Ventilvorrichtung nach der vorliegenden Offenbarung ist, die einen ersten Betriebszustand illustriert;
13 eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung nach 12 in einem zweiten Betriebszustand ist;
14 eine Querschnittsansicht der Ventilvorrichtung nach 12 in einem dritten Betriebszustand ist; und
15 eine schematische Illustration eines beispielhaften Wärmeaustauschkreises für einen Motor und ein Getriebe ist, der eine Ventilvorrichtung wie in den 12-14 gezeigt enthält.

Gleiche Bezugszahlen werden in verschiedenen Figuren verwendet, um gleiche Komponenten zu bezeichnen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Es wird nun im Einzelnen Bezug auf beispielhafte Implementierungen der Technologie genommen. Die Ausführungsbeispiele werden nur zur Erläuterung der Technologie und nicht als eine Beschränkung der Technologie gegeben. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen bei der vorliegenden Technologie vorgenommen werden können. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Technologie derartige Modifikationen und Variationen abdeckt, die innerhalb des Bereichs der vorliegenden Technologie liegen.
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Illustration eines beispielhaften Wärmeaustauschkreises 10 für einen Fahrzeugmotor 12 und ein Fahrzeuggetriebe 14 zeigt. Wie gezeigt ist, wird der Motor 12 mittels eines ersten Fluids, wie eines Motorkältemittels, gekühlt, das durch den Motor 12 derart strömt, dass es während des Betriebs Wärme aus dem Motor 12 herauszieht. Das Kältemittel tritt durch die Fluideinlassleitung 16 in den Motor 12 ein und tritt durch die Fluidauslassleitung 18 aus dem Motor 12 aus. Das Motorkältemittel, das aus dem Motor 12 austritt, wird zur Kühlung zu einem ersten Wärmetauscher 20, wie einem Kühler, geleitet. Abhängig von den besonderen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs kann es wünschenswert sein, zumindest einen Teil des Motorkältemittels, das durch die Fluidauslassleitung 18 aus dem Motor 2 austritt, beispielsweise während Aufwärm- oder Kaltstartbedingungen durch die Zwischenfluidleitung 19 und die Fluideinlassleitung 16 zu dem Motor 12 zurückzuführen.
Das erste Fluid oder Motorkältemittel, das durch den gesamten Wärmeaustauschkreis 10 innerhalb des Automobilsystems strömt, kann auch anderswo in dem Kreis 10 verwendet werden, um das Erwärmen und/oder Kühlen anderer Fluide, die innerhalb des Kreises 10 zirkulieren, zu unterstützen. Genauer gesagt, unter bestimmten Bedingungen kann es wünschenswert sein, einen Teil des warmen/heißen Kältemittels, das durch die Fluidauslassleitung 18 aus dem Motor 12 austritt (hier auch als „erwärmtes erstes Fluid“ bezeichnet) zur Verwendung anderswo in dem Kreis 10 zu leiten, beispielsweise durch die Fluidleitung 22 zu einem zweiten Wärmetauscher 24, zur Unterstützung der Erwärmung eines zweiten Fluids, das durch den Kreis 10 strömt, wie des Getriebefluids (oder Öls), das durch das Getriebe 14 strömt. Unter anderen Betriebsbedingungen kann es wünschenswert sein, einen Teil des kalten Maschinenkältemittels, das aus dem ersten Wärmetauscher 20 austritt (hier auch als das „gekühlte erste Fluid“ bezeichnet) und durch die Fluidleitung 16 zu dem Motor 12 zurückgeführt wird, beispielsweise durch die Fluidleitung 26 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 zu leiten, um die Kühlung des zweiten Fluids, z. B. des Getriebefluids, zu unterstützen. Um zu steuern, ob das erwärmte erste Fluid in der Fluidleitung 22 oder das gekühlte erste Fluid in der Fluidleitung 26 zu dem zweiten oder anderen Wärmetauscher 24 innerhalb des Gesamtsystems 10 geleitet wird, ist eine Ventilvorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in den Gesamtwärmeaustauschkreis 10 zwischen dem Getriebe 14 und dem zweiten Wärmetauscher 24 eingefügt, um zu steuern, ob es das erwärmte erste Fluid in der Fluidleitung 22 ist, das zu dem Wärmetauscher 24 geleitet wird, um die Erwärmung des zweiten Fluids (z. B. des Getriebefluids oder Öls) zu unterstützen, oder ob es das gekühlte erste Fluid in der Fluidleitung 26 ist, das zu dem Wärmetauscher 24 geleitet wird, um die Kühlung des zweiten Fluids zu unterstützen, wobei das erste Fluid durch die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 in den Wärmetauscher 24 eintritt und durch die Wärmetauscher-Auslass- oder -Rückführungsleitung 30 und die Fluidleitung 16 zu seiner Ursprungsquelle, nämlich dem Motor 12, zurückgeführt wird.
Die Betätigung der Ventilvorrichtung 100 basiert auf der Temperatur eines Steuerfluids, das bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das durch die Fluidleitung 23 aus dem Getriebe 14 austretende zweite Fluid ist, wobei das zweite Fluid dann durch die Ventilvorrichtung 100 und die Fluidleitung 36 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 geleitet wird, wie nachfolgend weiter beschrieben wird. Das zweite Fluid wird dann, nachdem es durch den zweiten Wärmetauscher 24 zirkuliert ist, durch die Fluidrückführungsleitung 25 zu dem Getriebe 14 zurückgeführt. Die Ventilanordnung 100 ist besonders geeignet für das Auswählen zwischen den beiden Fluidquellen, nämlich dem erwärmten ersten Fluidstrom oder dem gekühlten ersten Fluidstrom bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, während sie zu jeder Zeit eine Vermischung des einerseits erwärmten und des andererseits gekühlten ersten Fluidstroms verhindert, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Während sich das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel primär auf einen Wärmeaustauschkreis 10 für einen Fahrzeugmotor 12 und ein Fahrzeuggetriebe 14 mit einer Ventilanordnung 100, die zwischen entweder einer warmen/heißen Kältemittelquelle oder einer kalten Kältemittelquelle auf der Grundlage der Temperatur des aus dem Getriebe 14 austretenden Getriebefluids auswählt, bezieht, ist darauf hinzuweisen, dass die hier offenbarte Ventilvorrichtung 100 nicht notwendigerweise auf die Verwendung in einem Wärmeaustauschkreis wie beschrieben beschränkt sein soll und dass die Ventilvorrichtung 100 in jedes relevante System eingefügt werden kann, das die Auswahl zwischen zwei getrennten Fluidquellen auf der Grundlage der Temperatur eines Steuerfluids erfordert, während eine Vermischung der beiden Fluidquellen zu jeder Zeit vermieden wird.
Die 2-4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Zweifluid-Ventilvorrichtung 100, auf die vorstehend Bezug genommen ist, nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat die Ventilvorrichtung 100 einen Hauptkörper 112 mit einer darin gebildeten Hauptbohrung 114, die sich zwischen einem ersten und einem gegenüberliegenden zweiten Ende 113, 115 des Hauptkörpers 112 erstreckt. Der Hauptkörper 114 definiert daher entsprechende Öffnungen 116, 117 in dem ersten bzw. zweiten Ende 113, 115 des Hauptkörpers 114. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Hauptbohrung 114 oder verringert in anderer Weise ihren Durchmesser von dem ersten bzw. zweiten offenen Ende 113, 115 mit einem ersten Durchmesser zu einem im Allgemeinen mittleren Bereich 111 der Hauptbohrung 114, der sich mit einem im Allgemeinen konstanten zweiten Durchmesser durch einen mittleren Bereich des Hauptkörpers 112 erstreckt, wobei der erste Durchmesser im Allgemeinen größer als der zweite Durchmesser des mittleren Bereichs 111 der Hauptbohrung 112 ist.
Ein erstes Ventilgehäuse 118 ist an dem ersten Ende 113 des Hauptkörpers 112 angeordnet, wobei das erste Ventilgehäuse 118 ein erstes Ende 119 hat, das innerhalb der Öffnung 116, die in dem ersten Ende 113 des Hauptkörpers 112 gebildet ist, aufgenommen und mit dieser in abdichtendem Eingriff ist. In ähnlicher Weise ist ein zweites Ventilgehäuse 120 an dem zweiten Ende 115 des Hauptkörpers 112 angeordnet, wobei das zweite Ventilgehäuse 112 ein erstes Ende 121 hat, das innerhalb der Öffnung 117, die in dem entsprechenden zweiten Ende 115 des Hauptkörpers 112 gebildet ist, aufgenommen und mit dieser in abdichtendem Eingriff ist. Jedes von dem ersten und dem zweiten Ventilgehäuse 118, 120 definiert einen inneren Hohlraum oder Ventilkammer 122, 124 zum Aufnehmen eines Ventilmechanismus, wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird.
Das erste Ventilgehäuse 118 hat einen ersten Einlass 126 (siehe auch 1) in Fluidverbindung mit der entsprechenden Ventilkammer 122 und einen ersten Auslass 128 (siehe auch 1), der auch in Fluidverbindung mit der entsprechenden Ventilkammer 122 ist, zum Übertragen des erwärmten ersten Fluids in der Fluidleitung 22 durch die Ventilvorrichtung 100 von dem ersten Einlass 126 zu dem ersten Auslass 128 unter bestimmten Betriebsbedingungen. Um die Strömung des ersten Fluids durch das erste Ventilgehäuse 118 zu steuern, ist ein erstes thermisches Stellglied 130 innerhalb eines Teils des mittleren Bereichs 111 der in dem Hauptkörper 112 gebildeten Hauptbohrung 114 angeordnet, wobei das thermische Stellglied 130 betriebsmäßig mit einem ersten Ventilmechanismus 132, der innerhalb des ersten Ventilgehäuses 118 angeordnet ist, gekoppelt ist.
Das zweite Ventilgehäuse 120 ist mit einem zweiten Einlass 136 und einem zweiten Auslass 138 (beide auch in 1 gezeigt) gebildet, die beide in Fluidverbindung mit der entsprechenden Ventilkammer 124 sind für die Übertragung des gekühlten ersten Fluids in der Fluidleitung 26 durch die Ventilvorrichtung 100 von dem zweiten Einlass 136 zu dem zweiten Auslass 138 unter bestimmten Betriebsbedingungen. Um die Strömung durch das zweite Ventilgehäuse 120 zu steuern, ist ein zweites thermisches Stellglied 140 innerhalb des mittleren Bereichs 111 der Hauptbohrung 114 des Hauptkörpers 112 der Ventilvorrichtung 100 angeordnet, beispielsweise in Rückenan-Rücken-, Ende-zu-Ende- oder koaxialer Anordnung mit dem ersten thermischen Stellglied 130. Das zweite thermische Stellglied 140 ist so in der Hauptbohrung 114 angeordnet, dass es betriebsmäßig mit einem zweiten Ventilmechanismus 142, der in dem zweiten Ventilgehäuse 120 angeordnet ist, gekoppelt ist.
Die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten thermischen Stellglieder 130, 140 sind nicht besonders beschränkt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die thermischen Stellglieder 130, 140 jeweils die Form eines Wachsmotors mit einem Körper oder Gehäuse 141, 143, der/das ein sich zusammenziehendes und ausdehnendes Material mit einem mit diesem gekoppelten Kolben 144, 145 enthält. Ungeachtet des spezifischen Typs des sich zusammenziehenden/ausdehnenden Materials, das in dem Stellgliedgehäuse 141, 143 aufgenommen ist, ist das Material für jedes thermische Stellglied 130, 140 spezifisch so ausgewählt, dass es sich ausdehnt, wenn es auf eine spezifische, vorbestimmte Temperatur und/oder in einen spezifischen, vorbestimmten Temperaturbereich erwärmt wird, und sich zusammenzieht, wenn es unter die vorbestimmte Temperatur und/oder den vorbestimmten Temperaturbereich gekühlt wird. Die Ausdehnung/Kontraktion des Materials bewirkt, dass der entsprechende Kolben 144 sich relativ zu dem entsprechenden Stellgliedgehäuse 143 bewegt, wodurch er auf den entsprechenden Ventilmechanismus 132, 142 einwirkt. Während die thermischen Stellglieder 130, 140 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form von Wachsmotoren betrachtet werden, ist darauf hinzuweisen, dass elektronische Stellglieder, die spezifisch dazu programmiert sind, bei spezifischen Temperaturbereichen in Aktion zu treten, auch verwendet werden können. Daher ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung auf thermische Stellglieder in Form von Wachsmotoren beschränkt wird.
Die Ventilmechanismen 132, 142, die in jedem von dem ersten und dem zweiten Ventilgehäuse 118, 120 angeordnet sind, haben eine ähnliche Struktur und enthalten jeweils ein Manschettenteil 146, 148, das durch eine Zwischenwelle 147, 149 betriebsmäßig mit dem entsprechenden Kolben 144, 145 des entsprechenden thermischen Stellglieds 130, 140 gekoppelt ist. Jedes Manschettenteil 146, 148 ist mit einem Endbereich von einer der Zwischenwellen 147, 149 verbunden, und der Endbereich hat eine radiale Auswärtserweiterung, die mit dem Manschettenteil 146, 148 zusammenwirkt, um ein tassenförmiges Element mit einem perforierten Boden zu bilden, um einen Durchgang des ersten Fluids durch diesen zu ermöglichen. In dieser Hinsicht sind die sich radial auswärts erweiternden Endbereiche der Zwischenwellen 147, 149 so gezeigt, dass sie mehrere Öffnungen haben, um den Durchgang des ersten Fluids durch diese zu ermöglichen. Jedes Manschettenteil 146, 148 ist so bemessen, dass es in das entsprechende Ventilgehäuse 118, 120 passt und innerhalb der entsprechenden Ventilkammer 122, 124 gleitet oder sich in dieser hin- und herbewegt, wodurch jedem der Manschettenteile 146, 148 ermöglicht wird, sich zwischen einer jeweiligen ersten Ventilposition und einer jeweiligen zweiten Ventilposition zu bewegen, wie später in Bezug auf den Betrieb der Ventilvorrichtung 100 im Einzelnen diskutiert wird. Demgemäß wirkt das Manschettenteil 146, 148 für jeden der Ventilmechanismen 132, 142 als ein inkrementeller Strömungsregler, wenn er sich inkrementell zwischen seiner ersten und zweiten Position bewegt, wobei das Manschettenteil 146 des ersten Ventilmechanismus 132 inkrementell den ersten Einlass 126 schließt, wenn das in dem ersten thermischen Stellglied 130 aufgenommene thermische Material aktiviert wird, und wobei das Manschettenteil 148 den zweiten Einlass 136 inkrementell öffnet, wenn das in dem zweiten thermischen Stellglied 140 aufgenommene thermische Material aktiviert wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Positionen des Einlasses und des Auslasses von einem oder beiden der Ventilgehäuse 118, 120 umgekehrt sein können, so dass der erste Einlass und Auslass 126, 128 des ersten Ventilgehäuses 118 umgekehrt sind und/oder der zweite Einlass und Auslass 136, 138 des zweiten Ventilgehäuses 120 umgekehrt sind.
Jeder Ventilmechanismus 132, 142 ist auch mit einer Rückführungsfeder 150, 152 versehen, die zwischen dem entsprechenden Manschettenteil 146, 148 und der Endwand des entsprechenden Ventilgehäuses 118, 120 angeordnet ist, um das entsprechende Manschettenteil 146, 148 in seine erste oder neutrale Position vorzuspannen, d. h. die in 2 gezeigte Position. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist ein Ende jeder Feder 150, 152 in dem Manschettenteil 146, 148 aufgenommen, und dieses Ende der Feder 150, 152 ist in Eingriff mit dem radial erweiterten Endbereich der Zwischenwelle 147, 149 und spannt diesen vor, wie gezeigt ist.
Um ein ordnungsgemäßes Funktionieren der Ventilvorrichtung 100 zu gewährleisten und das gewünschte Strömungsmuster durch die Vorrichtung zu erzielen, ist jedes thermische Stellglied 130, 140 spezifisch so ausgewählt, dass es sich bei einem unterschiedlichen Temperaturbereich aktiviert, wobei eines eine Aktivierungseinstellung oder Aktivierungstemperatur hat, die höher als die andere ist. Genauer gesagt, bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist das erste thermische Stellglied 130 spezifisch so ausgewählt, dass es über einer ersten vorbestimmten Temperatur, wie etwa 75 Grad Celsius, und/oder innerhalb eines ersten vorbestimmten Temperaturbereichs von etwa 75-85 Grad Celsius aktiviert wird und bei Temperaturen oberhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs aktiviert bleibt. Das zweite thermische Stellglied 140 ist spezifisch so ausgewählt, dass es bei einer zweiten vorbestimmten Temperatur, die höher als die erste vorbestimmte Temperatur und/oder der erste vorbestimmte Temperaturbereich ist, aktiviert wird und bei Temperaturen oberhalb der zweiten vorbestimmten Temperatur aktiviert bleibt. Demgemäß ist bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das zweite thermische Stellglied 140 spezifisch so ausgewählt, dass es bei beispielsweise oberhalb einer zweiten vorbestimmten Temperatur von etwa 90 Grad Celsius aktiviert wird. Beispielsweise kann die Betätigung des zweiten thermischen Stellglieds 140 bei etwa 90 Grad Celsius beginnen und kann bei etwa 100 Grad Celsius beendet sein. Während hier spezifische Aktivierungstemperaturen offenbart wurden, ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Temperaturen beschränkt sein soll und dass diese vorbestimmten Aktivierungstemperaturen sich in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung oder der besonderen Aktivierungsfolge, die für eine besondere Anwendung erforderlich ist, ändern können. Zusätzlich kann, während das erste und das zweite thermische Stellglied 130, 140 als zwei getrennte thermische Stellglieder 130, 140 gezeigt sind, die unabhängig voneinander sind, bei anderen Ausführungsbeispielen auch ein einzelnes thermisches Stellglied verwendet werden, das so strukturiert ist, dass es zwei unterschiedliche thermische Materialien in zwei getrennten Kammern, die innerhalb eines einzelnen Stellgliedgehäuses gebildet sind, aufnimmt. Thermische Stellglieder dieses Typs sind in der internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/ CA2016/051243 der Anmelderin mit dem Titel "MULTI-STAGE BY-PASS VALVE", die am 27. Oktober 2016 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier ausdrücklich einbezogen wird, offenbart.
Um zu gewährleisten, dass keine Vermischung des in die Ventilvorrichtung 100 durch den ersten Einlass 126 eintretenden ersten Fluids und des in die Ventilvorrichtung 100 durch den zweiten Einlass 136 eintretenden zweiten Fluids stattfindet, sind die Ventilkammern 122, 124 beide gegenüber dem mittleren Bereich 111 der in dem Hauptkörper 112 gebildeten Hauptbohrung 114 durch jedes geeignete Abdichtmittel oder die Ventilkappe 154, 156 fluidmäßig isoliert und sind infolgedessen gegeneinander fluidmäßig isoliert. Bei dem Ausführungsbeispiel ist jedes Ventilgehäuse 118, 120 durch eine Ventilkappe 154, 156 abgedichtet, die ein erstes Ende 155, das in abdichtendem Eingriff mit dem offenen Ende 158 des entsprechenden Ventilgehäuses 118, 120 ist, und ein zweites Ende 157, das in Eingriff mit einem Ende des entsprechenden thermischen Stellglieds 130, 140 ist und gegen die die Hauptbohrung 114 definierenden Wände abdichtet, hat. Eine Öffnung 159 erstreckt sich durch jede der Ventilkappen 154, 156, um die entsprechende Zwischenwelle 147, 149 aufzunehmen, wobei die Zwischenwelle 147, 149 so bemessen ist, dass ihr eine gleitende Bewegung innerhalb der Öffnung 159 ermöglicht wird, während eine Fluidabdichtung hiermit aufrechterhalten wird, so dass in die Ventilkammern 122, 124 eintretendes Fluid nicht an der Zwischenwelle 147, 149 und der entsprechenden Ventilkappe 154, 156 vorbei entweichen kann.
Das zweite Ende 157 jeder Ventilkappe 154, 156 kann spezifisch so geformt sein, dass es dem thermischen Stellglied 130, 140 eine Stütze gibt, um das Befestigen der thermischen Stellglieder 130, 140 innerhalb der Hauptbohrung 114 zu erleichtern sowie den mechanischen Eingriff zwischen dem Kolben 144, 145 und der entsprechenden Zwischenwelle 147, 149 zu erleichtern. Die Befestigung des thermischen Stellglieds 130, 140 innerhalb des zweiten Endes 157 der Ventilkappe 154, 156 dient auch zur Sicherstellung, dass eine fluiddichte Abdichtung für alle Stufen der Bewegung des entsprechenden Kolbens 144, 145 und der Zwischenwelle 147, 149 aufrechterhalten wird, wenn die jeweiligen thermischen Stellglieder 130, 140 aktiviert werden.
Während die Ventilkappen 154, 156 dazu dienen, die Ventilkammern 122, 124 fluidmäßig voneinander zu isolieren, dienen sie auch zum fluidmäßigen Isolieren der Ventilkammern 122, 124 von dem mittleren Bereich 111 der Hauptbohrung 114, in der die thermischen Stellglieder 130, 140 befestigt sind, wodurch der mittlere Bereich 111 als eine Steuerkammer 162 dient, die fluidmäßig von den Ventilkammern 122, 124 isoliert ist.
Eine Steuerkammer-Einlassöffnung 160 erstreckt sich durch den Hauptkörper 112 der Ventilvorrichtung 100 in den mittleren Bereich 111 der Hauptbohrung 114, wobei die Steuerkammer 162 sich durch die Hauptbohrung 114 erstreckt, um die Kammerauslassöffnung 161 zu steuern. Das Steuerfluid ist daher in der Lage, von der Einlassöffnung 160 durch die Steuerkammer 162 direkt zu der Auslassöffnung 161 zu strömen, ohne jegliche Fluidverbindung mit dem ersten Fluid, das durch eine der Ventilkammern 122 oder 124 übertragen wird. Die Steuerkammer 162 kann sich im Wesentlichen senkrecht durch den Hauptkörper 112 in die Hauptbohrung 114 so erstrecken, dass sie einen Fluidzugang zu den thermischen Stellgliedern 130, 140, die innerhalb des mittleren Bereichs 111 der Hauptbohrung 114 angeordnet sind, bereitstellt. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein Endbereich des Gehäuses 141, 143 jedes der thermischen Stellglieder 130, 140 innerhalb der Steuerkammer 162 derart positioniert, dass das Steuerfluid in direktem thermischem Kontakt mit beiden thermischen Stellgliedern 130, 140 ist, wenn es durch die Steuerkammer 162 strömt.
Das Steuerfluid bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Fluid, d. h. das Getriebefluid oder Öl. Daher ist, wie in 1 gezeigt ist, die Fluidauslassleitung 23 von dem Getriebe 14 mit der Steuerkammer-Einlassöffnung 160 gekoppelt, während die Steuerkammer-Auslassöffnung 161 mit der Fluidleitung 36, die die Ventilvorrichtung 100 mit dem zweiten Wärmetauscher 24 verbindet, gekoppelt ist. Demgemäß ist es die Temperatur des durch die Steuerkammer 162 hindurchgehenden zweiten Fluids, die die Strömung durch die Ventilvorrichtung 100 bestimmt, da dieses Steuerfluid, z. B. Getriebefluid, in direkten Kontakt mit den in der Ventilvorrichtung 100 aufgenommenen thermischen Stellgliedern 130, 140 gebracht wird.
Die Arbeitsweise der Ventilvorrichtung 100 wird nun mit Bezug auf die 2-4 beschrieben. 2 illustriert die Ventilvorrichtung 100 in ihrem ersten Betriebszustand. Wie gezeigt ist, ist der erste Ventilmechanismus 132, der in dem ersten Ventilgehäuse 118 angeordnet ist, in seiner ersten oder neutralen Position, bei der das Manschettenteil 146 in seiner äußersten linken Position (in Bezug auf 2) innerhalb des ersten Ventilgehäuses 118 ist, so dass der erste Einlass 126 offen und in Fluidströmungsverbindung mit dem ersten Auslass 128 ist. Der zweite Ventilmechanismus 142, der in dem zweiten Ventilgehäuse 120 angeordnet ist, ist auch in seiner ersten oder neutralen Position, bei der der zweite Einlass 136 durch das Manschettenteil 148, das in seiner äußersten rechten Position (in Bezug auf 2) ist, blockiert oder wirksam geschlossen ist, so dass keine Fluidströmungsverbindung zwischen dem zweiten Einlass und Auslass 136, 138 vorhanden ist.
Demgemäß verbleiben, wenn das Steuerfluid (zweites Fluid), das durch die Steuerkammer 162 strömt, eine Temperatur unterhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs hat, beispielsweise unter 75 Grad Celsius, der erste und der zweite Ventilmechanismus 132, 142 in ihren ersten, neutralen Positionen, und die Ventilvorrichtung 100 verbleibt in dem ersten Betriebszustand. In diesem Zustand wird das erwärmte erste Fluid in der Fluidleitung 22 durch den ersten Einlass 126 zu dem ersten Auslass 128 geleitet, an dem das erwärmte erste Fluid aus der Ventilvorrichtung 100 austritt und durch die Fluidauslassleitung 32 und die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 geleitet wird. Wenn es durch den zweiten Wärmetauscher zirkuliert, überträgt das erwärmte erste Fluid Wärme auf das zweite Fluid, das eine Temperatur unterhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs hat, wenn es durch die Fluidleitung 36 in den zweiten Wärmetauscher 24 eintritt.
Nach dem Übertragen von Wärme auf das zweite Fluid in dem zweiten Wärmetauscher 24 wird das erste Fluid durch die Fluidrückführungsleitung 30 zu seiner Ursprungsquelle, beispielsweise dem Motor 12, zurückgeführt. Das gekühlte erste Fluid in der Fluidleitung 26 tritt in dem ersten Betriebszustand nicht durch den zweiten Einlass 136 in die Ventilvorrichtung 100 ein.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids, das durch die Steuerkammer 162 übertragen wird, durch den Betrieb des Fahrzeugs bis in einen ersten vorbestimmten Temperaturbereich ansteigt, z. B. auf eine Temperatur von etwa 75-85 Grad Celsius, nimmt die Ventilvorrichtung 100 einen zweiten Betriebszustand ein, der in 3 gezeigt ist. Für die Änderung aus dem ersten in den zweiten Betriebszustand betätigt die erhöhte Temperatur des Steuerfluids in der Steuerkammer 162 das erste thermische Stellglied 130, beispielsweise durch Erwärmen des zusammenziehbaren/ausdehnbaren Materials in dem Gehäuse 141 des ersten thermischen Aktuators auf eine Temperatur innerhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs, wodurch bewirkt wird, dass das Material sich ausdehnt. Die Ausdehnung des Materials innerhalb des ersten thermischen Stellglieds 130 bewirkt, dass der Kolben 144 aus dem Gehäuse 141 herausgeschoben wird. Der Kolben 144 bewegt das Manschettenteil 146 entlang seiner Ventilkammer 122 in eine Position rechts von dem ersten Ventilgehäuse 118 (in Bezug auf 3), wodurch der erste Einlass 126 wirksam geschlossen wird, wobei das Manschettenteil 146 gegen die Vorspannkraft der Rückführungsfeder 150 wirksam ist.
In dem zweiten Betriebszustand ist die Temperatur des durch die Steuerkammer 162 hindurchgehenden Steuerfluids unterhalb eines zweiten vorbestimmten Temperaturbereichs, und der zweite Ventilmechanismus 142 verbleibt in seiner ersten, neutralen Position, wobei der zweite Einlass 136 geschlossen ist. Daher sind in dem zweiten Betriebszustand der Ventilvorrichtung 100 sowohl der erste Einlass 126 als auch der zweite Einlass 136 geschlossen, wodurch wirksam verhindert wird, dass das erwärmte erste Fluid in der Fluidleitung 22 oder das gekühlte erste Fluid in der Fluidleitung 26 durch die Ventilvorrichtung 100 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 übertragen wird. Sowohl der erwärmte erste Fluidstrom als auch der gekühlte erste Fluidstrom umgehen wirksam den Wärmetauscher 24 und werden anderswohin in dem Kreis 10 geleitet oder einfach direkt zu der Fluidquelle zurückgeführt, zum Beispiel zu dem Motor 12 oder dem ersten Wärmetauscher 20. Daher wird in dem zweiten Betriebszustand das zweite Fluid weder aktiv erwärmt noch gekühlt, wenn es durch den zweiten Wärmetauscher 24 strömt. Mit anderen Worten, der erste vorbestimmte Temperaturbereich ist der gewünschte Betriebstemperaturbereich des zweiten Fluids, und das zweite Fluid erfordert in diesem Bereich weder eine Erwärmung noch eine Kühlung.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids weiterhin auf eine zweite vorbestimmte Temperatur ansteigt, z. B. eine Temperatur von etwa 90 Grad Celsius, nimmt die Ventilvorrichtung 100 einen dritten Betriebszustand ein, der in 4 gezeigt ist. Beispielsweise kann die Betätigung der Ventilvorrichtung 100 aus dem zweiten in den dritten Betriebszustand bei einer Temperatur von etwa 90 Grad Celsius beginnen und kann bei etwa 100 Grad Celsius beendet sein. In dem dritten Betriebszustand verbleibt der erste Ventilmechanismus 132 in seiner zweiten Position, wobei das Manschettenteil 146 wirksam den ersten Einlass 126 schließt, da das erste thermische Stellglied 130 bereits bei dem ersten vorbestimmten Temperaturbereich betätigt wurde. Da die Temperatur des Steuerfluids während des Betriebs des Fahrzeugs auf eine Temperatur innerhalb des zweiten vorbestimmten Temperaturbereichs ansteigt, z. B. eine Temperatur, die höher als etwa 90 Grad Celsius ist, erwärmt das durch die Steuerkammer 162 strömende Steuerfluid das zusammenziehbare/ausdehnbare Material in dem Gehäuse 143 des zweiten thermischen Stellglieds 140 auf eine Temperatur, die höher als etwa 90 Grad Celsius ist, wodurch bewirkt wird, dass das Material sich ausdehnt. Die Ausdehnung des Materials innerhalb des zweiten thermischen Stellglieds 140 bewirkt, dass der Kolben 145 aus dem Gehäuse 143 herausgeschoben wird. Der Kolben 145 bewegt das Manschettenteil 148 entlang der Ventilkammer 124 in eine Position links von dem zweiten Ventilgehäuse 120 (mit Bezug auf 4), wodurch der zweite Einlass 136 geöffnet wird, wobei das Manschettenteil 148 gegen die Vorspannkraft der Rückführungsfeder 152 wirksam ist.
Das Öffnen des zweiten Einlasses 136 stellt eine Fluidströmungsverbindung zwischen dem zweiten Einlass 136 und dem zweiten Auslass 138 durch die Ventilkammer 124 her, und spezifisch durch die Öffnungen in dem radial erweiterten Endbereich der Zwischenwelle 149, wobei der radial erweiterte Endbereich der Welle 149 zwischen dem zweiten Einlass 136 und dem zweiten Auslass 138 positioniert ist. Daher tritt in dem dritten Betriebszustand der Ventilvorrichtung 100 das gekühlte erste Fluid in der Fluidleitung 26 durch den zweiten Einlass 136 in die Ventilvorrichtung 100 ein und wird durch den zweiten Auslass 138 in die entsprechende angeschlossene Fluidleitung 34 geleitet, die direkt in die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 zu dem Wärmetauscher 24 führt. Das durch die Fluidleitung 34 strömende gekühlte erste Fluid gelangt nicht in Kontakt mit dem erwärmten ersten Fluid, da in diesem Betriebszustand der erste Einlass 126 durch das Manschettenteil 146 wirksam abgedichtet ist. Beispielsweise tritt keine Vermischung auf zwischen dem durch den zweiten Auslass 138 aus der Ventilvorrichtung 100 austretenden gekühlten ersten Fluid und etwaigem erwärmtem erstem Fluid, das noch in der ersten Ventilkammer 122 vorhanden sein kann. Daher verbleiben, während die Fluidleitungen 32, 34 als ein gemeinsamer Ausgabekanal für die Ventilvorrichtung 100 dienen und zusammen die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 versorgen, die erste und die zweite Ventilkammer 122, 124 fluidmäßig gegeneinander isoliert.
Daher bleibt in dem dritten Betriebszustand der Ventilvorrichtung 100 der erste Einlass 126 geschlossen, während der zweite Einlass 136 geöffnet ist. Daher ist in dem dritten Betriebszustand eine Strömung des gekühlten ersten Fluids in der Fluidleitung 26 durch die Ventilvorrichtung 100 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 möglich, während die Strömung des erwärmten ersten Fluids in der Fluidleitung 22 durch die Ventilvorrichtung 100 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 verhindert wird. Daher wird in dem dritten Betriebszustand das zweite Fluid aktiv gekühlt, wenn es durch den zweiten Wärmetauscher 24 strömt.
Während die Ventilvorrichtung 100 in den 2-4 so dargestellt wurde, dass sie zwei fluidmäßig isolierte Ventilgehäuse 118, 120 hat, die durch einen Hauptkörper 112 aneinander befestigt oder miteinander verbunden sind, wodurch eine einzige Ventilvorrichtung 100 erhalten wird, die in der Lage ist, eine Fluidleitung für zwei getrennte eintretende Fluidströmungen vorzusehen, während jede Vermischung zwischen den zwei getrennten Fluidströmen verhindert wird, kann bei anderen Ausführungsbeispielen die Ventilvorrichtung 100 aus zwei getrennten Ventilteilen 100(1), 100(2) bestehen, die körperlich voneinander getrennt sind, aber zusammenwirken, um die gleichen Fluidleitungs- und Aktivierungszustände bereitzustellen, wie nachfolgend im Einzelnen in Verbindung mit den 5-10 beschrieben wird.
In den 5, 7 und 9 ist das erste Ventilteil 100(1) gezeigt, das den ersten Bereich der Ventilvorrichtung 100 nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung bildet. Wie gezeigt ist, ist das Ventilteil 100(1) aus einem Hauptkörper 112(1) gebildet, der eine Hauptbohrung 114(1) hat, die sich innerhalb des Hauptkörpers 112(1) von dessen erstem Ende 113(1) erstreckt und in einem geschlossenen, zweiten Ende 113(2) innerhalb des Hauptkörpers 112(1) endet. Die Hauptbohrung 114(1) definiert daher eine entsprechende Öffnung 116 in dem ersten Ende 113(1) des Hauptkörpers 112(1). Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Hauptbohrung 114(1) oder verringert in anderer Weise ihren Durchmesser von dem offenen Ende 116 zu dem geschlossenen, zweiten Ende 113(2).
Wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein erstes Ventilgehäuse 118 an dem ersten, offenen Ende 113(1) des Hauptkörpers 112(1) des ersten Ventilteils 100(1) angeordnet, welches erste Ventilgehäuse 118 ein erstes Ende 119 hat, das in der in dem ersten Ende 113(1) des Hauptkörpers 112(1) gebildeten Öffnung 116 aufgenommen und in abdichtendem Eingriff mit dieser ist. Das erste Ventilgehäuse 118 hat eine ähnliche Struktur wie das zuvor beschriebene erste Ventilgehäuse 118 bei dem in den 2-4 gezeigten Ausführungsbeispiel und definiert eine Ventilkammer 122 mit einem ersten Einlass 126 und einem ersten Auslass 128, die beide in Fluidverbindung mit der inneren Ventilkammer 122 sind, um den erwärmten ersten Fluidstrom durch die Ventilvorrichtung 100 zu übertragen. Ein Ventilmechanismus 132 ist innerhalb des ersten Ventilgehäuses 118 angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten thermischen Stellglied 130 mittels des Eingriffs zwischen dem Kolben 144 und der Zwischenwelle 147 gekoppelt, wie oben beschrieben ist. Demgemäß wird, nachdem das erste thermische Stellglied 130 in Aktion getreten ist, der Kolben 144 aus dem Stellgliedgehäuse 141 herausgeschoben, wodurch bewirkt wird, dass die Ventilmanschette 146 sich entlang der Ventilkammer 122 aus seiner ersten, neutralen oder offenen Position (wie in 5 gezeigt) in seine zweite bzw. geschlossene Position, die in den 7 und 9 gezeigt ist, bewegt. Die Ventilkappe 154 dichtet fluidmäßig die Ventilkammer 122 ab und stützt das erste thermische Stellglied 130, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung und Anordnung des Kolbens 144 mit dem Ventilmechanismus 132 sicherzustellen.
In den 6, 8 und 10 ist das zweite Ventilteil 100(2), das einen Teil der Ventilvorrichtung 100 bildet, in seinen verschiedenen Betriebszuständen illustriert, die ähnlich denjenigen sind, die vorstehend in Verbindung mit dem in den 2-4 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Genauer gesagt, das zweite Ventilteil 100(2) ist auch aus einem Hauptkörper 112(2) mit einer Hauptbohrung 114(2), die sich innerhalb des Hauptkörpers 112(2) von dessen erstem Ende 115(1) erstreckt und an einem geschlossenen, zweiten Ende 115(2) innerhalb des Hauptkörpers 112(2) endet, gebildet. Der Hauptkörper 114(2) definiert daher eine entsprechende Öffnung 117 in dem ersten Ende 115(1) des Hauptkörpers 114(2). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Hauptkörper 114(2) oder verringert in anderer Weise seinen Durchmesser von dem ersten, offenen Ende 115(1) zu dem geschlossenen, zweiten Ende 115(2).
Das zweite Ventilgehäuse 120 ist an dem ersten Ende 115(1) des Hauptkörpers 112(2) des zweiten Ventilteils 100(2) angeordnet, wobei das zweite Ventilgehäuse 120 ein erstes Ende 121 hat, das in der in dem ersten Ende 115(1) des Hauptkörpers 112(2) gebildeten Öffnung 117 aufgenommen und in abdichtendem Eingriff mit dieser ist. Das zweite Ventilgehäuse 120 hat eine ähnliche Struktur wie das vorstehend beschriebene zweite Ventilgehäuse 120 bei dem in den 2-4 gezeigten Ausführungsbeispiel und definiert die Ventilkammer 124 mit einem zweiten Einlass 136 und einem zweiten Auslass 138, die beide in Fluidverbindung mit der inneren Ventilkammer 124 sind, um den gekühlten ersten Fluidstrom durch die Ventilvorrichtung 100 zu übertragen.
Der Ventilmechanismus 142 ist innerhalb des zweiten Ventilgehäuses 120 angeordnet und betriebsmäßig mit dem zweiten thermischen Stellglied 140 mittels des Eingriffs zwischen dem Stellgliedkolben 145, der mit dem zweiten thermischen Stellglied 140 assoziiert ist, und der Zwischenwelle 149, die mit dem Manschettenteil 148 des Ventilmechanismus 142 assoziiert ist, gekoppelt, wie oben in Verbindung mit den 2-4 beschrieben ist. Demgemäß wird, nachdem das zweite thermische Stellglied 140 aktiviert wurde, der Kolben 145 aus dem Stellgliedgehäuse 143 herausgeschoben, wodurch bewirkt wird, dass sich die Ventilmanschette 148 entlang der Ventilkammer 124 aus ihrer ersten, neutralen oder geschlossenen Position (wie in den 6 und 8 gezeigt) in ihre zweite bzw. offene Position, die in 10 gezeigt ist, bewegt. Die Ventilkammer 156 dichtet die Ventilkammer 124 fluidmäßig ab und stellt eine Befestigungsstütze für das zweite thermische Stellglied 140 dar, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung und den Eingriff des Kolbens 145 mit den Komponenten des Ventilmechanismus 142 sicherzustellen.
Der Hauptkörper 112(1), 112(2) von jedem von dem ersten und dem zweiten Ventilteil 100(1), 100(2) ist mit einer Steuerfluid-Einlassöffnung 160(1), 160(2) und einer Steuerfluid-Auslassöffnung 161(1), 161(2) gebildet, die sich in den Hauptkörper 112(1), 112(2) so erstrecken, dass eine Steuerkammer 162(1), 162(2) der Hauptbohrung 114(1), 114(2) gebildet wird. Demgemäß ist, wo zwei getrennte Steuerkammern 162(1), 162(2) vorgesehen sind, wie in den 5-10 gezeigt ist, die Übertragungsfluid-Auslassleitung 23 in zwei getrennte Ströme verzweigt, die zu dem entsprechenden von dem ersten und dem zweiten Ventilteil 100(1), 100(2) geleitet werden, um das entsprechende von dem ersten und dem zweiten thermischen Stellglied 130, 140 zu steuern und zu betätigen.
Mit Bezug auf 11 wird die Arbeitsweise der Ventilvorrichtung 100 in Beziehung zu dem in den 5-10 gezeigten Ausführungsbeispiel weiter im Einzelnen beschrieben. Der in 11 gezeigte Wärmeaustauschkreis 110 teilt viele gemeinsame Elemente mit dem in 1 gezeigten Kreis 10, und gleiche Elemente werden darin durch gleiche Bezugszahlen identifiziert.
Ähnlich dem in Verbindung mit den 2-4 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das erste thermische Stellglied 130 in dem ersten Ventilteil 100(1) so ausgewählt, dass es bei einem ersten vorbestimmten Temperaturbereich in Aktion tritt und bei Temperaturen über dem ersten vorbestimmten Temperaturbereich aktiviert bleibt. Das zweite thermische Stellglied 140 in dem zweiten Ventilteil 100(2) wird so ausgewählt, dass es bei einer zweiten vorbestimmten Temperatur, die höher als der erste vorbestimmte Bereich ist, in Aktion tritt und bei Temperaturen über der zweiten vorbestimmten Temperatur aktiviert bleibt. Demgemäß kann der zweite Ventilmechanismus 142 in dem zweiten Ventilteil 100(2) nur aktiviert werden, nachdem der erste Ventilmechanismus 132 in dem ersten Ventilteil 100(1) vollständig aktiviert wurde.
Wie oben in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 2-4 geschrieben wurde, ist der Hauptkörper 112(1), 112(2) sowohl der ersten Ventilkammer 100(1) als auch der zweiten Ventilkammer 100(2) jeweils mit einer Steuerkammer 162(1), 162(2) versehen, die zusammen Mittel zum Übertragen des Steuerfluids durch die Ventilteile 100(1), 100(2) darstellen.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Ventilvorrichtung 100, wenn sie durch zwei getrennte Ventilteile 100(1), 100(2) gebildet ist, besonders geeignet zum Auswählen zwischen zwei getrennten Quellen des erwärmten und gekühlten ersten Fluids für die Zuführung zu dem zweiten Wärmetauscher 24 unter bestimmten Betriebsbedingungen, während jedes Vermischen der ersten Fluidströme von den beiden getrennten Quellen verhindert wird. Demgemäß ist es unter bestimmten Betriebsbedingungen wünschenswert, das erwärmte erste Fluid zu dem zweiten Wärmetauscher 24 zu leiten, um eine Erwärmung des innerhalb des Kreises 10 zirkulierenden zweiten Fluids zu erhalten. Demgemäß wird das erwärmte erste Fluid in der Fluidleitung 22, beispielsweise erwärmtes Motorkältemittel, das aus dem Motor 20 austritt, durch die Fluidleitung 22 zu dem ersten Ventilteil 100(1) geleitet, wo es durch den ersten Einlass 126, der in dem ersten Ventilgehäuse 118 gebildet ist, in die Ventilkammer 122 eintritt. Vorausgesetzt, dass die Temperatur des durch die Steuerkammer 162(1) des ersten Ventilteils 100(1) strömenden zweiten Fluids unterhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs ist, z. B. unterhalb 75 Grad Celsius, verbleibt der erste Ventilmechanismus 132 in seiner ersten, neutralen oder offenen Position wie in 5 gezeigt, wodurch der erste Betriebszustand des ersten Ventilteils 100(1) definiert ist. In dem ersten Betriebszustand wird dem erwärmten ersten Fluid ermöglicht, von dem ersten Einlass 126 zu dem ersten Auslass 128 zu strömen, wo es durch die Fluidleitung 32 und die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 zu dem Wärmetauscher 24 geleitet wird.
Wenn das erste Ventilteil in seinem ersten Betriebszustand ist, wie in 5 gezeigt ist, wird dem gekühlten ersten Fluid in der Fluidleitung 26, z. B. den Kühler 20 verlassendem kaltem Kältemittel, nicht gestattet, durch das zweite Ventilteil 100(2) zu strömen, da der zweite Ventilmechanismus 142 in dem zweiten Ventilteil 100(2) in seiner ersten, neutralen oder geschlossenen Position wie in Figur gezeigt verbleibt, was den ersten Betriebszustand des zweiten Ventilteils 100(2) definiert. Somit wird, wenn das erste und das zweite Ventilteil 100(1) und 100(2) jeweils in ihrem ersten Betriebszustand sind, das zweite Fluid durch thermischen Kontakt mit dem erwärmten ersten Fluid in dem zweiten Wärmetauscher 24 aktiv erwärmt.
Wenn die Temperatur des in die Steuerkammern 162(1), 162(2) der Ventilteile 100(1), 100(2) eintretenden Steuerfluids in den ersten vorbestimmten Temperaturbereich ansteigt, z. B. auf eine Temperatur von 75-85 Grad Celsius, wird das erste thermische Stellglied 130 in dem Ventilteil 100(1) betätigt, und der erste Ventilmechanismus 132 bewegt sich aus seiner in 5 gezeigten ersten, offenen Position in seine in 7 gezeigte zweite, geschlossene Position, wodurch wirksam verhindert wird, dass das erwärmte erste Fluid in die Ventilkammer 122 eintritt. Die in 7 gezeigte geschlossene Position des ersten Ventilmechanismus 132 definiert den zweiten Betriebszustand des ersten Ventilteils 100(1).
Wenn das durch die Steuerkammer 162(2) des zweiten Ventilteils 100(2) strömende Steuerfluid eine Temperatur innerhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs hat, wird das zweite thermisches Stellglied 140 in dem zweiten Ventilteil 100(2) nicht betätigt, und daher ist der in 8 gezeigte zweite Betriebszustand des zweiten Ventilteils 100(2) der gleiche wie der in 6 gezeigte erste Betriebszustand. Daher wird in dem zweiten Betriebszustand des zweiten Ventilteils 100(2) verhindert, dass das erwärmte erste Fluid in der Fluidleitung 22 in das zweite Ventilteil 100(2) eintritt. Demgemäß wird, wenn das erste und das zweite Ventilteil 100(1) und 100(2) in ihrem jeweiligen zweiten Betriebszustand sind, verhindert, dass sowohl der erwärmte als auch der gekühlte erste Fluidstrom durch die Ventilvorrichtung 100 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 strömen. Daher wird in dem zweiten Betriebszustand das zweite Fluid weder aktiv erwärmt noch gekühlt, wenn es durch den zweiten Wärmetauscher 24 hindurchgeht.
Wenn die Temperatur des durch die Steuerkammern 162(1), 162(2) der Ventilteile 100(1), 100(2) übertragenen Steuerfluids weiter auf eine Temperatur ansteigt, die oberhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs und gleich der oder höher als eine zweite vorbestimmte Temperatur ist, z. B. etwa 90 Grad Celsius, wird das zweite thermische Stellglied 140 innerhalb des zweiten Ventilteils 100(2) aktiviert und bewirkt, dass der zweite Ventilmechanismus 142 sich aus seiner in den 6 und 8 gezeigten ersten, geschlossenen Position in seine in 10 gezeigte zweite, offene Position bewegt. Die in 10 gezeigte offene Position des zweiten Ventilmechanismus 122 definiert den dritten Betriebszustand des zweiten Ventilteils 100(2). Beispielsweise kann die Verstellung des zweiten Ventilteils 100(2) aus dem zweiten in den dritten Betriebszustand bei einer Temperatur von etwa 90 Grad Celsius beginnen und bei etwa 100 Grad Celsius beendet sein.
In dem dritten Betriebszustand des zweiten Ventilteils 100(2) strömt das aus dem Kühler 20 austretende gekühlte erste Fluid durch die Fluidleitung 26 zu dem zweiten Ventilteil 100(2), tritt durch den zweiten Einlass 136 ein und strömt durch die Ventilkammer 124 zu dem zweiten Auslass 138, wo es durch die Fluidleitung 34 und die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 geleitet wird. Kein Fluid aus der Fluidleitung 34 sickert durch den ersten Auslass 128 in die erste Ventilkammer 122 zurück, da das Manschettenteil 146 des Ventilmechanismus 132 in dem ersten Ventilgehäuse 118 den ersten Auslass 128 wirksam abdichtet, wodurch jedes Vermischen der erwärmten und gekühlten Fluidströme aus den Fluidleitungen 22, 26 verhindert wird. Daher sind, während die jeweiligen ersten und zweiten Auslässe 128, 138 durch Fluidleitungen oder Ausgabekanäle 32, 34, die beide direkt an einer Verbindung in die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 liefern, miteinander verbunden sein können, die erwärmten und gekühlten ersten Fluidströme fluidmäßig voneinander isoliert, da zu jeder gegebenen Zeit nur ein Fluid durch Fluidleitungen oder Ausgabekanäle 32, 34 hindurchgehen kann.
Wenn das durch die Steuerkammer 162(1) des ersten Ventilteils 100(1) strömende Steuerfluid eine Temperatur oberhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs hat, bleibt das erste thermische Stellglied 130 in dem ersten Ventilteil 100(1) aktiviert, und daher ist der in 9 gezeigte dritte Betriebszustand des ersten Ventilteils 100(1) der gleiche wie dessen in 7 gezeigter zweiter Betriebszustand. Somit wird, wenn das erste und das zweite Ventilteil 100(1) und 100(2) in ihrem jeweiligen dritten Betriebszustand sind, das zweite Fluid durch thermischen Kontakt mit dem gekühlten ersten Fluid in dem zweiten Wärmetauscher 24 aktiv gekühlt.
In den 12-15 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Ventilvorrichtung 200 nach der vorliegenden Offenbarung gezeigt, wobei gleiche Bezugszahlen wie die in Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendeten zur Identifizierung gleicher Merkmale verwendet werden, wenn dies zweckmäßig ist.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat die Ventilvorrichtung 200 einen Hauptkörper 212, der aus drei Hauptabschnitten besteht, die aneinander befestigt sind, um den Hauptkörper 212 zu bilden. Genauer gesagt, der Hauptkörper 212 hat einen ersten Verteilerbereich 214 mit einer Hauptbohrung 216, die sich von einem Einlassende 218 zu einem Auslassende 220 durch den ersten Verteilerbereich 214 erstreckt, zur Übertragung eines Steuerfluids durch diesen, wie durch einen Strömungsrichtungspfeil 221 illustriert ist. Zwei in gegenseitigem Abstand angeordnete Steuerbohrungen 222, 224 sind auch in dem ersten Verteilerbereich 214 für die Aufnahme und Befestigung der Gehäuse 141, 143 des ersten und des zweiten thermischen Stellglieds 130, 140 in diesem gebildet. Die Steuerbohrungen 222, 224 sind an beiden Enden offen und erstrecken sich im Allgemeinen senkrecht zu der Hauptbohrung 216 von einem offenen Ende 217 des ersten Verteilerbereichs 214 (das obere Ende in den 12-14) zu der Hauptbohrung 216, wodurch das erste und das zweite thermische Stellglied 130, 140 für einen direkten Kontakt mit dem durch die Hauptbohrung 216 des ersten Verteilerbereichs 214 strömenden Steuerfluid freigelegt sind. Daher sieht die Hauptbohrung 216 eine Steuerkammer ähnlich den Steuerkammern 162 der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele vor.
Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen können das erste und das zweite thermische Stellglied 130, 140 jeweils einen Wachsmotor aufweisen, in welchem das Gehäuse 141, 143 ein zusammenziehbares/ausdehnbares Material enthält, mit dem ein Kolben 144, 145 gekoppelt ist, wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen.
Ein erstes und ein zweites Ventilgehäuse 118, 120 sind direkt an dem ersten Verteilerbereich 214 des Hauptkörpers 212 der Ventilvorrichtung 200 befestigt und bilden zusammen einen zweiten oder Zwischenbereich 226 des Hauptkörpers 212 der Ventilvorrichtung 200. Das erste Ventilgehäuse 118 hat ein erstes Ende 119, das in der entsprechenden Öffnung 116, die in dem offenen Ende 217 des ersten Verteilerbereichs 214 gebildet ist, aufgenommen und mit diesem in dichtendem Eingriff ist. In gleicher Weise hat das zweite Ventilgehäuse 120 ein erstes Ende 121, das in der entsprechenden Öffnung 117, die in dem offenen Ende 217 des ersten Verteilerbereichs 214 gebildet ist, aufgenommen und mit dieser in dichtendem Eingriff ist. Jedes von dem ersten und dem zweiten Ventilgehäuse 118, 120 definiert eine innere Ventilkammer 122, 124 zur Aufnahme eines Ventilmechanismus 132, 142, der betriebsmäßig mit dem ersten oder zweiten thermischen Stellglied 130, 140 gekoppelt ist, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Der erste Einlass und Auslass 126, 128 sind in dem ersten Ventilgehäuse 118 in Fluidverbindung mit der darin definierten Ventilkammer 122 gebildet, wobei sich der erste Auslass 128 an dem zweiten Ende 123 des ersten Ventilgehäuses 118 befindet. In gleicher Weise sind der zweite Einlass und Auslass 136, 138 in dem zweiten Ventilgehäuse 120 in Fluidverbindung mit der darin definierten Ventilkammer 124 gebildet, wobei die zweite Auslassöffnung 138 an dem zweiten Ende 125 des zweiten Ventilgehäuses 120 gebildet ist. Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, können der erste und der zweite Einlass 126, 136 mit einem ersten und einem zweiten Einlassanschluss 234, 235 versehen sein.
Der erste und der zweite Ventilmechanismus 132, 142 haben eine ähnliche Struktur wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei jeder ein Manschettenteil 146, 148 aufweist, das betriebsmäßig mit dem Kolben 144, 145 des entsprechenden ersten oder zweiten thermischen Stellglieds 130, 140 gekoppelt ist. Wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verbindet eine Zwischenwelle 147, 149 den Kolben 144, 145 mit dem entsprechenden Manschettenteil 146, 148, wobei jede der Zwischenwellen 147, 149 durch eine entsprechende Öffnung 159 in einer der Ventilkappen 154, 156 gleitbar angeordnet ist, welche schließen oder abdichten und hierdurch die Ventilkammern 122, 124 der Ventilgehäuse 118, 120 gegenüber den Steuerbohrungen 222, 224 und der Hauptbohrung 216 fluidmäßig isolieren. Rückführungsfedern 150, 152 wirken gegen die jeweiligen Manschettenteile 146, 148, um die Manschettenteile 146, 148 in ihre ersten oder neutralen Positionen vorzuspannen, wie in 12 gezeigt ist, die den ersten Betriebszustand der Ventilvorrichtung 200 zeigt. Demgemäß dienen die Ventilmechanismen 132, 142 zusammen mit dem ersten und dem zweiten thermischen Stellglied 130, 140 zur Steuerung der Strömung eines Wärmeaustauschfluids durch die Ventilvorrichtung 200.
Ein zweiter Verteilerbereich 228 ist an den zweiten Enden 123, 125 des ersten und des zweiten Ventilgehäuses 118, 120, die den Zwischenbereich 226 des Hauptkörpers 212 der Ventilvorrichtung 200 bilden, angeordnet und befestigt. Der zweite Verteilerbereich 228 hat eine Hauptbohrung oder einen Ausgabekanal 230, der darin gebildet und fluidmäßig sowohl mit dem ersten Auslass 128 des ersten Ventilgehäuses 118 als auch mit dem zweiten Auslass 138 des zweiten Ventilgehäuses 120 an den zweiten Enden 123, 125 hiervon verbunden ist, wobei sich der Ausgabekanal 230 durch den zweiten Verteilerbereich 228 zu einer Hauptauslassöffnung 232, die die Form eines Auslassanschlusses haben kann, erstreckt. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verbinden ein erster und ein zweiter Zweigkanal 231, 233 fluidmäßig die erste und die zweite Auslassöffnung 128, 138 mit dem Ausgabekanal 230. Das erste Fluid wird von der Hauptauslassöffnung 232 aus der Ventilvorrichtung 200 ausgegeben und wird zu dem zweiten Wärmetauscher 24 geleitet.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel sind alle drei Bereiche 214, 226, 228 des Hauptkörpers 212 durch jedes geeignete Mittel aneinander befestigt, beispielsweise Befestigungsvorrichtung in Form von Bolzen 236, die sich in entsprechende Gewindeöffnungen 238, die in dem ersten und dem zweiten Verteilerbereich 214, 228 gebildet sind, erstrecken. Wie in den 12-14 gezeigt ist, können das erste und das zweite Ventilgehäuse 118, 120 mit mit Öffnungen versehenen Flanschen 240, 242 gebildet sein, die sich von den jeweiligen Ventilgehäusen 118, 120 auswärts erstrecken. Die Flansche 240, 242 können einander überlappen, wenn die Ventilgehäuse 118, 120 an dem zweiten Verteilerbereich 228 befestigt werden, beispielsweise durch Schraubeingriff, wodurch nur ein einziger Bolzen 236 erforderlich ist, um sowohl das erste als auch das zweite Ventilgehäuse 118, 120 an dem zweiten Verteilerbereich 228 zu befestigen.
Ein einziger Bolzen 236 kann auch verwendet werden, um sowohl das erste als auch das zweite Ventilgehäuse 118, 120 an dem ersten Verteilerbereich 214 des Hauptkörpers 212 zu befestigen. Beispielsweise kann ein Verriegelungskragen 246 um zumindest einen Bereich der Ventilgehäuse 118, 120 herum angeordnet sein, wobei der Kragen 246 eine mittlere Öffnung hat, durch die sich der Bolzen 236 erstreckt. Auf diese Weise können die ersten Enden sowohl des ersten als auch des zweiten Ventilgehäuses 118, 120 an dem ersten Verteilerbereich 214 befestigt werden.
Während in den 12-14 ein bestimmtes Verfahren zum Befestigen des ersten und des zweiten Ventilgehäuses 118, 120 an dem ersten und zweiten Verteilerbereich 214, 228 sowie aneinander illustriert wurde, ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das gezeigte bestimmte Befestigungsverfahren oder die gezeigte bestimmte Befestigungsanordnung beschränkt sein soll und dass andere Mittel zum Aneinanderbefestigen der verschiedenen Bereiche des Hauptkörpers 212 in Betracht gezogen und in dem Bereich der vorliegenden Offenbarung enthalten sein können.
Im Gebrauch kann die Ventilvorrichtung 200 in den in 15 gezeigten Wärmeaustauschkreis 210 eingefügt sein. Der Wärmeaustauschkreis 210 in 15 teilt viele gemeinsame Elemente mit den in 1 und 11 gezeigten Kreisen 10 und 110, und gleiche Elemente werden hier durch gleiche Bezugszahlen identifiziert.
Der erste Einlass 126 der Ventilvorrichtung 200 ist fluidmäßig mit der Fluidleitung 22 für die Aufnahme des erwärmten ersten Fluids verbunden, während der zweite Einlass 136 mit der Fluidleitung 26 für den Empfang des gekühlten ersten Fluids verbunden ist. Wie in 12 gezeigt ist, ist, wenn die Ventilvorrichtung 200 in ihrem ersten Betriebszustand ist, der erste Ventilmechanismus 132 in seiner ersten oder neutralen Position, in der das Manschettenteil 146 in seiner am weitesten zurückgezogenen Position ist, in der der erste Einlass 126 für die Aufnahme des erwärmten ersten Fluids von der Fluidleitung 22 offen gelassen ist, wobei das erwärmte erste Fluid durch die erste Ventilkammer 122 und durch den ersten Zweigkanal 231 zu dem Fluidauslass 232 übertragen wird, wie durch Strömungsrichtungspfeile 250 illustriert ist. Wie in 15 gezeigt ist, ist der Fluidauslass 232 durch die Fluidauslassleitung 32 und die Wärmetauscher-Einlassleitung 28 mit dem zweiten Wärmetauscher 24 verbunden, und es gibt bei diesem Ausführungsbeispiel keine Fluidleitung 34, da die Ventilvorrichtung 200 nur einen Fluidauslass 232 hat.
Der zweite Ventilmechanismus 142 ist auch in seiner ersten oder neutralen Position, wobei das Manschettenteil 148 in seiner am weitesten zurückgezogenen Position ist. Jedoch ist aufgrund der Anordnung des zweiten Einlasses 136, der bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Position des ersten Einlasses 126 niedriger oder abwärts versetzt ist, der zweite Einlass 136 durch das Ventilmanschettenteil 148 blockiert, wodurch ein Zugang des gekühlten ersten Fluids zu der Ventilkammer 124 wirksam verhindert wird.
Wie vorstehend dargestellt ist, werden die Ventilmechanismen 132, 142 durch ihre entsprechenden thermischen Stellglieder 130, 140 gesteuert, die ihrerseits auf der Grundlage der Temperatur des Steuerfluids (Getriebefluid oder Öl), das durch die Hauptbohrung 216 in dem ersten Verteilerbereich 214 des Hauptkörpers 212 der Ventilvorrichtung 200 strömt, betätigt werden. Demgemäß sind, wenn die Temperatur des Steuerfluids unterhalb beider mit jedem der thermischen Stellglieder 130, 140 assoziierten Aktivierungstemperaturen ist, beispielsweise bei einer Temperatur unterhalb 75 Grad Celsius, der erste und der zweite Ventilmechanismus 132, 142 beide in ihren ersten, neutralen Positionen, die ermöglichen, dass erwärmtes erstes Fluid durch die Ventilvorrichtung durch die erste Ventilkammer 112 übertragen wird, während verhindert wird, dass das gekühlte erste Fluid durch die zweite Ventilkammer 124 übertragen wird. Während die zweite Ventilkammer 124 fluidmäßig über den Zweigkanal 233 mit dem Ausgabekanal 230 gekoppelt ist, blockiert das Manschettenteil 148 den zweiten Einlass 136, und daher tritt das gekühlte erste Fluid nicht in die zweite Ventilkammer 124 ein. Demgemäß strömt in dem ersten Betriebszustand das erwärmte erste Fluid aus der Fluidleitung 22 durch die Ventilanordnung 200 zu dem zweiten Wärmetauscher 24, um das zweite Fluid in diesem aktiv zu erwärmen. Weiterhin ist das erwärmte erste Fluid von dem gekühlten ersten Fluid in der Fluidleitung 26 fluidmäßig isoliert.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids ansteigt, z. B. auf eine Temperatur innerhalb eines ersten vorbestimmten Temperaturbereichs von etwa 75-85 Grad Celsius, wird bewirkt, dass die Ventilvorrichtung einen zweiten Betriebszustand annimmt, der in 13 illustriert ist. Die Erwärmung des Steuerfluids auf diesen Bereich aktiviert das erste thermische Stellglied 130, wodurch bewirkt wird, dass der Kolben 144 aus dem Gehäuse 141 des ersten thermischen Stellglieds 130 herausgeschoben wird, und bewirkt wird, dass das Manschettenteil 146 des ersten Ventilmechanismus 132 entlang der Ventilkammer 122 in seine Position bewegt wird, in der das Manschettenteil 146 den ersten Einlass 126 blockiert. Dies verhindert, dass das erwärmte erste Fluid aus der Fluidleitung 22 in den ersten Einlass 126 eintritt und durch die Ventilkammer 122 zu dem Fluidauslass 232 übertragen wird. Demgemäß ist der erste Ventilmechanismus 132 in dem zweiten Betriebszustand der Ventilvorrichtung 200 in seiner zweiten, geschlossenen Position, während der zweite Ventilmechanismus 142 an seiner ersten, neutralen Position verbleibt, in der der Ventilmechanismus 142 auch geschlossen ist. Demgemäß verbleibt, wenn die Temperatur des Steuerfluids innerhalb des ersten vorbestimmten Temperaturbereichs ist, d. h. höher als die mit dem ersten thermischen Stellglied assoziierte erste Aktivierungstemperatur und niedriger als die Aktivierungstemperatur des zweiten thermischen Stellglieds 140, beispielsweise niedriger als etwa 90 Grad Celsius, die Ventilvorrichtung 200 in dem zweiten Betriebszustand, der in 13 illustriert ist. In dieser Konfiguration wird keinem erwärmten ersten Fluid oder gekühlten ersten Fluid gestattet, durch die Ventilanordnung 200 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 zu strömen. Demgemäß wird in dem zweiten Betriebszustand das zweite Fluid durch das erste Fluid aktiv weder erwärmt noch gekühlt, während es durch den zweiten Wärmetauscher 24 zirkuliert.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids weiter auf die zweite vorbestimmte Temperatur ansteigt, z. B. eine Temperatur von etwa 90 Grad Celsius, verbleibt der Ventilmechanismus 132 in seiner zweiten Position, in der das Manschettenteil 146 den ersten Einlass 126 effektiv blockiert, während der zweite Ventilmechanismus 142 beginnt, aktiviert zu werden, da die Temperatur des durch die Hauptbohrung 216 strömenden Steuerfluids bewirkt, dass das zweite thermische Stellglied 140 aktiviert wird, so dass der Kolben 145 aus dem Gehäuse 143 geschoben wird und hierdurch bewirkt, dass das Manschettenteil 148 entlang der zweiten Ventilkammer 124 gleitet, um den zweiten Einlass 136 zu öffnen, wodurch die Ventilvorrichtung 200 ihren in 14 illustrierten dritten Betriebszustand annimmt. In diesem dritten Betriebszustand verbleibt der erste Ventilmechanismus 132 in seiner zweiten, geschlossenen Position und verhindert, dass das erwärmte erste Fluid aus der Fluidleitung 22 durch die Ventilkammer 122 übertragen wird, während der zweite Ventilmechanismus 142 in seiner zweiten, offenen Position ist, die ermöglicht, dass gekühltes erstes Fluid aus der Fluidleitung 26 durch die zweite Ventilkammer 124 zu dem Fluidauslass 232 übertragen wird, wie durch die Strömungsrichtungspfeile 252 in 14 illustriert ist. In dieser Konfiguration wird nur dem gekühlten ersten Fluid ermöglicht, durch die Ventilvorrichtung 200 zu dem zweiten Wärmetauscher 24 zu strömen. Demgemäß wird in dem dritten Betriebszustand das zweite Fluid durch das erste Fluid aktiv gekühlt, während es durch den zweiten Wärmetauscher 24 zirkuliert.
Wenn die Temperatur des Steuerfluids weiterhin ansteigt, verbleibt die Ventilvorrichtung 200 in ihrem dritten Betriebszustand, um das gekühlte erste Fluid aus der Fluidleitung 26 durch die Ventilkammer 124 und durch den zweiten Zweigkanal 233 zu dem Auslass 232 zu leiten. Noch einmal: Obgleich die erste Ventilkammer 122 über den Zweigkanal 231 fluidmäßig mit dem Ausgabekanal 230 und dem Fluidauslass 232 verbunden ist, wird aufgrund des durch Blockieren des ersten Einlasses 126 geschaffenen Strömungswiderstands verhindert, dass das gekühlte erste Fluid aus der Fluidleitung 26, das durch den Ausgabekanal 230 strömt, durch den ersten Auslass 128 in die erste Ventilkammer 122 eintritt. Daher bleiben das erwärmte und das gekühlte erste Fluid in den Fluidleitungen 22, 26 in jedem der Betriebszustände der Ventilvorrichtung 200 fluidmäßig gegeneinander isoliert.
Während verschiedene Ausführungsbeispiele der Ventilvorrichtung und des Gesamtsystems 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/302477 [0001]
US 62316035 [0001]
CA 2016/051243 [0022]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

"MULTI-STAGE BY-PASS VALVE", die am 27. Oktober 2016 [0022]

Claims

Ventilvorrichtung, welche aufweist: eine erste Ventilkammer mit einem ersten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer ersten Fluidquelle und einem ersten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der ersten Ventilkammer; eine zweite Ventilkammer mit einem zweiten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer zweiten Fluidquelle und einem zweiten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der zweiten Ventilkammer; eine Steuerkammer, die fluidmäßig gegenüber der ersten Ventilkammer und der zweiten Ventilkammer isoliert ist, welche Steuerkammer einen Steuerfluideinlass zum Empfangen eines Steuerfluids von einer Steuerfluidquelle und einen Steuerfluidauslass zum Ausgeben des Steuerfluids aus der Steuerkammer der Ventilvorrichtung hat; einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass; einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass; ein thermisches Stellglied, das innerhalb der Steuerkammer angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, welches thermische Stellglied eine mit dem ersten Ventilmechanismus assoziierte erste Aktivierungstemperatur und eine mit dem zweiten Ventilmechanismus assoziierte zweite Aktivierungstemperatur hat; wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig gegenüber der zweiten Ventilkammer isoliert ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Auslassfluidleitung, die den ersten Auslass und den zweiten Auslass miteinander verbindet.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin aufweist: einen Hauptkörper mit einer darin gebildeten Hauptbohrung, die sich von einem ersten offenen Ende zu einem zweiten offenen Ende durch diesen erstreckt; ein erstes Ventilgehäuse, das an dem ersten offenen Ende an dem Hauptkörper befestigt ist und die erste Ventilkammer definiert; ein zweites Ventilgehäuse, das an dem zweiten offenen Ende an dem Hauptkörper befestigt ist und die zweite Ventilkammer definiert; wobei die Hauptbohrung die erste Ventilkammer und die zweite Ventilkammer miteinander verbindet, wobei sie die Steuerkammer definiert; eine erste Ventilkappe, die an der Verbindung der ersten Ventilkammer und der Steuerkammer die erste Ventilkammer fluidmäßig gegenüber der Steuerkammer isoliert; eine zweite Ventilkappe, die an der Verbindung der zweiten Ventilkammer und der Steuerkammer angeordnet ist und fluidmäßig die zweite Ventilkammer gegenüber der Steuerkammer isoliert; und wobei die zweite Aktivierungstemperatur höher als die erste Aktivierungstemperatur ist und das zumindest eine thermische Stellglied betriebsmäßig durch die erste beziehungsweise zweite Ventilkappe mit dem ersten und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das thermische Stellglied ein erstes thermisches Stellglied, das betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist, und ein zweites thermisches Stellglied, das betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, aufweist, wobei das erste und das zweite Stellglied jeweils ein Stellgliedgehäuse zum Aufnehmen eines entsprechenden thermischen Materials und einen Kolben mit einem ersten Ende, das innerhalb des entsprechenden Stellgliedgehäuses befestigt ist, und einem zweiten Ende, das aus dem Stellgliedgehäuse vorsteht, aufweisen, wobei der Kolben zwischen einer ersten zurückgezogenen Position und einer zweiten ausgestreckten Position bewegbar ist, der Kolben des ersten Stellglieds betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist und der Kolben des zweiten Stellglieds betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, mit: einem ersten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus eine erste, offene Position hat, die eine Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass zulässt, und der zweite Ventilmechanismus in einer ersten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass verhindert; einem zweiten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in einer zweiten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass verhindert, und der zweite Ventilmechanismus in der ersten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass verhindert; und einem dritten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in der zweiten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass verhindert, und der zweite Ventilmechanismus in einer zweiten, offenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass ermöglicht.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, bei der in dem ersten Betriebszustand Fluid von der ersten Fluidquelle zu der Auslassfluidleitung geleitet wird und in dem dritten Betriebszustand Fluid von der zweiten Fluidquelle zu der Auslassfluidleitung geleitet wird.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das zumindest eine thermische Stellglied aufweist: ein Stellgliedgehäuse mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die darin gebildet sind, zur Aufnahme jeweils eines ersten und zweiten thermischen Materials; einen ersten Kolben, der betriebsmäßig mit dem in der ersten Kammer aufgenommenen thermischen Material gekoppelt und zwischen einer ersten, zurückgezogenen Position und einer zweiten, erweiterten Position bewegbar ist, wobei der erste Kolben betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist; einen zweiten Kolben, der betriebsmäßig mit dem zweiten thermischen Material in der zweiten Kammer gekoppelt und zwischen einer ersten zurückgezogenen Position und einer zweiten ausgestrecken Position bewegbar ist, wobei der zweite Kolben betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die erste und die zweite Ventilkappe jeweils ein erstes Ende für einen abdichtenden Eingriff in einem offenen Ende des entsprechenden ersten oder zweiten Ventilgehäuses und ein zweites Ende für den Eingriff mit dem entsprechenden thermischen Stellglied haben, wobei jede Ventilkappe eine Öffnung, die sich durch diese erstreckt, für die Aufnahme des Kolbens des entsprechenden Stellglieds hat und der Kolben innerhalb der in der entsprechenden Ventilkappe gebildeten Öffnung gleitbar ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 8, bei der der erste Ventilmechanismus und der zweite Ventilmechanismus jeweils aufweisen: ein Manschettenteil, das in der ersten oder zweiten Ventilkammer gleitbar und so bemessen ist, dass es gegen die Wände der entsprechenden ersten oder zweiten Ventilkammer abdichtet; eine Zwischenwelle, die sich von einem Ende des Manschettenteils weg erstreckt und in gleitendem Eingriff innerhalb der Öffnung ist, die sich durch die entsprechende Ventilkappe erstreckt, wobei die Zwischenwelle zur Bewegung mit dem Kolben in Eingriff mit dem Kolben des entsprechenden thermischen Stellglieds ist.
Ventilvorrichtung, welche aufweist: einen Hauptkörper mit einer darin gebildeten Hauptbohrung; ein erstes Ventilgehäuse, das an dem Hauptkörper befestigt ist und eine erste Ventilkammer definiert; ein zweites Ventilgehäuse, das an dem Hauptkörper befestigt ist und eine zweite Ventilkammer definiert; einen ersten Einlass und einen ersten Auslass, die in dem ersten Ventilgehäuse in Fluidverbindung mit der ersten Ventilkammer gebildet sind; einen zweiten Einlass und einen zweiten Auslass in Fluidverbindung mit der zweiten Ventilkammer; einen ersten Ventilmechanismus, der in dem ersten Ventilgehäuse angeordnet ist, zum Steuern einer Strömung von dem ersten Einlass zu dem ersten Auslass; einen zweiten Ventilmechanismus, der in dem zweiten Ventilgehäuse angeordnet ist, zum Steuern einer Strömung von dem zweiten Einlass zu dem zweiten Auslass; ein thermisches Stellglied, das in der Hauptbohrung des Hauptkörpers positioniert und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, wobei das thermische Stellglied eine erste Aktivierungseinstellung zum Betätigen des ersten Ventilmechanismus und eine zweite Aktivierungseinstellung zum Betätigen des zweiten Ventilmechanismus hat; eine Steuerfluid-Einlassöffnung, die in dem Hauptkörper gebildet ist und sich in den Hauptkörper erstreckt, wobei sie einen Fluidzugang zu dem thermischen Stellglied bereitstellt, und eine Steuerfluid-Auslassöffnung, die in dem Hauptkörper gebildet ist, zur Ausgabe eines Steuerfluids aus der Hauptbohrung; wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig gegenüber der zweiten Ventilkammer isoliert ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin aufweisend eine Auslassfluidleitung, die den ersten Auslass und den zweiten Auslass miteinander verbindet.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der das thermische Stellglied ein erstes thermisches Stellglied, das in der Hauptbohrung angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist, und ein zweites thermisches Stellglied, das in der Hauptbohrung benachbart dem ersten thermischen Stellglied angeordnet und betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, wobei das erste und das zweite thermische Stellglied fluidmäßig gegenüber der ersten und der zweiten Ventilkammer isoliert sind.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der das thermische Stellglied aufweist: ein Stellgliedgehäuse mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die darin gebildet sind, zur Aufnahme eines ersten beziehungsweise zweiten thermischen Materials; einen ersten Kolben, der betriebsmäßig mit dem ersten thermischen Material, das in der ersten Kammer aufgenommen ist, gekoppelt und zwischen einer ersten, zurückgezogenen Position und einer zweiten, ausgestreckten Position bewegbar ist, wobei der erste Kolben betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist; einen zweiten Kolben, der betriebsmäßig mit dem zweiten thermischen Material in der zweiten Kammer gekoppelt und zwischen einer ersten, zurückgezogenen Position und einer zweiten, ausgestreckten Position bewegbar ist, wobei der zweite Kolben betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der Hauptkörper einen ersten Körperbereich mit einer darin gebildeten ersten Hauptbohrung und einen zweiten Körperbereich mit einer darin gebildeten zweiten Hauptbohrung aufweist, wobei der erste Körperbereich und der zweite Körperbereich getrennt voneinander angeordnet sind, das erste Ventilgehäuse an dem ersten Körperbereich befestigt ist und das zweite Ventilgehäuse an dem zweiten Körperbereich befestigt ist; und wobei das thermische Stellglied ein erstes thermisches Stellglied, das in der ersten Hauptbohrung des ersten Körperbereichs angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist, und ein zweites thermisches Stellglied, das in der zweiten Hauptbohrung des zweiten Körperbereichs angeordnet und betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, aufweist; und wobei der erste Körperbereich und der zweite Körperbereich jeweils eine Steuerfluid-Einlassöffnung und eine Steuerfluid-Auslassöffnung haben, die darin gebildet sind, um das Steuerfluid in Kontakt mit dem ersten und dem zweiten thermischen Stellglied zu bringen.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der erste Ventilmechanismus von einer ersten Position, in der der erste Auslass offen ist und eine Fluidströmung durch die erste Ventilkammer von dem ersten Einlass zu dem ersten Auslass ermöglicht, und einer zweiten Ventilposition, in der der erste Auslass geschlossen ist und eine Fluidströmung durch die erste Ventilkammer verhindert, bewegbar ist; und bei der der zweite Ventilmechanismus von einer ersten Position, in der der zweite Auslass geschlossen ist und eine Fluidströmung durch die zweite Ventilkammer verhindert, und einer zweiten Ventilposition, in der der zweite Auslass offen ist und eine Fluidströmung durch die zweite Ventilkammer von dem zweiten Einlass zu dem zweiten Auslass ermöglicht, bewegbar ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die erste Aktivierungseinstellung ein erster vorbestimmter Temperaturbereich ist und die zweite Aktivierungseinstellung eine zweite vorbestimmte Temperatur ist, wobei die zweite vorbestimmte Temperatur höher als der erste vorbestimmte Temperaturbereich ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 16 mit einem ersten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in einer offenen Position ist und der zweite Ventilmechanismus in einer geschlossenen Position ist, einem zweiten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in einer geschlossenen Position ist und der zweite Ventilmechanismus in einer geschlossenen Position ist, und einem dritten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in einer geschlossenen Position ist und der zweite Ventilmechanismus in einer offenen Position ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, weiterhin aufweisend eine erste Ventilkappe, die an der Verbindung des ersten Ventilgehäuses und der Hauptbohrung des Hauptkörpers angeordnet ist, um die erste Ventilkammer abzudichten, und eine zweite Ventilkappe, die an der Verbindung des zweiten Ventilgehäuses und der Hauptbohrung angeordnet ist, um die zweite Ventilkammer abzudichten, wobei das thermische Stellglied durch die erste beziehungsweise zweite Ventilkappe betriebsmäßig mit dem ersten und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist.
System zum Erwärmen und/oder Kühlen von Getriebefluid in einem Automobilfahrzeug mit einem Motor und einem Getriebe, welches aufweist: einen Wärmetauscher, der fluidmäßig mit dem Getriebe verbunden ist, um aus dem Getriebe austretendes Getriebefluid zu empfangen und Getriebefluid über eine Rückführungsleitung zurück zu dem Getriebe zu leiten, wobei der Wärmetauscher einen Einlass zum Empfangen eines Kältemittelstroms für eine Wärmeübertragung mit dem Getriebefluid und einen Auslass zum Ausgeben des Kältemittels aus dem Wärmetauscher hat; eine Ventilvorrichtung, die zwischen dem Getriebe und dem Wärmetauscher angeordnet und fluidmäßig mit dem Getriebe gekoppelt ist, zur Aufnahme von aus dem Getriebe austretendem Getriebefluid und zum Liefern des Getriebefluids zu dem Wärmetauscher, wobei die Ventilvorrichtung eine erste Ventilkammer zum Empfangen von Kältemittel von einer ersten Fluidquelle und eine zweite Ventilkammer zum Empfangen von Kältemittel von einer zweiten Fluidquelle hat, wobei die erste Ventilkammer und die zweite Ventilkammer jeweils einen Fluidauslass haben, die durch einen Ausgabekanal miteinander verbunden sind, der zum Zuführen des ersten oder zweiten Kältemittels zu dem Wärmetauscher fluidmäßig mit einem Einlass des Wärmetauschers gekoppelt ist; einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern der Strömung des ersten Kältemittels zu dem Wärmetauscher; einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern der Strömung des zweiten Kältemittels zu dem Wärmetauscher; wobei die erste Ventilkammer fluidmäßig von der zweiten Ventilkammer isoliert ist und wobei gleichzeitig nur eines von dem ersten Kältemittel und dem zweiten Kältemittel durch den Ausgabekanal zu dem Wärmetauschereinlass geleitet wird.
System nach Anspruch 19, bei dem der erste Ventilmechanismus eine erste vorbestimmte Aktivierungstemperatur hat und der zweite Ventilmechanismus eine zweite vorbestimmte Aktivierungstemperatur hat, die höher als die erste vorbestimmte Aktivierungstemperatur ist, wobei der erste und der zweite Ventilmechanismus aufgrund der Temperatur des Getriebefluids, das durch die Ventilvorrichtung übertragen wird, aktiviert werden; der erste Ventilmechanismus eine erste, neutrale Position, die eine Fluidströmung durch die erste Ventilkammer ermöglicht, und eine zweite, aktivierte Position, die eine Fluidströmung durch die erste Ventilkammer verhindert, hat; der zweite Ventilmechanismus eine erste, neutrale Position, die eine Fluidströmung durch die erste Ventilkammer verhindert, und eine zweite, aktivierte Position, die eine Fluidströmung durch die erste Ventilkammer ermöglicht, hat; wobei das System einen ersten Betriebszustand, in welchem der erste und der zweite Ventilmechanismus jeweils in ihrer ersten, neutralen Position sind, einen zweiten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in seiner zweiten, aktivierten Position ist und der zweite Ventilmechanismus in seiner ersten, neutralen Position ist, und einen dritten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus und der zweite Ventilmechanismus jeweils in ihrer zweiten, aktivierten Position sind, hat.
System nach Anspruch 20, bei dem der erste Betriebszustand einem Zustand entspricht, in welchem das Getriebefluid eine Temperatur von weniger als 75 Grad Celsius hat, der zweite Betriebszustand einem Zustand entspricht, in welchem das Getriebefluid eine Temperatur zwischen 85-90 Grad Celsius hat; und der dritte Betriebszustand einem Zustand entspricht, in welchem das Getriebefluid eine Temperatur von mehr als 100 Grad Celsius hat.
System nach Anspruch 20, bei dem die Ventilvorrichtung weiterhin aufweist: eine Steuerkammer, die fluidmäßig gegenüber sowohl der ersten als auch der zweiten Ventilkammer isoliert ist, zum Empfangen und Ausgeben von Getriebefluid durch diese; und ein thermisches Stellglied, das in der Steuerkammer angeordnet ist, zum Erfassen der Temperatur des Getriebefluids, wobei das thermische Stellglied betriebsmäßig mit dem ersten und dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist und bei der ersten vorbestimmten Temperatur aktiviert wird, um den ersten Ventilmechanismus aus der ersten, neutralen Position in die zweite, aktivierte Position zu bewegen, wobei das thermische Stellglied bei der zweiten vorbestimmten Temperatur aktiviert wird, um den zweiten Ventilmechanismus aus der ersten, neutralen Position in die zweite, aktivierte Position zu bewegen.
System nach Anspruch 19, bei dem die Ventilvorrichtung aufweist: einen ersten Verteilerbereich zum Übertragen eines Steuerfluids durch diesen, welche Verteilerbereich einen Fluiddurchgang hat, der sich durch diesen zwischen einem Steuerfluideinlass und einem Steuerfluidauslass erstreckt; einen Zwischenbereich, der an dem ersten Verteilerbereich befestigt ist, welcher Zwischenbereich die erste Ventilkammer und die zweite Ventilkammer aufweist, wobei die erste und die zweite Ventilkammer des Zwischenbereichs fluidmäßig von dem ersten Verteilerbereich isoliert und fluidmäßig voneinander isoliert sind; ein erstes thermisches Stellglied mit einer ersten Aktivierungstemperatur, das in dem ersten Verteilerbereich in Fluidverbindung mit dem darin gebildeten Fluiddurchgang angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist; ein zweites thermisches Stellglied mit einer zweiten Aktivierungstemperatur, das in dem ersten Verteilerbereich in Fluidverbindung mit dem darin gebildeten Fluiddurchgang angeordnet und betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, wobei die zweite Aktivierungstemperatur höher als die erste Aktivierungstemperatur ist; und einen zweiten Verteilerbereich, der an dem Zwischenbereich befestigt ist und einen darin gebildeten Ausgabekanal hat, der fluidmäßig mit sowohl der ersten Ventilkammer als auch der zweiten Ventilkammer gekoppelt ist und sich zu einem Fluidauslass für die Ausgabe entweder des ersten Fluids oder des zweiten Fluids aus der Ventilvorrichtung erstreckt.
Ventilvorrichtung, welche aufweist: einen ersten Verteilerbereich zum Übertragen eines Steuerfluids durch diesen, welcher erste Verteilerbereich einen Fluiddurchgang hat, der sich zwischen einem Steuerfluideinlass und einem Steuerfluidauslass durch diesen erstreckt; einen Zwischenbereich, der an dem ersten Verteilerbereich befestigt ist, welcher Zwischenbereich eine erste Ventilkammer und eine zweite Ventilkammer hat, wobei die erste Ventilkammer einen ersten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer ersten Fluidquelle und einen ersten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der ersten Ventilkammer hat, die zweite Ventilkammer einen zweiten Einlass zum Empfangen eines Fluids von einer zweiten Fluidquelle und einen zweiten Auslass zum Ausgeben des Fluids aus der zweiten Ventilkammer hat und die erste und die zweite Ventilkammer des Zwischenbereichs fluidmäßig von dem ersten Verteilerbereich isoliert und fluidmäßig voneinander isoliert sind; einen ersten Ventilmechanismus, der in der ersten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass; einen zweiten Ventilmechanismus, der in der zweiten Ventilkammer angeordnet ist, zum Steuern einer Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass; ein erstes thermisches Stellglied mit einer ersten Aktivierungstemperatur, das in dem ersten Verteilerbereich in Fluidverbindung mit dem darin gebildeten Fluiddurchgang angeordnet und betriebsmäßig mit dem ersten Ventilmechanismus gekoppelt ist; ein zweites thermisches Stellglied mit einer zweiten Aktivierungstemperatur, das in dem ersten Verteilerbereich in Fluidverbindung mit dem darin gebildeten Fluiddurchgang angeordnet und betriebsmäßig mit dem zweiten Ventilmechanismus gekoppelt ist, wobei die zweite Aktivierungstemperatur höher als die erste Aktivierungstemperatur ist; und einen zweiten Verteilerbereich, der an dem Zwischenbereich befestigt ist und einen darin gebildeten Ausgabekanal hat, der fluidmäßig mit sowohl der ersten Ventilkammer als auch der zweiten Ventilkammer gekoppelt ist und sich zu einem Fluidauslass für die Ausgabe entweder des ersten Fluids oder des zweiten Fluids aus der Ventilvorrichtung erstreckt.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 24, bei der der Zwischenbereich aufweist: ein erstes Ventilgehäuse mit einem ersten Ende, das an dem ersten Verteilerbereich befestigt ist, wobei das erste Ventilgehäuse die erste Ventilkammer definiert; ein zweites Ventilgehäuse mit einem ersten Ende, das an dem ersten Verteilerbereich befestigt ist, wobei das zweite Ventilgehäuse die zweite Ventilkammer definiert; wobei der zweite Verteilerbereich sowohl an dem ersten als auch dem zweiten Ventilgehäuse befestigt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 24, mit: einem ersten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in einer ersten, offenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass ermöglicht, und der zweite Ventilmechanismus in einer, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass verhindert; einem zweiten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in einer zweiten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass verhindert, und der zweite Ventilmechanismus in der ersten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass verhindert; und einem dritten Betriebszustand, in welchem der erste Ventilmechanismus in der zweiten, geschlossenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass verhindert, und der zweite Ventilmechanismus in einer zweiten, offenen Position ist, die eine Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass ermöglicht; wobei die erste Ventilkammer nur in dem ersten Betriebszustand in Fluidverbindung mit dem Ausgabekanal ist und wobei die zweite Ventilkammer nur in dem dritten Betriebszustand in Fluidverbindung mit dem Ausgabekanal ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 25, bei der das erste und das zweite Ventilgehäuse aneinander befestigt und an dem ersten und dem zweiten Verteilerbereich angebracht sind.