DE202019106394U1

DE202019106394U1 - Mehrwegventil zum Einstellen eines Fluidstroms

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Publication number: DE202019106394U1
Application number: DE202019106394.7U
Authority: DE
Original assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Current assignee: Woco Industrietechnik GmbH
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-02-16
Anticipated expiration: 2029-11-16
Also published as: EP4058701A1; WO2021094417A1; CN114729703A

Abstract

Mehrwegeventil (1), insbesondere 3/2-Wegeventil, 4/2-Wegeventil, 6/2-Wegeventil oder 8/2-Wegeventil, zum Einstellen eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlflüssigkeitsstroms, eines Kraftfahrzeugs, wie eines Elektrofahrzeugs, umfassend:
ein Ventilgehäuse (3) mit einem Fluidbasiseingang (9^I) und einem Fluidbasisausgang (9^II); und
einen um eine Drehachse stellbaren Drehschieber (11) mit einer Durchlassaussparung (13) für den Fluidstrom, die in einer Basisstellung des Drehschiebers (11) eine fluidale Basisverbindung zwischen dem einen Fluidbasiseingang (9^I) und Fluidbasisausgang (9^II) bereitstellt,
wobei der Fluidbasiseingang (9^I) und der Fluidbasisausgang (9^II) an in Drehachsenrichtung (D) gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers (11) angeordnet sind, wobei
das Ventilgehäuse (3) wenigstens einen Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) aufweist und die Durchlassaussparung (13) derart ausgestaltet ist, dass in einer von der Basisstellung unterschiedlichen Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) und dem Fluidbasiseingang (9^I) und/oder Fluidbasisausgang (9^II) bereitgestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil, insbesondere 3/2-Wegeventil, 4/2-Wegeventil, 6/2-Wegeventil oder 8/2-Wegeventil, zum Einstellen eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlflüssigkeitsstroms, eines Kraftfahrzeugs, wie eines Elektrofahrzeugs.
Zur Reduzierung des Bauraumbedarfs bei der Einstellung eines Fluidstroms hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, Mehrwegeventile einzusetzen, deren Ventilgehäuse mehrere Ein- und/oder Ausgängen aufweisen. Dabei ist in einem Ventilgehäuse ein Ventilglied vorgesehen, das je nach Stellung des Ventilglieds Fluidverbindungen zwischen den Ein- und Ausgängen des Ventilgehäuses bereitstellen kann. Über eine Fluidverbindung kann ein Fluidstrom das Ventilgehäuse von dem zugehörigen Eingang zu dem zugehörigen Ausgang durchströmen. Derartige Ventile werden auch als X/Y Wegeventile bezeichnet, wobei X die Anzahl der Ein- und/oder Ausgänge bezeichnet und Y die Anzahl der zeitgleich bereitstellbaren fluidalen Verbindungen zwischen Ein- und Ausgängen. So kann ein 3/2 Wegeventil zwei Eingänge und einen Ausgang oder einen Eingang und zwei Ausgänge aufweisen. In dem letztgenannten Fall kann beispielsweise ein Fluidstrom dem Ventilgehäuse über den Eingang zugeführt und in Form von zwei Teilströmen jeweils über einen Ausgang aus dem Ventilgehäuse abgeführt werden. Bei diesem Beispiel sind zwei fluidale Verbindungen bereitgestellt, nämlich jeweils eine zwischen dem jeweiligen Ausgang und dem gemeinsamen Eingang.
Mehrwegeventile können beispielsweise zur Kühlwasserverteilung in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Dabei dient ein Mehrwegeventil der Einstellung des Fluidstroms, wie des Kühlwasserstroms. Durch Mehrwegeventile kann beispielsweise ein Fluidstrom in zwei Teilströme aufgeteilt, können zwei Teilströme in einen Fluidstrom zusammengeführt oder kann ein Fluidstrom wahlweise über unterschiedliche Fluidausgänge abgeführt werden. Durch das wahlweise Abführen des Fluidstroms über unterschiedliche Fluidausgänge kann der Fluidstrom insbesondere über ein einziges Ventil unterschiedlichen Wärmequellen, wie Motoren und Batterien, und Wärmesenken, wie Kühlaggregaten, zugeführt werden. Durch das Zusammenführen von zwei Eingangsteilströmen (Teilfluidströme) zu einem Ausgangsfluidstrom kann insbesondere die Kühlleistung gegenüber einer Wärmequelle erhöht werden, während durch das Aufteilen eines Eingangsfluidstroms auf zwei Ausgangsfluidströme (Teilfluidströme) zwei Wärmequellen über einen Eingangsstrom gekühlt werden können.
Durch die steigende Anzahl an elektrischen Antrieben, die in moderne Kraftfahrzeuge eingebaut werden, sowie durch den zunehmenden Einsatz von Elektromotoren anstelle von Verbrennungsmotoren, steigt die Anzahl an Wärmequellen, die gekühlt werden müssen, und somit die Anzahl an Fluidströmen bzw. Teilfluidströmen, die von dem Mehrwegeventil eingestellt werden müssen. Gleichzeitig führt die steigende Variantenvielfalt bei Kraftfahrzeugen zu wechselnden Anforderungen hinsichtlich der Anzahl an Fluidströmen bzw. Teilfluidströmen die eingestellt werden müssen und der für die Kühlung erforderlichen Durchflussmengen, die beispielsweise je nach Motorleistung variieren kann.
Mehrwegeventile zum Einstellen von Kühlflüssigkeitsströmen sind beispielsweise aus US 7,793,915 B2 bekannt. Darin wird ein Ventilglied in Form eines Drehschiebers in einem Ventilgehäuse angeordnet, an das ein Fluideingang und zwei Fluidausgänge an das Ventilgehäuse anschließen. Je nach Stellung des Drehschiebers kann dabei eine fluidale Verbindung zwischen dem Fluideingang und einem, beiden oder keinem der Fluidausgänge bereitgestellt werden.
Das in US 7,793,915 B2 vorgeschlagene Mehrwegeventil ist jedoch auf Grund seines großen Bauraumbedarfs nicht für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet. Ferner entstehen bei derartigen Mehrwegeventilen große Druckverluste, was neben einem erhöhten Energieverbrauch der Pumpen zu erhöhten Anforderungen an diese führt. Dies führt neben erhöhten Kosten auch zu einem größeren Bauraumbedarf für die Pumpe und somit zu einem größeren Bauraumbedarf für das Kühlsystem. Ferner können Fluidströme bzw. Teilströme mit dem in US 7,793,915 B2 vorgeschlagenen Mehrwegeventil nicht ausreichend flexibel eingestellt werden, um den wechselnden Anforderungen bei modernen Kraftfahrzeugen gerecht zu werden.
Es besteht daher der Bedarf nach einer neuen Art von Mehrwegeventilen, die den spezifischen Anforderungen moderner Kraftfahrzeuge gerecht wird und einen möglichst kleinen Bauraumbedarf aufweist. Insbesondere besteht ein Bedarf nach Mehrwegeventilen, die möglichst flexibel an wechselnde Anforderungen hinsichtlich der Anzahl und der Durchflussmenge der einzustellenden Fluidströme bzw. Teilfluidströme angepasst werden können. Dabei gilt es insbesondere Druckverluste in der Fluidströmung, die insbesondere durch das Einstellen der Fluidströme auftreten, möglichst gering zu halten.
Es ist Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine neue Gattung von Mehrwegeventilen zum Einstellen eines Fluidstroms eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, das insbesondere den spezifischen Anforderungen moderner Kraftfahrzeuge gerecht wird. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein Mehrwegeventil zum Einstellen eines Fluidstroms eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, das einen reduzierten Bauraumbedarf aufweist, wobei vorzugsweise Druckverluste nicht erhöht, insbesondere reduziert, und/oder die Flexibilität bei der Einstellung des Fluidstroms erhöht werden soll.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 21 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrwegeventil, insbesondere 3/2-Wegeventile, 4/2-Wegeventile, 6/2-Wegeventile oder 8/2-Wegeventile, zum Einstellen eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlflüssigkeitsstroms, eines Kraftfahrzeugs, wie eines Elektrofahrzeugs, vorgesehen. Das Mehrwegeventil umfasst ein Ventilgehäuse mit einem Fluidbasiseingang und einem Fluidbasisausgang. Ferner umfasst das Mehrwegeventil einen um eine Drehachse stellbaren Drehschieber mit einer Durchlassaussparung für den Fluidstrom, die in einer Basisstellung des Drehschiebers eine fluidale Basisverbindung zwischen dem einen Fluidbasiseingang und Fluidbasisausgang bereitstellt. Der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang sind an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet. Erfindungsgemäß weist das Ventilgehäuse wenigstens einen Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang auf, wobei die Durchlassaussparung derart ausgestaltet ist, dass in einer von der Basisstellung unterschiedlichen Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang und dem Fluidbasiseingang und/oder Fluidbasisausgang bereitgestellt ist.
Folgend wird der Begriff Fluideingang als Synonym für den Fluidbasiseingang und den Fluidzusatzeingang verwendet. Der Begriff Fluidausgang wird folgend als Synonym für den Fluidbasisausgang und den Fluidzusatzausgang verwendet. Sofern im Folgenden nichts Gegenteiliges aufgeführt ist, gelten die für die Fluideingänge bzw. Fluidausgänge beschriebenen Merkmale und Vorteile insbesondere sowohl für die Fluidbasiseingänge und Fluidbasisausgänge sowie für die Fluidzusatzeingänge und die Fluidzusatzausgänge.
Unter einem Fluideingang ist insbesondere eine Öffnung zu verstehen, über die der Fluidstrom dem Ventilgehäuse zuführbar ist. Unter einem Fluidausgang ist insbesondere eine Öffnung zu verstehen, über die der Fluidstrom aus dem Ventilgehäuse abführbar ist. Es sei klar, dass ein Fluideingang bzw. ein Fluidausgang auch dann vorliegen kann, wenn keine Fluidleitung an dem Fluideingang bzw. dem Fluidausgang anschließt. Insbesondere in solchen Fällen sind die Fluideingänge und Fluidausgänge vorzugsweise als Anschlüsse ausgebildet, die insbesondere über Absperrelemente, wie Stopfen, gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet werden können. Insbesondere kann ein Fluideingang bzw. Fluidausgang auch dann vorliegen, wenn eine Leitung an dem Fluideingang bzw. dem Fluidausgang anschließt, diese jedoch über Absperrelemente, wie Blenden, fluidal gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet sind.
Der Drehschieber ist vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Drehschieber als Drehscheibe ausgebildet. Insbesondere weist der Drehschieber eine kreisförmige Außenkontur auf. Der Drehschieber ist insbesondere drehbeweglich in dem Ventilgehäuse gelagert. Insbesondere erstreckt sich die Drehachse des Drehschiebers durch den Mittelpunkt, insbesondere durch den Kreismittelpunkt, des Drehschiebers hindurch. Insbesondere erstreckt sich die Drehachse des Drehschiebers parallel zu einer gemeinsamen Symmetrieachse, insbesondere Rotationssymmetrieachse, des Fluidbasiseingangs und des Fluidbasisausgangs.
Im Folgenden wird der Begriff fluidale Verbindung als Synonym für die fluidale Basisverbindung und die fluidale Zusatzverbindung verwendet. Sofern nichts Gegenteiliges ausgeführt ist, stellen die zuvor und nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffend die fluidale Verbindung insbesondere für die fluidale Basisverbindung und/oder für die fluidale Zusatzverbindung vorteilhafte Ausführungen dar.
Unter einer fluidalen Verbindung zwischen Fluideingängen und Fluidausgängen ist insbesondere zu verstehen, dass der Fluidstrom von dem Fluideingang in den Fluidausgang überführbar ist. Hierfür muss an dem jeweiligen Fluideingang bzw. Fluidausgang nicht notwendigerweise eine Fluidleitung angeschlossen sein. So kann beispielsweise auch dann eine Fluidbasisverbindung vorliegen, wenn sowohl der Fluidbasiseingang als auch der Fluidbasisausgang über Verschließelemente, wie Stopfen, abgedichtet ist.
Unter der Basisstellung ist insbesondere eine Stellung des Drehschiebers zu verstehen, in der ausschließlich eine fluidale Basisverbindung zwischen dem Fluidbasiseingang und dem Fluidbasisausgang bereitgestellt ist. Die Basisstellung verbindet die Durchlassaussparung insbesondere den Fluidbasiseingang und den Fluidbasisausgang fluidal miteinander.
In der Zuschaltstellung wird eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzeingang und/oder dem Fluidzusatzausgang und dem Fluidbasiseingang und/oder dem Fluidbasisausgang bereitgestellt. Vorzugsweise wird die Zusatzverbindung in der Zuschaltstellung zusätzlich der Basisverbindung bereitgestellt, so dass die Basisverbindung und die Zusatzverbindung in der Zuschaltstellung zeitgleich bereitgestellt sind.
Vorzugsweise sind die Fluideingänge und die Fluidausgänge derart ausgestaltet, dass sie jeweils sowohl zum Zuführen des Fluidstroms in das Ventilgehäuse als auch zum Abführen des Ventilstroms aus dem Ventilgehäuse geeignet sind.
Unter der Drehachsenrichtung sind insbesondere beide voneinander wegzeigende Richtungen entlang der Drehachse des Drehschiebers zu verstehen. Sofern folgend die Umfangsrichtung beschrieben ist, ist darunter insbesondere die Umfangsrichtung um die Drehachse des Drehschiebers zu verstehen. Sofern folgend die Radialrichtung beschrieben wird, sind darunter insbesondere sämtliche Richtungen zu verstehen, die orthogonal von der Drehachse des Drehschiebers wegzeigen.
Vorzugsweise sind der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses angeordnet, insbesondere an Stirnseiten des Ventilgehäuses angeordnet, die jeweils in Drehachsenrichtung einen Aufnahmeraum für den Drehschieber begrenzen. Insbesondere sind die in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers scheibenförmig ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Durchlassaussparung derart ausgestaltet, dass der Fluidstrom in der Zuschaltstellung zwischen dem Fluidbasiseingang und/oder Fluidbasisausgang und dem Zusatzeingang und/oder Zusatzausgang quer zur Drehachsenrichtung umlenkbar ist. Insbesondere ist der Fluidstrom in der Zuschaltstellung in Drehachsenrichtung über einem S-förmigen oder U-förmigen Strömungsweg umlenkbar. Alternativ oder zusätzlich ist der Strömungsweg in der Zuschaltstellung in Umfangsrichtung über einen bogenförmigen Strömungsweg umlenkbar. Insbesondere verläuft der Strömungsweg innerhalb der Durchlassöffnung. Über die fluidale Basisverbindung ist das Ventilgehäuse insbesondere über einen geradlinigen Strömungsweg durchströmbar. Unter einem geradlinigen Strömungsweg ist insbesondere ein Strömungsweg zu verstehen, über die das Ventilgehäuse umlenkungsfrei durchströmbar ist.
Insbesondere ist der Fluidbasiseingang derart ausgestaltet, dass der Fluidstrom in Drehachsenrichtung in das Ventilgehäuse einleitbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Fluidbasisausgang derart ausgestaltet, dass der Fluidstrom in Drehachsenrichtung aus dem Ventilgehäuse abführbar ist. Vorzugsweise sind der Fluidbasiseingang und/oder der Fluidbasisausgang hierzu als Öffnungen, insbesondere kreisrunde Öffnungen, in dem Ventilgehäuse ausgebildet. Dabei begrenzt das Ventilgehäuse insbesondere jeweils einen Öffnungsquerschnitt, der sich insbesondere quer zur Drehachsenrichtung, vorzugsweise in Radialrichtung, erstreckt. Die Umlenkbarkeit des Fluidstroms quer zur Drehachsenrichtung wird insbesondere dadurch realisiert, dass die Durchlassaussparung sich quer zur Drehachsenrichtung erstreckt. Insbesondere erstreckt sich die Durchgangsaussparung in der Zuschaltstellung quer zur Drehachsenrichtung von dem Fluidbasiseingang zu dem Fluidzusatzausgang und/oder von dem Fluidbasisausgang zu dem Fluidzusatzeingang. Die bevorzugte Ausgestaltung der Durchlassaussparung ist weiter unten im Detail beschrieben.
Die S-förmige Umlenkung des Strömungsweges wird insbesondere dadurch realisiert, dass der Fluidbasiseingang und der Fluidzusatzausgang an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers und in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können der Fluidbasisausgang und der wenigstens eine Fluidzusatzeingang an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers und in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein.
Der U-förmige Strömungsweg wird insbesondere dadurch realisiert, dass der Fluidbasiseingang und der Fluidzusatzausgang jeweils an der gleichen Seite des Drehschiebers und in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können für den U-förmigen Verlauf der Fluidbasisausgang und der Fluidzusatzeingang an der gleichen Seite des Drehschiebers und in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein.
Der Verlauf des Strömungsweges innerhalb der Durchlassöffnung wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Durchlassöffnung in Radialrichtung und in Umfangsrichtung von einer Begrenzungswandung, die insbesondere Stirnwandungen und Bogenwandungen umfasst, des Drehschiebers umschlossen ist. Insbesondere folgt der Fluidstrom zwischen Fluideingang und Fluidausgang einem Strömungsweg, der ausschließlich innerhalb der Durchlassöffnung verläuft und insbesondere stromaufwärts und stromabwärts der Durchlassöffnung in die Fluideingänge und Fluidausgänge übergeht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geht die Zusatzverbindung in der Zuschaltstellung zweigartig in die Basisverbindung über. Insbesondere sind der Fluidbasiseingang, der Fluidbasisausgang, der Fluidzusatzeingang und/oder der Fluidzusatzausgang über die Durchlassaussparung fluidal miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Fluidstrom aus einem Eingangsstrom in zwei Ausgangsströme aufteilbar oder aus zwei Eingangsströmen in einen Ausgangsstrom überführbar. Der zweigartige Übergang der Zusatzverbindung in die Basisverbindung wird insbesondere dadurch realisiert, dass die Durchlassöffnung sich ausgehend von der Fluidbasisverbindung quer zur Drehachsenrichtung bis zum Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang erstreckt. Im Fall eines Fluidzusatzausgangs ist ein Eingangsstrom in der Zuschaltstellung dadurch insbesondere in zwei Ausgangsströme aufteilbar. Im Fall eines Fluidzusatzeingangs sind dadurch insbesondere zwei Fluideingangsströme in einen Fluidausgangsstrom überführbar.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Basisverbindung durch einen sich in Drehachsenrichtung erstreckenden Basisverbindungsabschnitt der Durchlassaussparung ausgebildet. Insbesondere ist der Basisverbindungsabschnitt zylinderförmig ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich der Basisverbindungsabschnitt in Drehachsenrichtung vollständig durch den Drehschieber hindurch. Insbesondere stellt der Basisverbindungsabschnitt einen Durchflussquerschnitt bereit, der von dem Fluidstrom in Drehachsenrichtung insbesondere umlenkungsfrei durchströmbar ist. Insbesondere ist der Zylinderdurchmesser des zylinderförmig ausgebildeten Basisverbindungsabschnittes an die mittlere Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder des Fluidbasisausgangs angepasst. Insbesondere beträgt der Zylinderdurchmesser wenigstens 70%, 80%, 90% oder 95% und höchstens 105%, 115%, 130% oder 150% der mittleren Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder des Fluidbasisausgangs. Insbesondere ist das Mehrwegeventil durch den Basisverbindungsabschnitt der Durchlassaussparung umlenkungsfrei durchströmbar.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Basisverbindungsabschnitt in Umfangsrichtung an einer Wandungsseite durch eine insbesondere schalenförmige Stirnwandung des Drehschiebers begrenzt. Insbesondere ist die schalförmige Stirnwandung als ein sich über wenigstens 120°, 150° oder 180° erstreckender Hohlzylinderabschnitt ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich die schalförmige Stirnwandung in Drehachsenrichtung von dem Fluidbasiseingang bis zu dem Fluidbasisausgang. Insbesondere beträgt der Durchmesser des Hohlzylinderabschnitts wenigstens 70%, 80%, 90% oder 95% und/oder höchstens 105%, 115%, 130% oder 150% der mittleren Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder des Fluidbasisausgangs. Insbesondere ist der Basisverbindungsabschnitt an der in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite der schalförmigen Stirnwandung wandungsfrei und geht in einen Zusatzverbindungsabschnitt zum Bereitstellen der fluidalen Zusatzverbindung über.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zusatzverbindung durch einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Zusatzverbindungsabschnitt der Durchlassaussparung ausgebildet. Vorzugsweise ist der Zusatzverbindungsabschnitt bogenförmig, insbesondere nierenförmig, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich der Zusatzverbindungsabschnitt in Umfangsrichtung um wenigstens 45°, 60° oder 90° um die Drehachse. Insbesondere geht der Zusatzverbindungsabschnitt in den Basisverbindungsabschnitt über. Vorzugsweise ist die Durchlassaussparung bogenförmig, insbesondere nierenförmig, ausgebildet
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zusatzverbindungsabschnitt in Radialrichtung durch wenigstens eine insbesondere schalenförmige Bogenwandung des Drehschiebers begrenzt. Vorzugsweise ist die wenigstens eine schalenförmige Bogenwandung als ein sich über wenigstens 45°, 60° oder 90° erstreckender Hohlzylinderabschnitt ausgebildet. Vorzugsweise sind zwei in Radialrichtung durch die Durchlassaussparung voneinander getrennte Bogenwandungen vorgesehen, die den Zusatzverbindungsabschnitt in Radialrichtung begrenzen. Insbesondere durch die schalenförmige Bogenwandung ist der Fluidstrom in der Zuschaltstellung quer zur Drehachsenrichtung umlenkbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Basisverbindung durch einen sich in Drehachsenrichtung erstreckenden Basisverbindungsabschnitt der Durchlassaussparung ausgebildet und die Zusatzverbindung durch einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Zusatzverbindungsabschnitt der Durchlassaussparung ausgebildet. Insbesondere geht der Basisverbindungsabschnitt in Umfangsrichtung an einer Übergangsseite in den Zusatzverbindungsabschnitt der Durchlassaussparung über.
Alternativ oder zusätzlich vereint die Durchlassaussparung den Zusatzverbindungsabschnitt und den Basisverbindungsabschnitt in einer Nierenform. Vorzugsweise erstreckt sich die Nierenform um 60°, 75° oder 90° um die Drehachse. Insbesondere wird die Durchlassaussparung durch eine Begrenzungswandung des Drehschiebers in Umfangsrichtung und in Radialrichtung umschlossen. Insbesondere wird die Durchlassaussparung in Radialrichtung durch zwei schalenförmige Bogenwandungen des Drehschiebers begrenzt. Die schalenförmigen Bogenwandungen des Drehschiebers sind in Radialrichtung vorzugsweise um wenigstens 70%, 80%, 90% oder 95% und/oder höchstens 105%, 115%, 130% oder 150% der mittleren Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder des Fluidbasisausgangs voneinander beabstandet. An den schalenförmigen Enden der Bogenwandung in Umfangsrichtung gehen diese vorzugsweise in schalenförmige Stirnwandungen über. Die schalenförmigen Stirnwandungen begrenzen die Durchlassaussparung insbesondere in Umfangsrichtung. Insbesondere wird die Durchlassaussparung durch zwei schalenförmige Stirnwandungen und zwei schalenförmige Bogenwandungen begrenzt, die insbesondere stufenfrei ineinander übergehen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung begrenzt der Fluidbasiseingang, der Fluidbasisausgang und/oder der wenigstens eine Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang jeweils einen Öffnungsquerschnitt mit einer mittleren Querschnittsbreite, insbesondere einem mittleren Durchmesser, über die der Fluidstrom dem Ventilgehäuse zu- und/oder abführbar ist. Insbesondere überlappt der Öffnungsquerschnitt in Radialrichtung mit dem Drehschieber. Insbesondere ist der Öffnungsquerschnitt vollständig innerhalb der Drehschieberkontur angeordnet.
Der Öffnungsquerschnitt erstreckt sich insbesondere quer, vorzugsweise orthogonal, zur Drehachsenrichtung. Insbesondere ist der Öffnungsquerschnitt rund, vorzugsweise kreisrund, ausgebildet. Bei einer kreisrunden Ausbildung des Öffnungsquerschnitts wird die mittlere Querschnittsbreite insbesondere durch den Durchmesser des Öffnungsquerschnitts ausgebildet. Unter der Drehschieberkontur ist insbesondere die den Drehschieber in Radialrichtung begrenzende Außenkontur zu verstehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Drehschieberkontur kreisrund ausgebildet. Insbesondere sind die Öffnungsquerschnitte des Fluidbasiseingangs, des Fluidbasisausgangs und des wenigstens einen Fluidzusatzeingangs und/oder Fluidzusatzausgangs innerhalb der Drehschieberkontur angeordnet. Unter der Anordnung innerhalb der Drehschieberkontur ist insbesondere zu verstehen, dass der Öffnungsquerschnitt des jeweiligen Fluideingangs und Fluidausgangs vollständig innerhalb der Drehschieberkontur verläuft, insbesondere die Drehschieberkontur nicht schneidet. Insbesondere sind die Öffnungsquerschnitte der Fluideingänge und der Fluidausgänge in Radialrichtung in gleichem Abstand zur Drehachse angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Fluideingänge und die Fluidausgänge an einer Seite des Ventilgehäuses, insbesondere an beiden Seiten des Ventilgehäuses, in Umfangsrichtung in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet.
Die Öffnungsquerschnitte erstrecken sich insbesondere durch die Stirnseiten des Ventilgehäuses in Drehachsenrichtung hindurch, die einen Aufnahmeraum für den Drehschieber in Drehachsenrichtung begrenzen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Durchlassaussparung in Drehachsenrichtung um wenigstens 50%, insbesondere um wenigstens 75%, 100% oder 150%, der mittleren Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich die Durchlassaussparung in Drehachsenrichtung um wenigstens 8 mm, 12 mm, 14 mm oder 16 mm. Es hat sich herausgestellt, dass diese Dimensionierung der Durchlassaussparung in Drehachsenrichtung ein Umlenken von Fluidströmen quer zur Drehachsenrichtung ermöglicht. Dabei hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Strömungsverluste infolge der Umlenkung des Fluidstroms durch eine derartige Dimensionierung der Durchlassaussparung deutlich reduziert werden können. Insbesondere durch die strömungsverlustarme Umlenkung des Fluidstroms quer zur Drehachsenrichtung kann eine Verteilung auf verschiedene Fluidzusatzeingänge und/oder -ausgänge erfolgen ohne den Energieverbrauch von Pumpen, die den Fluidstrom antreiben, signifikant zu erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Durchlassaussparung in Radialrichtung um wenigstens 50%, insbesondere um wenigstens 75%, 85% oder 95% der mittleren Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich die Durchlassaussparung in Radialrichtung um höchstens 200%, insbesondere um höchstens 150%, 125%, 115% oder 105% der mittleren Querschnittsbreite. Es hat sich insbesondere herausgestellt, dass Querschnittssprünge zwischen den Fluideingängen, den Fluidausgängen und der Durchlassaussparung zu Strömungsverlusten führen. Durch die zuvor beschriebene Dimensionierung der Durchlassaussparung in Radialrichtung können die Strömungsverluste überraschenderweise reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Durchlassaussparung in Umfangsrichtung um 60°, 75° oder 90° um die Drehachse. Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung bogenförmig, vorzugsweise nierenförmig um die Drehachse. Alternativ oder zusätzlich ist die Durchlassaussparung quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung vollständig von dem Drehschieber, insbesondere von zwei Stirnwandungen und zwei Bogenwandungen des Drehschiebers, umschlossen.
Durch die nierenförmige Ausgestaltung der Durchlassaussparung kann insbesondere gewährleistet werden, dass der Fluidstrom einerseits das Mehrwegeventil umlenkungsfrei von einem Fluideingang zu einem Fluidausgang durchströmen kann. Gleichzeitig ermöglicht die nierenförmige Ausgestaltung der Durchlassaussparung, dass der Fluidstrom über das Mehrwegeventil quer zur Drehachsenrichtung umlenkbar ist. Dabei führt die Nierenform insbesondere zu reduzierten Strömungsverlusten. Ferner ermöglicht die zuvor und nachfolgend beschriebene Dimensionierung der Durchlassaussparung die Reduzierung der Strömungsverluste durch die Umlenkung des Fluidstroms quer zur Drehachsenrichtung. Ferner hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Durchlassaussparung ein Einstellen eines Fluidstroms über eine Vielzahl von Fluideingängen und Fluidausgängen auf kleinstem Raum ermöglicht. Insbesondere können durch die erfindungsgemäße Ausführungsform vorzugsweise jeweils vier Fluideingänge und Fluidausgänge an gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses anschließen. Ferner hat sich herausgestellt, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrwegeventils die Größe des Ventilgehäuses im Wesentlichen nur durch die Drehschiebergröße vorgegeben wird. Da die Umlenkung des Fluidstroms innerhalb des Drehschiebers erfolgt, kann zusätzlicher Bauraum für Umlenkungskanäle oder Umlenkungskammern eingespart werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Durchlassaussparung einen dem Fluidbasiseingang in Drehachsenrichtung zugewandten Aussparungseingang und einen den Fluidbasisausgang in Drehachsenrichtung zugewandten Aussparungsausgang auf. Insbesondere sind der Aussparungseingang und/oder der Aussparungsausgang bogenförmig, vorzugsweise nierenförmig, ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich erstrecken sich der Aussparungseingang und/oder der Aussparungsausgang quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung. Alternativ oder zusätzlich begrenzen der Aussparungseingang und der Aussparungsausgang die Durchlassaussparung in Drehachsenrichtung.
Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung in Drehachsenrichtung entlang einer konstanten, insbesondere nierenförmigen, Kontur. Die nierenförmige Kontur der Durchlassaussparung geht insbesondere von dem Aussparungseingang in den Aussparungsausgang über.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen der Aussparungseingang und der Fluidbasiseingang und/oder der Aussparungsausgang und der Fluidbasisausgang in der Basisstellung und/oder in der Zuschaltstellung ein sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Überlappungsquerschnitt auf. Dadurch ist der Fluidstrom insbesondere wenigstens teilweise umlenkungsfrei über den Fluidbasiseingang in die Durchlassaussparung überführbar und über den Aussparungsausgang an den Fluidbasisausgang abführbar. Insbesondere ist der Aussparungseingang und/oder der Aussparungsausgang derart ausgebildet, dass der Überlappungsquerschnitt in der Basisstellung und/oder in der Zuschaltstellung wenigstens 70%, 80%, 90%, 95%, 100% des Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder des Fluidbasisausgangs beträgt.
Vorzugweise geht der Fluidbasiseingang frei von Querschnittsverengungen in den Aussparungseingang über. Alternativ oder zusätzlich geht insbesondere der Fluidbasisausgang frei von Querschnittsverengungen in den Aussparungsausgang über.
Insbesondere beträgt der Überlappungsquerschnitt wenigstens 50%, 70%, 90% oder 95% des sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder Fluidbasisausgangs.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Durchlassaussparung in der Basisstellung insbesondere Fluiddicht an den Fluidbasiseingang und den Fluidbasisausgang an. Alternativ oder zusätzlich schließt die Durchlassaussparung in der Zuschaltstellung insbesondere fluiddicht an den Fluidbasiseingang und den Fluidbasisausgang und an den Fluidzusatzeingang und/oder an den Fluidzusatzausgang an. Insbesondere sind zwischen Drehschieber und Ventilgehäuse Dichtmittel vorgesehen. Insbesondere dichten die Dichtmittel die Fluideingänge und die Fluidausgänge derart gegenüber Ventilgehäuse ab, dass der Fluidstrom ausschließlich über die Durchlassaussparung in das Ventilgehäuse einleitbar und aus diesem ausleitbar ist. Insbesondere sind die Dichtmittel derart zwischen Drehschieber und Ventilgehäuse angeordnet, dass das Ventilgehäuse ausschließlich innerhalb der Durchlassaussparung von dem Ventilgehäuse durchströmbar ist. Insbesondere ist die Form eines Dichtmittels, insbesondere jeweils eines Dichtmittels an jeder Stirnseite des Drehschiebers, an die Form der Stirnseite des Drehschiebers in Drehachsenrichtung angepasst, insbesondere formkomplementär zur Stirnseite des Drehschiebers ausgebildet. Insbesondere weist das Dichtmittel eine formkomplementär zu der Durchlassaussparung ausgebildete Dichtaussparung auf, die sich insbesondere fluchtend zu der Durchlassaussparung erstreckt. Insbesondere ist die Dichtaussparung des Dichtmittels in Umfangsrichtung vollständig von dem Dichtmittel umschlossen. Das Dichtmittel ist insbesondere scheibenförmig ausgebildet, wobei der Scheibendurchmesser des Dichtmittels insbesondere wenigstens 60%, 80% oder 90% oder und/oder höchstens 95%, 96% 98%, 99% oder 100% des Durchmessers des Drehschiebers beträgt. Das Dichtmittel erstreckt sich insbesondere in Radialrichtung auch zwischen der Durchlassaussparung und einer sich am Außenumfang des Drehschiebers erstreckenden Verzahnung.
Vorzugsweise schließt die Durchlassaussparung in der Basisstellung und/oder in der Zuschaltstellung in Drehachsenrichtung unmittelbar an den Fluidbasiseingang und/oder an den Fluidbasisausgang an. Alternativ oder zusätzlich schließt die Durchlassaussparung in der Zuschaltstellung in Drehachsenrichtung unmittelbar an den Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang an. Insbesondere gehen die Begrenzungswandungen der Durchlassaussparung in der Basisstellung und/oder in der Zuschaltstellung in Drehachsenrichtung im Wesentlichen direkt in die Begrenzungswandungen des Fluidbasiseingangs, des Fluidbasisausgangs und/oder des wenigstens einen Fluidzusatzeingangs und/oder Fluidzusatzausgangs über. Unter im Wesentlichen ist dabei zu verstehen, dass ein Abstand in Drehachsenrichtung zwischen den Begrenzungswandungen für Schmiermittel und/oder Dichtmittel vorgesehen sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der wenigstens eine Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang in Umfangsrichtung von dem Fluidbasiseingang und/oder Fluidbasisausgang versetzt, insbesondere in Umfangsrichtung um wenigstens 45°, 60°; 75° oder 90° versetzt. Vorzugsweise erstreckt sich die Durchlassaussparung in Umfangsrichtung wenigstens um den Winkel, um den der Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang von dem Fluidbasiseingang und/oder dem Fluidbasisausgang versetzt ist. Insbesondere ist der Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang in Radialrichtung um den im Wesentlichen gleichen Abstand von der Drehachse beabstandet, wie der Fluidbasiseingang und/oder der Fluidbasisausgang.
Unter einem im Wesentlichen gleichen Abstand ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abweichung des Abstandes in Radialrichtung von bis zu 20%, insbesondere bis zu 10%, 5%, 3% oder 1%, zu verstehen.
Unter dem Versatz eines Eingangs, wie dem Fluidbasiseingang oder dem Fluidzusatzeingang, zu einem Ausgang, wie dem Fluidbasisausgang oder dem Fluidzusatzausgang, ist insbesondere zu verstehen, dass diese quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung keinen Überlappungsquerschnitt aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Überlappungsquerschnitt auf. Insbesondere fluchten der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang in Drehachsenrichtung miteinander. Insbesondere weisen der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang den gleichen Öffnungsquerschnitt auf. Insbesondere sind der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang in Radialrichtung und/oder in Umfangsrichtung identisch positioniert. Insbesondere dadurch kann der Fluidstrom das Mehrwegeventil umlenkungsfrei über die fluidale Basisverbindung durchströmen. Insbesondere beträgt der Überlappungsquerschnitt zwischen Fluidbasiseingang und Fluidbasisausgang wenigstens 75%, 85% oder 95% und/oder höchstens 105%, 115%, 125% oder 150% des Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder des Fluidbasisausgangs.
Insbesondere fluchten der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang entlang einer sich parallel zur Drehachse erstreckenden Gerade miteinander.
Vorzugsweise beträgt der Überlappungsquerschnitt wenigstens 50%, 70%, 90% oder 95% des sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder Fluidbasisausgangs.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Drehschieber in einem von dem Ventilgehäuse umschlossenen Aufnahmeraum angeordnet. Insbesondere ist der Aufnahmeraum durch eine formkomplementär zu dem Drehschieber ausgebildete Ventilgehäusewandung begrenzt. Alternativ oder zusätzlich dichtet das Ventilgehäuse den Aufnahmeraum fluiddicht ab. Insbesondere dichtet das Ventilgehäuse den Aufnahmeraum derart ab, dass ein Fluideintritt und/oder ein Fluidaustritt in das Ventilgehäuse ausschließlich über den Fluidbasiseingang, den Fluidbasisausgang und den Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang erfolgen kann.
Vorzugsweise ist das Ventilgehäuse zweistückig ausgebildet. Insbesondere weist das Ventilgehäuse eine Drehschieberaufnahmeschale auf, die insbesondere einen Aufnahmeraum für den Drehschieber begrenzt. Der Aufnahmeraum für den Drehschieber ist insbesondere zylinderförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser des Aufnahmeraums insbesondere höchstens 2%, 5%, 10%, 15% oder 20% größer ist als der Außendurchmesser des Drehschiebers. Vorzugsweise schließt in Radialrichtung an den zylinderförmigen Aufnahmeraum des Drehschiebers ein zylinderförmiger Aufnahmeraum für eine Antriebsscheibe an, über die der Drehschieber außenumfänglich stellbar ist. Eine bevorzugte Ausführung der Antriebsscheibe und des Krafteingriffs der Antriebsscheibe mit dem Drehschieber ist weiter unten im Detail beschrieben. Vorzugsweise weist das Ventilgehäuse einen Lagerzapfen auf, über die der Drehschieber drehbeweglich lagerbar ist. Insbesondere weist der Drehschieber eine Lageraussparung auf, die sich insbesondere zylinderförmig um die Drehachse erstreckt. Insbesondere ist der Drehschieber über die Lageraussparung drehbeweglich auf dem Lagerzapfen lagerbar.
Insbesondere umfasst das Ventilgehäuse ein Deckelteil, das im montierten Zustand den Aufnahmeraum für den Drehschieber in Drehachsenrichtung begrenzt. Insbesondere wird der Drehschieber über das Deckelteil in Drehachsenrichtung fixiert. Insbesondere ist zwischen dem Deckelteil und dem Aufnahmeraum ein Dichtmittel vorgesehen, das den Drehschieber und vorzugsweise die Antriebsscheibe in Umfangsrichtung umläuft.
Insbesondere erstreckt sich der Aufnahmeraum in der Aufnahmeschale derart weit in Drehachsenrichtung, dass der Drehschieber in Drehachsenrichtung vollständig in die Aufnahmeschale einsetzbar ist.
Insbesondere sind der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang an gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses, insbesondere an dem Deckelteil und an der Aufnahmeschale des Ventilgehäuses, angebracht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsscheibe, insbesondere ein Antriebszahnrad, zum Stellen des Drehschiebers in dem Ventilgehäuse angeordnet. Insbesondere ist die Antriebsscheibe in einer gemeinsamen Ebene mit dem Drehschieber angeordnet. Vorzugsweise ist die Antriebsscheibe gegenüber dem Fluidstrom abgedichtet. Alternativ oder zusätzlich ist der Drehschieber scheibenförmig ausgebildet. Insbesondere weist der Drehschieber an dessen Außenumfang eine Verzahnung, insbesondere einen umlaufenden Zahnkranz, zum Stellen des Drehschiebers, insbesondere zum Stellen des Drehschiebers über ein Zahnrad, auf. Insbesondere wird der Drehschieber außenumfänglich über die Antriebsscheibe gestellt. Insbesondere umläuft der Zahnkranz des Drehschiebers die Durchlassaussparung. Insbesondere ist der Fluidbasiseingang, der Fluidbasisausgang und/oder der Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang in Radialrichtung innerhalb des Zahnkranzes des Drehschiebers angeordnet, wird insbesondere von dem Zahnkranz des Drehschiebers in Umfangsrichtung umlaufen. Insbesondere stehen der Drehschieber und die Antriebsscheibe über deren Außenumfänge, insbesondere über an deren Außenumfängen ausgebildeten Zahnkränzen, im Eingriff miteinander.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Fluidbasiseingang und der Fluidbasisausgang als zwei Fluidbasisanschlüsse ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der wenigstens eine Fluidzusatzeingang und/oder Fluidzusatzausgang als wenigstens ein Fluidzusatzanschluss ausgebildet. Vorzugsweise sind der Fluidbasiseingang und/oder der Fluidbasisausgang jeweils als Fluidbasisanschluss gemäß dem weiter unten beschriebenen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich sind der Fluidzusatzeingang und/oder der Fluidzusatzausgang als Fluidzusatzanschlüsse gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
Es sei klar, dass sämtliche der zuvor im Zusammenhang mit Fluideingängen und Fluidausgängen beschriebenen Merkmale und Vorteile auch vorteilhafte Merkmale für den folgend beschriebenen zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung darstellen. Gleichermaßen sei klar, dass sämtliche im Folgenden im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale und Vorteile auch vorteilhafte Merkmale für den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen. Insbesondere soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Begriff Fluidbasiseingang durch Fluidbasisanschluss austauschbar sein, der Begriff Fluidbasisausgang durch Fluidbasisanschluss austauschbar sein, der Begriff Fluidzusatzeingang durch den Begriff Fluidzusatzanschluss austauschbar sein und/oder der Begriff Fluidzusatzausgang durch den Begriff Fluidzusatzanschluss austauschbar sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrwegeventil, insbesondere ein 3/2-Wegeventil, 4/2-Wegeventil, 6/2-Wegeventil oder 8/2-Wegeventil zum Einstellen eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlflüssigkeitsstroms, eines Kraftfahrzeugs, wie eines Elektrofahrzeugs, vorgesehen. Das Mehrwegeventil umfasst ein Ventilgehäuse mit zwei Fluidbasisanschlüssen. Ferner umfasst das Mehrwegeventil einen um eine Drehachse stellbaren Drehschieber mit einer Durchlassaussparung für den Fluidstrom, die in einer Basisstellung des Drehschiebers eine fluidale Basisverbindung zwischen den Fluidbasisanschlüssen bereitstellt. Die Fluidbasisanschlüsse sind an in Drehachsentrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet. Ferner weist das Ventilgehäuse wenigstens einen Fluidzusatzanschluss auf, wobei die Durchlassaussparung derart ausgestaltet ist, dass in einer von der Basisstellung unterschiedlichen Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem wenigstens einen Fluidzusatzanschluss und wenigstens einem der zwei Fluidbasisanschlüsse bereitgestellt ist.
Der Begriff Fluidanschluss wird folgend als Synonym für den Begriff Fluidbasisanschluss und Fluidzusatzanschluss verwendet. Sofern im Folgenden nichts Gegenteiliges aufgeführt ist, geltend die für Fluidanschlüsse beschriebene Merkmale und Vorteile für die Fluidbasisanschlüsse und für die Fluidzusatzanschlüsse. Unter einem Fluidanschluss ist vorzugsweise ein Fluideingang und/oder ein Fluidausgang zu verstehen, der derart ausgebildet ist, dass eine Fluidleitung zum Zu- und/oder Abführen von Fluidströmen in das Ventilgehäuse anschließbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist unter einem Fluidanschluss ein Fluideingang und/oder ein Fluidausgang zu verstehen, der derart ausgebildet ist, dass ein Verschließelement zum Abdichten des Fluideingangs und/oder des Fluidausgangs gegenüber dem Ventilgehäuse an das Ventilgehäuse anschließbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine, vorzugsweise beide, der Fluidbasisanschlüsse und/oder der wenigstens eine Fluidzusatzanschluss derart ausgebildet, dass eine Fluidleitung zum Zuführen und/oder Abführen des Fluidstroms an das Ventilgehäuse anschließbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens eine, insbesondere beide, der Fluidbasisanschlüsse und/oder der wenigstens eine Fluidzusatzanschluss derart ausgebildet, dass ein Verschließelement, wie ein Stopfen, zum Verhindern des Abführens des Fluidstroms an das Ventilgehäuse anschließbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Mehrwegeventils mit Fluidbasisanschlüssen und Fluidzusatzanschlüssen kann insbesondere die Flexibilität beim Einsatz des Mehrwegeventils gesteigert werden. Vorzugsweise sind die Fluidanschlüsse jeweils als kraft- und/oder formschlüssige Fluidleitungsanschlüsse ausgebildet.
Insbesondere umschließen die Fluidanschlüsse hohlzylinderartig Leitungsaufnahmen, über die Fluidleitungen an das Ventilgehäuse anschließbar sind. Die Fluidanschlüsse weisen insbesondere Leitungsaufnahmen auf. Die Leitungsaufnahmen erstrecken sich insbesondere hohlzylinderförmig in Drehachsenrichtung. Insbesondere begrenzen die Leitungsaufnahmen einen hohlzylinderförmigen Aufnahmeraum für Fluidleitungen. Insbesondere weisen die Leitungsaufnahmen in Umfangsrichtung um den Öffnungsquerschnitt der Fluidanschlüsse angeordnete Schnapphaken auf. Die Schnapphaken sind insbesondere in Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Insbesondere weisen die Schnapphaken Vorsprünge auf, die zum Eingreifen in eine entsprechend ausgebildete Aussparung einer Rohrleitung ausgebildet sind. Die Schnapphaken sind insbesondere elastisch an dem Ventilgehäuse befestigt. Insbesondere gehen die Schnapphaken an der in Drehachsenrichtung D dem Ventilgehäuse 3 zugewandten Seite in einen zylinderförmigen Übergangsabschnitt über, der an den Öffnungsquerschnitt der Fluidanschlüsse anschließt. Insbesondere ist der Übergangsabschnitt in Umfangsrichtung als durchgehender Hohlzylinder ausgebildet, der insbesondere einen größeren, insbesondere wenigstens 5%, 10% oder 20% größeren, Durchmesser aufweist als der Öffnungsquerschnitt des Fluidanschlusses. Insbesondere ist die Wandstärke der Schnapphaken in Radialrichtung kleiner, insbesondere wenigstens 10%, 30% oder 50% kleiner, als die Wandstärke des Übergangsabschnitts. Insbesondere durch die geringere Wandstärke der Schnapphaken wird ein elastisches Verbiegen der Schnapphaken in Radialrichtung ermöglicht. Dadurch können insbesondere Rohrleitungen mit geringem Montageaufwand an die Fluidanschlüsse angebracht und von diesen gelöst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Ventilgehäuse wenigstens zwei oder drei in Umfangsrichtung zueinander versetzte, insbesondere in Umfangsrichtung um wenigstens 45°, 60°, 75° oder 90° zueinander versetzte, Fluidzusatzanschlüsse auf.
Unter dem Versatz eines Anschlusses zu einem anderen Anschluss ist insbesondere zu verstehen, dass dieser quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung keinen Überlappungsquerschnitt aufweist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse und einer der zwei Fluidbasisanschlüsse in äquidistanten Abständen zueinander in Umfangsrichtung um die Drehachse angeordnet.
Bei einer Ausführungsform mit wenigstens zwei Fluidzusatzanschlüssen sind die wenigstens zwei Fluidzusatzanschlüsse vorzugsweise in Umfangsrichtung jeweils vor und hinter dem einen der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse angeordnet. Insbesondere weisen die wenigstens zwei Fluidzusatzanschlüsse in Radialrichtung den gleichen Abstand zu der Drehachse auf, wie die wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse. Insbesondere sind die wenigstens zwei Fluidzusatzanschlüsse und eine der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse halbkreisförmig um die Drehachse angeordnet. Die Halbkreisform wird insbesondere durch die in Umfangsrichtung verlaufende Verbindungslinie zwischen den wenigstens zwei Fluidzusatzanschlüssen und einem der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse beschrieben.
In einer Ausführungsform mit wenigstens drei in Umfangsrichtung zueinander versetzten Fluidzusatzanschlüssen sind diese vorzugsweise in äquidistanten Abständen in Umfangsrichtung zueinander angeordnet. Insbesondere sind sämtliche der wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse in Radialrichtung innerhalb der Außenkontur des Drehschiebers angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse und/oder einer der Fluidbasisanschlüsse in Radialrichtung einen Überlappungsquerschnitt mit dem Drehschieber auf. Insbesondere sind die wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse und eine der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse in Radialrichtung vollständig innerhalb der Außenkontur des Drehschiebers angeordnet.
Der Überlappungsquerschnitt in Radialrichtung beträgt vorzugsweise wenigstens 50%, 70%, 90% oder 95% des sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Öffnungsquerschnitts des Fluidbasisanschlusses und/oder des Fluidzusatzanschlusses. Insbesondere werden die wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse und eine der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse in Umfangsrichtung vollständig von der Außenkontur des Drehschiebers umlaufen. Unter dem vollständigen Umlaufen der Fluidanschlüsse durch die Außenkontur des Drehschiebers ist insbesondere zu verstehen, dass der Öffnungsquerschnitt der Fluidanschlüsse in Radialrichtung vollständig innerhalb der Außenkontur des Drehschiebers angeordnet ist.
Insbesondere sind die wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse und der wenigstens eine Fluidzusatzanschluss einstückig mit dem Ventilgehäuse ausgebildet, insbesondere jeweils einstückig mit dem Deckelteil und/oder der Aufnahmeschale des Ventilgehäuses ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Ventilgehäuse wenigstens zwei, vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse auf, die an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet sind. Insbesondere sind jeweils zwei Fluidzusatzanschlüsse auf der in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seite des Drehschiebers angeordnet. Insbesondere ist die Hälfte der Fluidzusatzanschlüsse in Drehachsenrichtung auf einer Seite des Ventilgehäuses, insbesondere an einem Deckelteil des Ventilgehäuses, angeordnet. Insbesondere ist die andere Hälfte der Fluidzusatzanschlüsse auf der in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seite des Ventilgehäuses angeordnet, insbesondere an einer Aufnahmeschale des Ventilgehäuses angeordnet. Insbesondere sind sämtliche der wenigstens zwei, vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse in Radialrichtung innerhalb der Außenkontur des Drehschiebers angeordnet. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass sämtliche Öffnungsquerschnitte der Fluidzusatzanschlüsse in Radialrichtung innerhalb der Außenkontur des Drehschiebers angeordnet sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die wenigstens zwei oder jeweils zwei der wenigstens vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Überlappungsquerschnitt auf. Insbesondere fluchten die wenigstens zwei oder jeweils zwei der wenigstens vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse in Drehachsenrichtung miteinander. Vorzugsweise beträgt der Überlappungsquerschnitt wenigstens 50%, 70%, 90% oder 95% des sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Öffnungsquerschnitts des Fluidbasiseingangs und/oder Fluidbasisausgangs.
Insbesondere bilden die wenigstens zwei, vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse jeweils Fluidzusatzanschlusspaare, die in Drehachsenrichtung an gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet sind. Insbesondere fluchten die Fluidzusatzanschlusspaare entlang von sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse erstreckenden Fluchtlinien. Unter im Wesentlichen ist dabei eine axiale Abweichung von 20°, 15°, 10° oder 5° zu verstehen. Die Fluchtlinien werden insbesondere durch Mittelpunkte der Öffnungsquerschnitte der jeweiligen Fluidzusatzanschlüsse gebildet. Insbesondere sind die Öffnungsquerschnitte der Fluidzusatzanschlüsse kreisförmig ausgebildet. Insbesondere erstrecken sich die Öffnungsquerschnitte der Fluidzusatzanschlüsse eines Fluidzusatzanschlusspaares jeweils rotationssymmetrisch um die Fluchtlinie. Bei der bevorzugten Ausführungsform mit sechs Fluidzusatzanschlüssen sind insbesondere drei Fluchtlinien in Umfangsrichtung zueinander beabstandet um die Drehachse angeordnet. Insbesondere fluchten auch die zwei Fluidbasisanschlüsse entlang einer Fluchtlinie. Die Fluchtlinien der Fluidbasisanschlüsse und der Fluidzusatzanschlüsse sind insbesondere in äquidistanten Abständen um die Drehachse angeordnet. Insbesondere sind die Fluchtlinien in Radialrichtung im Wesentlichen in gleichen Abständen zur Drehachse angeordnet. Unter im Wesentlichen ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine maximale Abweichung von 10%, 20% oder 30% zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Drehschieber derart ausgestaltet, dass für jeden Fluidzusatzanschluss eine von der Basisstellung unterschiedliche Zuschaltstellung einstellbar ist, in der eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzanschluss und wenigstens einem Fluidbasisanschluss bereitgestellt ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Drehschieber derart ausgestaltet, dass für jeden Fluidzusatzanschluss eine von der Basisstellung unterschiedliche Zuschaltstellung einstellbar ist, in der eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzanschluss und wenigstens einem anderen der Fluidzusatzanschlüsse bereitgestellt ist, wobei insbesondere der wenigstens eine andere der Fluidzusatzanschlüsse in Umfangsrichtung zu dem Fluidzusatzanschluss versetzt ist. Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung hierfür in Umfangsrichtung über den Betrag, über den die Fluidzusatzanschlüsse zueinander versetzt sind. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich die Durchlassaussparung hierfür in Radialrichtung und/oder in Umfangsrichtung um wenigstens 50%, 75%, 100% oder 150% der mittleren Querschnittsbreite des Öffnungsquerschnitts der Fluidanschlüsse.
Vorzugsweise ist unter einer fluidalen Basisverbindung eine fluidale Verbindung zwischen zwei Anschlüssen zu verstehen, die einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Überlappungsquerschnitt aufweisen, insbesondere in Drehachsenrichtung miteinander fluchten. Unter einer fluidalen Zusatzverbindung ist insbesondere eine fluidale Verbindung zwischen zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzten Anschlüssen zu verstehen. Wie zuvor ausgeführt, ist unter einem Versatz in diesem Zusammenhang insbesondere zu verstehen, dass die Anschlüsse quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung keinen Überlappungsquerschnitt aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Mehrwegeventils mit insgesamt acht Fluidanschlüssen, insbesondere zwei Fluidbasisanschlüsse und sechs Fluidzusatzanschlüsse, können somit vier Fluidbasisverbindungen bereitgestellt werden. Durch Verstellen des Drehschiebers in einer Zuschaltstellung können dabei jeweils zwei Fluidzusatzverbindungen zwischen den Fluidbasiseingängen und jeweils einem Fluidzusatzeingang bereitgestellt werden.
Es sei klar, dass der Begriff Fluidbasisanschluss und der Begriff Fluidzusatzanschluss insbesondere zur Klarstellung dienen, wonach der Fluidzusatzanschluss zusätzlich zur Basisverbindung eine Zusatzverbindung mit den Fluidbasisanschlüssen bereitstellt. Strukturell müssen sich die Fluidbasisanschlüsse und die Fluidzusatzanschlüsse nicht voneinander unterscheiden. Insbesondere kann jedes Paar von Fluidanschlüssen, die an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses angeordnet sind, ein Paar von Fluidbasisanschlüssen bilden. Als Fluidzusatzanschlüsse werden dann diejenigen Fluidanschlüsse bezeichnet, die in Umfangsrichtung zu den Fluidbasisanschlüssen versetzt sind.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Drehschieber derart ausgebildet, dass wenigstens zwei, besonders bevorzugt vier, Zuschaltstellungen einstellbar sind. Vorzugsweise ist der Stellwinkel zum Verstellen des Drehschiebers von einer Zuschaltstellung in eine andere Zuschaltstellung doppelt so groß wie der Stellwinkel zum Verstellen des Drehschiebers von der Basisstellung in die Zuschaltstellung. Insbesondere ist unter der Basisstellung eine Stellung zu verstehen, in der die Durchlassaussparungen in Umfangsrichtung mittig zu den Basisanschlüssen ausgerichtet ist. Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung in der Basisstellung ausgehend von den Fluidbasisanschlüssen symmetrisch in beide Umfangsrichtungen. Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung in Umfangsrichtung um den Stellwinkel zu den benachbarten Fluidzusatzanschlüssen hin, um den der Drehschieber verstellt werden muss, um in die jeweilige Zuschaltstellung versetzt zu werden. Insbesondere durch die mittige Ausrichtung der Basisstellung kann der Drehschieber durch Verstellen um den halben Versatzwinkel zwischen Fluidbasisanschluss und Fluidzusatzanschluss in die Zuschaltstellung versetzt werden. In der Zuschaltstellung erstreckt sich die Durchlassaussparung in Umfangsrichtung von einem Fluidbasisanschluss zu einem Fluidzusatzanschluss. Zum Verstellen des Drehschiebers aus dieser Fluidzuschaltstellung in die in Umfangsrichtung gegenüberliegende Zuschaltstellung muss der Drehschieber zunächst um den halben Versatzwinkel wieder zurück in die Basisstellung und anschließend um einen weiteren halben Versatzwinkel in die weitere Zuschaltstellung versetzt werden.
In einer alternativen Ausführungsform weist der Drehschieber zwei Durchlassaussparungen auf. Insbesondere sind beide Durchlassaussparungen gemäß einem oder mehreren der zuvor oder nachfolgend beschriebenen Merkmale ausgestaltet. Insbesondere sind die Durchlassaussparungen hinsichtlich Geometrie und Abmaße identisch ausgestaltet. Insbesondere sind die zwei Durchlassaussparungen in Umfangsrichtung symmetrisch zueinander ausgebildete und/oder angeordnet. Insbesondere weisen die zwei Durchlassaussparungen in Umfangsrichtung beidseitig den gleichen Abstand zueinander auf. Insbesondere erstrecken sich die zwei Durchlassaussparungen jeweils um wenigstens 60°, 75° oder 90° in Umfangsrichtung um die Drehachse. Durch die Verwendung von zwei Durchlassaussparungen können insbesondere zwei Basisverbindungen gleichzeitig bereitgestellt werden, die insbesondere fluidal voneinander entkoppelt sind. Insbesondere kann je Fluidbasisstellung jeweils eine Zuschaltstellung bereitgestellt werden, in der eine fluidale Zusatzverbindung zwischen jeweils wenigstens einem Fluidzusatzanschluss und wenigstens einem der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse bereitgestellt wird. Insbesondere können durch eine Ausführungsform mit zwei Durchlassaussparungen zwei insbesondere fluidal voneinander entkoppelte Fluidströme gleichzeitig über das Mehrwegeventil eingestellt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Durchlassaussparungen, die zwei Fluidbasisanschlüsse und der wenigstens eine Fluidzusatzanschluss derart aufeinander abgestimmt, dass in jeder möglichen Drehschieberstellung wenigstens die Basisverbindung und/oder die Zusatzverbindung bereitgestellt ist. Insbesondere wird dies dadurch realisiert, dass der Drehschieber um höchstens 150°, 120° oder 90° aus der Basisstellung heraus um die Drehachse gestellt werden kann. Insbesondere soll der Drehschieber jeweils um höchstens 150°, 120° oder 90° in beide Umfangsrichtungen verstellbar sein. Hierdurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass bei Ausführungsformen, bei denen die Fluidanschlüsse lediglich über 180° in Umfangsrichtung verteilt sind, stets eine fluidale Verbindung über die Durchlassaussparung bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich wird dies dadurch realisiert, dass die Erstreckung der Durchlassaussparung in Umfangsrichtung dem maximalen Abstand in Umfangsrichtung zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Fluidbasisanschlüssen und/oder Fluidzusatzanschlüssen entspricht.
Vorzugsweise betrifft die Erfindung ferner ein Kühlsystem für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Mehrwegeventil, das gemäß einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Merkmale ausgestaltet ist, und wenigstens eine Fluidleitung, die über einen der Fluidanschlüsse des Mehrventils an dieses angeschlossen ist. Vorzugsweise weist das Kühlsystem jeweils eine Fluidleitung je Fluidanschluss auf, die an jeweils einem Fluidanschluss angeschlossen ist. Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens eine, vorzugsweise jede, Fluidleitung parallel zur Drehachsenrichtung. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Fluidleitung in Drehachsenrichtung über wenigstens 10mm, 20mm, 30mm, 40mm oder 50 mm parallel zu Drehachse. Insbesondere sind wenigstens zwei Fluidleitungen über zwei Fluidbasisanschlüsse an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet. Insbesondere sind die wenigstens zwei Fluidleitungen derart an gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers angeordnet, dass sie einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung erstreckenden Überlappungsquerschnitt aufweisen, insbesondere in Drehachsenrichtung miteinander fluchten.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der beiliegenden Zeichnungen erläutert. In diesem zeigt:

1 ein Mehrwegeventil gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 das Mehrwegeventil aus 1 ohne Gehäusedeckel;
3 eine Draufsicht auf das Mehrwegeventil aus 2, wobei eine Basisstellung des Drehschiebers dargestellt ist;
4A eine Draufsicht auf das Mehrwegeventil aus 2, wobei eine Zuschaltstellung des Drehschiebers dargestellt ist;
4B eine Draufsicht auf das Mehrwegeventil aus 2, wobei eine alternative Zuschaltstellung zur Zuschaltstellung aus 4A dargestellt ist;
5 den Drehschieber aus den 1 bis 4B im Eingriff mit einer Antriebsscheibe;
6 eine alternative Ausführungsform des Drehschiebers mit zwei Durchlassaussparungen;
7 eine Draufsicht auf ein Mehrwegeventil ohne Drehschieber und ohne Gehäusedeckel, bei dem ein Fluidbasisanschluss und zwei Fluidzusatzanschlüsse in der Aufnahmeschale des Ventilgehäuses vorgesehen sind;
8 eine Ansicht auf ein Mehrwegeventil ohne Drehschieber und ohne Gehäusedeckel, bei dem ein Fluidbasisanschluss und drei Fluidzusatzanschlüsse in der Aufnahmeschale des Ventilgehäuses vorgesehen sind;
9 eine Querschnittsansicht durch das Mehrwegeventil aus 1 entlang der in 3 dargestellten Schnittlinie A-A;
10 eine Querschnittsansicht des Mehrwegeventils aus 1 entlang der in 4A dargestellten Schnittlinie B-B, wobei zwei Verschließelemente an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers durch Querbalken angedeutet sind;
11 die Querschnittsansicht aus 10, wobei die angedeuteten Verschließelemente diagonal zueinander versetzt sind;
12 die Querschnittsansicht aus 10, wobei die Verschließelemente auf einer Seite des Drehschiebers angedeutet sind;
13 die Querschnittsansicht aus 10, wobei lediglich ein Verschließelement an einer Seite des Drehschiebers angedeutet ist; und
14 die Querschnittsansicht aus 13, wobei das Verschließelement auf der anderen Seite des Drehschiebers angedeutet ist.

Dieselben oder ähnliche Komponenten werden nachfolgend und in den Figuren mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen versehen.
Mehrwegeventile werden folgend mit der Bezugsziffer 1 versehen. In 1 ist ein Mehrwegeventil 1 zum Einstellen eines Fluidstroms dargestellt. Das Mehrwegeventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 3 mit einem Gehäusedeckel 5 und einer Aufnahmeschale 7. Das Ventilgehäuse 3 umfasst einen Fluidbasiseingang 9^I und einen Fluidbasisausgang 9^II sowie drei Fluidzusatzeingänge 9^III und drei Fluidzusatzausgänge 9^IV . In der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind der Fluidbasiseingang 9^I und der Fluidbasisausgang 9^II als Fluidbasisanschlüsse 9^I , 9^II dargestellt. Ferner sind die Fluidzusatzeingänge 9^III und die Fluidzusatzausgänge 9^IV als Fluidzusatzanschlüsse 9^III , 9^IV dargestellt.
Zur vereinfachten Lesbarkeit wird der Begriff Fluideingang 9^I , 9^III folgend als Synonym für die Begriffe Fluidbasiseingang 9^I und Fluidzusatzeingang 9^III verwendet. Ferner wird zur vereinfachten Lesbarkeit folgend der Begriff Fluidausgang 9^II , 9^IV als Synonym für die Begriffe Fluidbasisausgang 9^II und Fluidzusatzausgang 9^IV verwendet. Sofern im Folgenden nichts Gegenteiliges ausgeführt ist, stellen die für die Fluideingänge bzw. Fluidausgänge beschriebenen Merkmale insbesondere für die Fluidbasiseingänge 9^I , für die Fluidbasisausgänge 9^II , für die Fluidzusatzeingänge 9^III und/oder für die Fluidzusatzausgänge 9^IV vorteilhafte Merkmale dar.
Im Folgenden wird der Begriff Fluidanschluss 9^I , 9^II , 9^III , 9^IV als Synonym für die Begriffe Fluidbasisanschluss 9^I , 9^II und Fluidzusatzanschluss 9^III , 9^IV verwendet. Insbesondere wird folgend der Begriff Fluidanschluss 9^I , 9^II , 9^III , 9^IV als Synonym für die Begriffe Fluideingang 9^I , 9^III und Fluidausgang 9^II , 9^IV verwendet. Sofern zuvor oder nachfolgend nichts Gegenteiliges ausgeführt ist, stellen die für die im Zusammenhang mit dem Begriff Fluidanschluss beschriebenen Merkmale insbesondere vorteilhafte Merkmale für die Begriffe Fluidbasiseingang, Fluidbasisausgang, Fluidzusatzeingang, Fluidzusatzausgang, Fluidbasisanschluss und/oder Fluidzusatzanschluss dar.
Folgend wird zur vereinfachten Lesbarkeit die Bezugsziffer 9 für die Begriffe Fluideingang, Fluidausgang und Fluidanschluss verwendet.
2 zeigt das Mehrwegeventil 1 aus 1, bei dem der Gehäusedeckel 5 ausgeblendet ist. In dem Mehrwegeventil 1 ist ein um eine Drehachse stellbarer Drehschieber 11 mit einer Durchlassaussparung 13 für einen Fluidstrom vorgesehen. Der Drehschieber 11 kann, wie in 3 dargestellt, in eine Basisstellung versetzt werden, in der eine fluidale Basisverbindung zwischen dem Fluidbasiseingang 9^I und dem Fluidbasisausgang 9^II bereitgestellt ist.
Der Fluidbasiseingang 9^I und der Fluidbasisausgang 9^II sind an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers 11 angeordnet.
Das in den 1 und 2 dargestellte Ventilgehäuse 3 weist insgesamt acht Fluidanschlüsse 9 auf, von denen jeweils vier Fluidanschlusspaare an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses 3 angeordnet sind. Je nachdem, welche dieser Fluidanschlüsse 9 als Fluidbasisanschlüsse 9^I , 9^II bezeichnet werden, werden die anderen Fluidanschlüsse 9 als Fluidzusatzanschlüsse 9^III , 9^IV bezeichnet. In 1 ist exemplarisch das linke Paar von in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Fluidanschlüssen 9 als Paar von Fluidbasisanschlüssen 9^I , 9^II bezeichnet. Dementsprechend sind die verbleibenden Fluidanschlüsse 9 als Fluidzusatzanschlüssen 9^III und 9^IV bezeichnet. Ferner kann ein Fluidanschluss 9 sowohl als Fluideingang 9^I , 9^III als auch als Fluidausgang 9^II , 9^IV fungieren. Dies hängt insbesondere davon ab, ob der Fluidanschluss 9 dafür verwendet wird, den Fluidstrom in das Mehrwegeventil 1 einzuführen, oder aus diesem herauszuführen. Zur Veranschaulichungszwecken sind in 1 die an dem Gehäusedeckel angebrachten Fluidanschlüssen 9 als Fluideingänge 9^I , 9^III definiert und die an der Aufnahmeschale 7 angebrachten Fluidanschlüsse 9 als Fluidausgänge 9^II , 9^IV gekennzeichnet. Es sei jedoch klar, dass dies lediglich eine exemplarische Darstellung ist. Vorzugsweise sind sämtliche Fluidanschlüsse 9 derart ausgestaltet, dass sie sowohl als Fluideingänge 9^I , 9^III als auch als Fluidausgänge 9^II , 9^IV eingesetzt werden können.
Die 4A und 4B zeigen von der in 3 dargestellten Basisstellung unterschiedliche Zuschaltstellungen. Wie 4A und 4B entnehmbar, ist die Durchlassaussparung 13 derart ausgestaltet, dass wenigstens in einer Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem wenigstens einen Fluidzusatzeingang 9^III und/oder Fluidzusatzausgang 9^IV und dem Fluidbasiseingang 9^I und/oder Fluidbasisausgang 9^II bereitgestellt ist.
Wie 1 und 2 zu entnehmen ist, sind die Fluidanschlüsse 9 vorzugsweise derart ausgebildet, dass Fluidleitungen (nicht dargestellt) zum Zu- und/oder Abführen des Fluidstroms an das Ventilgehäuse 3 anschließbar sind. Alternativ oder zusätzlich zu Fluidleitungen können insbesondere nicht dargestellte Verschließelemente, wie Stopfen, zum Verhindern des Abführens des Fluidstromes an das Ventilgehäuse 3 angeschlossen werden. Die Leitungsaufnahmen 15 sind im Detail im Zusammenhang mit 9 beschrieben.
1 zeigt eine Ausführungsform des Mehrwegeventils 1, bei dem auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses 3 jeweils vier Fluidanschlüsse 9 vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung U zueinander versetzt sind. Insbesondere sind die Fluidanschlüsse 9 jeweils um 90° um die Drehachse zueinander versetzt. Insbesondere sind die Fluidanschlüsse 9 in äquidistanten Abständen zueinander in Umfangsrichtung U um die Drehachse angeordnet. Insbesondere sind jeweils die Fluidanschlüsse 9 an in Drehachsenrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers 11 angeordnet. Insbesondere bilden jeweils zwei an gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers 11 angeordnete Fluidanschlüsse 9 Fluidanschlusspaare, die jeweils entlang einer Fluchtlinie 17 miteinander fluchten. In 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform angedeutet, bei der drei Fluidanschlusspaare vorgesehen sind, die jeweils entlang einer Fluchtlinie 17 miteinander fluchten, die parallel zur Drehachse verläuft. 8 zeigt eine alternative bevorzugte Ausführungsform, bei der vier Fluidanschlusspaare jeweils entlang einer Fluchtlinie 17 miteinander fluchten, wobei die Fluchtlinien 17 vorzugsweise parallel zur Drehachse verlaufen. Wie insbesondere 7 und 8 entnehmbar ist, sind die Fluidanschlüsse 9 vorzugsweise vollständig innerhalb der Außenkontur 65 des Drehschiebers 11 angeordnet. An dieser Stelle sei klargestellt, dass die vollständige Anordnung von Öffnungsquerschnitten 21 der Fluidanschlüsse innerhalb der Außenkontur 65 des Drehschiebers 11 einen 100%-igen Überlappungsquerschnitt zwischen der Außenkontur 65 des Drehschiebers 11 und dem Öffnungsquerschnitt 21 des Fluidanschlusses 9 entspricht. Ferner sei klargestellt, dass zwei miteinander fluchtende Fluidanschlüsse, die insbesondere den gleichen Öffnungsquerschnitt aufweisen, einen Überlappungsquerschnitt der Öffnungsquerschnitte 21 von 100% aufweisen.
Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, begrenzt die Aufnahmeschale 7 des Ventilgehäuses 3 einen Drehschieberaufnahmeraum. Der Drehschieberaufnahmeraum ist insbesondere formkomplementär zu dem Drehschieber 11 ausgebildet, so dass der Drehschieber 11 insbesondere lagernd von dem Drehschieberaufnahmeraum aufgenommen wird. Insbesondere erstreckt sich der Drehschieberaufnahmeraum zylinderartig mit einem Zylinderdurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Drehschiebers entspricht. Insbesondere erstreckt sich der Zylinderaufnahmeraum in Drehachsenrichtung über die gesamte Erstreckung des Drehschiebers 11 in Drehachsenrichtung, so dass der Drehschieber 11 in Drehachsenrichtung vollständig von dem Drehschieberaufnahmeraum aufnehmbar ist.
Ferner weist die Aufnahmeschale 7 insbesondere einen Aufnahmeraum für eine Antriebsscheibe 23 zum Antreiben des Drehschiebers 11 auf. Der Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe 23 ist insbesondere an die Außenkontur der Antriebsscheibe 23 angepasst. Insbesondere erstreckt sich der Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe 23 zylinderartig. Insbesondere erstreckt sich der Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe in Drehachsenrichtung im Wesentlichen über die gesamte Axialerstreckung der Antriebsscheibe 23, so dass die Antriebsscheibe 23 insbesondere in Drehachsenrichtung vollständig in dem Aufnahmeraum der Aufnahmeschale 7 einsetzbar ist.
Insbesondere geht der Aufnahmeraum der Antriebsscheibe 23 in den Aufnahmeraum des Drehschiebers 11 über, so dass der Drehschieber 11 und die Antriebsscheibe 23 in dem Übergangsbereich miteinander im Eingriff stehen können. Vorzugsweise wird der Aufnahmeraum für den Drehschieber 11 und/oder der Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe 23 von einer Dichtnut 25 zur Aufnahme eines Dichtrings 27 umlaufen. Insbesondere erstreckt sich die Aufnahmeschale in Radialrichtung R zur Drehachse tropfenartig. Die Tropfenform der Aufnahmeschale ergibt sich insbesondere dadurch, dass die Antriebsscheibe 23 vorzugsweise einen kleineren Durchmesser aufweist als der Drehschieber 11. Dadurch kann insbesondere auch der Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe 23 kleiner ausgestaltet werden, so dass sich die Aufnahmeschale 7 zum Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe 23 hin in Radialrichtung verjüngt.
Insbesondere sind an der Aufnahmeschale 5 Befestigungsmittel 29, wie Schrauben oder Bolzen, vorgesehen, über die der Gehäusedeckel 5 mit der Aufnahmeschale 7 verbindbar ist.
Über dem Gehäusedeckel 5 wird, wie insbesondere 9 zu entnehmen, der Aufnahmeraum für den Drehschieber 11 in Drehachsenrichtung D begrenzt. Insbesondere ist der Drehschieber 11 zwischen dem Gehäusedeckel 5 und der Aufnahmeschale 7 drehbar gelagert. Die Position des Drehschiebers 11 in Drehachsenrichtung D ist insbesondere durch den Gehäusedeckel 5 und die Aufnahmeschale 7 festgelegt. Insbesondere ist der Aufnahmeraum derart an die Geometrie des Drehschiebers 11 angepasst, dass das für die Drehlagerung erforderliche Axialspiel und Radialspiel über das Ventilgehäuse 3 eingestellt wird. Insbesondere wird das Axialspiel des Drehschiebers 11 über die den Aufnahmeraum für den Drehschieber 11 begrenzenden Stirnwände 31, 33 des Gehäusedeckels und der Aufnahmeschale definiert. Insbesondere erstrecken sich die Stirnwände 31, 33 des Gehäusedeckels 5 und der Aufnahmeschale 7 parallel zueinander, insbesondere orthogonal zur Drehachsenrichtung D und sind in Drehachsenrichtung D über die Axialerstreckung des Drehschiebers 11 zuzüglich dem Axialspiel voneinander beabstandet. Insbesondere erstrecken sich die Stirnwände 31, 33 des Gehäusedeckels 5 und der Aufnahmeschale 7 in Radialrichtung R im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung des Drehschiebers 11.
Wie insbesondere 9 zu entnehmen ist, erstrecken sich die Stirnwände 31, 33 des Gehäusedeckels 5 und der Aufnahmeschale 7 insbesondere scheibenförmig. Insbesondere werden die Stirnwände 31, 33 des Gehäusedeckels 5 und der Aufnahmeschale 7 in Drehachsenrichtung D durch Öffnungsquerschnitte 21 der Fluidanschlüsse 9 unterbrochen. Ausgehend von den Öffnungsquerschnitten 21 erstrecken sich die Fluidanschlüsse 9 in Drehachsenrichtung D von dem Drehschieber weg.
Die Lagerung des Drehschiebers 11 in Radialrichtung R erfolgt insbesondere durch den Lagerzapfen 35. Der Drehschieber 11 weist insbesondere eine Lagernabe 37 zum Lagern des Drehschiebers 11 auf dem Lagerzapfen 35 auf. Die Lagernabe 37 erstreckt sich in Radialrichtung R insbesondere über den Radius des Lagerzapfens zuzüglich eines Radialspiels zur Bereitstellung der Drehlagerung des Drehschiebers 11. Insbesondere erstreckt sich die Lagewelle 35 in Drehachsenrichtung vollständig durch den Aufnahmeraum für den Drehschieber 11 hindurch.
Der Lagerzapfen 35 erstreckt sich in Drehachsenrichtung D über den Aufnahmeraum für den Drehschieber 11 hinaus und endet in einer Lagerzapfenaufnahme 39 des Gehäusedeckels 5. Die Lagerzapfenaufnahme 39 erstreckt sich insbesondere formkomplementär zu dem Lagerzapfen 35. Durch die Lagerzapfenaufnahme 39 wird insbesondere die Ausrichtung des Gehäusedeckels 5 relativ zur Aufnahmeschale 7 erleichtert.
In Radialrichtung ist der Aufnahmeraum der Aufnahmeschale 7 insbesondere durch einen zylinderförmigen Mantel 41 begrenzt. Der zylinderförmige Mantel 41 der Aufnahmeschale 7 weist insbesondere einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Drehschiebers entspricht. Insbesondere ist der Durchmesser des zylinderförmigen Mantels der Aufnahmeschale höchstens 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 3% oder 1% größer als der Durchmesser des Drehschiebers.
Insbesondere weist das Ventilgehäuse 3 eine Antriebsaufnahme 43 für einen Antrieb zum Antreiben der Antriebsscheibe 23 auf. Die Antriebsaufnahme 43 erstreckt sich insbesondere hohlzylinderförmig und weist eine Durchlassöffnung 45 auf, über die eine Antriebswelle eines Antriebs in den Aufnahmeraum für die Antriebsscheibe 23 hineinragen kann. Die Antriebsscheibe weist insbesondere eine Lagernabe 47 auf, über die die Antriebsscheibe 23 kraftschlüssig mit der Antriebswelle eines Antriebes verbunden werden kann. Insbesondere ist zwischen der Lagernabe 47 der Antriebsscheibe 23 und der Durchlassöffnung 45 für die Antriebswelle des Antriebs ein Dichtmittel 49, wie ein Dichtring, vorgesehen. Insbesondere ist der Drehschieber 23 drehbeweglich zwischen dem Gehäusedeckel 5 und der Aufnahmeschale 7 gelagert.
In 3 ist der Drehschieber 11 in der Basisstellung dargestellt. In 4A ist der Drehschieber 11 in einer Zuschaltstellung dargestellt, die durch Verdrehen des Drehschiebers aus der Basisstellung gemäß 3 um 45° im Uhrzeigersinn einstellbar ist. 4B zeigt den Drehschieber 11 in einer Zuschaltstellung, die durch Verdrehen des Drehschiebers 11 aus der Basisstellung gemäß 3 um 45° gegen den Uhrzeigersinn einstellbar ist. Wie insbesondere 4A und 4B entnehmbar ist, ist die Durchlassaussparung 13 derart ausgestaltet, dass in einer Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen zwei in Umfangsrichtung U zueinander versetzten Fluidanschlüsse 9 bereitgestellt ist.
Die Durchlassaussparung 13 ist insbesondere derart ausgestaltet, dass der Fluidstrom in der in 3 dargestellten Basisstellung umlenkungsfrei von dem Fluidbasiseingang 9^I (in 3 nicht dargestellt) in dem Fluidbasisausgang 9^II überführbar ist.
Ferner ist die Durchlassaussparung 13 derart ausgestaltet, dass in der in 4A und 4B dargestellten Zuschaltstellungen jeweils eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzausgang 9^IV und dem Fluidbasiseingang (nicht dargestellt) sowie dem Fluidbasisausgang 9^II bereitgestellt ist.
Insbesondere ist der Fluidstrom in der Zuschaltstellung in Umfangsrichtung über einen bogenförmigen Strömungsweg 51^IV umlenkbar. Mögliche Strömungswege, wie sie in Abhängigkeit der Besetzung der Fluidanschlüsse 9 und Fluidleitungen eingestellt werden können, sind in den 10 bis 14 dargestellt. Darin sind die Strömungswege über die eingezeichneten Pfeile symbolisch dargestellt und mit der Bezugsziffer 51 versehen. Sämtliche der 10 bis 14 zeigen das Mehrwegeventil 1 in einer Zuschaltstellung. Die Balken 53 symbolisieren Verschließelemente 53, wie Stopfen, mit denen die Fluidanschlüsse 9 gegenüber dem Ventilgehäuse 3 abgedichtet sind. 10 zeigt einen Zustand, in dem zwei Fluidzusatzanschlüsse 9^III , 9^IV mit Verschließelementen 53 versehen sind. Wie 2 entnehmbar ist, besteht auch in diesem Zustand eine fluidale Zusatzverbindung zwischen den Fluidbasisanschlüssen 9^I , 9^II und den Fluidzusatzanschlüssen 9^III , 9^IV . Durch die Verschließelemente 53 wird jedoch ein Abführen des Fluidstroms aus dem Ventilgehäuse 3 heraus verhindert. Dadurch entsteht in dieser Konfiguration keine Umlenkung des Fluidstroms quer zur Drehachsenrichtung D. Vielmehr durchströmt der Fluidstrom insbesondere entlang eines geradlinigen Strömungsverlaufs 51^I das Ventilgehäuse insbesondere umlenkungsfrei über den Strömungsweg 51 entlang der fluidalen Basisverbindung.
Durch Versetzen eines der Verschließelemente 53 von dem Fluidzusatzausgang 9^IV zu dem Fluidbasiseingang 9^II wird hingegen der Strömungsweg 51 entlang der fluidalen Basisverbindung unterbrochen. Insbesondere wird der Fluidstrom dadurch quer zur Drehachsenrichtung D umgelenkt. Insbesondere wird der Fluidstrom in Drehachsenrichtung D über einen S-förmigen Strömungsweg 51^II umgelenkt.
Alternativ kann auch das zweite Verschließelement 53 aus 10 anstelle von dem Fluidzusatzeingang 9^III an dem Fluidbasisausgang 9^II angebracht werden. Dadurch wird der Fluidstrom in der Zuschaltstellung zwischen dem Fluidbasiseingang 9^I und dem Fluidzusatzeingang 9^III quer zur Drehachsenrichtung D umgelenkt. Dabei dient der Fluidzusatzeingang 9^III als Fluidzusatzausgang. In dieser Konfiguration wird der Fluidstrom in Drehachsenrichtung D über einen U-förmigen Strömungsweg 51^III umgelenkt.
Der in 11 dargestellte S-förmige Strömungsweg 51^II und der in 12 dargestellte U-förmige Strömungsweg 51^III werden insbesondere durch den in den 4A und 4B angedeuteten bogenförmigen Strömungsweg 51^IV in Umfangsrichtung U überlagert. In 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der einer der Fluidzusatzanschlüsse, insbesondere ein Fluidzusatzausgang 9^IV , offen ist, während der andere Fluidzusatzanschluss, insbesondere ein Fluidzusatzeingang 9^III , durch ein Verschließelement 53 verschlossen ist. Dadurch wird insbesondere eine zweigartige Aufteilung aus einem Eingangsstrom in zwei Ausgangsströme realisiert. Insbesondere geht die Zusatzverbindung in der Zuschaltstellung zweigartig in die Basisverbindung über. Insbesondere ist der Fluidbasiseingang 9^I fluidal mit dem Fluidbasisausgang 9^II und einem Fluidzusatzausgang 9^IV verbunden. Hierbei strömt einer der zwei Ausgangsströme über einen geradlinigen Strömungsweg 51^I entlang der Fluidbasisverbindung. Der zweite Ausgangsstrom wird quer zur Drehachsenrichtung D umgelenkt. Insbesondere wird der zweite Ausgangsstrom in Drehachsenrichtung D über einen S-förmigen Strömungsweg 51^II entlang der fluidalen Zusatzverbindung umgelenkt. Durch Versetzen des Verschließelementes 53 von dem Fluidzusatzeingang 9^III zu dem Fluidbasisausgang 9^II wird der geradlinige Strömungsweg 51^I von der fluidalen Basisverbindung auf eine fluidale Zusatzverbindung umgelenkt. Dadurch wird der zweite Ausgangsstrom über einen U-förmigen Strömungsweg 51^III entlang einer fluidalen Zusatzverbindung zwischen dem Fluidbasiseingang 9^I und dem Fluidzusatzeingang 9^III umgelenkt. Dabei fungiert der als Fluidzusatzeingang 9^III bezifferte Fluidanschluss 9 als Fluidzusatzausgang.
Die Basisverbindung wird, wie insbesondere 9 zu entnehmen, durch einen sich in Drehachsenrichtung D erstreckenden Basisverbindungsabschnitt 55 der Durchlassaussparung 13 ausgebildet. Wie insbesondere durch die durchgängige Fluchtlinie 17 in 9 angedeutet, erstreckt sich der Basisverbindungsabschnitt zylinderförmig durch den Drehschieber 11 hindurch. Insbesondere geht der Basisverbindungsabschnitt 55 in Drehachsenrichtung D stufenfrei in die gegenüberliegenden Basisanschlüsse 9^I , 9^II über. Insbesondere fluchtet der Basisverbindungsabschnitt 55 in der Basisstellung mit den Öffnungsquerschnitten 21 der Fluidbasisanschlüsse 9^I , 9^II .
Wie insbesondere 4A und 4B entnehmbar ist, ist der Basisverbindungsabschnitt 55 in der Zuschaltstellung in Umfangsrichtung U an einer Wandungsseite durch eine schalenförmige Stirnwandung 57 des Drehschiebers begrenzt. Die schalenförmige Stirnwandung 57 des Drehschiebers 11 ist insbesondere als ein sich über 180° erstreckende Hohlzylinderabschnitt ausgebildet.
Insbesondere 4A und 4B ist entnehmbar, dass die Zusatzverbindung durch einen sich quer zur Drehachsenrichtung D erstreckenden Zusatzverbindungsabschnitt 59 ausgebildet ist, der in der Durchlassaussparung 13 ausgebildet ist. Der Zusatzverbindungsabschnitt erstreckt sich bogenförmig, insbesondere nierenförmig. Insbesondere erstreckt sich der Zusatzverbindungsabschnitt 59 in Umfangsrichtung U um 90° um die Drehachse. Insbesondere wird der Zusatzverbindungsabschnitt 59 in Radialrichtung R durch zwei in Radialrichtung R durch die Durchlassaussparung 13 voneinander getrennte schalenförmige Bogenwandungen 61 des Drehschiebers 11 begrenzt. Die schalenförmigen Bogenwandungen 61 sind insbesondere als sich über 90° erstreckende Hohlzylinderabschnitte abgebildet.
Der Basisverbindungsabschnitt 55 geht in Umfangsrichtung U an einer Übergangsseite in den Zusatzverbindungsabschnitt 59 der Durchlassaussparung 13 über. In der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind der Basisverbindungsabschnitt 55 und der Zusatzverbindungsabschnitt in einer nierenförmigen Durchlassaussparung vereint. Insbesondere ist die Durchlassaussparung 13 in Radialrichtung und in Umfangsrichtung vollständig von dem Drehschieber 11 umschlossen. Insbesondere ist die Durchlassaussparung 13 in dem Drehschieber 11 in Umfangsrichtung U durch zwei schalenförmige Stirnwandungen 57 und in Radialrichtung R durch zwei schalenförmige Bogenwandungen 61 begrenzt, die insbesondere stufenfrei ineinander übergehen.
Insbesondere bilden die schalenförmigen Stirnwandungen 57 und die schalenförmigen Bogenwandungen 61 gemeinsam eine nierenförmige Kontur aus, welche die Durchlassaussparung umläuft.
5 zeigt eine isolierte Ansicht auf den Drehschieber 11 und die Antriebsscheibe 23 aus den 2 bis 4B und 9 bis 14. Die Antriebsscheibe 23 ist als Antriebszahnrad ausgebildet. Im montierten Zustand ist die Antriebsscheibe 23 in einer gemeinsamen Ebene mit dem Drehschieber 11 angeordnet. Der Drehschieber 11 ist scheibenförmig ausgebildet und weist an dessen Außenumfang eine Verzahnung 63 auf. Die Verzahnung 63 ist als umlaufender Zahnkranz 63 ausgebildet. Über die Verzahnung 63 ist der Drehschieber 11 außenumfänglich verstellbar. Insbesondere ist der Drehschieber 11 über eine insbesondere als Antriebszahnrad 23 ausgebildete Antriebsscheibe 23 über dessen Außenumfang verstellbar. Dadurch kann insbesondere die Antriebsmechanik für die Antriebsscheibe 23 in Radialrichtung R außerhalb des Drehschiebers angeordnet werden, so dass die Antriebsmechanik für die Antriebsscheibe 23 der Führung von Fluidleitungen im Bereich der Fluidanschlüsse 9 nicht im Weg steht. Insbesondere erstreckt sich der Drehschieber 11 in Drehachsenrichtung D über dessen Verzahnung hinaus. Insbesondere erstreckt sich der Drehschieber 11 in Drehachsenrichtung D über wenigstens das Zweifache, Dreifache oder Vierfache der Erstreckung der Verzahnung hinaus.
Für die Erstreckung des Drehschiebers 11 in Drehachsenrichtung D über die Erstreckung der Verzahnung hinaus ist insbesondere ein Drehschiebermantel 65 vorgesehen, der sich in Drehachsenrichtung D erstreckt. Insbesondere definiert der Drehschiebermantel 65 die Außenkontur des Drehschiebers 11. Die Durchlassaussparung 13 ist insbesondere vollständig innerhalb des Drehschiebermantels 65 bzw. der Außenkontur des Drehschiebers 11 angeordnet. Der Drehschiebermantel 65 erstreckt sich in Radialrichtung R im Wesentlichen bis zu dem Beginn der Verzahnung 63, die in Radialrichtung R an den Drehschiebermantel D anschließt.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Drehschiebers 11 mit zwei Durchlassaussparungen 13. Die Durchlassaussparungen 13 sind in Radialrichtung R einander gegenüberliegend angeordnet. Insbesondere weisen die Durchlassaussparungen 13 in Umfangsrichtung U und in Radialrichtung R den gleichen Abstand zueinander auf. Insbesondere sind die zwei Durchlassaussparungen 13 gleichgeformt und gleich dimensioniert. Durch die Verwendung von zwei Durchlassaussparungen 13 können insbesondere gleichzeitig zwei Fluidströme unabhängig voneinander eingestellt werden. Insbesondere können über jede der zwei Durchlassaussparungen 13 jeweils eine fluidale Basisverbindung und eine oder mehrere fluidale Zusatzverbindungen gleichzeitig und unabhängig voneinander bereitgestellt werden.
7 und 8 zeigen jeweils Ansichten auf ein Mehrwegeventil 1, bei denen der Gehäusedeckel 5 und der Drehschieber 11 ausgeblendet sind. In der Ausführungsform gemäß 7 sind drei Fluidanschlüsse 9 in der Aufnahmeschale 7 des Ventilgehäuses 3 vorgesehen. Zu sehen sind in der 7 lediglich die Öffnungsquerschnitte 21 der Fluidanschlüsse 9. Die Öffnungsquerschnitte 21 sind kreisförmig ausgebildet und werden in ihrer Größe durch die mittlere Querschnittsbreite in Form des Durchmessers 67 definiert. Die Öffnungsquerschnitte 21 der Fluidanschlüsse 9 sind in Umfangsrichtung jeweils um 90° zueinander versetzt. Insbesondere sind die Öffnungsquerschnitte 21 in Radialrichtung R vollständig innerhalb des zylinderförmigen Mantels 41 angeordnet. Der zylinderförmige Mantel 41 weist, wie insbesondere 9 zu entnehmen ist, im Wesentlichen den Durchmesser der Außenkontur 65 des Drehschiebers 11 auf. Die in 7 dargestellte Anordnung der Öffnungsquerschnitte 21 innerhalb des zylinderförmigen Mantels 41 der Aufnahmeschale 7 entspricht einem Überlappungsquerschnitt zwischen Drehschieber 11 und Fluidanschlüssen 9 von 100%. Durch die bogenförmige, insbesondere nierenförmige, Ausgestaltung der Durchlassaussparung 13 wird insbesondere sichergestellt, dass jeder der Öffnungsquerschnitte 21 in 7 jeweils in fluidaler Verbindung mit einem anderen der Fluidanschlüsse 9 versetzt werden kann. Insbesondere ist die Umfangserstreckung der Durchlassaussparung 13 dementsprechend auf den Versatz der Öffnungsquerschnitte 21 angepasst.
Mit einer Ausgestaltung gemäß 7 können mit einem Drehschieber insbesondere zwei Zuschaltstellungen, wie in den 4A und 4B angedeutet, eingestellt werden. Dabei muss der Drehschieber 11 zum Verfahren von einer Zuschaltstellung in die andere Zuschaltstellung jeweils um den doppelten Stellwinkel in Umfangsrichtung gestellt werden, wie beim Verfahren von der Basisstellung in die Zuschaltstellung.
8 zeigt eine Ausführungsform des Mehrwegeventils 1 mit vier Öffnungsquerschnitte 21, die in Umfangsrichtung U jeweils um 90° zueinander versetzt sind. Insbesondere sind die vier Öffnungsquerschnitte 21 in Umfangsrichtung U in äquidistanten Abständen zueinander angeordnet. Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung 13 in Umfangsrichtung U wenigstens über den maximalen Abstand zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Fluidanschlüssen 9. Dadurch kann insbesondere sichergestellt werden, dass in jeder Stellung des Mehrwegeventils 1 wenigstens eine fluidale Verbindung zwischen zwei Fluidanschlüssen bereitgestellt ist.
9 zeigt eine Querschnittsansicht eines Mehrwegeventils 1 entlang der in 3 eingezeichneten Schnittlinie A-A. Die 10 bis 14 zeigen Schnittansichten entlang der in 4A eingezeichneten Schnittlinie B-B.
Die darin dargestellten Fluidanschlüsse 9 begrenzen jeweils einen Öffnungsquerschnitt 21 mit einer mittleren Querschnittsbreite 67 in Form eines Durchmessers 67. Über den Öffnungsquerschnitt 21 ist der Fluidstrom dem Ventilgehäuse 3 zu- oder abführbar.
Die Durchlassaussparung 13 des Drehschiebers 11 erstreckt sich in Drehachsenrichtung D um über 100% des Durchmessers 67 des Öffnungsquerschnitts 21. Es hat sich herausgestellt, dass durch eine derartige Dimensionierung der Durchlassaussparung 13 in Drehachsenrichtung D Strömungsverluste infolge der Umlenkung des Fluidstroms deutlich reduziert werden können. Als besonders vorteilhaft hat sich die Erstreckung der Durchlassaussparung 13 in Drehachsenrichtung D über wenigstens 16 mm herausgestellt. Hierfür erstreckt sich insbesondere der zylinderförmige Mantel in Drehachsenrichtung D über wenigstens 16 mm. Insbesondere erstreckt sich eine die Durchlassaussparung 13 in Umfangsrichtung U umschließende Begrenzungswandung 31, 33 des Drehschiebers 11 in Drehachsenrichtung D über wenigstens 16 mm.
Wie insbesondere 9 entnehmbar ist, erstreckt sich die Durchlassaussparung 13 in Radialrichtung R über die mittlere Querschnittsbreite 67 des Öffnungsquerschnitts 21. Dadurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass der Fluidstrom die fluidale Basisverbindung in Radialrichtung R frei von Querschnittssprüngen durchströmen kann.
Wie insbesondere 10 entnehmbar ist, weist die Durchlassaussparung 13 an den in Drehachsenrichtung D gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Aussparungseingang bzw. - ausgang 69 auf. Der Aussparungseingang bzw. -ausgang 69 ist an beiden Seiten des Drehschiebers 11 in Drehachsenrichtung D jeweils gleich ausgebildet. Insbesondere sind der Aussparungseingang und der Aussparungsausgang 69 jeweils nierenförmig ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich die Durchlassaussparung 13 vom Aussparungseingang zum Aussparungsausgang 69 über einen gleichbleibenden Querschnitt. Insbesondere ist der Querschnitt der Durchlassaussparung 13 in Drehachsenrichtung D konstant.
Wie insbesondere 9 entnehmbar ist, sind vorzugsweise an den in Drehachsenrichtung D gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers 11 Dichtmittel 21 zwischen dem Drehschieber 11 und dem Ventilgehäuse 3 vorgesehen. Insbesondere erstrecken sich die Dichtmittel 71 in Radialrichtung vor und hinter der Durchlassaussparung 13. Insbesondere sind die Dichtmittel 71 im montierten Zustand zwischen dem Drehschieber 11 und der Stirnwand des Gehäusedeckels 31 und der Stirnwand der Aufnahmeschale 33 angeordnet. Dadurch kann die Durchlassaussparung 13 in der Basisstellung insbesondere fluiddicht an dem Fluidbasiseingang 9^I und an dem Fluidbasisausgang 9^II anschließen. Ferner kann dadurch die Durchlassaussparung 13 in der Zuschaltstellung insbesondere fluiddicht an den Fluidbasiseingang 9^I , den Fluidbasisausgang 9^II , den Fluidzusatzeingang 9^III und an den Fluidzusatzeingang 9^IV anschließen.
Wie insbesondere 9 zu entnehmen ist, weisen die Durchlassaussparungen 13 von in Drehachsenrichtung D gegenüberliegend angeordneten Fluidanschlüssen 9 jeweils einen Überlappungsquerschnitt auf. In der in 9 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform fluchten die in Drehachsenrichtung D an gegenüberliegenden Seiten angeordneten Fluidanschlüsse 9 derart miteinander, dass sie einen Überlappungsquerschnitt von 100% aufweisen. Insbesondere sind die in Drehachsenrichtung D an gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers 11 an das Ventilgehäuse anschließenden Fluidanschlüsse 9 jeweils entlang von Fluchtlinien 17 miteinander fluchtende Fluideingänge und Fluidausgänge.
Die Fluidanschlüsse 9 weisen insbesondere Leitungsaufnahmen 15 auf. Die Leitungsaufnahmen erstrecken sich insbesondere hohlzylinderförmig in Drehachsenrichtung D. Insbesondere begrenzen die Leitungsaufnahmen einen hohlzylinderförmigen Aufnahmeraum für Fluidleitungen. Insbesondere weisen die Leitungsaufnahmen 15 in Umfangsrichtung U um den Öffnungsquerschnitt 21 der Fluidanschlüsse 9 angeordnete Schnapphaken 73 auf. Die Schnapphaken 73 sind insbesondere in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet. Insbesondere weisen die Schnapphaken 73 Vorsprünge 75 auf, die zum Eingreifen in eine entsprechend ausgebildete Aussparung einer Rohrleitung (nicht dargestellt) ausgebildet sind. Die Schnapphaken 73 sind insbesondere elastisch an dem Ventilgehäuse 3 befestigt. Insbesondere gehen die Schnapphaken 73 an der in Drehachsenrichtung D dem Ventilgehäuse 3 zugewandten Seite in einen zylinderförmigen Übergangsabschnitt 77 über, der an den Öffnungsquerschnitt 21 der Fluidanschlüsse 9 anschließt. Der Übergangsabschnitt 77 ist insbesondere in Umfangsrichtung U als durchgehender Hohlzylinder ausgebildet, der insbesondere einen größeren, insbesondere wenigstens 5 %, 10 % oder 20 % größeren, Durchmesser aufweist als der Öffnungsquerschnitt 21. Insbesondere ist die Wandstärke der Schnapphaken 73 in Radialrichtung kleiner, insbesondere wenigstens 10%, 30% oder 50% kleiner, als die Wandstärke des Übergangsabschnitts 77. Insbesondere durch die geringere Wandstärke der Schnapphaken 73 wird ein elastisches Verbiegen der Schnapphaken in Radialrichtung ermöglicht. Dadurch können insbesondere Rohrleitungen mit geringem Montageaufwand an die Fluidanschlüsse 9 angebracht und von diesen gelöst werden.
Wie insbesondere den 9 bis 14 entnehmbar ist, ist der Drehschieber 11 in einem von dem Ventilgehäuse 3 umschlossenen Aufnahmeraum angeordnet. Der Aufnahmeraum ist formkomplementär zu dem Drehschieber 11 ausgebildet. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Drehschieber 11 drehbar in dem Ventilgehäuse 3 gelagert ist, wobei Abstände zwischen dem Drehschieber 11 und dem Ventilgehäuse 3 im Wesentlichen auf das erforderliche Axialspiel und Radialspiel zur Bereitstellung der drehbaren Lagerung beschränkt sind. Insbesondere durch den Einsatz der Dichtmittel 49, 71 dichtet das Ventilgehäuse den Aufnahmeraum derart fluiddicht ab, dass ein Fluideintritt und/oder Fluidaustritt in das Ventilgehäuse 3 ausschließlich über die Fluidanschlüsse 9 erfolgen kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Mehrwegventil
3: Ventilgehäuse
5: Gehäusedeckel
7: Aufnahmeschale
9^I: Fluidbasiseingang, Fluidbasisanschluss
9^II: Fluidbasisausgang, Fluidbasisanschluss
9^III: Fluidzusatzeingang, Fluidzusatzanschluss
9^IV: Fluidzusatzausgang, Fluidzusatzanschluss
9: Fluideingang, Fluidausgang, Fluidanschluss
11: Drehschieber
13: Durchlassaussparung
15: Leitungsaufnahmen
17: Fluchtlinie
21: Öffnungsquerschnitt
23: Antriebsscheibe
25: Dichtnut
27: Dichtring
29: Befestigungsmittel
31: Stirnwand des Gehäusedeckels
33: Stirnwand der Aufnahmeschale
35: Lagerzapfen
37: Lagernabe
39: Lagerzapfenaufnahme
41: zylinderförmiger Mantel
43: Antriebsaufnahme
45: Durchlassöffnung
47: Lagernabe der Antriebsscheibe
49: Dichtmittel
51: Strömungsweg
51^I: geradliniger Strömungsweg
51^II: S-förmiger Strömungsweg
51^III: U-förmiger Strömungsweg
51^IV: bogenförmiger Strömungsweg
53: Balken/Verschließelement
55: Basisverbindungsabschnitt
57: schalenförmige Stirnwandung
59: Zusatzverbindungsabschnitt
61: schalenförmige Bogenwandung
63: Verzahnung des Drehschiebers
65: Drehschiebermantel, Außenkontur des Drehschiebers
67: Mittlere Querschnittsbreite/Durchmesser des Öffnungsquerschnitts
69: Aussparungseingang bzw. -Ausgang
71: Dichtmittel
73: Schnapphaken
75: Vorsprünge
77: Übergangsabschnitt
D: Drehachsenrichtung
U: Umfangsrichtung
R: Radialrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7793915 B2 [0005, 0006]

Claims

Mehrwegeventil (1), insbesondere 3/2-Wegeventil, 4/2-Wegeventil, 6/2-Wegeventil oder 8/2-Wegeventil, zum Einstellen eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlflüssigkeitsstroms, eines Kraftfahrzeugs, wie eines Elektrofahrzeugs, umfassend: ein Ventilgehäuse (3) mit einem Fluidbasiseingang (9^I) und einem Fluidbasisausgang (9^II); und einen um eine Drehachse stellbaren Drehschieber (11) mit einer Durchlassaussparung (13) für den Fluidstrom, die in einer Basisstellung des Drehschiebers (11) eine fluidale Basisverbindung zwischen dem einen Fluidbasiseingang (9^I) und Fluidbasisausgang (9^II) bereitstellt, wobei der Fluidbasiseingang (9^I) und der Fluidbasisausgang (9^II) an in Drehachsenrichtung (D) gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers (11) angeordnet sind, wobei das Ventilgehäuse (3) wenigstens einen Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) aufweist und die Durchlassaussparung (13) derart ausgestaltet ist, dass in einer von der Basisstellung unterschiedlichen Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) und dem Fluidbasiseingang (9^I) und/oder Fluidbasisausgang (9^II) bereitgestellt ist.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassaussparung (13) derart ausgestaltet ist, dass der Fluidstrom in der Zuschaltstellung zwischen dem Basiseingang und/oder Basisausgang und dem Zusatzeingang und/oder Zusatzausgang quer zur Drehachsenrichtung (D) umlenkbar ist, insbesondere in Drehachsenrichtung (D) über einen S-förmigen Strömungsweg (51^II) oder einen U-förmigen (51^III) Strömungsweg und/oder in Umfangsrichtung (U) über einen bogenförmigen Strömungsweg (51^IV) unlenkbar ist, wobei der Strömungsweg vorzugsweise innerhalb der Durchlassöffnung verläuft.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzverbindung in der Zuschaltstellung zweigartig in die Basisverbindung übergeht, insbesondere der Fluidbasiseingang (9^I), der Fluidbasisausgang (9^II) und der Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) über die Durchlassaussparung (13) fluidal miteinander verbunden sind, wobei der Fluidstrom vorzugsweise aus einem Eingangsstrom in zwei Ausgangströme aufteilbar ist oder aus zwei Eingangsströmen in einen Ausgangsstrom überführbar ist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisverbindung durch einen sich in Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Basisverbindungsabschnitt (55) der Durchlassaussparung (13) ausgebildet ist, wobei der Basisverbindungsabschnitt (55) vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet ist und/oder sich in Drehachsenrichtung (D) vollständig durch den Drehschieber (11) hindurch erstreckt.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisverbindungsabschnitt (55) in der Zuschaltstellung in Umfangsrichtung (U) an einer Wandungsseite durch eine insbesondere schalenförmige Stirnwandung (57) des Drehschiebers (11) begrenzt ist, die vorzugsweise als ein sich über wenigstens 120°, 150° oder 180° erstreckender Hohlzylinderabschnitt ausgebildet ist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzverbindung durch einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Zusatzverbindungsabschnitt (59) der Durchlassaussparung (13) ausgebildet ist, vorzugsweise wobei der Zusatzverbindungsabschnitt (59) bogenförmig, insbesondere nierenförmig, ausgebildet ist und/oder sich in Umfangsrichtung (U) um wenigstens 45°, 60° oder 90° um die Drehachse erstreckt.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzverbindungsabschnitt (59) in Radialrichtung (R) durch wenigstens eine, vorzugsweise zwei in Radialrichtung (R) durch die Durchlassaussparung (13) voneinander getrennte, insbesondere schalenförmige Bogenwandung (61) des Drehschiebers (11) begrenzt ist, die vorzugsweise als ein sich über wenigstens 45°, 60° oder 90° erstreckender Hohlzylinderabschnitt ausgebildet ist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisverbindung durch einen sich in Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Basisverbindungsabschnitt (55) der Durchlassaussparung (13) ausgebildet ist und dass die Zusatzverbindung durch einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Zusatzverbindungsabschnitt (59) der Durchlassaussparung (13) ausgebildet ist, vorzugsweise wobei der Basisverbindungsabschnitt (55) in Umfangsrichtung (U) an einer Übergangsseite in den Zusatzverbindungsabschnitt (59) der Durchlassaussparung (13) übergeht und/oder wobei die Durchlassaussparung (13) den Zusatzverbindungsabschnitt (59) und den Basisverbindungsabschnitt (55) in einer Nierenform vereint, die sich vorzugsweise um wenigstens 60°, 75° oder 90° um die Drehachse erstreckt.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidbasiseingang (9^I), der Fluidbasisausgang (9^II) und/oder der wenigstens eine Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) jeweils einen Öffnungsquerschnitt (21) mit einer mittleren Querschnittsbreite (67), insbesondere einem mittleren Durchmesser, begrenzt, über die der Fluidstrom dem Ventilgehäuse (3) zu- und/oder abführbar ist, vorzugsweise wobei der Öffnungsquerschnitt (21) in Radialrichtung (R) mit dem Drehschieber (11) überlappt, insbesondere vollständig innerhalb der Drehschieberkontur angeordnet ist.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchlassaussparung (13) in Drehachsenrichtung (D) um wenigstens 50 %, insbesondere um wenigstens 75%, 100% oder 150%, der mittleren Querschnittsbreite (67) erstreckt, und/oder dass sich die Durchlassaussparung (13) in Drehachsenrichtung (D) um wenigstens 8 mm, 12 mm, 14 mm oder 16 mm erstreckt.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchlassaussparung (13) in Radialrichtung (R) um wenigstens 50%, insbesondere um wenigstens 75%, 85% oder 95%, und vorzugsweise um höchstens 200%, insbesondere um höchstens 150%, 125%, 115% oder 105%, der mittleren Querschnittsbreite (67) erstreckt.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchlassaussparung (13) in Umfangsrichtung (U) um 60°, 75° oder 90° um die Drehachse erstreckt, insbesondere bogenförmig, vorzugsweise nierenförmig, erstreckt und/oder dass die Durchlassaussparung (13) quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) vollständig von dem Drehschieber, insbesondere von zwei Stirnwandungen (57) und zwei Bogenwandungen (61) des Drehschiebers, umschlossen ist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassaussparung (13) einen dem Fluidbasiseingang (9^I) in Drehachsenrichtung (D) zugewandten Aussparungseingang (69) und einen dem Fluidbasisausgang (9^II) in Drehachsenrichtung (D) zugewandten Aussparungsausgang (69) aufweist, vorzugsweise wobei der Aussparungseingang (69) und/oder der Aussparungsausgang (69) bogenförmig, insbesondere nierenförmige, ausgebildet ist, und/oder wobei der Aussparungseingang (69) und/oder der Aussparungsausgang (69) sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) erstrecken, und/oder wobei der Aussparungseingang (69) und der Aussparungsausgang (69) die Durchlassaussparung (13) in Drehachsenrichtung (D) begrenzen.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussparungseingang (69) und der Fluidbasiseingang (9^I) und/oder der Aussparungsausgang (69) und der Fluidbasisausgang (9^II) in der Basisstellung und/oder der Zuschaltstellung einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Überlappungsquerschnitt aufweisen.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassaussparung (13) in der Basisstellung insbesondere fluiddicht an den Fluidbasiseingang (9^I) und an den Fluidbasisausgang (9^II) anschließt, und/oder dass die Durchlassaussparung (13) in der Zuschaltstellung insbesondere fluiddicht an den Fluidbasiseingang (9^I), an den Fluidbasisausgang (9^II) und an den Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder an den Fluidzusatzausgang (9^IV) anschließt.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) in Umfangsrichtung (U) von dem Fluidbasiseingang (9^I) und/oder Fluidbasisausgang (9^II) versetzt ist, insbesondere in Umfangsrichtung (U) um wenigstens 45°, 60°, 75° oder 90° versetzt ist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidbasiseingang (9^I) und der Fluidbasisausgang (9^II) einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Überlappungsquerschnitt aufweisen, insbesondere in Drehachsenrichtung (D) miteinander fluchten.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (11) in einem von dem Ventilgehäuse (3) umschlossenen Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei der Aufnahmeraum vorzugsweise durch eine formkomplementär zu dem Drehschieber (11) ausgebildete Ventilgehäusewandung begrenzt ist und/oder wobei das Ventilgehäuse (3) den Aufnahmeraum fluiddicht abdichtet, insbesondere derart abdichtet, dass ein Fluideintritt und/oder Fluidaustritt in das Ventilgehäuse (3) ausschließlich über den Fluidbasiseingang (9^I), den Fluidbasisausgang (9^II) und den Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) erfolgt.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsscheibe (23), insbesondere ein Antriebszahnrad, zum Stellen des Drehschiebers (11) in dem Ventilgehäuse (3) angeordnet ist, insbesondere in einer gemeinsamen Ebene mit dem Drehschieber (11) angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Antriebsscheibe (23) gegenüber dem Fluidstrom abgedichtet ist, und/oder dass der Drehschieber (11) scheibenförmig ausgebildet ist, wobei der Drehschieber (11) an dessen Außenumfang eine Verzahnung (63), insbesondere einen umlaufenden Zahnkranz (63), zum Stellen des Drehschiebers, insbesondere zum Stellen des Drehschiebers (11) über ein Antriebszahnrad, aufweist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidbasiseingang (9^I) und der Fluidbasisausgang (9^II) als zwei Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) ausgebildet sind und/oder der wenigstens eine Fluidzusatzeingang (9^III) und/oder Fluidzusatzausgang (9^IV) als wenigstens ein Fluidzusatzanschluss (9^III,IV) ausgebildet ist, insbesondere nach Anspruch 21 ausgebildet ist/sind.
Mehrwegeventil (1) insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere 3/2-Wegeventil, 4/2-Wegeventil, 6/2-Wegeventil oder 8/2-Wegeventil, zum Einstellen eines Fluidstroms, insbesondere eines Kühlflüssigkeitsstroms, eines Kraftfahrzeugs, wie eines Elektrofahrzeugs, umfassend: ein Ventilgehäuse (3) mit zwei Fluidbasisanschlüssen (9^I,II); und einen um eine Drehachse stellbaren Drehschieber (11) mit einer Durchlassaussparung (13) für den Fluidstrom, die in einer Basisstellung des Drehschiebers (11) eine fluidale Basisverbindung zwischen den zwei Fluidbasisanschlüssen (9^I,II) bereitstellt, wobei die Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) an in Drehachsenrichtung (D) gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers (11) angeordnet sind, wobei das Ventilgehäuse (3) wenigstens einen Fluidzusatzanschluss aufweist und die Durchlassaussparung (13) derart ausgestaltet ist, dass in einer von der Basisstellung unterschiedlichen Zuschaltstellung eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem wenigstens einen Fluidzusatzanschluss und wenigstens einem der zwei Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) bereitgestellt ist.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer, vorzugsweise beide, der Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) und/oder der wenigstens eine Fluidzusatzanschluss (9^III,IV) derart ausgebildet ist, dass eine Fluidleitung zum Zu- und/oder Abführen des Fluidstroms an das Ventilgehäuse (3) anschließbar ist, und/oder dass ein Verschließelement (53), wie ein Stopfen, zum Verhindern des Abführens des Fluidstroms an das Ventilgehäuse (3) anschließbar ist.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (3) wenigstens zwei oder drei in Umfangsrichtung (U) und/oder in Radialrichtung (R) zueinander versetzte, insbesondere in Umfangsrichtung (U) um wenigstens 45°, 60°, 75° oder 90° zueinander versetzte, Fluidzusatzanschlüsse (9^III,IV) aufweist.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse (9^III,IV) und einer der zwei Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) in äquidistanten Abständen zueinander in Umfangsrichtung (U) um die Drehachse angeordnet sind.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei oder drei Fluidzusatzanschlüsse und/oder einer der wenigstens zwei Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) in Radialrichtung (R) einen Überlappungsquerschnitt mit dem Drehschieber (11) aufweisen, insbesondere vollständig innerhalb der Außenkontur des Drehschiebers (11) angeordnet sind.
Mehrwegeventil (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (3) wenigstens zwei, vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse (9^III,IV) aufweist, die an in Drehachsenrichtung (D) gegenüberliegenden Seiten des Drehschiebers (11) angeordnet sind.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei oder jeweils zwei der wenigstens vier oder sechs Fluidzusatzanschlüsse (9^III,IV) einen sich quer, insbesondere orthogonal, zur Drehachsenrichtung (D) erstreckenden Überlappungsquerschnitt aufweisen, insbesondere in Drehachsenrichtung (D) miteinander fluchten.
Mehrwegeventil (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (11) derart ausgestaltet ist, dass für jeden Fluidzusatzanschluss (9^III,IV) eine von der Basisstellung unterschiedlichen Zuschaltstellung einstellbar ist, in der eine fluidale Zusatzverbindung zwischen dem Fluidzusatzanschluss (9^III,IV) und wenigstens einem Fluidbasisanschluss (9^I,II) und/oder wenigstens einem anderen der Fluidzusatzanschlüsse (9^III,IV) bereitgestellt ist.
Mehrwegeventil (1) nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (11) vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass wenigstens zwei, besonders bevorzugt vier, Zuschaltstellungen einstellbar sind, vorzugsweise wobei der Drehschieber (11) zum Verfahren von einer Zuschaltstellung in eine andere Zuschaltstellung um den doppelten Stellwinkel in Umfangsrichtung (U) gestellt werden muss, als beim Verfahren von der Basisstellung in die eine Zuschaltstellung.
Mehrwegeventil (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassaussparung, die zwei Fluidbasisanschlüsse (9^I,II) und der wenigstens eine Fluidzusatzanschluss (9^III,IV) derart aufeinander abgestimmt sind, dass in jeder möglichen Drehschieberstellung wenigstens die Basisverbindung und/oder die Zusatzverbindung bereitgestellt ist, und/oder dass der Drehschieber (11) um höchstens 150°, 120° oder 90° aus der Basisstellung heraus um die Drehachse gestellt werden kann, insbesondere jeweils in beide Umfangsrichtungen gestellt werden kann, und/oder dass die Erstreckung der Durchlassaussparung (13) in Umfangsrichtung (U) dem maximalen Abstand zwischen zwei Fluidbasisanschlüssen (9^I,II) und/oder Fluidzusatzanschlüssen (9^III,IV) in Umfangsrichtung (U) entspricht.