DE202022102220U1

DE202022102220U1 - Thermomodul für ein Fahrzeug, ein Verbund aus einem solchen Thermomodul und einem Kühlmittelausgleichsbehälter und ein Fahrzeug mit einem solchen Thermomodul

Info

Publication number: DE202022102220U1
Application number: DE202022102220.8U
Authority: DE
Original assignee: Kunststoff Schwanden AG
Current assignee: Kunststoff Schwanden AG
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2032-04-26

Abstract

Thermomodul (1) für ein Fahrzeug mit den folgenden Merkmalen:
- es ist ein Trägergehäuse (2) vorgesehen, wobei das Trägergehäuse (2) einen ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) umgrenzt, wobei in dem ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) ein Pumpenrad einer ersten Pumpe (4a) zum Transport eines Fluids angeordnet ist;
- die erste Pumpe (4a) umfasst ein Gehäuseteil (5a), welches mit dem Trägergehäuse (2) verbunden ist und so den ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) verschließt;
- das Trägergehäuse (2) umgrenzt einen ersten Ventilaufnahmeraum (6a), wobei in dem ersten Ventilaufnahmeraum (6a) ein erstes Ventil (7a) einer ersten Ventilanordnung (20a) angeordnet ist;
- die erste Ventilanordnung (20a) umfasst ein erstes Ventilgehäuse (8a), wobei das erste Ventilgehäuse (8a) mit dem Trägergehäuse (2) verbunden ist und so den ersten Ventilaufnahmeraum (6a) verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermomodul für ein Fahrzeug (zum Beispiel Personenkraftwagen, Lkw, Bus), einen Verbund aus einem solchen Thermomodul und einem Kühlmittelausgleichsbehälter und ein entsprechendes Fahrzeug mit einem solchen Thermomodul. Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug.
Fahrzeuge, ebenso elektrisch angetriebene Fahrzeuge, benötigen einen Kühlkreislauf um verschiedene Komponenten in einem zulässigen Temperaturbereich zu halten. Herkömmliche Fahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor umfassen, haben meistens verschiedene Kühlkreisläufe. Ein erster Kühlkreislauf verwendet ein Kühlmittel-Wassergemisch als Fluid zur Kühlung und ein zweiter Kühlkreislauf verwendet ein Kühlmittel-Wassergemisch als Fluid zur Kühlung.
Elektrisch angetriebene Fahrzeuge haben bevorzugt ebenso mehrere Kühlreisläufe in dem ein Kühlmittel-Wassergemisch als Fluid zur Temperierung verwendet wird.
Das Fluid zirkuliert dabei zwischen einer oder mehreren Wärmequellen (zum Beispiel Elektromotor, Batterieanordnung) hin zu einer oder mehreren Wärmesenken (zum Beispiel Kühlereinheit). Das Fluid nimmt Wärmeenergie von der Wärmequelle auf und gibt diese Wärmeenergie an die Wärmesenke wieder ab.
Bevorzugt wird der Fluidstrom gesteuert, sodass das Fluid nicht immer mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Kühlkreislauf strömt. Stattdessen sollen Komponenten innerhalb des Fahrzeugs stärker gekühlt werden, deren Temperaturwert einen entsprechenden Schwellenwert überschreitet. Die Steuerung des Fluidstroms erfolgt mit einem Thermomodul.
Ein solches Thermomodul ist beispielsweise aus der WO 2021/197732 A1 bekannt. Nachteilig an diesem Thermomodul ist der komplexe Aufbau und das notwendige große Einbauvolumen im Fahrzeug.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ein Thermomodul zu schaffen, welches einfacher aufgebaut ist als Thermomodule aus dem Stand der Technik. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung einen Verbund aus einem solchen Thermomodul und einem Kühlmittelausgleichsbehälter zu schaffen. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Thermomodul zu schaffen.
Die Aufgabe wird bezüglich des Thermomoduls durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. In Anspruch 33 wird ein entsprechender Verbund aus einem solchen Thermomodul und einem Kühlmittelausgleichsbehälter beschrieben. In Anspruch 34 wird ein entsprechendes Fahrzeug mit einem solchen Thermomodul beschrieben. Die Ansprüche 2 bis 32 beschreiben erfindungsgemäße Weiterbildungen des Thermomoduls. Der Anspruch 35 beschreibt eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Fahrzeugs.
Das erfindungsgemäße Thermomodul umfasst ein Trägergehäuse. Das Trägergehäuse umgrenzt einen ersten Pumpenaufnahmeraum. In dem ersten Pumpenaufnahmeraum ist ein Pumpenrad einer ersten Pumpe zum Transport eines Fluids angeordnet. Bei der ersten Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Pumpe mit einem oder mehreren Flügeln. Die erste Pumpe umfasst ein Gehäuseteil, welches mit dem Trägergehäuse verbunden ist und den ersten Pumpenaufnahmeraum verschließt. Der erste Pumpenaufnahmeraum wird daher sowohl von dem Gehäuseteil der ersten Pumpe als auch von dem Trägergehäuse umgrenzt. Das Gehäuseteil der ersten Pumpe ist auf den entsprechenden Teil des Trägergehäuses aufgesetzt. Unter dem Wortlaut „verbunden“ ist insbesondere eine Schraubverbindung und/oder eine Nietverbindung zu verstehen. Die Schraubverbindung kann für Reparaturzwecke wieder gelöst werden. Grundsätzlich wäre allerdings auch eine Schweißverbindung, sowie eine Nietverbindung, bzw. eine Bajonettverbindung mit Rastfunktion denkbar. Das Trägergehäuse umgrenzt außerdem (teilweise) einen ersten Ventilaufnahmeraum. Ein erstes Ventil ist in diesem ersten Ventilaufnahmeraum angeordnet. Dieses erste Ventil gehört zu einer ersten Ventilanordnung, die zudem ein erstes Ventilgehäuse umfasst. Der erste Ventilaufnahmeraum ist durch eine Verbindung des ersten Ventilgehäuses mit dem Trägergehäuse begrenzt. Unter dem Wortlaut „Verbindung“ ist insbesondere eine Schraubverbindung und/oder eine Nietverbindung zu verstehen. Diese Verbindungen können für Reparaturzwecke wieder gelöst werden und sind daher bevorzugt. Grundsätzlich wäre allerdings auch eine Schweißverbindung sowie eine Nietverbindung, bzw. eine Bajonettverbindung mit Rastfunktion denkbar.
Es ist besonders vorteilhaft, dass ein Trägergehäuse verwendet wird, welches sowohl Teile des Pumpenaufnahmeraums als auch Teile des ersten Ventilaufnahmeraums umgrenzt. Dadurch kann ein besonders kompaktes und stabiles Thermomodul geschaffen werden.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umgrenzt das Trägergehäuse einen ersten Transportkanal. Der erste Transportkanal verbindet den ersten Pumpenaufnahmeraum mit dem ersten Ventilaufnahmeraum. Dadurch kann Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum und dem ersten Ventilaufnahmeraum transportiert werden. Das Fluid wird bevorzugt vom ersten Pumpenaufnahmeraum in Richtung des ersten Ventilaufnahmeraums transportiert. Es ist vorteilhaft, dass dadurch ein sehr kompakter Aufbau realisiert wird. Die Verbindung zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum und dem ersten Ventilaufnahmeraum ist daher bevorzugt frei von etwaigen Schläuchen oder separat verbaute PA-Leitungen (Polyamid Leitung).
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist das Trägergehäuse einteilig aufgebaut. Dadurch, dass nur noch ein Teil hergestellt wird, ist das Trägergehäuse insgesamt günstiger und leichter. Auch die Montage des einteiligen Thermomoduls wird vereinfacht. Weiterhin wird dadurch eine hohe Dichtheit des Thermomoduls sichergestellt.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist das Trägergehäuse ein Kunststoffspritzgussteil. Die Herstellung ist dabei nicht nur günstig, sondern das Trägergehäuse ist auch leicht.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst oder besteht das Trägergehäuse aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus PA66, Polycarbonat oder Polyamid. Dadurch ist eine Schraubverbindung und/oder Nietverbindung zwischen dem Trägergehäuse und dem Gehäuseteil der ersten Pumpe und/oder zwischen dem Trägergehäuse und dem ersten Ventilgehäuse der ersten Ventilanordnung besonders einfach herstellbar.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist das erste Ventil ein Drehventil. Dadurch kann besonders einfach die Dichtheit des Thermomoduls sichergestellt und eine besonders lange Lebensdauer erreicht werden. Weiterhin kann ein kompaktes Thermomodul geschaffen werden, weil kein Platz für eine axiale Hubbewegung vorgesehen sein muss.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das Trägergehäuse einen ersten Verbindungsanschluss. Dieser erste Verbindungsanschluss mündet in den ersten Pumpenaufnahmeraum. Für den Fall, dass über den ersten Verbindungsanschluss das Fluid in den ersten Pumpenaufnahmeraum hineingesaugt wird, um vom ersten Pumpenaufnahmeraum in Richtung der ersten Ventilanordnung transportiert zu werden, kann der erste Verbindungsanschluss auch als erster Zulaufanschluss bezeichnet werden. Über den ersten Zulaufanschluss ist das Thermomodul mit weiteren Einrichtungen innerhalb des Fahrzeugs verbindbar. Bei diesen weiteren Einrichtungen handelt es sich insbesondere um eine Wärmesenke und/oder eine Wärmequelle.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der erste Verbindungsanschluss mit zumindest einer oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar:

a) Kühlmittelausgleichbehälter;
b) Elektromotoranordnung.

Dadurch werden wichtige Komponenten des Fahrzeugs zur Temperierung direkt an das Thermomodul angeschlossen.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das erste Ventilgehäuse einen ersten Anschluss, der mit zumindest einer oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar ist:

a) Kühlereinheit;
b) Chiller;
c) Elektromotoranordnung.

Dadurch werden wichtige Komponenten des Fahrzeugs direkt an das Thermomodul angeschlossen. Der erste Anschluss kann auch als Ausgangsanschluss bezeichnet werden, wenn aus diesem ersten Anschluss Fluid austritt. Die Batterieanordnung kann über den Chiller gekühlt bzw. über die Abwärme z.B. E-Motor erwärmt werden, damit um z.B. bei kalten Temperaturen hohe Ladeströme und/oder Fahrströme erreicht werden. Daher dient das Thermomodul allgemein zum Temperieren von verschiedenen Einrichtungen.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das erste Ventilgehäuse zusätzlich einen zweiten und einen dritten Anschluss. Der zweite und der dritte Anschluss sind jeweils mit einer oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar:

a) Kühlereinheit (des Fahrzeugs);
b) Chiller (des Fahrzeugs);
c) Elektromotoranordnung.

Dadurch werden wichtige Komponenten des Fahrzeugs direkt an das Thermomodul angeschlossen. Die zweiten und dritten Anschlüsse können auch als Ausgangsanschlüsse bezeichnet werden, wenn aus diesen das Fluid austritt.
Vorzugsweise fließt das Fluid aus allen Anschlüssen des ersten Ventilgehäuses heraus oder in alle Anschlüsse des ersten Ventilgehäuses hinein. Ein Mischbetrieb, wonach das Fluid aus einem Anschluss heraus und in den anderen Anschluss hineinfließt, ist vorzugsweise nicht vorgesehen.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das erste Ventil der ersten Ventilanordnung eine Steuerscheibe und eine Verteilerscheibe. Die Verteilerscheibe umfasst zumindest eine erste Öffnung zum Fluidaustausch. Die Steuerscheibe umfasst eine Öffnung zum Fluidaustausch. Die Steuerscheibe liegt vorzugsweise direkt auf der Verteilerscheibe auf. Steuerscheibe und Verteilerscheibe stehen in diesem Fall in Kontakt zueinander und sind nicht berührungslos zueinander angeordnet. Die Steuerscheibe ist gegenüber der Verteilerscheibe verdrehbar angeordnet. Je nach Drehwinkel ist die Öffnung der Steuerscheibe zumindest teilweise überlappend zu der zumindest einen ersten Öffnung der Verteilerscheibe angeordnet. In diesem Fall kann das Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum über die Öffnung der Steuerscheibe und die zumindest eine erste Öffnung der Verteilerscheibe transportiert werden. Durch Drehen der Steuerscheibe kann sehr einfach ein Fluidkreislauf zum Transport des Fluids geöffnet und damit nicht unterbrochen (Fluid kann fließen) und vorzugsweise auch geschlossen und damit unterbrochen (Fluid kann nicht flie-ßen) werden. Die Steuerscheibe umfasst vorzugsweise genau eine Öffnung durch die das Fluid im Betrieb des Thermomoduls hindurchfließen kann.
Bevorzugt umfasst die Steuerscheibe einen runden Querschnitt. Ergänzend oder alternativ dazu umfasst die Verteilerscheibe vorzugsweise einen runden Querschnitt. Vorzugsweise sind Steuerscheibe und Verteilerscheibe gleich dick. Alternativ könnte die Steuerscheibe auch dicker oder dünner als die Verteilerscheibe sein.
Bevorzugt ist es auch möglich, dass die Steuerscheibe in einem anderen Drehwinkel gegenüber der Verteilerscheibe derart angeordnet ist, so dass die Öffnung der Steuerscheibe über keiner Öffnung der Verteilerscheibe anliegt. In diesem Fall würde zwar Fluid in der Öffnung der Steuerscheibe vorhanden sein, könnte allerdings mangels Überlappung mit der zumindest einen Öffnung der Verteilerscheibe nicht durch die Verteilerscheibe hindurchfließen. Der Fluidkreislauf wäre in diesem Fall unterbrochen. Der Wortlaut „über“ soll keine räumliche Bedeutung umfassen. Insbesondere soll dadurch nicht ausgedrückt werden, dass die Steuerscheibe weiter vom Boden des Fahrzeugs beabstandet angeordnet ist als die Verteilerscheibe.
Bevorzugt fließt das Fluid vom ersten Pumpenaufnahmeraum in den ersten Ventilaufnahmeraum. In Strömungsrichtung des Fluids ist die Steuerscheibe vorzugsweise vor der Verteilerscheibe angeordnet. Bevorzugt ist die Steuerscheibe näher an der ersten Pumpe angeordnet als die Verteilerscheibe.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung besteht die Steuerscheibe aus Keramik oder umfasst Keramik. Ergänzend oder alternativ gilt dies auch für die Verteilerscheibe. In diesem Fall sind die Oberflächen der Steuerscheibe und der Verteilerscheibe, die aufeinander anliegen, besonders glatt, sodass eine sehr hohe Dichtheit zwischen beiden Scheiben erreicht wird. Das Fluid, welches durch die Öffnung der Steuerscheibe und durch die zumindest eine erste Öffnung der Verteilerscheibe hindurchtritt, tritt in diesem Fall nicht zwischen beide Scheiben ein. Neben Keramik könnte die Steuerscheibe und/oder die Verteilerscheibe auch aus Polytetrafluorethylen bestehen oder solches umfassen.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst die Verteilerscheibe des ersten Ventils eine zweite und eine dritte Öffnung. Die Steuerscheibe ist gegenüber der Verteilerscheibe verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung der Steuerscheibe zumindest teilweise überlappend zu der ersten, zweiten oder dritten Öffnung der Verteilerscheibe anordenbar ist. In diesem Fall kann das Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum, der Öffnung der Steuerscheibe und der jeweiligen ersten, zweiten oder dritten Öffnung der Verteilerscheibe transportiert werden. Die jeweilige erste, zweite oder dritte Öffnung sind vorzugsweise in Umfangsrichtung der Verteilerscheibe voneinander beabstandet angeordnet. Die erste, zweite oder dritte Öffnung sind vorzugsweise gleich groß und haben vorzugsweise denselben Querschnitt. Sie könnten auch unterschiedlich groß sein und einen unterschiedlichen Querschnitt haben. Die erste, zweite und dritte Öffnung sind vorzugsweise gleich weit vom Zentrum der Verteilerscheibe beabstandet angeordnet. Die erste, zweite und dritte Öffnung sind weiter vorzugsweise gleich weit vom Rand, also vom äußeren Ende Verteilerscheibe beabstandet angeordnet.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung steht die erste Öffnung der Verteilerscheibe des ersten Ventils mit dem ersten Anschluss des Ventilgehäuses in Verbindung. Dies erfolgt vorzugsweise ohne Einsatz eines Schlauchs. Bei einer zumindest teilweisen Überlappung der ersten Öffnung der Verteilerscheibe mit der Öffnung der Steuerscheibe ist das Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem ersten Anschluss des ersten Ventilgehäuses transportierbar. Die zweite Öffnung der Verteilerscheibe steht mit dem zweiten Anschluss des ersten Ventilgehäuses in Verbindung. Dies erfolgt vorzugsweise ohne Einsatz eines Schlauchs. Bei einer zumindest teilweisen Überlappung der zweiten Öffnung der Verteilerscheibe mit der Öffnung der Steuerscheibe ist das Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem zweiten Anschluss des ersten Ventilgehäuses transportierbar. Die dritte Öffnung der Verteilerscheibe steht mit dem dritten Anschluss des ersten Ventilgehäuses in Verbindung. Dies erfolgt vorzugsweise ohne Einsatz eines Schlauchs. Bei einer zumindest teilweisen Überlappung der dritten Öffnung der Verteilerscheibe mit der Öffnung der Steuerscheibe ist das Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem dritten Anschluss des ersten Ventilgehäuses transportierbar. Dadurch ist es auf sehr vorteilhafter Weise möglich den ersten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses, also den Verbindungsanschluss, der in den ersten Pumpenaufnahmeraum mündet, mit einem Ausgang des ersten Ventilgehäuses zu verbinden. Es muss hierzu lediglich die Steuerscheibe gedreht werden.
Vorzugsweise ist das innere des Thermomoduls frei von einem Schlauch oder einer separat zu montierenden Leitung.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst die erste Ventilanordnung eine erste Motoranordnung. Die erste Motoranordnung ist dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe zu drehen. Die Verteilerscheibe ist vorzugsweise stationär und damit weiter vorzugsweise drehfest innerhalb des ersten Ventilgehäuses angeordnet. Die Motoranordnung könnte im Betrieb des Thermomoduls dazu ausgebildet sein, um die Steuerscheibe um 360° zu drehen. Dies umfasst selbstverständlich auch eine Drehung um ±180°. Bevorzugt ist die Motoranordnung allerdings dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe um weniger als 300°, 240° oder um weniger als 180° zu drehen. Die erste, zweite und dritte Öffnung sind in diesem Fall über einen Drehwinkelbereich von weniger als 300°, 240° oder von weniger als 180° auf der Verteilerscheibe in Umfangsrichtung beabstandet voneinander angeordnet. Die Motoranordnung ist vorzugsweise außerdem dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe derart zu drehen, dass die Öffnung der Steuerscheibe über bzw. unter einer geschlossenen Fläche der Verteilerscheibe angeordnet ist, sodass der Fluidkreislauf zwischen dem Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem ersten, zweiten oder dritten Anschluss der ersten Ventilanordnung unterbrochen ist (es fließt kein Fluid). Die erste Motoranordnung umfasst zumindest einen Elektromotor, insbesondere in Form eines Schrittmotors. Die erste Motoranordnung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe in weniger als 1 Sekunde zu verdrehen.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das erste Ventil der ersten Ventilanordnung einen Ventilkörper. Der Ventilkörper durchsetzt die Verteilerscheibe und ist mit der Steuerscheibe drehgekoppelt verbunden. Unter dem Wortlaut „drehgekoppelt“ ist zu verstehen, dass eine Drehung des Ventilkörpers (um seine Drehachse) zu einer Drehung der Steuerscheibe führt. Eine solche Drehung des Ventilkörpers führt in diesem Fall allerdings zu keiner Drehung der Verteilerscheibe. Durch Einsatz eines Ventilkörpers kann die Motoranordnung besonders einfach angeschlossen werden. Die Ventilanordnung verwendet zur Steuerung bevorzugt lediglich eine Drehbewegung (des Ventilkörpers) und ist frei von einer Hubbewegung (des Ventilkörpers) . Der Ventilkörper ist vorzugsweise stiftförmig ausgebildet. Der Ventilkörper ist vorzugsweise einteilig ausgebildet. Die Steuerscheibe umfasst eine Arretierungsöffnung, durch die der Ventilkörper geführt ist. Die Arretierungsöffnung hat vorzugsweise einen von einem runden Querschnitt abweichenden Querschnitt, wobei der Ventilkörper eine hierzu korrespondierende Form aufweist, wodurch die „drehgekoppelte“ Verbindung zwischen der Steuerscheibe und dem Ventilkörper realisiert ist.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst die erste Ventilanordnung eine Federanordnung. Die Federanordnung ist dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe auf die Verteilerscheibe zu drücken. Dadurch ist sichergestellt, dass zwischen der Steuerscheibe und der Verteilerscheibe keine Hohlräume entstehen, durch die Fluid austreten kann. Die Federanordnung umfasst hierzu vorzugsweise eine entsprechende (Spiral)Feder. Ein erstes Ende der (Spiral)Feder kann beispielsweise auf der Steuerscheibe anliegen. Ein zweites Ende der (Spiral)Feder kann beispielsweise an einem Kopf des Ventilkörpers anliegen bzw. sich an einem zumindest teilweise umlaufenden Vorsprung des Ventilkörpers abstützen. Es wäre ebenfalls denkbar, dass sich das zweite Ende am ersten Ventilgehäuse bzw. am Trägergehäuse abstützt.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der Ventilkörper lediglich drehbar aber ansonsten axial unverschieblich innerhalb des ersten Ventilaufnahmeraums, also innerhalb des Trägergehäuses und des ersten Ventilgehäuses der ersten Ventilanordnung angeordnet. Dadurch kann ein sehr kompakter Aufbau realisiert werden.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist die Längsachse des ersten Ventils senkrecht zur Drehachse des Pumpenrads der ersten Pumpe angeordnet. Auch dadurch kann ein sehr kompakter Aufbau realisiert werden, weil der erste Transportkanal, der den ersten Pumpenaufnahmeraum mit dem ersten Ventilaufnahmeraum verbindet, kurzgehalten werden kann.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umgrenzt das Trägergehäuse noch einen zweiten Pumpenaufnahmeraum. In dem zweiten Pumpenaufnahmeraum ist ein Pumpenrad einer zweiten Pumpe zum Transport eines Fluids angeordnet. Die zweite Pumpe kann eine einflügelige oder mehrflügelige Pumpe sein. Die zweite Pumpe umfasst ein Gehäuseteil, welches mit dem Trägergehäuse verbunden ist und so den zweiten Pumpenaufnahmeraum (flüssigkeitsdicht) verschließt. Das Gehäuseteil der zweiten Pumpe kann mit dem Trägergehäuse verschraubt und/oder vernietet und/oder verschweißt sein. Das Trägergehäuse umgrenzt weiterhin einen zweiten Ventilaufnahmeraum, wobei in dem zweiten Ventilaufnahmeraum ein zweites Ventil einer zweiten Ventilanordnung angeordnet ist. Die zweite Ventilanordnung umfasst ein zweites Ventilgehäuse, wobei das zweite Ventilgehäuse mit dem Trägergehäuse verbunden ist und so den zweiten Ventilaufnahmeraum (flüssigkeitsdicht) verschließt. Das zweite Ventilgehäuse ist vorzugsweise mit dem Trägergehäuse verschraubt und/oder vernietet und/oder verschweißt.
Durch Einsatz einer zweiten Pumpe kann ein zweiter Kühlkreislauf erschaffen werden, über den andere Einrichtungen als mit dem ersten Kühlkreislauf gekühlt werden können. Über den ersten Kühlkreislauf kann z.B. die Elektromotoranordnung und über den zweiten Kühlkreislauf z.B. die Batterieanordnung gekühlt werden. Das Fluid im zweiten Kühlkreislauf kann, bevor es zur Batterieanordnung fließt, über den Chiller noch weiter gekühlt werden. Vorzugsweise wird zumindest eine Einrichtung des Fahrzeugs sowohl von der ersten Pumpe und der ersten Ventilanordnung als auch von der zweiten Pumpe und der zweiten Ventilanordnung mit einem Fluid versorgt. Vorzugsweise kann der Chiller sowohl über die erste Pumpe nebst der ersten Ventilanordnung als auch über die zweite Pumpe nebst der zweiten Ventilanordnung mit einem Fluid versorgt werden.
Bevorzugt gilt für die zweite Pumpe und die zweite Ventilanordnung das, was bereits für die erste Pumpe und die erste Ventilanordnung beschrieben wurde.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung sind das Gehäuseteil der ersten Pumpe und das Gehäuseteil der zweiten Pumpe einteilig, insbesondere als einteiliges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Ergänzend oder alternativ sind das erste Ventilgehäuse der ersten Ventilanordnung und das zweite Ventilgehäuse der zweiten Ventilanordnung einteilig, insbesondere als einteiliges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Dadurch reduzieren sich die Kosten in der Herstellung und die Montage des Thermomoduls ist stark vereinfacht.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das Trägergehäuse einen zweiten Verbindungsanschluss. Der zweite Verbindungsanschluss mündet in den zweiten Pumpenaufnahmeraum. Über den zweiten Verbindungsanschluss kann beispielsweise ein Fluid dem zweiten Pumpenaufnahmeraum zugeführt werden.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist der zweite Verbindungsanschluss mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Einrichtungen verbindbar:

a) Kühlmittelausgleichbehälter;
b) Batterieanordnung.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das zweite Ventilgehäuse einen ersten Anschluss, der mit zumindest einer oder mehreren der folgenden Einrichtungen verbindbar des Fahrzeugs ist:

a) Kühlereinheit;
b) Chiller;
c) Batterieanordnung.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung sind der erste Anschluss des ersten Ventilgehäuses und der erste Anschluss des zweiten Ventilgehäuses als gemeinsamer Anschluss ausgebildet. Einrichtungen, die an diesen gemeinsamen ersten Anschluss angeschlossen sind, können auch beim Ausfall einer Pumpe durch die andere Pumpe weiter mit Fluid versorgt werden.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das zweite Ventilgehäuse einen zweiten und einen dritten Anschluss, die jeweils mit einer oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar sind:

a) Kühlereinheit;
b) Chiller;
c) Batterieanordnung.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das zweite Ventil eine Steuerscheibe und eine Verteilerscheibe. Die Verteilerscheibe umfasst eine erste Öffnung, wohingegen die Steuerscheibe eine Öffnung umfasst. Die Steuerscheibe ist gegenüber der Verteilerscheibe verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung der Steuerscheibe zumindest teilweise überlappend zur ersten Öffnung der Verteilerscheibe angeordnet ist, sodass in diesem Fall Fluid zwischen dem zweiten Pumpenaufnahmeraum, der Öffnung der Steuerscheibe und der ersten Öffnung der Verteilerscheibe transportierbar ist.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst die Verteilerscheibe des zweiten Ventils eine zweite und eine dritte Öffnung. Die Steuerscheibe ist gegenüber der Verteilerscheibe verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung der Steuerscheibe zumindest teilweise überlappend zu der ersten, zweiten oder dritten Öffnung der Verteilerscheibe anordenbar ist. Dadurch kann in diesem Fall ein Fluid zwischen dem zweiten Pumpenaufnahmeraum, der Öffnung der Steuerscheibe und der ersten, zweiten oder dritten Öffnung der Verteilerscheibe transportiert werden.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung steht die erste Öffnung der Verteilerscheibe des zweiten Ventils mit dem ersten Anschluss des zweiten Ventilgehäuses in Verbindung, sodass bei zumindest einer teilweisen Überlappung der ersten Öffnung der Verteilerscheibe mit der Öffnung der Steuerscheibe ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem ersten Anschluss des zweiten Ventilgehäuses transportierbar ist. Weiterhin steht die zweite Öffnung der Verteilerscheibe des zweiten Ventils mit dem zweiten Anschluss des zweiten Ventilgehäuses in Verbindung, sodass bei zumindest einer teilweisen Überlappung der zweiten Öffnung der Verteilerscheibe mit der Öffnung der Steuerscheibe ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem zweiten Anschluss des zweiten Ventilgehäuses transportierbar ist. Weiterhin steht die dritte Öffnung der Verteilerscheibe des zweiten Ventils mit dem dritten Anschluss des zweiten Ventilgehäuses in Verbindung, sodass bei zumindest einer teilweisen Überlappung der dritten Öffnung der Verteilerscheibe mit der Öffnung der Steuerscheibe ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss des Trägergehäuses und dem dritten Anschluss des zweiten Ventilgehäuses transportierbar ist.
Weiterhin ist noch ein Verbund aus dem Thermomodul und einem Kühlmittelausgleichbehälter beschrieben. Eine (Halb-)Schale des Kühlmittelausgleichsbehälters ist einteilig an dem Trägergehäuse des Thermomoduls ausgebildet. Bei diesem Gebilde handelt es sich vorzugsweise um ein gemeinsames Kunststoffspritzgussteil. Dadurch sinken die Herstellungskosten und die Montage wird erleichtert. Weiterhin ist ein kompakterer Aufbau möglich.
Das Fahrzeug gemäß der hier vorliegenden Erfindung umfasst zumindest ein Thermomodul.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das Fahrzeug zumindest eine Kühlereinheit, zumindest eine Elektromotoranordnung, zumindest einen Chiller, zumindest eine Batterieanordnung und zumindest einen Kühlmittelausgleichbehälter, die allesamt mit dem zumindest einen Thermomodul direkt oder indirekt verbunden sind. Unter einer „direkten“ Verbindung ist zu verstehen, dass die obigen Einrichtungen direkt mit je einem Anschluss des Thermomoduls individuell verbunden sind. Unter einer indirekten Verbindung ist zu verstehen, dass zumindest zwei der obigen Einrichtungen „seriell“ mit dem Thermomodul verbunden sind. In diesem Fall fließt Fluid von einer Einrichtung zu einer anderen Einrichtung und von dieser anderen Einrichtung zum Thermomodul.
In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung umfasst das Fahrzeug einen Kühlmittelausgleichbehälter, der zur Speicherung des Fluids vorgesehen ist. Eine (Halb-)Schale des Kühlmittelausgleichbehälters und das Trägergehäuse sind einteilig, insbesondere als gemeinsames Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1: ein Ausführungsbeispiel eines Kühlkreislaufs innerhalb eines Fahrzeugs;
2, 3: verschiedene Ansichten eines geschlossenen Thermomoduls gemäß der hier vorliegenden Erfindung;
4: eine Ansicht des Thermomoduls der 2 und 3 mit abgenommenen Gehäuseteil der ersten und zweiten Pumpe;
5: eine Ansicht des ersten und zweiten Ventilgehäuses des Thermomoduls der 2 und 3 ohne das Trägergehäuse;
6: eine geschnittene Ansicht durch das Thermomodul der 2 und 3;
7A, 7B: räumliche Ansicht der Steuerscheibe und der Verteilerscheibe;
8: ein Ausführungsbeispiel der ersten und zweiten Ventilanordnung in Explosivdarstellung; und
9: ein Ausführungsbeispiel der ersten und zweiten Ventilanordnung mit der jeweiligen ersten und zweiten Motoranordnung.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kühlkreislaufs 100 innerhalb eines Fahrzeugs. Der Kühlkreislauf 100 ist dazu ausgebildet, um verschiedene Einrichtungen des Fahrzeugs zu temperieren. Die meisten Einrichtungen wirken als Wärmequelle, deren Wärmeenergie abgeführt werden soll, wodurch die Einrichtungen gekühlt werden. Andere Einrichtungen dienen als Wärmesenke, an die die Wärmeenergie abgegeben wird. Die Wärmeenergie selbst wird dabei durch ein Fluid (Flüssigkeit) transportiert. Das Fahrzeug umfasst verschiedene Einrichtungen, die an den Kühlkreislauf 100 angeschlossen sind. Hierzu gehören zum Beispiel eine Kühlereinheit 102, eine Elektromotoranordnung 103, ein Chiller 104, eine Batterieanordnung 105, ein Kühlmittelausgleichbehälter 106 und ein Thermomodul 1. Ein Luftstrom 101 trifft auf die Kühlereinheit 102, die vorzugsweise in der Fahrzeugfront angeordnet ist und das Fluid innerhalb der Kühlereinheit 102 abkühlt. Die Kühlereinheit 102 kann einen ersten und optional einen zweiten Kühlkreislauf 102a, 102b umfassen. In diesem Fall kann der Kühlkreislauf 100 des Fahrzeugs in mehrere Kühlkreisläufe unterteilt sein, die teilweise oder vollständig voneinander getrennt sind.
Die Elektromotoranordnung 103 umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Elektromotoren, um eine oder mehrere Achsen des Fahrzeugs bzw. um ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs direkt anzutreiben. Die Elektromotoranordnung 103 ist eine Wärmequelle, die im normalen Betrieb des Fahrzeugs je nach Betriebssituation gekühlt werden muss.
Der Chiller 104 ist dazu ausgebildet, um die Leistungselektronik und/oder die Batterie des (Elektro-)Fahrzeugs zu kühlen. Der Chiller 104 ist ein Wärmetauscher, der im normalen Betrieb des Fahrzeugs je nach Betriebssituation kühlt. Liegt die Außentemperatur beispielsweise über einem Schwellwert, dann wird z.B. die Batterieanordnung 105 nicht mehr nur über die Kühlereinheit 102, sondern ergänzend oder alternativ über den Chiller 104 gekühlt.
Die Batterieanordnung 105 umfasst die (Hochvolt-) Batterie des (Elektro-)Fahrzeugs. Die Batterieanordnung 104 muss in den meisten Situationen gekühlt werden.
Der Kühlmittelausgleichbehälter 106 dient zur Speicherung des Fluids (= Kühlmittel), welches im Kühlkreislauf 100 zirkuliert. Der Kühlmittelausgleichbehälter 106 ist im Normalbetrieb weder vollständig gefüllt noch vollständig geleert. Über den Kühlmittelausgleichbehälter 106 kann vorzugsweise Fluid nachgefüllt werden. Der Kühlmittelausgleichbehälter 106 verfügt vorzugsweise über eine Messsensorik, mit der die Menge des Fluids im Kühlkreislauf 100 bestimmt werden kann.
Das Thermomodul 1 ist der Kern des Kühlkreislaufs 100. Das Thermomodul 1 pumpt nicht nur das Fluid durch den Kühlkreislauf 100, es ist außerdem dazu ausgebildet, den Kühlkreislauf 100 in verschiedene Teilkühlkreisläufe aufzutrennen, an die jeweils unterschiedliche Einrichtungen angeschlossen sind. Der Aufbau des Thermomoduls 1 wird in den weiteren Zeichnungsfiguren ausführlich beschrieben.
In 1 ist dargestellt, dass die Kühlereinheit 102 mit dem Kühlmittelausgleichbehälter 106 verbunden ist. Dies kann über eine, oder wie in 1 dargestellt, über zwei getrennte Verbindungen erfolgen. Diese Verbindungen sind aber optional.
Das Thermomodul 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine erste Ventilanordnung 20a und eine zweite Ventilanordnung 20b. Die erste Ventilanordnung 20a hat einen ersten Anschluss 21, einen zweiten Anschluss 22 und einen dritten Anschluss 23. Die zweite Ventilanordnung 20b hat ebenfalls einen ersten Anschluss 21, einen zweiten Anschluss 22 und einen dritten Anschluss 23. Diese Anschlüsse 21, 22, 23 können auch als Ausgänge bzw. Ausgangsanschlüsse bezeichnet werden.
Das Thermomodul 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel weiterhin einen ersten Verbindungsanschluss 25 und einen zweiten Verbindungsanschluss 26. Diese Verbindungsanschlüsse 25, 26 können auch als Zulaufanschlüsse bezeichnet werden.
Das Thermomodul 1 ist dazu ausgebildet, den ersten Verbindungsanschluss 25 mit dem ersten, zweiten oder dritten Anschluss 21, 22, 23 der ersten Ventilanordnung 20a zu verbinden. In diesem Fall kann Fluid vom ersten Verbindungsanschluss 25 zum jeweiligen ersten, zweiten oder dritten Anschluss 21, 22, 23 der ersten Ventilanordnung 20a strömen.
Das Thermomodul 1 ist außerdem dazu ausgebildet, den zweiten Verbindungsanschluss 26 mit dem ersten, zweiten oder dritten Anschluss 21, 22, 23 der zweiten Ventilanordnung 20b zu verbinden. In diesem Fall kann Fluid vom zweiten Verbindungsanschluss 26 zum jeweiligen ersten, zweiten oder dritten Anschluss 21, 22, 23 der zweiten Ventilanordnung 20b strömen.
Die ersten Anschlüsse 21 der ersten und zweiten Ventilanordnung 20a, 20b sind vorzugsweise miteinander und weiter vorzugsweise mit einem Eingang des Chillers 104 verbunden. Ein Ausgang des Chillers 104 ist über die Elektromotoranordnung 103 mit dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Thermomoduls 1 und/oder über die Batterieanordnung 105 mit dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Thermomoduls 1 verbindbar. Der jeweilige Pfad ist vorzugsweise durch ein (schaltbares) Ventil auswählbar.
Die zweiten Anschlüsse 22 der ersten und zweiten Ventilanordnung 20a, 20b sind vorzugsweise getrennt voneinander mit zwei Eingängen der Kühlereinheit 102 verbunden. Die zweiten Anschlüsse 22 der ersten und zweiten Ventilanordnung 20a, 20b könnten auch miteinander verbunden sein. In diesem Fall würden sie an einen Anschluss der Kühlereinheit 102 angeschlossen werden.
Der zweite Anschluss 22 der ersten Ventilanordnung 20a ist über die Kühlereinheit 102 und die Elektromotoranordnung 103 mit dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Thermomoduls 1 verbindbar. Diese Verbindung kann als erster Kühlkreislauf 102a betrachtet werden.
Der zweite Anschluss 22 der zweiten Ventilanordnung 20b ist über die Kühlereinheit 102 und die Batterieanordnung 105 mit dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Thermomoduls 1 verbindbar. Diese Verbindung kann als zweiter Kühlkreislauf 102b betrachtet werden.
Die Temperaturen innerhalb des ersten und zweiten Kühlkreislaufs 102a, 102b können gleich oder unterschiedlich sein.
Der dritte Anschluss 23 der ersten Ventilanordnung 20a ist über die Elektromotoranordnung 103 mit dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Thermomoduls 1 verbindbar. In diesem Fall fließt das Fluid nicht über die Kühlereinheit 102.
Der dritte Anschluss 23 der zweiten Ventilanordnung 20b ist über die Batterieanordnung 105 mit dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Thermomoduls 1 verbindbar. In diesem Fall fließt das Fluid nicht über die Kühlereinheit 102.
Der erste Verbindungsanschluss 25 des Thermomoduls 1 ist vorzugsweise mit einem ersten Anschluss des Kühlmittelausgleichbehälters 106 verbunden.
Der zweite Verbindungsanschluss 26 des Thermomoduls 1 ist vorzugsweise mit dem ersten oder einem zweiten Anschluss des Kühlmittelausgleichbehälters 106 verbunden.
Die 2 und 3 zeigen verschiedene Ansichten des geschlossenen Thermomoduls 1 gemäß der hier vorliegenden Erfindung.
Das Thermomodul 1 umfasst ein Trägergehäuse 2, wobei das Trägergehäuse 2 einen ersten Pumpenaufnahmeraum 3a umgrenzt. Das Trägergehäuse 2 in Alleinstellung ist in 4 zu sehen. In dem ersten Pumpenaufnahmeraum 3a ist ein Pumpenrad (nicht dargestellt) einer ersten Pumpe 4a angeordnet womit das Fluid transportierbar ist. Die erste Pumpe 4a umfasst ein Gehäuseteil 5a, welches mit dem Trägergehäuse 2 verbunden ist. Dadurch wird der erste Pumpenaufnahmeraum 3a (flüssigkeitsdicht) verschlossen. Das Gehäuseteil 5a der ersten Pumpe 4a ist mit dem Trägergehäuse 2 bevorzugt verschraubt und/oder vernietet. Es könnte mit diesem auch verschweißt sein. Zwischen dem Gehäuseteil 5a der ersten Pumpe 4a und dem Trägergehäuse 2 könnte noch ein Dichtgummi eingebracht sein.
Das Trägergehäuse 2 umgrenzt außerdem einen ersten Ventilaufnahmeraum 6a. In dem ersten Ventilaufnahmeraum 6a ist ein erstes Ventil 7a (siehe 8) der ersten Ventilanordnung 20a angeordnet.
Die erste Ventilanordnung 20a umfasst außerdem ein erstes Ventilgehäuse 8a. Das erste Ventilgehäuse 8a ist mit dem Trägergehäuse 2 verbunden, wodurch der erste Ventilaufnahmeraum 6a verschlossen ist. Diese Verbindung ist vorzugsweise eine Schraubverbindung. Es könnte sich allerdings auch um eine Niet- und/oder Schweißverbindung handeln. Zwischen dem ersten Ventilgehäuse 8a und dem Trägergehäuse 2 könnte noch ein Dichtgummi eingebracht sein.
Das Trägergehäuse 2 umgrenzt einen ersten Transportkanal 9a. Der erste Transportkanal 9a verbindet den ersten Pumpenaufnahmeraum 3a mit dem ersten Ventilaufnahmeraum 6a, sodass das Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum 3a und dem ersten Ventilaufnahmeraum 6a transportierbar ist.
Das Trägergehäuse 2 ist vorzugsweise einteilig aufgebaut.
Das Trägergehäuse 2 ist vorzugsweise ein Kunststoffspritzgussteil.
Das Trägergehäuse 2 umfasst den ersten Verbindungsanschluss 25, wobei der erste Verbindungsanschluss 25 in den ersten Pumpenaufnahmeraum 3a mündet. In 2 ist dargestellt, dass der erste Verbindungsanschluss 25 zwei Anschlussstücke aufweist. Über das erste Anschlussstück ist der erste Verbindungsanschluss 25 mit dem Kühlmittelausgleichbehälter 106 verbunden. Über das zweite Anschlussstück ist der erste Verbindungsanschluss 25 mit dem Ausgang der Elektromotoranordnung 103 verbunden.
In 2 sind ebenfalls der erste, zweite und dritte Anschluss 21, 22, 23 der ersten Ventilanordnung 20a dargestellt. Diese Anschlüsse 21, 22, 23 sind am ersten Ventilgehäuse 8a eingebracht. Der erste Anschluss 21 ist mit dem Chiller 104 verbunden. Der zweite Anschluss 22 ist mit der Kühlereinheit 102 verbunden. Der dritte Anschluss 23 ist mit der Elektromotoranordnung 103 verbunden.
Dargestellt ist ebenfalls, dass das Trägergehäuse 2 einen zweiten Pumpenaufnahmeraum 3b umgrenzt. In dem zweiten Pumpenaufnahmeraum 3b ist ein Pumpenrad (nicht dargestellt) einer zweiten Pumpe 4b zum Transport des Fluids angeordnet.
Die zweite Pumpe 4b umfasst ein Gehäuseteil 5b, welches mit dem Trägergehäuse 2 verbunden ist. Dadurch wird der zweite Pumpenaufnahmeraum 3b (flüssigkeitsdicht) verschlossen. Das Gehäuseteil 5b der zweiten Pumpe 4b ist mit dem Trägergehäuse 2 bevorzugt verschraubt und/oder vernietet. Es könnte mit diesem auch verschweißt sein. Zwischen dem Gehäuseteil 5b der zweiten Pumpe 4b und dem Trägergehäuse 2 könnte noch ein Dichtgummi eingebracht sein.
Das Trägergehäuse 2 umgrenzt außerdem einen zweiten Ventilaufnahmeraum 6b. In dem zweiten Ventilaufnahmeraum 6b ist ein zweites Ventil 7b (siehe 8) der zweiten Ventilanordnung 20b angeordnet. Das zweite Ventil 7b ist ein Drehventil.
Die zweite Ventilanordnung 20b umfasst außerdem ein zweites Ventilgehäuse 8b. Das zweite Ventilgehäuse 8b ist mit dem Trägergehäuse 2 verbunden, wodurch der zweite Ventilaufnahmeraum 6b verschlossen ist. Diese Verbindung ist vorzugsweise eine Schraubverbindung. Es könnte sich allerdings auch um eine Niet- und/oder Schweißverbindung handeln. Zwischen dem zweiten Ventilgehäuse 8b und dem Trägergehäuse 2 könnte noch ein Dichtgummi eingebracht sein.
Das Trägergehäuse 2 umgrenzt einen zweiten Transportkanal 9b. Der zweite Transportkanal 9b verbindet den zweiten Pumpenaufnahmeraum 3b mit dem zweiten Ventilaufnahmeraum 6b, sodass das Fluid zwischen dem zweiten Pumpenaufnahmeraum 3b und dem zweiten Ventilaufnahmeraum 6b transportierbar ist.
Das Trägergehäuse 2 umfasst den zweiten Verbindungsanschluss 26, wobei der zweite Verbindungsanschluss 26 in den zweiten Pumpenaufnahmeraum 3b mündet. In 2 ist dargestellt, dass der zweite Verbindungsanschluss 26 zwei Anschlussstücke aufweist. Über das erste Anschlussstück ist der zweite Verbindungsanschluss 26 mit dem Kühlmittelausgleichbehälter 106 verbunden. Über das zweite Anschlussstück ist der zweite Verbindungsanschluss 26 mit dem Ausgang der Batterieanordnung 105 verbunden.
In 2 sind ebenfalls der erste, zweite und dritte Anschluss 21, 22, 23 der zweiten Ventilanordnung 20b dargestellt. Diese Anschlüsse 21, 22, 23 sind am zweiten Ventilgehäuse 8b eingebracht. Der erste Anschluss 21 ist mit dem Chiller 104 verbunden. Der zweite Anschluss 22 ist mit der Kühlereinheit 102, insbesondere mit dem zweiten Kühlkreislauf 102b der Kühlereinheit 102, verbunden. Der dritte Anschluss 23 ist mit der Batterieanordnung 105 verbunden.
Bevorzugt sind das Gehäuseteil 5a der ersten Pumpe 4a und das Gehäuseteil 5b der zweiten Pumpe 4b einteilig, insbesondere als ein gemeinsames Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet.
Bevorzugt sind das erste Ventilgehäuse 8a der ersten Ventilanordnung 20a und das zweite Ventilgehäuse 8b der zweiten Ventilanordnung 20b einteilig, insbesondere als ein gemeinsames Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Dies ist in 5 gezeigt.
Es wäre natürlich möglich, dass es lediglich eine erste Pumpe 4a und eine erste Ventilanordnung 20a gibt.
Natürlich wäre es auch denkbar, dass das Gehäuseteil 5a der ersten Pumpe 4a und das Gehäuseteil 5b der zweiten Pumpe 4b (zwei) separate, voneinander getrennte, Gehäuseteile 5a, 5b sind. Ergänzend oder alternativ wäre es auch denkbar, dass das erste Ventilgehäuse 8a der ersten Ventilanordnung 20a und das zweite Ventilgehäuse 8b der zweiten Ventilanordnung 20b (zwei) separate, voneinander getrennte, Ventilgehäuse 8a, 8b sind.
Der erste Anschluss 21 des ersten Ventilgehäuses 8a und der erste Anschluss 21 des zweiten Ventilgehäuses 8b sind miteinander verbunden und sind als ein einziger Anschluss aus dem Thermomodul 1 herausgeführt.
Nachfolgend wird auf die 6, 7A, 7B, 8 und 9 Bezug genommen, in welchen der Aufbau und die Funktionsweise des ersten Ventils 7a und des (optional) zweiten Ventils 7b beschrieben wird.
Das erste Ventil 7a umfasst eine Steuerscheibe 10 und eine Verteilerscheibe 11. Die Steuerscheibe 10 und die Verteilerscheibe 11 sind gestapelt aufeinander angeordnet. Im Betrieb berühren sich ihre zueinander gerichteten Oberflächen. Die Steuerscheibe 10 und die Verteilerscheibe 11 bestehen vorzugsweise aus einer Keramik bzw. umfassen eine solche, weshalb zumindest ihre zueinander gerichteten Oberflächen glatt sind, sodass keine Spalte zwischen der Steuerscheibe 10 und der Verteilerscheibe 11 entstehen und damit eine hohe Dichtigkeit zwischen der Steuerscheibe 10 und der Verteilerscheibe 11 erreicht wird.
Die Steuerscheibe 10 umfasst eine Öffnung 12 zum Fluidaustausch. Die Verteilerscheibe 11 umfasst zumindest eine erste Öffnung 14a zum Fluidaustausch.
Die Steuerscheibe 10 ist gegenüber der Verteilerscheibe 11 verdrehbar angeordnet. Je nach Drehwinkel ist die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 zumindest teilweise (oder vollständig) überlappend zur zumindest einen ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 12 angeordnet oder nicht. Bei einer zumindest teilweisen Überlappung der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 mit der zumindest einen ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 12 kann Fluid durch beide Öffnungen 12, 14a hindurchfließen.
Die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 könnte einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise hat die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 allerdings eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Vorzugsweise weist die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 eine Seite auf, die einen Radius umfasst, der dem Radius der Steuerscheibe 10 entspricht bzw. diesem angenähert ist.
Die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 hat vorzugsweise einen konstanten Querschnitt. So verjüngt bzw. verbreitert sich die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 innerhalb der Steuerscheibe 10 vorzugsweise nicht.
Die Steuerscheibe 10 des ersten Ventils 7a ist im ersten Ventilgehäuse 8a angeordnet und zwar am Ende des ersten Transportkanals 8a. Fluid, welches durch den ersten Transportkanal 8a transportiert wird, trifft dabei auf die Steuerscheibe 10. Ist die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 überlappend zur zumindest einen ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 angeordnet, so kann das Fluid durch beide Öffnungen 12, 14a hindurchfließen.
Die Verteilerscheibe 11 des ersten Ventils 7a ist stationär und drehfest innerhalb des ersten Ventilaufnahmeraums 6a angeordnet. Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 des ersten Ventils 7a steht mit dem ersten Anschluss 21 des ersten Ventilgehäuses 8a in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 mit der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 ein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Trägergehäuses 2 und dem ersten Anschluss 21 des ersten Ventilgehäuses 8a transportierbar ist.
Gemäß 7B umfasst die Verteilerscheibe 11 einen geschlossenen Bereich 16. Für den Fall, dass die Steuerscheibe 10 derart gedreht ist, dass die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 überlappend zu dem geschlossenen Bereich 16 Verteilerscheibe 11 angeordnet ist, fließt kein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Trägergehäuses 2 und einem Anschluss 21, 22, 23 des ersten Ventilgehäuses 8a.
Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 kann die gleiche Form, also den gleichen Querschnitt aufweisen wie die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10.
Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 hat vorzugsweise einen konstanten Querschnitt. So verjüngt bzw. verbreitert sich die zumindest eine erste Öffnung 12 der Verteilerscheibe 11 innerhalb der Verteilerscheibe 11 vorzugsweise nicht.
Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 könnte einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise hat die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 allerdings eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Vorzugsweise weist die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 eine Seite auf, die einen Radius umfasst, der dem Radius der Verteilerscheibe 11 entspricht bzw. diesem angenähert ist.
Vorzugsweise umfasst die Verteilerscheibe 11 des ersten Ventils 7a noch eine zweite Öffnung 14b und eine dritte Öffnung 14c. Die zweite Öffnung 14b und die dritte Öffnung 14c haben vorzugsweise dieselbe Querschnittsform wie die erste Öffnung 14a. Sie könnten auch eine größere bzw. kleinere Querschnittsform (auch untereinander) haben, um zum Beispiel die Volumenströme nochmals in ihrer Intensität zu steuern und gegebenenfalls den Druck des Fluids zu verringern.
Die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c sind in Umfangsrichtung entlang der Verteilerscheibe 11 zueinander versetzt angeordnet. Vorzugsweise sind die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c gleich weit vom Zentrum der Verteilerscheibe 11 beabstandet. Die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c haben vorzugsweise die gleiche Ausrichtung bezogen auf das Zentrum der Verteilerscheibe 11. Dies bedeutet, dass die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c in gleichem Maße überlappen kann.
Die zweite und/oder dritte Öffnung 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 könnte einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise hat die zumindest eine zweite und/oder dritte Öffnung 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 allerdings eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Vorzugsweise weist die zumindest eine zweite und/oder dritte Öffnung 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 eine Seite auf, die einen Radius umfasst, der dem Radius der Verteilerscheibe 11 entspricht bzw. diesem angenähert ist.
Die zumindest eine zweite Öffnung 14b der Verteilerscheibe 11 des ersten Ventils 7a steht mit dem zweiten Anschluss 22 des ersten Ventilgehäuses 8a in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der zweiten Öffnung 14b der Verteilerscheibe 11 mit der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 ein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Trägergehäuses 2 und dem zweiten Anschluss 22 des ersten Ventilgehäuses 8a transportierbar ist.
Die zumindest eine dritte Öffnung 14c der Verteilerscheibe 11 des ersten Ventils 7a steht mit dem dritten Anschluss 23 des ersten Ventilgehäuses 8a in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der dritten Öffnung 14c der Verteilerscheibe 11 mit der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 ein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 25 des Trägergehäuses 2 und dem dritten Anschluss 23 des ersten Ventilgehäuses 8a transportierbar ist.
Die erste Ventilanordnung 20a umfasst eine erste Motoranordnung 27. Die erste Motoranordnung 27 ist dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe 10 zu drehen.
Das erste Ventil 7a umfasst einen Ventilkörper 17, der die Verteilerscheibe 11 durchsetzt und mit der Steuerscheibe 10 drehgekoppelt verbunden ist. Die erste Motoranordnung 27 ist dazu ausgebildet um den Ventilkörper 17 zu drehen. Dadurch dreht sich dann auch die Steuerscheibe 10, wobei die Verteilerscheibe 11 stationär angeordnet bleibt.
Der Ventilkörper 17 umfasst vorzugsweise in dem Bereich seiner Längserstreckung, in welchem er mit der Steuerscheibe 10 drehgekoppelt verbunden ist, einen von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Die Steuerscheibe 10 umfasst eine Arretierungsöffnung 13, die eine hierzu korrespondierende Querschnittsform aufweist. Diese Arretierungsöffnung 13 ist vorzugsweise im Zentrum der Steuerscheibe 10 angeordnet und umfasst eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Der Ventilkörper 17 greift in diese Arretierungsöffnung 13 ein.
Dagegen umfasst die Verteilerscheibe 11 eine Lageröffnung 15, die bevorzugt im Zentrum der Verteilerscheibe 11 angeordnet ist. Diese Lageröffnung 15 hat vorzugsweise einen runden Querschnitt. Sie dient zum Lagern des Ventilkörpers 17. Der Ventilkörper 17 hat in diesem Bereich seiner Längserstreckung, in welchem er die Verteilerscheibe 11 durchsetzt, eine hierzu korrespondierende Querschnittsform. In diesem Fall hat er vorzugsweise eine runde Querschnittsform. Eine Drehung des Ventilkörpers 17 bewirkt daher keine Drehung der Verteilerscheibe 11.
Das erste Ventil 7a umfasst eine Federanordnung 18, die dazu ausgebildet ist, um die Steuerscheibe 10 auf die Verteilerscheibe 11 zu drücken. Dadurch wird eine hohe Dichtigkeit zwischen beiden Scheiben 10, 11 erreicht.
Die Federanordnung 18 umfasst hierzu eine (Spiral-)Feder. Ein erstes Ende dieser (Spiral-)Feder stützt sich auf der Steuerscheibe 10 ab. Ein zweites Ende dieser (Spiral-)Feder stützt sich an einem zumindest teilweise umlaufenden Vorsprung 19 des Ventilkörpers 17 oder am ersten Ventilgehäuse 8a ab.
Der Ventilkörper 17 liegt mit seinem Ventilkopf vorzugsweise an einer Aufnahmeschulter des Trägergehäuses 2 an.
Die obige Beschreibung der ersten Ventilanordnung 20a gilt vorzugsweise auch für die zweite Ventilanordnung 20b, sofern diese vorhanden ist. Dies wird nachfolgend beschrieben.
Die zweite Ventilanordnung 20b umfasst ein zweites Ventil 7b. Das zweite Ventil 7b umfasst eine Steuerscheibe 10 und eine Verteilerscheibe 11. Die Steuerscheibe 10 und die Verteilerscheibe 11 sind gestapelt aufeinander angeordnet. Im Betrieb berühren sich ihre zueinander gerichteten Oberflächen. Die Steuerscheibe 10 und die Verteilerscheibe 11 bestehen vorzugsweise aus einer Keramik bzw. umfassen eine solche, weshalb zumindest ihre zueinander gerichteten Oberflächen glatt sind, sodass keine Spalte zwischen der Steuerscheibe 10 und der Verteilerscheibe 11 entstehen und damit eine hohe Dichtigkeit zwischen der Steuerscheibe 10 und der Verteilerscheibe 11 erreicht wird.
Die Steuerscheibe 10 umfasst eine Öffnung 12 zum Fluidaustausch. Die Verteilerscheibe 11 umfasst zumindest eine erste Öffnung 14a zum Fluidaustausch.
Die Steuerscheibe 10 des zweiten Ventils 7b ist gegenüber der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b verdrehbar angeordnet. Je nach Drehwinkel ist die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 zumindest teilweise (oder vollständig) überlappend zur zumindest einen ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 12 angeordnet oder nicht. Bei einer zumindest teilweisen Überlappung der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 mit der zumindest einen ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 12 kann Fluid durch beide Öffnungen 12, 14a hindurchfließen.
Die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 des zweiten Ventils 7b könnte einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise hat die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 allerdings eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Vorzugsweise weist die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 eine Seite auf, die einen Radius umfasst, der dem Radius der Steuerscheibe 10 entspricht bzw. diesem angenähert ist.
Die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 des zweiten Ventils 7b hat vorzugsweise einen konstanten Querschnitt. So verjüngt bzw. verbreitert sich die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 innerhalb der Steuerscheibe 10 vorzugsweise nicht.
Die Steuerscheibe 10 des zweiten Ventils 7b ist im zweiten Ventilgehäuse 8b angeordnet und zwar am Ende des zweiten Transportkanals 8b. Fluid, welches durch den zweiten Transportkanal 8b transportiert wird, trifft dabei auf die Steuerscheibe 10. Ist die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 überlappend zur zumindest einen ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 angeordnet, so kann das Fluid durch beide Öffnungen 12, 14a hindurchfließen.
Die Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b ist stationär und drehfest innerhalb des zweiten Ventilaufnahmeraums 6b angeordnet. Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b steht mit dem ersten Anschluss 21 des zweiten Ventilgehäuses 8b in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der ersten Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 mit der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Trägergehäuses 2 und dem ersten Anschluss 21 des zweiten Ventilgehäuses 8b transportierbar ist.
Gemäß 7B umfasst die Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b einen geschlossenen Bereich 16. Für den Fall, dass die Steuerscheibe 10 derart gedreht ist, dass die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 überlappend zu dem geschlossenen Bereich 16 Verteilerscheibe 11 angeordnet ist, fließt kein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Trägergehäuses 2 und einem Anschluss 21, 22, 23 des zweiten Ventilgehäuses 8b.
Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 kann die gleiche Form, also den gleichen Querschnitt aufweisen wie die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10.
Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 hat vorzugsweise einen konstanten Querschnitt. So verjüngt bzw. verbreitert sich die zumindest eine erste Öffnung 12 der Verteilerscheibe 11 innerhalb der Verteilerscheibe 11 vorzugsweise nicht.
Die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b könnte einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise hat die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 allerdings eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Vorzugsweise weist die zumindest eine erste Öffnung 14a der Verteilerscheibe 11 eine Seite auf, die einen Radius umfasst, der dem Radius der Verteilerscheibe 11 entspricht bzw. diesem angenähert ist.
Vorzugsweise umfasst die Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b noch eine zweite Öffnung 14b und eine dritte Öffnung 14c. Die zweite Öffnung 14b und die dritte Öffnung 14c haben vorzugsweise dieselbe Querschnittsform wie die erste Öffnung 14a. Sie könnten auch eine größere bzw. kleinere Querschnittsform (auch untereinander) haben, um zum Beispiel die Volumenströme nochmals in ihrer Intensität zu steuern und gegebenenfalls den Druck des Fluids zu verringern.
Die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b sind in Umfangsrichtung entlang der Verteilerscheibe 11 zueinander versetzt angeordnet. Vorzugsweise sind die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c gleich weit vom Zentrum der Verteilerscheibe 11 beabstandet. Die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c haben vorzugsweise die gleiche Ausrichtung bezogen auf das Zentrum der Verteilerscheibe 11. Dies bedeutet, dass die Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 die erste, zweite und dritte Öffnung 14a, 14b, 14c in gleichem Maße überlappen kann.
Die zweite und/oder dritte Öffnung 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b könnte einen runden Querschnitt haben. Vorzugsweise hat die zumindest eine zweite und/oder dritte Öffnung 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 allerdings eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Vorzugsweise weist die zumindest eine zweite und/oder dritte Öffnung 14b, 14c der Verteilerscheibe 11 eine Seite auf, die einen Radius umfasst, der dem Radius der Verteilerscheibe 11 entspricht bzw. diesem angenähert ist.
Die zumindest eine zweite Öffnung 14b der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b steht mit dem zweiten Anschluss 22 des zweiten Ventilgehäuses 8b in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der zweiten Öffnung 14b der Verteilerscheibe 11 mit der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Trägergehäuses 2 und dem zweiten Anschluss 22 des zweiten Ventilgehäuses 8b transportierbar ist.
Die zumindest eine dritte Öffnung 14c der Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b steht mit dem dritten Anschluss 23 des zweiten Ventilgehäuses 8b in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der dritten Öffnung 14c der Verteilerscheibe 11 mit der Öffnung 12 der Steuerscheibe 10 ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss 26 des Trägergehäuses 2 und dem dritten Anschluss 23 des zweiten Ventilgehäuses 8b transportierbar ist.
Die zweite Ventilanordnung 20b umfasst eine zweite Motoranordnung 28. Die zweite Motoranordnung 28 ist dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe 10 zu drehen.
Das zweite Ventil 7b umfasst einen Ventilkörper 17, der die Verteilerscheibe 11 durchsetzt und mit der Steuerscheibe 10 drehgekoppelt verbunden ist. Die zweite Motoranordnung 28 ist dazu ausgebildet um den Ventilkörper 17 zu drehen. Dadurch dreht sich dann auch die Steuerscheibe 10, wobei die Verteilerscheibe 11 stationär angeordnet bleibt.
Der Ventilkörper 17 des zweiten Ventils 7b umfasst vorzugsweise in dem Bereich seiner Längserstreckung, in welchem er mit der Steuerscheibe 10 drehgekoppelt verbunden ist, einen von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Die Steuerscheibe 10 umfasst eine Arretierungsöffnung 13, die eine hierzu korrespondierende Querschnittsform aufweist. Diese Arretierungsöffnung 13 ist vorzugsweise im Zentrum der Steuerscheibe 10 angeordnet und umfasst eine von einer runden Querschnittsform abweichende Querschnittsform. Der Ventilkörper 17 greift in diese Arretierungsöffnung 13 ein.
Dagegen umfasst die Verteilerscheibe 11 des zweiten Ventils 7b eine Lageröffnung 15, die bevorzugt im Zentrum der Verteilerscheibe 11 angeordnet ist. Diese Lageröffnung 15 hat vorzugsweise einen runden Querschnitt. Sie dient zum Lagern des Ventilkörpers 17. Der Ventilkörper 17 hat in diesem Bereich seiner Längserstreckung, in welchem er die Verteilerscheibe 11 durchsetzt, eine hierzu korrespondierende Querschnittsform. In diesem Fall hat er vorzugsweise eine runde Querschnittsform. Eine Drehung des Ventilkörpers 17 bewirkt daher keine Drehung der Verteilerscheibe 11.
Das zweite Ventil 7b umfasst eine Federanordnung 18, die dazu ausgebildet ist, um die Steuerscheibe 10 auf die Verteilerscheibe 11 zu drücken. Dadurch wird eine hohe Dichtigkeit zwischen beiden Scheiben 10, 11 erreicht.
Die Federanordnung 18 des zweiten Ventils 7b umfasst hierzu eine (Spiral-)Feder. Ein erstes Ende dieser (Spiral-)Feder stützt sich auf der Steuerscheibe 10 ab. Ein zweites Ende dieser (Spiral-)Feder stützt sich an einem zumindest teilweise umlaufenden Vorsprung 19 des Ventilkörpers 17 des zweiten Ventils 7b oder am zweiten Ventilgehäuse 8b ab.
Der Ventilkörper 17 des zweiten Ventils 7b liegt mit seinem Ventilkopf vorzugsweise an einer Aufnahmeschulter des Trägergehäuses 2 an.
Die Steuerscheibe 10 und die Verteilerscheibe 11 des ersten und optional zweiten Ventils 7a, 72b sind (auch im Betrieb beim Verdrehen der Steuerscheibe 10) parallel zueinander angeordnet.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2021197732 A1 [0006]

Claims

Thermomodul (1) für ein Fahrzeug mit den folgenden Merkmalen: - es ist ein Trägergehäuse (2) vorgesehen, wobei das Trägergehäuse (2) einen ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) umgrenzt, wobei in dem ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) ein Pumpenrad einer ersten Pumpe (4a) zum Transport eines Fluids angeordnet ist; - die erste Pumpe (4a) umfasst ein Gehäuseteil (5a), welches mit dem Trägergehäuse (2) verbunden ist und so den ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) verschließt; - das Trägergehäuse (2) umgrenzt einen ersten Ventilaufnahmeraum (6a), wobei in dem ersten Ventilaufnahmeraum (6a) ein erstes Ventil (7a) einer ersten Ventilanordnung (20a) angeordnet ist; - die erste Ventilanordnung (20a) umfasst ein erstes Ventilgehäuse (8a), wobei das erste Ventilgehäuse (8a) mit dem Trägergehäuse (2) verbunden ist und so den ersten Ventilaufnahmeraum (6a) verschließt.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Trägergehäuse (2) umgrenzt einen ersten Transportkanal (9a); - der erste Transportkanal (9a) verbindet den ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) mit dem ersten Ventilaufnahmeraum (6a), sodass das Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) und dem ersten Ventilaufnahmeraum transportierbar (6a) ist.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das Trägergehäuse (2) ist einteilig aufgebaut.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das Trägergehäuse (2) ist ein Kunststoffspritzgussteil.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Gehäuseteil (5a) der ersten Pumpe (4a) ist mit dem Trägergehäuse (2) verschraubt oder verschweißt oder vernietet; und/oder - der erste Ventilgehäuse (8a) ist mit dem Trägergehäuse (2) verschraubt oder verschweißt oder vernietet.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das erste Ventil (7a) ist ein Drehventil.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das Trägergehäuse (2) umfasst einen ersten Verbindungsanschluss (25), wobei der erste Verbindungsanschluss (25) in den ersten Pumpenaufnahmeraum (3a) mündet.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der erste Verbindungsanschluss (25) ist mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar: a) Kühlmittelausgleichbehälter (106); b) Elektromotoranordnung (103).
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das erste Ventilgehäuse (8a) umfasst einen ersten Anschluss (21), der mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar ist: a) Kühlereinheit (102); b) Chiller (104); c) Elektromotoranordnung (103).
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das erste Ventilgehäuse (8a) umfasst einen zweiten und einen dritten Anschluss (22, 23), die jeweils mit zumindest einer der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar sind: a) Kühlereinheit (102); b) Chiller (104); c) Elektromotoranordnung (103).
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das erste Ventil (7a) umfasst eine Steuerscheibe (10) und eine Verteilerscheibe (11); - die Verteilerscheibe (11) umfasst eine erste Öffnung (14a) ; - die Steuerscheibe (10) umfasst eine Öffnung (12); - die Steuerscheibe (10) ist gegenüber der Verteilerscheibe (11) verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) zumindest teilweise überlappend zur ersten Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) anordnet ist, sodass in diesem Fall Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum (3a), der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) und der ersten Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) transportierbar ist.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Verteilerscheibe (11) des ersten Ventils (7a) umfasst eine zweite und eine dritte Öffnung (14b, 14c); - die Steuerscheibe (10) ist gegenüber der Verteilerscheibe (11) verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) zumindest teilweise überlappend zu der ersten, zweiten oder dritten Öffnung (14a, 14b, 14c) der Verteilerscheibe (11) anordenbar ist, sodass in diesem Fall Fluid zwischen dem ersten Pumpenaufnahmeraum (3a), der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) und der ersten, zweiten oder dritten Öffnung (14a, 14b, 14c) der Verteilerscheibe (11) transportierbar ist.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 10 und Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die erste Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) des ersten Ventils (7a) steht mit dem ersten Anschluss (21) des ersten Ventilgehäuses (8a) in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der ersten Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) mit der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) ein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss (25) des Trägergehäuses (2) und dem ersten Anschluss (21) des ersten Ventilgehäuses (8a) transportierbar ist; - die zweite Öffnung (14b) der Verteilerscheibe (11) steht mit dem zweiten Anschluss (22) des ersten Ventilgehäuses (8a) in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der zweiten Öffnung (14b) der Verteilerscheibe (11) mit der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) ein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss (25) des Trägergehäuses (25) und dem zweiten Anschluss (22) des ersten Ventilgehäuses (8a) transportierbar ist; - die dritte Öffnung (14c) der Verteilerscheibe (11) steht mit dem dritten Anschluss (23) des ersten Ventilgehäuses (8a) in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der dritten Öffnung (14c) der Verteilerscheibe (11) mit der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) ein Fluid zwischen dem ersten Verbindungsanschluss (25) des Trägergehäuses (2) und dem dritten Anschluss (23) des ersten Ventilgehäuses (8a) transportierbar ist.
Thermomodul (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - die erste Ventilanordnung (20a) umfasst eine erste Motoranordnung (27), wobei die erste Motoranordnung (27) dazu ausgebildet ist, um die Steuerscheibe (10) zu drehen.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das erste Ventil (7a) umfasst einen Ventilkörper (17); - der Ventilkörper (17) durchsetzt die Verteilerscheibe (11) und ist mit der Steuerscheibe (10) drehgekoppelt verbunden; - die erste Motoranordnung (27) ist dazu ausgebildet, um den Ventilkörper (17) zu drehen.
Thermomodul (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Steuerscheibe (10) besteht aus oder umfasst Keramik; und/oder - die Verteilerscheibe (11) besteht aus oder umfasst Keramik.
Thermomodul (1) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das erste Ventil (7a) umfasst eine Federanordnung (18); - die Federanordnung (18) ist dazu ausgebildet, um die Steuerscheibe (10) auf die Verteilerscheibe (11) zu drücken.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 15 und Anspruch 17, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Federanordnung (18) umfasst zumindest eine Feder; - ein erstes Ende der zumindest einen Feder stützt sich auf der Steuerscheibe (10) ab; - ein zweites Ende der zumindest einen Feder stützt sich an einem zumindest teilweise umlaufenden Vorsprung (19) des Ventilkörpers (17) oder am ersten Ventilgehäuse (8a) oder am Trägergehäuse (2) ab.
Thermomodul (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der Ventilkörper (17) umfasst einen Ventilkopf; - der Ventilkopf liegt an einer Aufnahmeschulter des Trägergehäuses (2) an.
Thermomodul (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der Ventilkörper (17) ist lediglich drehbar aber ansonsten axial unverschieblich innerhalb des Trägergehäuses (2) und des ersten Ventilgehäuses (8a) der ersten Ventilanordnung (20a) angeordnet.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Längsachse des ersten Ventils (7a) ist senkrecht zur Drehachse des Pumpenrads der ersten Pumpe (4a) angeordnet.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Trägergehäuse (2) umgrenzt einen zweiten Pumpenaufnahmeraum (3b), wobei in dem zweiten Pumpenaufnahmeraum (3b) ein Pumpenrad einer zweiten Pumpe (4b) zum Transport eines Fluids angeordnet ist; - die zweite Pumpe (4b) umfasst ein Gehäuseteil (5b), welches mit dem Trägergehäuse (2) verbunden ist und so den zweiten Pumpenaufnahmeraum (3b) verschließt; - das Trägergehäuse (2) umgrenzt einen zweiten Ventilaufnahmeraum (6b), wobei in dem zweiten Ventilaufnahmeraum (6b) ein zweites Ventil (7b) einer zweiten Ventilanordnung (20b) angeordnet ist; - die zweite Ventilanordnung (20b) umfasst ein zweites Ventilgehäuse (8b), wobei das zweite Ventilgehäuse (8b) mit dem Trägergehäuse (2) verbunden ist und so den zweiten Ventilaufnahmeraum (6b) verschließt.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 22, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Gehäuseteil (5a) der ersten Pumpe (4a) und das Gehäuseteil (5b) der zweiten Pumpe (4b) sind einteilig ausgebildet; und/oder - das erste Ventilgehäuse (8a) der ersten Ventilanordnung (20a) und das zweite Ventilgehäuse (8b) der zweiten Ventilanordnung (20b) sind einteilig ausgebildet.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das Trägergehäuse (2) umfasst einen zweiten Verbindungsanschluss (26), wobei der zweite Verbindungsanschluss (26) in den zweiten Pumpenaufnahmeraum (3b) mündet.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 24, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der zweite Verbindungsanschluss (26) ist mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar: a) Kühlmittelausgleichbehälter (106); b) Batterieanordnung (105).
Thermomodul (1) gemäß einem Ansprüche 22 bis 25, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das zweite Ventilgehäuse (8b) umfasst einen ersten Anschluss (21), der mit zumindest einem oder mehreren der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar ist: a) Kühlereinheit (102); b) Chiller (104); c) Batterieanordnung (105).
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 10 und 26, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - der erste Anschluss (21) des ersten Ventilgehäuses (8a) und der erste Anschluss (21) des zweiten Ventilgehäuses (8b) sind als gemeinsamer Anschluss (21) ausgebildet.
Thermomodul (1) gemäß einem Ansprüche 22 bis 27, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das zweite Ventilgehäuse (8b) umfasst einen zweiten und einen dritten Anschluss (22, 23), die jeweils mit zumindest einer der folgenden Einrichtungen des Fahrzeugs verbindbar sind: a) Kühlereinheit (102); b) Chiller (104); c) Batterieanordnung (105).
Thermomodul (1) gemäß einem Ansprüche 22 bis 28, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das zweite Ventil (7b) umfasst eine Steuerscheibe (10) und eine Verteilerscheibe (11); - die Verteilerscheibe (11) umfasst eine erste Öffnung (14a) ; - die Steuerscheibe (10) umfasst eine Öffnung (12); - die Steuerscheibe (10) ist gegenüber der Verteilerscheibe (11) verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) zumindest teilweise überlappend zu der ersten Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) anordnet ist, sodass in diesem Fall Fluid zwischen dem zweiten Pumpenaufnahmeraum (3b), der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) und der ersten Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) transportierbar ist.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 29, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Verteilerscheibe (11) des zweiten Ventils (7b) umfasst eine zweite und eine dritte Öffnung (14b, 14c); - die Steuerscheibe (10) ist gegenüber der Verteilerscheibe (11) verdrehbar angeordnet, wobei je nach Drehwinkel die Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) zumindest teilweise überlappend zu der ersten, zweiten oder dritten Öffnung (14a, 14b, 14c) der Verteilerscheibe (11) anordenbar ist, sodass in diesem Fall Fluid zwischen dem zweiten Pumpenaufnahmeraum (3b), der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) und der ersten, zweiten oder dritten Öffnung (14a, 14b, 14c) der Verteilerscheibe (11) transportierbar ist.
Thermomodul (1) gemäß Anspruch 28 und Anspruch 30, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die erste Öffnung (14a) der Verteilerscheibe (11) des zweiten Ventils (7b) steht mit dem ersten Anschluss (21) des zweiten Ventilgehäuses (8b) in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der ersten Öffnung (21) der Verteilerscheibe (11) mit der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss (26) des Trägergehäuses (2) und dem ersten Anschluss (21) des zweiten Ventilgehäuses (8b) transportierbar ist; - die zweite Öffnung (14b) der Verteilerscheibe (11) steht mit dem zweiten Anschluss (22) des zweiten Ventilgehäuses (8b) in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der zweiten Öffnung (14b) der Verteilerscheibe (11) mit der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss (26) des Trägergehäuses (2) und dem zweiten Anschluss (22) des zweiten Ventilgehäuses (8b) transportierbar ist; - die dritte Öffnung (23) der Verteilerscheibe (11) steht mit dem dritten Anschluss (23) des zweiten Ventilgehäuses (8b) in Verbindung, sodass bei einer zumindest teilweisen Überlappung der dritten Öffnung (14c) der Verteilerscheibe (11) mit der Öffnung (12) der Steuerscheibe (10) ein Fluid zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss (26) des Trägergehäuses (2) und dem dritten Anschluss (23) des zweiten Ventilgehäuses (8b) transportierbar ist.
Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das Trägergehäuse (2) umfasst oder besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus PA66, Polycarbonat oder Polyamid
Verbund aus einem Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und einem Kühlmittelausgleichbehälter (106), gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - eine Schale des Kühlmittelausgleichbehälters (106) ist einteilig an dem Trägergehäuse (2) des Thermomoduls (1) ausgebildet.
Fahrzeug mit zumindest einem Thermomodul (1), wobei das zumindest eine Thermomodul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche aufgebaut ist.
Fahrzeug mit zumindest einem Thermomodul (1) gemäß Anspruch 34, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: - das Fahrzeug umfasst eine Kühlereinheit (102), eine Elektromotoranordnung (103), einen Chiller (104), eine Batterieanordnung (105) und einen Kühlmittelausgleichbehälter, die allesamt an das Thermomodul angeschlossen sind.