WO2012089419A1 - Ventil zur steuerung von volumenströmen - Google Patents

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WO2012089419A1
WO2012089419A1 PCT/EP2011/070730 EP2011070730W WO2012089419A1 WO 2012089419 A1 WO2012089419 A1 WO 2012089419A1 EP 2011070730 W EP2011070730 W EP 2011070730W WO 2012089419 A1 WO2012089419 A1 WO 2012089419A1
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WO
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valve
bypass
coolant
channel
housing
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PCT/EP2011/070730
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nizar Taghouti
Markus HARTINGER
Ralf Herrmann
Georg Reeb
Joerg Brandes
Harald Merz
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
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    • F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
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    • F16K27/045—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves slide valves with flat obturating members with pivotal obturating members
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    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/04—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members
    • F16K3/06—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages
    • F16K3/08—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres

Definitions

  • Valve for controlling volume flows
  • the invention relates to a valve for controlling volume flows according to the preamble of the independent claim.
  • a cooling or heating circuit of a motor vehicle generally includes a heat source to be cooled, for example an internal combustion engine of a
  • Heat input of the heat source, the heat dissipation of any, located in the cooling circuit radiator elements and the heat capacity of the materials involved is determined.
  • a coolant is circulated in the motor vehicle, the excess heat energy of
  • Internal combustion engine absorbs and dissipates to the desired extent.
  • the heating or cooling circuit of a motor vehicle usually includes various sub-circuits, such as a cooler branch, a bypass branch and / or a Schuungs Scrileyerzweig. About an im
  • Radiator branch mounted radiator or radiator can be the superfluous
  • Amount of heat of the coolant are discharged to the ambient air.
  • a heating heat exchanger makes the available Quantity of heat of the coolant used to heat the passenger compartment.
  • the distribution of the coolant flow to the various branches of the cooling or heating circuit is usually controlled by at least one valve.
  • an electric motor is arranged in the control valve, which adjusts the position of a valve disc via a worm gear so that a desired coolant flow flows through the control valve.
  • the electric motor is not separated from the coolant flow, so that the
  • Components of the electric motor such as the rotor and the transmission, with
  • Coolants are flooded.
  • valve body is disc-shaped and a plurality of
  • valve disc of US 5, 950, 576 is by means of a shaft via a
  • Combustion engine control unit provided.
  • Valve disc by sealing elements in the form of sealing rings, as well as with
  • Adjustment of the valve disc is no longer possible, so that they can not assume a defined position. Therefore it can happen that the
  • the valve for controlling volume flows of a coolant in a heating and / or cooling system of a motor vehicle has a valve housing with at least one inlet channel and at least one outlet channel. At least one valve disc rotatably disposed about the axis of a shaft is present in the valve housing, which influences the connection between the at least one inlet channel and the at least one outlet channel of the valve.
  • a bypass channel and a bypass valve are arranged in the valve housing between the at least one inlet channel and the at least one outlet channel, via which the at least one inlet channel and the at least one outlet channel can be connected to one another in the event of overheating of the coolant ,
  • this results in the possibility of an instantaneous reaction in the event of overheating, while conventional thermally controlled devices either delayed or not at all respond to rising temperatures of the internal combustion engine, since they are not thermally coupled optimally to the system.
  • a control device opens the bypass valve when the temperature of the coolant has exceeded a defined limit value.
  • Normal operation can be kept de-energized to save energy.
  • the control device it is also possible for the control device to keep the bypass valve closed as long as the temperature of the coolant does not exceed the defined limit value has exceeded.
  • the control device is normally open, which advantageously an emergency operation is possible without concern of an electrical voltage.
  • the control device is part of the electrically actuated valve and has a separate supply line for the power supply. In this way, there is the advantage that even at a
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a valve in one
  • FIG. 2 shows the valve according to FIG. 1 in a first sectional view
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the valve according to FIG further sectional view
  • Fig. 4 is a first sectional view of the invention
  • Fig. 5 is a second sectional view of the invention
  • FIG. 6 is a characteristic diagram of the emergency running concept according to the invention.
  • Fig. 1 shows an example of a valve 1 in an overview.
  • the valve 1 according to the embodiment in Fig. 1 has a housing 10 with a
  • the lower housing part 12 is substantially cup-shaped, as shown in Figures 2 and 3, and allows in its interior the formation of a valve chamber for receiving a valve element.
  • the upper housing part 14 may also be cup-shaped or merely be formed as a kind of cover in the lower housing part 12. Formed on the housing base 12 is the neck of a
  • the inlet channel 18 or the nozzle can in particular be integrally formed with the housing lower part 12, for example, be formed in plastic.
  • Outlet channel 20, 22 With the help of a arranged in the valve chamber and to be described in more detail valve element, a connection between the inlet channel 18 and the first and second outlet channel 20, 22 are opened, closed and varied in the desired manner.
  • the valve 1 still has an actuator 24 for adjusting the valve element, which will be described in more detail in connection with Fig. 3 and its own
  • FIG. 2 shows a first section through the valve 1, which extends approximately perpendicular to the plane of the drawing of FIG.
  • a valve disc 28 is arranged as a valve element.
  • An output shaft 30 of the actuator 24 shown in more detail in Fig. 3 engages in a central opening 32 of the valve disc 28 a.
  • the valve disc 28 is rotatably mounted on the output shaft 30, so that this shaft also serves as a drive shaft of the valve disc 28.
  • the securing of the valve disc on the shaft 30 can be done for example by a screwing or latching shown in Fig. 2, or by pressing the shaft 30 in the central opening 32 of the valve disc 28th
  • sealing means for example a sealing ring 36, are provided between the lower housing part 12 and the upper housing part 14, sealing means, for example a sealing ring 36, are provided in order to provide a fluid-tight connection between the two housing parts 12, 14 of the valve housing 10
  • Inlet duct 18 is arranged in alignment on a common axis 37 with the first outlet channel 20 and the shaft 30 along a rotation axis 31 aligned parallel thereto.
  • Fig. 3 shows a second schematic sectional view of the valve 1 in a further embodiment.
  • the longitudinal axes of the inlet channel 18 and the outlet channel 20 are here offset from one another.
  • a rotor 38 and a stator 40 of the electric motor are here offset from one another.
  • the rotor 38 has a rotor shaft 42, on which a worm gear 44 is arranged in a first region and a laminated core 46 in a second region.
  • the packetized laminations of the laminated core 46 in this case comprise radially the rotor shaft 42 and are bounded axially by two sheet-metal sleeves 48.
  • In the laminated core 46 at least one magnet 50 is arranged.
  • the laminated core 46 is in its spatial
  • Worm gear 44 separated by a radial bearing seat 54 and the first radial bearing element 56 disposed therein.
  • the surfaces of the rotor shaft 42, on the radial bearing elements 56, 57 and the axial Bearing elements 58, 60 rest, in this case have a higher degree of hardness than the other surfaces of the rotor shaft 42.
  • the axial bearing elements 58, 60 are plate-shaped, wherein the first axial bearing element 58 in the
  • the rotor 38 has at the ends of
  • Rotor shaft 42 each have a starting mushroom 64, which serves to support the bearing forces on the axial bearing elements 58, 60.
  • the stator 40 has at least one coil 62 with a plurality of windings and laminated cores, not shown.
  • the coils 62 generate a voltage applied to the magnetic field, which the rotor 38 in rotation around the
  • the coils 62 can in this case with
  • AC voltage can be operated or electronically commutated.
  • a spur gear 66 (see FIG. 2) is driven via the worm gear 44, which is connected to the valve disc 28.
  • the valve disk 28 has at least one opening 70, wherein the opening 70 is rotated in front of the outlet channel 20 by rotating the valve disk 28. Depending on the position of the opening 70 in front of the outlet channel 20, the flow area of the valve disc 28 is regulated.
  • the opening 70 is arranged offset with its longitudinal axis to the axis of rotation 31 of the shaft 30 and the valve disc 28.
  • FIGS. 4 and 5 the emergency running concept of the valve 1 according to the invention is shown.
  • a bypass channel 72 and a bypass valve 74 are arranged between the inlet channel 18 and the outlet channel 20, via which the inlet channel 18 and the outlet channel 20 in the event of overheating of the coolant connected to each other are.
  • the bypass valve 74 is closed. If the coolant overheats due to a blocking of the valve disc 28 in the closed state, the bypass valve 74 is electrically opened by a in the electrically actuated valve 74 integrated control device 76 which detects the elevated temperature, as shown in FIG. 5, so that the coolant through the other channel 72 can flow into the outlet channel 20. It makes sense that the additional control device receives a separate supply line, so that an emergency function is ensured even if the main supply cable for the valve 1 or in the case of a drop of the plug.
  • the controller 76 is normally open. As a result, an emergency operation is possible even without concern of an electrical voltage. During normal operation, a voltage must always be applied to close the device.
  • the controller 76 is normally closed. In emergency mode, voltage must be applied to open the device.
  • Magnetic force curve 78 their largest gradient, i. E. she falls off the steepest here.
  • the magnetic force 78 In order for the bypass valve 74 to close, the magnetic force 78 must be greater than the spring force 80. At a large residual distance d, a relatively large amount of power is needed to allow the bypass valve 74 to close.
  • Remaining distance d increases the magnetic force 78 substantially more than the spring force 80;
  • the solenoid valve can then be operated with less power.
  • Residual distance d 0 mm, the force surplus of the solenoid valve to the spring 82 is greatest. It is therefore expedient to reduce the residual distance d taking into account the magnetic bonding to a minimum. If the bypass valve 74 is closed, it is not supplied as usual with cost "on-board voltage", but in dependence of the hydraulic forces (speed of the

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Ventil (1) zur Steuerung von Volumenströmen eines Kühlmittels in einem Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges mit einem Ventilgehäuse (10, 12, 14, 25) mit mindestens einem Einlasskanal (18) sowie mindestens einem Auslasskanal (20, 22), wobei in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) mindestens eine um die Achse (31) einer Welle (30) drehbar angeordnete Ventilscheibe (28) vorhanden ist, die die Verbindung zwischen dem mindestens einem Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) des Ventils (1) beeinflusst. Erfindungsgemäß sind in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) zwischen dem mindestens einen Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) ein Bypass- Kanal (72) sowie ein Bypass- Ventil (74) angeordnet, über die der mindestens eine Einlasskanal (18) und der mindestens eine Auslasskanal (20, 22) im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind.

Description

Beschreibung Titel
Ventil zur Steuerung von Volumenströmen
Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung von Volumenströmen nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Stand der Technik
Ein Kühl- bzw. Heizkreislauf eines Kraftfahrzeuges beinhaltet in der Regel eine zu kühlende Wärmequelle, beispielsweise eine Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs, die mittels eines Kühlmediums durch freie oder erzwungene Konvektion gekühlt werden soll. Die Temperaturdifferenz über der Wärmequelle ist vom Wärmeeintrag und von der Größe des Volumenstroms des Kühlmittels abhängig, während die absolute Temperatur des Kühlmediums durch den
Wärmeeintrag der Wärmequelle, die Wärmeabfuhr über etwaige, im Kühlkreislauf befindliche Kühlerelemente und die Wärmekapazitäten der beteiligten Materialien bestimmt wird. Um einerseits die Brennkraftmaschine vor dem Überhitzen zu schützen und andererseits die Abwärme der Brennkraftmaschine beispielsweise zur Beheizung des Fahrgastraumes nutzen zu können, wird im Kraftfahrzeug ein Kühlmittel umgepumpt, das die überschüssige Wärmeenergie der
Brennkraftmaschine aufnimmt und in gewünschtem Maße abführt.
Der Heiz- bzw. Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges umfasst in der Regel verschiedene Teilkreisläufe, wie beispielsweise einen Kühlerzweig, einen Bypass- Zweig und/oder auch einen Heizungswärmetauscherzweig. Über einen im
Kühlerzweig angeordneten Kühler oder Radiator kann die überflüssige
Wärmemenge des Kühlmittels an die Umgebungsluft abgegeben werden. Ein Heizungswärmetauscher macht andererseits die zur Verfügung stehende Wärmemenge des Kühlmittels zur Beheizung des Fahrgastraumes nutzbar. Die Verteilung des Kühlmittelstromes auf die verschiedenen Zweige des Kühl- bzw. Heizkreislaufes wird dabei üblicherweise durch zumindest ein Ventil gesteuert.
Hierzu wird in der DE 10 2006 053 310 AI vorgeschlagen, die gewünschte
Kühlmitteltemperatur durch das Mischen eines gekühlten und eines ungekühlten Kühlmittelstroms einzustellen. Dazu wird ein Steuerventil verwendet, dessen Durchströmöffnungen durch ein Verdrehen veränderlich sind. Um die
Durchströmöffnungen zu verstellen, ist in dem Steuerventil ein Elektromotor angeordnet, der über ein Schneckengetriebe die Position einer Ventilscheibe so verstellt, dass durch das Steuerventil ein gewünschter Kühlmittelstrom strömt.
Der Elektromotor ist dabei nicht vom Kühlmittelstrom getrennt, sodass die
Komponenten des Elektromotors, wie etwa der Rotor und das Getriebe, mit
Kühlmittel umflutet sind.
Aus der US 5, 950, 576 ist ferner ein Proportionalkühlmittelventil bekannt, dessen Ventilkörper scheibenförmig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von
Durchtrittsöffnungen aufweist, die es erlauben, die gewünschten Verbindungen zwischen dem Einlasskanal des Ventils und mehreren Auslasskanälen herzustellen. Die Ventilscheibe der US 5, 950, 576 wird mittels einer Welle über einen
elektromechanischen Aktuator entsprechend den Vorgaben eines
Verbrennungsmotor- Steuergerätes gestellt.
Aus der DE 10 2006 053 307 AI ist ferner bekannt, die Öffnungen der
Ventilscheibe durch Dichtelemente in Form von Dichtringen, sowie mit
Federelementen, die das Dichtelement an die Ventilscheibe andrücken, zu realisieren, sodass die Leckageraten bei einem geschlossenen Kühlkreislauf nahezu Null sind.
Bei Ausfall der Versorgungsspannung ist bei den obigen Ventilen eine
Verstellung der Ventilscheibe nicht mehr möglich, so dass diese keine definierte Position einnehmen kann. Daher kann es passieren, dass der
Verbrennungsmotor überhitzt, weil das Ventil in einer Stellung stehen bleibt, in der nicht ausreichend Kühlmittel zirkulieren kann. Im Extremfall bleibt das Ventil in Vollabsperrung stehen, so dass keine Kühlung mehr möglich ist. Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Notlaufkonzept für ein Ventil mit einer um die Achse einer Welle drehbar angeordneten Ventilscheibe vorzusehen, mit dem eine Zirkulation auch bei Ausfall der Versorgungsspannung gegeben ist.
Das Ventil zur Steuerung von Volumenströmen eines Kühlmittels in einem Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges weist ein Ventilgehäuse mit mindestens einem Einlasskanal sowie mindestens einem Auslasskanal auf. In dem Ventilgehäuse ist mindestens eine, um die Achse einer Welle drehbar angeordnete Ventilscheibe vorhanden, die die Verbindung zwischen dem mindestens einem Einlasskanal und dem mindestens einen Auslasskanal des Ventils beeinflusst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Ventilgehäuse zwischen dem mindestens einen Einlasskanal und dem mindestens einen Auslasskanal ein Bypass- Kanal sowie ein Bypass-Ventil angeordnet sind, über die der mindestens eine Einlasskanal und der mindestens eine Auslasskanal im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, einer unverzögerten Reaktion im Falle der Überhitzung, während übliche thermisch gesteuerte Einrichtungen entweder verzögert oder gar nicht auf ansteigende Temperaturen der Brennkraftmaschine reagieren, da sie thermisch nicht optimal an das System angekoppelt sind.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sowie aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Steuereinrichtung das Bypass-Ventil öffnet, wenn die Temperatur des Kühlmittels einen definierten Grenzwert überschriten hat. Dadurch kann die Steuereinrichtung im
Normalbetrieb stromlos gehalten werden, um Energie zu sparen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Steuereinrichtung das Bypass-Ventil geschlossen hält, solange die Temperatur des Kühlmittels den definierten Grenzwert nicht überschritten hat. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung stromlos offen, wodurch in vorteilhafter Weise ohne Anliegen einer elektrischen Spannung ein Notbetrieb möglich ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung Bestandteil des elektrisch betätigbaren Ventils ist und eine separate Zuleitung zur Energieversorgung aufweist. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, dass auch bei einem
Kabelbruch der Hauptversorgung des Ventils oder bei einem Abfallen des entsprechenden Anschlusssteckers eine Notfunktion gewährleistet ist.
Um den Energiebedarf des Notlauf konzepts so gering wie möglich zu halten, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, einen Restabstand des elektrisch betätigbaren Ventils minimal zu halten. Auf diese Weise können der Energieverbrauch des Gesamtsystems sowie die Eigenerwärmung des elektrisch betätigbaren Ventils verringert werden.
Zeichnung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen
Funktionsweise hindeuten. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein
Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere wird ein Fachmann auch die Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ventils in einer
Übersichtsdarstellung,
Fig. 2 das Ventil gemäß Figur 1 in einer ersten Schnittdarstellung, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Ventils gemäß Figur 1 in einer weiteren Schnittdarstellung,
Fig. 4 ein erste Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen
Notlaufkonzepts des Ventils gemäß Figur 1,
Fig. 5 ein zweite Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen
Notlaufkonzepts des Ventils gemäß Figur 1,
Fig. 6 ein Kennlinien-Diagramm des erfindungsgemäßen Notlaufkonzepts.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein Ventil 1 in einer Übersichtsdarstellung. Das Ventil 1 gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 10 mit einem
Gehäuseunterteil 12 sowie einem Gehäuseoberteil 14, die über Verbindungsmittel 16, beispielsweise Schrauben, Nieten oder Rastmittel, fluiddicht miteinander verbunden sind. Insbesondere das Gehäuseunterteil 12 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet, wie dies in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, und ermöglicht in seinem Inneren die Ausbildung einer Ventilkammer zur Aufnahme eines Ventilelementes. Das Gehäuseoberteil 14 kann ebenfalls topfförmig ausgebildet sein bzw. lediglich als eine Art Deckel im Gehäuseunterteil 12 ausgeformt sein. Am Gehäuseunterteil 12 angeformt ist der Stutzen eines
Einlasskanals 18. Der Einlasskanal 18 bzw. der Stutzen kann dabei insbesondere einstückig mit dem Gehäuseunterteil 12 ausgeformt, beispielsweise in Kunststoff ausgebildet sein.
Mit dem Gehäuseoberteil 14 verbunden sind ein erster sowie ein zweiter
Auslasskanal 20, 22. Mit Hilfe eines in der Ventilkammer angeordneten und noch näher zu beschreibenden Ventilelementes kann eine Verbindung zwischen dem Einlasskanal 18 und dem ersten bzw. zweiten Auslasskanal 20, 22 geöffnet, geschlossen und in gewünschter Weise variiert werden. Darüber hinaus weist das Ventil 1 noch einen Stellantrieb 24 zur Verstellung des Ventilelementes auf, der in Verbindung mit Fig. 3 noch näher beschrieben wird und der ein eigenes
Antriebsgehäuse 25 aufweist, das mit dem Gehäuse 10, insbesondere dem
Gehäuseoberteil 14, des Ventils 1 verschraubt ist. Fig. 2 zeigt einen ersten Schnitt durch das Ventil 1, der in etwa senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1 verläuft. In der zwischen dem Gehäuseunterteil 12 und dem Gehäuseoberteil 14 ausgebildeten Ventilkammer 26 ist eine Ventilscheibe 28 als Ventilelement angeordnet. Eine Abtriebswelle 30 des in Fig. 3 näher dargestellten Stellantriebes 24 greift in eine zentrale Öffnung 32 der Ventilscheibe 28 ein. Durch entsprechende Sicherungsmittel 34 ist die Ventilscheibe 28 drehfest auf der Abtriebswelle 30 befestigt, so dass diese Welle auch als Antriebswelle der Ventilscheibe 28 dient. Die Sicherung der Ventilscheibe auf der Welle 30 kann beispielsweise durch eine in Fig. 2 dargestellte Verschraubung bzw. Verrastung erfolgen, oder aber auch durch ein Verpressen der Welle 30 in der zentralen Öffnung 32 der Ventilscheibe 28.
Zwischen dem Gehäuseunterteil 12 und dem Gehäuseoberteil 14 sind Dichtmittel, beispielsweise ein Dichtring 36 vorgesehen, um eine fluiddichte Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 12, 14 des Ventilgehäuses 10 zu
gewährleisten. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 sind der
Einlasskanal 18 fluchtend auf einer gemeinsamen Achse 37 mit dem ersten Auslasskanal 20 und die Welle 30 entlang einer dazu parallel ausgerichteten Rotationsachse 31 angeordnet.
Fig. 3 zeigt eine zweite schematische Schnittansicht des Ventils 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Längsachsen des Einlasskanals 18 und des Auslasskanals 20 sind hier versetzt zueinander angeordnet. In dem zweiten Gehäuse 25 ist ein Rotor 38 und ein Stator 40 des als Elektromotor
ausgebildeten Stellantriebs 24 angeordnet. Der Rotor 38 weist eine Rotorwelle 42 auf, auf der in einem ersten Bereich eine Schneckenverzahnung 44 und in einem zweiten Bereich ein Blechpaket 46 angeordnet sind. Die paketierten Bleche des Blechpakets 46 umfassen dabei radial die Rotorwelle 42 und werden axial durch zwei Blechhülsen 48 begrenzt. In dem Blechpaket 46 ist zumindest ein Magnet 50 angeordnet. Das Blechpaket 46 ist in seiner räumlichen
Anordnung in einer Rotorwellenachse 52 von dem Bereich der
Schneckenverzahnung 44 durch eine radiale Lageraufnahme 54 und dem darin angeordneten ersten radialen Lagerelement 56 abgetrennt. Die Flächen der Rotorwelle 42, die an den radialen Lagerelementen 56, 57 und den axialen Lagerelementen 58, 60 anliegen, weisen dabei einen höheren Härtegrad als die übrigen Flächen der Rotorwelle 42 auf. Die axialen Lagerelemente 58, 60 sind plattenförmig ausgeprägt, wobei das erste axiale Lagerelement 58 in dem
Antriebsgehäuse 25 und das zweite axiale Lagerelement 60 in den
Gehäuseoberteil 14 angeordnet sind. Der Rotor 38 weist an den Enden der
Rotorwelle 42 jeweils einen Anlaufpilz 64 auf, der zur Abstützung der Lagerkräfte auf die axialen Lagerelemente 58, 60 dient. Der Rotor 38 sowie der Stator 40, werden durch das Antriebsgehäuse 25 und ein zweites Dichtelement 68
gegenüber der Umgebung abgeschlossen.
Der Stator 40 weist zumindest eine Spule 62 mit einer Mehrzahl von Wicklungen sowie nicht dargestellte Blechpakete auf. Die Spulen 62 erzeugen bei angelegter Spannung ein Magnetfeld, welches den Rotor 38 in Rotation um die
Rotorwellenachse 52 versetzt. Die Spulen 62 können hierbei mit
Wechselspannung betrieben werden oder elektronisch kommutiert werden.
Durch die Rotation des Rotors 38 wird über die Schneckenverzahnung 44 ein Stirnrad 66 (vergleiche Fig. 2) angetrieben, welches mit der Ventilscheibe 28 verbunden ist. Die Ventilscheibe 28 weist zumindest eine Öffnung 70 auf, wobei durch ein Verdrehen der Ventilscheibe 28 die Öffnung 70 vor den Auslasskanal 20 gedreht wird. Je nach Stellung der Öffnung 70 vor dem Auslasskanal 20 wird die Durchflussfläche der Ventilscheibe 28 reguliert. Die Öffnung 70 ist mit ihrer Längsachse zur Rotationsachse 31 der Welle 30 bzw. der Ventilscheibe 28 versetzt angeordnet. In den Figuren 4 und 5 ist das erfindungsgemäße Notlaufkonzept des Ventils 1 dargestellt. In dem Ventilgehäuse 10, insbesondere in dem Gehäuseoberteil 14, sind zwischen dem Einlasskanal 18 und dem Auslasskanal 20 ein Bypass- Kanal 72 sowie ein Bypass-Ventil 74 angeordnet, über die der Einlasskanal 18 und der Auslasskanal 20 im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind. Im Normalbetrieb ist das Bypass-Ventil 74 geschlossen. Falls das Kühlmittel infolge eines Blockierens der Ventilscheibe 28 im geschlossenen Zustand überhitzt, wird gemäß Fig. 5 das Bypass-Ventil 74 durch eine in dem elektrisch betätigbaren Ventil 74 integrierte Steuereinrichtung 76, die die erhöhte Temperatur erkennt, elektrisch geöffnet, so dass das Kühlmittel durch den weiteren Kanal 72 in den Auslasskanal 20 strömen kann. Es ist sinnvoll, dass die zusätzliche Steuereinrichtung eine separate Zuleitung erhält, damit auch bei Kabelbruch der Hauptversorgung für das Ventil 1 oder im Falle eines Abfallen des Steckers eine Notfunktion gewährleistet ist.
Bezüglich der Ansteuerung des elektrisch betätigbaren Ventils 74 gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Die Steuereinrichtung 76 ist stromlos offen. Dadurch ist auch ohne Anliegen einer elektrischen Spannung ein Notbetrieb möglich. Beim Normalbetrieb muss dann immer eine Spannung anliegen, um die Einrichtung zu schließen.
2. Die Steuereinrichtung 76 ist stromlos geschlossen. Beim Notbetrieb muss dann Spannung angelegt werden, um die Einrichtung zu öffnen.
Die Schließkraft des als Magnetventil ausgebildeten elektrisch betätigbaren Ventils 74 hängt stark vom Restabstand des Magnetkreises ab. Fig. 6 zeigt die
Abhängigkeit der Magnetkraft 78 und der Federkraft 80 der Feder 82 vom
Restabstand d. Beträgt der Restabstand d = 0 mm, so weist die
Magnetkraftkennlinie 78 ihren größten Gradienten auf, d.h. sie fällt hier am steilsten ab. Damit das Bypass-Ventil 74 schließen kann, muss die Magnetkraft 78 größer sein als die Federkraft 80. Bei großem Restabstand d wird verhältnismäßig viel Strom benötigt, damit das Bypass-Ventil 74 schließen kann. Mit sinkendem
Restabstand d steigt die Magnetkraft 78 wesentlich mehr als die Federkraft 80; das Magnetventil kann dann mit weniger Strom betrieben werden. Bei einem
Restabstand d = 0 mm ist der Kraftüberschuss des Magnetventils zur Feder 82 am größten. Es ist daher zielführend, den Restabstand d unter Berücksichtigung des magnetischen Klebens auf ein Minimum zu reduzieren. Ist das Bypass-Ventil 74 geschlossen, wird es nicht wie üblich mit kostanter„Bordspannung" versorgt, sondern in Abhängigkeit der hydraulischen Kräfte (Drehzahl der
Brennkraftmaschine) mit reduzierter Leistung angesteuert.

Claims

Ansprüche
1. Ventil (1) zur Steuerung von Volumenströmen eines Kühlmittels in einem Heiz- und/oder Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges mit einem
Ventilgehäuse (10, 12, 14, 25) mit mindestens einem Einlasskanal (18) sowie mindestens einem Auslasskanal (20, 22), wobei in dem
Ventilgehäuse (10, 12, 14) mindestens eine um die Achse (31) einer Welle (30) drehbar angeordnete Ventilscheibe (28) vorhanden ist, die die Verbindung zwischen dem mindestens einem Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) des Ventils (1) beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (10, 12, 14) zwischen dem mindestens einen Einlasskanal (18) und dem mindestens einen Auslasskanal (20, 22) ein Bypass- Kanal (72) sowie ein Bypass- Ventil (74) angeordnet sind, über die der mindestens eine Einlasskanal (18) und der mindestens eine Auslasskanal (20, 22) im Falle einer Überhitzung des Kühlmittels miteinander verbindbar sind.
2. Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Steuereinrichtung (76) das Bypass-Ventil (74) öffnet, wenn die
Temperatur des Kühlmittels einen definierten Grenzwert überschritten hat.
3. Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Steuereinrichtung (76) das Bypass-Ventil (74) geschlossen hält, solange die Temperatur des Kühlmittels einen definierten Grenzwert nicht überschritten hat.
4. Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (76) Bestandteil des Bypass- Ventils (74) ist und eine separate Zuleitung (78) zur Energieversorgung aufweist.
5. Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (74) ein Magnetventil ist.
6. Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Restabstand (d) des Bypass-Ventils (74) minimal ist.
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