EP4710024A1 - Ventil für ein flüssigkeitssystem eines fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (4) für ein Flüssigkeitssystem (2) eines Fahrzeugs, umfassend ein Ventilgehäuse mit einer Mehrzahl von Ventilgehäuseöffnungen (A bis G), einen Ventilkörper (28) mit einer ersten Ebene (30) mit mindestens einem ersten Verbindungsdurchgang (32, 34, 36) und mit einer zweiten Ebene (38) mit mindestens einem zweiten Verbindungsdurchgang (34, 40), jeweils zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei Ventilgehäuseöffnungen (A bis G), eine Ventildichtung (41) und einen Ventilantrieb zur automatischen Drehung des Ventilkörpers (28), wobei die Ventildichtung (41) mit einem durchgehenden Schlitz (43) ausgebildet ist, wobei der Schlitz (43) in mindestens einem Schaltzustand des Ventils (4) in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen (A bis G) steht, und wobei der Ventilkörper (28) und die Ventildichtung (41) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass in jedem Schaltzustand des Ventils (4) gewährleistet ist, dass die Ventilgehäuseöffnungen (A bis G) lediglich in gewünschter Weise strömungsleitend miteinander verbunden sind.

Description

Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Derartige Ventile für Flüssigkeitssysteme von Fahrzeugen sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt und umfassen ein Ventilgehäuse mit einem Boden, einem Deckel und mit einer Mehrzahl von in einer Seitenwand des Ventilgehäuses angeordneten Ventilgehäuseöffnungen, einen in dem Ventilgehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Ventilkörper mit einer senkrecht zur Drehachse angeordneten ersten Ebene mit mindestens einem ersten Verbindungsdurchgang und mit einer senkrecht zur Drehachse angeordneten und mittels eines Zwischenbodens von der ersten Ebene strömungsleitend getrennten zweiten Ebene mit mindestens einem zweiten Verbindungsdurchgang, jeweils zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei Ventilgehäuseöffnungen der Mehrzahl von Ventilgehäuseöffnungen, eine zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilkörper angeordnete Ventildichtung mit zu den Ventilgehäuseöffnungen korrespondierenden Ventildichtungsöffnungen und einen Ventilantrieb zur automatischen Drehung des Ventilkörpers um die Drehachse zur Einstellung einer Mehrzahl von Schaltzuständen des Ventils.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ventildichtung als eine geschlitzte Dichtung mit einem entlang der Drehachse verlaufenden, durchgehenden Schlitz ausgebildet ist, wobei der Schlitz in mindestens einem Schaltzustand des Ventils in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen steht, und wobei der Ventilkörper und die Ventildichtung derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass in jedem Schaltzustand des Ventils gewährleistet ist, dass die Ventilgehäuseöffnungen lediglich in gewünschter Weise strömungsleitend miteinander verbunden sind. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs liegt insbesondere darin, dass ein Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs verbessert ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventils für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs ist das Ventil konstruktiv, fertigungstechnisch und schaltungstechnisch wesentlich vereinfacht. Gleichzeitig ist die Funktionalität des erfindungsgemäßen Ventils für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs vergleichbar mit der Funktionalität von weit komplexeren Ventilen oder der Verwendung von einer Mehrzahl von einfacheren Ventilen. Mittels des erfindungsgemäßen Ventils für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs ist es insbesondere möglich, trotz einer als geschlitzte Dichtung ausgebildeten Ventildichtung und bei vergleichbarem zur Verfügung stehenden Bauraum, ein im Vergleich zum Stand der Technik komplexeres Ventil mit mehr möglichen Schaltzuständen anzugeben. Dies deshalb, weil bei dem erfindungsgemäßen Ventil, anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen, der Schlitz der Ventildichtung in mindestens einem Schaltzustand des Ventils in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen steht. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann es dabei vorgesehen sein, dass der Schlitz der Ventildichtung in mindestens einem Schaltzustand des Ventils in strömungsleitender Verbindung zu mindestens zwei der Ventilgehäuseöffnungen steht, wobei diese vorgenannten Ventilgehäuseöffnungen in diesem Schaltzustand in gewünschter Weise miteinander strömungsleitend verbunden sind. Im Unterschied dazu ist der Schlitz bei vergleichbaren Ventildichtungen aus dem Stand der Technik immer so angeordnet, dass der Schlitz in keinem denkbaren Schaltzustand des bekannten Ventils in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen steht. Der vorhandene Bauraum ist also bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen nicht so weitgehend für Schaltzustände dieser Ventile verwendbar, wie dies bei der Erfindung der Fall ist. Entsprechend weisen diese bekannten Ventile im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Ventil eine geringere Anzahl von möglichen Schaltzuständen auf.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs nach Art, Funktionsweise, Material und Dimensionierung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar. Entsprechend vielfältig sind die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Ventils. Rein exemplarisch sei hier lediglich auf Thermomanagementsysteme von Elektrofahrzeugen, insbesondere auf deren Kühlmittelsysteme, hingewiesen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass die Ventildichtung als ein geschlitztes Rohr ausgebildet ist und/oder, dass der Ventilkörper und der Zwischenboden derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass einer des mindestens einen ersten Verbindungsdurchgangs und einer des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs als ein gemeinsamer Verbindungsdurchgang eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene ausbilden. Auf diese Weise ist einerseits eine erfindungsgemäße Ventildichtung mit einer konstruktiv und fertigungstechnisch besonders vorteilhaften Geometrie und andererseits eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene des erfindungsgemäßen Ventils auf konstruktiv und fertigungstechnisch sehr einfache Art angegeben. Letzteres gilt insbesondere unabhängig von dem Schlitz der Ventildichtung.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass der Ventilkörper und die Ventildichtung derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass mittels des Schlitzes in mindestens einem der Schaltzustände des Ventils in gewünschter Weise eine der ersten Ventilgehäuseöffnungen und eine der zweiten Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind, bevorzugt, dass die vorgenannte strömungsleitende Verbindung mittels eines des mindestens einen ersten Verbindungsdurchgangs und eines des mindestens einen zweiten Verbin- dungsdurchgangs ausgebildet ist, besonders bevorzugt, dass die vorgenannte strömungsleitende Verbindung lediglich mittels eines einzigen des mindestens einen ersten Verbindungsdurchgangs und eines einzigen des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs ausgebildet ist. Hierdurch ist, alternativ oder zusätzlich zu der vorgenannten Weiterbildung, eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene des erfindungsgemäßen Ventils ebenfalls auf konstruktiv und fertigungstechnisch sehr einfache Art angegeben. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung. Die besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung hat den weiteren Vorteil, dass die prinzipielle strömungstechnische Trennung der ersten Ebene von der zweiten Ebene, trotz der auf die vorgenannte Art existierende strömungsleitende Verbindung zwischen den beiden Ebenen, für dazu korrespondierende Schaltzustände des erfindungsgemäßen Ventils nutzbar bleibt.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass der Ventilkörper und die Ventildichtung derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass der Ventilkörper in mindestens einem der Schaltzustände des Ventils den Schlitz in gewünschter Weise von jeder ersten Ventilgehäuseöffnung und/oder von jeder zweiten Ventilgehäuseöffnung strömungstechnisch isoliert. Auf diese Weise ist, trotz des zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen in strömungsleitender Verbindung stehenden Schlitzes der Ventildichtung, mindestens ein Schaltzustand des erfindungsgemäßen Ventils ermöglicht, bei dem eine strömungsleitende Trennung der ersten Ebene von der zweiten Ebene zwingend erforderlich ist.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass einer des mindestens einen ersten und/oder des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs derart ausgebildet ist, dass mittels dieses Verbindungsdurchgangs in Abhängigkeit eines der Schaltzustände des Ventils mindestens drei derselben Ebene wie dieser Verbindungsdurchgang zugeordnete Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbindbar sind. Hierdurch ist eine konstruktiv und fertigungstechnisch relativ einfache Ausführungsform der Erfindung angegeben, mittels der jedoch bereits eine große Anzahl von Schaltzuständen des erfindungsgemäßen Ventils realisierbar sind.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass der vorgenannten Ebene insgesamt drei Ventilgehäuseöffnungen zugeordnet sind, bevorzugt, dass diese drei Ventilgehäuseöffnungen lediglich der vorgenannten Ebene zugeordnet sind. Auf diese Weise ist ein guter Kompromiss zwischen einerseits einer konstruktiv und fertigungstechnisch relativ einfachen Ausführungsform der Erfindung und andererseits einer großen Anzahl von möglichen Schaltzuständen des erfindungsgemäßen Ventils angegeben.

Eine vorteilhafte Weiterbildung einer der beiden letztgenannten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass der vorgenannte Verbindungsdurchgang mittels mindestens einer Ventilkörperwand begrenzt ist, bevorzugt, dass die mindestens eine Ventilkörperwand als insgesamt drei Ventilkörperwände ausgebildet ist. Hierdurch ist der vorgenannte Verbindungsdurchgang auf konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfache Art und Weise umsetzbar. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass der vorgenannte Verbindungsdurchgang mittels mindestens einer der mindestens einen Ventilkörperwand von mindestens einem weiteren Verbindungsdurchgang der vorgenannten Ebene strömungsleitend getrennt ist, bevorzugt, dass der Ventilkörper und der Zwischenboden derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass der vorgenannte Verbindungsdurchgang und/oder der weitere Verbindungsdurchgang eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene ausbilden/ausbildet. Auf diese Weise ist der bauliche Aufwand bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Ventils bei gleichzeitig verbesserter Funktionalität des erfindungsgemäßen Ventils wesentlich reduziert. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, dass mittels des vorgenannten Verbindungsdurchgangs und/oder des weiteren Verbindungsdurchgangs zusätzlich eine strömungsleitende Verbindung zwischen den beiden Ebenen hergestellt ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils sieht vor, dass einerseits der ersten Ebene mindestens vier Ventilgehäuseöffnungen und mindestens drei erste Verbindungdurchgänge zugeordnet sind und andererseits der zweiten Ebene mindestens drei Ventilgehäuseöffnungen und mindestens zwei Verbindungsdurchgänge zugeordnet sind, bevorzugt, dass mindestens drei der ersten Verbindungsdurchgänge lediglich durch eine einzige Ventilkörperwand voneinander strömungsleitend getrennt sind und/oder, dass mindestens zwei der zweiten Verbindungsdurchgänge lediglich durch eine einzige Ventilkörperwand getrennt sind, besonders bevorzugt, dass der Ventilkörper und der Zwischenboden derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass einer der ersten Verbindungsdurchgänge und einer der zweiten Verbindungsdurchgänge als ein einziger gemeinsamer Verbindungsdurchgang ausgebildet sind. Hierdurch ist eine für die Praxis sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils angegeben. Dies gilt besonders für die bevorzugte und insbesondere für die besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung.

Ferner sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils vor, dass mittels des Ventils mindestens vier Schaltzustände realisierbar sind, bevorzugt, dass in einem ersten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung A mit einer der ersten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung B, eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit einer der ersten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der zweiten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E, mit den ebenfalls der zweiten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnungen F und G und/oder, dass in einem zweiten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung B mit einer ebenfalls der ersten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der zweiten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E mit einer ebenfalls der zweiten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G und/oder, dass in einem dritten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung B mit einer ebenfalls der ersten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit einer der zweiten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G, eine der zweiten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E mit einer ebenfalls der zweiten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung F und/oder, dass in einem vierten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung A mit einer der zweiten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung E, eine der ersten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit einer ebenfalls der ersten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der zweiten Ebene zugeordnete Ventilgehäuseöffnung F mit einer ebenfalls der zweiten Ebene zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G. Auf diese Weise ist eine Vielzahl von strömungsleitenden Verbindungen lediglich mittels des erfindungsgemäßen Ventils ermöglicht. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung. Ferner ist zwischen den benachbarten Ventilgehäuseöffnungen einerseits ein ausreichend großer Abstand vorhanden und andererseits kann die Überführung zwischen den einzelnen Schaltzuständen hinreichend schnell erfolgen.

Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 a ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils in einem Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs, in einem ersten Schaltzustand des Ventils, in einem Verfahrensschaltbild,

Fig. 1 b das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 a mit den beiden Ebenen des Ventils in einer Einzeldarstellung, jeweils in einem Querschnitt durch die jeweilige Ebene, Fig. 2a das Ausführungsbeispiel in einem zweiten Schaltzustand des Ventils, in analoger Darstellung zur Fig. 1a,

Fig. 2b das Ausführungsbeispiel in dem zweiten Schaltzustand des Ventils, in analoger Darstellung zur Fig. 1 b,

Fig. 3a das Ausführungsbeispiel in einem dritten Schaltzustand des Ventils, in analoger Darstellung zur Fig. 1 a,

Fig. 3b das Ausführungsbeispiel in dem dritten Schaltzustand des Ventils, in analoger Darstellung zur Fig. 1 b,

Fig. 4a das Ausführungsbeispiel in einem vierten Schaltzustand des Ventils, in analoger Darstellung zur Fig. 1 a und

Fig. 4b das Ausführungsbeispiel in dem vierten Schaltzustand des Ventils, in analoger Darstellung zur Fig. 1 b.

In den Fig. 1 a bis 4b ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs rein exemplarisch dargestellt.

Das Fahrzeug ist als Elektrofahrzeug ausgebildet und nicht näher dargestellt. Das Flüssigkeitssystem 2 ist als ein Kühlmittelsystem für das Elektrofahrzeug ausgebildet und weist als einziges Ventil das Ventil 4 auf. Neben dem Ventil 4 umfasst das Flüssigkeitssystem 2 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine erste Kühlmittelpumpe 6, eine Antriebsbatterie 8, einen Kühlmitteltank 10, einen Frontradiator 12, eine zweite Kühlmittelpumpe 14, eine Leistungselektronik 16 und einen mit der Leistungselektronik 16 auf dem Fachmann an sich bekannte Art und Weise zusammenwirkenden Elektromotor 18, nämlich als ein sogenannter Antriebsstrang zusammenwirkend, zum Antrieb des Fahrzeugs, einen elektrischen Zuheizer 20 und einen Chiller 22. Die vorgenannten Komponenten stehen hier lediglich beispielhaft für ein Kühlmittelsystem eines Fahrzeugs. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Kühlmittelsystem alternativ oder zusätzlich auch andere Komponenten enthalten. Der Fachmann wird je nach den Erfordernissen des Einzelfalls die entsprechende Auswahl an Komponenten treffen. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Ventil grundsätzlich auch für andere Flüssigkeitssysteme eines Fahrzeugs vorteilhaft verwendbar. Das Ventil 4 für das Flüssigkeitssystem 2 umfasst ein Ventilgehäuse mit einem Boden 24, einem nicht dargestellten Deckel und eine Mehrzahl von in einer Seitenwand 26 des Ventilgehäuses angeordneten Ventilgehäuseöffnungen A, B, C, D, E, F, G, einen in dem Ventilgehäuse um eine senkrecht zu der jeweiligen Bildebene der Fig. 1 a bis 4b verlaufenden Drehachse drehbar angeordneten Ventilkörper 28 mit einer senkrecht zur Drehachse angeordneten ersten Ebene 30 mit mindestens einem ersten Verbindungsdurchgang 32, 34, 36 und mit einer senkrecht zur Drehachse angeordneten zweiten Ebene 38 mit mindestens einem zweiten Verbindungsdurchgang 34, 40, jeweils zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei Ventilgehäuseöffnungen A bis G der Mehrzahl von Ventilgehäuseöffnungen A bis G, eine zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilkörper 28 angeordnete Ventildichtung 41 mit zu den Ventilgehäuseöffnungen A bis G korrespondierenden Ventildichtungsöffnungen und einen nicht dargestellten Ventilantrieb zur automatischen Drehung des Ventilkörpers 28 um die Drehachse. Die erste Ebene 30 und die zweite Ebene 38 sind mittels eines Zwischenbodens 42 voneinander strömungstechnisch getrennt. Der Ventilkörper 28 und der Zwischenboden 42 sind hier derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass einer der ersten Verbindungsdurchgänge und einer der zweiten Verbindungsdurchgänge als ein einziger gemeinsamer Verbindungsdurchgang 34 ausgebildet sind. Siehe hierzu die Fig. 1 b, 2b, 3b und 4b. In jeder dieser Fig. ist in der Bildebene links ein Querschnitt durch die erste Ebene 30 und rechts ein Querschnitt durch die zweite Ebene 38 abgebildet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Ebene 38 oberhalb der ersten Ebene 30 angeordnet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, so dass in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch die erste Ebene oberhalb der zweiten Ebene angeordnet sein kann. Auch können die Ventilgehäuseöffnungen A bis G in der jeweiligen Bildebene der Fig. 1 a bis 4b auch spiegelbildlich angeordnet sein. Analog hierzu wären dann auch die Verbindungsdurchgänge 32, 34, 36 und 40 zu spiegeln.

Erfindungsgemäß ist die Ventildichtung 41 als eine geschlitzte Dichtung mit einem entlang der Drehachse verlaufenden, durchgehenden Schlitz 43 ausgebildet, wobei der Schlitz 43 in mindestens einem Schaltzustand des Ventils 4 in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen A bis G steht, und wobei der Ventilkörper 28 und die Ventildichtung 41 derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass in jedem Schaltzustand des Ventils 4 gewährleistet ist, dass die Ventilgehäuseöffnungen A bis G lediglich in gewünschter Weise strömungsleitend miteinander verbunden sind.

Der zweiten Ebene 38 sind insgesamt drei Ventilgehäuseöffnungen E, F, G zugeordnet, wobei diese drei Ventilgehäuseöffnungen E, F, G bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich der vorgenannten Ebene 38 zugeordnet sind. Ferner ist der vorgenannte Verbindungsdurchgang 40 mittels mindestens einer Ventilkörperwand begrenzt, wobei die mindestens eine Ventilkörperwand hier als insgesamt drei Ventilkörperwände 44, 46, 48 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der vorgenannte Verbindungsdurchgang 40 mittels mindestens einer der mindestens einen Ventilkörperwand, nämlich lediglich der Ventilkörperwand 44, von mindestens einem weiteren Verbindungsdurchgang, nämlich dem Verbindungsdurchgang 34, der vorgenannten Ebene, nämlich der zweiten Ebene 38, strömungstechnisch getrennt, wobei der Ventilkörper 28 und der Zwischenboden 42 derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass dieser Verbindungsdurchgang 34 eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene 30 und der zweiten Ebene 38 ausbildet.

Der ersten Ebene 30 sind insgesamt vier Ventilgehäuseöffnungen A, B, C, D und mindestens ein erster Verbindungsdurchgang, nämlich drei erste Verbindungdurchgänge 32, 34, 36, zugeordnet, wobei die drei ersten Verbindungsdurchgänge 32, 34, 36 hier lediglich durch eine einzige Ventilkörperwand 50 voneinander strömungstechnisch getrennt sind.

Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventils gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 a bis 4b näher erläutert.

Mittels des Ventils 4 ist eine Mehrzahl von Schaltzuständen, nämlich insgesamt vier Schaltzustände, realisierbar. In einem ersten Schaltzustand sind die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden: die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung A mit der der ersten Ebene 30 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung B, die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit der der ersten Ebene 30 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, die der zweiten Ebene 38 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E, mit den ebenfalls der zweiten Ebene 38 zugeordneten Ventilgehäuseöffnungen F und G. So sind hier der Verbindungsdurchgang 32 in der ersten Ebene 30 und der Verbindungsdurchgang 40 in der zweiten Ebene 38 mittels des Schlitzes 43 miteinander verbunden und von den anderen Verbindungsdurchgängen 34, 36 getrennt. Diese Trennung von den anderen Verbindungsdurchgängen 34, 36 erfolgt in der ersten Ebene 30 mittels der Ventilkörperwand 50, welche den Verbindungsdurchgang 32 begrenzt. In der zweiten Ebene 38 erfolgt die vorgenannte Trennung von den anderen Verbindungsdurchgängen, nämlich dem gemeinsamen Verbindungsdurchgang 34, mittels der Ventilkörperwand 44, welche den Verbindungsdurchgang 34 begrenzt. Der Schlitz 43 ist in der zweiten Ebene 38 zwar mit den Ventilgehäuseöffnungen E, F, G strömungsleitend verbunden; jedoch wird die Strömung von der Ventilgehäuseöffnung F zu den Ventilgehäuseöffnungen E und G durch den Schlitz 43 im Wesentlichen nicht beeinflusst. Siehe hierzu die Fig. 1 a und 1 b.

In einem zweiten Schaltzustand des Ventils 4 sind die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden: die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung B mit der ebenfalls der ersten Ebene 30 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, die der zweiten Ebene 38 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E mit der ebenfalls der zweiten Ebene 38 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G. Der gemeinsame Verbindungsdurchgang 34 ist in der ersten Ebene 30 und in der zweiten Ebene 38 auch mit dem Schlitz 43 strömungsleitend verbunden und von den anderen Verbindungsdurchgängen 32, 36 und 40 getrennt. Diese Trennung von den anderen Verbindungsdurchgängen 32, 36 und 40 erfolgt in der ersten Ebene 30 mittels der Ventilkörperwand 50, welche den Verbindungsdurchgang 34 begrenzt. In der zweiten Ebene 38 erfolgt die vorgenannte Trennung mittels der Ventilkörperwand 44, welche den Verbindungsdurchgang 34 begrenzt. Der Schlitz 43 ist in der ersten Ebene 30 zwar mit der Ventilgehäuseöffnung C strömungsleitend verbunden; jedoch steht die Ventilgehäuseöffnung C nicht in strömungsleitender Verbindung zu einer der anderen Ventilgehäuseöffnungen A, B und D bis G, so dass der Schlitz 43 keine der gewünschten Strömungen beeinflussen kann. Siehe hierzu die Fig. 2a und 2b.

In einem dritten Schaltzustand sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden: die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung B mit der ebenfalls der ersten Ebene 30 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit der der zweiten Ebene 38 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G, die der zweiten Ebene 38 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E mit der ebenfalls der zweiten Ebene 38 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung F. Hier sind der gemeinsame Verbindungsdurchgang 34 in der ersten Ebene 30 und in der zweiten Ebene 38 auch mittels des Schlitzes 43 miteinander verbunden und von den anderen Verbindungsdurchgängen 32, 36 und 40 getrennt. Diese Trennung von den anderen Verbindungsdurchgängen 32, 36 und 40 erfolgt in der ersten Ebene 30 mittels der Ventilkörperwand 50, welcher den Verbindungsdurchgang 34 begrenzt. In der zweiten Ebene 38 erfolgt die vorgenannte Trennung mittels der Ventilkörperwand 44, die den Verbindungsdurchgang 34 begrenzt. Der Schlitz 43 ist in der ersten Ebene 30 mit der Ventilgehäuseöffnung C und in der zweiten Ebene 38 mit der Ventilgehäuseöffnung G strömungsleitend verbunden, so dass einerseits die Ventilgehäuseöffnungen G und C mittels des Schlitzes 43 in gewünschter Weise miteinander strömungsleitend verbunden sind. Andererseits werden die übrigen gewünschten Strömungen durch den Schlitz 43 nicht beeinflusst. Siehe hierzu die Fig. 3a und 3b.

Ferner sind in einem vierten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden: die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung A mit der der zweiten Ebene 38 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung E, die der ersten Ebene 30 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit der ebenfalls der ersten Ebene 30 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, die der zweiten Ebene 38 zugeordnete Ventilgehäuseöffnung F mit der ebenfalls der zweiten Ebene 38 zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G. Der Verbindungsdurchgang 36 in der ersten Ebene 30 ist hier mit dem Schlitz 43 verbunden. In der zweiten Ebene 38 dagegen wird der Schlitz 43 mittels der Ventilkörperwand 46 strömungsdicht verschlossen, sodass der Schlitz 43 keine strömungsleitende Verbindung zu der zweiten Ebene 38 aufweist. Der Schlitz 43 ist in der ersten Ebene 30 zwar mit den Ventilgehäuseöffnungen C und D strömungsleitend verbunden; jedoch wird die Strömung von der Ventilgehäuseöffnung D zu der Ventilgehäuseöffnung C durch den Schlitz 43 im Wesentlichen nicht beeinflusst. Siehe hierzu die Fig. 4a und 4b.

Zwecks Realisierung eines der vorgenannten Schaltzustände des Ventils 4 wird das als zentrales Verteilventil ausgebildete Ventil 4 mit dem Ventilkörper 28 und den zwei Ebenen 30, 38 durch eine gemeinsame, nicht dargestellte Welle verstellt, nämlich auf dem Fachmann an sich bekannte Art und Weise um die Drehachse gedreht. Das Ventil 4 weist die vorgenannten sieben Anschlüsse A bis G mit der folgenden Zuordnung auf: A als Rücklauf von der Antriebsbatterie 8; B als Zulauf zu dem Chiller 22; C als Zulauf zu dem Frontradiator 12; D als Rücklauf von dem Antriebsstrang, nämlich der Leistungselektronik 16 mit dem Elektromotor 18; E als Zulauf zu dem Antriebsstrang; F als Rücklauf von dem Frontradiator 12; G als Rücklauf von dem Chiller 22 und als Zulauf zu der Antriebsbatterie 8. Siehe die Zusammenschau der Fig. 1 a und 1 b, 2a und 2b, 3a und 3b sowie 4a und 4b.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventils 4 für das Flüssigkeitssystem 2 des Fahrzeugs ist das Ventil 4 im Vergleich zum Stand der Technik konstruktiv, fertigungstechnisch und schaltungstechnisch wesentlich vereinfacht. Gleichzeitig ist die Funktionalität des Ventils 4 vergleichbar mit der Funktionalität von weit komplexeren Ventilen oder der Verwendung von einer Mehrzahl von einfacheren Ventilen im Stand der Technik. Mittels des Ventils 4 ist es insbesondere möglich, trotz der als geschlitzte Dichtung ausgebildeten Ventildichtung 41 und bei vergleichbarem zur Verfügung stehenden Bauraum, ein im Vergleich zum Stand der Technik komplexeres Ventil mit mehr möglichen Schaltzuständen anzugeben. Dies deshalb, weil bei dem Ventil 4, anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen, der Schlitz 43 der Ventildichtung 41 in mindestens einem Schaltzustand des Ventils 4 in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen A bis G steht. In bevorzugter Weise steht der Schlitz 43 der Ventildichtung 41 in mindestens einem Schaltzustand des Ventils 4 in strömungsleitender Verbindung zu mindestens zwei der Ventilgehäuseöffnungen A bis G, wobei diese vorgenannten Ventilgehäuseöffnungen in diesem Schaltzustand in gewünschter Weise miteinander strömungsleitend verbunden sind. Siehe hierzu beispielsweise die Fig. 4b. Im Unterschied dazu ist der Schlitz bei vergleichbaren Ventildichtungen aus dem Stand der Technik immer so angeordnet, dass der Schlitz in keinem denkbaren Schaltzustand des bekannten Ventils in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen steht. Der vorhandene Bauraum ist also bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen nicht so weitgehend für Schaltzustände dieser Ventile verwendbar, wie dies bei der Erfindung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist. Entsprechend weisen diese bekannten Ventile im Vergleich zu dem Ventil 4 eine geringere Anzahl von möglichen Schaltzuständen auf.

Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise sei hier auf die diesbezüglichen Ausführungen in der Beschreibungseinleitung sowie auf die in dem konkreten Beschreibungsteil genannten optionalen oder alternativen Merkmale verwiesen.

Bezugszeichenliste

A bis G Ventilgehäuseöffnung

2 Flüssigkeitssystem

4 Ventil

6 Erste Kühlmittelpumpe

8 Antriebsbatterie

10 Kühlmitteltank

12 Frontradiator

14 Zweite Kühlmittelpumpe

16 Leistungselektronik

18 Elektromotor

20 Zuheizer

22 Chiller

24 Boden des Ventilgehäuses

26 Seitenwand des Ventilgehäuses

28 Ventilkörper

30 Erste Ebene

32 Erster Verbindungsdurchgang

34 Gemeinsamer erster und zweiter Verbindungsdurchgang

36 Erster Verbindungsdurchgang

38 Zweite Ebene

40 Zweiter Verbindungsdurchgang

41 Ventildichtung

42 Zwischenboden

43 Schlitz der Ventildichtung 41

44 Ventilkörperwand

46 Ventilkörperwand

48 Ventilkörperwand

50 Ventilkörperwand

Claims

Ventil für ein Flüssigkeitssystem eines Fahrzeugs Patentansprüche

1 . Ventil (4) für ein Flüssigkeitssystem (2) eines Fahrzeugs, umfassend ein Ventilgehäuse mit einem Boden (24), einem Deckel und mit einer Mehrzahl von in einer Seitenwand (26) des Ventilgehäuses angeordneten Ventilgehäuseöffnungen (A bis G), einen in dem Ventilgehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Ventilkörper (28) mit einer senkrecht zur Drehachse angeordneten ersten Ebene (30) mit mindestens einem ersten Verbindungsdurchgang (32, 34, 36) und mit einer senkrecht zur Drehachse angeordneten und mittels eines Zwischenbodens (42) von der ersten Ebene (30) strömungsleitend getrennten zweiten Ebene (38) mit mindestens einem zweiten Verbindungsdurchgang (34, 40), jeweils zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei Ventilgehäuseöffnungen der Mehrzahl von Ventilgehäuseöffnungen (A bis G), eine zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilkörper (28) angeordnete Ventildichtung (41 ) mit zu den Ventilgehäuseöffnungen (A bis G) korrespondierenden Ventildichtungsöffnungen und einen Ventilantrieb zur automatischen Drehung des Ventilkörpers (28) um die Drehachse zur Einstellung einer Mehrzahl von Schaltzuständen des Ventils (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildichtung (41 ) als eine geschlitzte Dichtung mit einem entlang der Drehachse verlaufenden, durchgehenden Schlitz (43) ausgebildet ist, wobei der Schlitz (43) in mindestens einem Schaltzustand des Ventils (4) in strömungsleitender Verbindung zu mindestens einer der Ventilgehäuseöffnungen (A bis G) steht, und wobei der Ventilkörper (28) und die Ventildichtung (41 ) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass in jedem Schaltzustand des Ventils (4) gewährleistet ist, dass die Ventilgehäuseöffnungen (A bis G) lediglich in gewünschter Weise strömungsleitend miteinander verbunden sind.

2. Ventil (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildichtung (41 ) als ein geschlitztes Rohr ausgebildet ist und/oder, dass der Ventilkörper (28) und der Zwischenboden (42) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass einer des mindestens einen ersten Verbindungsdurchgangs und einer des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs als ein gemeinsamer Verbindungsdurchgang (34) eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene (30) und der zweiten Ebene (38) ausbilden.

3. Ventil (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (28) und die Ventildichtung (41 ) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass mittels des Schlitzes (43) in mindestens einem der Schaltzustände des Ventils (4) in gewünschter Weise eine der ersten Ventilgehäuseöffnungen (A bis D) und eine der zweiten Ventilgehäuseöffnungen (E bis G) miteinander strömungsleitend verbunden sind, bevorzugt, dass die vorgenannte strömungsleitende Verbindung mittels eines des mindestens einen ersten Verbindungsdurchgangs (32, 34, 36) und eines des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs (34, 40) ausgebildet ist, besonders bevorzugt, dass die vorgenannte strömungsleitende Verbindung (C mit G) lediglich mittels eines einzigen des mindestens einen ersten Verbindungsdurchgangs (34) und eines einzigen des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs (34) ausgebildet ist.

4. Ventil (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (28) und die Ventildichtung (41 ) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass der Ventilkörper (28) in mindestens einem der Schaltzustände des Ventils (4) den Schlitz (43) in gewünschter Weise von jeder ersten Ventilgehäuseöffnung (A bis D) und/oder von jeder zweiten Ventilgehäuseöffnung (E bis G) strömungstechnisch isoliert.

5. Ventil (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer des mindestens einen ersten und/oder des mindestens einen zweiten Verbindungsdurchgangs (40) derart ausgebildet ist, dass mittels dieses Verbindungsdurchgangs (40) in Abhängigkeit eines der Schaltzustände des Ventils (4) mindestens drei derselben Ebene (38) wie dieser Verbindungsdurchgang (40) zugeordnete Ventilgehäuseöffnungen (E bis G) miteinander strömungsleitend verbindbar sind.

6. Ventil (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannten Ebene (38) insgesamt drei Ventilgehäuseöffnungen (E bis G) zugeordnet sind, bevorzugt, dass diese drei Ventilgehäuseöffnungen (E bis G) lediglich der vorgenannten Ebene (38) zugeordnet sind.

7. Ventil (4) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Verbindungsdurchgang (40) mittels mindestens einer Ventilkörperwand (44, 46, 48) begrenzt ist, bevorzugt, dass die mindestens eine Ventilkörperwand (44, 46, 48) als insgesamt drei Ventilkörperwände (44, 46, 48) ausgebildet ist.

8. Ventil (4) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Verbindungsdurchgang (40) mittels mindestens einer der mindestens einen Ventilkörperwand (44) von mindestens einem weiteren Verbindungsdurchgang (34) der vorgenannten Ebene (38) strömungsleitend getrennt ist, bevorzugt, dass der Ventilkörper (28) und der Zwischenboden (42) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass der vorgenannte Verbindungsdurchgang und/oder der weitere Verbindungsdurchgang (34) eine strömungsleitende Verbindung zwischen der ersten Ebene (30) und der zweiten Ebene (38) ausbilden/ausbildet.

9. Ventil (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits der ersten Ebene (30) mindestens vier Ventilgehäuseöffnungen (A bis D) und mindestens drei erste Verbindungdurchgänge (32, 34, 36) zugeordnet sind und andererseits der zweiten Ebene (38) mindestens drei Ventilgehäuseöffnungen (E bis G) und mindestens zwei Verbindungsdurchgänge (34, 40) zugeordnet sind, bevorzugt, dass mindestens drei der ersten Verbindungsdurchgänge (32, 34, 36) lediglich durch eine einzige Ventilkörperwand (50) voneinander strömungsleitend getrennt sind und/oder, dass mindestens zwei der zweiten Verbindungsdurchgänge (34, 40) lediglich durch eine einzige Ventilkörperwand (44) getrennt sind, besonders bevorzugt, dass der Ventilkörper (28) und der Zwischenboden (42) derart aufeinander abgestimmt ausgebildet sind, dass einer der ersten Verbindungsdurchgänge und einer der zweiten Verbindungsdurchgänge als ein einziger gemeinsamer Verbindungsdurchgang (34) ausgebildet sind.

10. Ventil (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Ventils (4) mindestens vier Schaltzustände realisierbar sind, bevorzugt, dass in einem ersten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung A mit einer der ersten Ebene zugeordneten (30) Ventilgehäuseöffnung B, eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit einer der ersten Ebene (30) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der zweiten Ebene (38) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E, mit den ebenfalls der zweiten Ebene (38) zugeordneten Ventilgehäuseöffnungen F und G und/oder, dass in einem zweiten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung B mit einer ebenfalls der ersten Ebene (30) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der zweiten Ebene (38) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E mit einer ebenfalls der zweiten Ebene (38) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G und/oder, dass in einem dritten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung B mit einer ebenfalls der ersten Ebene (30) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit einer der zweiten Ebene (38) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G, eine der zweiten Ebene (38) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung E mit einer ebenfalls der zweiten Ebene (38) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung F und/oder, dass in einem vierten Schaltzustand die folgenden Ventilgehäuseöffnungen miteinander strömungsleitend verbunden sind: eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung A mit einer der zweiten Ebene (38) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung E, eine der ersten Ebene (30) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung C mit einer ebenfalls der ersten Ebene (30) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung D, eine der zweiten Ebene (38) zugeordnete Ventilgehäuseöffnung F mit einer ebenfalls der zweiten Ebene (38) zugeordneten Ventilgehäuseöffnung G.