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DE102016201246A1 - Vorrichtung zum Verteilen eines Fluids auf wenigstens zwei Fluidkanäle - Google Patents

Vorrichtung zum Verteilen eines Fluids auf wenigstens zwei Fluidkanäle Download PDF

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DE102016201246A1
DE102016201246A1 DE102016201246.0A DE102016201246A DE102016201246A1 DE 102016201246 A1 DE102016201246 A1 DE 102016201246A1 DE 102016201246 A DE102016201246 A DE 102016201246A DE 102016201246 A1 DE102016201246 A1 DE 102016201246A1
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camshaft
fluid channel
cam
valve element
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Engin Genc
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Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Verteilen eines Fluids (F) auf wenigstens zwei Fluidkanäle (2a, 2b, 2c),
– mit einem Haupt-Fluidkanal (3), von welchem an einem ersten Abzweig (3a) ein erster Fluidkanal (2a) abzweigt und von welchem an einem zweiten Abzweig (3b) ein zweiter Fluidkanal (2b) abzweigt,
– wobei am ersten Abzweig (3a) eine erste Ventileinrichtung (4a) mit einem verstellbaren ersten Ventilelement (6a) und am zweiten Abzweig eine zweite Ventileinrichtung (4b) mit einem zweiten verstellbaren Ventilelement (6b) vorhanden sind,
– mit einem Ventiltrieb (7) zum Verstellen der Ventilelemente (6a, 6b) jeweils zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position,
– wobei der Ventiltrieb (7) wenigstens eine Nockenwelle (8, 20a, 20b) umfasst, auf welcher, jeweils drehfest, ein mit dem ersten Ventilelement (6a) zusammenwirkender erster Nocken (9a) und ein mit dem zweiten Ventilelement (6b) zusammenwirkender zweiter Nocken (9b) zum Verstellen des jeweiligen Ventilelements (6a, 6b) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verteilen eines Fluids auf wenigstens zwei Fluidkanäle. Die Erfindung betrifft ferner eine Kühleinrichtung mit einem Kühlkreislauf, in welchem eine solche Vorrichtung angeordnet ist.
  • Vorrichtungen zum Verteilen von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten wie etwa Wasser oder einer anderen als Kühlmittel verwendbaren Flüssigkeit, finden in modernen Kraftfahrzeugen in vielerlei Form Anwendung. Bekannt ist etwa die Verwendung in einer Kühleinrichtung mit mehreren Fluidkanälen, welche vom Kühlmittel durchströmte werden. Eine solche Kühleinrichtung kann beispielsweise zur Motorkühlung verwendet wurden werden oder in einer Klimatisierungsanlage des Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen.
  • Typischerweise ist eine solche Vorrichtung als Teil eines Kühlkreislaufs mit mehreren Fluidleitungen ausgestattet. Um die Kühleinrichtung möglichst effektiv zu betreiben, ist es in der Regel erforderlich, das Kühlmittel auf flexible Weise auf die Fluidkanäle verteilen zu können. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass je nach Anforderung und Umgebungsbedingungen eine unterschiedliche Menge an Flüssigkeit auf die einzelnen, in der Kühleinrichtung bzw. im Kühlkreislauf vorhandenen Fluidkanäle verteilt werden kann. Je nach Situation kann es beispielsweise erforderlich sein, dass eine bestimmte Menge an Kühlflüssigkeit ausschließlich in einen ersten Fluidkanal geleitet wird, wohingegen ein zweiter Fluidkanal vollständig verschlossen werden soll, oder umgekehrt. In einer anderen Situation kann es hingegen erforderlich sein, dass alle vorhandenen Fluidkanäle mit Kühlflüssigkeit versorgt werden sollen. Besagte Vorrichtung zum Verteilen von Fluiden auf mehrere Fluidkanäle muss daher für ein effektives Flüssigkeitsmanagements in der Lage sein, situationsabhängig, insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einem externen Parameter, das zur Verfügung stehende Fluid auf ein oder mehrere Fluidkanäle zu verteilen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Vorrichtungen für das Verteilungsmanagement von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, neue Wege aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundgedanke der Erfindung ist demnach, eine Vorrichtung zum Verteilen eines Fluids auf zwei Fluidkanäle mit einem Ventiltrieb zu versehen, wie dieser in Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt, um periodisch Abgas aus den einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine aus zu leiten. Solche, aus Brennkraftmaschine bekannte Ventiltriebe weisen eine Nockenwelle auf, auf welcher für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine drehfest ein Nocken angeordnet ist, welcher mit Ventileinrichtung zum Einbringen von Luft in den Zylinder oder zum Abführen von Abgas aus dem Zylinder zusammenwirkt. Die unrunde Oberflächenkontur des Nockens führt dabei bei einer Drehbewegung der Nockenwelle zu einer linearen Bewegung des Ventilelements, oftmals eines Tellerventils, der Ventileinrichtung. Dies erlaubt es, einen Öffnungsgrad der einzelnen Ventilelemente in Abhängigkeit von der momentan eingestellten Drehposition der Nockenwelle festzulegen. Welchen Öffnungsgrad die einzelnen Ventilelemente bei einer bestimmten Drehposition besitzen, wird dabei durch die Kontur der einzelnen Nocken festgelegt. Auf diese Weise lässt sich für jede Drehposition der Nockenwelle ein bestimmtes Verteilungsschema für das auf die zwei Fluidkanäle zu verteilende Fluid festlegen. Denkbar ist beispielsweise, dass bei einer ersten Verstellposition der erste Abzweig vom ersten Ventilelement verschlossen und der zweite Abzweig vom zweiten Ventilelement freigegeben wird, so dass das Fluid vollständig in den zweiten Fluidkanal geführt wird. Umgekehrt kann in einer vorbestimmten zweiten Drehposition der zweite Fluidkanal verschlossen und der erste Fluidkanal freigegebene werden. In weiteren Drehpositionen können beide Ventilelemente in Zwischenpositionen verstellt werden. Durch eine Drehbewegung der Nockenwelle kann der Öffnungsgrad oder Öffnungsquerschnitt der Ventilelemente graduell erhöht oder erniedrigt werden. Im Ergebnis erlaubt die hier vorgestellte Vorrichtung ein extrem variables Management zur Verteilung von Flüssigkeiten auf zwei Fluidkanäle. Es ist klar, dass das vorangehend vorgestellte Prinzip sich auch auf Vorrichtungen mit drei oder mehr Fluidkanälen übertragen lässt.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verteilen eines Fluids auf zwei Fluidkanäle umfasst einen Haupt-Fluidkanal, von welchem an einem ersten Abzweig ein erster Fluidkanal abzweigt und von welchem an einem zweiten Abzweig ein zweiter Fluidkanal abzweigt. Am ersten Abzweig ist eine erste Ventileinrichtung mit einem verstellbaren ersten Ventilelement vorhanden. Am zweiten Abzweig ist eine zweite Ventileinrichtung mit einem zweiten verstellbaren Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verteilen eines Fluids auf wenigstens zwei Fluidkanäle umfasst einen Haupt-Fluidkanal, von welchem an einem ersten Abzweig ein erster Fluidkanal abzweigt und von welchem an einem zweiten Abzweig ein zweiter Fluidkanal abzweigt. Am ersten Abzweig ist eine erste Ventileinrichtung mit einem verstellbaren ersten Ventilelement vorhanden. Am zweiten Abzweig ist eine zweite Ventileinrichtung mit einem zweiten verstellbaren Ventilelement vorhanden. Ein Ventiltrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient zum Verstellen der Ventilelemente jeweils zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. Besagter Ventiltrieb umfasst wenigstens eine Nockenwelle, auf welcher, jeweils drehfest, ein mit dem ersten Ventilelement zusammenwirkender erster Nocken und ein mit dem zweiten Ventilelement zusammenwirkender zweiter Nocken angeordnet sind. Die beiden Nocken dienen zum Verstellen des jeweiligen Ventilelements. Ein Ventiltrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt ein Verstellen der beiden Ventilelemente jeweils zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position. Besagter Ventiltrieb umfasst dabei wenigstens eine Nockenwelle, auf welcher, jeweils drehfest, ein mit dem ersten Ventilelement zusammenwirkender erster Nocken und ein mit dem zweiten Ventilelement zusammenwirkender zweiter Nocken angeordnet sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Haupt-Fluidkanal oder in einer mit dem Haupt-Fluidkanal fluidisch kommunizierenden Fluidleitung eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpeinrichtung, zum Fördern des Fluids aus dem Haupt-Fluidkanal vorhanden. Diese Maßnahme erlaubt einen Verzicht auf eine separate, externe Fördereinrichtung, woraus sich nicht unerhebliche Kostenvorteile bei der Herstellung der hier vorgestellten Vorrichtung ergeben.
  • Besonders bevorzugt weist der erste Nocken in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse der Nockenwelle eine vom zweiten Nocken verschiedene Oberflächenkontur auf. Dies erlaubt es, jedem einzelnen Ventilelement in Abhängigkeit von der momentan eingestellten Drehposition der Nockenwelle einen bestimmten, individuellen Öffnungsgrad zuzuordnen. Mit anderen Worten, bei einer bestimmten Drehposition können die beiden Ventilelemente unterschiedliche Öffnungsgrade aufweisen.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erste Position des Ventilelements eine Schließstellung, in welcher das Ventilelement den ihm zugeordneten Abzweig verschließt. Dies erlaubt es, einen oder mehrere der Fluidkanäle zu verschließen, sodass in diese, insbesondere falls anwendungsspezifisch erforderlich, kein Fluid gelangen kann.
  • Zweckmäßig kann die Ventileinrichtung eine von einem Ventilsitz eingefasste Ventilöffnung umfassen, welche in der Schließstellung des Ventilelements verschlossen ist. In der Schließstellung liegt das Ventilelement am Ventilsitz an. Dies erlaubt es, einen oder beide Fluidkanäle durch Einstellen einer entsprechenden Drehposition der Nockenwelle, zu verschließen, so dass kein Fluid in den jeweiligen Fluidkanal gelangen kann.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, welche mit besonders geringen Herstellungskosten verbunden ist, kann das Ventilelement jeweils einen mit dem Nocken zusammenwirkende Ventilschaft aufweisen, welcher vom Nocken weg in einen Ventilteller übergeht, der in der Schließstellung am Ventilsitz anliegt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Position eine Offenstellung des jeweiligen Ventilelements. In dieser Offenstellung ragt der Ventilteller des Ventilelements mit maximalem Abstand vom jeweiligen Ventilsitz in den Haupt-Fluidkanal hinein. Auf diese Weise kann der Strömungsquerschnitt des Abzweigs maximiert werden, was einer maximalen Öffnung der Ventileinrichtung gleichkommt.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Ventilteller des Ventilelements in seiner ersten Position in minimalem Abstand vom Ventilsitz angeordnet und ragt in den Haupt-Fluidkanal hin. Dies bedeutet, dass keine Position vorgesehen ist, bei welcher der Abzweig vollständig verschlossen wird. Eine solche Eigenschaft der Ventileinrichtung kann bei bestimmten Anwendungen erforderlich sein, bei welcher der entsprechende Fluidkanal in jedem Fall – unabhängig von der Position des Ventilelements – von dem Fluid durchströmt werden soll.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Ventiltrieb nicht nur eine einzige, sondern eine erste Nockenwelle und eine zweite Nockenwelle, also gleich zwei Nockenwellen, aufweisen. Bei dieser Variante ist die zweite Nockenwelle radial innerhalb der ersten Nockenwelle angeordnet und relativ zu dieser drehverstellbar ausgebildet. Dabei ist wenigstens ein Nocken, vorzugsweise der erste Nocken, drehfest auf der ersten Nockenwelle angeordnet. Wenigstens ein weiterer Nocken, vorzugsweise der zweite Nocken, ist drehfest auf der zweiten Nockenwelle angeordnet ist. Dies erlaubt eine dynamische Änderung des Öffnungsverhaltens des zweiten Ventilelements relativ zum ersten und dritten Ventilelement in Abhängigkeit von der momentanen Drehposition der ersten Nockenelle. Eine derartige Ausbildung des Ventiltriebs erlaubt also die Realisierung besonders komplexer Fluid-Verteilungsschemata.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist zumindest eine Ventileinrichtung eine Vorspanneinrichtung auf, welche den betreffenden Ventilteller in die erste oder zweite Position vorspannt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass bei einer Fehlfunktion der die Nockenwelle antreibenden Antriebseinrichtungen, insbesondere eines Elektromotors, sichergestellt ist, dass die Nockenwelle und somit die über die Nocken mit der Nockenwelle zusammenwirkenden Ventilelemente selbsttätig in eine wohldefinierte Position verstellt werden. Dies kann insbesondere eine Offenstellung oder Schließstellung der Ventilelemente sein. Mithilfe der Vorspanneinrichtung lässt sich also eine „Fail-Safe“-Funktion realisieren.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung zweigt vom Haupt-Fluidkanal wenigstens ein dritter Fluidkanal ab, der in analoger Weise zum ersten Fluidkanal ausgebildet ist. Bei dieser Variante ist wenigstens eine dritte Ventileinrichtung vorhanden, die in analoger Weise zur ersten Ventileinrichtung ausgebildet ist. Ferner ist bei dieser Variante am Ventiltrieb wenigstens ein dritter Nocken vorhanden, der in analoger Weise zum ersten Nocken und/oder zweiten Nocken ausgebildet ist. Die vorteilhafte Weiterbildung erlaubt eine Erweiterung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Fluidkanälen auf eine grundsätzlich beliebige Anzahl an Fluidkanälen.
  • Besonders zweckmäßig besteht die Nockenwelle aus Kunststoff oder umfasst einen Kunststoff. Alternativ oder zusätzlich bestehen zumindest ein Ventilelement und/oder zumindest ein Ventilsitz aus Kunststoff oder umfassen einen Kunststoff. Diese Maßnahmen führen, für sich genommen oder in Kombination, zu reduzierten Herstellungskosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Nockenwelle innerhalb des Haupt-Fluidkanals angeordnet. Diese Variante benötigt besonders wenig Bauraum. Alternativ dazu kann die Nockenwelle aber auch außerhalb des Haupt-Fluidkanals angeordnet sein. Diese Variante erleichtert einem Werker den Zugang zur Nockenwelle, etwa zu Wartungs- oder Reparaturzwecken.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Kühleinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kühlkreislauf, in welchem eine vorangehend erläuterte Vorrichtung angeordnet ist. Die vorangehend diskutierten Vorteile der Vorrichtung übertragen sich daher auch auf die Kühleinrichtung.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
  • 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung,
  • 2 die drei Nocken der Vorrichtung in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse der Nockenwelle, auf welcher die Nocken angeordnet sind.
  • 3 eine Teildarstellung der Vorrichtung der 1 im Bereich ihrer Nockenwelle.
  • Die 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Verteilen eines Fluids F auf drei Fluidkanäle 2a, 2b, 2c. Das Fluid F kann beispielsweise Wasser oder eine andere Flüssigkeit sein. Besonders bevorzugt ist das Fluid F ein Kühlmittel. Die Vorrichtung 1 weist einen Haupt-Fluidkanal 3 auf, von welchem an einem ersten Abzweig 3a der erste Fluidkanal 2a abzweigt. An einem zweiten Abzweig 3b zweigt vom Haupt-Fluidkanal 3 ein zweiter Fluidkanal 2b ab, an einem dritten Abzweig 3c ein dritter Fluidkanal 2c. Am ersten Abzweig 3a ist eine erste Ventileinrichtung 4a mit einem ersten Ventilsitz 5a und einem verstellbaren ersten Ventilelement 6a angeordnet. Am zweiten Abzweig 3b ist eine zweite Ventileinrichtung 4b mit einem zweiten Ventilsitz 5b und einem zweiten verstellbaren Ventilelement 6b angeordnet. Am dritten Abzweig 3c ist schließlich eine dritte Ventileinrichtung 6c mit einem dritten Ventilsitz 5c und einer dritten verstellbaren Ventilelement 6c angeordnet. An den Ventilsitzen 5a, 5b, 5c können Dichtungselemente, Bevorzugt in der Art von Dichtungsringen 16a, 16b, 16c angeordnet sein. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Ventiltrieb 7 zum Verstellen der drei Ventilelemente 6a, 6b, 6c jeweils zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position.
  • Im Beispiel der 1 weist der Ventiltrieb 7 eine Nockenwelle 8 auf, auf welcher, jeweils drehfest, ein mit dem ersten Ventilelement 6a zusammenwirkender erster Nocken 9a, ein mit dem zweiten Ventilelement 6b zusammenwirkender zweiter Nocken 9b und ein mit dem dritten Ventilelement 6c zusammenwirkender dritter Nocken 9c angeordnet sind. Die Nockenwelle 8 kann mit einer Antriebseinrichtung 19 antriebsverbunden sein. Die Antriebseinrichtung 19 kann als elektrische Aktuator oder als herkömmlicher Elektromotor ausgebildet sein. Der erste Nocken 9a dient zum Verstellen des ersten Ventilelements 6a, und der zweite Nocken 9b dient zum Verstellen des zweiten Ventilelements 6b. Der dritte Nocken 9c dient zum Verstellen des dritten Ventilelements 6c. Die Nockenwelle 8 kann in einem Gehäuse 17 um eine Drehachse D drehbar gelagert sein, welche der Mittellängsachse M der Nockenwelle 8 entspricht. Das Gehäuse 17 begrenzt dabei gemäß 1 den Haupt-Fluidkanal 3 und die drei Fluidkanäle 2a, 2b, 2c. Das Gehäuse 17 kann zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein. Im Beispiel der 1 umfasst das Gehäuse 17 zwei Gehäuseteile 18a, 18b, die mittels einer Schraubverbindung (nicht gezeigt) lösbar aneinander befestigt sind. Im Beispielszenario ist die Nockenwelle 8 drehbar zwischen den beiden Gehäuseteilen 18a, 18b gelagert. Ferner ist im Haupt-Fluidkanal 3 eine Fördereinrichtung 10, beispielsweise in der Art einer Pumpeinrichtung, zum Fördern des durch den Haupt-Fluidkanal 3 strömenden Fluids F angeordnet. In einer in den Figuren nicht näher dargestellten Variante kann besagte Fördereinrichtung 10 auch in einer mit dem Haupt-Fluidkanal 3 fluidisch kommunizierenden, separaten Fluidleitung angeordnet sein.
  • Im Beispiel der Figuren ist die Nockenwelle 8 außerhalb des Haupt-Fluidkanals 3 angeordnet. Dies erleichtert einem Werker den Zugang zur Nockenwelle 8, etwa wenn dies zu Reparaturzwecken erforderlich sein sollte. Alternativ dazu kann die Nockenwelle 8 aber auch innerhalb des Haupt-Fluidkanals 3 angeordnet sein (in den Figuren der Übersichtlichkeit nicht dargestellt). Diese Variante erfordert besonders wenig Bauraum.
  • Nun sei das Augenmerk auf 2 gerichtet, welche die drei Nocken 9a, 9b, 9c in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse D der Nockenwelle 8 zeigt. Man erkennt, dass die drei Nocken 9a, 9b, 9c jeweils unterschiedliche Oberflächenkonturen 11a, 11b, 11c aufweisen. Dies ermöglicht es, jedem einzelnen Ventilelement 6a, 6b, 6c in Abhängigkeit von der momentan eingestellten Drehposition der Nockenwelle 8 einen bestimmten, individuellen Öffnungsgrad zuzuordnen. Mit anderen Worten, bei einer bestimmten Drehposition der Nockenwelle 8 können die verschiedenen Ventilelemente 6a, 6b, 6c unterschiedliche Öffnungsgrade aufweisen.
  • Betrachtet man nun wieder 1, so erkennt man, dass die drei Ventileinrichtungen 4a, 4b, 4c eine vom jeweiligen Ventilsitz 5a, 5b, 5c eingefasste Ventilöffnung 12a, 12b, 12c aufweisen, welche in einer Schließstellung des jeweiligen Ventilelements 6a, 6b, 6c verschlossen ist. Dies ist in 1 exemplarisch für die dritte Ventileinrichtung 4c gezeigt. Auf diese Weise wird auch der jeweilige Abzweig 3a, 3b, 3c verschlossen. In der Schließstellung liegt das Ventilelement 6a, 6b, 6c am jeweiligen Ventilsitz 5a, 5b, 5c an. Die Schließstellung kann identisch mit der oben genannten ersten Position der Ventilelemente 6a, 6b, 6c sein.
  • Die drei Ventilelemente 6a, 6b, 6c weisen im Beispielszenario einen mit dem jeweiligen Nocken 9a, 9b, 9c zusammenwirkenden Ventilschaft 13a, 13b, 13c auf, welcher vom Nocken 9a, 9b, 9c weg in einen Ventilteller 14a, 14b, 14c übergeht. In der Schließstellung liegt der Ventilteller 14a, 14b, 14c – dies ist in 1 für das dritte Ventilelement 6c dargestellt – am jeweiligen Ventilsitz 5a, 5b, 5c an. Die erste Position muss aber nicht zwingend eine Schließstellung des Ventilelements 6a, 6b, 6c sein. Denkbar ist es stattdessen auch, dass der Ventilteller 14a, 14b, 14c des jeweiligen Ventilelements 6a, 6b, 6c in der ersten Position in minimalem Abstand vom Ventilsitz 5a, 5b, 5c angeordnet ist und in den Haupt-Fluidkanal 3 hineinragt. In diesem Fall kann die betreffende Ventilöffnung 12a, 12b, 12c bzw. der betreffende Abzweig 3a, 3b, 3c nicht vollständig verschlossen sein, d.h. unabhängig von der momentan eingestellten Position des Ventilelements 6a, 6b, 6c kann stets das Fluid F durch den betreffenden Abzweig 3a, 3b, 3c hindurchströmen. Ein solches Szenario ist im Beispiel der 1 anhand des zweiten Ventilelements 6b gezeigt.
  • Die oben genannte zweite Position der Ventilelemente 6a, 6b, 6c kann eine Offenstellung des ersten, zweiten bzw. dritten Ventilelements 6a, 6b, 6c sein, in welcher der Ventilteller 14a, 14b, 14c des jeweiligen Ventilelements 6a, 6b, 6c mit maximalem Abstand vom jeweiligen Ventilsitz 5a, 5b, 5c in den Haupt-Fluidkanal 3 hineinragt.
  • Die 3 zeigt eine Weiterbildung der Vorrichtung 1 der 1 in einer Teildarstellung im Bereich der Nockenwelle 8 des Ventiltriebs 7. Wie 1 anschaulich belegt, kann der Ventiltrieb neben der Nockenwelle 8 – im Beispiel der 3 als „erste Nockenwelle 20a“ bezeichnet – eine weitere, zweite Nockenwelle 20b aufweisen, die radial innerhalb der ersten Nockenwelle 20a angeordnet und relativ zu dieser drehverstellbar ist. Im Beispiel der 3 sind der erste Nocken 9a und der dritte Nocken 9c drehfest auf der ersten Nockenwelle 20a angeordnet. Der zweite Nocken 9b ist hingegen drehfest auf der zweiten Nockenwelle 20b angeordnet. Die Drehposition des zweiten Nockens 9b relativ zum ersten und dritten Nocken 9a, 9c kann somit durch eine Relativdrehung der zweiten Nockenwelle 20b relativ zur ersten Nockenwelle 20a verstellt werden, was mit Hilfe der Antriebseinrichtung 19 geschehen kann. Dies erlaubt eine dynamische Änderung des Öffnungsverhaltens des zweiten Ventilelements 6b relativ zum ersten und dritten Ventilelement 6a, 6c in Abhängigkeit von der momentanen Drehposition der ersten Nockenwelle 20a. Eine derartige Konfiguration mit zwei relativ zueinander verstellbaren, ineinander angeordneten Nockenwellen ist dem einschlägigen Fachmann als „Cam-in-Cam“-Aufbau oder „Cam-in-Cam-Nockenwelle“ bekannt.
  • Wie die 1 und 3 erkennen lassen, kann jede der drei Ventileinrichtungen 4a, 4b, 4c zur Realisierung einer „Fail-Safe“-Funktion eine Vorspanneinrichtung 15a, 15b, 15c aufweisen, welche den betreffenden Ventilteller 14a, 14b, 14c in die erste oder zweite Position vorspannt. Die Nockenwelle 8 besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder umfasst einen Kunststoff. Auch die Ventilelemente 6a, 6b, 6c und die Ventilsitze 5a, 5b, 5c bestehen vorzugsweise aus Kunststoff.
  • Die vorangehend beschriebene Vorrichtung 1 kann als Teil einer Kühleinrichtung eines Kraftfahrzeugs in einen Kühlkreislauf mit den Fluidkanälen 2a, 2b, 2c integriert sein.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zum Verteilen eines Fluids (F) auf wenigstens zwei Fluidkanäle (2a, 2b, 2c), – mit einem Haupt-Fluidkanal (3), von welchem an einem ersten Abzweig (3a) ein erster Fluidkanal (2a) abzweigt und von welchem an einem zweiten Abzweig (3b) ein zweiter Fluidkanal (2b) abzweigt, – wobei am ersten Abzweig (3a) eine erste Ventileinrichtung (4a) mit einem verstellbaren ersten Ventilelement (6a) und am zweiten Abzweig (3b) eine zweite Ventileinrichtung (4b) mit einem zweiten verstellbaren Ventilelement (6b) vorhanden sind, – mit einem Ventiltrieb (7) zum Verstellen der Ventilelemente (6a, 6b) jeweils zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, – wobei der Ventiltrieb (7) wenigstens eine Nockenwelle (8, 20a, 20b) umfasst, auf welcher, jeweils drehfest, ein mit dem ersten Ventilelement (6a) zusammenwirkender erster Nocken (9a) und ein mit dem zweiten Ventilelement (6b) zusammenwirkender zweiter Nocken (9b) zum Verstellen des jeweiligen Ventilelements (6a, 6b) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Haupt-Fluidkanal (3) oder in einer mit dem Haupt-Fluidkanal (3) fluidisch kommunizierenden Fluidleitung eine Fördereinrichtung (10), insbesondere eine Pumpeinrichtung, zum Fördern des Fluids (F) aus dem Haupt-Fluidkanal (3) in den ersten und/oder zweiten Fluidkanal (2a, 2b) vorhanden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse (D) der Nockenwelle (8) der erste Nocken (9) eine vom zweiten Nocken (9b) verschiedene Oberflächenkontur (11a, 11b) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position des ersten bzw. zweiten Ventilelements (6a, 6b) eine Schließstellung ist, in welcher das jeweilige Ventilelement (6a, 6b) den ihm zugeordneten Abzweig (3a, 3b) verschließt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (6a, 6b) eine von einem Ventilsitz (5a, 5b) eingefasste Ventilöffnung (12a, 12b) umfasst, welche in der Schließstellung des Ventilelements (6a, 6b) verschlossen ist, wozu das Ventilelement (6a, 6b) in der Schließstellung am Ventilsitz (5a, 5b) anliegt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilelemente (6a, 6b) jeweils einen mit dem Nocken (9a, 9b) zusammenwirkenden Ventilschaft (13a, 13b) aufweisen, welcher vom Nocken (9a, 9b) weg in einen Ventilteller (14a, 14b) übergeht, der in der Schließstellung am Ventilsitz (5a, 5b) anliegt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Position eine Offenstellung des Ventilelements (6a, 6b) ist, in welcher der Ventilteller (14a, 14b) des Ventilelements (6a, 6b) mit maximalem Abstand vom jeweiligen Ventilsitz (5a, 5b) in den Haupt-Fluidkanal (3) hineinragt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (14a, 14b) des Ventilelements (6a, 6b) in der erste Position in minimalem Abstand vom Ventilsitz (5a, 5b) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb (7) eine erste Nockenwelle (8, 20a) und eine zweite Nockenwelle (20b) aufweist, wobei die zweite Nockenwelle (20b) radial innerhalb der ersten Nockenwelle (8, 20a) angeordnet und relativ zu dieser drehverstellbar ist, und wobei der erste Nocken (9a) drehfest auf der ersten Nockenwelle (8, 20a) und der zweite Nocken (9b) drehfest auf der zweiten Nockenwelle (20b) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ventileinrichtung (6a, 6b) eine Vorspanneinrichtung (15a, 15b) aufweist, welche den betreffenden Ventilteller (14a, 14b) zur ersten oder zweiten Position hin vorspannt.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – vom Haupt-Fluidkanal (3) wenigstens ein dritter Fluidkanal (2c) abzweigt, der in analoger Weise zum ersten Fluidkanal (2a) ausgebildet ist, und dass – eine dem wenigsten einen dritten Fluidkanal (2c) zugeordnete, dritte Ventileinrichtung vorhanden (6c) ist, die in analoger Weise zur ersten Ventileinrichtung (6a) ausgebildet ist, – der Ventiltrieb (7) wenigstens einen dritten Nocken (9c) umfasst.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nockenwelle (8) aus Kunststoff besteht oder einen Kunststoff umfasst, und/oder dass – zumindest ein Ventilelement (6a, 6b, 6c) und/oder zumindest ein Ventilsitz (5a, 5b, 5c) aus Kunststoff besteht oder einen Kunststoff umfasst.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nockenwelle (8) innerhalb des Haupt-Fluidkanals (3) angeordnet ist, oder dass – die Nockenwelle (8) außerhalb des Fluid-Hauptkanals (3) angeordnet ist.
  14. Kühleinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kühlkreislauf, in welchem eine Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
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