AT16739U1 - Ventil für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Einlasskanal (2) und einem Auslasskanal (3), welche durch eine Hauptleitung (4) verbunden sind. Um eine besonders einfache und kompakte Bauweise zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Hauptleitung (4) durch eine bewegbare Verschlusseinrichtung, welche insbesondere eine Membrane (5) aufweist, verschließbar ist, wobei in einem geschlossenen Zustand der Verschlusseinrichtung ein Druck des Einlasskanals (2) auf eine Einlassdruckfläche (6) an der Verschlusseinrichtung, ein Druck des Auslasskanals (3) auf eine Auslassdruckfläche (7) an der Verschlusseinrichtung und ein Druck eines Steuerraumes (8) auf eine Steuerdruckfläche (9) an der Verschlusseinrichtung wirkt, wobei ein Aktuator (10) vorgesehen ist, mit welchem ein Druck im Steuerraum (8) änderbar ist, wenn der Druck im Auslasskanal (3) von dem Druck im Einlasskanal (2) abweicht, um durch eine Druckänderung im Steuerraum (8) einen Schaltvorgang des Ventils (1) zu bewirken.

Description

Beschreibung

VENTIL FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG

[0001] Die Erfindung betrifft ein Ventil für ein Kraftfahrzeug, mit einem Einlasskanal und einem Auslasskanal, welche durch eine Hauptleitung verbunden sind.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind verschiedene derartige Ventile bekannt geworden, welche in Kraftfahrzeugen beispielsweise für die Regelung eines Kühlmittelkreislaufes eingesetzt werden.

[0003] Bei Ventilen des Standes der Technik hat sich als nachteilig herausgestellt, dass diese nur mit großem Aufwand und somit teuer herstellbar sind.

[0004] Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Art anzugeben, welches besonders einfach und mit geringen Kosten herstellbar ist.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ventil der eingangs genannt Art gelöst, bei welchem die Hauptleitung durch eine bewegbare Verschlusseinrichtung, welche insbesondere eine Membrane aufweist, verschließbar ist, wobei in einem geschlossenen Zustand der Verschlusseinrichtung ein Druck des Einlasskanals auf eine Einlassdruckfläche an der Verschlusseinrichtung, ein Druck des Auslasskanals auf eine Auslassdruckfläche an der Verschlusseinrichtung und ein Druck eines Steuerraumes auf eine Steuerdruckfläche an der Verschlusseinrichtung wirkt, wobei ein Aktuator vorgesehen ist, mit welchem ein Druck im Steuerraum änderbar ist, wenn der Druck im Auslasskanal von dem Druck im Einlasskanal abweicht, um durch eine Druckänderung im Steuerraum einen Schaltvorgang des Ventils zu bewirken.

[0006] Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass hohe Kosten bei Ventilen des Standes der Technik insbesondere durch große und somit aufwendige Aktuatoren, in der Regel Elektromagnete, bedingt sind, welche erforderlich sind, wenn eine Verschlusseinrichtung durch den Aktuator direkt betätigt wird, zumal der Aktuator dann zum Aufbringen einer eine Druckdifferenz zwischen Einlasskanal und Auslasskanal überwindenden Kraft ausgebildet sein muss, um das Ventil in einer geschlossenen Stellung halten zu können.

[0007] Alternative Ausführungen, bei welchen die Verschlusseinrichtung quer zu einer Strömungsrichtung in die Hauptleitung bewegt wird, um diese zu verschließen, haben sich ebenfalls als nachteilig herausgestellt, weil diese eine aufwendige Lagerung und Führung der Verschlusseinrichtung bedingen.

[0008] Erfindungsgemäß wird die Verschlusseinrichtung, welche vorzugsweise im Wesentlichen als Membrane ausgebildet ist, somit betätigt, indem mittels des Aktuators ein Druck im Steuerraum geändert wird, welcher Druck über die Steuerdruckfläche üblicherweise unmittelbar auf die Verschlusseinrichtung wirkt. Es wurde somit erkannt, dass zur Anderung eines Drucks in einem auf die Verschlusseinrichtung wirkenden Steuerraum, und somit zu einer mittelbaren Betätigung der Verschlusseinrichtung mittels des Aktuators, ein wesentlich kleinerer und einfacher aufgebauter Aktuator als zur unmittelbaren Betätigung der Verschlusseinrichtung ausreichend ist, sodass Kosten reduziert werden können und eine kompakte Bauweise gewährleistet ist.

[0009] Ein besonders einfacher Aufbau wird erreicht, wenn der Steuerraum über eine mittels des Aktuators verschließbare erste Verbindungsleitung mit dem Auslasskanal verbunden ist. Für eine Betätigung des Ventils ist es somit ausreichend, wenn der Aktuator zur Überwindung einer sich aus einem Differenzdruck zwischen dem Steuerraum und dem Auslasskanal ergebenden Kraft ausgebildet ist. Nachdem die erste Verbindungsleitung nur dazu dient, um einen Druck im Steuerraum zu beeinflussen, kann diese mit einem wesentlich geringeren Querschnitt als die Hauptleitung ausgebildet sein, sodass eine Betätigung des Ventils mit einem besonders kleinen und somit günstig herstellbaren Aktuator möglich ist.

[0010] Üblicherweise weist die erste Verbindungsleitung einen durch den Aktuator verschließ-

baren Querschnitt auf, welcher weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 20 %, eines Querschnittes des Einlasskanals aufweist, um eine Verschließen der ersten Verbindungsleitung mit besonders geringem Kraftaufwand zu gewährleisten.

[0011] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Steuerraum über eine zweite Verbindungsleitung mit dem Einlasskanal verbunden ist. Die zweite Verbindungsleitung kann ebenfalls verschließbar ausgebildet sein, jedoch ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Verbindungsleitung nicht verschließbar ist und eine durchgehende Verbindung zwischen dem Einlasskanal und dem Steuerraum bildet.

[0012] Der Steuerraum ist somit in der Regel in einer Schließposition, in welcher die Hauptleitung durch die Verschlusseinrichtung verschlossen ist, über die mittels des Aktuators verschließbare erste Verbindungsleitung mit dem Auslasskanal und über die zweite Verbindungsleitung mit dem Einlasskanal verbunden. Wenn sich die Verschlusseinrichtung in der Schließposition befindet und die erste Verbindungsleitung mittels des Aktuators verschlossen ist, entspricht ein Druck im Steuerraum somit dem Druck im Einlasskanal. Eine Fixierung der Verschlusseinrichtung in der Schließposition kann dann beispielsweise allein dadurch erfolgen, dass eine auf die Verschlusseinrichtung wirkende Summenkraft aus dem auf die Auslassdruckfläche wirkenden Druck des Auslasskanals, dem auf die Einlassdruckfläche wirkenden Druck des Einlasskanals und dem auf die Steuerdruckfläche wirkenden Druck des Steuerraumes die Verschlusseinrichtung in der geschlossenen Position hält. Bevorzugt ist die Verschlusseinrichtung derart im Ventil angeordnet, dass der Druck des Steuerraumes auf eine erste Seite der Verschlusseinrichtung wirkt, während der Druck des Einlasskanals und der Druck des Auslasskanals auf eine zweite Seite der Verschlusseinrichtung wirken. Eine durch den Druck im Steuerraum bedingte Kraft wirkt somit den durch den Druck im Einlasskanal und den Druck im Auslasskanal wirkenden Kräften entgegen. Ublicherweise bewirkt ein Uberdruck im Steuerraum eine auf die Verschlusseinrichtung wirkende Kraft in Richtung einer Schließposition, in welcher die Verschlusseinrichtung die Hauptleitung verschließt.

[0013] Es hat sich bewährt, dass die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung derart ausgebildet sind, dass ein Druckverlust über die erste Verbindungsleitung kleiner ist als ein Druckverlust über die zweite Verbindungsleitung. Es ist dann sichergestellt, dass ein Druck im Steuerraum abfällt, wenn die erste Verbindungsleitung mit dem Auslasskanal verbunden ist, welcher bei Betrieb üblicherweise unter einem geringeren Druck als der Einlasskanal steht, weil den Steuerraum über die erste Verbindungsleitung eine größere Fluidmenge verlässt als über die zweite Verbindungsleitung nachgefördert werden kann.

[0014] Ein Abfallen des Drucks im Steuerraum gegenüber dem Druck im Einlasskanal bewirkt in weiterer Folge, dass die auf die Einlassdruckfläche wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Einlasskanal samt der auf die Auslassdruckfläche wirkenden Kraft aufgrund des Drucks im Auslasskanal gegenüber der auf die Steuerdruckfläche wirkenden Kraft aufgrund des Drucks im Steuerraum überwiegen und somit eine Summenkraft auf die Verschlusseinrichtung entgegen einer Schließrichtung wirkt, sodass die Verschlusseinrichtung in eine Offenposition bewegt wird, in welcher die Hauptleitung nicht durch die Verschlusseinrichtung verschlossen ist. Die Summenkraft bewirkt somit ein Offnen der Verschlusseinrichtung, sodass die Verschlusseinrichtung die Hauptleitung freigibt und der Einlasskanal über die Hauptleitung mit dem Auslasskanal verbunden ist.

[0015] Um das Ventil wieder zu verschließen, wird der Aktuator betätigt und verschließt die erste Verbindungsleitung, sodass der Druck im Steuerraum wieder ansteigt, bis eine Summenkraft die Verschlusseinrichtung wieder in die Schließposition bewegt, in welcher die Hauptleitung durch die Verschlusseinrichtung verschlossen ist.

[0016] Ein größerer Druckverlust über die erste Verbindungsleitung als über die zweite Verbindungsleitung kann natürlich auf verschiedenste Weisen erreicht werden.

[0017] Üblicherweise ist jedoch für einen einfachen Aufbau vorgesehen, dass ein minimaler Querschnitt der ersten Verbindungsleitung größer ist als ein minimaler Querschnitt der zweiten

Verbindungsleitung.

[0018] Besonders günstige Strömungsverhältnisse können erreicht werden, wenn die zweite Verbindungsleitung etwa zentrisch in der Verschlusseinrichtung angeordnet ist. Die üblicherweise im Wesentlichen als flexible Membrane ausgebildete Verschlusseinrichtung ist in der Regel derart im Ventil angeordnet, dass eine Bewegungsrichtung bzw. eine Schließrichtung der Verschlusseinrichtung zwischen eine Offenposition und einer Schließposition etwa in Richtung einer Längsrichtung des Einlasskanals endseitig im Ventil ausgerichtet ist. Bevorzugt weist der Einlasskanal eine etwa normal zu einer Längsachse des Einlasskanals verlaufende Kontaktfläche auf, an welcher die Verschlusseinrichtung in einer Schließposition flächig aufliegt. Innerhalb der üblicherweise umlaufenden Kontaktfläche wirkt dann der Druck des Einlasskanals auf die Einlassdruckfläche der Verschlusseinrichtung. In der Regel ist die zweite Verbindungsleitung innerhalb der umlaufenden Kontaktfläche bzw. in der Einlassdruckfläche angeordnet, sodass der Steuerraum auch dann fluidisch mit dem Einlasskanal verbunden ist, wenn sich die Verschlusseinrichtung in der Schließposition befindet.

[0019] Es hat sich bewährt, dass die Verschlusseinrichtung im Wesentlichen als flexible Membrane ausgebildet ist, wobei die Membrane bevorzugt etwas kreisrund ausgebildet und randseitig eingespannt ist. Eine Bewegung der Verschlusseinrichtung ist dann entlang einer senkrecht zu einer Einspannebene verlaufenden Mittelachse bzw. einer Schließrichtung möglich und kann auf einfache Weise durch einen Druckunterschied in Räumen erreicht werden, welche durch die Membrane getrennt sind. Als Membrane wird hierbei grundsätzlich jede Einrichtung verstanden, welche einerseits randseitig einspannbar ist, um zwei Räume voneinander fluidisch zu trennen, und gleichzeitig so flexibel ist, dass ein Druckunterschied zwischen den Räumen zu einer für ein Verschließen der Hauptleitung ausreichenden Bewegung der Einrichtung führt, wobei die Bewegung reversibel ist. Beispielsweise kann die Membrane randseitig aus einem flexiblen Kunststoff ausgebildet sein. Es ist somit nicht erforderlich, dass die Membrane durchgängig aus einem flexiblen Material besteht.

[0020] Besonders bevorzugt fällt die Mittelachse etwa mit einer Längsachse des Einlasskanals in einem endseitigen Bereich des Einlasskanals zusammen.

[0021] Üblicherweise ist die zweite Verbindungsleitung durch eine etwa mittige Öffnung in der Verschlusseinrichtung gebildet. Diese zweite Verbindungsleitung kann grundsätzlich auch direkt in der Membrane angeordnet sein, beispielsweise kann die zweite Verbindungsleitung durch eine Öffnung in einem dünnen, flexiblen Teil der Membrane gebildet sein. Um eine besonders hohe Standzeit der Membrane bzw. eine besonders hohe Lebensdauer des Ventils zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Membrane ein Verstärkungselement aufweist oder ein Verstärkungselement mit der Membrane verbunden ist, in welchem Verstärkungselement die zweite Verbindungsleitung, welche beispielsweise durch eine Öffnung gebildet sein kann, dann bevorzugt angeordnet ist. Dadurch wird eine mechanische Belastung eines dünnen und flexiblen Teiles der Membrane verglichen mit einer Anordnung der Öffnung im dünnen und flexiblen Teil der Membrane selbst reduziert.

[0022] Um ein besonders zuverlässiges und rasches Schalten des Ventils zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass mit der Verschlusseinrichtung eine Feder derart verbunden ist, dass die Feder gespannt wird, wenn die Verschlusseinrichtung aus einer Schließposition, in welcher die Hauptleitung durch die Verschlusseinrichtung verschlossen ist, in eine Offenposition bewegt wird, in welcher die Hauptleitung durch die Verschlusseinrichtung nicht verschlossen ist. Die Feder bewirkt somit eine Bewegung der Verschlusseinrichtung in die Schließposition, wenn keine weiteren Kräfte auf die Verschlusseinrichtung wirken oder die weiteren Kräfte einander aufheben. Bei einem Verschließen der ersten Verbindungsleitung durch den Aktuator erfolgt somit eine raschere Bewegung der Verschlusseinrichtung in die Schließposition, zumal ein geringerer Druckanstieg im Steuerraum ausreichend ist, um eine Richtungsumkehr der auf die Verschlusseinrichtung wirkenden Summenkraft zu bewirken. Die Summenkraft ist somit hier eine Summe aus der in Schließrichtung wirkenden Kraft, welche durch den Druck im Steuerraum bedingt ist, der in Schließrichtung wirkenden Federkraft sowie den entgegen der Schließ-

richtung wirkenden Kräften, welche aufgrund der Drücke im Einlasskanal und im Auslasskanal auf die Verschlusseinrichtung wirken.

[0023] Um ein zuverlässiges Halten der Verschlusseinrichtung in der Schließposition zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Steuerdruckfläche größer als die Einlassdruckfläche, vorzugsweise größer als eine Summe aus Einlassdruckfläche und Auslassdruckfläche, ist. Nachdem ein positiver Druck auf die Steuerdruckfläche eine Kraft auf die Verschlusseinrichtung in Schließrichtung bewirkt, während sowohl ein positiver Druck auf die Einlassdruckfläche als auch ein positiver Druck auf die Auslassdruckfläche jeweils Kräfte auf die Verschlusseinrichtung entgegen der Schließrichtung bzw. in Richtung der Offenposition zur Folge haben, kann durch eine entsprechende Ausbildung ein zuverlässiges Halten der Verschlusseinrichtung in der Schließposition allein durch die über die größere Steuerdruckfläche größere Kraft in Schließrichtung erreicht werden. Es versteht sich, dass der Druck im Auslasskanal üblicherweise geringer ist als der Druck im Einlasskanal, bei geöffnetem Ventil und Einsatz in einem Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges in der Regel um etwa 0,1 bar.

[0024] Der Aktuator wird bevorzugt durch einen Elektromagnet gebildet, welcher einen Kern, eine um den Kern angeordnete Spule sowie einen mittels eines Stromflusses durch die Spule relativ zum Kern bewegbaren Anker aufweist, wobei mit einer Bewegung des Ankers die erste Verbindungsleitung verschließbar ist, beispielsweise mit einem mit dem Anker verbundenen Dichtkegel.

[0025] Bei einem Kraftfahrzeug mit einem Flüssigkeitskreislauf, insbesondere zur Kühlung, mit einem steuerbaren Ventil ist es besonders bevorzugt, wenn das Ventil erfindungsgemäß ausgebildet ist. Dadurch werden eine einfache und günstige Herstellbarkeit sowie eine besonders robuste Bauweise erreicht.

[0026] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand des nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

[0027] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer ersten Arbeitsposition; [0028] Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer weiteren Arbeitsposition.

[0029] Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Ventil 1 in einer ersten Arbeitsposition, in welcher das Ventil 1 geschlossen ist. Wie ersichtlich weist das Ventil 1 einen Einlasskanal 2 und einen Auslasskanal 3 auf, welche über eine Hauptleitung 4 und eine erste Verbindungsleitung 11 verbunden sind. Die Hauptleitung 4 ist in der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsposition durch die im Wesentlichen als flexible Membrane 5 ausgebildete Verschlusseinrichtung verschlossen. Die Verschlusseinrichtung ist bewegbar im Ventil 1 gelagert und im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse 15, in einer nicht dargestellten Draufsicht somit etwa kreisförmig, ausgebildet. Diese Mittelachse 15 fällt hier mit einer Längsachse 14 des Einlasskanals 2 an einem Ende des Einlasskanals 2 im Ventil 1 zusammen.

[0030] In der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsposition befindet sich die Membrane 5 in einer Schließposition, in welcher diese die Hauptleitung 4 verschließt. Die Membrane 5 wird dabei in der Schließposition durch einen auf eine Steuerdruckfläche 9 der Membrane 5 wirkenden Druck in einem Steuerraum 8 sowie eine Feder 13 gehalten, wobei die Feder 13 einerseits mit einem Gehäuse 17 des Ventils 1 und andererseits mit der Membrane 5 verbunden ist.

[0031] Die erste Verbindungsleitung 11, welche den Steuerraum 8 mit dem Auslasskanal 3 verbindet, ist durch einen von einem Aktuator 10 betätigten Dichtkegel 18 verschlossen.

[0032] Über eine zweite Verbindungsleitung 12, welche hier als mittig angeordnete Öffnung in der Verschlusseinrichtung ausgebildet ist, ist der Steuerraum 8 dauerhaft mit dem Einlasskanal 2 verbunden, sodass in der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsposition, in welchem sich die Verschlusseinrichtung in der Schließposition befindet, ein Druck im Steuerraum 8 dem Druck im Einlasskanal 2 entspricht. Um eine robuste Ausführung zu erreichen, ist wie ersichtlich dabei die Verschlusseinrichtung nicht durchgängig als flexible Membrane 5 ausgebildet, sondern weist

mittig ein starres Verstärkungselement 19 auf, in welchem die Öffnung eingebracht ist. Dadurch kann eine hohe Standzeit eines flexiblen Teiles der Membrane 5 und somit der Verschlusseinrichtung auf einfache Weise gewährleistet werden.

[0033] Nachdem die Steuerdruckfläche 9 größer als die Einlassdruckfläche 6 und die Auslassdruckfläche 7 ist, ist eine Summenkraft aus Federkraft, auf die Steuerdruckfläche 9 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Steuerraum 8, auf die Einlassdruckfläche 6 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Einlasskanal 2 sowie auf die Auslassdruckfläche 7 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Auslasskanal 3 in Schließrichtung 23 orientiert und drückt die Membrane 5 somit gegen eine Kontaktfläche 16, welche den Einlasskanal 2 endseitig umlaufend abschließt. Wie ersichtlich wirkt die auf die Steuerdruckfläche 9 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Steuerraum 8 in dieselbe Richtung wie die Federkraft, nämlich in Schließrichtung 23, während die auf die Einlassdruckfläche 6 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Einlasskanal 2 und die auf die Auslassdruckfläche 7 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Auslasskanal 3 in entgegengesetzter Richtung wirken. In der in Fig.1 dargestellten Arbeitsposition überwiegen somit die auf die Steuerdruckfläche 9 wirkende Kraft aufgrund des Drucks im Steuerraum 8 und die Federkraft gegenüber der auf die Einlassdruckfläche 6 wirkenden Kraft aufgrund des Drucks im Einlasskanals 2 und der auf die Auslassdruckfläche 7 wirkenden Kraft aufgrund des Drucks im Auslasskanal 3.

[0034] Um das Ventil 1 zu öffnen, wird der Dichtkegel 18 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsposition mittels des durch einen Elektromagneten gebildeten Aktuators 10 angehoben, sodass die erste Verbindungsleitung 11 geöffnet wird und diese somit eine fluidische Verbindung zwischen dem Steuerraum 8 und dem Auslasskanal 3 bildet. Wie ersichtlich weist der Elektromagnet einen Kern 22, eine Spule 20 sowie einen mit dem Dichtkegel 18 verbundenen Anker 21 auf, wobei der Anker 21 mittels eines Stromflusses durch die Spule 20 betätigbar bzw. bewegbar ist, um den Dichtkegel 18 zu bewegen. Der Anker 21 ist über eine Ankerfeder 24 mit dem Kern 22 verbunden, sodass der Dichtkegel 18 in einem stromlosen Zustand der Spule 20 die erste Verbindungsleitung 11 verschließt und das Ventil 1 somit bei stromlosem Zustand der Spule 20 geschlossen ist. Bei einem Stromfluss in der Spule 20 wird der Anker 21 durch die dann wirkende Magnetkraft zum Kern 22 gezogen und der Dichtkegel 18 angehoben, wodurch dieser die erste Verbindungsleitung 11 freigibt.

[0035] Üblicherweise wirkt im Einlasskanal 2 ein höherer Druck als im Auslasskanal 3, sodass ein Fluid, in der Regel eine Flüssigkeit, bei geöffnetem Ventil 1 durch den Einlasskanal 2 in das Ventil 1 einströmt und das Ventil 1 durch den Auslasskanal 3 verlässt.

[0036] Bei einem Öffnen der ersten Verbindungsleitung 11 sinkt somit der Druck im Steuerraum 8 aufgrund des geringeren Drucks im Auslasskanal 3 ab. Infolge des abfallenden Drucks überwiegen ab einem vordefinierten Druck im Steuerraum 8 die auf die Einlassdruckfläche 6 und die Auslassdruckfläche 7 wirkenden Kräfte gegenüber der

[0037] auf die Steuerdruckfläche 9 wirkenden Kraft, sodass eine Summenkraft ab Unterschreiten eines bestimmten Drucks im Steuerraum 8 entgegen der Schließrichtung 23 wirkt und die Membrane 5 in die in Fig. 2 dargestellte Offenposition bewegt wird. In der Offenposition ist der Einlasskanal 2 mit dem Auslasskanal 3 auch über die Hauptleitung 4 unmittelbar verbunden, sodass das Ventil 1 geöffnet ist.

[0038] Um das Ventil 1 wieder zu schließen, wird der Dichtkegel 18 mittels des Aktuators 10 wieder in Schließrichtung 23 bewegt, um die erste Verbindungsleitung 11 zu verschließen. Nachdem dabei nur eine relativ geringe Kraft überwunden werden muss, welche aufgrund des auf den Dichtkegel 18 wirkenden Drucks und der relativ geringen Querschnittsfläche der ersten Verbindungsleitung 11 im Bereich des Dichtkegels 18 auf den Dichtkegel 18 wirkt, kann der Aktuator 10 dabei klein, leichtgewichtig und somit günstig ausgebildet sein. Entsprechend ist auch nur eine vergleichsweise geringe Kraft erforderlich, um den Dichtkegel 18 in der in Fig. 1 dargestellten Position zu halten, in welcher die erste Verbindungsleitung 11 durch den Dichtkegel 18 verschlossen ist. In weiterer Folge steigt der Druck im Steuerraum 8 wieder an, sodass eine Summenkraft auf die Verschlusseinrichtung in Schließrichtung 23 wirkt, die Membrane 5 in

die Schließposition bewegt wird und die Hauptleitung 4 durch die Verschlusseinrichtung verschlossen wird.

[0039] Das im Ausführungsbeispiel dargestellte Ventil 1 ist als stromlos geschlossenes Ventil 1 ausgebildet und wird bei einem Stromfluss in der Spule 20 durch eine Bewegung des Ankers 21 zum Kern 22, im dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben, geöffnet, indem der Dichtkegel 18 angehoben und die erste Verbindungsleitung 11 freigegeben wird. Natürlich kann ein erfindungsgemäßes Ventil 1 auch als stromlos geöffnetes Ventil 1 ausgebildet sein. Hierzu kann beispielsweise bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ventil 1 eine durch das Gewicht des Ankers 21 sowie einer Auslegung der Ankerfeder 24 definierte Ruheposition des Ankers 21, also eine Position des Ankers 21, welche sich bei einem stromlosen Zustand der Spule 20 ergibt, gewählt werden, bei welcher der Dichtkegel 18 die erste Verbindungsleitung 11 nicht verschließt, wobei der Anker 21 bei einem Stromfluss in der Spule 20 durch wirkende Magnetkräfte vom Kern 22 abgestoßen wird, um die erste Verbindungsleitung 11 mittels des Dichtkegels 18 zu verschließen. Eine Bewegung des Ankers 21 bei einem Stromfluss würde dann abweichend von dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel vom Anker 21 weg bzw. nach unten erfolgen.

[0040] Alternativ kann eine stromlos geschlossenes Ventil 1 auch mit einem sich bei einem Stromfluss in der Spule 20 zum Kern 22 hin bewegenden Anker 21 gebildet werden, wenn der Anker 21 bei einem wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ventil 1 oberhalb des Kerns 22 bzw. einer von der ersten Verbindungsleitung 11 abgewandten Position des Kerns 22 angeordnet und durch ein starres Verbindungsmittel mit dem an der gegenüberliegenden Seite des Kerns 22 positionierten Dichtkegel 18 verbunden ist, beispielsweise über eine durch den Kern 22 geführte Stange. Bei einem Stromfluss in der Spule 20 wird dann der Anker 21 zum Kern 22 hin, also nach unten, gezogen und der Dichtkegel 18 ebenfalls nach unten in die erste Verbindungsleitung 11 bewegt, um diese zu verschließen, sodass wiederum ein stromlos geöffnetes Ventil 1 erreicht ist. Auch bei Ausbildung des Ventils 1 als stromlos geöffnetes Ventil 1 ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile, welche einen einfachen und kostengünstigen Aufbau ermöglichen.

[0041] Ein erfindungsgemäßes Ventil 1 wird üblicherweise in einem Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, wobei als Medium in der Regel Wasser, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Frostschutzmittel wie Alkohol und gegebenenfalls Reinigungszusätzen eingesetzt wird. Ein Druck im Einlasskanal 2 kann beispielsweise 1 bar bis 6 bar und ein Durchfluss durch das Ventil 1 kann etwa 0,09 dm*/s bei einer Strömungsgeschwindigkeit im Einlasskanal 2 von etwa 4 m/s betragen. Bei Einsatz in einem Fahrzeug und geöffnetem Ventil 1 ist ein Druck im Auslasskanal 3 in der Regel um 0,01 bar bis 1bar, üblicherweise etwa 0,1 bar, geringer als im Einlasskanal 2.

[0042] Üblicherweise wird ein erfindungsgemäßes Ventil 1 in einem Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges eingesetzt, um eine Durchflussmenge im Kühlkreislauf mittels einer Betätigung des Aktuators 10 zu regeln. Es versteht sich, dass ein erfindungsgemäßes Ventil 1 darüber hinaus auch für verschiedenste weitere Anwendungen einsetzbar ist.

[0043] Ein erfindungsgemäßes Ventil 1 ermöglicht einen besonders einfachen, platzsparenden und kostengünstigen Aufbau, wobei gleichzeitig ein rasches Ansprechen und ein geringer Druckverlust zwischen Einlasskanal 2 und Auslasskanal 3 gewährleistet sind.

Claims (9)

Ansprüche

1. Ventil (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Einlasskanal (2) und einem Auslasskanal (3), welche durch eine Hauptleitung (4) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptleitung (4) durch eine bewegbare Verschlusseinrichtung, welche insbesondere eine Membrane (5) aufweist, verschließbar ist, wobei in einem geschlossenen Zustand der Verschlusseinrichtung ein Druck des Einlasskanals (2) auf eine Einlassdruckfläche (6) an der Verschlusseinrichtung, ein Druck des Auslasskanals (3) auf eine Auslassdruckfläche (7) an der Verschlusseinrichtung und ein Druck eines Steuerraumes (8) auf eine Steuerdruckfläche (9) an der Verschlusseinrichtung wirkt, wobei ein Aktuator (10) vorgesehen ist, mit welchem ein Druck im Steuerraum (8) änderbar ist, wenn der Druck im Auslasskanal (3) von dem Druck im Einlasskanal (2) abweicht, um durch eine Druckänderung im Steuerraum (8) einen Schaltvorgang des Ventils (1) zu bewirken.

2, Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (8) über eine mittels des Aktuators (10) verschließbare erste Verbindungsleitung (11) mit dem Auslasskanal (3) verbindbar ist.

3. Ventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (8) über eine zweite Verbindungsleitung (12) mit dem Einlasskanal (2) verbunden ist.

4. Ventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsleitung (11) und die zweite Verbindungsleitung (12) derart ausgebildet sind, dass bei geöffneter erster Verbindungsleitung (11) ein Druckverlust über die erste Verbindungsleitung (11) kleiner ist als ein Druckverlust über die zweite Verbindungsleitung (12).

5. Ventil (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimaler Querschnitt der ersten Verbindungsleitung (11) größer ist als ein minimaler Querschnitt der zweiten Verbindungsleitung (12).

6. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verbindungsleitung (12) etwa zentrisch in der Verschlusseinrichtung angeordnet ist.

7. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verschlusseinrichtung eine Feder (13) derart verbunden ist, dass eine mechanische Spannung in der Feder (13) erhöht wird, wenn die Verschlusseinrichtung aus einer Schließposition, in welcher die Hauptleitung (4) durch die Verschlusseinrichtung verschlossen ist, in eine Offenposition bewegt wird, in welcher die Hauptleitung (4) durch die Verschlusseinrichtung nicht verschlossen ist.

8. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckfläche (9) größer als die Einlassdruckfläche (6), vorzugsweise größer als eine Summe aus Einlassdruckfläche (6) und Auslassdruckfläche (7), ist.

9. Kraftfahrzeug mit einem Flüssigkeitskreislauf, insbesondere zur Kühlung, mit einem schaltbaren Ventil (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen