-
Querverweis auf verwandte Anmeldung
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0052374 , eingereicht am 30. April 2014, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme hierin mitaufgenommen ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen (z.B. im Wesentlichen) zylinderförmigen Wärmetauscher. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen zylinderförmigen Wärmetauscher für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug), der die Temperaturen von Betriebsfluiden durch Wärmeaustausch steuern kann, die Wärmeaustauscheffizienz verbessern kann und ein verringertes Gewicht und eine verringerte Größe haben kann.
-
Beschreibung der bezogenen Technik
-
Im Allgemeinen überträgt ein Wärmetauscher (bzw. Wärmeübertrager) durch eine Wärmeaustauschfläche Wärme von einem Hochtemperatur-Fluid auf ein Niedrigtemperatur-Fluid und wird in einem Heizer, einem Kühler, einem Verdampfer und einem Kondensator verwendet.
-
Solch ein Wärmetauscher verwendet die Wärmeenergie wieder oder steuert eine Temperatur eines Betriebsfluides, das in diesen für eine erhöhte (bzw. gesteigerte) Leistung eingeleitet wird. Der Wärmetauscher wird auf ein Klimaanlagen-System oder einen Getriebeöl-Kühler eines Fahrzeugs angewendet und wird in einem Motorraum installiert.
-
Da es schwierig ist, den Wärmetauscher in den Motorraum mit eingeschränktem Raum zu montieren, wurden Forschungen zu Wärmetauschern mit einer kleineren Größe, einem leichteren Gewicht und einer höheren Effizienz durchgeführt.
-
Ein konventioneller Wärmetauscher steuert die Temperaturen von den Betriebsfluiden gemäß einem Zustand eines Fahrzeugs und führt die Betriebsfluide einem Verbrennungsmotor, einem Getriebe oder einem Klimaanlagen-System zu. Zu diesem Zweck sind Verzweigungsleitungen und Ventile an einer jeden Hydraulikleitung installiert, durch welche Betriebsfluide als Heizmedium oder Kühlmedium strömen. Somit werden die Bestandteile und Montageprozesse erhöht und der Aufbau ist kompliziert.
-
Wenn zusätzliche Verzweigungsleitungen (bzw. Abzweigungsleitungen) und Ventile nicht verwendet werden, kann die Wärmeaustauscheffizienz nicht gemäß einer Durchflussmenge des Betriebsfluides gesteuert werden. Somit kann die Temperatur des Betriebsfluides nicht wirksam gesteuert werden.
-
Ferner muss gemäß einem konventionellen Wärmetauscher die Größe des Wärmetauschers vergrößert werden, um die Wärmeaustauscheffizienz zu verbessern. Ferner müssen zusätzliche Ventile zum Steuern des Durchflusses der Betriebsfluide außen montiert werden und somit werden die Bestandteile kompliziert gemacht und das Gewicht und die Kosten werden erhöht. Wenn der Wärmetauscher im Motorraum montiert wird, wird entsprechend der Aufbau kompliziert gemacht und der Montageraum der Bauteile reicht nicht aus.
-
Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
-
Erläuterung der Erfindung
-
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, einen zylinderförmigen (z.B. behälterförmigen oder büchsenförmigen) Wärmetauscher für ein Fahrzeug bereitzustellen, der die Vorteile hat, dass beim Wärmeaustausch der Betriebsfluide miteinander im Wärmetauscher die Betriebsfluide gleichzeitig gemäß der Temperatur eines Betriebsfluides oder der Durchflussmenge des Betriebsfluides in einem Fahrzustand oder in einem anfänglichen Startzustand des Fahrzeugs erwärmt und gekühlt werden.
-
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, einen (z.B. annähernd) zylinderförmigen Wärmetauscher bereitzustellen, der in einer zylinderförmigen (z.B. behälterförmigen oder büchsenförmigen) Form ausgebildet ist und der die Temperatur der Betriebsfluide durch eine Betätigung einer Ventileinheit steuern kann, die Wärmeaustauscheffizienz verbessern kann, das Gewicht und die Größe verringern kann, einen Motoraufbau vereinfachen kann und leicht einen Montageraum sichern kann, wodurch die Montageeigenschaften verbessert werden.
-
Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung, kann ein (z.B. im Wesentlichen) zylinderförmiger Wärmetauscher (z.B. für ein Fahrzeug) aufweisen: ein Gehäuse, das mit einer geschlossenen Seite und einer offenen anderen Seite zylinderförmig ausgebildet ist, das im Inneren einen Montageraum hat, das einstückig (bzw. integral) mit einem Einbauabschnitt ausgebildet ist, welcher auf einer Seite einer Seitenfläche des Gehäuses vorgesehen ist und mit dem Montageraum verbunden ist (z.B. in Verbindung steht), und das mit wenigstens einem Einlass und wenigstens einem Auslass ausgebildet ist, wobei der Einlass bzw. Auslass an der geschlossenen Seite und/oder an der Seitenfläche des Gehäuses vorgesehen ist, eine Wärmeableitungseinheit, die im Montageraum des Gehäuses installiert ist, die mit Verbindungsleitungen ausgestattet ist, welche durch Aufschichten (z.B. Stapeln) einer Mehrzahl von Platten abwechselnd (z.B. in abwechselnder Weise) ausgebildet sind, wobei eine der Verbindungsleitungen mit dem Montageraum verbunden ist (z.B. in (Fluid-)Verbindung steht), wobei die Wärmeableitungseinheit Betriebsfluide vom Einlass erhält und die Betriebsfluide miteinander einen Wärmeaustausch durchführen, eine Trennplatte (z.B. Aufteilungsplatte), die den Montageraum und den Innenraum des Einbauabschnittes aufteilt (z.B. räumlich trennt oder abgrenzt), die mit dem am Einbauabschnitt gebildeten Einlass und dem an der Seitenfläche des Gehäuses gebildeten Auslass verbunden ist (z.B. in (Fluid)Verbindung steht) und die separat von den Verbindungsleitungen der Wärmeableitungseinheit einen Bypass-Kanal (bzw. Bypass-Passage) ausbildet, sowie eine Ventileinheit, die am Einlass installiert ist, welcher am Einbauabschnitt gebildet ist, und die durch die Trennplatte im Einbauabschnitt hindurchtritt (z.B. hindurchgeht), wobei sie den Montageraum oder den Bypass-Kanal, die mittels der Trennplatte aufgeteilt werden, wahlweise öffnet (z.B. mit dem Einlass fluidverbindet) und schließt (z.B. verschließt) unter Verwendung einer Linearverschiebung, die erzeugt wird, wenn eine Expansion oder eine Kontraktion gemäß einer Temperatur des von dem Einlass eingeleiteten Betriebsmittels auftritt, und das Strömen des Betriebsfluides einstellt.
-
Der Einlass kann einen am Gehäuse gebildeten, ersten Einlass und einen am Einbauabschnitt gebildeten, zweiten Einlass aufweisen, und der Auslass kann einen am Gehäuse gebildeten und zum ersten Einlass im Abstand angeordneten, ersten Auslass und einen an der Seitenfläche des Gehäuses gebildeten und zum zweiten Einlass im Abstand angeordneten, zweiten Auslass aufweisen.
-
Der erste Einlass kann (z.B. in Bezug auf das Gehäuse) an einer (z.B. im Wesentlichen) gegenüberliegenden Position zum zweiten Einlass ausgebildet sein, und der erste Auslass kann (z.B. in Bezug auf das Gehäuse) an einer (z.B. im Wesentlichen) gegenüberliegenden Position zum zweiten Auslass ausgebildet sein.
-
Eine jede Platte der Mehrzahl von Platten kann korrespondierend zum Gehäuse (z.B. abschnittsweise oder teilweise) in einer scheibenförmigen Form ausgebildet sein, und eine Seite der Platte, die zur Trennplatte korrespondiert (z.B. der Trennplatte zugewandt ist), kann in einer linearen Form ausgebildet sein.
-
In einer jeden Platte der Mehrzahl von Platten können korrespondierend zum ersten Einlass und zum ersten Auslass (z.B. teilweise oder vollständig deckend bzw. überlappend mit dem ersten Einlass und zweiten Auslass) ein erstes Verbindungsloch und ein zweites Verbindungsloch ausgebildet sein.
-
In einer jeden Platte der Mehrzahl von Platten kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen mit vorbestimmten Abständen hervorstehen, und ein Verteilungsvorsprung kann von einer Mitte einer jeden Platte der Mehrzahl von Platten aus zu einer der Trennplatte zugewandten Außenumfangsfläche hin ausgebildet sein.
-
Ein jeder Vorsprung der Mehrzahl von Vorsprüngen kann in einer halbkreisförmigen Form ausgebildet sein und in gleicher Richtung wie der Verteilungsvorsprung hervorstehen.
-
Die Ventileinheit kann aufweisen: ein Außengehäuse, das von einer Außenseite des Einbauabschnittes aus in Richtung des zweiten Einlasses eingesetzt ist, wobei das Außengehäuse ein Fixierelement, an dem an einer Innenfläche davon eine Montagenut integral ausgebildet ist und das auf einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Einlasses an einer Außenseite des Einbauabschnittes montiert ist, einen Einschubabschnitt, der integral am Fixierelement ausgebildet ist, wenigstens eine erste Öffnung, die entlang einer Längsrichtung korrespondierend zum mittels der Trennplatte aufgeteilten Montageraum ausgebildet ist (z.B. sich teilweise oder vollständig deckend bzw. überlappend mit dem mittels der Trennplatte aufgeteilten Montageraum ausgebildet ist), und wenigstens ein Bypass-Loch aufweist, das korrespondierend zum Bypass-Kanal ausgebildet ist (z.B. sich teilweise oder vollständig deckend bzw. überlappend mit dem Bypass-Kanal ausgebildet ist).
-
Die Ventileinheit kann ferner aufweisen: eine Fixierstange, die in das Außengehäuse eingesetzt ist und die mit einem Ende an der Montagenut des Fixierelementes fixiert ist, ein Verformungselement (z.B. ein Ausdehnungselement), das auf die Fixierstange aufgesetzt ist und auf der Fixierstange (z.B. vorwärts oder rückwärts) bewegt wird durch die Expansion oder Kontraktion gemäß einer Temperaturänderung des Betriebsfluides, ein Innengehäuse, an dem wenigstens eine zweite Öffnung entlang einer Längsrichtung davon korrespondierend zur (z.B. sich deckend bzw. überlappend mit der) ersten Öffnung des Außengehäuses ausgebildet ist und das verschiebbar im Außengehäuse eingesetzt ist, ein Flanschelement, das im Innengehäuse an einem unteren Abschnitt des Innengehäuses fixiert ist und das an einem unteren Abschnitt des Verformungselementes fixiert ist, einen Stopper, der auf einer gegenüberliegenden Seite des Fixierelementes des Außengehäuses am Einschubabschnitt fixiert ist, und ein Elastikelement, das zwischen dem Verformungselement und dem Stopper eingefügt ist, bei Expansion des Verformungselementes komprimiert wird und eine Elastikkraft am Verformungselement erzeugt.
-
Das Fixierelement des Außengehäuses kann durch einen Sicherungsring einer Endkappe (z.B. Abschlusskappe), welche an einer Außenfläche des Einbauabschnittes montiert ist, am Einbauabschnitt fixiert sein.
-
Das Außengehäuse kann ein Zylinder sein, dessen oberes Ende offen ist.
-
Das Bypass-Loch und die erste Öffnung können entlang einer Längsrichtung des Außengehäuses zueinander im Abstand ausgebildet sein und/oder können entlang einer Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten Winkel zueinander im Abstand ausgebildet sein.
-
Die ersten Öffnungen können entlang einer Längsrichtung des Außengehäuses im Abstand zum Bypass-Loch an einem unteren Abschnitt des Außengehäuses ausgebildet sein.
-
Das Innengehäuse kann ein Zylinder sein, dessen beide Enden offen sind.
-
Die zweiten Öffnungen können so ausgebildet sind, dass sie entlang der Umfangsrichtung des Innengehäuses mit einem vorbestimmten Winkel gegeneinander versetzt angeordnet sind.
-
Das Innengehäuse kann im Außengehäuse durch Expansion des Verformungselementes in Richtung des zweiten Einlasses bewegt werden, sodass die (z.B. jeweilige) zweite Öffnung an der (z.B. entsprechenden) ersten Öffnung positioniert wird, um die erste Öffnung zu öffnen und das Bypass-Loch mittels des Innengehäuses zu verschließen.
-
Das Innengehäuse kann bei der initialen Montage (z.B. Initialmontage) installiert werden, indem die erste Öffnung mittels des Innengehäuses verschlossen wird und die zweite Öffnung mittels des Außengehäuses verschlossen wird.
-
Das Verformungselement kann ein Wachsmaterial sein, das sich gemäß der Temperatur des Betriebsfluides ausgedehnt oder zusammenzieht.
-
Strömungslöcher können entlang eines Außenumfanges des Flanschelementes (z.B. am Umfang des Flanschelementes verteilt) an mit einem vorbestimmten Winkel im Abstand zueinander angeordneten Positionen ausgebildet sein.
-
Eine Außenumfangsfläche des Flanschelementes kann an einer Innenumfangsfläche des Innengehäuses fixiert sein, und ein Einbauteil (z.B. ein Montageteil), der an einer Mitte davon ausgebildet ist, kann durch einen Fixierring an dem Verformungselement fixiert sein.
-
Wenigstens ein Durchgangsloch kann im Stopper ausgebildet sein, damit das Betriebsfluid in die Ventileinheit strömt.
-
Die Durchgangslöcher können in einer Mitte und entlang einer Umfangsrichtung des Stoppers (z.B. am Umfang des Stoppers verteilt) ausgebildet sein.
-
Ein Fixiervorsprung (bzw. Fixierende) kann so ausgebildet sein, dass er vom Stopper hervorsteht, damit das Elastikelement unter dem Stopper fixiert wird.
-
Ein Aufnahmeabschnitt (z.B. eine Anschlagkante), an dem der Stopper sitzt, kann am Außengehäuse ausgebildet sein.
-
Eine Ringnut kann an einer oberen Innenumfangsfläche des Außengehäuses ausgebildet sein, damit ein Stopperring zum Fixieren des Stoppers darin aufgenommen wird.
-
Ein Ende des Elastikelementes kann durch den Stopper abgestützt sein, ein anderes Ende davon kann durch das Verformungselement abgestützt sein, und das Elastikelement kann eine Schraubenfeder sein.
-
Eines der Betriebsfluide kann ein von einem Kühler eingeleitetes Kühlmittel sein, und das andere der Betriebsfluide kann ein von einem Automatikgetriebe eingeleitetes Getriebeöl sein.
-
Das Getriebeöl kann durch den ersten Einlass, den ersten Auslass und die Wärmeableitungseinheit strömen, das Kühlmittel kann durch den zweiten Einlass und den zweiten Auslass strömen, und die Verbindungsleitungen können eine erste Verbindungsleitung, in der das Getriebeöl strömt, und eine zweite Verbindungsleitung aufweisen, in welcher das Kühlmittel strömt.
-
Ein im Montageraum positioniertes Ende der Trennplatte kann in Bezug auf ein im Einbauabschnitt positioniertes, anderes Ende der Trennplatte mit einem vorbestimmten Winkel gebogen (z.B. abgewinkelt) sein.
-
In der Trennplatte kann eine Durchgangsöffnung an einem Ende der Trennplatte, welches zur Wärmeableitungseinheit korrespondiert (z.B. der Wärmeableitungseinheit zugewandt ist), ausgebildet sein.
-
Eine den Montageraum verschließende Abdeckung kann am Gehäuse angeordnet sein.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kühlt oder erwärmt bei Steuerung der Temperatur der Betriebsfluide durch Wärmeaustausch im Wärmetauscher der zylinderförmige Wärmetauscher die Betriebsfluide gemäß der Temperatur oder der Durchflussmenge des Betriebsfluides, das in einem Fahrzustand oder in einem anfänglichen Startzustand des Fahrzeugs eingeleitet wird.
-
Ferner ist es möglich, die Temperaturen der Betriebsfluide durch eine Betätigung der Ventileinheit gemäß dem Fahrzeugzustand zu steuern. Da der Wärmeaustauscher in einer zylinderförmigen Form ausgebildet ist, die eine Wärmeaustauscheffizienz verbessern und Gewicht und Größe verringern kann, ist es möglich, einen Motoraufbau zu vereinfachen, und es ist einfach, einen Montageraum sicherzustellen, wodurch die Montageeigenschaften verbessert werden.
-
Die Ventileinheit, auf der das Verformungselement, wie z.B. mit dem Wachsmaterial angewendet ist, welches sich gemäß dem eingeleiteten Betriebsfluid ausdehnt oder zusammenzieht, kann das Betriebsfluid wahlweise zuführen, wodurch die Strömung des Betriebsfluides genau gesteuert werden kann.
-
Da die Ventileinheit am zylinderförmigen Wärmetauscher installiert ist, können zusätzliche Steuerventile und Verzweigungsleitungen zum Steuern des Strömens der Betriebsfluide weggelassen werden. Somit können die Herstellungskosten verringert werden und die Verarbeitungseigenschaften (z.B. die Montageeigenschaften) können verbessert werden.
-
Wenn ein Betriebsfluid das Getriebeöl des Automatikgetriebes ist, kann die (z.B. hydraulische) Reibung beim Kaltstart verringert werden aufgrund des schnellen Aufwärmens. Außerdem kann beim Fahren ein Schlupf verhindert werden und die Haltbarkeit aufrechterhalten werden aufgrund der hervorragenden Kühlleistung. Somit kann die Kraftstoffeffizienz und die Haltbarkeit des Getriebes verbessert werden.
-
Da ferner das Ventil-Ansprechverhalten zum Öffnen und Schließen gemäß der Temperatur des Betriebsfluides verbessert wird, wird der kommerzielle Wert gesteigert.
-
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
-
Erläuterung der Zeichnungen
-
1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Kühlsystems eines Automatikgetriebes, auf das ein zylinderförmiger Wärmetauscher für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
2 ist eine perspektivische Projektionsansicht des beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauschers gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A in 2 genommen ist.
-
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Platte einer Wärmeableitungseinheit (z.B. einer Wärmeabführeinheit), die auf den beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Ventileinheit, die auf den beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Ventileinheit, die auf den beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
8 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie B-B in 6 genommen ist.
-
9 ist eine Zeichnung zum Erläutern der Betätigung der Ventileinheit, die auf den beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauscher gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
10A und 10B sind Zeichnungen zum Erläutern des Betriebs des beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
11A und 11B sind Zeichnungen zum Erläutern des Betriebs des beispielhaften zylinderförmigen Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig im Maßstab sind und eine einigermaßen vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, welche veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
-
In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen wird, soweit nicht explizit das Gegenteil beschrieben wird, das Wort „aufweisen“ und Variationen wie „weist auf“ oder „aufweisend“ so verstanden, dass diese die Einbeziehung der genannten Elemente aber nicht den Ausschluss von jeglichen anderen Elementen implizieren.
-
Außerdem bedeutet "Einheit", "Mittel", "Teil", "Element" oder dergleichen, die in der Beschreibung erläutert werden, eine Einheit einer übergreifenden Konfiguration, die wenigstens eine Funktion oder Tätigkeit durchführt.
-
Bezugnehmend auf die Zeichnungen ist ein zylinderförmiger Wärmetauscher 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf ein Kühlsystem eines Automatikgetriebes angewendet.
-
Wie in 1 gezeigt, ist das Kühlsystem des Automatikgetriebes mit einer Kühlleitung zum Kühlen eines Verbrennungsmotors ausgestattet. Ein Kühlmittel (z.B. ein Kühlwasser) strömt mittels einer Kühlmittelpumpe (z.B. einer Kühlwasserpumpe) 10 durch einen Kühler (bzw. Radiator) 20, der ein Kühlgebläse 41 hat, und wird mittels des Kühlers 20 gekühlt. Ein Heizerkern (z.B. ein Heizkörper) 30, der mit einem Heizsystem des Fahrzeugs verbunden ist, ist an der Kühlleitung montiert.
-
Der zylinderförmige Wärmetauscher 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wärmt oder kühlt Betriebsfluide gemäß den Temperaturen oder den Durchflussmengen der Betriebsfluide, die in einem Fahrzustand oder einem anfänglichen Startzustand des Fahrzeugs eingeleitet werden, wenn die Temperaturen der Betriebsfluide im Wärmetauscher 100 durch Wärmeaustausch gesteuert werden.
-
Ferner ist es möglich, die Temperaturen der Betriebsfluide durch eine Betätigung einer Ventileinheit 130 gemäß dem Fahrzeugzustand zu steuern. Da der Wärmetauscher 100 in einer (z.B. annähernd) zylinderförmigen Form ausgebildet ist, die die Effizienz des Wärmeaustausches verbessern kann und das Gewicht und die Größe verringern kann, ist es möglich, einen Motoraufbau zu vereinfachen. Es ist auch leicht, einen Montageraum sicherzustellen, wodurch die Montageeigenschaften verbessert werden.
-
Der zylinderförmige Wärmetauscher 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Kühlmittelpumpe 10 und dem Heizerkern 30 angeordnet und ist durch eine Ölleitung (nachfolgend kurz „O.L“) mit einem Automatikgetriebe 40 verbunden.
-
In zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen die Betriebsfluide ein Kühlmittel, das von dem Kühler 20 eingeleitet wird, und ein Getriebeöl auf, das von dem Automatikgetriebe 40 eingeleitet wird. Der zylinderförmige Wärmetauscher 100 bewirkt, dass das Getriebeöl mit dem Kühlwasser Wärme austauscht, sodass die Temperaturen des Getriebeöls und des Motoröls gesteuert werden.
-
Wie in den 2, 3 und 4 gezeigt, kann der zylinderförmige Wärmetauscher 100 ein Gehäuse 101, eine Wärmeableitungseinheit (z.B. eine Wärmeabführeinheit) 110, eine Trennplatte 120 und die Ventileinheit 130 aufweisen.
-
Das Gehäuse 101 ist so ausgebildet, dass es zylinderförmig ist, wobei eine Seite geschlossen und die andere Seite offen ist, sodass ein Montageraum (S) im Gehäuse 101 ausgebildet wird.
-
Ein Einbauabschnitt (z.B. ein Montageabschnitt) 103, der mit dem Montageraum (S) verbunden ist (bzw. in Verbindung steht), ist auf einer Seite einer Seitenfläche des Gehäuses 101 integral (z.B. einstückig oder einteilig) ausgebildet, und wenigstens ein Einlass 105 und wenigstens ein Auslass 107 sind an der geschlossenen einen Seite bzw. der Seitenfläche ausgebildet.
-
Der Einlass 105 kann einen ersten Einlass 105a, der an der geschlossenen Seite des Gehäuses 100 ausgebildet ist, und einen zweiten Einlass 105b aufweisen, welcher an der Seitenfläche des Gehäuses 100 ausgebildet ist.
-
Der Auslass 107 kann einen ersten Auslass 107a, der an der geschlossenen Seite des Gehäuses 100 ausgebildet ist, und einen zweiten Auslass 107b aufweisen, welcher an der Seitenfläche des Gehäuses 100 ausgebildet ist. Der (z.B. erste) Auslass 107a ist so angeordnet, dass er zum ersten Einlass 105a im Abstand angeordnet ist, und der zweite Auslass 107b ist so angeordnet, dass er zum zweiten Einlass 105b im Abstand angeordnet ist.
-
Der erste Einlass 105a kann an einer gegenüberliegenden Position zum zweiten Einlass 105b angeordnet sein, und der erste Auslass 107a kann an einer gegenüberliegenden Position zum zweiten Auslass 107b angeordnet sein.
-
Das heißt, das Getriebeöl kann durch den ersten Einlass 105a, den ersten Auslass 107a und die Wärmeableitungseinheit 110 strömen, und das Kühlmittel kann durch den zweiten Einlass 105b und den zweiten Auslass 107b strömen.
-
In zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Wärmeableitungseinheit 110 im Montageraum (S) des Gehäuses 101 installiert und Verbindungsleitungen sind abwechselnd ausgebildet, indem eine Mehrzahl von Platten 111 geschichtet (z.B. gestapelt) sind.
-
Eine Verbindungsleitung 113 (z.B. von den Verbindungsleitungen) ist mit dem Montageraum (S) verbunden (z.B. fluidverbunden), und es wird ein Wärmeaustausch zwischen dem Getriebeöl, das von dem ersten Einlass 105a zugeführt wird, und dem Kühlmittel durchgeführt, welches von dem zweiten Einlass 105b zugeführt wird.
-
Das heißt, wenn das Getriebeöl durch den ersten Einlass 105a eingeleitet wird und in der Wärmeableitungseinheit (z.B. Kühleinheit) 110 zirkuliert, strömen durch den Gegenstrom des Getriebeöls und des Kühlmittels das Getriebeöl und das in den Montageraum (S) des Gehäuses 101 eingeleitete Kühlmittel in zueinander entgegengesetzte Richtungen.
-
Die Verbindungsleitung 113 kann eine erste Verbindungsleitung 113a, in der das Getriebeöl strömt, und eine zweite Verbindungsleitung 113b aufweisen, durch welche das Kühlmittel in den Montageraum (S) strömt.
-
Die Platte 111 kann korrespondierend zum Gehäuse 101 in einer (z.B. annähernd) scheibenförmigen Form ausgebildet sein, und eine Seite der Platte 111, die zur Trennplatte 120 korrespondiert, kann in einer linearen Form ausgebildet sein.
-
Ein erstes und ein zweites Verbindungsloch 114 und 115 sind korrespondierend zum ersten Einlass 105a bzw. zum ersten Auslass 107a in der Platte 111 ausgebildet.
-
Das von dem ersten Einlass 105a eingeleitete Getriebeöl strömt durch das erste Verbindungsloch 114 in die Wärmeableitungseinheit 110, strömt durch die Verbindungsleitung 113 (hindurch) und wird durch das zweite Verbindungsloch 115 in den ersten Auslass 107a ausgelassen.
-
Wie in 5 gezeigt, stehen in der Platte 111 eine Mehrzahl von Vorsprüngen 116 mit einem vorbestimmten Abstand im Abstand zueinander angeordnet hervor, und ein Verteilungsvorsprung 117 ist von der Mitte der Platte 111 zu einer Außenumfangsfläche (hin) ausgebildet, welche (Außenumfangsfläche) der Trennplatte 120 zugewandt ist.
-
Ein jeder der Vorsprünge 116 kann in einer halbkugelförmigen Form ausgebildet sein, kann in die gleiche Richtung wie der Verteilungsvorsprung hervorstehen, und die Vorsprünge 116 können in Mehrzahl von der Mitte der Platte 111 zur Außenumfangsfläche hin in einer Umfangsrichtung ausgebildet sein.
-
Wenn die Platten 111 geschichtet (z.B. gestapelt) werden, werden die hervorstehenden Teile der Vorsprünge 116 und der Verteilungsvorsprünge 117 (entsprechend) miteinander verbunden.
-
Da zwei (verbundene) Platten 111, bei denen ein jeder Vorsprung 116 einander kontaktierend und ein jeder Verteilungsvorsprung 117 einander kontaktierend zusammengebaut ist, mehrmals geschichtet werden, werden die erste Verbindungsleitung 113a und die zweite Verbindungsleitung 113b abwechselnd ausgebildet.
-
Der Vorsprung erzeugt einen Strömungswiderstand für das Getriebeöl, das durch die erste Verbindungsleitung 113a der Wärmeableitungseinheit 110 strömt, und für das Kühlmittel, das durch die zweite Verbindungsleitung 113b strömt, sodass die Wärmeaustauscheffizienz verbessert wird.
-
Ferner verteilt der Verteilungsvorsprung 117 den Strom eines jeden Betriebsfluides gleichmäßig, um eine Strömungsdistanz (z.B. Strömungsstrecke) zwischen dem Getriebeöl und dem Kühlmittel zu erhöhen, welche durch die erste und durch die zweite Verbindungsleitung 113a und 113b strömen, sodass ein jedes Betriebsfluid gleichmäßig in den gesamten Bereich der Platte 111 der Wärmeableitungseinheit 110 strömt.
-
In zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung trennt die Trennplatte 120 den Innenraum des Montageraums (S) und den Innenraum des Einbauabschnittes 103 (z.B. räumlich), ist mit dem zweiten Einlass 105b am Einbauabschnitt 103 und dem zweiten Auslass 107b an der Seitenfläche des Gehäuses 101 verbunden und ist mit einem Bypass-Kanal (bzw. Bypass-Passage) 121 ausgestattet, der separat ist von der Verbindungsleitung 113 der Wärmeableitungseinheit 110.
-
Um einen Teil des Montageraums (S) zu trennen (z.B. abzugrenzen), kann ein im Montageraum (S) positioniertes Ende der Trennplatte 120 in Bezug auf ein im Einbauabschnitt 103 positioniertes, anderes Ende der Trennplatte 120 mit einem vorbestimmten Winkel gebogen (z.B. abgewinkelt) sein.
-
In der Trennplatte 120 kann an einem Ende der Trennplatte, das zur Wärmeableitungseinheit 120 korrespondiert, eine Durchgangsöffnung 123 ausgebildet sein.
-
Die Durchgangsöffnung 123 verbindet mittels des Bypass-Kanals 121 die zweite Verbindungsleitung 113b mit dem zweiten Auslass 107b, sodass das Kühlmittel zur Außenseite des Wärmetauschers 100 abgeführt wird, nachdem das Kühlmittel, das in den mittels der Trennplatte 120 getrennten Montageraum (S) strömt, durch die zweite Verbindungsleitung 113b der Wärmeableitungseinheit 110 geströmt ist.
-
Das heißt, das durch die zweite Verbindungsleitung 113b strömende Kühlmittel wird durch die Durchgangsöffnung 123 der Trennplatte 120 in den Bypass-Kanal 121 abgeführt und wird durch den zweiten Auslass 107b zur Außenseite des Gehäuses 101 abgeführt.
-
Indes strömt gemäß zahlreichen Ausführungsformen das Getriebeöl durch den ersten Einlass 105a ein und wird durch den ersten Auslass 107a abgeführt. Das durch den zweiten Einlass 105b eingeleitete Kühlmittel betätigt wahlweise die Ventileinheit 130 und strömt im Montageraum (S) durch die zweite Verbindungsleitung 113b. Jedoch kann die Strömung des Kühlmittels und des Getriebeöls geändert werden.
-
Die Ventileinheit 130 ist im Inneren des Einbauabschnittes 103 korrespondierend zum zweiten Einlass 105b installiert, wobei ein Ende der Ventileinheit 130 durch die Trennplatte 120 hindurchgeht.
-
Die Ventileinheit 130 öffnet und schließt wahlweise den Montageraum (S) oder den Bypass-Kanal 121, die durch die Trennplatte 120 (z.B. räumlich) getrennt werden, mittels einer Linearverschiebung, die erzeugt wird, wenn eine Expansion (z.B. eine Ausdehnung) oder eine Kontraktion (z.B. eines Verformungselementes) gemäß der Temperatur des von dem zweiten Einlass 105b eingeleiteten Kühlmittels auftritt. Somit kann das Strömen des Kühlmittels eingestellt werden.
-
Wie in den 6, 7 und 8 gezeigt, weist die Ventileinheit 130 ein Außengehäuse 132, eine Fixierstange (z.B. Befestigungsstange) 146, ein Verformungselement (z.B. ein Ausdehnungselement) 148, ein Innengehäuse 152, ein Flanschelement 156, einen Stopper 166 und ein Elastikelement 174 auf.
-
Das Außengehäuse 132 ist von der Außenseite des Einbauabschnittes 103 in Richtung des zweiten Einlasses 150b eingesetzt.
-
Das Außengehäuse 132 weist ein Fixierelement (bzw. Fixierteil) 134, an dem an einer Innenfläche davon eine Montagenut 133 integral ausgebildet ist und das an eine Außenseite des Einbauabschnittes 103 auf einer gegenüberliegenden Seite des zweiten Einlasses 105b montiert ist, sowie einen Einschubabschnitt 136 auf, der von dem Fixierelement 134 aus zum zweiten Einlass 105b hin integral ausgebildet ist.
-
Der Einschubabschnitt 136 ist in einer zylinderförmigen Form ausgebildet, wenigstens eine erste Öffnung 138 ist entlang einer Längsrichtung korrespondierend zum mittels der Trennplatte 120 getrennten Montageraum (S) (anders ausgedrückt: im mit dem Montageraum (S) verbundenen Innenraum des Einbauabschnittes 103 liegend) ausgebildet und wenigstens ein Bypass-Loch 142 ist korrespondierend zum Bypass-Kanal 121 (anders ausgedrückt: im mit dem Bypass-Kanal 121 verbundenen Innenraum des Einbauabschnittes 103 liegend) ausgebildet.
-
Die Bypass-Löcher 142 und die ersten Öffnungen 138 sind entlang einer Umfangsrichtung des Außengehäuses 132 mit einem vorbestimmten Winkel zueinander im Abstand angeordnet (z.B. an Positionen, die in einer Längsrichtung des Außengehäuses 132 im Abstand zueinander angeordnet sind). In zahlreichen Ausführungsformen sind vier Bypass-Löcher 142 und vier erste Öffnungen 138 entlang der Außenumfangsfläche des Einschubabschnittes 136 (z.B. im Wesentlichen) im Abstand von 90° Grad zu den jeweiligen benachbarten Bypass-Löchern 142 bzw. zu den jeweiligen benachbarten ersten Öffnungen 138 ausgebildet, aber diese sind nicht darauf eingeschränkt.
-
Die ersten Öffnungen 138 sind entlang der Längsrichtung des Außengehäuses 132 im Abstand zu den Bypass-Löchern 142 und unterhalb der Bypass-Löcher 142 ausgebildet.
-
Das Fixierelement 134 des Außengehäuses 132 ist durch einen Sicherungsring (bzw. Seegerring) 144 einer Endkappe 178, welche an einer Außenfläche des Einbauabschnittes 103 montiert ist, an dem Einbauabschnitt 103 fixiert.
-
Das Außengehäuse 132 kann ein Zylinder sein, von dem das dem zweiten Einlass 105b zugewandte Ende des Einschubabschnittes 136 offen ist.
-
In zahlreichen Ausführungsformen ist die Fixierstange 146 in das Außengehäuse 132 eingesetzt, und ein unteres Ende davon ist fest in der Montagenut 133 des Fixierelementes 134 installiert.
-
Die Fixierstange 146 ist senkrecht zum Fixierelement 134 von der Montagenut 133 des Fixierelementes 134 aus zum zweiten Einlass 105b hin installiert.
-
Das Verformungselement 148 ist auf einen oberen Abschnitt der Fixierstange 146 aufgeschoben, und die Position des Verformungselementes 148 auf der Fixierstange 146 wird vorwärts und rückwärts geändert gemäß einer Expansion oder Kontraktion des Verformungsmaterials, welches im Verformungselement 148 gefüllt ist und durch die Temperatur des Betriebsfluides beeinflusst wird.
-
Das Verformungsmaterial kann ein Wachsmaterial sein, das gemäß der Temperatur des Betriebsfluides ausdehnbar und zusammenziehbar ist.
-
Das Wachsmaterial kann ein thermisches Ausdehnungsmaterial sein, das durch die Temperatur beeinflusst wird.
-
Das Verformungselement 148 ist eine Baueinheit, die mit dem Wachsmaterial gefüllt ist. Wenn das Volumen des Wachsmaterials gemäß der Temperatur geändert wird, wird das Verformungselement 148 – ohne Veränderung der äußeren Form – auf der Fixierstange 146 nach oben oder nach unten bewegt.
-
Wenn das Kühlmittel mit einer relativ hohen Temperatur durch den zweiten Einlass 105b strömt, bewegt sich das Verformungselement 148 durch die Expansion des darin gefüllten Wachsmaterials gemäß einer Erhöhung der Temperatur auf der Fixierstange 146 vorwärts.
-
Wenn andererseits das Kühlmittel mit einer relativ niedrigen Temperatur durch den zweiten Einlass 105b strömt, bewegt sich das Verformungselement 148 durch die Kontraktion des darin gefüllten Wachsmaterials gemäß einer Verringerung der Temperatur auf der Fixierstange 146 rückwärts.
-
Wenn bei Positionierung des Verformungselementes 148 in einem Anfangszustand das Kühlmittel mit einer relativ niedrigen Temperatur durch den zweiten Einlass 105b strömt, wird das Verformungselement nicht nach oben oder nach unten bewegt, weil das Volumen des Wachsmaterials nicht verändert wird.
-
In zahlreichen Ausführungsformen ist wenigstens eine zweite Öffnung 154 am Innengehäuse 152 entlang der Längsrichtung davon (z.B. teilweise oder abschnittsweise) korrespondierend zu den ersten Öffnungen 138 des Außengehäuses 132 ausgebildet, und das Innengehäuse 152 ist im Außengehäuse 132 verschiebbar.
-
Das Innengehäuse 152 hat eine zylinderförmige Form, bei der beide Enden offen sind.
-
Die zweiten Öffnungen 154 sind so ausgebildet, dass sie entlang der Umfangsrichtung des Innengehäuses 152 mit einem vorbestimmten Winkel (gegeneinander) versetzt (z.B. angeordnet) sind, wobei die zweiten Öffnungen 154 korrespondierend zu den ersten Öffnungen 138 in Umfangsrichtung mit einem vorbestimmten Winkel zueinander im Abstand angeordnet sind.
-
In den Zeichnungen sind vier zweite Öffnungen 154 (jeweils) in einem oberen und einem unteren Abschnitt der Außenumfangsfläche des Innengehäuses 152 (im Wesentlichen) mit einem 90° Grad Abstand zu jeweiligen benachbarten zweiten Öffnungen 154 ausgebildet, aber diese sind nicht darauf beschränkt.
-
In zahlreichen Ausführungsformen ist das Flanschelement 156 im Inneren des Innengehäuses 152 mit einem Ende (z.B. des Innengehäuses) verbunden, und eine Mitte davon ist an dem unteren Abschnitt des Verformungselementes 148 fixiert.
-
Das Flanschelement 156 kann mit dem Innengehäuse 152 integral ausgebildet (z.B. hergestellt) sein und fixiert das Innengehäuse 152, das im Außengehäuse 132 verschiebbar ist, mit dem unteren Abschnitt des Verformungselementes 148.
-
Strömungslöcher (z.B. Durchflusslöcher) 158 können entlang des Außenumfangs des Flanschelementes 156 (z.B. am Umfang des Flanschelementes 156 verteilt) mit einem vorbestimmten Winkel (z.B. zueinander im Abstand angeordnet) ausgebildet sein.
-
Zum Beispiel können vier Strömungslöcher 158 entlang des Außenumfangs des Flanschelementes 156 (im Wesentlichen) mit einem 90° Grad Abstand ausgebildet sein, und das durch den zweiten Einlass 105b eingeleitete Betriebsfluid kann über die zweiten Öffnungen 154 im Innengehäuse 152 zur zweiten Verbindungsleitung 113b der Wärmeableitungseinheit 110 strömen.
-
Die Außenumfangsfläche des Flanschelementes 156 ist an der Innenumfangsfläche des Innengehäuses 152 (z.B. verschiebbar) fixiert, und ein in der Mitte des Flanschelementes 156 ausgebildeter Einbauteil 162 ist durch einen Fixierring 164 an dem Verformungselement 148 befestigt.
-
In zahlreichen Ausführungsformen bewegt sich das Innengehäuse 152 innerhalb des Außengehäuses 132 mittels des Flanschelementes 156 vorwärts (z.B. nach oben in 8) zusammen mit dem Verformungselement 148, wenn sich das Verformungselement 148 ausdehnt.
-
In diesem Fall werden die zweiten Öffnungen 154 des Innengehäuses 152 (im Wesentlichen) korrespondierend zu den (z.B. überdeckend mit den) ersten Öffnungen 138 positioniert, um die ersten Öffnungen 138 zu öffnen, und der obere Abschnitt des Innengehäuses 152 verschließt die Bypass-Löcher 142.
-
Das Innengehäuse 152 kann bei der initialen Montage installiert werden, indem die zweiten Öffnungen 154 durch einen geschlossenen Abschnitt zwischen den ersten Öffnungen 138 verschlossen werden und somit die ersten Öffnungen 138 verschlossen sind und der obere Abschnitt des Innengehäuses 152 unter dem Bypass-Loch 142 positioniert wird, um das Bypass-Loch 142 zu öffnen.
-
In zahlreichen Ausführungsformen ist der Stopper 166 auf der gegenüberliegenden Seite des Fixierelementes 134 des Außengehäuses 132 an dem Einschubabschnitt 136 fixiert.
-
Wenigstens ein Durchgangsloch 168 kann an der Oberseite des Stoppers 166 ausgebildet sein, damit das durch den zweiten Einlass 105b eingeleitete Betriebsfluid in die Ventileinheit 130 strömt, um eine Verformung des Verformungselementes 148 zu ermöglichen.
-
In den Zeichnungen ist ein Durchgangsloch 168 in der Mitte des Stoppers 166 ausgebildet und sind 3 Durchgangslöcher 168 entlang der Umfangsrichtung (im Wesentlichen) im Abstand von 120° Grad (z.B. den Umfang verteilt) ausgebildet, aber diese sind nicht darauf eingeschränkt.
-
Der Stopper 166 ist an dem Einschubabschnitt 136 des Außengehäuses 132 montiert, und das durch den zweiten Einlass 105b eingeleitete Kühlmittel strömt in den Innenraum des Außengehäuses 132.
-
Ein Aufnahmeabschnitt (z.B. eine Anschlagkante) 135, an dem der Stopper 166 aufgenommen wird (z.B. an dem der Stopper sitzt), ist an dem oberen Abschnitt des Außengehäuses 132 ausgebildet.
-
Der Aufnahmeabschnitt 135 ist entlang der Innenumfangsfläche des Außengehäuses 132 ausgebildet und steht zur Mitte des Außengehäuses 132 hin hervor.
-
Eine Ringnut 137 ist an dem oberen Abschnitt des Außengehäuses 132 entlang der Innenumfangsfläche ausgebildet, um zum Fixieren des Stoppers 166 einen Stopperring 172 darin aufzunehmen.
-
Der Stopper 166 ist am Aufnahmeabschnitt 135 des Außengehäuses 132 angeordnet und durch den Stopperring 172 fixiert, welcher in der Ringnut 137 installiert ist.
-
Das Elastikelement 174 ist zwischen dem Verformungselement 148 und dem Stopper 166 eingefügt, wird komprimiert, wenn das Verformungselement 148 ausgedehnt wird, und erzeugt dadurch eine Elastikkraft am Verformungselement 148.
-
Ein Ende des Elastikelementes 174 ist durch den Stopper 166 abgestützt und das andere Ende davon ist durch das Verformungselement 148 abgestützt, und das Elastikelement 174 kann eine Schraubenfeder (z.B. Schraubendruckfeder) sein.
-
Somit wird das Elastikelement 174 komprimiert, wenn das Verformungselement 148 auf der Fixierstange 146 vorrückt (bzw. sich vorwärts bewegt).
-
Wenn andererseits das Verformungselement 148 zusammengezogen wird, wird die Komprimierung des Elastikelementes 174 gelöst, und das Elastikelement 174 erzeugt eine Elastikkraft am Verformungselement 148, sodass das Verformungselement 148 schnell in die Ursprungsposition zurückkehrt.
-
Ein Fixiervorsprung 167 ist so ausgebildet, dass er vom Stopper 166 hervorsteht, damit das Elastikelement 174 unter dem Stopper 166 fixiert wird.
-
Der Fixiervorsprung 167 ist in die Innenumfangsfläche eines Endes des Elastikelementes 174 eingesetzt und stützt dadurch das Elastikelement 174, dessen anderes Ende auf das Verformungsende 148 aufgesetzt ist, sicher ab.
-
In den Zeichnungen sind eine jede der vier ersten Öffnungen 138, eine jede der vier zweiten Öffnungen 154, eine jede der vier Bypass-Löcher 142 und eine jede der vier Strömungsöffnungen 158 entlang der Umfangsrichtung (im Wesentlichen) im Abstand von 90° Grad (z.B. über den Umfang verteilt) ausgebildet, und ein jedes der drei Durchgangslöcher 168 (z.B. mit Ausnahme von dem in der Mitte ausgebildeten Durchgangsloch 168) ist entlang der Umfangsrichtung im Abstand von 120° Grad (z.B. über den Umfang verteilt) ausgebildet. Allerdings sind diese nicht darauf eingeschränkt, vielmehr können die Position und die Anzahl einer jeden Öffnung 138 und 154, eines jeden Bypass-Loches 142, eines jeden Strömungsloches 158 und eines jeden Durchgangsloches 168 verändert werden.
-
Ein Dichtring 176 kann zwischen der an dem Einbauabschnitt 103 vorgesehenen Endkappe 178 und dem Fixierelement 134 des Außengehäuses 132 angeordnet sein, damit das in das Gehäuse 101 eingeleitete Betriebsfluid, z.B. das Kühlmittel, abgesehen vom zweiten Auslass 107b nicht ausläuft und damit es auch nicht zwischen der Endkappe 178 und dem Fixierelement 134 ausläuft.
-
Das heißt, der Dichtring 176 dichtet zwischen der Außenumfangsfläche des Fixierelementes 134 und der Endkappe 178 ab, welche an dem Einbauabschnitt 103 vorgesehen ist, und verhindert dadurch, dass das Kühlmittel entlang der Außenumfangsfläche des Fixierelementes 134 des Außengehäuses 132 ausläuft.
-
9 ist eine Zeichnung zum Erläutern der Betätigung der Ventileinheit, die auf den zylinderförmigen Wärmetauscher gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
Wie in 9 gezeigt, strömt das Betriebsfluid mit einer vorbestimmten Temperatur durch den zweiten Einlass 105b, und das Betriebsfluid strömt durch die Durchgangslöcher 168 des Stoppers 166 in das Innere des Außengehäuses 132 und des Innengehäuses 152.
-
Dann bewegt sich das Verformungselement 148 durch die Expansion (z.B. Ausdehnung) des Wachsmaterials im Inneren des Verformungselementes 148 auf der Fixierstange 146 vorwärts.
-
Dadurch bewegt sich das an dem unteren Abschnitt des Verformungselementes 148 fixierte Flanschelement 156 zusammen mit dem Verformungselement 148 vorwärts. Gleichzeitig verschiebt sich das Innengehäuse 152 zusammen mit dem Flanschelement 156 innerhalb des Außengehäuses 132 in Richtung des zweiten Einlasses 105b.
-
In diesem Fall wird das Elastikelement 174 komprimiert und gleichzeitig wird das Bypass-Loch 142 mittels des Innengehäuses 152 verschlossen.
-
Die zweiten Öffnungen 154 werden (im Wesentlichen) korrespondierend zu den ersten Öffnungen 138 (z.B. teilweise oder abschnittsweise überdeckend mit den ersten Öffnung 138) positioniert. Gleichzeitig werden die ersten Öffnungen 138, die auf der Seite des Fixierelementes 134 des Außengehäuses 132 positioniert sind, durch das vorwärts bewegte (bzw. angehobene) Innengehäuse 152 geöffnet, und das Kühlmittel strömt in den Montageraum (S) des Gehäuses 101 und strömt durch die zweite Verbindungsleitung 113b.
-
Wenn das Betriebsfluid mit einer Temperatur unterhalb einer vorbestimmten Temperatur in den zweiten Einlass 105b strömt, bewegt sich das Verformungselement 148 auf der Fixierstange 146 nach unten (bzw. rückwärts).
-
In diesem Fall erzeugt das Elastikelement 174 eine Elastikkraft am Verformungselement, sodass das Verformungselement 148 schnell in die Ursprungsposition zurückkehrt.
-
Dann bewegt sich das Innengehäuse 152 zusammen mit dem an dem Verformungselement 148 fixierten Flanschelement 156 rückwärts und somit werden die Bypass-Löcher 142 geöffnet und gleichzeitig werden die ersten Öffnungen 138 verschlossen.
-
In zahlreichen Ausführungsformen kann eine Abdeckung 180, die den Montageraum (S) verschließt, am Gehäuse 101 angeordnet sein, und die Abdeckung 180 verhindert, dass das in den Montageraum (S) eingeleitete Kühlmittel zur Außenseite ausläuft.
-
Nachfolgend werden Funktionen und Prozesse des zylinderförmigen Wärmetauschers 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
-
Die Figuren 10A, 10B, 11A und 11B sind Zeichnungen zum Erläutern des Betriebs eines zylinderförmigen Wärmetauschers für ein Fahrzeug gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
-
Wenn – wie in 10A und 10B gezeigt – die Temperatur des in den zweiten Einlass 105b eingeleiteten Kühlmittels niedriger ist als eine vorbestimmte Temperatur, hält das Verformungselement 148 die Ursprungsposition aufrecht, da die Temperatur des durch die Durchgangslöcher 168 des Stoppers 166 eingeleiteten Kühlmittels niedriger ist als eine Temperatur, bei der das Verformungselement 148 verformt wird.
-
Da sich das Verformungselement 148 nicht auf der Fixierstange 146 vorwärts bewegt, hält das Innengehäuse 152 auch die Ursprungsposition (bezugnehmend auf 6) aufrecht, und die Bypass-Löcher 142 des Außengehäuses 132 sind geöffnet.
-
Da wie oben erläutert der geschlossene Abschnitt des Innengehäuses 152 die ersten Öffnungen 138 verschließt und die zweiten Öffnungen 154 am geschlossenen Abschnitt des Außengehäuses 132 positioniert sind, sind das Außengehäuse 132 und der Innenraum des Innengehäuses 152 verschlossen.
-
Somit wird verhindert, dass das in das Gehäuse 101 eingeleitete Kühlmittel in die zweite Verbindungsleitung 113b strömt.
-
Das Kühlmittel strömt von der Ventileinheit 130 durch die geöffneten Bypass-Löcher 142 und den Bypass-Kanal 121 und wird durch den zweiten Auslass 107b ausgelassen. Dabei strömt das Kühlmittel nicht in die Wärmeableitungseinheit 110.
-
Entsprechend strömt das Kühlmittel nicht in die zweite Verbindungsleitung 113b der Wärmeableitungseinheit 110 und das Kühlmittel führt keinen Wärmeaustausch mit dem Getriebeöl durch, welches durch den ersten Einlass 150a eingeleitet wird und durch die erste Verbindungsleitung 113a der Wärmeableitungseinheit 110 strömt.
-
Wenn das Getriebeöl gemäß einem Zustand oder einem Modus des Fahrzeugs, wie z.B. einem Fahrzustand, einem Leerlaufmodus oder einem anfänglichen Starten, aufgewärmt werden soll, verhindert der Bypass-Kanal 121, dass das Niedrigtemperatur-Kühlmittel in die zweite Verbindungsleitung 113b strömt. Somit wird eine Absenkung der Temperatur des Getriebeöls durch einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel verhindert.
-
Wenn andererseits die Temperatur des Kühlmittels höher ist als die vorbestimmte Temperatur, bewegt sich – wie in 11A und 11B gezeigt – mittels des Kühlmittels, das durch die Durchgangslöcher 138 des Stoppers 166 eingeleitet wird, das Verformungselement 148 der Ventileinheit 130 auf der Fixierstange 146 vorwärts.
-
In diesem Fall bewegt sich das Flanschelement 156 zusammen mit dem Verformungselement 148 vorwärts, und das Innengehäuse 152 bewegt sich innerhalb des Außengehäuses 132 in Richtung des zweiten Einlasses 105b.
-
Bezugnehmend auf 9 werden die Bypass-Löcher 142 durch das geschlossene Ende des Innengehäuses 152 verschlossen, und die zweiten Öffnungen 154 werden (im Wesentlichen) korrespondierend zu den ersten Öffnungen 138 positioniert. Somit wird der Innenraum des Innengehäuses 152 geöffnet.
-
Auf diese Weise verbinden die ersten Öffnungen 138 und die zweiten Öffnungen 154 den Innenraum des Innengehäuses 152 mit der Außenseite des Außengehäuses 132 und auf diese Weise wird die Ventileinheit 130 geöffnet.
-
Dann strömt das in die Ventileinheit eingeleitete Kühlmittel in einem Zustand, in dem das Strömen in den Bypass-Kanal 121 (hinein) durch das verschlossene Bypass-Loch 142 verhindert wird, durch die ersten Öffnungen 138 und die zweiten Öffnungen 154, durch den mittels der Trennplatte 120 getrennten Montageraum (S), durch den Außenraum der Wärmeableitungseinheit 110, durch die zweite Verbindungsleitung 113b und durch den zweiten Auslass 107b.
-
Das Kühlmittel strömt durch die zweite Verbindungsleitung 113b der Wärmeableitungseinheit 110, und das durch die erste Verbindungsleitung 113a strömende Getriebeöl tauscht mit dem durch die zweite Verbindungsleitung 113b strömenden Kühlmittel im Montageraum (S) des Gehäuses 101 Wärme aus. Somit wird die Temperatur des Getriebeöls eingestellt.
-
Das Getriebeöl und das Kühlmittel strömen in zueinander verschiedene Richtungen oder in zueinander entgegengesetzte Richtungen und tauschen Wärme miteinander aus, weil der erste Einlass 105a und der zweite Einlass 105b am oberen Abschnitt bzw. am Seitenabschnitt (z.B. der Seitenfläche) des Gehäuses 101 an entgegengesetzten Positionen ausgebildet sind. Auf diese Weise tauscht das Getriebeöl effektiver mit dem Kühlmittel Wärme aus.
-
Indes strömt das Getriebeöl vom Automatikgetriebe 40 in den ersten Einlass 105a, strömt durch die erste Verbindungsleitung 113a der Wärmeableitungseinheit 110 im Montageraum (S) des Gehäuses 101 und wird durch den ersten Auslass 107a ausgelassen, um durch die Betätigung der Ventileinheit 130 wahlweise mit dem Kühlmittel Wärme auszutauschen.
-
Somit wird das Getriebeöl, dessen Temperatur durch den Betrieb des Automatikgetriebes 40 erhöht ist, durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in der Wärmeableitungseinheit 110 des zylinderförmigen Wärmetauschers 100 gekühlt und wird dann dem Automatikgetriebe 40 zugeführt.
-
Das heißt, da der Wärmetauscher 100 das gekühlte Getriebeöl dem mit einer hohen Drehzahl gedrehten Automatikgetriebe 40 zuführt, wird das Auftreten von Schlupf im Automatikgetriebe 40 verhindert.
-
Das Verformungselement 148 der Ventileinheit 130 bewegt sich auf der Fixierstange 146 vorwärts oder rückwärts gemäß der Temperatur des Kühlmittels, um die Position des Innengehäuses 152 einzustellen, und verschließt oder öffnet gleichzeitig eine jede der Öffnungen 138 und 154 und somit strömt das Kühlmittel durch den Bypass-Kanal 121 oder durch die ersten Öffnungen 138 sowie die zweiten Öffnungen 154. Entsprechend kann der Wärmetauscher 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den Durchfluss des durch den Wärmetauscher 100 strömenden Kühlmittels steuern.
-
Wenn der zylinderförmige Wärmetauscher 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet ist, können die jeweiligen Betriebsfluide gleichzeitig erwärmt und gekühlt werden, da beim Wärmeaustausch der Betriebsfluide die Ventileinheit 130 wahlweise das Strömen eines Betriebsfluides gemäß der Temperatur des Betriebsfluides im Fahrzustand oder im anfänglichen Startzustand steuert. Somit können die Temperaturen der Betriebsfluide wirksam gesteuert werden.
-
Da ferner die Temperaturen der Betriebsfluide durch die Betätigung der Ventileinheit 130 gemäß dem Fahrzeugzustand eingestellt werden können und der Wärmetauscher in einer zylinderförmigen Form ausgebildet ist, welche die Wärmeaustauscheffizienz verbessern kann und Gewicht und Größe reduzieren kann, ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu verringern, die Heizleistung des Fahrzeugs zu verbessern, den Aufbau des Motorraumes zu vereinfachen, und es ist leicht, den Montageraum für die Bauteile sicherzustellen.
-
Die Ventileinheit 130, auf die das Verformungselement 148 mit z.B. dem Wachsmaterial angewendet ist, welches gemäß der Temperatur (z.B. gemäß dem eingeleiteten Betriebsfluid) ausgedehnt oder zusammengezogen wird, kann das Betriebsfluid wahlweise zuführen und somit kann das Strömen des Betriebsfluides genau gesteuert werden.
-
Da die Ventileinheit 130 im zylinderförmigen Wärmetauscher 100 montiert ist, können zusätzliche Steuerventile (bzw. Regelventile) und Verzweigungsleitungen (bzw. Abzweigungsleitungen) zum Steuern des Durchflusses der Betriebsfluide weggelassen werden. Somit können Herstellungskosten verringert werden und die Verarbeitungseigenschaften (z.B. Montageeigenschaften) können verbessert werden.
-
Wenn ein Betriebsfluid das Getriebeöl des Automatikgetriebes 40 ist, kann die (z.B. hydraulische) Reibung beim Kaltstart verringert werden aufgrund des schnellen Aufwärmens. Außerdem kann beim Fahren ein Schlupf verhindert werden und die Haltbarkeit aufrechterhalten werden aufgrund der hervorragenden Kühlleistung. Somit kann die Kraftstoffeffizienz und die Haltbarkeit des Getriebes verbessert werden.
-
Da ferner das Ventil-Ansprechverhalten zum Öffnen und Schließen gemäß der Temperatur des Betriebsfluides verbessert wird, wird der kommerzielle Wert gesteigert.
-
Zur Einfachheit in der Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“ und „äußerer“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben.
-
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- KR 10-2014-0052374 [0001]
