DE102013107293A1

DE102013107293A1 - Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102013107293A1
Application number: DE102013107293.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Baden; Andres Tönnesmann; Karl Krebber-Hortmann; Constantino Brunetti
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: DE102013107293B4

Abstract

Es sind Steuerventileinheiten für Kühlkreisläufe eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Einlass (14, 16, 18, 20) und zwei Auslässen (22, 24) oder einem Auslass (22, 24) und zwei Einlässen (14, 16, 18, 20), mindestens zwei Regelkörpern (34, 36, 38, 40) zur stufenlosen Regelung des Durchströmungsquerschnitts mindestens zweier der Einlässe (14, 16, 18, 20) und/oder Auslässe (22, 24), einer Antriebseinheit (86) und mindestens zwei Nocken (58, 60, 62, 64), welche gemeinsam über die Antriebseinheit (86) drehbar sind und welche zumindest indirekt auf die Regelkörper (34, 36, 38, 40) wirken, bekannt. Um eine möglichst einfache Montage bei geringem Platzbedarf zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Nocken (58, 60, 62, 64) axial hintereinander auf einer von der Antriebseinheit (86) antreibbaren Nockenwelle (66) angeordnet sind.There are control valve units for cooling circuits of a motor vehicle with at least one inlet (14, 16, 18, 20) and two outlets (22, 24) or an outlet (22, 24) and two inlets (14, 16, 18, 20), at least two control bodies (34, 36, 38, 40) for continuous regulation of the flow cross-section of at least two of the inlets (14, 16, 18, 20) and / or outlets (22, 24), a drive unit (86) and at least two cams (58 , 60, 62, 64) which are rotatable together via the drive unit (86) and which act at least indirectly on the control bodies (34, 36, 38, 40). In order to achieve the simplest possible assembly with a small footprint, the invention proposes that the cams (58, 60, 62, 64) are arranged axially one behind the other on a camshaft (66) drivable by the drive unit (86).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinheit für Kühlkreisläufe einer Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Einlass und zwei Auslässen oder einem Auslass und zwei Einlässen, mindestens zwei Regelkörpern zur stufenlosen Regelung der Durchströmungsquerschnitte mindestens zweier der Einlässe und/oder Auslässe, einer Antriebseinheit und mindestens zwei Nocken, welche gemeinsam über die Antriebseinheit drehbar sind und welche zumindest indirekt auf die Regelkörper wirken.The invention relates to a control valve unit for cooling circuits of an internal combustion engine having at least one inlet and two outlets or an outlet and two inlets, at least two control bodies for continuously controlling the flow cross sections of at least two of the inlets and / or outlets, a drive unit and at least two cams, which together over the drive unit are rotatable and which act at least indirectly on the control body.

Derartige Steuerventileinheiten dienen zur Aufteilung und Regelung verschiedener Kühlmittelkreisläufe im Kraftfahrzeug, wie die Kreisläufe des Kurbelgehäuses, des Zylinderkopfes, des Ölkühlers oder der Heizung. Dabei werden entweder einzeln betätigte Kühlmittelventile verwendet und hier insbesondere Thermostatventile oder Ventile mit mehreren Regelöffnungen und einem Regelkörper, der über einen Aktor angesteuert wird. Derartige Ventile werden beispielsweise als Walzen- oder Drehschieberventile ausgeführt. Problematisch bei diesen Ventilen ist es jedoch, bei beschränktem Bauraum ausreichende Durchströmungsquerschnitte zur Verfügung zu stellen und dabei die Öffnungen so zueinander anzuordnen, dass alle gewünschten Betriebsstellungen anfahrbar sind. Insbesondere ist es schwierig eine ausreichende Abdichtung derartiger Ventile sicherzustellen, da bei diesen Drehventilen durch den auftretenden Verschleiß eine stetig wachsende Undichtigkeit entsteht. Auch sind aufgrund der entstehenden großen Reibungsflächen höhere Stellkräfte erforderlich.Such control valve units are used for distribution and control of various coolant circuits in the motor vehicle, such as the circuits of the crankcase, the cylinder head, the oil cooler or the heater. In this case, either individually actuated coolant valves are used and in particular thermostatic valves or valves with a plurality of control openings and a control body, which is controlled via an actuator. Such valves are designed for example as roller or rotary valves. However, it is problematic with these valves to provide sufficient throughflow cross sections with limited installation space and to arrange the openings in such a way that all desired operating positions can be approached. In particular, it is difficult to ensure adequate sealing of such valves, since these rotary valves caused by the wear occurring a steadily growing leak. Also, higher actuating forces are required due to the resulting large friction surfaces.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird in der WO 2011/086154 eine Steuerventileinheit vorgeschlagen, bei der an einer über einen Antrieb drehbaren Nockenscheibe verschiedene Nockenbahnen ausgebildet sind, die mit Hubventilen zusammenwirken. Dabei können durch die Form der Nocken der Ventilhub und der Öffnungsquerschnitt der Ventile eingestellt werden und entsprechende anfahrbare Zwischenstellungen der verschiedenen Ventile in Abhängigkeit zueinander eingestellt werden.To avoid these disadvantages, is in the WO 2011/086154 proposed a control valve unit in which on a cam rotatable about a drive cam different tracks are formed, which cooperate with lift valves. In this case, the valve lift and the opening cross-section of the valves can be adjusted by the shape of the cams and corresponding approachable intermediate positions of the various valves can be set in dependence on one another.

Allerdings müssen diese Ventile nebeneinander auf einer oder zueinander konzentrischen Kreisbahnen angeordnet werden, so dass die Ein- und Auslässe alle an einer Seite anzuordnen sind, wodurch eine Zugänglichkeit zur Montage der Anschlussleitungen deutlich eingeschränkt ist und zusätzlicher Bauraum zum Verlegen der Leitungen erforderlich wird. Des Weiteren müssen die Kreisbahnen der Nocken relativ groß gewählt werden, um ausreichende Querschnitte zur Verfügung stellen zu können.However, these valves must be arranged side by side on one or more concentric circular paths, so that the inlets and outlets are all to be arranged on one side, whereby accessibility for mounting the connection lines is significantly limited and additional space for laying the lines is required. Furthermore, the circular paths of the cams must be chosen to be relatively large in order to provide sufficient cross sections available.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Steuerventileinheit zur Verfügung zu stellen, mit der der Bauraumbedarf bei gleichzeitiger Vereinfachung der Montage gesenkt wird. Die Länge der benötigen Leitungen soll dabei möglichst reduziert werden und eine hohe Flexibilität zur Anpassung an andere Motoren gegeben sein.It is therefore the object to provide a control valve unit available, with the space requirement is reduced while simplifying the installation. The length of the required lines should be reduced as possible and be given a high flexibility for adaptation to other engines.

Diese Aufgabe wird durch eine Steuerventileinheit mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by a control valve unit having the features of the main claim.

Dadurch, dass die Nocken axial hintereinander auf einer von der Antriebseinheit antreibbaren Nockenwelle angeordnet sind, ergibt sich eine deutlich einfachere Herstellung der Steuerventileinheit. Der Umfang zur Ausbildung mehrerer Einlässe und Auslässe an der Ventileinheit wird deutlich geringer. Es besteht eine deutlich höhere Flexibilität bezüglich der Anordnung der Einlässe und Auslässe zueinander, wodurch die benötigen Anschlussleitungen kürzer ausgeführt werden können.Characterized in that the cams are arranged axially one behind the other on a camshaft driven by the drive unit, results in a much simpler manufacture of the control valve unit. The scope for forming a plurality of inlets and outlets on the valve unit is significantly lower. There is a much greater flexibility with respect to the arrangement of the inlets and outlets to each other, whereby the required connection cables can be made shorter.

Vorzugsweise weisen zumindest zwei der Einlässe und Auslässe sowie die Bewegungsrichtung der Regelkörper bezüglich der Nockenwellenachse radial in unterschiedliche Richtungen. So kann je nach Lage des anzuschließenden Kühlmittelkreises der anzuschließende Einlass oder Auslass in minimalem Abstand zum Kühlkreis ausgerichtet werden. Dabei werden Hubventile verwendet, mit denen einerseits eine genaue Regelung des Durchströmungsquerschnitts verwirklicht wird. Durch beispielsweise gegenüberliegende Einlässe oder Auslässe entsteht ein großer Platzvorteil.Preferably, at least two of the inlets and outlets and the direction of movement of the control body with respect to the camshaft axis radially in different directions. Thus, depending on the location of the coolant circuit to be connected, the inlet or outlet to be connected can be aligned at a minimum distance from the cooling circuit. In this case, globe valves are used with which on the one hand an accurate control of the flow cross-section is realized. By example, opposite inlets or outlets creates a great space advantage.

Vorzugsweise weist die Antriebseinheit einen Elektromotor auf, der ein Getriebe antreibt, dessen Abtriebswelle die Nockenwelle ist. So ist eine sehr genaue Verstellung der die Regelkörper antreibenden Nockenwelle durch die vorhandene Übersetzung möglich, so dass auch die zu regelnden Kühlmittelmengen mit hoher Genauigkeit regelbar sind.Preferably, the drive unit has an electric motor which drives a transmission whose output shaft is the camshaft. Thus, a very accurate adjustment of the control body driving the camshaft by the existing translation is possible, so that the coolant to be controlled quantities are controlled with high accuracy.

In einer hierzu weiterführenden Ausführung weist das Getriebe eine vom Elektromotor angetriebene Schnecke auf, die mit einem Schneckenrad kämmt, welches zumindest drehfest mit der Nockenwelle verbunden ist. Es ergibt sich somit ein sehr klein bauendes Getriebe mit einer Selbsthemmung, die ein ungewolltes Verstellen verhindert. Gleichzeitig wird eine hohe Untersetzung und somit eine sehr genaue Regelbarkeit sichergestellt.In a further embodiment, the transmission has a worm driven by the electric motor, which meshes with a worm wheel, which is at least rotationally fixedly connected to the camshaft. This results in a very small gearbox with a self-locking, which prevents unintentional adjustment. At the same time a high reduction and thus a very precise controllability is ensured.

Eine besonders einfache Montage ergibt sich, wenn die Einlässe und die Auslässe in einem Kühlmittelgehäuse ausgebildet sind, in welchem die Lagerstellen für die Nockenwelle angeordnet sind. So kann die gesamte Einheit als Modul hergestellt werden.A particularly simple assembly results when the inlets and the outlets are formed in a coolant housing in which the bearing points for the camshaft are arranged. So the whole unit can be made as a module.

Eine weitere Vereinfachung durch Reduzierung der benötigten Bauteile ergibt sich, indem die Antriebseinheit in einem Antriebsgehäuse angeordnet ist, welches durch das Kühlmittelgehäuse verschlossen wird. Dies führt auch zu einer Gewichtsreduzierung. A further simplification by reducing the required components is obtained by the drive unit is arranged in a drive housing, which is closed by the coolant housing. This also leads to a weight reduction.

Um die Regelkörper gegen die Nocken zu belasten und so eine sichere Verstellung zu gewährleisten, sind die Regelkörper über Federelemente in Richtung der Nockenwelle vorgespannt. Hierzu können einfache und kostengünstige Schraubenfedern verwendet werden.In order to load the control body against the cams and thus to ensure a safe adjustment, the control body are biased by spring elements in the direction of the camshaft. For this purpose, simple and inexpensive coil springs can be used.

Die Regelkörper sind vorteilhafterweise an Ventilstangen befestigt, auf welche die Nocken der Nockenwelle wirken und über die die Regelkörper gelagert sind. Für derartige Ventilstangen reichen einfache Führungshülsen oder ein entsprechend bearbeitetes Gehäuse zur Lagerung der Regelkörper aus.The control bodies are advantageously fastened to valve rods on which the cams of the camshaft act and over which the control bodies are mounted. For such valve rods simple guide sleeves or a suitably machined housing sufficient for storage of the control body.

Zur weiteren Vereinfachung der Montage weist das Kühlmittelgehäuse einen Hauptgehäusekörper auf, in dem die Nockenwelle gelagert ist und in dem mehrere erste Lagerstellen für die Ventilstangen ausgebildet sind, wobei der Hauptgehäusekörper mehrere Öffnungen aufweist, die Einlassstutzen und Auslassstutzen aufnehmen. Bei der Montage können die Regelkörper mit den Ventilstangen einfach durch die Öffnungen geschoben werden und anschließend die Stutzen aufgesetzt und befestigt werden.To further simplify assembly, the coolant housing has a main housing body in which the camshaft is mounted and in which a plurality of first valve rod bearing locations are formed, the main housing body having a plurality of openings receiving inlet ports and outlet ports. During assembly, the control bodies with the valve rods can be easily pushed through the openings and then the nozzles are placed and fastened.

In einer hierzu weiterführenden vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die Enden der Einlassstutzen und Auslassstutzen die Ventilsitze der Regelkörper und sind in den Einlassstutzen und Auslassstutzen jeweils zweite Lagerstellen für die Ventilstangen ausgebildet, die gleichzeitig als feststehender Anschlag für die Federelemente dienen. Durch diese zweiseitige Lagerung der Ventilstangen können die Führungen im Hauptgehäusekörper kurz ausgeführt werden, was die Herstellung des Hauptgehäusekörpers und das Einsetzen der Ventilstangen vereinfacht. Da die Führungen gleichzeitig als Anschlag dienen, kann auf zusätzliche Bauteile zur Bildung der Anschlagflächen für die Federelemente verzichtet werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the ends of the inlet nozzle and outlet nozzle form the valve seats of the control body and are formed in the inlet nozzle and outlet respectively second bearing points for the valve rods, which also serve as a fixed stop for the spring elements. By this two-sided support of the valve rods, the guides in the main housing body can be made short, which simplifies the production of the main housing body and the insertion of the valve rods. Since the guides also serve as a stop, can be dispensed with additional components to form the abutment surfaces for the spring elements.

In einer besonderen Ausführung sind im Kühlmittelgehäuse vier Regelkörper angeordnet. Dabei weist die Steuerventileinheit vier Einlässe und zwei Auslässe auf, wobei zwei Einlässe und zwei Auslässe die Durchströmungsquerschnitte zweier Einlässe und zweier Auslässe mittels der Regelkörper regelbar sind. Eine solche Steuerventileinheit eignet sich zur Verteilung des Kühlmittels in allen Phasen üblicher Fahrzyklen einer Verbrennungskraftmaschine.In a particular embodiment, four control bodies are arranged in the coolant housing. In this case, the control valve unit on four inlets and two outlets, wherein two inlets and two outlets, the flow cross-sections of two inlets and two outlets by means of the control body can be controlled. Such a control valve unit is suitable for distributing the coolant in all phases of conventional driving cycles of an internal combustion engine.

Es wird somit eine Steuerventileinheit geschaffen, welche lediglich einen geringen Bauraumbedarf aufweist und deren Aufbau einfach an die zu regelnden Kreisläufe angepasst werden kann. Die Stellkräfte sind gering und es ist eine sehr genaue Regelbarkeit bei geringem Verschleiß gegeben. Die Montage und die Herstellung sind einfach, so dass die Steuerventileinheit kostengünstig hergestellt werden kann.It is thus created a control valve unit, which has only a small space requirement and whose structure can be easily adapted to the circuits to be controlled. The restoring forces are low and there is a very precise controllability with low wear. The assembly and manufacture are simple, so that the control valve unit can be manufactured inexpensively.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerventileinheit sowie eines zugehörigen Kühlkreislaufs ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of a control valve unit according to the invention and an associated cooling circuit is shown in the figures and will be described below.

1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Steuerventileinheit in geschnittener Darstellung. 1 shows a side view of a control valve unit according to the invention in a sectional view.

2 zeigt eine perspektivische um 90° gedrehte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Steuerventileinheit aus 1. 2 shows a perspective rotated by 90 ° side view of the control valve unit according to the invention 1 ,

3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Steuerventileinheit entsprechend 1, wobei das Gehäuse teilweise aufgeschnitten dargestellt ist. 3 shows a perspective side view of the control valve unit according to the invention accordingly 1 , wherein the housing is shown partially cut away.

Die in den 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Steuerventileinheit 10 weist ein von Kühlmittel durchströmtes Kühlmittelgehäuse 12 auf, dessen Hauptgehäusekörper 13 eine zylinderähnliche Form aufweist und in dem vier Einlässe 14, 16, 18, 20 sowie zwei Auslässe 22, 24 in Form von kreisförmigen Öffnungen ausgebildet sind, von denen zwei Einlässe 14, 18 axial nebeneinander angeordnet sind, ein weiterer Einlass 16 um 90° versetzt am Umfang des Hauptgehäusekörpers 13 ausgebildet ist und der letzte Einlass 20 am axialen Ende des Hauptgehäusekörpers 13 ausgebildet ist. Der erste Auslass 22 ist um 90° versetzt zu den Einlässen 14, 18 und um 180° versetzt zum Einlass 16 am Umfang des Hauptkörpergehäuses 13 angeordnet, der zweite Auslass 24 um 180° versetzt zu den Einlässen 14, 18.The in the 1 to 3 illustrated control valve unit according to the invention 10 has a coolant flowed through coolant housing 12 on, whose main housing body 13 has a cylinder-like shape and in the four inlets 14 . 16 . 18 . 20 as well as two outlets 22 . 24 are formed in the form of circular openings, of which two inlets 14 . 18 axially juxtaposed, another inlet 16 offset by 90 ° on the circumference of the main housing body 13 is formed and the last inlet 20 at the axial end of the main housing body 13 is trained. The first outlet 22 is offset by 90 ° to the inlets 14 . 18 and 180 ° offset to the inlet 16 on the circumference of the main body housing 13 arranged, the second outlet 24 180 ° offset to the inlets 14 . 18 ,

An den Einlässen 14 und 18 sowie den Auslässen 22 und 24 sind am Hauptkörpergehäuse 13 Einlassstutzen 26 und Auslassstutzen 28 befestigt, die im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sind und an ihrem Umfang einen nach radial außen weisenden Kragen 30 aufweisen, mit dem sie auf dem Hauptkörpergehäuse 13 aufliegen, während ein Abschnitt des zylinderförmigen Teils durch die Öffnungen der Einlässe 14, 18 und Auslässe 22, 24 ragt und der gegenüberliegende zylinderförmige Teil aus dem Hauptkörpergehäuse 13 zum Anschluss von nicht dargestellten Kühlmittel führenden Leitungen dient. Die axialen Enden dieser Einlass- und Auslassstutzen 14, 18, 26, 28 dienen als Ventilsitze 32 für Regelkörper 34, 36, 38, 40 die den Durchströmungsquerschnitt der Einlassstutzen 26 und Auslassstutzen 28 beherrschen.At the inlets 14 and 18 as well as the outlets 22 and 24 are on the main body case 13 inlet port 26 and outlet 28 attached, which are formed substantially cylindrical and at its periphery a radially outwardly facing collar 30 have with them on the main body case 13 rest, while a portion of the cylindrical portion through the openings of the inlets 14 . 18 and outlets 22 . 24 protrudes and the opposite cylindrical part of the main body housing 13 is used to connect lines not shown coolant lines. The axial ends of these inlet and outlet ports 14 . 18 . 26 . 28 serve as valve seats 32 for rule bodies 34 . 36 . 38 . 40 the the Flow cross-section of the inlet nozzle 26 and outlet 28 dominate.

Jeder der vier Regelkörper 34, 36, 38, 40 ist mit einer Ventilstange 42 fest verbunden, die beidseitig durch den jeweiligen Regelkörper 34, 36, 38, 40 ragt, der als Ventilteller ausgebildet ist. Die Regelkörper 34, 36, 38, 40 werden über die Ventilstangen 42 einerseits in ersten Lagerstellen 44 gelagert, welche durch Öffnungen in einem inneren hohlzylindrischen Abschnitt 46 des Hauptkörpergehäuses 13 gebildet werden und andererseits in zweiten Lagerstellen 48 gelagert, die an den zu den Ventilsitzen 32 entgegengesetzten Enden der Einlass- und Auslassstutzen 14, 18, 26, 28 ausgebildet sind. Diese zweiten Lagerstellen 48 werden jeweils durch einen konzentrisch zum jeweiligen Einlass- oder Auslassstutzen 14, 18, 26, 28 ausgebildeten Ring 50 gebildet, dessen Außendurchmesser deutlich kleiner ist als der des Einlass- beziehungsweise Auslassstutzen 14, 18, 26, 28, in dem er angeordnet ist und dessen Innendurchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser der jeweiligen Ventilstange 42 entspricht. Der Ring 50 ist über zwei Arme 52 die sich radial erstrecken vom Ring 50 nach außen erstrecken, an den Einlass- beziehungsweise Auslassstutzen 14, 18, 26, 28 befestigt.Each of the four rule bodies 34 . 36 . 38 . 40 is with a valve stem 42 firmly connected, the two-sided by the respective control body 34 . 36 . 38 . 40 protrudes, which is designed as a valve plate. The rule body 34 . 36 . 38 . 40 be over the valve rods 42 on the one hand in first storage locations 44 stored, which through openings in an inner hollow cylindrical section 46 of the main body housing 13 be formed and on the other hand in second bearings 48 stored at the valve seats 32 opposite ends of the inlet and outlet ports 14 . 18 . 26 . 28 are formed. These second bearings 48 are each by a concentric with the respective inlet or outlet nozzle 14 . 18 . 26 . 28 trained ring 50 formed, whose outer diameter is significantly smaller than that of the inlet or outlet nozzle 14 . 18 . 26 . 28 , In which it is arranged and whose inner diameter is substantially equal to the diameter of the respective valve rod 42 equivalent. The ring 50 is over two arms 52 extending radially from the ring 50 extend to the outside, to the inlet or outlet port 14 . 18 . 26 . 28 attached.

Die Oberflächen der Ringe 50, die in das Innere des Hauptgehäusekörpers 13 weisen, dienen zusätzlich als feststehende Anschläge 54 für vorgespannte Federelemente 56, die die Ventilstangen 42 radial umgeben und deren entgegengesetzten axialen Enden gegen den jeweiligen Regelkörper 34, 36, 38, 40 anliegen, so dass dieser in Öffnungsrichtung belastet wird.The surfaces of the rings 50 placed in the interior of the main housing body 13 wise, additionally serve as fixed stops 54 for preloaded spring elements 56 holding the valve rods 42 radially surrounded and their opposite axial ends against the respective control body 34 . 36 . 38 . 40 abut, so that it is loaded in the opening direction.

Die Gegenkraft zur Belastung der Regelkörper 34, 36, 38, 40 in Schließrichtung wird über vier verschieden geformte Nocken 58, 60, 62, 64 einer Nockenwelle 66 erzeugt, gegen die die in den hohlzylindrischen Abschnitt 46 des Hauptgehäusekörpers 13 ragenden Enden der Ventilstangen 42 anliegen. Die Nockenwellenachse 67 fällt dabei mit der Mittelachse des Kühlmittelgehäuses 12 zusammen. Der hohlzylindrische Abschnitt 46 bildet auch zwei Lagerstellen 68, 70 für die Nockenwelle 66, welche an den axialen Enden des Abschnitts 46 ausgebildet sind. Wie besonders gut in 3 zu erkennen ist, weist jeder der Nocken 58, 60, 62, 64 eine andere Form auf, um alle gewünschten Zustände mit der Steuerventileinrichtung 10 anfahren zu können. Die Nocken 58, 60, 62, 64 sind axial nebeneinander angeordnet, wobei jeder Nocken 58, 60, 62, 64 einem Regelkörper 34, 36, 38, 40 zugeordnet ist. Daraus folgt zwar, dass auch die Einlässe 14, 18 und die Auslässe 22, 24 axial beabstandet zueinander angeordnet werden müssen, jedoch kann dies im geringen axialen Abstand zueinander erfolgen, da die Einlässe 14, 18 und Auslässe 22, 24, wie bereits erwähnt wurde, über den Umfang des Kühlmittelgehäuses 12 verteilt angeordnet sind und die Bewegungsrichtung der Regelkörper 34, 36, 38, 40 entsprechend radial zur Nockenwellenachse 67 erfolgt.The counterforce to the load of the control body 34 . 36 . 38 . 40 in the closing direction is about four differently shaped cams 58 . 60 . 62 . 64 a camshaft 66 generated, against which in the hollow cylindrical section 46 of the main housing body 13 projecting ends of the valve rods 42 issue. The camshaft axis 67 coincides with the central axis of the coolant housing 12 together. The hollow cylindrical section 46 also makes two campsites 68 . 70 for the camshaft 66 , which at the axial ends of the section 46 are formed. How very good in 3 it can be seen, each of the cams 58 . 60 . 62 . 64 another form to all desired states with the control valve device 10 to be able to approach. The cams 58 . 60 . 62 . 64 are arranged axially side by side, with each cam 58 . 60 . 62 . 64 a rule body 34 . 36 . 38 . 40 assigned. It follows, that also the inlets 14 . 18 and the outlets 22 . 24 axially spaced from each other must be arranged, but this can be done at a small axial distance from each other, since the inlets 14 . 18 and outlets 22 . 24 , as already mentioned, over the circumference of the coolant housing 12 are arranged distributed and the direction of movement of the control body 34 . 36 . 38 . 40 correspondingly radially to the camshaft axis 67 he follows.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Nockenwelle 66 zunächst einen ersten Lagerabschnitt 72 auf, dem drei nebeneinander liegende Nocken 58, 60, 62 folgen. Dahinter setzt sich die Nockenwelle 66 im folgenden Abschnitt 74 konzentrisch zum ersten Lagerabschnitt 72 fort. Auf diesen Abschnitt 74 folgt der vierte Nocken 64, der wiederum benachbart zu einem zweiten Lagerabschnitt 76 der Nockenwelle 66 angeordnet ist.In the present embodiment, the camshaft 66 first a first storage section 72 on, the three adjacent cams 58 . 60 . 62 consequences. Behind it sits the camshaft 66 in the following section 74 concentric with the first bearing section 72 continued. On this section 74 follows the fourth cam 64 which in turn is adjacent to a second storage section 76 the camshaft 66 is arranged.

Der erste Lagerabschnitt 72 der Nockenwelle 66 ist fest mit einem Schneckenrad 78 eines Getriebes 80 verbunden oder einstückig mit diesem hergestellt. Die Nockenwelle 66 dient somit als Abtriebswelle des Getriebes 80, könnte jedoch auch mit einer solchen Abtriebswelle verbunden werden. Das Schneckenrad 78 kämmt mit einer Schnecke 82 die von einem Elektromotor 84 angetrieben wird, wenn eine Verstellung der Nockenwelle 66 und damit eine Regelung der zur Verfügung stehenden Durchströmungsquerschnitte durch die Regelkörper 34, 36, 38, 40 gefordert wird.The first storage section 72 the camshaft 66 is fixed with a worm wheel 78 a gearbox 80 connected or made in one piece with this. The camshaft 66 thus serves as the output shaft of the transmission 80 , but could also be connected to such an output shaft. The worm wheel 78 combs with a snail 82 that of an electric motor 84 is driven when an adjustment of the camshaft 66 and thus a regulation of the available flow cross sections through the control body 34 . 36 . 38 . 40 is required.

Der Elektromotor 84 bildet mit dem Getriebe 80 eine Antriebseinheit 86, die in einem Antriebsgehäuse 88 angeordnet ist. An diesem Antriebsgehäuse 88 ist auch ein Stecker 90 zur Ansteuerung und Stromversorgung der Steuerventileinheit 10 und eines Sensors ausgebildet. Das Antriebsgehäuse 88 umschließt die Antriebseinheit 86 mit Ausnahme der zur Nockenwelle 66 gewandten Seite, welche offen ausgebildet ist. Sowohl das Antriebsgehäuse 88 als auch das Kühlmittelgehäuse 12 weisen zueinander gerichtete und korrespondierende flanschförmige Erweiterungen 92 auf, so dass die beiden Gehäuse 12, 88 über diese Flanschverbindung mittels nicht dargestellter Schrauben dicht aneinander befestigt werden können, wodurch die offene Seite des Antriebsgehäuses 88 verschlossen wird.The electric motor 84 forms with the gearbox 80 a drive unit 86 in a drive housing 88 is arranged. At this drive housing 88 is also a plug 90 for controlling and powering the control valve unit 10 and a sensor formed. The drive housing 88 encloses the drive unit 86 except for the camshaft 66 facing side, which is open. Both the drive housing 88 as well as the coolant housing 12 have facing and corresponding flange-shaped extensions 92 on, so the two housings 12 . 88 can be fastened tightly to each other via this flange connection by means not shown screws, whereby the open side of the drive housing 88 is closed.

Die beschriebene Steuerventileinheit 10 ist für verschiedene Kühlkreisläufe geeignet, beziehungsweise in einfacher Weise an die entsprechenden Kühlkreisläufe anzupassen. Hierzu sind die entsprechenden Leitungen, die zum Zylinderkopf, zum Motorblock, zum Ölkühler, zum Radiator oder zur Heizung führen mit den entsprechenden Einlass- und Auslassstutzen zu verbinden. Durch entsprechende Ausrichtung und Ausformung der Nocken können so die verschiedenen Kühlkreisläufe durch Drehen der Nockenwelle, also durch Aktivieren der Antriebseinheit zugeschaltet oder abgeschaltet werden. So wird beispielsweise der Radiator während der Warmlaufphase abgeschaltet oder die Heizung erste nach dem Erreichen einer ausreichenden Motortemperatur zugeschaltet. Es sollte klar sein, dass durch die bei dieser Steuerventileinheit vollständige Freiheit bezüglich der Ausformung alle notwendigen Regelzustände verwirklicht werden können.The described control valve unit 10 is suitable for various cooling circuits, or to adapt in a simple manner to the corresponding cooling circuits. For this purpose, the corresponding lines leading to the cylinder head, to the engine block, to the oil cooler, to the radiator or to the heater must be connected with the corresponding inlet and outlet connections. By appropriate alignment and shaping of the cams so the various cooling circuits can be switched on or off by turning the camshaft, ie by activating the drive unit. For example, the radiator is switched off during the warm-up phase or the heater is switched on first after reaching a sufficient engine temperature. It should be clear that by the at This control valve unit complete freedom with respect to the formation of all necessary control states can be realized.

Die beschriebene Steuerventileinheit ist einfach zu montieren und weist einen geringen Platzbedarf auf. Auch der Energieverbrauch ist gering, da lediglich eine Antriebseinheit für vier Regelkörper verwendet wird und diese zusätzlich selbsthemmend arbeitet. Die Regelbarkeit ist bei geringem Verschleiß aufgrund der Verwendung der als Hubventile ausgebildeten Regelkörper sehr gut.The described control valve unit is easy to assemble and has a small footprint. The energy consumption is low, since only one drive unit is used for four control body and this also works self-locking. The controllability is very good with low wear due to the use of designed as a lift valves rule body.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Wie bereits erwähnt, ist eine Anpassung der Steuerventileinheit an die Lage und Ausführung der jeweils anzuschließenden Kühlkreisläufe für den Fachmann selbstverständlich. Entsprechend können sowohl mehr als auch weniger Einlässe, Auslässe oder Regelkörper ausgebildet und verwendet werden. Auch die verwendeten Gehäuse, Lager, Führungen und Bauteilformen sind innerhalb des Schutzbereichs des Hauptanspruchs anpassbar.It should be clear that the scope of the main claim is not limited to the embodiment described. As already mentioned, adaptation of the control valve unit to the position and design of the cooling circuits to be connected in each case is obvious to the person skilled in the art. Accordingly, both more and fewer inlets, outlets or control bodies can be designed and used. The housings, bearings, guides and component shapes used are also adaptable within the scope of the main claim.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011/086154 [0003]

Claims

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle with at least one inlet ( 14 . 16 . 18 . 20 ) and two outlets ( 22 . 24 ) or an outlet ( 22 . 24 ) and two inlets ( 14 . 16 . 18 . 20 ), at least two control bodies ( 34 . 36 . 38 . 40 ) for stepless control of the flow cross section of at least two of the inlets ( 14 . 16 . 18 . 20 ) and / or outlets ( 22 . 24 ), a drive unit ( 86 ) and at least two cams ( 58 . 60 . 62 . 64 ), which together via the drive unit ( 86 ) are rotatable and which at least indirectly to the control body ( 34 . 36 . 38 . 40 ), characterized in that the cams ( 58 . 60 . 62 . 64 ) axially one behind the other on one of the drive unit ( 86 ) drivable camshaft ( 66 ) are arranged.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to claim 1, characterized in that at least two of the inlets ( 14 . 16 . 18 . 20 ) and outlets ( 22 . 24 ) as well as the direction of movement of the control bodies ( 34 . 36 . 38 . 40 ) with respect to the camshaft axis ( 67 ) radially in different directions.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the drive unit ( 86 ) an electric motor ( 84 ), which has a transmission ( 80 ) whose output shaft drives the camshaft ( 66 ).

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to claim 3, characterized in that the transmission ( 80 ) one from the electric motor ( 84 ) driven screw ( 82 ), which with a worm wheel ( 78 ) meshes, which at least rotatably with the camshaft ( 66 ) connected is.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the inlets ( 14 . 16 . 18 . 20 ) and outlets ( 22 . 24 ) in a coolant housing ( 12 ) are formed, in which the bearing points ( 68 . 70 ) for the camshaft ( 66 ) are arranged.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to claim 5, characterized in that the drive unit ( 86 ) in a drive housing ( 88 ), which through the coolant housing ( 12 ) is closed.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the control bodies ( 34 . 36 . 38 . 40 ) via spring elements ( 56 ) in the direction of the camshaft ( 66 ) are biased.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the control bodies ( 34 . 36 . 38 . 40 ) on valve rods ( 42 ) to which the cams ( 58 . 60 . 62 . 64 ) of the camshaft ( 66 ) act and over which the rule body ( 34 . 36 . 38 . 40 ) are stored.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to claim 8, characterized in that the coolant housing ( 12 ) a main housing body ( 13 ), in which the camshaft ( 66 ) and in which several first depositories ( 44 ) for the valve rods ( 42 ) are formed, wherein the main housing body ( 13 ) has a plurality of openings, the inlet connection ( 26 ) and outlet ( 28 ) take up.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to claim 9, characterized in that the ends of the inlet pipe ( 26 ) and outlet ( 28 ) Valve seats ( 32 ) of the control body ( 34 . 36 . 38 . 40 ) and into the inlet nozzle ( 26 ) and outlet ( 28 ) second storage locations ( 48 ) for the valve rods ( 42 ) are formed simultaneously as a fixed stop ( 54 ) for the spring elements ( 56 ) serve.

Control valve unit for cooling circuits of a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that in the coolant housing ( 12 ) four control bodies ( 34 . 36 . 38 . 40 ) are arranged.

Control valve unit for cooling circuits of an internal combustion engine according to claim 11, characterized in that the control valve unit ( 10 ) four inlets ( 14 . 16 . 18 . 20 ) and two outlets ( 22 . 24 ), wherein the flow cross-sections of two inlets ( 14 . 18 ) and two outlets ( 22 . 24 ) by means of the control bodies ( 34 . 36 . 38 . 40 ) are controllable.