Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine, das zumindest zwei Köhlmittelkreialaufe aufweist und zur Steuerung von Kühlmittelströmen ein Thermomanagementmodul einschließt, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

In heutigen Brennkraftmaschinen umfasst das Kühlsystem mehrere Kühlmittel- kreise, die gleichzeitig oder zeitlich verschoben eingeschaltet bzw. beaufschlagt werden Können. Durch eine gezielte Verteilung des Kührwasserstroms auf die KuhlmitteNcretse kann die Brennkraftmaschine im Bereich der optimalen Kühlmitteltemperatur betrieben werden. Gleichzeitig kann mit dieser Maßnahme die Einhaltung der zulässigen Grenztemperaturen für Motor und Getriebe sicherge- stellt werden. Dazu sind Kühlsysteme bekannt, die ein Thermomanagement- oder ein Wärmemanagementmodul einschließen, bei dem eine Kühlmittelpumpe, ein elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb sowie als Drehschieber ausgebildete Ventilglieder in einem Gehäuse integriert sind. Der Drehschieber regelt einen Kuhlmittelstrom, indem ein Durchflussquerschnitt in Abhängigkeit der Drehwinkelposition des Drehschiebers verändert wird. Der drehbar in dem Gehäuse gelagerte Drehschieber steht mit Gehauseöff ungen des Drehschieber- gehauses in Wirkverbindung, über die dem Drehschieber der Kühlmittelstrom zugeführt wird. Aus der DE 198 49 492 A1 ist ein Thermomanagementmodul bekannt, das einen Drehschieber als Ventilglied aufweist, mit dem Kühlerkreise von einem Kühlsystem einer Brennkraftmaschine beaufschlagt werden können. Der elektromotorisch angetriebene Drehschieber kann wahlweise in eine Sperrstellung für den Kühlerkreis, in den Bypasskreis oder in eine Offenstellung zwischen dem Kühlerkreis oder dem Bypasskreis verstellt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, einen Mischbetrieb durch gleichzeitige Verbindung des Kühler- kreises und des Bypasskreises mit dem Abgang herzustellen, um ein Wärmemanagement innerhalb des Kühlsystems durch eine kennfeldgeregefle Kühlung 2

2U realisieren. Durch Auswahl einer geeigneten Schattstellung der Ventilmechanik ist für jeden Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine optimale Kühlmitteltemperatur erreichbar. Die DE 102009020 187 A1 zeigt ein weiteres Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Thermomanagementmodui. mit dem unterschiedliche Kuhlerkreise des Kühlsysteme beaufschlagbar sind. Oer Aufbau des Thermomana- gementmodule umfasst ein Drehschiebergehäuse, in dem eine elektronische Stelleinheit, eine Kühlmittelpumpe sowie zwei zueinander versetzte Drehschie- ber integriert sind. Übereinstimmend ist jedem Drehschieber eine radial ausgerichtete Durchströmöffnung des Drehschiebergehäuses zugeordnet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine ein bauraumoptimiertes Ttermomanac^rrantnKxJul bereitzustellen, durch dessen Aufbau der erforderliche Bauraum des Trterrnomanagementmo* duis reduziert werden kann.

Die Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die abhangigen, auf den Anspruch 1 ruckbezogenen Ansprüche geben jeweils vor- teilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, den Forderungen von Fahrzeug* hersteilem nach bauraumoptimierten Komponenten (downsizing) entsprechend für den Kühlmrttelkreislauf einer Brennkraftmaschine ein angepasstes Ther- momariagementmodul zu entwickeln. Erfindungsgemäß ist dazu ein Thermomanagementmodui mit einem als Hohlkugel ausgebildeten Drehschieber vorgesehen, der in einem komplementären Hohlraum des Drehschiebergehauses eingesetzt ist. Dabei umfasst der Drehschieber zumindest zwei zueinander versetzte mit Abgängen zusammenwirkende Regelspuren, Zur Abdichtung sind erfindungsgemäß zwischen dem Drehschieber und dem Drehschiebergehäuse abschottende Dichtungspakete vorgesehen.

Durch das erfindungsgemä&e Konzept, bei dem der eis Kugel gestaltete, auch 3 als Ventilkörper oder Ventikjlied zu bezeichnende Drehschieber, mehrere versetzte Regelepuren oder Strömungspfade bildet, kann der erforderliche Bauraum für das Thermomanagementmodul vorteilhaft deutlich verkleinert werden. Zur Darstellung mehrerer Abgänge bzw. Durchströmöffnungen wurden bisher entsprechend mehrere Drehschieberkugeln eingesetzt, wodurch sich ein Nachteil hinsichtlich des Bauraums sowie erhöhter Herstellkosten ergab. Im Vergleich zu bisherigen Losungen bietet die Erfindung die Möglichkeit, innerhalb eines vorgegebenen bzw. vorhandenen Bauraums die Anzahl von Abgängen des Drehschiebers für die Kühimfttelströme zu erhöhen. Die Erfindung sieht weiterhin die Anordnung von nebeneinander axial versetzten und/oder zueinander abgewinkelten schmaleren Regeispuren an einer Drehschieberkugel vor. Dabei besteht die Möglichkeit, dass schmale, nebeneinander angeordnete Regelspuren gemeinsam einen größeren Abgang oder Durchströmöffnung bilden. Durch eine Drehbewegung des Drehschiebers können dessen Abgange zu- mindest teilweise in Überschneidung mit entsprechenden Durchströmöf nungen des Drehschiebergehäuses gebracht werden, wodurch vorteilhaft stufenlos und variabel verschiedene Strömungspfade geöffnet und geschlossen werden. Der erfindungsgemäß aufgebaute Drehschieber oder Drehsteller weist gegenüber den im Stand der Technik bekannten mehrstufigen Drehsteilem eine kompakte- re Bauform auf und kann im Vergleich zu mehrstufigen Drehschiebern deutlich kostengünstiger hergesteilt werden. Der erfindungsgemäße Drehschieber ist vorteilhaft modular in einem komplementären Hohlraum des Drehschieberge- hause« eingesetzt zur Schaffung eines bauraumoptimierten Thermomanage- mentmoduls.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung schließt der Drehschieber sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer bzw. in Richtung einer Drehachse des Drehschiebefs jeweils zumindest zwei zueinander versetzte Regel- Spuren ein, die auch als Strömungspfade zu bezeichnen sind. Für die zwischen dem Drehschieber und dem Drehschiebergehäuse eingesetzten Dichtungspakete ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese beispielsweise zu einer Vertikalachse des Drehschiebers versetzt angeordnet sind. Unabhängig von der nahezu beliebigen Lage der Dichtungspakete ist generell vorgesehen, dass 4

»ich die Achsen der Dichtungspakete in einem Zentrum des als Kugel ausgebildeten Drehschiefoers schneiden

In weiterer Ausgestaltung bietet es sich an, dass die Dichtungspakete von klei- ner dimensionierten Regelspuren gemeinsam ein Dichtungspaket für eine große Regelspur bilden. Durch diese Auslegung können schmal ausgeführte Regelspuren gemeinsam einen größeren Abgang darsteilen. Vorteilhaft sind die Dichtungspakete Jeweils als eine ringförmige elastische Dichtung ausgebildet, die dichtend an einer Mantelflache des Drehschiebers anliegen. Zur Erzielung einer erhöhten Dichtwirkung bietet es sich an, dass die Dichtung jeweils von einem Federelement beaufschlagt kraftschlüssig an dem Drehschieber abgestützt ist.

Der erfindungsgemäße Drehschieber schließt außerdem Regelspuren ein. die eine von einer Kreisform abweichende Form aufweisen. Beispielsweise können die Regelspuren in einer länglichen oder ovalen Form ausgeführt werden. Des Weiteren können auch unterschiedliche Ausformungen der Enden vorgesehen werden Der weitestgehend als eine Hohlkugel gestaltete Drehschieber umfasst weiterhin radiale Streben, die eine Verbindung zwischen der kugelförmigen Außenkontur bzw. Mantelfläche und einer Drehachse herstellen, die in dem Drehschiebergehäuse geführt und gelagert ist.

Im Betriebszustand des Thetmomanagementmoduls wird der Drehschieber sowohl axial als auch radial von dem Kühlmittel angeströmt, das anschließend axial oder radial umgelenkt über die Regelspuren des Drehschiebers in die Abgänge, Durchstromöfmungen oder Verteilerkanäle des zugehörigen Drehschie- bergehäuses geleitet wird. Der erftndungsgemäße Drehschieber ist insbesondere mittels eines elektromotorischen Stellantriebs stufentos zwischen zwei Anschlagen verstellbar. Dem bevorzugt in dem Thermomanagementmodul in- tegrierten Stellantrieb ist zur Steuerung bzw. Regelung vorteilhaft eine separate Sensorik zugeordnet. Alternativ kann der Drehschieber über einen pneumatisch oder hydraulisch wirkenden Stellantrieb verstellt werden. Zur Erzielung eines Kostenvorteils bietet es steh an, einen aus Kunststoff hergestellten Drehschie- 5 er einzusetzen, der in einem Spritz- oder Spritzgießverfahren herstellbar ist. Alternativ dazu ist ein aus einem Metallwerkstoff hergestellter, erfindungsge- mäßer Drehschieber einsetzbar, Weitere Merkmaie der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Die Erfindung ist nicht auf dieses AusfOhrungsbeispiel beschränkt. Es zeigen: Fig. 1 den Aufbau eines bekannten Drehschieber« in Verbindung mit einem Drehschiebergehäuse im Längsschnitt;

Fig.2 eine schematische Darstellung von den Achsen der zueinander versetzten Abgänge des erfindungsgemäßen Drehschiebers;

Fig.3 in einer Perspektive einen erfindungsgemäßen Drehschieber mit zugehörigen Dichtungspaketen; und

Fig.4 den Drehschieber gemäß Fig. 3 in einer geänderten Lageposition.

Die Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarsteliung den Aufbau eines bekannten Drehschiebers 1, der in einem Thermomanagementmodui (nicht gezeigt) zur Temperaturregelung von KOhlmittel einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Der drehbar in einem Drehschiebergehäuse 2 gelagerte Drehschieber 1 weist zwei auch als Durchstromquerechnrtte zu bezeichnende Abgänge 3,4 in Form von kreisförmigen Öffnungen auf, die mit Bezug auf eine Drehachse 5 des Drehschiebers 1 zueinander entgegengesetzt ausgerichtet sind. Zumindest im Bereich der Abgänge 3,4 bildet der Drehschieber 1 jeweils eine Kugelkalotte 6,7, die aufgrund des als Hohlkörper gestalteten Drehschiebers 1 strömungstech- niech miteinander verbunden sind. Das Drehschiebergehäuse 2 ist innenseitig korrespondierend zur Außenkontur des Drehschiebers 1 angepasst. An einer Endseite schließt das Drehschiebergehäuse 2 eine Zulauf- oder Ablauföffnung 8 ein, die mit einer Öffnung 9 des Drehschiebers 1 übereinstimmt, Ober die im 6

Betnebazustand der Brennkraftmaschine das Kühlmittel in den Drehschieber 1 einströmt oder ausströmt. Die Abgänge 3,4 des Dreh&chiebers 1 korrespondieren jeweils mit einem Abgang 10.11 des Drehschiebergehäuses 2. In der dargestellten Position besteht eine LageObereinstimmung zwischen den Abgängen 3,4 und den Anschlüssen 10,11. so dass die maximalen Durc^trörnö fnungen freigegeben sind. Strömt das Kühlmittel in Pfeilrichtung in den Drehschieber 1, so kann es über die Abgange 3,4 und die Anschlüsse 10,11 des Drehschiebergehäuses 2 ausströmen. Durch ein Verdrehen des Drehschiebers 1 um seine Drehachse 5 können die Abgänge 3.4 eingestellt bzw. verschlossen werden, Der Drehschieber 1 weist weiterhin zwei Dichtungspakete 12,13 auf. welche kreisförmig ausgebildet jeweils auf der Außenseite der Kugelkalotte 6,7 des Drehschiebers 1 aufliegen und koaxial zu den Abgängen 3,4 ausgerichtet sind. Die Dichtungspakete 12,13 sind jeweils von einem Federelement 14,15 beaufschlagt, das jeweils gegenseitig zum Dichtungspaket 12,1 an einem Vor- Sprung 16,17 des Drehschiebergehäuses 2 eingesetzt ist. Der Orehschieber 1 kann mittels eines Stellmotors (nicht gezeigt) von einer Steuereinheit betätigt werden, welche in Verbindung mit einem Temperaturfühler und eines hinterlegten Kennfeldes eine entsprechende Verstellung vornimmt. Die Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Drehschieber 20 in einer schematischen Darstellung, wobei zur Verdeutlichung von zueinander versetzten, abgewinkelten Regelspuren 21a-21c eine Achslage von Abgängen 22a-22c dargestellt ist, die den Regelspuren 21a~21c zugeordnet sind. Bezogen auf eine Drehachse 23 des Drehschiebers 20 ist der Abgang 22a vertikal nach unten zeigend und die weiteren Abgänge 22b,22c übereinstimmend um ca. 30* von der Vertikalachse geneigt nach oben zeigend ausgerichtet. Alle Achsen 28a- 28c der Abgänge 22a-22c treffen sich in einem Zentrum 24 des Drehschiebers 20. Fig. 3 zeigt den weitestgehend als Hohlkugel ausgebildeten, erfindungsgemäßen Drehschieber 20 in einer dreidimensionalen Ansicht, der in einem komplementär gestatteten Hohlraum eines Drehschiebergehäuses (nicht gezeigt) von einem Tftennomanagementmodui eingesetzt ist. Eine Mantelfläche 31 des 7

Drehschiebers 20 ist über radiale Streben 25a _f 25b mit der Drehachse 23 verbunden, die drehbar in dem Drehschiebergehäuse 2 gelagert ist. Der Drehschieber 20 umfeftst drei mit den Abgängen 22a-22c zusammenwirkende Regelspuren 21a-21c, von denen die Regelspur 21a verdeckt ist. Gemäß der Drehschieberstellung in Fig. 3 ist der größte Abgang 22a geschlossen. Jedem Abgang 22a-22c ist ein Dichtungspaket 26a-26c zugeordnet, das eine Abdichtung des Drehschiebers 20 gegenüber dem Drehschiebergehäuse 2 sicherstellt. Der Aufbau der Dichtungspakete 26a~26c schließt jeweils eine ringförmige, elastische Dichtung 29a-29c ein. die von einem am Drehschiebergehäuse 2 abgestutzten Federelement 30a-30c beaufschlagt wird zur kraftschlössigen Anlage an der Mantelfläche 31 des Drehschiebers 20. Im Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird der Drehschieber 20 Ober eine stirnseitige Öffnung 27 axial von dem Kühlmittel angeströmt. In Abhängigkeit von Zuatandsgrößen, beispielsweise der öltemperatur der Brennkraftmaschine, erfolgt in Verbindung mit einem Stellmotor eine entsprechende Einstellung des Drehschiebers 20, wodurch das Kühlmittel radial umgelenkt über zumindest eine Regelspur 21a- 21c bzw. wenigstens einen Abgang 22a,22b,22c der Brennkraftmaschine zugeführt wird. in der Fig. 4 ist der Drehschieber 20 gegenüber der Fig. 3 in einer geänderten Lage dargestellt. Dabei bilden die Regelspuren 21b,21c der kleineren Abgänge 22b,22c die Regelspur 21a des großen Abgangs 22a.

Bezugszeicheniiste

9

26c Dichtungspaket

27 Öffnung

28a Achse

28b Achse

28c Achse

29a Dichtung

29b Dichtung

29c Dichtung

30a Federetement

30b Federetement

30c Federetement

31 Mantelfläche