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Title:
VALVE CONTROL DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE COOLANT CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/169711
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve control device (100) for a motor vehicle coolant circuit having: a first valve (120) with an associated first functional element (125); a second valve (150) with an associated second functional element (155), the switching position of the first valve (120) and the second valve (150) being variable by rotation of the respective associated functional element (125, 155); and a locking mechanism (200) comprising a driver means (210), the locking mechanism (200) being rotatable by means of a drive (300) and being designed to switch from a first switching position to a second switching position when the driver means (210) engages in the first functional element (125) and to switch from a first switching position to a second switching position when the driver means (210) engages in the second functional element (155).

Inventors:
DEHRMANN SVEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/086535
Publication Date:
September 14, 2023
Filing Date:
December 19, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ECO HOLDING 1 GMBH (DE)
International Classes:
F16K5/06; F01P7/14; F16K11/16; F16K31/04; F16K31/53
Domestic Patent References:
WO2014167264A12014-10-16
Foreign References:
EP3587893A12020-01-01
DE102019130952A12021-05-20
AU544330B21985-05-23
DE102021116913A12022-04-21
Attorney, Agent or Firm:
KELLER SCHNEIDER PATENTANWALTS GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Ventilsteuervorrichtung (100) für einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs, die Folgendes aufweist: ein erstes Ventil (120), mit einem zugeordneten ersten Funktionselement (125), ein zweites Ventil ( 150), mit einem zugeordneten zweiten Funktionselement (155), wobei das erste Ventil (120) und das zweite Ventil (150) durch Rotation des jeweils zugeordneten Funktionselements (125, 155) in ihrer Schaltstellung veränderbar ausgebildet sind, ein Gesperre (200) umfassend eine Mitnahmeeinrichtung (210), wobei das Gesperre (200) mittels eines Antriebs (300) rotierbar ausgebildet ist, und wobei das Gesperre (200) dazu ausgebildet ist, mittels Eingreifens der Mitnahmeeinrichtung (210) in das erste Funktionselement (125) von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung und mittels Eingreifens der Mitnahmeeinrichtung (210) in das zweite Funktionselement (155) von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung zu überführen.

2. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 1 , wobei die Mitnahmeeinrichtung (210) einen ersten Stirnradausschnitt (250) aufweist, um in das erste Funktionselement (125) oder in das zweite Funktionselement (155) einzugreifen.

3. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Mitnahmeeinrichtung (210) einen zweiten Stirnradausschnitt (260) aufweist, um in das erste Funktionselement ( 125) oder in das zweite Funktionselement ( 155) einzugreifen.

4. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 2 und 3, wobei der erste Stirnradausschnitt (250) und der zweite Stirnradausschnitt (260) in einer Axialrichtung des Gesperres (200) von einander beabstandet angeordnet sind. 5. Ventilsteuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das erste Funktionselement (125) und das zweite Funktionselement (155) jeweils ein Stirnrad (126, 156) zu Eingreifen des ersten Stirnradausschnitts (250) oder des zweiten Stirnradausschnitts (260) aufweisen.

6. Ventilsteuervorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gesperre (200) eine erste Sperrkontur (220) zum Anlegen an eine Sperrfläche (230) des ersten Funktionselements (125) und/oder an eine Sperrfiäche (230) des zweiten Funktionselements (155) aufweist.

7. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei das Gesperre (200) eine zweite Sperrkontur (222) zum Anlegen an eine Sperrfläche (230) des ersten Funktionselements (125) und/oder an eine Sperrfläche (230) des zweiten Funktionselements (155) aufweist.

8. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 6 und 7, wobei die erste Sperrkontur (220) und die zweite Sperrkontur (222) in einer Axialrichtung des Gesperres (200) voneinander beabstandet angeordnet sind.

9. Ventilsteuervorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein drittes Ventil ( 190) mit einem zugeordneten dritten Funktionselement (195), wobei das dritte Ventil (190) durch Rotation des dritten Funktionselements (195) in seiner Schaltstellung veränderbar ausgebildet ist, und wobei das Gesperre (200) dazu ausgebildet ist, mittels Eingreifens der Mitnahmeeinrichtung (210) in das dritte Funktionselement (195) das dritte Ventil (190) von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung zu überführen.

10. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei der erste Stirnradausschnitt (250) dazu ausgebildet ist in das zweite Funktionselement (125) und in das dritte Funktionselement (195) einzugreifen.

1 1. Ventilsteuervorrichtung (100) Anspruch 9 oder 10, wobei die erste Sperrkontur (220) zum Anlegen an die Sperrfläche (230) des zweiten Funktionselements (125) und an eine Sperrfläche (230) des dritten Funktionselements (195) ausgebildet ist.

12. Ventilsteuervorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Stirnradausschnitt (260) dazu ausgebildet ist in das erste Funktionselement (125) einzugreifen, und die zweite Sperrkontur (222) zum Anlegen an die Sperrfläche (230) des ersten Funktionselements (125) ausgebildet ist. 13. Ventilsteuervorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Funktionselement (125) eine ungerade Anzahl an Schaltstellungen und das zweite Funktionselement (155) eine gerade Anzahl an Schaltstellungen umfasst.

14. Ventilsteuervorrichtung (100) nach Anspruch 13, wobei das dritte Funktionselement ( 195) eine gerade Anzahl an Schaltstellungen umfasst. 15. Ventilsteuervorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Ventil (120), das zweite Ventil (150) und das dritte Ventil (190) jeweils zumindest ein Drehschieberventil (130) aufweisen.

Description:
Ventilsteuervorrichtung für einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuervorrichtung für einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Ventil, mit einem zugeordneten ersten Funktionselement, einem zweiten Ventil, mit einem zugeordneten zweiten Funktionselement, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil durch Rotation des jeweils zugeordneten Funktionselements in ihrer Schaltstellung veränderbar ausgebildet sind.

Stand der Technik

Im Stand der Technik sind zahlreiche Vorrichtungen zur Handhabung von Fluiden in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen bekannt. Derartige Fluidvorrichtungen werden beispielsweise verwendet, um Kühlflüssigkeiten innerhalb von sogenannten Thermomanagement-Modulen elektrisch betriebener Fahrzeuge zu schalten oder umzulenken. Beispielsweise werden Schrittmotoren eingesetzt, um Ventile von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition zu überführen.

Meist bestehen die Fluidvorrichtungen aus zahlreichen Bauteilen und sind äußerst komplex aufgebaut und daher sehr kostenintensiv. Zusätzlich besteht die Problematik, dass mit steigender Komplexität eine zunehmende Anzahl an Aktuatoren eingesetzt werden muss, was die Kosten zusätzlich erhöht. Alternativ müssen stärkere Aktuatoren eingesetzt werden, um mehrere Drehschieber und zugehörige Dichtungen gleichzeitig bewegen zu können. Problematisch ist hierbei häufig auch die Überprüfung der aktuellen Schaltposition des Ventils. Dies ist beispielsweise nach einem Stromausfall von großer Relevanz. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, dass sich Ventile durch Parameter wie Temperatur, Fluiddruck oder sonstige Einflüsse im Betrieb eines Kraftfahrzeugs verstellen können. Um dies zu verhindern, verfügen Aktuatoren meist über einen Haltestrom, welcher die Ventile in Ihrer Schaltposition festhalten kann. Dies hat einerseits Auswirkungen auf die Kraft und somit auf die Dimensionierung des Aktuators. Andererseits ist ein kontinuierlicher Stromverbrauch der gesamten Vorrichtung notwendig.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Ventilsteuervorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere ist es die Aufgaben der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept für eine Ventilsteuervorrichtung bereitzustellen, welche die Komplexität und die Kosten reduziert.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäß der Erfindung weist die Ventilsteuervorrichtung für einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs, ein erstes Ventil mit einem zugeordneten ersten Funktionselement, und ein zweites Ventil mit einem zugeordneten zweiten Funktionselement auf, wobei das erste Ventil und das zweite Ventil durch Rotation des jeweils zugeordneten Funktionselements in ihrer Schaltstellung veränderbar ausgebildet sind. Zusätzlich umfasst die Ventilsteuervorrichtung ein Gesperre mit einer Mitnahmeeinrichtung, wobei das Gesperre mittels eines Antriebs rotierbar ausgebildet ist, und wobei das Gesperre dazu ausgebildet ist, mittels Eingreifens der Mitnahmeeinrichtung in das erste Funktionselement von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung und mittels Eingreifens der Mitnahmeeinrichtung in das zweite Funktionselement von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung zu überführen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass mit nur einem Gesperre, beide Ventile betätigt werden können. In der Konsequenz ist zum Betätigen beider Ventile auch nur noch ein Aktuator notwendig. Beispielsweise umfasst die Mitnahmeeinrichtung lediglich ein Mitnahmemittel, wodurch die Ventile nacheinander aber nicht gleichzeitig geschaltet werden können. Dies wiederrum reduziert die Kraftanforderungen an den Aktuator, welcher das Gesperre antreibt. Da die Kraftanforderungen Einfluss auf die Dimensionierung der Aktuators haben, kann der Aktuator und damit die gesamte Vorrichtung kompakter, leichter und platzsparender realisiert werden. Zudem ergibt sich eine Kostenreduktion, da geringere Kraftanforderungen mit geringeren Herstellungskosten verbunden sind.

Vorzugsweise ist jedes Funktionselement entsprechend der Anzahl der Schaltpositionen des zugeordneten Ventils ausgebildet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass sich sowohl symmetrische als auch unsymmetrische Schaltlogiken bei beliebiger Anzahl von Schaltpositionen und Anschlüssen der Ventilsteuervorrichtung kombiniert realisieren lassen, die mit nur einem Aktuator betrieben werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Mitnahmeeinrichtung einen ersten Stirnradausschnitt auf, um in das erste Funktionselement oder in das zweite Funktionselement einzugreifen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine optimale Drehmomentübertragung zwischen dem Gesperre und dem jeweiligen Funktionselement erfolgen kann. Beispielsweise verfügt jedes Funktionselement über ein korrespondierendes Stirnrad, welches mit dem Stirnradausschnitt der Mitnahmeeinrichtung wechselwirken kann. In diesem Fall erfolgt die Drehmomentübertragung mittels einer kontinuierlichen Bewegung, weil die Winkelgeschwindigkeit zwischen dem Gesperre und den Funktionselementen gleichbleibend ist. Dies hat Auswirkungen auf den Antrieb, weil der maximale Stromverbrauch im Fall von einer gleichbleibenden Winkelgeschwindigkeit niedriger ist. Ein Stirnradausschnitt im Sinne dieser Erfindung ist als ein Stirnrad zu verstehen, welches lediglich in einem bestimmten Winkelintervall besteht. Beispielsweise umfasst der Stirnradausschnitt nur einen Winkel von 45°, 60° oder 90°.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Mitnahmeeinrichtung einen zweiten Stirnradausschnitt auf, um in das erste Funktionselement oder in das zweite Funktionselement einzugreifen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine optimale Drehmomentübertragung zwischen dem Gesperre und einem zweiten Funktionselement erfolgen kann. Beispielsweise verfügt auch das zweite Funktionselement über ein korrespondierendes Stirnrad, welches mit dem zweiten Stirnradausschnitt der Mitnahmeeinrichtung wechselwirken kann. Beispielsweise ist der zweite Stirnradausschnitt anders ausgestaltet als der erste Stirnradausschnitt. Beispielsweise weicht das Winkelintervall des ersten Stirnradausschnitts von dem Winkelintervall des zweiten Stirnradausschnitts ab, wodurch unterschiedliche Funktionselemente betätigt werden können. So kann beispielsweise ein Ventil mit vier Schaltpositionen über den ersten Stirnradausschnitt und ein Ventil mit fünf Schaltpositionen über den zweiten Stirnradausschnitt betätigt werden. Dies ist somit mit nur einem Gesperre und somit mit nur einem Antrieb möglich.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der erste Stirnradausschnitt und der zweite Stirnradausschnitt in einer Axialrichtung des Gesperres voneinander beabstandet angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein erstes Ventil über ein zugeordnetes erstes Funktionselement und ein zweites Ventil über ein zugeordnetes zweites Funktionselement mittels des Gesperres betätigbar sind. Beispielsweise sind das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement in axialer Richtung ebenfalls voneinander beabstandet angeordnet. Beispielsweise könnten der erste Stirnradausschnitt und der zweite Stirnradausschnitt in einer Umfangsrichtung des Gesperres versetzt zueinander angeordnet sein. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement jeweils ein Stirnrad zum Eingreifen des ersten Stirnradausschnitts oder des zweiten Stirnradausschnitts auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine optimale Drehmomentübertragung zwischen dem Gesperre und den beiden Funktionselementen erfolgen kann. Die Drehmomentübertragung erfolgt mittels einer kontinuierlichen Bewegung, weil die Winkelgeschwindigkeit zwischen dem Gesperre und den Funktionselementen gleichbleibend ist. Dies hat Auswirkungen auf den Antrieb, weil der maximale Stromverbrauch im Fall von einer gleichbleibenden Winkelgeschwindigkeit niedriger ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gesperre eine erste Sperrkontur zum Anlegen an eine Sperrfläche des ersten Funktionselements und/oder an eine Sperrfiäche des zweiten Funktionselements auf.

Eine Sperrkontur im Sinne der Erfindung ist als Fläche zu verstehen, welche entlang einer korrespondierenden Sperrfläche eines Funktionselements gleiten kann, wodurch das dem Funktionselement zugeordnete Ventil keine Rotation vollziehen kann. Wenn die Mitnahmeeinrichtung des Gesperres in das erste Funktionselement eingreift und dieses von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition überführt, so wird das zweite Funktionselement von der Sperrkontur in seiner Schaltposition fixiert. Hierbei gleitet die Sperrkontur des Gesperres entlang einer Sperrfläche des zweiten Funktionselements. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Schaltposition des zweiten Ventils ohne Haltestrom oder andere Mittel gesichert wird. Die Vorrichtung verfügt somit über eine sichere Selbsthemmung. Ohne den Einsatz von Sensoren kann die Schaltposition der Ventile der Ventilsteuervorrichtung jederzeit eindeutig sichergestellt werden.

Das Korrespondieren der Sperrkontur des Gesperres mit der Sperrfläche jedes Funktionselements kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass sowohl die Sperrkontur als auch die Sperrflächen zumindest teilweise als Mantelflächen eines Zylinders ausgebildet sind. Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Gesperre eine zweite Sperrkontur zum Anlegen an eine Sperrfläche des ersten Funktionselements und/oder an eine Sperrfläche des zweiten Funktionselements auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die zweite Sperrkontur entlang einer korrespondierenden Sperrfläche eines zweiten Funktionselements gleiten kann, wodurch das dem Funktionselement zugeordnete zweite Ventil ebenfalls keine Rotation vollziehen kann. So kann also zusätzlich zu einem ersten Funktionselement, welches mittels einer ersten Sperrkontur gesperrt werden kann, gleichzeitig oder versetzt ein zweites Funktionselement von der zweiten Sperrkontur in seiner Schaltposition fixiert werden. Auch die zweite Sperrkontur des Gesperres ist dazu ausgebildet entlang einer Sperrfläche des zweiten Funktionselements zu gleiten, wodurch die Halteposition eines zweiten Ventils ohne Haltestrom oder andere Mittel gesichert wird. Die Vorrichtung verfügt somit über eine sichere Selbsthemmung für mindesten zwei Ventile. Ohne den Einsatz von Sensoren kann die Schaltposition der Ventile der Ventilsteuervorrichtung jederzeit eindeutig festgestellt werden. Beispielsweise ist es auch denkbar, weitere Sperrkonturen für weitere Funktionselemente und deren zugeordnete Ventile vorzusehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Sperrkontur und die zweite Sperrkontur in einer Axialrichtung des Gesperres voneinander beabstandet angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein erstes Ventil über ein zugeordnetes erstes Funktionselement und ein zweites Ventil über ein zugeordnetes zweites Funktionselement mittels der ersten Sperrkontur und der zweiten Sperrkontur des Gesperres in ihrer Schaltposition fixierbar ist. Beispielsweise sind das erste Funktionselement und das zweite Funktionselement in axialer Richtung ebenfalls voneinander beabstandet angeordnet. Beispielsweise können die Sperrflächen des ersten und des zweiten Funktionselements auch in einer Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein. Um die Anzahl der Schaltpositionen und die Flexibilität auch für zusätzliche Fluidanschlüsse zu erhöhen, umfasst die Ventilsteuervorrichtung ein drittes Ventil mit einem zugeordneten dritten Funktionselement, wobei das dritte Ventil durch Rotation des dritten Funktionselements in seiner Schaltstellung veränderbar ausgebildet ist, und wobei das Gesperre dazu ausgebildet ist, mittels Eingreifens der Mitnahmeeinrichtung in das dritte Funktionselement das dritte Ventil von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung zu überführen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass mit nur einem Gesperre, insgesamt drei Ventile betätigt werden können. In der Konsequenz ist zum Betätigen der drei Ventile auch nur noch ein Aktuator notwendig. Umfasst die Mitnahmeeinrichtung lediglich einen Stirnradausschnitt, so können die Ventile nacheinander aber niemals gleichzeitig geschaltet werden. Dies wiederrum reduziert die Kraftanforderungen an den Aktuator, welcher das Gesperre antreibt. Da die Kraftanforderungen Einfluss auf die Dimensionierung der Aktuators haben, kann der Aktuator und damit die gesamte Vorrichtung kompakter, leichter und platzsparender realisiert werden obwohl der Ventilsteuervorrichtung drei Ventile zugeordnet sind. Beispielsweise umfasst die Ventilsteuervorrichtung mehr als drei Ventile. Beispielsweise umfasst die Ventilsteuervorrichtung vier, fünf, sechs oder noch mehr Ventile. Umfasst die Mitnahmeeinrichtung einen ersten Stirnradausschnitt und einen zweiten Stirnradausschnitt, so können zwei Ventile gleichzeitig geschaltet werden. Beispielsweise können auch mehrere Ventile gleichzeitig geschaltet werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Stirnradausschnitt dazu ausgebildet, in das zweite Funktionselement und in das dritte Funktionselement einzugreifen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass mit nur einem Stirnradausschnitt zumindest zwei Funktionselemente geschaltet werden können. So können zwei Ventile mit nur einem Gesperre und damit mit nur einem Aktuator betätigt werden, wobei die Ventile nacheinander geschaltet werden. Dies reduziert die Kraftanforderungen an den Aktuator, welcher das Gesperre antreibt. Geringere Kraftanforderungen reduzieren letztlich den Preis des Aktuators. Die gesamte Vorrichtung kann kompakter, leichter und platzsparender realisiert werden. Nach einer zusätzlich vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Sperrkontur zum Anlegen an die Sperrfläche des zweiten Funktionselements und an eine Sperrfläche des dritten Funktionselements ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die erste Sperrfläche in Abhängigkeit der Position des Gesperres sowohl das erste Ventil über das zugeordnetes erstes Funktionselement als auch das zweite Ventil über das zugeordnete zweite Funktionselement mittels der ersten Sperrkontur in ihrer Schaltposition fixierbar sind.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist der zweite Stirnradausschnitt dazu ausgebildet in das erste Funktionselement einzugreifen, und die zweite Sperrkontur ist zum Anlegen an die Sperrfläche des ersten Funktionselements ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das erste Ventil über das erste Funktionselement von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition überführt werden kann, wobei die zweite Sperrkontur dazu ausgebildet ist das erste Ventil in seiner Position zu blockieren.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erste Funktionselement eine ungerade Anzahl an Schaltstellungen und das zweite Funktionselement eine gerade Anzahl an Schaltstellungen. Es lässt sich somit eine beliebige Anzahl von Schaltpositionen und von zu schaltenden Fluidanschlüssen bei der Ventilsteuervorrichtung erreichen, die mit nur einem Aktuator betrieben werden kann.

Vorzugsweise umfasst das dritte Funktionselement eine gerade Anzahl an Schaltstellungen. Gemäß einer weiteren besonders zweckmäßigen Ausführungsform weisen das erste Ventil, das zweite Ventil und das dritte Ventil jeweils zumindest ein Drehschieberventil auf. Dadurch besteht beispielsweise der technische Vorteil, dass Drehschieberventile bestehende Standardlösungen darstellen und somit preiswert und leicht verfügbar sind. Vorzugsweise sind die Drehschieberventile als Kugelventile ausgebildet.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses einer

Ventilsteuervorrichtung für einen Kühlmittelkreislauf;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer

Ventilsteuervorrichtung;

Fig. 3 eine weitere Darstellung einer Ausführungsform einer

Ventilsteuervorrichtung;

Fig. 4A eine Draufsicht einer Ventilsteuervorrichtung in einer Schaltposition; und

Fig. 4B eine Draufsicht einer Ventilsteuervorrichtung in einer weiteren Schaltposition.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses 1 10 einer Ventilsteuervorrichtung 100 für einen Kühlmittelkreislauf. Die Ventilsteuervorrichtung 100 umfasst eine Vielzahl von Fluidanschlüssen 102.

Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Ventilsteuervorrichtung 100. Die Ventilsteuervorrichtung 100 umfasst ein erstes Ventil 120, ein zweites Ventil 150 und ein drittes Ventil 190. Jedem der Ventile 120, 150, 190 ist ein Funktionselement 125, 155, 195 fest zugeordnet. Dem ersten Ventil 120 ist das erste Funktionselement 125 zugeordnet, wobei das erste Ventil 120 durch Rotation des ersten Funktionselements 125 in seiner Schaltstellung veränderbar ausgebildet ist. Das erste Ventil 120 verfügt über insgesamt fünf Schaltstellungen. Dem zweiten Ventil 150 ist das zweite Funktionselement 155 zugeordnet, wobei das zweite Ventil 150 durch Rotation des zugeordneten zweiten Funktionselements 155 in seiner Schaltstellung veränderbar ausgebildet ist. Das zweite Ventil 150 verfügt über insgesamt vier Schaltstellungen. Dem dritten Ventil 190 ist das dritte Funktionselement 195 zugeordnet, wobei das dritte Ventil 190 durch Rotation des dritten Funktionselements 195 in seiner Schaltstellung veränderbar ausgebildet ist. Das dritte Ventil 190 verfügt wie das zweite Ventil über insgesamt vier Schaltstellungen.

Mittig zwischen den Ventilen 120, 150, 190 befindet sich ein Gesperre 200. Das Gesperre 200 ist dazu ausgebildet, die Ventile 120, 150, 190 zwischen ihren Schaltstellungen zu überführen. Das Überführen erfolgt mittels Eingreifen einer Mitnahmeeinrichtung 210 in die jeweiligen Funktionselemente 125, 155, 195.

Jedem Funktionselement 125, 155, 195 ist ein Stirnrad 126, 156, 196 zugeordnet. Das erste Funktionselement 125 umfasst das erste Stirnrad 126, das zweite Funktionselement 155 umfasst das zweite Stirnrad 156 und das dritte Funktionselement 195 umfasst das dritte Stirnrad 196. Die Mitnahmeeinrichtung 210 des Gesperres 200 umfasst einen ersten Stirnradausschnitt 250, der dazu ausgebildet ist entweder in das zweite Stirnrad 156 oder in das dritte Stirnrad 196 einzugreifen.

Dadurch kann eine optimale Drehmomentübertragung zwischen dem Gesperre 200 und dem jeweiligen Ventil 150, 190 erfolgen, wobei jedes korrespondierendes Stirnrad 156, 196 mit dem ersten Stirnradausschnitt 250 der Mitnahmeeinrichtung 210 wechselwirkt. Die Drehmomentübertragung erfolgt hier mittels einer kontinuierlichen Bewegung, weil die Winkelgeschwindigkeit zwischen dem Gesperre 200 und den Funktionselementen 155, 195 gleichbleibend ist. Das Gesperre 200 selbst ist mit nur einem Antrieb (nicht gezeigt) zentral antreibbar, wodurch mit nur einem Antrieb zumindest zwei Ventile 150, 190 schaltbar sind.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Darstellung einer Ausführungsform einer Ventilsteuervorrichtung 100. Die Ventilsteuervorrichtung 100 umfasst das mittig zwischen den Funktionselementen 125, 155, 195 angeordnete Gesperre 200. Das Gesperre 200 ist dazu ausgebildet, die Funktionselemente 125, 155, 195, welche mittels Ventilen verbindbar sind, zwischen ihren Schaltstellungen zu überführen. Zum Überführen der Funktionselemente 125, 155, 195, weist das Gesperre 200 die Mitnahmeeinrichtung 210 auf. Die Mitnahmeeinrichtung 210 umfasst den ersten Stirnradausschnitt 250, der dazu ausgebildet ist entweder in das zweite Stirnrad 156 oder in das dritte Stirnrad 196 einzugreifen. Zusätzlich weist die Mitnahmeeinrichtung 210 einen zweiten Stirnradausschnitt 260 auf, um in das erste Stirnrad 126 des ersten Funktionselements 125 einzugreifen.

Das zweite Stirnrad 156 und das dritte Stirnrad 196 befinden sich oberhalb des zweiten Funktionselements 155 und des dritten Funktionselements 195. Im Unterschied zum zweiten Funktionselement 155 und zum dritten Funktionselement 195 umfasst das erste Funktionselement 125 ein erstes Stirnrad 126, welches nicht oberhalb sondern unterhalb des Funktionselements 125 angeordnet ist.

Zusätzlich umfasst das Gesperre 200 eine erste Sperrkontur 220 und eine zweite Sperrkontur 222. Die Sperrkonturen 220, 222 sind zum Anlegen an Sperrflächen 230 der Funktionselemente 125, 155, 195 ausgebildet. Die erste Sperrkontur 220 ist zum Anlegen an die Sperrflächen 230 des zweiten Funktionselements 155 und des dritten Funktionselements 195 ausgebildet. Die zweite Sperrkontur 222 hingegen ist zum Anlegen die Sperrflächen 230 des ersten Funktionselements 125 ausgebildet.

Die Sperrkonturen 220, 222 sind als Mantelflächen eines Zylinders ausgebildet und gleiten entlang einer korrespondierenden Sperrfläche 230 eines Funktionselements 125, 155, 195. Dadurch kann das dem entsprechenden Funktionselement 125, 155, 195 zugeordnete Ventil 120, 150, 190 keine Rotation vollziehen. Wenn also beispielsweise der zweite Stirnradradausschnitt 260 in das erste Stirnrad 126 eingreift und dieses von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition überführt, so wird das zweite Funktionselement 155 und das dritte Funktionselement 195 von der ersten Sperrkontur 220 in ihrer jeweiligen Schaltposition fixiert. Hierbei gleitet die erste Sperrkontur 220 des Gesperres 200 entlang der Sperrfläche 230 des zweiten Funktionselements 155 und des dritten Funktionselements 195. Wenn hingegen der erste Stirnradradausschnitt 250 in das zweite Stirnrad 156 eingreift und dieses von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition überführt, so wird das erste Funktionselement 125 von der zweiten Sperrkontur 222 in seiner jeweiligen Schaltposition fixiert. Hierbei gleitet die zweite Sperrkontur 222 des Gesperres 200 entlang der Sperrfläche 230 des ersten Funktionselements 125.

Die Figur 4A zeigt eine Draufsicht einer Ventilsteuervorrichtung 100 in einer Schaltposition. Die Ventilsteuervorrichtung 100 umfasst das mittig zwischen den Funktionselementen 125, 155, 195 angeordnete Gesperre 200, welches dazu ausgebildet ist, die Funktionselemente 125, 155, 195 zwischen ihren Schaltstellungen zu überführen. Zum Überführen der Funktionselemente 125, 155, 195, weist das Gesperre 200 die Mitnahmeeinrichtung 210 mit dem ersten Stirnradausschnitt 250 auf, der dazu ausgebildet ist entweder in das zweite Stirnrad 156 oder in das dritte Stirnrad 196 einzugreifen.

Die Figur 4A zeigt den ersten Stirnradausschnitt 250 in einer Position zwischen dem ersten Funktionselement 125 und dem zweiten Funktionselementen 155.

Das dem ersten Funktionselement 125 zugeordnete erste Ventil 120 (nicht gezeigt) umfasst insgesamt fünf Schaltstellungen. Das dem zweiten Funktionselement 155 zugeordnete zweite Ventil 150 (nicht gezeigt) und das dem dritten Funktionselement 195 zugeordnete dritte Ventil 190 (nicht gezeigt) umfassen jeweils vier Schaltstellungen.

Bei einer Rotation des Gesperres 200 im Uhrzeigersinn greift der ersten Stirnradausschnitt 250 in das zweite Stirnrad 156 ein und überführt das dem zweiten Funktionselement 155 zugeordnete zweite Ventil 150 (nicht gezeigt) um eine Schaltposition. Während dieses Überführens gleitet die erste Sperrkontur 220 des Gesperres 200 entlang der Sperrfiäche 230 des dritten Funktionselements 195, wodurch das dritte Funktionselement 195 und damit das dem dritten Funktionselement 195 zugeordnete dritte Ventil 190 (nicht gezeigt) in seiner Schaltposition fixiert wird.

Die Figur 4B zeigt eine Draufsicht einer Ventilsteuervorrichtung 100 in einer weiteren Schaltposition. Die Figur 4B zeigt den ersten Stirnradausschnitt 250 in einer Position in welcher der erste Stirnradausschnitt 250 in das dritte Stirnrad 196 eingreift, um das dritte Funktionselement 195 von eine ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition zu überführen. Während dieses Überführens gleitet die erste Sperrkontur 220 des Gesperres 200 entlang der Sperrfläche 230 des zweiten Funktionselements 155, wodurch das zweite Funktionselement 155 und damit das dem zweiten Funktionselement 155 zugeordnete zweite Ventil 150 (nicht gezeigt) in seiner Schaltposition fixiert wird. Gleichzeitig gleitet die zweite Sperrkontur 222 (nicht gezeigt) des Gesperres 200 entlang der Sperrfläche 230 des ersten Funktionselements 125, wodurch das erste Funktionselement 125 und damit das dem ersten Funktionselement 125 zugeordnete erste Ventil 120 (nicht gezeigt) in seiner Schaltposition fixiert wird.