(57)【要約】  内燃機関の液体回路のための制御バルブユニットであって、前記制御バルブユニット（２１）が、一方では、少なくとも１つの入口開口部（２）または出口開口部（２’）と、少なくとも２つの出口開口部（３１、３２、３３）または入口開口部（３’１、３’２、３’３）と、対応する出口開口部（３１、３２、３３）または入口開口部（３’１、３’２、３’３）を選択的に開閉するために制御デバイス（２２）によって作動する少なくとも２つの閉鎖要素（４１、４２、４３）とを備えたバルブハウジング（１）を有し、これらの閉鎖要素（４１、４２、４３）のそれぞれが、最大開位置と、前記閉鎖要素（４１、４２、４３）がシート（５）上に押し付けられることで流れを遮断する閉位置との間において、継続的に調節可能である制御バルブユニットであって、  前記制御デバイス（２２）が少なくとも１つの移動可能なまたは回転可能なカム（６）を備えるとともに、前記制御デバイス（２２）には、閉鎖要素（４１、４２、４３）と対応し、かつ前記閉鎖要素（４１、４２、４３）と接触する夫々の従動ピン（１１）に作用する少なくとも２つのカム路（７１、７２、７３）が設けられ、前記カム（６）の調節がアクチュエータ（８）によって実現されることを特徴とする、制御バルブユニット。
2013517416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の液体回路のための制御バルブユニットであって、前記制御バルブユニット（２１）が、一方では、少なくとも１つの入口開口部（２）または出口開口部（２’）と、少なくとも２つの出口開口部（３１、３２、３３）または入口開口部（３’１、３’２、３’３）と、対応する出口開口部（３１、３２、３３）または入口開口部（３’１、３’２、３’３）を選択的に開閉するために制御デバイス（２２）によって作動する少なくとも２つの閉鎖要素（４１、４２、４３）とを備えたバルブハウジング（１）を有し、これらの閉鎖要素（４１、４２、４３）のそれぞれが、最大開位置と、前記閉鎖要素（４１、４２、４３）がシート（５）上に押し付けられることで流れを遮断する閉位置との間において、継続的に調節可能である制御バルブユニットであって、
前記制御デバイス（２２）が少なくとも１つの移動可能なまたは回転可能なカム（６）を備えるとともに、前記制御デバイス（２２）には、閉鎖要素（４１、４２、４３）と対応し、かつ前記閉鎖要素（４１、４２、４３）と接触する夫々の従動ピン（１１）に作用する少なくとも２つのカム路（７１、７２、７３）が設けられ、前記カム（６）の調節がアクチュエータ（８）によって実現されることを特徴とする、制御バルブユニット。
【請求項２】
前記閉鎖要素（４１、４２、４３）上に流れる液体によって作用する静圧および動圧の力が、これらの要素を閉位置に押し付ける傾向を有するように設計されることを特徴とする、請求項１に記載の制御バルブユニット。
【請求項３】
各閉鎖要素（４１、４２、４３）の、この要素の両側にある前記従動ピン（１１）が、前記ハウジング（１）に固定的に連結された２つの案内軸受（１３１、１３２）に取り付けられ、これらの案内軸受（１３１、１３２）の少なくとも１つに、前記従動ピン（１１）のアライメント誤差またはこのシート（５）の配向誤差の補償を可能にするために遊びが設けられることを特徴とする、請求項１または２のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項４】
前記カム（６）が、前記アクチュエータ（８）によって回転するカム盤を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項５】
前記制御バルブユニット（２１）の前記ハウジング（１）がフランジによって前記内燃機関のエンジンブロックまたはシリンダヘッド上に直接連結され、前記入口開口部（２）または前記出口開口部（２’）が前記エンジンブロックまたは前記シリンダヘッドの前記対向フランジの出口開口部または入口開口部と直に対応し、液体が前記内燃機関と前記制御バルブユニット（２１）との間の追加の連結部品なしで直接流れることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項６】
フェイルセーフ機能を備えた少なくとも１つの閉鎖要素（４１、４２、４３）が、前記制御バルブユニット（２１）または前記内燃機関の不具合の際に既定の閉位置または開位置を想定するような方式で設けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項７】
前記閉鎖要素（４１、４２、４３）が２つの部品の形態であり、前記従動ピン（１１）上または従動ピン（１１）と弁板との間の領域に、前記カム（６）から圧力による力を伝達し、閉鎖要素（４１、４２、４３）とシート（５）との間の密封位置における角度誤差を許容する接合部が配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項８】
前記接合部が前記従動ピンの一部の半球形の端部と、前記半球形の端部が受容されるソケット形状の対向部材とによって形成されることを特徴とする、請求項７に記載の制御バルブユニット。
【請求項９】
前記カムまたは前記閉鎖要素（４１、４２、４３）の実際の位置を検出するために、前記実際のカムまたは閉鎖要素の位置を、所望のカムまたは閉鎖要素の位置に訂正するための信号を供給する測定器を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項１０】
前記測定器が、少なくとも１つのホールセンサ（１８）と、前記カム（６）、従動ピン（１１）または前記駆動軸（９）上に配置された少なくとも１つの対応する磁石（１９）とを含むことを特徴とする、請求項９に記載の制御バルブユニット。
【請求項１１】
前記測定器の部品、特に磁石（１９）が前記制御バルブユニット（２１）の内部に配置され、その内部に流体が流れ、かつ流体が流れる前記制御バルブユニット（２１）の前記内部の外側にある壁によって分離された、前記測定器の他の部品、特に前記ホールセンサ（１８）が配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載の制御バルブユニット。
【請求項１２】
液体が前記閉鎖要素（４１、４２、４３）のすぐ前の共通の入口開口部（２）から前記閉鎖要素（４１、４２、４３）の下流側にある別個の出口開口部（３１、３２、３３）に流れるか、液体が前記閉鎖要素（４１、４２、４３）の上流側にある別個の入口開口部（３’１、３’２、３’３）から前記閉鎖要素（４１、４２、４３）のすぐ下流側にある共通の出口開口部（２’）に流れるかのいずれかであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項１３】
前記制御バルブユニット（２１）が、液体の流れに対して前記内燃機関の上流側に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項１４】
前記制御バルブユニット（２１）が液体の流れに対して前記内燃機関の下流側に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項１５】
前記個々の閉鎖要素（４１、４２、４３）の前記カム（６）に対する制御挙動を変えるために、前記制御デバイス（２２）の１つまたはいくつかのカム路（７１、７２、７３）を互いに対して調節可能とし、または／および前記閉鎖要素（４１、４２、４３）の少なくとも１つを動作停止するために１つまたはいくつかのカム路（７１、７２、７３）を分離することができることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項１６】
前記制御デバイス（２２）が、前記閉鎖要素（４１、４２、４３）の作動する方向に調節可能に支持され、それにより前記空間、したがって、シート（５）と前記対応する閉鎖要素（４１、４２、４３）との間における流路断面が変化することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【請求項１７】
前記制御バルブユニット（２１）が温度センサ（１０）を含み、前記閉鎖要素の実際の閉位置の間、液体の温度を検出するために、前記温度センサ（１０）が前記内燃機関の前記回路の液体と接触する間合いで一時的に少なくとも１つの閉鎖要素（４１、４２、４３）を開放する制御デバイスが設けられることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の制御バルブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、内燃機関の液体回路のための、特に、内燃機関の冷却液体回路のための制御バルブユニットである。
【０００２】
そのような制御バルブユニットは、一方では、流入路に連結される入口開口部ならびにそれぞれが出口開口部に連結される少なくとも２つの出口開口部を備える、１つまたはいくつかの部品のバルブハウジングを含む。その一方では、予め決定されたルールに従い対応する出口開口部を選択的に開閉するために、もしくは動作パラメータまたは種々の動作パラメータの特性分野が予定値に達したときにその流れ断面を変えるために制御デバイスによって作動する少なくとも２つの閉鎖要素を含む。
【０００３】
各閉鎖要素は、それが液体を対応する出口開口部に流すことを可能にする開位置と、この流れを遮断するためにそれがシート上に載置される閉位置との間において連続的に調節可能である。
【背景技術】
【０００４】
従来の内燃機関には、一般に、冷却液の流れを制御することができる２つまたは３つの流路を有するサーモスタットバルブが設けられているが、その理由は、特に、内燃機関を、その温度が事前調整されたしきい値未満まで低下するとすぐにこの液体の流速を遅くするまたは止める動作温度により迅速に移行させるためである。
【０００５】
例えば、独国特許第３７０５２３２  Ｃ２号明細書に開示されているようなサーモスタットバルブは、通常、単一の通路または２つの通路構成のワックス式サーモスタット要素を備える。ワックス式サーモスタット要素は、ホルダと、弁座と、閉鎖要素と、その主要構成要素である少量のワックスペレットとを備える。低温状態においては、閉鎖要素はシート上に着座し、冷却液が閉鎖要素の周辺に流れない。温度が増加すると、ワックスが膨張し、閉鎖要素に圧力をかけ、そのシートを持ち上げ、閉鎖要素を越えて冷却液が流れることを可能にする。それらの構造の結果、ワックス式サーモスタットは高い熱慣性を有するため受動制御動作のみが可能となる。
【０００６】
したがって、これらのサーモスタット要素の第１の欠点はそれらの長い応答時間であり、このため、閉鎖要素を開放する冷却液の温度しきい値が低くなければならないことになる。
【０００７】
モータの過渡荷重と相関する熱的問題を防止するため、ワックス式サーモスタット要素を、冷却液が高過ぎる温度に達する前に確実に開放しなければならない。
【０００８】
開温度しきい値の変動の結果、ワックス式サーモスタット要素は十分に正確な制御動作を提供することができず、そのためそのようなサーモスタット要素では熱管理に関するモータ性能の最適化が不可能となる。
【０００９】
これまで、サーモスタットがモータラジエータを通過する流れおよびモータラジエータを通過しないようにする追加のバイパスを制御してきたが、その一方で（例えば、乗員室を加熱するために）流れ通路においては冷却剤が常時流れていた。この分岐設計がモータ温度の上昇を遅らせ、エンジンの始動段階時のモータの性能および汚染物質排出に不利な影響を及ぼしている。
【００１０】
これらの欠点を排除するため、近時、ワックスを加熱するため、したがって、閉鎖要素の開放を加速するため、ワックス式サーモスタット要素に電気抵抗部を追加することが提案されている。
【００１１】
そのような追加によって冷却液の温度しきい値、したがって、制御動作の効率が上昇する。しかしながら、サーモスタットの応答時間が比較的長く、この電気抵抗部が閉鎖要素の開放における補助のみを行い、その閉鎖における補助はせず、またワックスが依然高い熱慣性を呈するという点で、制御動作の精度は到底満足できるものではない。
【００１２】
液体回路に、ワックス式サーモスタット要素の代わりに、制御バルブ、特に回転または直動閉鎖要素が設けられた制御バルブを備えることも公知である。
【００１３】
しかしながら、そのようなバルブには、動的シール、例えば、軸シールリングを設けなければならないが、これはバルブシャフトとバルブ受け孔との間の摩擦力の管理に関する問題を生じさせるため、それによりアクチュエータを過大にする必要があり、制御動作に必要なエネルギが増加して閉鎖要素の過大化につながり、閉鎖要素の応答時間が増加する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、内燃機関の液体回路のための、特に、内燃機関の冷却液のための制御バルブユニットを提案することであり、特に、閉鎖要素の開放、閉鎖および調節の能動制御のための非常に短い切換時間に関する、かつ３つ以上流出路の開放および閉鎖動作を制御する可能性に関するこれらの欠点をなくすため、また、特にエンジンの始動段階時、エンジンの加熱を加速して、排出を減少し、モータ性能を向上するため、このように全流出路を通過する熱調節のための流れを制御することである。
【００１５】
このように、液体の熱容量がより良好に使用され、温度制御されるべきモータの種々の構成要素群の間における液体の流れの分配が管理される。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、特にシンプルかつコンパクトな形態だが、これにかかわらず、並進シールまたは回転シールが閉鎖要素にないため、摩擦力の管理に関する問題を呈さないことを特徴とする前述の種類の制御バルブユニットを提案することである。
【００１７】
この目的のため、本発明は、内燃機関の液体回路のための、特に、内燃機関の冷却液のための制御バルブユニットに関する。この制御バルブユニットは、一方では、少なくとも１つの流入路に連結された少なくとも１つの入口開口部と、それぞれが流出路に連結された少なくとも２つの出口開口部とを備えるバルブハウジングを有し、その一方では、動作パラメータが予定値に達したとき、既定のルールに従って、対応する出口開口部を選択的に開閉するために制御デバイスによって作動する少なくとも２つの閉鎖要素を有する。これらの閉鎖要素のそれぞれは液体が対応する流出路内に流れうる最大開位置と、シート上に押し付けられ、このようにして流れを遮断する閉位置との間において連続的に調節することができる。
【００１８】
制御バルブユニットは、少なくとも２つの入口開口部を通過して制御バルブユニットに流体が流れ、閉鎖要素が流入量および出口開口部を通過して制御バルブユニットを出る流体の流れを制御するように同等に設計することができる。
【００１９】
本発明によれば、そのようなバルブユニットは、少なくとも１つの摺動可能なまたは回転可能なカムもしくは回転するカム盤を備える。カムまたはカム盤には少なくとも２つの制御路が備えられており、この少なくとも２つの制御路は、それぞれ対応する閉鎖要素を有し、それぞれが前記閉鎖要素に固定的に連結された少なくとも１つの従動ピンまたはバルブシャフトに作用する。
【００２０】
本発明によれば、カムの動きは少なくとも１つのアクチュエータによって制御される。このアクチュエータは、直接もしくは評価または制御電子デバイスによって、動作パラメータに鋭敏に反応する、例えば、温度センサおよび／または位置検出器の形態の１つまたはいくつかのセンサと連結することができる。
【００２１】
そのようなセンサは評価または制御電子デバイスもしくは制御アクチュエータに信号を送信する。これらは動作パラメータが予定値に達すると、出口開口部を開閉するために、信号に対する応答としてカム、したがって、閉鎖要素を調節する。閉鎖要素の調節は、連続的に変化する動作パラメータへの応答として端部位置の間において連続的に実施することもできる。
【００２２】
カムまたは制御盤の移動または回転、したがって、閉鎖要素の開放および閉鎖用の制御アクチュエータはそれによって本発明の範囲を逸脱することのない任意の種類のものとすることができる。つまり、電気的、空気的、油圧的または異なる機能的な原理によって作動するアクチュエータである。
【００２３】
閉鎖要素については、一般にそれらは軸方向または半径方向の線形運動を対象とし、従動要素は常時カムまたは制御盤に対応する制御回路と単一接触または二重接触とすることができる。
【００２４】
本発明による制御バルブユニットの重要な利点は、閉位置において、それが閉鎖要素と流出路との間における内部動的シール、例えば、軸シールリングなしの流体密な密閉作用を保証することである。アクチュエータとカムとの間に設けられたシャフトと、バルブハウジングとの間のみに、液体を運ぶ内部側を周囲に対して密閉するための動的シールが設けられる。この位置において、摩擦力はしかしながら最小であるため容易に管理することができる。
【００２５】
閉バルブ位置に必要とされる密封性によって、調節要素に簡単なシールを設けることができる。本発明の一実施形態によれば、例えば、各閉鎖デバイスに、取り付けシール（Ｏリングシール、成形シール）または閉鎖要素上に直接成形される弾性シール材を設けることができる。
【００２６】
代替的な一実施形態は、その上に弾性シール材を成形することによる、またはこの弁座にシールを取り付けることによるバルブハウジングの定置弁座におけるシーリングである。
【００２７】
シールの材料として、特に、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、水素化アクリル系ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）またはシリコーンが適切である。
【００２８】
本発明による制御バルブユニットのさらに重要な利点は、出口開口部の開放および閉鎖条件を、カムまたはカム盤の制御路を変えることによって容易に変更することができることである。また、弁座の形状またはバルブ自体の形状を多様にすることもできる。このように、例えば、制御バルブユニット自体を変更することなく簡単な様式で様々なモータの変形形態に適応させることが可能である。また、内燃機関の開発段階時に制御バルブユニットを適用することが容易になる。
【００２９】
流れ断面の変化の動的コースは各領域を開放／閉鎖する際に閉鎖デバイスを調節する間の内燃機関の熱的要件に従い最適化することができる。これは特に従来の直動または回転可能な閉鎖要素の場合は困難である。
【００３０】
本発明の好ましい特徴によれば、システムの漸進的な制御コースを得るために、弁座の下における閉鎖要素の形状は湾曲した形状、例えば、ビードを有することができる。この効果は、閉鎖要素に対する弁座の適切な幾何学的構成によっても実現することができる。弁体の湾曲部の設計によって、動的断面変化を所望のように設計することができる。
【００３１】
本発明の有利な特徴によれば、制御バルブは流れる液体によって閉鎖要素に作用する静圧および動圧の力がこれらの要素をそれらの閉位置に押し付ける傾向を有するように設計されている。
【００３２】
そのような構成によって、駆動力を大幅に削減することができる。これは、アクチュエータの設置サイズおよびエネルギー消費量を削減することができることを意味する。同時に、減速比、したがって、バルブの応答時間を削減することができる。
【００３３】
本発明のさらに有利な形態によれば、閉鎖要素のそれぞれが、シートを閉位置に押し付けることによって閉鎖要素を保持するのに適した復元バネと相互に作用する。
【００３４】
閉鎖要素が、それらに作用する圧力、および流れる液体によって生じる圧力の効果の下、それらの閉位置に押し付けられる傾向がある限り、復元バネはこの圧力を克服してはならず、それらは閉位置における密閉作用を確保するために圧力と同じ方向に動作する。
【００３５】
本発明によれば、復元バネは従動ピンの案内動作を容易にし、許容製造公差を増加する機能も有する。
【００３６】
特に、および本発明の別の特に有利な特徴によれば、各閉鎖要素の従動ピンは、ハウジングに固定的に連結された２つの案内軸受内において、この要素の両側に取り付けられている。これらの案内軸受の少なくとも１つには、対応する閉鎖要素が、閉位置において、密封位置における漏れを引き起こすおそれがあるシートのアライメント誤差または配向誤差を補償することができるように半径方向の遊びが設けられる。
【００３７】
代替的に、従動ピンの案内軸受のそれぞれが遊びを有することができる。
【００３８】
可能な変形形態として、そのような遊びを、カムから最も遠くに離れた、すなわち閉鎖要素に対してカムの反対側になるように配置される案内軸受にも設けることができる。
【００３９】
この変形形態によれば、球面または半球面軸受が設けられているカムまたは従動ピンの最も近くに配置された従動ピンと案内軸受との間の環状接触面が、カム輪郭から生じる接線力または閉鎖要素のシートの配向誤差に起因する従動ピンのアライメント誤差の補償を可能にする。
【００４０】
制御バルブハウジングの公差を補償するため、有利な一実施形態において、従動ピンの領域、または直接密封位置の領域に、密封位置にカム盤から圧力による力を伝達するか、角度誤差を許容する接合部が配置されるように、閉鎖要素は２つの部品の形態であってもよい。そのような接合部の有利な一実施形態はソケット形状の対向部材内に支持される従動ピンの部分の半球形の端部である。
【００４１】
本発明の別の一実施形態において、閉鎖デバイスの従動ピンは剛性のある挿入部によって補強することができる。特に、プラスチック材料で作成された閉鎖デバイスまたは従動ピンの場合には、この構成要素は、好ましくは耐クリープ性があり、熱的影響の下でさえも形状保持性がある材料で作成された剛性のある挿入部によって補強することができる。
【００４２】
本発明によれば、センサとアクチュエータは共通の電気接続技術を有することができる。
【００４３】
アクチュエータとカムとの間の連結の種類は、また、それによって本発明の範囲を逸脱することのないあらゆる種類のものとすることができる。
【００４４】
本発明のさらなる特徴によれば、カムはピニオンまたは直動歯付きラックを備える。それとアクチュエータは、アクチュエータの軸線がカムの接線方向に延びるようにウォーム駆動によって連結されており、これがこの要素の位置決めに多大な自由を提供する。
【００４５】
内燃機関の環境条件または動作状態によって、シンプルな剛性のカム制御部に対して、閉鎖デバイスの可変制御部を有することが有利となりうる。本発明の別の一実施形態において、カムは（回転カム用の）１つまたはいくつかのカム路または（並進調節用の）線形領域に作用する１つまたはいくつかの作動方法を有する。
【００４６】
本発明の別の実施形態によれば、カムの１つまたはいくつかの路は、１つの閉鎖デバイスの位置に影響することができるように互いに対して調節可能であり、後者は他の閉鎖デバイスを予め決定されたカム路に基づき制御する。
【００４７】
本発明の別の実施形態によれば、制御デバイスのカムの１つのまたはいくつかの路は制御デバイスを特殊な動作条件に合わせるために互いに対して移動することができる。閉鎖要素のいくつかのみを作動するか、カムに対する個々の閉鎖要素の制御挙動が変更されるように、１つまたはいくつかのカムまたは制御路は個々に分離することができる。
【００４８】
さらなる一実施形態において、カム盤または直動カムは、閉鎖要素の互いに対する調節は変化しないが、閉鎖要素と弁座との間の間隙高さまたは流れ断面は変化するように、閉鎖要素の移動方向の方向に調節することができる。これは第２のアクチュエータ（電気、磁気だけでなくワックス式サーモスタット要素）によって実現することができる。
【００４９】
これらの種々の実施形態は、特殊な環境条件または動作条件に関して回路全体の部分流が調節されるべき場合には特に有利である。例えば、高温の国における動作タイプでは、モータの冷却が優先され、乗員用車室内の加熱が低減されるように調節することができる。その一方で、低温の国における動作タイプでは乗員室の加熱を優先することを保証するように適用することができる。
【００５０】
さらなる一実施形態において、カムの実際の位置を検出するための位置検出器を使用することになっている。ハウジングに取り付けられたホールセンサがカムの再調節を可能にする制御電子デバイスに信号を供給する。ホールセンサはカム盤または直線的に調節可能なカムまたは駆動軸または別の適切な位置に取り付けられた磁石と相互に作用する。このように、導線をハウジングの壁からハウジングの外部まで通すことなく、液体が流れて通過する内部から閉鎖要素の位置の非接触検出が可能である。
【００５１】
本発明の好適な実施形態は、閉バルブ位置においてカムと弁座との間に隙間ばめの形態で設けられる。この遊びが閉鎖デバイスを開くのに必要な力消費の不連続性を提供する。したがって、本発明は、バルブ制御の消費電力における信号を分析することによって、閉鎖デバイスを開く度合いを決定することを可能にする。本発明は、製品寿命にわたる自己学習システムとして閉鎖デバイスの連続的に調節可能な開放動作の開始の調節または再調節の適用を可能にする。この適用はシステムの圧力が分析に影響を及ぼさないように好ましくはエンジン停止後に実現される。適用は行程全体または行程の一部におけるシステムの少なくとも１つの動きによって実現される。それはモータ制御ユニットの電子デバイスに、またはアクチュエータの内部電子デバイスに統合することができる。それはアクチュエータの消費電力の分析によって、ＰＷＭ信号（ＰＷＭ=パルス幅変調）の分析によって、または任意の他の信号分析方法によって実施することができる。
【００５２】
制御バルブユニットが温度センサとともに使用される場合、有利なことに、温度センサは制御バルブとエンジンブロックとの間に、または制御バルブと冷却液ポンプとの間に配置することができる。同様に、閉鎖デバイスが閉位置にある間冷却水温度に関する信号を受信するために、有利な一実施形態において、モータ制御ユニットに、または液体を冷却回路からセンサに供給するために閉鎖デバイスを一時的に開くインテリジェント制御ユニットに統合された制御部が提供される。
【００５３】
代替的に、連続温度信号を提供するために、温度センサを越えて恒久的に液体が案内されるバイパス路が有利である。
【００５４】
起こりそうにないが完全にあり得ないわけではない制御バルブユニットまたは内燃機関の不具合時における内燃機関の破損を回避するため、不具合の際に既定の閉位置または開位置を想定するフェイルセーフ機能を備えた閉鎖要素を設けてもよい。
【００５５】
制御バルブユニットのハウジングならびにカムおよび閉鎖要素の構成には、種々の適切な材料、特にプラスチック材料が考えられる。好適な材料は媒体抵抗および形状安定性を向上させるための充填剤および安定剤を含んでもよいＰＡ６６および／またはＰＰＳである。
【００５６】
制御バルブユニットのハウジングは好ましくはプラスチック材料の射出成形によって製造されるいくつかのハウジング部品を組み合わせたものとすることができる。プラスチック材料をハウジング材料として使用する場合、ハウジング部品は、好ましくは、特に、熱圧着溶接によって、または高温ガス溶接によって完全なハウジングに溶接される。
【００５７】
本発明による制御バルブユニットは内燃機関の上流側と下流側とに配置することができる。説明した実施形態においては、制御バルブは内燃機関の下流側に配置されている。
【００５８】
代替的な一用途において、本発明による制御バルブユニットは、内燃機関の他の液体回路を制御するための、例えば、潤滑油回路を制御するためのバルブユニットとしても使用することができる。
【００５９】
さらなる用途において、本発明による制御バルブユニットは、同様に内燃機関の定義の範囲にあたる燃料電池ユニットの温度調節のための流体回路用の制御バルブユニットとすることができる。
【００６０】
本発明の対象である制御バルブユニットの特徴を添付の図面を参照して詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による制御バルブユニットの斜視図である。
【図２】対応する閉鎖要素を備えた制御デバイスの斜視分解図である。
【図３】制御バルブユニットの長手方向断面を示す。
【図４ａ】閉鎖要素の異なる設置状況を示す概略図である。
【図４ｂ】閉鎖要素の異なる設置状況を示す概略図である。
【図４ｃ】閉鎖要素の異なる設置状況を示す概略図である。
【図４ｄ】閉鎖要素の異なる設置状況を示す概略図である。
【図５ａ】閉鎖要素の異なる実施形態を開示する。
【図５ｂ】閉鎖要素の異なる実施形態を開示する。
【図５ｃ】閉鎖要素の異なる実施形態を開示する。
【図５ｄ】閉鎖要素の異なる実施形態を開示する。
【図６】閉鎖要素を調節するためのカム盤を斜視単一図において示す。
【図７】制御バルブユニットの調節ユニットの断面図を示す。
【図８】３つの入口開口部および共通の出口開口部を備えた制御バルブユニットの一実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
すべての図において同じ物体は同じ参照符号で示される。
【００６３】
図１による実施形態において、制御バルブユニット（２１）は、概略的に示される入口開口部２と、それぞれがこの液体用の流出路に連結される３つの出口開口部３１、３２、３３とを含む３つの部品で作成されるハウジング１を含む。入口開口部２はフランジによって対応するエンジンブロック（図示しない）の対向フランジに密閉式に直結することができるため、制御バルブユニットのハウジング１のシンプルな設計を実現することができ、ハウジング１からエンジンブロックへの別個の連結路は必要ない。
【００６４】
出口開口部３１、３２、３３はそれぞれ図２および図５においてより詳細に示される円形の閉鎖要素４１、４２、４３によって閉じることができる。
【００６５】
閉鎖要素４１、４２、４３は、液体が出口開口部３１、３２、３３を通って対応する流出路内に流れる開位置と、閉鎖要素４１、４２、４３が、この流れに影響を及ぼすために（図４ａ〜図４ｄに示される）ハウジング１に固定的に連結された対応するシート５上に載置される閉位置との間において調節可能である。閉鎖要素４１、４２、４３の上流側に、液体に接触するようにセンサ１０が配置されている。
【００６６】
図２は、３つの制御路７１、７２、７３を備えたカム盤としての一実施形態における制御デバイス２２を示す。制御デバイス２２は、それぞれが閉鎖要素４１、４２、４３と対応する３つの制御路７１、７２、７３が設けられた回転可能なカム（６）を介して、開位置と閉位置との間における閉鎖要素４１、４２、４３の連続的な調節を制御する。
【００６７】
図３に示すように、カム６の回転は、駆動軸９と、したがって、カム６とが事前調整された速度で回転するように、駆動軸９上の歯車セットとともに動作するアクチュエータ８によって制御される。ハウジング１と駆動軸９との間の軸シールリング１７が制御バルブユニットの唯一の動的シールである。アクチュエータ８は不図示の制御電子デバイスによって入口開口部２から入る液体の温度値に関する重要な信号を常時送信する温度センサ１０と連結されている。この信号に対する応答として、アクチュエータ８はカム６の回転、したがって、閉鎖要素４１、４２、４３の位置を制御する。
【００６８】
より正確に表現すると、また図２によれば、閉鎖要素４１、４２、４３のそれぞれは従動ピン（１１）と連結されている。従動ピン１１の一端は、閉鎖要素４１、４２、４３の調節を制御するためにカム６の対応する制御路７に継続的に接触している。
【００６９】
図４ａ〜図４ｄによれば、閉鎖要素４のそれぞれは、この領域における密閉作用を保証するためにそのシート５を閉位置において非積極的に保持するのに適したバネ１２によって張力をかけられている。各閉鎖要素４１、４２、４３の従動ピン１１は、ハウジング１に固定的に連結された２つの案内軸受１３１、１３２内においてこの要素の両側に固定されている。
【００７０】
図４ａおよび図４ｂによれば、従動ピン１１の案内軸受１３１、１３２のそれぞれに遊びが設けられる。図４ａに示すように、バネ１２のそのような遊びによって作動方向に対する従動ピン１１のアライメント誤差の補償が可能となる。図４ｂに示すように、バネ１２のそのような遊びによって、閉鎖要素４１、４２、４３のシート５の角度誤差または閉鎖要素４１、４２、４３と従動ピン１１との間の角度誤差の補償も可能となる。
【００７１】
図４ｃおよび図４ｄによれば、カム６から最も遠くに離れた案内軸受１３２にのみ遊びが設けられる。すなわち閉鎖要素４に対してカムの反対側に配置される。図４ｃは、カム６に最も近い、従動ピン１１と案内軸受１３１との間の環状直線接触部を示す。図４ｄによれば、従動ピン１１には、カム６に最も近い案内軸受１３１に球面軸受１４が設けられる。これらの構成によって、従動ピン１１のアライメント誤差または閉鎖要素４１、４２、４３のシート５の不良配向の補償も可能となる。
【００７２】
図５ａ〜図５ｄは、閉鎖要素４１、４２、４３の別の実施形態を示す。閉鎖要素の調節時、断面変化のコースを最適化するため、閉鎖デバイスは弁座４の下に、漸進的な制御動作を得るための湾曲した形状を有することができる。所望の制御動作によって、湾曲部は凹状（図５ｂ）または凸状（図５ａ、５ｃ）とすることができるか、段付き形状を有することができる。ハウジングにある弁座５に対する閉鎖要素４１、４２、４３の密閉作用を向上するため、シール１５を閉鎖要素４１、４２、４３上に、またはハウジングにある弁座５上に設けることができる。この目的のため、シンプルな形状のシールまたはＯリング（図５ａ、５ｂ）が同等に適している。代替的に、図５ｃに示すように、密封材料を閉鎖要素４１、４２、４３またはハウジングにある弁座５上に直接成形することができる。
【００７３】
閉鎖デバイスを補強するためには、従動ピン１１の材料によって囲まれた挿入部２０が適切である。挿入部は、例えば、プラスチック材料の射出成形によって従動ピン１１のプラスチック材料に植設された金属で作成することができる。
【００７４】
図５ａ〜図５ｄによる閉鎖デバイスの異なる実施形態は当然任意の適切な方法で互いに組み合わせることができる。
【００７５】
図６において、駆動軸９を備えたカム盤６の図が示される。駆動軸９上におけるカム盤の位置を認識するため、ハウジング１上に取り付けられたホールセンサ１８（原理図は図８）と相互作用して、回転するカム６の位置のフィードバック信号を電子デバイスに提供する磁石１９が取り付けられている。カム盤６は射出成形プラスチック部品として具現化される。
【００７６】
図７は、閉鎖要素４１、４２、４３の調節方向に沿った制御バルブユニット２１の断面図を示す。液体が入口開口部２を通って制御バルブユニット２１に流れ、閉鎖要素４１、４２、４３の軸受１３２を閉鎖要素４１、４２、４３の方向に受容する液体透過性のフレーム２３を通過する。閉鎖要素４１、４２、４３はそれらの端部が軸受１３１、１３２内に受容され、開位置において、バネ１２によって従動ピン１１を通じてカム盤６に押し付けられ、バルブが閉じている場合、ハウジングにある弁座５に押し付けられる。カム盤６は存在する可能性のある軸方向の遊びを補償するためにバネ１６によってカム盤６の軸受に押し付けられる。軸シールリング１７は液体を運ぶ内部を外部に対して外方向に密封する。
【００７７】
図８においては、少なくとも２つの注入口３’と、出口開口部２’とを含む本発明による制御バルブユニットの一実施形態を概略的に示す。閉鎖要素４１、４２、４３は、異なる入口開口部３’を通り共通の出口開口部２’に向かう液体の流入を制御する機能を果たす。この実施形態の構成的な形態は既に説明した実施形態を組み合わせることによって実現することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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