DE102021111839A1

DE102021111839A1 - Vorrichtung zur Handhabung von Fluid eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021111839A1
Application number: DE102021111839.5A
Authority: DE
Inventors: Sven Dehrmann; Manuel Alt
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-09-29
Also published as: DE202021106468U1; CN115126901A; US11953106B2; US20220307616A1; CN115126901B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Handhabung von Fluid eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, mit einem im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Basiselement (110), welches eine Basisebene definiert, wobei die Basisebene einen ersten Teilraum (210) von einem zweiten Teilraum (220) trennt, zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115), welcher sich größtenteils im ersten Teilraum (210) befindet, und zumindest einem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125), welcher sich größtenteils im zweiten Teilraum (220) befindet, wobei das Basiselement (110) zumindest eine erste Durchströmungsöffnung (130) aufweist, welche den ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115) mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125) fluidmäßig verbindet.Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (100), mit den Schritten des Bereitstellens des Basiselements (110) mit zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115) und einer ersten Durchströmungsöffnung (130), und des Anordnens des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts (125) im zweiten Teilraum (220) an das Basiselement (110) und damit fluidisches Verbinden des ersten Fluidströmungskanalabschnitts (115) mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung von Fluid eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, mit einem im wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Basiselement, welches eine Basisebene definiert, wobei die Basisebene einen ersten Teilraum von einem zweiten Teilraum trennt, zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt, welcher sich größtenteils im ersten Teilraum befindet, und zumindest einem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt, welcher sich größtenteils im zweiten Teilraum befindet, wobei das Basiselement zumindest eine erste Durchströmungsöffnung aufweist, welche den ersten Fluidströmungskanalabschnitt mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt fluidmäßig verbindet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung, mit den Schritten des Bereitstellens des Basiselements mit zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt und einer ersten Durchströmungsöffnung, und des Anordnens des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts im zweiten Teilraum an das Basiselement und damit fluidisches Verbinden des ersten Fluidströmungskanalabschnitts mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt.
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.
Meist bestehen die Fluidvorrichtungen aus zahlreichen Bauteilen und sind daher äußerst komplex aufgebaut und daher sehr kostenintensiv.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Fluidvorrichtung zu schaffen, welche die im Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise überwindet. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einfaches und preiswertes Verfahren zur Herstellung einer Fluidvorrichtung bereitzustellen.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Handhabung von Fluid eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst ein im Wesentlichen plattenförmig ausgebildetes Basiselement, welches eine Basisebene definiert, wobei die Basisebene einen ersten Teilraum von einem zweiten Teilraum trennt. Zusätzlich weist die Vorrichtung zumindest einen ersten Fluidströmungskanalabschnitt, welcher sich größtenteils im ersten Teilraum befindet, und zumindest einem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt auf, welcher sich größtenteils im zweiten Teilraum befindet. Das Basiselement weist zumindest eine erste Durchströmungsöffnung auf, welche den ersten Fluidströmungskanalabschnitt mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt fluidmäßig verbindet.
Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Vorrichtung besonders wenige Komponenten aufweist und dadurch sehr einfach herstellbar ist. Unabhängig von der Anzahl der Fluidströmungskanäle ist nur ein plattenförmiges Basiselement erforderlich. Hierbei verfügt das Basiselement über die notwendige Festigkeit sämtliche Komponenten zu tragen. Ein weiterer Vorteil liegt darin begründet, dass die Fluidströmungskanäle je nach Anforderung den Teilraum wechseln können. Mit anderen Worten können die Fluidströmungskanäle bedarfsgemäß konstant unterhalb des plattenförmigen Basiselements im ersten Teilraum bleiben, oder zwischen der Oberseite, zweiter Teilraum, und der Unterseite, erster Teilraum, des plattenförmigen Basiselements geleitet werden. Beispielsweise kann hierdurch auch der Schwerpunkt der Vorrichtung im Betrieb des Fahrzeugs eine entscheidende Rolle spielen. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn die Vorrichtung mehrere Strömungskanäle trägt. Beispielsweise umfasst die Vorrichtung mehr als drei Strömungskanäle, insbesondere umfasst die Vorrichtung mehr als fünf Strömungskanäle, insbesondere umfasst die Vorrichtung mehr als neun Strömungskanäle.
Im Unterschied zum Basiselement, welches einen konkreten plattenförmigen Körper beschreibt, definiert die Basisebene einen geometrischen Ort. Die Basisebene und der Basiskörper sind im Idealfall parallel zueinander angeordnet. Das plattenförmige Basiselement kann jedoch auch von der idealen Plattenform abweichen und räumlich deformiert sein, wodurch die Basisebene eine in dem Basiselement liegende Symmetrieebene des Basiselements darstellt.
Ein Fluidströmungskanalabschnitt versteht sich als Bestandteil oder als Abschnitt eines Strömungskanals. Hierbei kann der Fluidströmungskanalabschnitt einen teilweise geöffneten Abschnitt eines Strömungskanals darstellen.
Ein Fluidströmungskanalabschnitt der sich größtenteils im ersten Teilraum oder im zweiten Teilraum befindet, umfasst einen Fluidströmungsquerschnitt der sich größtenteils unterhalb, im ersten Teilraum, oder oberhalb, im zweiten Teilraum, der Basisebene befindet. Größtenteils bedeutet hierbei, dass zumindest 70% oder mehr des Fluidströmungsquerschnitts eines Fluidströmungskanalabschnitts unterhalb, im ersten Teilraum, oder oberhalb, im zweiten Teilraum, der Basisebene angeordnet sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst einen dritten Fluidströmungskanalabschnitt, welcher sich größtenteils im ersten Teilraum befindet, wobei das Basiselement eine zweite Durchströmungsöffnung aufweist, welche den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt mit dem dritten Fluidströmungskanalabschnitt fluidmäßig verbindet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Strömungskanal sehr flexibel definiert werden kann. Beispielsweise kann räumlichen Gegebenheiten oder Einschränkungen Rechnung getragen werden, indem Strömungskanäle mehrfach vom ersten Teilraum in den zweiten Teilraum und zurück verlaufen können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen dritten Fluidströmungskanalabschnitt, welcher ausschließlich im ersten Teilraum angeordnet ist und einen von dem Basiselement wegweisenden Fluidstrom ermöglicht. Beispielsweise verläuft der von dem Basiselement wegweisende Fluidstrom im wesentlichen orthogonal zur Basisebene. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein strömungsoptimiertes Einströmen in einen Stutzen eines Kühlmittelanschlusses oberhalb oder unterhalb des Basiselements erfolgen kann. Die Strömungsoptimierung reduziert Druckdifferenzen und verbessert die Funktion der Vorrichtung.
Um einen kontinuierlichen Fluidstrom zu ermöglichen ist durch den ersten Fluidströmungskanalabschnitt, den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt und den dritten Fluidströmungskanalabschnitt ein erster Strömungskanal ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass mehrere unterschiedliche Fluidströmungsabschnitte zusammen einen Strömungskanal ausbilden. Der Strömungskanal wird flexibel durch die Fluidkanalabschnitte zusammengesetzt, wobei der vollständige Strömungskanal mehrfach vom ersten Teilraum in den zweiten Teilraum und zurück verlaufen kann.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, umfasst die Vorrichtung einen zweiten Strömungskanal der zumindest einen vierten Fluidströmungskanalabschnitt aufweist, welcher zwischen der ersten Durchströmungsöffnung und der zweiten Durchströmungsöffnung sowie größtenteils im ersten Teilraum angeordnet ist, wobei sich der erste Strömungskanal und der zweite Strömungskanal kreuzen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass zwei Strömungskanäle gekreuzt werden können, wodurch die Vorrichtung zusätzliche Flexibilität erfährt. Es müssen somit keine langen Umgehungskanäle definiert werden, um zwei Anschlüsse miteinander zu verbinden. Das Kreuzen von zwei Strömungskanälen ermöglicht somit eine noch kompaktere Bauweise der Vorrichtung, wodurch weniger Material, weniger Gewicht und reduzierte Herstellungskosten möglich sind.
Nach einer zusätzlichen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zumindest einen weiteren Strömungskanal, welcher größtenteils entweder im ersten Teilraum oder im zweiten Teilraum angeordnet ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass besonders einfache Standardströmungskanäle ohne Wechsel des Teilraums realisiert werden können.
Um die Strömungskanäle durchströmbar zu machen ist der zumindest eine weitere Strömungskanal mittels eines Verschlusselements verschließbar ausgebildet, wobei das Verschlusselement im Wesentlichen parallel zum Basiselement angeordnet ist. Beispielsweise ein Verschlusselement gleichzeitig mehrere Strömungskanäle abdecken. Hierbei kann jedem Strömungskanal ein Strömungskanalverschluss zugeordnet werden, wobei mehrere Strömungskanalverschlüsse Teil eines gemeinsamen Verschlusselements sind. Vorzugsweise wird das Verschlusselement mittel Laserschweißens an dem Basiselement angeordnet. Beispielsweise ist das Verschlusselement gewölbt ausgebildet, wodurch der Schwerpunkt der Vorrichtung im Betrieb an die Basisebene angenähert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Basiselement zumindest eine Aufnahme für ein Fluidhandhabungselement auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die für die Funktion und den Betrieb der Vorrichtung notwendigen Fluidhandhabungselemente direkt den entsprechenden Strömungskanälen zugeordnet werden können.
Fluidströmungshandhabungselemente sind Einrichtungen zum Betreiben und Handhaben des Fluids innerhalb der Vorrichtung wie beispielsweise Drehschieberanordnungen, Pumpen oder Ventile, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Aufnahme zumindest eine erste Strömungsöffnung und eine zweite Strömungsöffnung auf, die jeweils einen der Strömungskanäle mit einem anderen der Strömungskanäle verbindet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die konkreten Strömungsöffnungen zum Verbinden der Fluidhandhabungsvorrichtung mit den Strömungskanälen vorgegeben sind. Beispielsweise kann die Aufnahme auch mehr als zwei Strömungsöffnungen aufweisen. Beispielsweise kann die Aufnahme drei oder vier oder noch mehr Strömungsöffnungen aufweisen.
Um die auftretenden Lasten, welche beispielsweise durch das Eigengewicht der Vorrichtung, das im Betrieb durch die Vorrichtung strömende Fluid oder fahrzeugspezifische Kräfte verursacht werden, aufnehmen zu können, weist das Basiselement zumindest ein Lagerelement zum Anordnen der Vorrichtung an die Karosserie eines Fahrzeugs auf.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Basiselement zumindest einen Fluidanschluss zum Einströmen von Fluid in die Vorrichtung auf. Vorzugsweise ist der Fluidanschluss als integraler Bestandteil an das Basiselement angeformt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Basiselement einschließlich des ersten Fluidströmungskanalabschnitts und des dritten Fluidströmungskanalabschnitts, als einstückiges integrales mittels Spritzguss gefertigtes Bauteil ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Vorrichtung sehr einfach herstellbar ist. Das Spritzgussverfahren erlaubt eine preiswerte und reproduzierbare Qualität, wobei sehr wenige zusätzliche Bauteile und Montageschritte zur Herstellung der Vorrichtung notwendig sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Fluidströmungsabschnitt im zweiten Teilraum an das Basiselement angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Strömungskanal mit Hilfe des zweiten Fluidströmungsabschnitts an Stelle eines Verschlusselements verschlossen werden kann. Somit wird einerseits der Strömungskanal verschlossen und andererseits wechselt der Strömungskanal von dem ersten Teilraum in den zweiten Teilraum. Vorzugsweise wird der zweite Fluidströmungsabschnitt mittels Laserschweißens an dem Basiselement angeordnet. Zusätzlich vorteilhaft ist hierbei, dass lediglich eine zusätzliche Komponente an dem Basiselement angeordnet werden muss, wodurch die gesamte Anzahl der Bauteil gering und die Herstellung besonders einfach bleibt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist das plattenförmig ausgebildete Basiselement eine Materialstärke zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 2,5 mm und 3,5 mm auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Basisplatte im Betrieb der Vorrichtung auftretende Lasten wie beispielsweise das Eigengewicht der Vorrichtung oder durch die Vorrichtung strömendes Fluid aufnehmen kann. Besonders vorteilhaft ist eine Materialstärke der Basisplatte von etwa 3 mm.
Um die Herstellung besonders effizient zu realisieren weist das Verschlusselement eine Materialstärke zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 2 mm auf. Insbesondere ist eine Materialstärke des Verschlusselements zwischen 1 mm und 2 mm aufgrund des Anordnens mittels Laserschweißens vorteilhaft. Beispielsweise können diejenigen Fluidströmungsabschnitte, welche im ersten oder im zweiten Teilraum an das Basiselement angeordnet werden, jeweils eine Materialstärke zwischen 1 mm und 2 mm aufweisen. Somit besteht für alle Fluidströmungsabschnitte eine besonders gute Laserschweißbarkeit mit dem Basiselement.
Um die Herstellung der Vorrichtung zusätzlich zu vereinfachen ist ein Glasfaseranteil des Basiselements größer ist als ein Glasfaseranteil des Verschlusselements. Beispielsweise beträgt der Glasfaseranteil des Basiselements etwa 30% und der Glasfaseranteil des Verschlusselements oder der anzufügenden Fluidströmungsabschnitte etwa 10% - 15%. Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil erreicht, dass die Laserschweißbarkeit des Verschlusselements oder der anzufügenden Fluidströmungsabschnitte mit dem Basiselement optimiert wird.
Beispielsweise umfasst sowohl die Basisplatte als auch die Verschlusselemente und anzufügende Fluidströmungsabschnitte Polyphenylenether PPE. PPE ist ein hochtemperaturbeständiger, thermoplastischer Kunststoff der zusätzlich eine hohe Hydrolysebeständigkeit, gute Wasser/Glykolverträglichkeit, eine niedrige Wasserabsorption und positive Laserschweißbarkeit aufweist. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich aufgrund der geringen Dichte, da insbesondere bei Fluidhandhabungselementen, beispielsweise in Form von Pumpen, die Lagerbelastungen reduziert und somit die Einsatzdauer der Vorrichtung gesteigert werden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Basiselement einschließlich des dritten Fluidströmungskanalabschnitts, als einstückiges integrales mittels Spritzguss gefertigtes Bauteil ausgebildet. Nach einer zusätzlichen Bevorzugten Ausführungsform ist der erste Fluidströmungskanalabschnitt und der dritte Fluidströmungskanalabschnitt, im ersten Teilraum an das Basiselement angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Lösung der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 17 definiert. Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens des Basiselements mit zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt und einer ersten Durchströmungsöffnung, und des Anordnens des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts im zweiten Teilraum an das Basiselement und damit fluidisches Verbinden des ersten Fluidströmungskanalabschnitts mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt.
Die Vorteile dieser Ausführungsform sind denjenigen des Anspruchs 1 vergleichbar. Insbesondere wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Vorrichtung besonders wenige Komponenten aufweist und dadurch sehr einfach und in wenigen Schritten herstellbar ist. Dies ist unabhängig von der Anzahl der Fluidströmungskanäle möglich, da nur ein plattenförmiges Basiselement erforderlich ist. Trotz der wenigen Schritte zur Herstellung verfügt das Basiselement über die notwendige Festigkeit sämtliche Komponenten zu tragen, wobei die Fluidströmungskanäle je nach Anforderung den Teilraum wechseln können. Mit anderen Worten können die Fluidströmungskanäle bedarfsgemäß konstant unterhalb des plattenförmigen Basiselements im ersten Teilraum bleiben, oder zwischen der Oberseite, zweiter Teilraum, und der Unterseite, erster Teilraum, des plattenförmigen Basiselements geleitet werden.
Nach eine besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bereitstellen des Basiselements mittels Spritzgießens. Spritzgussverfahren sind preiswert und ermöglichen eine reproduzierbare Qualität, wobei sehr wenige zusätzliche Bauteile und Montageschritte zur Herstellung der Vorrichtung notwendig sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Anordnen des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts im zweiten Teilraum an das Basiselement mittels Laserschweißens. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die das Anordnen besonders einfach möglich ist. Laserschweißen verursacht keine Materialschäden aufgrund von hoher Temperatureinwirkung bei den zu fügenden Komponenten.
Entsprechend vorteilhaft wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erste Fluidströmungskanalabschnitt mittels eines Verschlusselements verschlossen, wobei das Anordnen des Verschlusselements an dem Basiselement mittels Laserschweißens erfolgt. Die Vorteile sind mit der vorstehenden Ausführungsform vergleichbar.
Eine weitere Variante betrifft eine Fluidvorrichtung für ein Fluidsystem eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs ein Fluidventil und einen mit dem Fluidventil verbundenen Aktuator zum Betätigen des Fluidventils auf. Der Aktuator weist dabei einen Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator-Abtriebsrad auf, wobei das Fluidventil wenigstens drei Anschlussöffnungen zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid und einen um eine axiale Rotationsachse drehbaren Ventilkörper mit einem bogenförmig ausgebildeten Verbindungskanal zum Verbinden von zwei Anschlussöffnungen aufweist. Weiter sind das Aktuator-Abtriebsrad und eine Antriebswelle des Ventilkörpers formschlüssig verbunden. Die Fluidvorrichtung ist besonders kompakt und kostengünstig herstellbar.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Fluidvorrichtung ist der Ventilkörper in einer Verteilerplatte angeordnet, wobei die Anschlussöffnungen und weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sind. Das Fluidventil wird in diesem Fall mittels eines Deckels, welcher mit der Verteilerplatte stoff- und/oder formschlüssig verbunden ist, verschlossen. Die Anschlussöffnungen und die weiterführenden Kanäle können direkt in die Verteilerplatte eingearbeitet und mittels eines mit der Verteilerplatte ebenfalls stoff- und/oder formschlüssig verbundenen Fluidkanaldeckels verschlossen werden. Diese Variante ist besonders bauraumoptimiert und durch die Vollintegration des Fluidventils in die Verteilerplatte können die Bauteile reduziert werden. Da das Fluidventil auf der Kanalebene angeordnet ist, sind weniger Druckverluste aufgrund weniger Umlenkungen die Folge.
Eine alternative Variante sieht vor, dass das Fluidventil ein Ventilgehäuse mit wenigstens drei Anschlussöffnungen zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid aufweist und der Ventilkörper innerhalb des Ventilgehäuses angeordnet ist. Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Varianten und Merkmalskombinationen.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen.
Figurenliste
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Fluidvorrichtung umfassend einen Aktuator und ein Fluidventil;
2 eine Seitenansicht der Fluidvorrichtung gemäß 1;
3 einen Längsschnitt der Fluidvorrichtung gemäß 1;
4 eine vergrößerte Teilansicht X von 3;
5 eine Explosionsdarstellung eines Aktuators der Fluidvorrichtung gemäß 1;
6 eine perspektivische Ansicht eines Aktuator-Deckels des Aktuators gemäß 5;
7 eine perspektivische Ansicht eines Aktuator-Gehäuses des Aktuators gemäß 5;
8 eine perspektivische Ansicht eines Ventilkörpers des Fluidventils der Fluidvorrichtung gemäß 1;
9 eine perspektivische Ansicht eines Aktuator-Abtriebsrads des Aktuators;
10 eine Explosionsdarstellung des Ventilkörpers und des Aktuator-Abtriebsrads;
11 eine Seitenansicht des Ventilkörpers und des Aktuator-Abtriebsrads, wobei der Ventilkörper geschnitten ist;
12 eine weitere, teilweise geschnittene Seitenansicht der Fluidvorrichtung gemäß 2;
13 eine Draufsicht der Fluidvorrichtung gemäß 2;
14 einen vergrößerten Ausschnitt Y der Fluidvorrichtung gemäß 12;
15 einen vergrößerten Ausschnitt des Schnittes D-D der Fluidvorrichtung gemäß 13;
16 eine perspektivische Ansicht eines Basiselements;
17 eine weitere perspektivische Ansicht eines Basiselements;
18 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
19 eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
20 eine noch weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Antriebsvorrichtung 1, welche mindestens ein Fluidventil 2 und ein mit dem Fluidventil 2 verbundenen Aktuator 3 zum Betätigen des Fluidventils 2 aufweist und für ein Fluidsystem eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
Der Aktuator 3 hat einen in 3 schematisch angedeuteten Elektromotor 4 in Form eines bürstenlosen Schrittmotors. Der Elektromotor 4 liegt flach in einem fluidisch abgedichteten Aktuator-Gehäuse 5 und ist platzsparend neben einem Getriebe 6 zum Übertragen eines Drehmoments einer nicht gezeigten Motorabtriebswelle auf ein Aktuator-Abtriebsrad 7 angeordnet. Die Motorabtriebswelle ist beispielsweise mittels einer Getriebe-Eingangswelle in Form eines Schneckenantriebs mit dem Getriebe 6 verbunden.
Das Aktuator-Abtriebsrad 7 ist vorzugsweise orthogonal zu der Motorabtriebswelle ausgerichtet, wodurch eine besonders flache Bauart des Aktuators 3 möglich ist.
An einem Endbereich des Aktuator-Abtriebsrads 7 ist ein Magnet 8 mittig angeordnet, um mit Hilfe einer nicht dargestellten Sensoreinheit eine Drehposition des Magneten 8 und damit des Aktuator-Abtriebsrads 7 zu erfassen. Die Sensoreinheit ist von dem stirnseitigen Ende des Aktuator-Abtriebsrads 7 axial beabstandet, um eine präzise Messung zu ermöglichen. Die Sensoreinheit ist hierfür unmittelbar oberhalb des Endbereichs des Aktuator-Abtriebsrads 7 an dem Magnet 8 angeordnet.
Das Getriebe 8 verfügt zusätzlich zur Getriebe-Eingangswelle und dem Aktuator-Abtriebsrad 7 über vorzugsweise zwei weitere Zahnräder, deren Zahnradachsen parallel zur Achse des Aktuator-Abtriebsrads 7 ausgerichtet sind. Die Motorabtriebswelle ist mittels der Getriebe-Eingangswelle mit einem dritten Zahnrad verbunden. Über den Schneckenantrieb wird hierbei das Drehmoment des Elektromotors 4 auf das dritte Zahnrad übertragen, dessen dritte Zahnradachse orthogonal zur Motorabtriebswelle 112 ausgebildet ist.
Seitlich am Aktuator-Gehäuse 5, welches mit einem Aktuator-Deckel 9 befindet sich ein Steckeranschluss 10, welche eine Schnittstelle (nicht gezeigt) zum Verbinden mit einem externen Steuergerät aufweist.
Oberhalb des Getriebes 6 befindet sich eine nicht gezeigte Steuereinheit in Form einer Leiterplatte, welche die Sensoreinheit exakt oberhalb des Magnets 8 trägt. Eine Aussparung der Steuereinheit bietet eine räumlich optimierte und kompakte Bauform, da die Steuereinheit und der Elektromotor 4 näher aneinander angeordnet werden können und der Abstand zwischen Steuereinheit und dem stirnseitigen Ende der Zahnräder zusätzlich reduziert werden kann.
Der Aktuator-Deckel 9 weist ein gehäuseseitiges Lager 11 zum Halten der des Aktuator-Abtriebsrads 7 auf. Das gehäuseseitige Lager 11 ist zungenförmig oder als Wandung eines Teilzylinders ausgebildet. Durch die zungenförmige Ausbildung des gehäuseseitigen Lagers 11 wird eine asymmetrische Lagerbelastung im Betrieb zweier miteinander in Eingriff stehender Zahnräder aufgenommen. Die asymmetrische Lagerbelastung entsteht dadurch, dass zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder die Eigenschaft aufweisen, im Betrieb radial voneinander wegweisende Kräfte zu erzeugen. Die zungenförmige Ausbildung des Lagers wird lediglich auf derjenigen Seite eingesetzt, die aufgrund der anfallenden Belastung auftritt. Somit wird das Aktuator-Abtriebsrad 7 nur einseitig gelagert, was die Montage des Aktautors 3 erleichtert.
Die Steuereinheit ist zwischen dem stirnseitigen des Aktuator-Abtriebsrads 7 und dem Aktuator-Deckel 9 angeordnet. Damit das gehäuseseitige Lager 11 das Aktuator-Abtriebsrad 7 halten kann, wird sie durch eine Kontur der Steuereinheit hindurchgeführt.
Das auch als Drehschieberventil bezeichnete Fluidventil 2, welches insbesondere aus in 3 dargestellten Längsschnitt der Fluidvorrichtung 1 ersichtlich ist, weist ein Ventilgehäuse 12 mit wenigstens drei, insbesondere vier Anschlussöffnungen 13, 14, 15, 17 zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid und einen innerhalb des Ventilgehäuses 12 angeordnet und um eine axiale Rotationsachse R drehbaren Ventilkörper 16 mit wenigstens einem bogenförmig ausgebildeten Verbindungskanal 17 zum Verbinden von zwei Anschlussöffnungen auf. Die Anschlussöffnungen 13, 14, 15, 17 sind radial angeordnet, wobei andere Ausführungen mit einer axial vorgesehenen Anschlussöffnung denkbar sind.
Zusätzlich zum Verbindungskanal 37 vorgesehene Nebenzuläufe 19 sind dem Eintritt und/oder dem Austritt des Verbindungskanals 37 und dienen dazu, Druckverluste zu vermeiden und konstante Volumenströme zu ermöglichen.
Der Ventilkörper 16 ist kugelartig ausgebildet und umfasst einteilig mit dem Ventilkörper 16 vorgesehene Antriebswelle 18, welche zum Antrieb des Ventilkörpers 16 in das Aktuator-Abtriebsrad 7 eingreift und mit diesem nach der Montage formschlüssig verbunden ist.
Die Antriebswelle 18 weist an ihrer Außenseite eine sternförmige Außenverzahnung 20 auf, welche zur Drehmomentübertragung in eine korrespondierende sternförmige Innenverzahnung 21 des Aktuator-Abtriebsrads 7 eingreift. Die Innenverzahnung 21 ist in einem zylinderförmigen Vorsprung 22 ausgebildet, wobei eine innerhalb der Innenverzahnung 21 erhabene Mittelwelle 23 vorgesehen ist, welche eine Stirnseite des Vorsprungs 22 überragt.
Um das Aktuator-Abtriebsrad 7 und den Ventilkörper 16 in einer definierten Winkelposition zueinander zu montieren, weisen die Mittelwelle 23 und eine Bohrung 24 korrespondierende Spiegelflächen 25, 26 auf. Damit kann nach dem Poka Yoke-Prinzip sichergestellt werden, dass eine um einen Zahn versetzte Montage ausgeschlossen werden kann.
Eine endseitige Fase 27 an der Mittelwelle 23 ermöglicht eine konzentrische Ausrichtung in der Innenverzahnung 21.
Wie den 3 und 4 zu entnehmen ist, ist weiter zur Abdichtung zwischen dem Aktuator-Gehäuse 5 und dem Ventilgehäuse 12 eine statische Dichtung 28, insbesondere eine ringförmige Dichtung vorgesehen, welche in einer umlaufenden Nut 29 des Aktuator-Gehäuses 5 angeordnet ist und an dem Ventilgehäuse 12 nach der Montage dichtend anliegt. Die statische Dichtung ermöglicht im Vergleich zu bekannten Radialwellendichtringen an sich zueinander bewegenden Teilen einen geringeren Drehmomentverlust durch Reibung und ist zudem kostengünstig.
Aus 12 ist beispielsweise ersichtlich, dass das Fluidventil 2 mittels einer Schraubverbindung mit dem Aktuator 3 verbunden ist. Dazu sind Schraubmittel 30 vorgesehen, welche ausgehend vom Ventilgehäuse 12 das Ventilgehäuse 12 bzw. Ventilgehäuseverbindungsabschnitte 31 sowie das Aktuator-Gehäuse 5 bzw. Aktuatorverbindungsabschnitte 32 durchragen und in das Aktuator-Gehäuse 5 eingesteckte Gewindeeinsätze 33 eingreifen. Dabei wird jeweils eine Schraubenvorsprannkraft über einen Druckbegrenzer 34 aufgenommen wird, welcher sich an einer Schraubenkopfauflage und dem Gewindeeinsatz 33 abstützt.
Die Gewindeeinsätze 33 weisen jeweils einen Bund 35 auf, welcher zusätzlich einen Formschluss bietet und ein Herausziehen des Gewindeeinsatzes 33 aus dem Aktuator-Gehäuse 5 verhindert.
15 zeigt einen vergrößerten Schnitt D-D durch 13. Es ist ersichtlich, dass dieser Gewindeeinsatz 33 im Gegensatz zu den anderen Gewindeeinsätzen 33 von unten, d.h. aus Richtung Fluidventil 2 in das Aktuator-Gehäuse 5 eingesetzt ist. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass der Schraubbereich sich nicht im Bereich der Verbindungsabschnitte 31, 32 befindet, sondern in einem Bereich zwischen dem Aktuator-Gehäuse 5 und dem Ventilgehäuse 12. Hierdurch ist die Abdichtung der Fluidvorrichtung 1 sichergestellt. Der Gewindeeinsatz 33 ist längs geschlitzt und spreizt sich beim Anziehen der Schraubmittel 30 und verklemmt sich in Kombination mit einem gerändelten Außendurchmesser im Aktuator-Gehäuse 5 derart, dass er zudem das Drehmoment beim Anziehen abstützt und somit auch dazu nicht gegengehalten werden muss.
Ferner weisen der Aktuator-Deckel 9 sowie das Aktuator-Gehäuse 5 Ausrichtgeometrien auf, um eine formschlüssige, zwei Freiheitsgrade sperrende Positionierung des Aktuator-Deckels 9 auf dem Aktuator-Gehäuse 9 zu erreichen. Wie 5 und 6 zu entnehmen weist eine Innenseite des Aktuator-Deckels 9 zwei zueinander im Winkel von 90° angeordnete männliche Ausrichtgeometrien 38, 39 auf. Diese greifen bei der Montage in das Ventilgehäuse 12 in dessen weibliche Ausrichtgeometrien 40, 41 ein. Somit sind zwei Freiheitsgrade gesperrt. Ein dritter Freiheitsgrad wird nachfolgend durch eine entsprechende Verschweißung oder Verklebung (Kraftschluss) der beiden Gehäuseteile 5, 9 zueinander erreicht.
Eine weitere, nicht dargestellte Variante sieht vor, dass der Ventilkörper direkt in einer Verteilerplatte angeordnet ist, wobei die Anschlussöffnungen und weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sind. Das Fluidventil wird in diesem Fall mittels eines Deckels, welcher mit der Verteilerplatte stoff- und/oder formschlüssig verbunden ist, verschlossen.
Die Anschlussöffnungen und die weiterführenden Kanäle können direkt in die Verteilerplatte eingearbeitet und mittels eines mit der Verteilerplatte ebenfalls stoff- und/oder formschlüssig verbundenen Fluidkanaldeckels verschlossen werden.
Dabei ist es möglich, Kanalkreuzungen in einfacher Weise vorzusehen. Beispielsweise kann ein Kanal direkt in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sein. Ein zweiter, den ersten Kanal kreuzenden Kanal kann in dem Fluidkanaldeckel ausgebildet sein.
Ebenso kann ein Temperatur-Sensor in den Fluidkanaldeckel integriert werden.
Diese Ausführung ist besonders bauraumoptimiert und durch die Vollintegration des Fluidventils in die Verteilerplatte können die Bauteile reduziert werden. Da das Fluidventil auf der Kanalebene angeordnet ist, sind weniger Druckverluste aufgrund weniger Umlenkungen die Folge.
Die 16 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Basiselements 110 von der Seite des ersten Teilraums 210 betrachtet. Das Basiselement 110 ist flächig ausgebildet und ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung 100 zur Handhabung von Fluid eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Das Basiselement 110 definiert eine Basisebene, welche eine Trennung eines hier oberen ersten Teilraums 210 und eines hier unteren zweiten Teilraums 220 ausbildet.
Im ersten Teilraum 210 sind ein Fluidströmungskanalabschnitt 115 und weitere Strömungskanäle 410 angeordnet, welche jeweils mit einem Fluidanschluss 460 zum Einströmen von Fluid in die Vorrichtung 100 verbunden sind. Der Fluidströmungskanalabschnitt 115 und die weiteren Strömungskanäle 410 befinden sich größtenteils im ersten Teilraum 210 also hier oberhalb des Basiselements 110. Das Basiselement 110 verfügt über einen Stutzen 462 welcher das Abströmen von Fluid aus der Vorrichtung 100 ermöglicht. Zusätzlich weist das Basiselement 110 ein Lagerelement 450 auf, um das Basiselement 110 mit der Karosserie eines Fahrzeugs zu verbinden.
Einige Strömungskanäle 410 sind mit einer Aufnahme 430 für Fluidhandhabungselemente 440 (nicht gezeigt) verbunden, welche zum Betreiben der Vorrichtung 100 bzw. zum Steuern des Fluids in der Vorrichtung 100 eingesetzt werden. Die Fluidhandhabungselemente 440 (nicht gezeigt) werden vom zweiten Teilraum 220 her in die Aufnahmen 430 eingesetzt.
Die 17 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht eines Basiselements 110 von der Seite des zweiten Teilraums 220. Der bereits beschriebene Fluidströmungskanalabschnitt 115 und die weiteren Strömungskanäle 410, welche sich größtenteils im ersten Teilraum 210 befinden sind zum zweiten Teilraum 220 offen ausgebildet. Sie werden in einem nachfolgenden Herstellungsschritt mit Fluidströmungskanalabschnitten 125 im zweiten Teilraum 220 (nicht gezeigt) verbunden oder mittels Verschlusselementen 420 (nicht gezeigt) verschlossen um vollständige Strömungskanäle auszubilden.
Die hier dargestellten weiteren Strömungskanäle 410 sind ausschließlich im ersten Teilraum 210 angeordnet und nicht dazu vorgesehen vom ersten Teilraum 210 in den zweiten Teilraum 220 überführt zu werden. Mit anderen Worten wird Fluid in den weiteren Strömungskanälen 410 im ersten Teilraum 210 in die Vorrichtung 100 eingeströmt und ohne Durchströmen einer Durchströmungsöffnung aus dem ersten Teilraum 210 der Vorrichtung 100 ausgeströmt.
Die Aufnahmen 430 zum Einfügen von Fluidhandhabungselementen 440 weisen Strömungsöffnungen 432, 434 zum Verbinden von Strömungskanälen 300, 400, 410 auf. Hierbei können Fluidströme in Abhängigkeit des betreffenden Fluidhandhabungselements 440, welches in eine Aufnahme 430 eingebracht wird, gesteuert werden.
Die 18 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Die bereits in der 17 beschriebenen Fluidströmungskanalabschnitte 115 und die weiteren Strömungskanäle 410, welche sich größtenteils im ersten Teilraum 210 befinden und zum zweiten Teilraum 220 offen ausgebildet sind, sind mittels Verschlusselementen 420 oder mittels eines zweiten Fluidströmungskanalabschnitts 125 verschlossen ausgebildet.
Die Schnittansicht zeigt einen Strömungskanal 300 beginnend bei einem Fluidanschluss 460. Der Fluidanschluss 460 geht über in den ersten Fluidströmungskanalabschnitt 115. Der erste Fluidströmungskanalabschnitt 115 befindet sich im ersten Teilraum 210 also hier unterhalb der Basisebene 110 und ist von der Seite des zweiten Teilraums 220 mit einem Verschlusselement 420 verschlossen. Der erste Fluidströmungskanalabschnitt 115 ist fluidmäßig über eine erste Durchströmungsöffnung 130 mit einem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 125 verbunden. Die Durchströmungsöffnung 130 liegt in der Basisebene und ermöglicht somit strömendem Fluid in den zweiten Teilraum 220 zu strömen.
Der zweite Fluidströmungskanalabschnitt 125 ist im zweiten Teilraum 220 angeordnet und fluidmäßig mit einem dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 verbunden, welcher wiederrum im ersten Teilraum 210 angeordnet ist. Fluid durchströmt also den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 125 und durchströmt eine zweite Durchströmungsöffnung 132 um in den dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 zu gelangen. Die zweite Durchströmungsöffnung 132 liegt ebenfalls in der Basisebene 110 und ermöglicht somit strömendem Fluid in den ersten Teilraum 210 zurück zu strömen.
Der Übergange des ersten Fluidströmungskanalabschnitts 115 in den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 125, sowie des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts 125 in den dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 sind jeweils strömungsoptimiert ausgestaltet. Hierbei entspricht der Fluidstömungsquerschnitt an den Übergängen zumindest dem Fluidstömungsquerschnitt des Fluidanschlusses 460. Zusätzlich weisen die Übergänge ein abgeschrägtes Endstück auf, wodurch ein verwirbelungsfreies Einströmen von einem Fluidströmungskanalabschnitt in einen nachfolgenden Fluidströmungskanalabschnitt oder in den Stutzen 462 eines Kühlmittelanschlusses erfolgen kann. Die Strömungsoptimierung reduziert Druckdifferenzen und verbessert die Funktion der Vorrichtung 100. Der dritte Fluidströmungskanalabschnitt 135 ist von dem Basiselement 110 wegweisend ausgebildet und geht in den Stutzen 462 über. Der erste Fluidströmungskanalabschnitt 115, der zweite Fluidströmungskanalabschnitt 125 und der dritte Fluidströmungskanalabschnitt 135 bilden gemeinsam einen vollständigen Strömungskanal 300 aus.
Die 19 zeigt eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Die Schnittansicht zeigt einen Strömungskanal 300 mit einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt 115 im ersten Teilraum 210 also hier unterhalb des Basiselements 110. Der erste Fluidströmungskanalabschnitt 115 ist über eine erste Durchströmungsöffnung 130, welche in der Basisebene liegt, mit einem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 125 im zweiten Teilraum 220 fluidmäßig verbunden. Der zweite Fluidströmungskanalabschnitt 125 ist vollständig im zweiten Teilraum 220 angeordnet. Im weiteren Verlauf ist der zweite Fluidströmungskanalabschnitt 125 über eine zweite Durchströmungsöffnung 132, welche wiederrum in der Basisebene liegt, mit einem dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 im ersten Teilraum 210 fluidmäßig verbunden. Der dritte Fluidströmungskanalabschnitt 135 ist vollständig im ersten Teilraum 210 angeordnet.
Im weiteren Verlauf ist der dritte Fluidströmungskanalabschnitt 135 über eine dritte Durchströmungsöffnung 133, welche wiederrum in der Basisebene liegt, mit einem vierten Fluidströmungskanalabschnitt 145 im zweiten Teilraum 220 fluidmäßig verbunden. Der dritte Fluidströmungskanalabschnitt 135 ist vollständig im ersten Teilraum 210 und der vierte Fluidströmungskanalabschnitt 145 ist vollständig im zweiten Teilraum 220 angeordnet. Anschließend ist der vierte Fluidströmungskanalabschnitt 145 über die vierte Durchströmungsöffnung 136, welche ebenfalls in der Basisebene liegt, in den fünften Fluidströmungskanalabschnitt 155 im ersten Teilraum 210 überführt. Der fünfte Fluidströmungskanalabschnitt 155 ist von dem Basiselement 110 wegweisend ausgebildet und geht in den Stutzen 462 über.
Fluid durchströmt also den Strömungskanal 300 beginnend im ersten Fluidströmungskanalabschnitt 115 unterhalb der Basisebene 110, durchströmt die erste Durchströmungsöffnung 130 in den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 125 im zweiten Teilraum 220 und strömt über die zweite Durchströmungsöffnung 132 in den dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 im ersten Teilraum 210. Vom dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 im ersten Teilraum 210 durchströmt Fluid die dritte Durchströmungsöffnung 133 in den vierten Fluidströmungskanalabschnitt 145 im zweiten Teilraum 220 und strömt anschließend über die vierte Durchströmungsöffnung 136 in den fünften Fluidströmungskanalabschnitt 155 im ersten Teilraum 210, welcher den Stutzen 462 aufweist. Mit anderen Worten wechselt das Fluid immer wieder zwischen dem ersten Teilraum 210 und dem zweiten Teilraum 220.
Zusätzlich zeigt die 19 einen zweiten Strömungskanal 400 mit einem vierten Fluidströmungskanalabschnitt 415. Der zweite Strömungskanal 400 und der vierte Fluidströmungskanalabschnitt 415 sind im zweiten Teilraum 220 also hier oberhalb des Basiselements 110 angeordnet. Der zweite Strömungskanal 400 und der erste Strömungskanal 300 kreuzen sich.
Hierbei durchströmt Fluid im ersten Strömungskanal 300 den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt 125 und anschließend das Basiselement 110 vom zweiten Teilraum 220 in den ersten Teilraum 210 durch die zweite Durchströmungsöffnung 132 in den dritten Fluidströmungskanalabschnitt 135 und anschließend durch die dritte Durchströmungsöffnung 133 zurück in den zweiten Teilraum 220. Der zweite Strömungskanal 400 mit einem vierten Fluidströmungskanalabschnitt 415 hingegen strömt durchgängig im ersten Teilraum 220 und kreuzt den ersten Strömungskanal 300 zwischen der zweiten Durchströmungsöffnung 132 und der dritten Durchströmungsöffnung 133. Das Basiselement 110 dient somit als Trennwand zwischen dem zweiten Strömungskanal 400 und dem ersten Strömungskanal 300.
Die 20 zeigt eine noch weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Die 20 zeigt ein Fluidhandhabungselement 440, welches in eine Aufnahme 430 des Basiselements 110 eingebracht ist. Das Fluidhandhabungselement 440 umfasst einen Ventilkörper 16, welcher innerhalb der Aufnahme 430 drehbar angeordnet ist, und einen Elektromotor 4, welcher innerhalb eines Aktuator-Gehäuses 5 angeordnet ist. Der Ventilkörper 16 ist mit Dichtmitteln 464 zwischen den Strömungsöffnungen 432, 434 eingebracht und kann in Abhängigkeit der Schaltposition die zwei weiteren Strömungskanälen 410 miteinander verbinden.
Das gesamte Fluidhandhabungselement 440 einschließlich des Ventilkörpers 16 wird von dem zweiten Teilraum 220 aus in die Aufnahme 430 eingefügt. Hierbei befindet sich der Ventilkörper 16 unterhalb des Basiselements 110 also im ersten Teilraum 210.
Oberhalb des Ventilkörpers 16 befindet sich ein Ventilkörperdeckel 466, welcher in der Basisebene angeordnet und mit dem Basiselement 100 verschweißt - beispielsweise laserverschweißt - wird. Die beiden weiteren Strömungskanäle 410 sind jeweils mittels eines Verschlusselements 420 verschlossen, welches ebenfalls in der Basisebene angeordnet und mit dem Basiselement 110 verschweißt wird.
Sämtliche in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlichen Kombinationen in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkung zu realisieren. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder in den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.

Claims

Vorrichtung (100) zur Handhabung von Fluid eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, mit: einem im Wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Basiselement (110), welches eine Basisebene definiert, wobei die Basisebene einen ersten Teilraum (210) von einem zweiten Teilraum (220) trennt, zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115), welcher sich größtenteils im ersten Teilraum (210) befindet, und zumindest einem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125), welcher sich größtenteils im zweiten Teilraum (220) befindet, wobei das Basiselement (110) zumindest eine erste Durchströmungsöffnung (130) aufweist, welche den ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115) mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125) fluidmäßig verbindet.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, mit einem dritten Fluidströmungskanalabschnitt (135), welcher sich größtenteils im ersten Teilraum (210) befindet, wobei das Basiselement (110) eine zweite Durchströmungsöffnung (132) aufweist, welche den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125) mit dem dritten Fluidströmungskanalabschnitt (135) fluidmäßig verbindet.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, mit einem dritten Fluidströmungskanalabschnitt (135), welcher ausschließlich im ersten Teilraum (210) angeordnet ist und einen von dem Basiselement (110)wegweisenden Fluidstrom ermöglicht.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115), den zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125) und den dritten Fluidströmungskanalabschnitt (135) ein erster Strömungskanal (300) ausgebildet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem zweiten Strömungskanal (400) der zumindest einen vierten Fluidströmungskanalabschnitt (415) aufweist, welcher zwischen der ersten Durchströmungsöffnung (130) und der zweiten Durchströmungsöffnung (132) sowie größtenteils im ersten Teilraum (210) angeordnet ist, wobei sich der erste Strömungskanal (300) und der zweite Strömungskanal (400) kreuzen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit zumindest einem weiteren Strömungskanal (410), welcher größtenteils entweder im ersten Teilraum (210) oder im zweiten Teilraum (220) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine weitere Strömungskanal (410) mittels eines Verschlusselements (420) verschließbar ausgebildet ist, wobei das Verschlusselement (420) im Wesentlichen parallel zum Basiselement (110) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (110) zumindest eine Aufnahme (430) für ein Fluidhandhabungselement (440) aufweist.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (430) zumindest einen erste Strömungsöffnung (432) und einen zweite Strömungsöffnung (434) aufweist, die jeweils einen der Strömungskanäle (300, 400, 410) mit einen anderen der Strömungskanäle (300, 400, 410) verbindet.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (110) zumindest ein Lagerelement (450) zum Anordnen der Vorrichtung (100) an die Karosserie eines Fahrzeugs aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (110) zumindest einen Fluidanschluss (460) zum Einströmen von Fluid in die Vorrichtung (100) aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (110) einschließlich des ersten Fluidströmungskanalabschnitts (115) und des dritten Fluidströmungskanalabschnitts (135), als einstückiges integrales mittels Spritzguss gefertigtes Bauteil ausgebildet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fluidströmungsabschnitt (125) im zweiten Teilraum (220) an das Basiselement (110) angeordnet ist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmig ausgebildete Basiselement (110) eine Materialstärke zwischen 1mm und 10mm, insbesondere zwischen 2mm und 5mm, insbesondere zwischen 2,5mm und 3,5mm aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (420) eine Materialstärke zwischen 0,5mm und 3mm, insbesondere zwischen 1mm und 2mm aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glasfaseranteil des Basiselements (110) größer ist als ein Glasfaseranteil des Verschlusselements (420).
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, mit den Schritten: - Bereitstellen des Basiselements (110) mit zumindest einem ersten Fluidströmungskanalabschnitt (115) und einer ersten Durchströmungsöffnung (130), - Anordnen des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts (125) im zweiten Teilraum (220) an das Basiselement (110) und damit fluidisches Verbinden des ersten Fluidströmungskanalabschnitts (115) mit dem zweiten Fluidströmungskanalabschnitt (125).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen des Basiselements (110) mittels Spritzgießens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen des zweiten Fluidströmungskanalabschnitts (125) im zweiten Teilraum (220) an das Basiselement (110) mittels Laserschweißens erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidströmungskanalabschnitt (115) mittels eines Verschlusselements (420) verschlossen wird und wobei das Anordnen des Verschlusselements (420) an dem Basiselement (110) mittels Laserschweißens erfolgt.