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WO2023169669A1 - Drehschieberventil eines kraftfahrzeug-kühlkreislaufs - Google Patents

Drehschieberventil eines kraftfahrzeug-kühlkreislaufs Download PDF

Info

Publication number
WO2023169669A1
WO2023169669A1 PCT/EP2022/056048 EP2022056048W WO2023169669A1 WO 2023169669 A1 WO2023169669 A1 WO 2023169669A1 EP 2022056048 W EP2022056048 W EP 2022056048W WO 2023169669 A1 WO2023169669 A1 WO 2023169669A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
sealing
control body
rotary slide
valve connection
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/056048
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Sansone
Michael Sanders
Matthias Baden
Original Assignee
Pierburg Pump Technology Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg Pump Technology Gmbh filed Critical Pierburg Pump Technology Gmbh
Priority to PCT/EP2022/056048 priority Critical patent/WO2023169669A1/de
Publication of WO2023169669A1 publication Critical patent/WO2023169669A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0457—Packings
    • F16K5/0464—Packings in the housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • F16J15/3232—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip having two or more lips

Definitions

  • the invention relates to a rotary slide valve of a motor vehicle cooling circuit, with a valve housing with at least one first and at least one second valve connection, a control body having a cylindrical outer contour for controlling a through-channel between the first valve connection and the at least second valve connection arranged perpendicular to a longitudinal axis of the control body, and a sealing element arranged in the area of the at least second valve connection between the control body and the at least second valve connection, wherein the sealing element in the uninstalled state has a sealing ring which is curved in a complementary manner to the outer contour of the control body and which has at least one first sealing leg and at least one second sealing leg, which are connected to one another in one piece on a leg base, with the first sealing leg resting on the outer contour of the control body in the installed state of the sealing element, and the second sealing leg resting on the valve housing in the area of the at least second valve connection.
  • Such cylindrical rotary valves are used for the continuous control of a flowing medium, in particular a coolant flow in a motor vehicle, for example for air conditioning of a vehicle interior, for cooling an engine, a battery or other units.
  • a flowing medium in particular a coolant flow in a motor vehicle
  • Such rotary valves usually have an axial valve longitudinal axis around which and/or along which the cylindrical control body is movably mounted within a valve housing.
  • the rotary slide valve usually has two valve connections, but it can also have more than two valve connections.
  • at least one sealing element is generally provided.
  • the sealing element is usually arranged coaxially to the connecting piece and has a sealing element longitudinal axis arranged perpendicular to the valve longitudinal axis.
  • the sealing element usually rests on the outer contour of the control body with an axially acting sealing area.
  • a separate sealing ring is usually provided, which radially surrounds the sealing element. In this way - to avoid overflow on the outer contour of the control body - an intermediate space connected to the first valve connection and formed between the valve housing and the control body can be effectively sealed from the second valve connection.
  • the second valve connection arranged radially on the control body can serve as a valve inlet or valve outlet.
  • the first valve connection which can also be arranged axially or radially on the valve housing.
  • the sealing element is usually constructed in the form of a sleeve, arranged coaxially to the connecting piece between the connecting piece and the control body, limited axial movement and biased against the control body.
  • the sealing element can be pretensioned axially in the direction of the control body by means of an elastic prestressing element, at least in the closed state of the valve, so that the sealing element resting on the control body blocks a leakage flow between the two valve connections. If there are several perpendicular to the The valve connections arranged on the longitudinal axis of the control body can of course be arranged on each of these valve connections.
  • DE 103 29 024 A1 discloses a sealing element for a rotary valve, which is composed of a sealing ring and a sealing leg.
  • the sealing ring has a straight surface and rests against the connecting piece.
  • the height of the sealing ring is adjusted in such a way that its end pointing away from the connecting piece has a shape that is complementary to the cylindrical control body in order to rest against it over its entire surface.
  • the different heights of the sealing ring create a contact pressure that changes over the circumference, which leads to an uneven sealing effect.
  • a rotary valve with a sleeve-like sealing element which has a curved end face corresponding to the cylindrical outer contour of the control body at one axial end facing the control body and one in one plane at the other axial end facing away from the control body arranged end face for contact with a spring element. Due to the axial heights and angles of the sealing element being formed differently over the circumference of the sealing element in the axial extension direction of the sealing element, the contact pressure of the sealing element on the control body is weaker in the area of large axial heights than in areas of small axial heights of the sealing element, so that in particular in In these areas, the sealing element can lift off from the outer contour of the control body and thus a leakage flow can occur.
  • the generic rotary slide valve according to DE 2016 116 550 A1 avoids these disadvantages in that the sealing element has a curved sealing ring in the uninstalled state and two sealing legs are provided, one of which is in the installed state one outer contour of the control body and the other rests on the connecting piece.
  • increasingly complex cooling circuits especially in electrified motor vehicles, now also require secure sealing in different flow directions.
  • Previous sealing solutions for rotary valves have the disadvantage that they are at least partially pushed away in a certain flow direction and, as a result, undesirable leaks occur.
  • the invention is therefore based on the object of providing a rotary valve which enables a reliable, durable and low-wear seal, both axial and radial.
  • the rotary valve should have a relatively compact and space-saving design and be inexpensive to manufacture and assemble.
  • the sealing element has at least a third sealing leg which engages in a corresponding recess in the valve housing.
  • the sealing element is securely fixed in the valve housing. Even with changing flow directions, a fundamentally secure seal is guaranteed.
  • such a sealing element enables relatively inexpensive production and relatively quick assembly due to the rotatability of the ring.
  • a third sealing leg is preferably provided above and below a second valve connection. This means that, on the one hand, the sealing element is securely fixed in the valve housing and, on the other hand, a good sealing of the valve connection is ensured.
  • the third sealing leg can be coaxial with the longitudinal axis of the control body get lost. This provides a particularly compact rotary slide valve in which all valve connections can lie in one plane.
  • the sealing element has a surface element on which the sealing ring and the third sealing leg are formed. It is particularly advantageous if the surface element is rectangular.
  • a further second sealing leg is provided.
  • the sealing element can have a Y-shaped cross section in the area of the second sealing legs, with each sealing leg sealing against a specific flow direction of the coolant.
  • two second valve connections are provided, each of which forms a valve outlet, with the first valve connection forming a valve inlet.
  • Figure 1 shows a perspective, sectioned view of a rotary slide valve according to the invention with two second valve connections and two sealing elements
  • Figure 2 is a sectional detailed view of a second valve connection
  • Figure 3 shows the sealing element in a perspective view.
  • 1 shows a rotary slide valve 2 according to the invention of a motor vehicle cooling circuit, not shown.
  • the rotary slide valve 2 comprises a valve housing 4 with a first valve connection 6 and a second valve connection 8 and a third valve connection 10.
  • An inlet-side pressure PI is present at the first valve connection 11.
  • an outlet-side pressure P2 or P3 is present at the second valve connection 8 and the third valve connection 10, which are usually lower than the inlet-side pressure PI.
  • a control body 12 is arranged which is rotatable about the valve longitudinal axis Al and/or displaceable along the valve longitudinal axis Al for the continuous control of a through-channel 14.
  • the control body 12 is designed as a cylindrical rotary valve and has a through-channel 14 through which a medium can flow. For example, by rotating the control body 12 about the valve longitudinal axis Al, the through channel 14 between the first valve port 11 and the second valve port 8 or the third valve port 10 is opened or closed. In Figure 1, the control body 12 is in a state that releases the through channel 14 to the third valve connection 10. In order to enable rotation of the control body 12, the control body 12 is mounted with play, whereby the inlet-side pressure PI assigned to the first valve connection 6 is also applied to the cylindrical outer contour 16 of the control body 12 at least partially in the area of the second valve connection 8.
  • a sealing element 18 is provided in the area of the second and third valve connection 8, 10 , which is used for sliding Seal rests on the outer contour 16 of the control body 12.
  • the sealing element 18 can be inserted into the outlet channel of the valve housing 4 on the outlet side and clamped by inserting the control body 12.
  • reference number 20 denotes a drive of the rotary slide valve 2.
  • FIG. 2 now shows a sectioned detailed view of the second valve connection 8.
  • the sealing element 18 which is also shown in section, can also be clearly seen here.
  • the sealing element 18 is constructed as follows: basically, it has a sealing ring 22 which is curved complementary to the outer contour 16 of the control body 12 and which is formed on a curved rectangular surface element 24 (see FIG. 3).
  • the sealing element 18 has a first sealing leg 26 and two second sealing legs 28, 30, which are connected to one another at a leg base 34. Two further third sealing legs 32 are provided here on the surface element 24. But you could connect to the leg base 34.
  • the first sealing leg 26 rests on the outer contour 16 of the control body 12;
  • the two second sealing legs 28, 30 are Y-shaped in cross section and are in effective contact with the valve housing 4 in the area of the second valve connection 8.
  • the third sealing legs 32 each engage in a recess 36 in the valve housing 4. Through the third sealing legs 32, the sealing elements 18 are securely fixed even when flow directions change.
  • the fact that two second sealing legs 28, 30, which are also Y-shaped in cross section, also increases this effect.
  • the first second sealing leg 28 seals against the pressure P2 in the second valve connection 8 while the second second sealing leg 30 together with the third sealing leg seals against the pressure PI of the first valve connection 6.
  • Figure 3 finally shows the sealing element 18 in a perspective view. The curvature of the sealing element 18 and the rectangular surface element 24 on which the sealing ring 22 is formed can be clearly seen here.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

Drehschieberventil (2) eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufs, mit - einem Ventilgehäuse (4) mit mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Ventilanschluss (6, 8, 10), - einem eine zylindrische Außenkontur (16) aufweisenden Regelkörper (12) zur Regelung eines Durchgangskanals (14) zwischen dem ersten Ventilanschluss (6) und dem senkrecht zu einer Längsachse (Al) des Regelkörpers (12) angeordneten mindestens zweiten Ventilanschluss (8, 10), und - einem in dem Bereich des mindestens zweiten Ventilanschlusses (8) zwischen dem Regelkörper (12) und dem mindestens zweiten Ventilanschluss (8, 10) angeordneten Dichtelement (18), wobei das Dichtelement (18) im unverbauten Zustand einen zu der Außenkontur (16) des Regelkörpers (12) komplementär gekrümmten Dichtring (22) aufweist, der mindestens einen ersten Dichtungsschenkel (26) und mindestens einen zweiten Dichtungsschenkel (28, 30) aufweist, wobei im verbauten Zustand des Dichtelements (18) der erste Dichtungsschenkel (26) an der Außenkontur (16) des Regelkörpers (12) anliegt, und der zweite Dichtungsschenkel (28, 30) am Ventilgehäuse (4) im Bereich des mindestens zweiten Ventilanschlusses (6, 8) anliegt, wobei das Dichtelement (18) mindestens einen dritten Dichtungsschenkel (32) aufweist, der in eine entsprechende Aussparung (36) des Ventilgehäuses (4) eingreift.

Description

B E S C H R E I B U N G
Drehschieberventil eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufs
Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufs, mit einem Ventilgehäuse mit mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Ventilanschluss, einem eine zylindrische Außenkontur aufweisenden Regelkörper zur Regelung eines Durchgangskanals zwischen dem ersten Ventilanschluss und dem senkrecht zu einer Längsachse des Regelkörpers angeordneten mindestens zweiten Ventilanschluss, und einem in dem Bereich des mindestens zweiten Ventilanschlusses zwischen dem Regelkörper und dem mindestens zweiten Ventilanschluss angeordneten Dichtelement, wobei das Dichtelement im unverbauten Zustand einen zu der Außenkontur des Regelkörpers komplementär gekrümmten Dichtring aufweist, der mindestens einen ersten Dichtungsschenkel und mindestens einen zweiten Dichtungsschenkel aufweist, die an einer Schenkelbasis einstückig miteinander verbunden sind, wobei im verbauten Zustand des Dichtelements der erste Dichtungsschenkel an der Außenkontur des Regelkörpers anliegt, und der zweite Dichtungsschenkel am Ventilgehäuse im Bereich des mindestens zweiten Ventilanschlusses anliegt.
Derartige zylindrische Drehschieber dienen zur stufenlosen Regelung eines strömenden Mediums, insbesondere eines Kühlmittelstroms in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, zur Kühlung eines Motors, einer Batterie oder anderer Aggregate. Solche Drehschieber weisen zumeist eine axiale Ventil-Längsachse auf, um die und/oder entlang derer der zylindrische Regelkörper innerhalb eines Ventilgehäuses bewegbar gelagert ist. Das Drehschieberventil weist in der Regel zwei Ventilanschlüsse auf, es kann aber auch mehr als zwei Ventilanschlüsse aufweisen. Zur Vermeidung einer Leckageströmung zwischen einem ersten Ventilanschluss, insbesondere einem Ventileinlass, und einem zweiten Ventilanschluss, insbesondere einem Ventilauslass, im geschlossenen Zustand des Drehschiebers, ist in der Regel zumindest ein Dichtelement vorgesehen. Das Dichtelement ist zumeist koaxial zu dem Anschlussstutzen angeordnet und weist eine zur Ventil-Längsachse senkrecht angeordnete Dichtelement-Längsachse auf. Zur gleitbeweglichen Abdichtung liegt das Dichtelement zumeist mit einem axial wirkenden Dichtbereich an der Außenkontur des Regelkörpers auf. Für eine am Umfang des Dichtelements zusätzlich wirkende Abdichtung ist üblicherweise ein separater Dichtungsring vorgesehen, der das Dichtelement radial umgibt. Dadurch kann - zur Vermeidung einer Überströmung an der Außenkontur des Regelkörpers - ein mit dem ersten Ventilanschluss verbundener, zwischen dem Ventilgehäuse und dem Regelkörper ausgebildeter Zwischenraum gegenüber dem zweiten Ventilanschluss effektiv abgedichtet werden. Es sollte deutlich sein, dass der am Regelkörper radial angeordnete zweite Ventilanschluss als ein Ventileinlass oder Ventilauslass dienen kann. Gleiches gilt auch für den ersten Ventilanschluss, der zudem axial oder radial an dem Ventilgehäuse angeordnet sein kann.
Das Dichtelement ist in der Regel in Form einer Hülse aufgebaut, koaxial zu dem Anschlussstutzen zwischen Anschlussstutzen und Regelkörper angeordnet, begrenzt axial bewegbar und gegen den Regelkörper vorgespannt. Dadurch kann bei einem Öffnen und Schließen des Ventils, das heißt bei einem Drehen des Regelkörpers, der Regelkörper mit der Außenkontur an dem Dichtelement entlang gleiten und gleichzeitig abdichten, idealerweise ohne dass ein Abschaben des Dichtelements durch die Reibung bei der Bewegung zu befürchten ist. Zur Verbesserung der Dichtwirkung kann das Dichtelement zumindest im geschlossenen Zustand des Ventils mittels eines elastischen Vorspannenelementes axial in Richtung des Regelkörpers vorgespannt sein, so dass das an dem Regelkörper anliegende Dichtelement eine Leckageströmung zwischen den beiden Ventilanschlüssen blockiert. Bei Vorliegen von mehreren senkrecht zur Längsachse des Regelkörpers angeordneten Ventilanschlüssen kann selbstverständlich an jedem dieser Ventilanschlüsse jeweils ein solches Dichtelement angeordnet sein.
Die DE 103 29 024 Al offenbart ein Dichtelement für einen Drehschieber, welches sich aus einem Dichtring und einem Dichtschenkel zusammensetzt. Der Dichtring weist eine gerade Oberfläche auf und liegt gegen den Anschlussstutzen an. Der Dichtring ist in seiner Höhe derart angepasst, dass sein vom Anschlussstutzen wegweisendes Ende eine zum zylindrischen Regelkörper komplementäre Form aufweist, um an diesem vollflächig anzuliegen. Durch die unterschiedlichen Höhen des Dichtrings entsteht eine über den Umfang sich ändernde Anpresskraft, die zu einer ungleichmäßigen Abdichtwirkung führt.
Aus der DE 10 2011 083 803 Al ist ein Drehschieber mit einem hülsenartigen Dichtelement bekannt, dass an einem dem Regelkörper zugewandten axialen Ende eine zu der zylindrischen Außenkontur des Regelkörpers korrespondierend gekrümmte Stirnseite und an dem anderen, dem Regelkörper abgewandten axialen Ende, eine in einer Ebene angeordnete Stirnseite zur Anlage eines Federelements aufweist. Aufgrund der dadurch über den Umfang des Dichtelements in axialer Erstreckungsrichtung des Dichtelements unterschiedlich ausgebildeten axialen Höhen und Winkeln des Dichtelements, ist die Anpresskraft des Dichtelements auf den Regelkörper im Bereich großer axialer Höhen schwächer ausgebildet als in Bereichen kleiner axialer Höhen des Dichtelements, so dass insbesondere in diesen Bereichen ein Abheben des Dichtelements von der Außenkontur des Regelkörpers und somit ein Leckagestrom auftreten kann.
Das gattungsgemäße Drehschieberventil gemäß der DE 2016 116 550 Al vermeidet diese Nachteile dadurch, dass das Dichtelement im unverbauten Zustand einen gekrümmten Dichtring aufweist und wobei zwei Dichtschenkel vorgesehen sind, wovon der Eine im verbauten Zustand an einer Außenkontur des Regelkörpers und der Andere an dem Anschlussstutzen anliegt. Stets komplexer werdende Kühlkreisläufe, insbesondere auch bei elektrifizierten Kraftfahrzeugen, erfordern jedoch nun auch ein sicheres Abdichten bei unterschiedlichen Strömungsrichtungen. Bisherige Dichtlösungen für Drehschieber weisen hierbei den Nachteil auf, dass diese in einer bestimmten Strömungsrichtung zumindest teilweise weggedrückt werden und es folglich zu ungewünschten Leckagen kommt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehschieber bereitzustellen, der eine zuverlässige, dauerhafte und verschleißarme, sowohl axiale als auch radiale Abdichtung ermöglicht. Zudem sollte der Drehschieber relativ kompakt und platzsparend aufgebaut und in der Herstellung und Montage kostengünstig sein.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Drehschieber mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß weist das Dichtelement mindestens einen dritten Dichtungsschenkel auf, der in eine entsprechende Aussparung des Ventilgehäuses eingreift. Durch das Vorsehen des dritten Dichtungsschenkels ist das Dichtelement sicher im Ventilgehäuse fixiert. Auch bei wechselnden Strömungsrichtungen ist eine grundsätzlich sichere Abdichtung gewährleistet. Darüber hinaus wird durch ein solches Dichtelement eine relativ kostengünstige Herstellung sowie eine aufgrund der Verdrehbarkeit des Rings relativ schnelle Montage ermöglicht.
Vorzugsweise ist jeweils oberhalb und unterhalb eines zweiten Ventilanschlusses ein dritter Dichtungsschenkel vorgesehen. Hierdurch ist das Dichtelement einerseits sicher im Ventilgehäuse fixiert und andererseits eine gute Abdichtung des Ventilanschlusses gewährleistet. Hierbei kann der dritte Dichtungsschenkel koaxial zur Längsachse des Regelkörpers verlaufen. Hierdurch wird ein besonders kompaktes Drehschieberventil bereitgestellt, bei dem alle Ventilanschlüsse in einer Ebene liegen können.
Eine besonders sichere Fixierung und darüberhinaus einfache Montage des Dichtelementes ist dadurch gewährleistet, dass das Dichtelement ein Flächenelement aufweist, an dem der Dichtring und der dritte Dichtungsschenkel ausgebildet sind. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Flächenelement rechteckig ausgebildet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein weiterer zweiter Dichtungsschenkel vorgesehen. Hierdurch ist das Drehschieberventil hinsichtlich der Abdichtung besonders gut für wechselnde Strömungsrichtungen geeignet. Hierbei kann das Dichtelement im Bereich der zweiten Dichtungsschenkel einen Y-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei jeder Dichtschenkel gegenüber einer bestimmten Strömungsrichtung des Kühlmittels abdichtet.
In einer besonders vorteilhaften, kompakten Ausführungsform eines Drehschieberventils sind zwei zweite Ventilanschlüsse vorgesehen, die jeweils einen Ventilauslass bilden, wobei der erste Ventilanschluss einen Ventileinlass bildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine perspektivische, geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehschieberventils mit zwei zweiten Ventilanschlüssen und zwei Dichtelementen,
Figur 2 eine geschnittene Detailansicht eines zweiten Ventilanschlusses, und
Figur 3 zeigt das Dichtelement in einer perspektivischen Ansicht. In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Drehschieberventil 2 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufs dargestellt. Das Drehschieberventil 2 umfasst ein Ventilgehäuse 4 mit einem ersten Ventilanschluss 6 und einem zweiten Ventilanschluss 8 und einem dritten Ventilanschluss 10. An dem ersten Ventilanschluss 11 liegt ein einlassseitiger Druck PI an. An dem zweiten Ventilanschluss 8 und dem dritten Ventilanschluss 10 liegt jeweils, nach Beaufschlagung ein auslassseitiger Druck P2 oder P3 an, die üblicherweise geringer als der einlassseitige Druck PI sind. Innerhalb des Ventilgehäuses 4 zwischen dem ersten Ventilanschluss 6 und dem zweiten und dritten Ventilanschluss 8, 10 ist ein um die Ventil-Längsachse Al drehbar und/oder entlang der Ventil- Längsachse Al verschiebbar gelagerter Regelkörper 12 zur stufenlosen Regelung eines Durchgangskanals 14 angeordnet.
Der Regelkörper 12 ist als ein zylindrischer Drehschieber ausgebildet und weist einen von einem Medium durchströmbaren Durchgangskanal 14 auf. Beispielsweise durch Drehen des Regelkörpers 12 um die Ventil-Längsachse Al wird der Durchgangskanal 14 zwischen dem ersten Ventilanschluss 11 und dem zweiten Ventilanschluss 8 oder dem dritten Ventilanschluss 10 freigegeben oder verschlossen. In der Figur 1 befindet sich der Regelkörper 12 in einem den Durchgangskanal 14 zum dritten Ventilanschluss 10 freigebenden Zustand. Um ein Drehen des Regelkörpers 12 zu ermöglichen, ist der Regelkörper 12 spielbehaftet gelagert, wodurch auch an der zylindrischen Außenkontur 16 des Regelkörpers 12 zumindest teilweise im Bereich des zweiten Ventilanschlusses 8 der dem ersten Ventilanschluss 6 zugeordnete einlassseitige Druck PI anliegt.
Zur Vermeidung eines Leckagestroms zwischen dem ersten Ventilanschluss 6 und/oder dem zweiten Ventilanschluss 8 und/oder dem dritten Ventilanschluss 10, insbesondere an der zylindrischen Außenkontur 16 des Regelkörpers 12, ist im Bereich des zweiten und dritten Ventilanschlusses 8, 10 jeweils ein Dichtelement 18 vorgesehen, das zur gleitbeweglichen Abdichtung an der Außenkontur 16 des Regelkörpers 12 anliegt. Das Dichtelement 18 kann bei der Montage des Drehschiebers 2 auslassseitig in den Auslasskanal des Ventilgehäuses 4 eingeschoben und durch Einsetzen des Regelkörpers 12 verspannt werden. Der Vollständigkeit sei angemerkt, dass mit dem Bezugszeichen 20 ein Antrieb des Drehschieberventils 2 bezeichnet ist.
Figur 2 zeigt nun eine geschnittene Detailansicht des zweiten Ventilanschlusses 8. Deutlich zu erkennen, ist hier auch das Dichtelement 18, das ebenfalls im Schnitt dargestellt ist. Das Dichtelement 18 ist dabei wie folgt aufgebaut: grundsätzlich weist es einen komplementär zur Außenkontur 16 des Regelkörpers 12 gekrümmten Dichtring 22 auf, der an einem gekrümmten rechteckigen Flächenelement 24 (siehe hierzu Figur 3) ausgebildet ist. Das Dichtelement 18 besitzt im vorliegendem Ausführungsbeispiel einen ersten Dichtschenkel 26 und zwei zweite Dichtschenkel 28, 30, die an einer Schenkelbasis 34 miteinander verbunden sind. Zwei weitere dritte Dichtschenkel 32 sind hier an dem Flächenelement 24 vorgesehen. Sie könnten sich aber an der Schenkelbasis 34 anschließen.
Der erste Dichtschenkel 26 liegt an der Außenkontur 16 des Regelkörpers 12 an; die zwei zweiten Dichtungsschenkel 28, 30 sind im Querschnitt Y-förmig ausgebildet und stehen im Bereich des zweiten Ventilanschlusses 8 mit dem Ventilgehäuse 4 in Wirkkontakt. Die dritten Dichtungsschenkel 32 greifen jeweils in eine Aussparung 36 des Ventilgehäuses 4 ein. Durch die dritten Dichtungsschenkel 32 sind die Dichtelemente 18 auch bei wechselnden Strömungsrichtungen sicher fixiert. Dadurch, dass zwei zweite Dichtungsschenkel 28, 30, die im Querschnitt auch noch Y-förmig ausgebildet sind, wird dieser Effekt auch noch erhöht. Der erste zweite Dichtungsschenkel 28 dichtet gegen den Druck P2 im zweiten Ventilanschluss 8 ab während der zweite zweite Dichtungsschenkel 30 zusammen mit dem dritten Dichtungsschenke gegenüber dem Druck PI des ersten Ventilanschlusses 6 abdichtet. Figur 3 zeigt schließlich das Dichtelement 18 in einer perspektivischen Ansicht. Deutlich zu erkennen ist hier die Wölbung des Dichtelements 18 und das rechteckige Flächenelement 24, an dem der Dichtring 22 ausgebildet ist.

Claims

A N S P R Ü C H E Drehschieberventil (2) eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufs, mit einem Ventilgehäuse (4) mit mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Ventilanschluss (6, 8, 10), einem eine zylindrische Außenkontur (16) aufweisenden Regelkörper (12) zur Regelung eines Durchgangskanals (14) zwischen dem ersten Ventilanschluss (6) und dem senkrecht zu einer Längsachse (Al) des Regelkörpers (12) angeordneten mindestens zweiten Ventilanschluss (8, 10), und einem in dem Bereich des mindestens zweiten Ventilanschlusses (8) zwischen dem Regelkörper (12) und dem mindestens zweiten Ventilanschluss (8, 10) angeordneten Dichtelement (18), wobei das Dichtelement (18) im unverbauten Zustand einen zu der Außenkontur (16) des Regelkörpers (12) komplementär gekrümmten Dichtring (22) aufweist, der mindestens einen ersten Dichtungsschenkel (26) und mindestens einen zweiten Dichtungsschenkel (28, 30) aufweist, wobei im verbauten Zustand des Dichtelements (18) der erste Dichtungsschenkel (26) an der Außenkontur (16) des Regelkörpers (12) anliegt, und der zweite Dichtungsschenkel (28, 30) am Ventilgehäuse (4) im Bereich des mindestens zweiten Ventilanschlusses (6, 8) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (18) mindestens einen dritten Dichtungsschenkel (32) aufweist, der in eine entsprechende Aussparung (36) des Ventilgehäuses (4) eingreift. Drehschieberventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils oberhalb und unterhalb eines zweiten Ventilanschlusses (8, 10) ein dritter Dichtungsschenkel (32) vorgesehen ist. Drehschieberventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Dichtungsschenkel (32) koaxial zur Längsachse des Regelkörpers verläuft. Drehschieberventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (18) ein Flächenelement (24) aufweist, an dem der Dichtring (22) und der dritte Dichtungsschenkel (32) ausgebildet sind. Drehschieberventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenelement (24) rechteckig ausgebildet ist. Drehschieberventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer zweiter Dichtungsschenkel (30) vorgesehen ist. Drehschieberventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (18) im Bereich der zweiten Dichtungsschenkel (28, 30) einen Y-förmigen Querschnitt aufweist. Drehschieberventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Ventilanschlüsse (8, 10) vorgesehen sind, die jeweils einen Ventilauslass bilden, wobei der erste Ventilanschluss (6) einen Ventileinlass bildet.
PCT/EP2022/056048 2022-03-09 2022-03-09 Drehschieberventil eines kraftfahrzeug-kühlkreislaufs WO2023169669A1 (de)

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916950A (en) * 1972-11-03 1975-11-04 Stanadyne Inc Seal construction
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DE202015100400U1 (de) * 2015-01-28 2016-05-02 Woco Industrietechnik Gmbh Dichtungsanordnung und Ventil
DE102016116550A1 (de) 2016-09-05 2018-03-08 Pierburg Gmbh Drehschieber mit kompaktem Dichtelement

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