CN102414491A - 用于控制流量的阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的介质的流量的阀(100)包括阀壳体(110),该阀壳体具有至少一个第一通道(140)和一个调节盘(170)，其被设置用于打开和关闭第一通道。为此调节盘设置在可转动地支承的驱动轴(180)的第一末端上,驱动轴从调节盘通过阀壳体的轴向孔(160)延伸到设置在阀壳体中的弹簧室(230)中。驱动轴的设置在弹簧室中的第二末端具有正齿轮(190)。此外，在弹簧室中设置弹簧(240),它的第一末端支撑在阀壳体上并且它的第二末端支撑在正齿轮上。

Description

用于控制流量的阀
本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的介质的流量的阀。
现有技术
机动车的冷却或加热系统一般包含一个要冷却的热源，例如机动车的发动机，该热源要借助于冷却介质通过自由的或强制的对流进行冷却。加热或冷却能力在此情况下取决于冷却剂能力的大小。
通过冷却剂从热源排出的热量可以同时用于加热乘客室。为此现代机动车的加热和冷却循环回路一般具有不同的分循环回路，例如冷却器支路，旁通支路和/或取暖换热器支路。冷却剂流量在冷却和加热循环回路的不同的支路上的分布在此情况下通过至少一个阀来控制。这种阀例如由DE102006053307A1已知。在那里说明的阀产生单侧的压力加载，使得液压力导致阀体在变速器盖的方向上的轴向移动，由此摩擦力矩增大。这导致阀体的运动变困难。
发明的公开
本发明的任务是提供一种用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的介质的流量的改进的阀。这个任务通过具有权利要求1的特征的阀解决。优选的改进方案在从属权利要求中给出。
按照本发明的用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的介质的流量的阀包括阀壳体，它具有至少一个第一通道和一个调节盘，盖调节盘被设置用于打开和关闭第一通道。此时调节盘设置在一个可转动地支承的驱动轴的第一末端上，盖驱动轴从调节盘通过阀壳体的轴向孔延伸到布置在阀壳体中的弹簧室中。在此情况下，驱动轴的设置在弹簧室中的第二末端具有正齿轮。此外在弹簧室中设置有弹簧，它的第一末端支撑在阀壳体上和它的第二末端支撑在正齿轮上。
在此情况下可以有利地使用具有较平坦的弹簧特性线的弹簧。由此即使在安装的部件具有相当大的公差情况下也能够保证阀的密封功能。此外，与在调节盘的两个侧面上的压力加载无关地并且与阀的通流方向无关地，在调节盘和通道之间实现有利的相对恒定的摩擦力矩。
有利地将弹簧设计成螺旋弹簧，其中驱动轴延伸通过弹簧。有利地，驱动轴由此对称地被加载弹簧力。
优选地，弹簧具有在5N/mm和25N/mm的弹簧常数。有利地，这种相对较低的弹簧常数导致在调节盘和第一通道的密封之间的相对恒定的摩擦力矩。
按照阀的一个改进方案，正齿轮的端面具有一个环绕的槽，其中设置环形的止推盘。此时弹簧的第二末端支撑在止推盘上。这有利地减小在弹簧和正齿轮之间出现的摩擦力。
按照阀的一个附加的改进方案，在第一通道面对调节盘的末端上设置第一密封套，它经第一密封环支撑在阀壳体上。此时调节盘通过弹簧被压到第一密封上。
这有利地实现对第一通道的成本有利的和可靠的密封。
优选地，第一密封环具有十字叉形的横截面。有利地，此时密封环不仅在从调节盘一侧对阀施加压力时而且在从通道一侧施加压力时都进行密封。由此该阀适用于两个通流方向。
有利地，弹簧在调节盘和第一密封套之间产生在0.1N/mm2和0.5N/mm2之间的表面压力。有利地，此时按照经验，在第一通道的可靠密封和调节盘的容易进行的转动性之间存在一个有利的折衷。
在阀的一个改进方案中，在轴向孔中设置有支承套并且驱动轴通过支承套引导。
优选地，阀壳体可以这样地与一个外部壳体连接，即在第一通道和外部壳体之间形成一个可以通过调节盘关闭的用于介质的输送路径。有利地，阀此时可以或者与一个外部壳体连接，其具有另一个通道，或者直接地与要冷却的热源如机动车的发动机的壳体连接。
在阀的一个优选的实施例中，阀壳体具有第二通道，其中调节盘被设置用于打开和关闭第一和/或第二通道。有利地，阀此时可以用于将介质分布在加热和/或冷却系统的不同的支路上。
有利地，在第二通道面对调节盘的末端上设置第二密封套，它经第二密封环支撑在阀壳体上。在此情况下，调节盘通过弹簧被压向第二密封套。此外，第一和第二密封环由相同的材料制成并且具有基本上相同的高度。有利地由此实现不仅对第一通道而且对第二通道的均匀的密度。
现在依据附图详细说明本发明。其中示出:
图1是阀100的示意图和
图2是调节盘的示意图。
本发明的实施形式
图1示出通过阀100的一个截面的示意图。阀100可以用于控制在机动车的加热和/或冷却系统中的介质流量。该介质最好是具有高的热容量的液体，例如水。加热和/或冷却系统可以用于冷却机动车的一个热源，例如机动车的发动机，和/或用于加热机动车的乘客室。
阀100包括阀壳体110，它具有第一通道140和第二通道150。第一通道140和第二通道150用于连接加热和/或冷却系统的管道，所述介质在该管道中循环。也可以取消两个通道140，150中的一个。
阀壳体110此外具有耦合接头130，它在所示的示例中具有环形凸缘的形式。通过该耦合接头130可以将阀壳体110密封地与外部壳体连接，例如粘接或螺纹连接。外部壳体可以是与阀壳体110匹配的壳体盖，它具有另一个冷却剂通道。但是外部壳体也可以是要冷却的热源的壳体，例如是机动车的发动机的壳体。介质可以从外部壳体流入第一通道140和/或第二通道150或从第一通道140和/或第二通道150流入外部壳体中。
在耦合接头130内部设置调节盘170，它优选地具有圆形的横截面并且用于打开和关闭在外部壳体和第一通道140和第二通道150之间的连接。图2示出调节盘170的示意图。调节盘170具有多个调节孔171。依据调节盘170的轴向转角的情况，其中一个调节孔171布置在外部壳体和第一通道140之间或在外部壳体和第二通道150之间。因此通过转动调节盘171可以打开和关闭在外部壳体和第一通道140和/或第二通道150之间的连通。此外，通过转动调节盘170可以改变相应的孔的横截面。通过改变孔的横截面可以控制介质的流量。
阀壳体110此外具有轴向孔160，它从调节盘170通过阀壳体110一直延伸到布置在第一通道140和第二通道150之间的阀壳体110的外侧面。在轴向孔160的一个与调节盘170面对的部分中布置一个气缸套形的支承套210。轴向孔160的一个与调节盘170背离的部分被扩展成弹簧室230。在布置在第一通道140和第二通道150之间的阀壳体110的外侧面上，形成弹簧室230的轴向孔160用传动机构盖220封闭。
一个基本上是圆柱形的驱动轴180从调节盘170通过支承套210延伸到弹簧室230中。驱动轴180的与调节盘170面对的末端在调节盘170的中心处垂直地穿过调节盘170并且与调节盘170刚性地连接。因此驱动轴180围绕它的纵轴线的转动引起调节盘170围绕它的中轴线的转动。
驱动轴180在它的布置在弹簧室230中的末端上具有正齿轮190。正齿轮190与布置在阀壳体110中的蜗杆200啮合，它与一个驱动机构，例如马达连接。通过蜗杆200和正齿轮190可以使驱动轴180围绕它的纵轴线转动。
正齿轮190与支承套210面对的端面具有环绕驱动轴180的环形的槽260。在槽260中设置环形的止推盘270。此外在弹簧室230中设置一个优选设计成螺旋弹簧的240。驱动轴180轴向地延伸通过弹簧240。弹簧240的第一末端支撑在阀壳体110的一个包围住支承套210的部段上。弹簧240的第二末端经止推盘270支撑在正齿轮190上。弹簧240将在传动机构盖220的方向上作用的力施加到驱动轴180上，通过该力将调节盘170压向第一通道140和第二通道150的方向上。止推盘270用于减小在驱动轴180围绕它的纵轴线转动情况下在弹簧240和正齿轮190之间出现的摩擦。止推盘270和槽260也可以取消。在这种情况下，弹簧240的第二末端直接地支撑在正齿轮190上。
第二通道150的与调节盘170面对的末端具有缸套形的密封套280，它经环形的密封环290支撑在阀壳体110的形成第二通道150的部段上。通过由弹簧240施加到驱动轴180上的力，调节盘170被压向密封套280，密封套经密封环290支撑在阀壳体110上。密封套280和密封环290使第二通道150和调节盘170之间的过渡区形成密封。第一通道140与调节盘170面对的末端也具有经密封环290支撑的密封套280，通过该密封套密封第一通道140和调节盘170之间的过渡区。为了保证均匀地密封在调节盘170和第一通道140或第二通道150之间的过渡区，第一通道140和第二通道150的密封环290和密封套280在轴向上分别具有相同的高度。优选地，两个密封套280和两个密封环290分别由相同的材料制成并且具有相同的硬度。特别优选地，两个密封套280和两个密封环290分别用相同的刀具制造。
弹簧240优选地具有相当平的弹簧特性线，其弹性常数在5N/mm和25N/mm之间。这具有优点，即用于将调节盘170压向密封套280的力仅仅有很小的波动，该波动是由于确定弹簧240的轴向安装空间的部件的公差产生的。由此其结果又使得调节盘170以相对恒定的不需的扭矩作用于密封套280并且由此马达的驱动力矩也相对恒定。
优选地，弹簧在调节盘170和密封套280之间产生0.1N/mm2至0.5N/mm2的表面压力。
有利的是如此地设计密封环290，即它们不仅支持内压而且支持外压，以便允许将阀100应用于两个通流方向。因此不仅在第一通道140和第二通道150被施加比调节盘170面对外部壳体的一侧较高的压力情况下，而且在第一通道140和第二通道150被施加比调节盘170面对外部壳体的一侧较低的压力情况下，密封环290都产生对第一通道140和调节盘170之间或第二通道150和调节盘170之间的过渡区的可靠地密封。这可以例如通过使用具有十字形横截面的密封环290实现。

Claims (11)

1.用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的介质的流量的阀(100)，其具有阀壳体(110)，该阀壳体具有至少一个第一通道(140)和一个调节盘(170)，该调节盘被设置用于打开和关闭所述第一通道(140)，其中调节盘(170)设置在可转动地支承的驱动轴(180)的第一末端上，其中驱动轴(180)从调节盘(170)通过阀壳体(110)的轴向孔(160)延伸到设置在阀壳体(110)中的弹簧室(230)中，其中驱动轴(180)的设置在弹簧室(230)中的第二末端具有正齿轮(190)，其特征在于，在弹簧室(230)中设置弹簧(240)，它的第一末端支撑在阀壳体(110)上并且它的第二末端支撑在正齿轮(190)上。
2.按照权利要求1所述的阀(100)，其中弹簧(240)是螺旋弹簧，其中驱动轴(180)延伸通过弹簧(240)。
3.按照前面权利要求中之一所述的阀(100)，其中弹簧(240)具有在5N/mm和25N/mm之间的弹簧常数。
4.按照前面权利要求中之一所述的阀(100)，其中正齿轮(190)的端面具有环绕的槽(260)，其中在槽(260)中设置有环形的止推盘(270)，其中弹簧(240)的第二末端支撑在止推盘(270)上。
5.按照前面权利要求中之一所述的阀(100)，其中在第一通道(140)的面对调节盘(170)的末端上设置有第一密封套(280)，它经第一密封环(290)支撑在阀壳体(110)上，其中调节盘(170)通过弹簧(240)被压向第一密封套(280)。
6.按照权利要求5所述的阀(100)，其中第一密封环(290)具有十字形的横截面。
7.按照权利要求5或6中之一所述的阀(100)，其中弹簧(240)在调节盘(170)和第一密封套(280)之间产生0.1N/mm2至0.5N/mm2的表面压力。
8.按照前面权利要求中之一所述的阀(100)，其中在轴向孔(160)中设置有支承套(210)，其中驱动轴(180)通过支承套(210)引导。
9.按照前面权利要求中之一所述的阀(100)，其中阀壳体(110)可以这样地与一个外部壳体连接，使得在第一通道(140)和外部壳体之间形成一个可以通过调节盘(170)关闭的用于介质的输送路径。
10.按照前面权利要求中之一所述的阀(100)，其中阀壳体(110)具有第二通道(150)，其中调节盘(170)被设置用于打开和关闭第一和/或第二通道(140，150)。
11.按照权利要求10所述的阀(100)，其中在第二通道(150)的面对调节盘(170)的末端上设置第二密封套，它经一个第二密封环支撑在阀壳体(110)上，其中调节盘(170)通过弹簧(240)被压向第二密封套(280)，其中第一密封环(290)和第二密封环由相同的材料制成并且具有基本上相同的高度。
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