CN103270353B - 用于控制体积流量的阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的冷却介质的体积流量的阀（1），该阀具有阀壳体（10、12、14、25），该阀壳体具有至少一个入口通道（18）以及至少一个出口通道（20、22），其中在阀壳体（10、12、14）中设有至少一个可围绕轴（30）的轴线（31）旋转地布置的阀盘（28），阀盘对在阀（1）的至少一个入口通道（18）和至少一个出口通道（20、22）之间的连接产生影响。根据本发明，在至少一个出口通道（20、22）和阀盘（28）之间布置有可径向移动的密封衬套（72），通过其可使至少一个入口通道（18）和至少一个出口通道（20、22）在冷却介质过热的情况下通过密封衬套（72）径向移动而彼此连接。

Description

用于控制体积流量的阀

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的类型的、用于控制体积流量的阀。

背景技术

机动车的加热或冷却循环通常包含要冷却的热源、例如机动车的内燃机，其要借助冷却介质通过自由或强制的对流来冷却。在热源上的温差取决于热量输入和冷却介质的体积流量的大小，而冷却介质的绝对温度通过热源的热量输入、经由可能的位于冷却循环中的冷却器元件的散热和参与材料的热容量来确定。为了一方面保护内燃机不会过热，且另一方面可以将内燃机的废热例如用于加热乘员室，在机动车中冷却介质被循环泵送，该冷却介质吸收了内燃机的多余的热能并且以期望的程度排出。

机动车的加热或冷却循环通常包括不同的部分循环，例如冷却器支路、旁路-支路和/或也包括热交换器支路。通过布置在冷却器支路中的冷却器或散热器，可以将冷却介质的多余的热能排到外界环境空气。热交换器另一方面可以将所提供的冷却介质热能用于加热乘员室。冷却介质流在加热或冷却循环的不同支路上的分布在此通常通过至少一个阀来控制。

为此，在DE 10 2006 053 310 A1中提出，通过混合被冷却的和未被冷却的冷却介质流来调节期望的冷却介质温度。为此应用了控制阀，其通流开口可通过旋转来改变。为了调节通流开口，在控制阀中布置了电动机，该电动机通过蜗轮蜗杆传动装置这样调节阀盘的位置，使得期望的冷却介质流流动经过控制阀。电动机在此未与冷却介质流分离，从而电动机的组件、如转子和传动装置被冷却介质环绕流过。

由US 5,950,576还已知了一种比例冷却介质阀，其阀体盘形地设计并且具有多个通流开口，该通流开口使得，建立了在阀的入口通道和多个出口通道之间的期望的连接。US 5,950,576的阀盘借助于轴通过电动机械执行机构根据内燃机-控制器的规定来调节。

由DE 10 2006 053 307 A1还已知了，阀盘的开口通过形式为密封环的密封元件以及利用弹簧元件来实现，该弹簧元件将密封元件压靠到阀盘上，从而泄漏率在冷却循环关闭时几乎为零。

在电源电压失效时，在上述的阀中不能再调节阀盘，从而阀盘不能占据定义的位置。因此可能发生内燃机过热，因为阀停留在下述位置中，在该位置中不能充分地使得冷却介质循环。在极端情况下，阀停留在完全关闭状态中，从而不再能实现冷却。

发明内容

因此本发明的目的是，提出一种用于阀的、节省能量和空间的应急运行方案，该阀具有一可围绕轴的轴线旋转地布置的阀盘，利用该应急运行方案即使在电源电压失效时也实现了冷却介质的循环。

用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的冷却介质的体积流量的阀具有阀壳体，该阀壳体具有至少一个入口通道以及至少一个出口通道。在阀壳体中设有至少一个可围绕轴的轴线旋转地布置的阀盘，该阀盘对在阀的至少一个入口通道和至少一个出口通道之间的连接产生影响。根据本发明规定，在至少一个出口通道和阀盘之间布置有可径向移动的密封衬套，通过其能使至少一个入口通道和至少一个出口通道在冷却介质过热的情况下彼此连接。以有利的方式，由此得出了下述可能性：在过热的情况下未延迟的反应，而通常热控制的装置延迟地或者完全不对内燃机的升高的温度作出反应，因为其在热方面不是最佳地耦合于该系统。此外该应急运行方案的触发仅需很少的能量-和空间需求。本发明的另一个优点通过充分利用应急运行方案用的现有构件得出，从而例如可以省去附加的旁路-通道或复杂构造的旁路-阀。

本发明的其它优点通过在从属权利要求中给出的特征以及从附图和下面的说明得出。

以有利的方式，密封衬套通过弹簧沿阀盘的径向方向被预加应力。此外规定，密封衬套通过解锁元件保持，该解锁元件在冷却介质过热的情况下借助于和解锁元件作用连接的电磁体或温度调节装置来释放密封衬套。由于预加应力的密封衬套仅在故障情况下、即在超过允许的冷却介质温度的情况下被触发，因此仅需要一触发机构，其必须提供非常小的行程以及小的力。为此所需的磁路与标准的、具有约4mm的数量级的调节范围的电磁阀相比非常小、轻并且成本经济。能量需求降低到几乎为零，因为仅需要很短的触发脉冲。

在本发明的一种改进方案中，密封衬套可借助于机械的复位元件、例如通过可在阀壳体外部操作的复位螺栓重新返回到其进行锁定的初始位置中。由此能以简单的方式实现应急运行方案的可逆性。

附图说明

下面根据附图示例性地说明本发明，其中在附图中相同的附图标记表示具有相同功能原理的相同部件。附图的显示、其说明以及权利要求包含了大量的特征组合。本领域技术人员可单独考虑这些特征并且将其组成其它合理的组合。特别是，本领域技术人员也可将不同实施例中的特征组成其它合理的组合。

图中示出：

图1以示意图示出了阀的第一实施例，

图2以第一截面图示出了根据图1的阀，

图3以另一截面图示出了根据图1的阀的第二实施例，

图4示出了根据图1的阀的根据本发明的应急运行方案的实施例的截面图，

图5示出了根据图4的实施例的示意图。

具体实施方式

图1以示意图示出了阀1的实施例。根据图1中的实施例的阀1具有壳体10，该壳体具有壳体下部12以及壳体上部14，它们通过连接件16、例如螺栓、铆钉或锁定件流体密封地相互连接。特别是，壳体下部12基本上设计成盆形的，如这在图2和3中示出地那样，并且在其内部能实现用于容纳阀元件的阀腔的构造。壳体上部14同样可以设计成盆形的或仅形成为壳体下部12中的盖的形式。在壳体下部12上形成了入口通道18的管接件。入口通道18或管接件在此特别可以与壳体下部12一体地形成，例如以塑料制成。

第一以及第二出口通道20、22与壳体上部14相连接。借助于布置在阀腔中的并且还要详细描述的阀元件，可以打开、关闭并且以期望的方式改变在入口通道18和第一或第二出口通道20、22之间的连接。此外，阀1还具有用于调节阀元件的调节驱动装置24，该传调节驱动装置还要结合图3进行详细描述并且具有自身的驱动装置壳体25，该驱动装置壳体与阀1的壳体10、特别是壳体上部14螺纹连接。

图2示出了阀1的第一截面图，其大致垂直于图1的绘图平面延伸。在壳体下部12和壳体上部14之间形成的阀腔26中布置阀盘28作为阀元件。在图3中详细示出的调节驱动装置24的输出轴30接合到阀盘28的中心开口32中。通过相应的固定件34将阀盘28不能相对转动地固定在输出轴30上，从而该轴也用作阀盘28的驱动轴。阀盘在轴30上的固定例如可以通过在图2中示出的螺纹连接或锁定来实现，或者然而也可以通过将轴30压在阀盘28的中心开口32中来实现。

在壳体下部12和壳体上部14之间设有密封件、例如密封环36，以便确保在阀壳体10的两个壳体部件12、14之间的流体密封的连接。在图1和2的实施例中，入口通道18在共同的轴线37上与第一出口通道20对准地布置，并且轴30沿与其平行取向的旋转轴线31布置。在出口通道20、22的阀盘侧的区域中布置有弹簧密封部39，其在阀盘28关闭时应防止冷却介质从阀腔26进入到出口通道20、22中。

图3在另一个实施例中示出了阀1的第二示意性截面图。入口通道18和出口通道20的纵轴线在这里彼此错开地布置。在第二壳体25中布置有设计成电动机的调节驱动装置24的转子38和定子40。转子38具有转子轴42，在转子轴上在第一区域中布置有螺旋式齿部44并且在第二区域中布置有叠片组46。叠片组46的被包成组的叠片在此径向地包围转子轴42并且轴向地通过两个叠片套48来限定。在叠片组46中布置有至少一个磁体50。叠片组46在其空间布置中在转子轴轴线52中与螺旋式齿部44的区域通过径向轴承容纳部54和布置在其中的第一径向轴承元件56分隔开。转子轴42的、贴靠在径向轴承元件56、57和轴向轴承元件58、60上的表面在此与转子轴42的其余表面相比具有更高的硬度。轴向的轴承元件58、60被铸成板形，其中第一轴向轴承元件58布置在驱动装置壳体25中，而第二轴向轴承元件60布置在壳体上部14中。转子38在转子轴42的端部上分别具有滑动帽（Anlaufpilz）64，其用于支持作用到轴承元件58、60上的支承力。转子38以及定子40通过驱动装置壳体25和第二密封元件68相对于外部环境封闭。

定子40具有：至少一个线圈62，该线圈具有多个绕组；以及未示出的叠片组。线圈62在施加的电压时产生了磁场，该磁场使得转子38围绕转子轴轴线52旋转。线圈62在此可以利用交流电压运行或者进行电子换向。通过转子38的旋转，通过螺旋式齿部44来驱动与阀盘28相连接的圆柱齿轮66（参见图2）。阀盘28具有至少一个开口70，其中通过转动阀盘28，开口70被转动到出口通道20前。根据开口70在出口通道20前的位置来调整阀盘28的通流面。开口70的纵轴线相对于轴30或阀盘28的旋转轴线31错开布置。

在图4和图5中，以截面图或示意图示出了阀1的根据本发明的应急运行方案。图4a和图5a示出了正常运行状态，而在图4b和图5b中示出了应急运行状态。

在正常运行状态中，密封衬套72这样布置在弹簧密封部39和阀盘28之间，使得其轮廓与阀盘28的开口70和/或弹簧密封部39的轮廓对准。由此确保了，冷却液在阀1关闭时在正常运行状态中不能从阀腔26进入到出口通道20中。弹簧74（见图5）、例如螺旋弹簧或板簧等将密封衬套72压靠到解锁元件76上。因此密封衬套72处于其进行锁定的初始位置中并且被阀盘28完全覆盖。在阀盘28和密封衬套72之间的密封性得到确保。

在故障情况下（见图4b和图5b），为电磁体78通电，其与解锁元件76通过衔铁80作用连接。由此将解锁元件76沿电磁体78的方向吸引，并且密封衬套72由于弹簧74的作用到其上的弹簧力而从初始位置沿径向方向移动到紧急运行位置中，于是直接相对于出口通道20释放了在阀盘28和密封衬套72之间的泄漏通道82。替代于电磁体78也可以使用温度调节装置，例如以蜡执行机构（Wachsaktuator）的形式，用于解锁。

最后密封衬套72复位到其进行锁定的初始位置中可以通过机械地位于阀壳体10外部可操作的复位螺栓84来实现。对此，例如通过螺纹与复位螺栓84作用连接的致动块或者说靴形件（Schuh）86克服弹簧74的弹簧力将密封衬套72推回到其初始位置中，直到解锁元件76重新锁定密封衬套72。该锁定在此同样可以通过弹簧力或通过短时间反向极性地为电磁体78通电而实现。替代地也可以考虑机械锁。随后致动块86重新借助于复位螺栓84到达密封衬套72的运动区域外部，以便不会妨碍应急运行方案。

Claims (5)

1.用于控制机动车的加热和/或冷却系统中的冷却介质的体积流量的阀（1），所述阀具有阀壳体（10、12、14、25），所述阀壳体具有至少一个入口通道（18）以及至少一个出口通道（20、22），其中在所述阀壳体（10、12、14）中设有至少一个能围绕轴（30）的轴线（31）旋转地布置的阀盘（28），所述阀盘对在所述阀（1）的所述至少一个入口通道（18）和所述至少一个出口通道（20、22）之间的连接产生影响，其特征在于，在所述至少一个出口通道（20、22）和所述阀盘（28）之间布置有能径向移动的密封衬套（72），通过其能使所述至少一个入口通道（18）和所述至少一个出口通道（20、22）在冷却介质过热的情况下通过密封衬套（72）径向移动而彼此连接。

2.按权利要求1所述的阀（1），其特征在于，所述密封衬套（72）通过弹簧（74）沿所述阀盘（28）的径向方向被预加应力。

3.按权利要求1或2所述的阀（1），其特征在于，所述密封衬套（72）通过解锁元件（76）保持，所述解锁元件在冷却介质过热的情况下借助于和所述解锁元件（76）作用连接的电磁体（78）或温度调节装置来释放所述密封衬套（72）。

4.按权利要求1或2所述的阀（1），其特征在于，所述密封衬套（72）能借助于机械的复位元件（84、86）重新返回到其进行锁定的初始位置中。

5.按权利要求3所述的阀（1），其特征在于，所述密封衬套（72）能借助于机械的复位元件（84、86）重新返回到其进行锁定的初始位置中。