CN107975611B

CN107975611B - 阀组件

Info

Publication number: CN107975611B
Application number: CN201711000360.1A
Authority: CN
Inventors: R.吕德斯; U.G.比尔巴尔; A-O.克勒; H.弗里斯
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2021-03-12
Anticipated expiration: 2037-10-24
Also published as: DE102016220876A1; CN107975611A

Abstract

本发明涉及一种阀组件(10)、尤其一种用于调节内燃机的冷却剂循环的调节阀。阀组件(10)具有用于导引流体的流体通道(12)、用于调节流体的流动的阀元件(14)和用于相对阀元件(14)密封流体通道(12)的密封嵌件(16)。在此，密封嵌件(16)具有第一构件(18)和第二构件(20)，其中，仅第一构件(18)与阀元件(14)在接触中且仅第二构件(20)与流体通道(12)在接触中。另外，第一构件(18)构造成密封通管(48)。

Description

阀组件

技术领域

本发明涉及一种阀组件。

背景技术

常规的内燃机通常具有一个或多个用于冷却的冷却剂循环，其中，冷却剂例如可通过带有热交换器的第一冷却剂路径或通过不带有热交换器的第二冷却剂路径被导引。为了调节通过不同的冷却剂路径待导引的冷却剂量通常设置有阀组件、例如旋转滑阀(Drehschieberventile)。阀组件具有可调校的阀元件、例如旋转滑块，其在第一阀位置中开启在流体输入通道与第一流体排出通道之间的通路且在第二阀位置中开启在流体输入通道与第二流体排出通道之间的通路。阀元件的中间位置也是可能的，例如用于可调整最佳的冷却剂温度。

在相应的阀位置中须考虑，流体输入通道的面对阀元件的端部密封地贴靠在阀元件处，从而防止冷却剂前挤至阀组件的非为此设置的区域、例如电子构件并防止其损伤。此外，在闭合的阀位置中冷却剂应不可从流体输入通道经过阀元件处而进一步前挤到阀组件中并且反之亦然。为了该目的，通常设置有在可移动的阀元件与流体输入通道的端部之间起作用的密封组件。

这样的密封组件通常可具有导向套、在轴向上相对导向套可移动的密封套、用于密封在密封套与导向套之间的缝隙的密封件和用于密封套和导向套在轴向上的压开的预紧元件。在此，密封套的形状和阀元件的形状尽可能精确地彼此协调，以便于实现最佳的密封效果。

阀元件通常被壳体包围。在该壳体中，通过切削加工(例如借助于钻孔)可实现在壳体中的空腔，在其中可布置有密封组件。在此，用于最佳密封效果的空腔被精确地匹配于密封组件。

发明内容

本发明的目的基于提供一种阀组件，在其中在流体通道与阀元件之间的过渡在仅较小存在的结构空间的情形中可被密封。

根据本发明，该目的通过根据本发明的阀组件来实现。

相应地，提供了阀组件、尤其用于调节内燃机的冷却剂循环的调节阀。该阀组件具有用于导引流体的流体通道、用于调节流体的流动的阀元件和用于相对阀元件密封流体通道的密封嵌件(Dichteinleger)。另外，密封嵌件具有第一构件和第二构件。在此，仅第一构件与阀元件在接触中且仅第二构件与流体通道在接触中。另外，第一构件构造成密封通管。

通过使密封嵌件被用于相对阀元件密封流体通道，可取消在不适合于常规的密封组件的位置处的常规的密封组件。密封嵌件具有仅两个构件，其可实现密封嵌件的扁平的结构形式。与之相反，常规的密封组件具有密封套、导向套和弹簧。因此，该多件式的常规的密封组件不是扁平的而是具有并不微不足道的结构高度。

有利地，密封嵌件可被使用在对于常规的密封组件而言不存在足够的结构空间的位置处。与之相反，常规的密封组件通常要求圆柱形的结构空间、即尤其钻孔，在该结构空间中包围阀元件的壳体带有一定深度。

另外，密封嵌件同样可总是在钻孔由于缺少的工具通过性不可实现的位置处使用。其可在包围阀元件的壳体中提供区域，该区域对于用于切削加工、也就是说尤其钻孔所合适的工具而言是不可接近的。

有利地，密封嵌件相比常规的密封组件可明显更成本适宜地来制造。另外，当密封嵌件被使用时相比当完全不使用密封件、即仅使用密封缝隙时可更好地避免泄漏。在此，密封缝隙是在阀元件与流体通道之间的尽可能小的缝隙。

密封嵌件具有第一构件和第二构件。在此，第一构件和第二构件可以是密封嵌件的两个在几何上不同的部分区域。相应地，密封嵌件可一体式地或由多个部分件、尤其两个部分件构造成。

通过使仅第一构件与阀元件在接触中，第一构件可构造成，其最优地相对阀元件密封且最优地在阀元件上滑动。第一构件构造成密封通管。有利地，密封通管具有适合于相对阀元件密封密封通管的几何形状。尤其地，密封通管可具有用于相对阀元件的密封的凹形的密封面。

通过使仅第二构件与流体通道在接触中，第二构件可构造成，其最优地相对流体通道密封。

流体通道可将流体导向阀元件或由阀元件导离。相应地，该流体通道是流体输入通道或是流体排出通道。该流体可尤其是冷却剂。

阀元件可被转动，以便于调节流体的流动。另外，密封嵌件布置在流体通道与阀元件之间，以便于密封在流体通道与阀元件之间的通路。

根据一种备选的阀组件，第二构件在面对流体通道的侧面处具有凸起部，由此第一构件被对着阀元件挤压。有利地，凸起部是在阀元件与流体通道之间的结构空间的超过尺寸。因此，借助于密封嵌件可获得良好的密封效果。在此，不仅第二构件对着流体通道而且第一构件对着阀元件良好地密封。

根据一种备选的阀组件，第一构件具有第一种材料而第二构件具有第二种材料。

有利地，密封嵌件可具有两个由不同材料构成的构件。第一构件具有第一种材料且被优化用于相对阀元件的密封和用于在阀元件上的滑动。第二构件具有第二种材料且被优化用于相对流体通道的密封。

密封嵌件的第二构件可具有塑料。就此而言，第二构件可变形，以便于获得相对流体通道的密封。在常规的密封组件的情形中，导向套由金属构成。为了使由金属构成的导向套可相对流体通道密封，切削制成的结构空间、尤其圆柱形的钻孔在形成流体通道的壳体中是必要的。在此必要的是，常规的密封组件和钻孔在几何上彼此精确地协调。由于密封嵌件的使用，对结构空间的几何要求降低。

有利地，可更适宜的是，对于第一和第二构件而言使用不同的材料。如果例如对第二构件的要求小于对第一构件的，那么对于第二构件而言可使用更适宜的材料。

根据一种备选的阀组件，密封通管具有类似软管的插入区域和用于相对阀元件密封的凹形的密封面。借助于类似软管的插入区域，密封通管、即第一构件与第二构件相连接。与之相反，构造密封通管的凹形的密封面，用于相对呈球形的或呈圆柱形的阀元件密封。

根据一种备选的阀组件，第二构件具有通路，第一构件的类似软管的插入区域被插入到该通路中，以便于在径向于该通路的方向上密封第一和第二构件。类似软管的插入区域可大小等于或略大于该通路。尤其地，呈软管状的插入区域的直径可大小等于或略大于该通路的直径。相应地，呈软管状的插入区域在径向上相对该通路密封。

根据一种备选的阀组件，第一构件具有呈环形的贴靠面，第二构件被挤压到该贴靠面上，从而第一构件被按压到阀元件上，以便于相对阀元件密封密封嵌件。通过使第二构件被挤压到第一构件的呈环形的贴靠面上，第一和第二构件彼此相对地在轴向上被密封。在此，该轴向通过第一和第二构件来定义。尤其地，第一构件和/或第二构件可对称于该轴向构造。

另外，第一构件被按压到阀元件上，由此第一构件和阀元件被彼此相对密封。

根据一种备选的阀组件，带有第一和第二构件的密封嵌件以双构件注塑方法来制造。另外，第一和第二构件材料配合地彼此相连接。有利地，第一和第二构件于是基于该制造已密封地彼此连接。以该方式实现在第一与第二构件之间的100%的密封性。

根据一种备选的阀组件，流体通道具有槽，且第二构件借助于在流体通道处的槽被固定。流体通道可由包围阀元件的壳体构成。该槽是例如呈U形的凹槽，其构造在流体通道的面对阀元件的端部处。另外，第二构件可被插入到槽中，从而使得第二构件被固定在流体通道处。流体于是可通过在第二构件中的通路被导引。

根据一种备选的阀组件，第二构件构造成弹性体块，且/或第一构件具有滑动优化的塑料、尤其聚偏氟乙烯(PVDE)或聚四氟乙烯(PTFE)。

弹性体块是一种形状固定的、然而可弹性变形的塑料块，其在拉或压负荷的情形中弹性变形然后却返回到其原来的未变形的形状。有利地，弹性体块可补偿与其可被插入到其中的槽的理想形状的一定的偏差。因此，与使用常规的密封组件的情形相反，精确的圆柱形钻孔不是必要的。

根据一种备选的阀组件，第一构件具有裙板(Schürze)，以便于防止阀元件的棱边与第一构件的钩住。该裙板构造在第一构件的在阀元件的方向上指向的端部的边缘区域处。在此，裙板是拱形的截段，该截段在由阀元件的方向上引离。通过裙板可防止，在旋转阀元件的情形中阀元件的开口的棱边与第一构件钩住。

本发明的另外的可能的实施方案同样包括先前或下面所描述的特征的未详细提及的组合。在此，专业人士同样可将单个方面添加为对于本发明的相应的基本形式的改善或补充。

附图说明

本发明的另外的有利的设计方案和方面是本发明的下面所描述的示例的对象。下面借助附图对本发明作进一步说明。其中：

图1 显示了穿过阀组件的截面的透视视图，

图2 显示了根据图1的密封嵌件的透视视图，

图3 显示了根据图2的密封嵌件的分解视图，

图4 显示了图2的密封嵌件沿着线IV-IV的透视的截面视图，且

图5 显示了壳体的透视视图，在该壳体中形成流体通道。

附图标记列表

10 阀组件

12 流体通道

14 阀元件

16 密封嵌件

18 第一构件

20 第二构件

22 常规的密封组件

24 壳体

26 另外的流体通道

28 密封套

30 导向套

32 预紧元件

34 密封件

36 圆柱形钻孔

38 槽

40 第二构件的侧面

42 凸起部

44 裙板

46 棱边

48 密封通管

50 类似软管的插入区域

52 凹形的密封面

54 通路

56 轴线

58 轮缘

60 呈环形的贴靠面

62 第二构件的边缘

64 槽的内壁

66 圆柱形的钻孔

68 轴线。

具体实施方式

在附图中，相同或功能相同的元件设有相同的附图标记。此外应注意，在附图中的图示不必符合尺寸比例。

图1显示了穿过阀组件10的截面的透视视图。阀组件10具有流体通道12、阀元件14和密封嵌件16。在此，流体通道12可将流体导向阀元件14或由阀元件14导离。借助于阀元件14，流体的流动可以通过转动阀元件14而被控制。密封嵌件16用于在流体通道12与阀元件14之间的密封。另外，阀组件10可以是用于调节内燃机的冷却剂循环的调节阀。相应地，该流体可以是冷却剂。

密封嵌件16具有由第一材料构成的第一构件18和由第二材料构成的第二构件20。在此，仅第一构件18与阀元件14在接触中且仅第二构件20与流体通道12在接触中。因此第一材料可被协调成，使得第一构件18相对阀元件被良好地密封或者良好地在阀元件14上滑动。另外，第二材料可被协调成，第二构件20良好地相对流体通道12密封。

备选地，密封嵌件16可一体式地由唯一的材料构造成。

额外于阀组件10，在图1中还显示了常规的密封组件22和壳体24。在此，常规的密封组件22用于阀元件14相对另一流体通道26的密封。

常规的密封组件22具有密封套28、导向套30、预紧元件32和密封件34。导向套30可部分处在密封套28内。在此，导向套30和密封套28呈圆柱形地围绕中轴线68构造。另外，导向套30和密封套28沿着轴线68可彼此相对移动。

借助于预紧元件24，导向套30和密封套28可在轴线68的方向上被相互压开，从而使得导向套30为了密封对着另一流体通道26被挤压并且密封套28为了密封对着阀元件14被挤压。借助于密封件34，密封套28和导向套30可被彼此相对密封。

常规的密封组件22的结构形式要求在壳体24中的圆柱形的钻孔36。此外，由金属构成的导向套30为了密封而碰到另外的流体通道26上。为了可形成密封的接触，壳体24的切削加工是必要的。

与此相对，密封嵌件16为了密封仅被插入到槽38中。另外，密封嵌件16相比常规的密封组件22可明显更扁平地构造。

另外，第二构件20在其面对流体通道12的侧面40处具有凸起部42。凸起部42是对于现存的结构空间而言的超过尺寸。由此，第二构件20密封地对着流体通道12被按压，第二构件20密封地对着第一构件18被按压且第一构件18密封地对着阀元件14被按压。相应地，通过密封嵌件16达成相应的类似于常规的密封组件22的功能，例如相对流体通道12,26的密封、在装置内的密封和相对阀元件14的密封。借助于凸起部42同样实现必要的进给力或者挤压力，以其将第一构件18挤压到阀元件14上。

如图1进一步显示的那样，密封嵌件16的第一构件18可具有裙板44。裙板44用于防止阀元件14的开口的棱边46与第一构件18的钩住。在此，裙板44布置在第一构件18的在阀元件14的方向上指向的端部处。此外，裙板44在流体通道12的方向上被弯曲。

图2显示了图1的密封嵌件16的透视视图。第一构件18和第二构件20被示出。

图3显示了图2的密封嵌件16的分解视图。第一构件18和第二构件20相应地彼此分开地示出。如在图3中可见的那样，第一构件18可构造成密封通管48。另外，密封通管48可具有类似软管的插入区域50和凹形的密封面52。在此，凹形的密封面52构造用于相对阀元件14密封密封通管48。

图4显示了图2的密封嵌件16沿着线IV-IV的透视的截面视图。第二构件20具有通路54，通过其可导引流体。通路54定义了轴线56。密封通管48的类似软管的插入区域50被插入到第二构件20的通路54中。类似软管的插入区域50的直径可大小等于或略大于通路54的直径。由此，类似软管的插入区域50相对通路54、即第一构件18相对第二构件20在径向于轴线56的方向上被密封。

密封通管48在面对阀元件14的端部处具有轮缘58。在轮缘58的面对流体通道12的侧面上，密封通管48具有呈环形的贴靠面60。由于在面对流体通道12的侧面40上的凸起部42，第二构件20被挤压到呈环形的贴靠面60上。由此，一方面第一和第二构件18,20被彼此相对密封且另一方面凹形的密封面52被按压到阀元件14上，以便于相对阀元件14密封密封嵌件16。借助于呈环形的贴靠面60，沿着轴线56作用到阀元件14上的进给力或者挤压力相应地同样被用于实现在第一与第二构件18,20之间的密封。

第一构件18可具有滑动优化的塑料。尤其地，该塑料可以是聚偏氟乙烯(PVDE)或聚四氟乙烯(PTFE)。另外，第二构件20可构造成弹性体块。由此，第二构件20是弹性的且可借助于凸起部42产生到阀元件14上的进给力或者挤压力。在此，进给力或者挤压力由弹性体块的变形得出。

密封嵌件16借助于两个彼此分开的构件18,20的实现使得实际每个材料组合的使用成为可能。备选地，密封嵌件16可以双构件注塑方法来制造。在该情况中，第一和第二构件18,20材料配合地彼此相连接。由此得出在第一与第二构件18,20之间的100%密封性。

图5显示了壳体24的透视视图，在该壳体中构成流体通道12。在此，流体通道12可借助于壳体24的切削加工而在壳体24中构造成。备选地，流体通道12由延伸穿过壳体24的管子构成。

根据图5中示出的例子，流体通道12在其面对阀元件14的端部处具有槽38。槽38可借助于壳体24的切削加工在壳体24中构造成。在此，槽38可尤其呈U形，从而使得密封嵌件16可被推入到槽38中。由此尤其可能的是，将第二构件20固定在流体通道12处。相应地，通路54被如此地定位，使得通路54和流体通道12传导地相连接。

密封嵌件16被如此地插入到槽中，使得第二构件20(参见图3)的边缘62、也就是说环形的轮廓与槽38的内壁64(参见图5)密封地相连接。备选地，第二构件20同样可以面对流体通道12的侧面40轴向对着壳体24的相应的贴靠面被挤压，以便于因此实现轴向的密封。尤其地于是可完全取消壳体24的切削加工。如在图5中示出的那样，可被插入到槽38中的密封嵌件16需要比可被添入到圆柱形钻孔66中的常规的密封组件22更少的结构空间。

Claims

1.阀组件(10)，具有

- 用于导引流体的流体通道(12)，

- 用于调节所述流体的流动的阀元件(14)，和

- 用于相对所述阀元件(14)密封所述流体通道(12)的密封嵌件(16)，

其特征在于，所述密封嵌件(16)具有仅两个构件即第一构件(18)和第二构件(20)，其中，仅所述第一构件(18)与所述阀元件(14)在接触中且仅所述第二构件(20)与所述流体通道(12)在接触中，

其中，所述第一构件(18)构造成带有插入区域(50)的密封通管(48)且所述第二构件(20)具有通路(54)，所述插入区域(50)被插入到所述通路中。

2.根据权利要求1所述的阀组件，其特征在于，所述第二构件(20)在面对所述流体通道(12)的侧面(40)处具有凸起部(42)，由此所述第一构件(18)被对着所述阀元件(14)挤压。

3.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述第一构件(18)具有第一种材料而所述第二构件(20)具有第二种材料。

4.根据前述权利要求1至2中任一项所述的阀组件，其特征在于，所述密封通管(48)具有类似软管的插入区域(50)和用于相对所述阀元件(14)密封的凹形的密封面(52)。

5.根据权利要求4所述的阀组件，其特征在于，所述第二构件(20)具有通路(54)，所述第一构件(18)的类似软管的插入区域(50)被插入到所述通路中，以便于在径向于所述通路(54)的方向上密封所述第一构件和第二构件(18,20)。

6.根据前述权利要求1至2中任一项所述的阀组件，其特征在于，所述第一构件(18)具有呈环形的贴靠面(60)，所述第二构件(20)被挤压到所述贴靠面上，从而所述第一构件(18)被按压到所述阀元件(14)上，以便于相对所述阀元件(14)密封所述密封嵌件(16)。

7.根据权利要求1或2所述的阀组件，其特征在于，所述第一构件和第二构件(18,20)彼此材料配合地相连接。

8.根据权利要求7所述的阀组件，其特征在于，带有所述第一构件和第二构件(18,20)的密封嵌件(16)以双构件注塑方法来制造，从而使得所述第一构件和第二构件(18,20)彼此材料配合地相连接。

9.根据前述权利要求1至2中任一项所述的阀组件，其特征在于，所述流体通道(12)具有槽(38)且所述第二构件(20)借助于所述槽(38)被固定在所述流体通道(12)处。

10.根据前述权利要求1至2中任一项所述的阀组件，其特征在于，所述第二构件(20)构造成弹性体块，且/或所述第一构件(18)具有滑动优化的塑料。

11.根据权利要求10所述的阀组件，其特征在于，所述滑动优化的塑料为PVDE或PTFE。

12.根据前述权利要求1至2中任一项所述的阀组件，其特征在于，所述第一构件(18)具有裙板(44)，以便于防止所述阀元件(14)的棱边(46)与所述第一构件(18)的钩住。

13.根据前述权利要求1至2中任一项所述的阀组件，其特征在于，所述阀组件(10)为用于调节内燃机的冷却剂循环的调节阀。