CN111936773A - 密封件和流体阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用在流体阀(2)中的密封件(4)。该密封件(4)具有可弹性变形的第一塑料件(10)和被设计为硬密封元件的第二塑料件(12)，该第二塑料件与第一塑料件(10)连接，其中该第一塑料件(10)和第二塑料件(12)形成了密封组件(4)，该密封组件以在端侧的第一末端(SEI)与流体阀(2)的可调节的阀体(6)密封贴靠并且以在端侧的第二末端(SEII)与流体阀(2)的阀壳体(8)密封贴靠，其中，至少所述在端侧的第一末端(SEI)具有第一端面(SI)，该第一端面带有用于相对于可调节的阀体(6)进行密封的环绕的、凸起的隆起部(15)。本发明还涉及一种具有至少一个这种密封件(4)的流体阀(2)。

Description

密封件和流体阀
技术领域
本发明涉及一种密封件和一种具有这种密封件的流体阀。流体阀在此尤其是指尤其应用在车辆中的冷却水阀。车辆在此是指任意类型的、必须被供给液态和/或气态燃料来运行的车辆，但尤其是指乘用车辆和/或生产用车辆。此外，车辆也可以是部分电动的或全电动的车辆，但尤其是指乘用车辆和/或生产用车辆。
背景技术
这种密封可以有不同作用。它们可以例如用于避免或至少限制所不期望的流体损失。流体在此指的是液态的和/或气态的介质。
发明内容
本发明的目的是，提供一种应用在流体阀中的、尤其是冷却水阀形式的流体阀中的密封件，该密封件应考虑到鉴于已知的在内燃机周围和/或电动机周围的大的温度波动而对长期密封性提出的最高要求。密封件此外还应能够以成本有利的方式制造。
该目的通过权利要求1实现，权利要求1要求保护一种应用在流体阀中的密封件。此外还要求保护一种具有这种密封件的流体阀(参照权利要求18)，以及流体阀作为冷却水阀的应用(参照权利要求20)。本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。
本发明提出了一种应用在流体阀中的密封件。该密封件在此包括：可弹性变形的第一塑料件(第一塑料部)和被设计为硬密封元件的第二塑料件(第二塑料部)，该第二塑料件与第一塑料件连接。第一和第二塑料件在此形成了密封组件，该密封组件以在端侧的第一末端与流体阀的可调节的阀体静态地密封贴靠并且以在端侧的第二末端与流体阀的阀壳体动态地密封贴靠。在此，在端侧的第一末端具有第一端面，该第一端面带有用于相对于可调节的阀体进行密封的环绕的、凸起的隆起部。但在端侧的第二末端也可以具有第二端面，该第二端面带有用于相对于阀壳体进行密封的环绕的、凸起的隆起部。
硬密封元件原则上在此应理解为硬塑料，在密封件被装入流体阀中的状态下，此时阀体对密封件施加压力且由此挤压密封件，该硬塑料本身在与阀体的共同作用中不能够或至少基本上不能够被弹性地压缩。施加到密封件上的压力在此随流体阀的公差范围且由于阀体的调节或致动而改变。
硬密封元件在阀体侧给予了密封件所期望的硬度和滑移性，以便能够与阀体最佳地共同作用。第一塑料件则给予了密封件所期望的可弹性变形性或所期望的弹性特性。硬密封元件可以例如是PTEF塑料(PTFE代表“Polytetrafluorethylen”(聚四氟乙烯))等。第一塑料件则可以例如是EPDM(EPDM代表“Ethylen-Propylen-Dien”(三元乙丙橡胶))等。所提出的密封件解决了开头所提出的任务。
在此还提出，第二塑料件被设计为薄壁结构的形式，该薄壁结构在隆起部的区域中相对于可调节的阀体密封。这有助于节省材料进而节省成本。
根据一种实施方式，第二塑料件至少在隆起部的区域中被成形为与第一塑料件互补，其中第一塑料件伸入到第二塑料件中且由此形成隆起部。这也有助于节省材料进而节省成本。
根据另一实施方式，第二塑料件作为薄的塑料层被硫化到第一塑料件上，从而第一和第二塑料件形成了一件式的塑料件组件。
根据另一实施方式，在第一塑料件中集成有至少一个由塑料和/或金属制成的支承元件。该支承元件在此设计为闭合环绕的。此外，支承元件还具有至少一个固定机构以用于相对于第一塑料件来相对地固定支承元件。
根据另一实施方式，支承元件至少部分地被第一塑料件的塑料注塑包封(嵌件模塑)。另选地，支承元件也可以与第一塑料件仅是接合在一起。在此，第一塑料件被抻拉到第一支承元件上或被压入到该支承元件中。
根据另一实施方式，相对于密封件孔，在第一塑料件处在第一塑料件的内侧或在环绕的内侧上形成有至少一个在流体方面或液压方面增强力的凹部。在此，该凹部适宜地被设计为闭合环绕的。该凹部在此可以有利地由两个相对置的、唇状的、可弹性变形的、在流体方面和/或液压方面增强力的部段限定，这两个部段形成了所述凹部的用于流体的入口。
补充于此，相对于密封件孔，在密封件处在阀体侧并且在外侧可以形成有至少一个唇状的、可弹性变形的、在流体方面或液压方面增强力的部段。在此该唇状的部段适宜地被设计为闭合环绕的。
根据另一实施方式，密封件的第一端面相对于密封件的纵向方向在与阀体的构型相对应的情况下被斜着安置。阀体可以例如至少部分地被形成为柱状和/或球状的。第一端面在此可以与纵向方向围出约45°至75°的角。这有助于密封件的密封效果。
所提出的密封件本身可以例如被设计为圆环状或至少基本上圆环状。但其他与之不同的构型原则上也是可行的并且也可与本公开中所提出的密封原理兼容。
此外提出了一种流体阀，其具有至少一个之前所述类型的密封件以用于密封流体阀的接口区域，该流体阀尤其是能够例如起到混合阀或分配阀的作用的多路阀形式。
此外提出了这种流体阀作为冷却水阀、尤其是车辆的冷却水阀的应用。该冷却水阀在此可以具有混合阀或分配阀的功能。
附图说明
下面参照附图详述本发明。由从属权利要求中和下面对所提出的实施方式的详细描述中得出本发明的其他有利的实施方案。对此示出：
图1示出在流体阀中的根据本发明所提出的密封件的实施方式的剖视图，
图2示出图1中所示的实施方式的放大图，
图3示出图1和图2中所示的支承元件的透视图，
图4示出图1和图2中所示的实施方式的透视剖视图，
图5示出支承元件的俯视图以及透视图，
图6示出图1、图2和图4中示出的密封件的透视图。
具体实施方式
图1和图2示出了流体阀2的剖视图，该流体阀在车辆中被用作冷却水阀(也称作冷却水控制阀或冷却水调节阀)。流体阀2在此可以例如起到混合阀或分配阀的作用。在流体阀2中在可调节的、部分球状的阀体6与阀壳体8之间设有圆环状的、一件式的密封件4。该密封件4在此包括可弹性变形的第一塑料件10以及被设计为硬密封元件的第二塑料件12，该第二塑料件本身以薄的塑料层的形式被硫化到第一塑料件10上。该硬密封元件可以在此例如由PTFE塑料等制成。密封件的在阀体侧的末端SEI在此具有端面SI，该端面具有环绕凸起的隆起部15，该隆起部与阀体6静态地起到密封作用地共同作用且在此线式地和/或面式地进行密封。
塑料层12还在隆起部15的区域中被成形为与塑料件10互补，其中该塑料件10伸入到塑料层12中且由此形成隆起部15。
相对于密封件孔5(参见图6)，在塑料件10处在塑料件10的内侧或在闭合环绕的内侧上形成闭合环绕的、在流体方面增强力的凹部16，该凹部的闭合环绕的、用于流体的入口18由两个相对置的、唇状的、可弹性变形的且在流体方面增强力的部段11、13限定(见图1或图2)。阀体侧的部段13在此在阀体侧被所述塑料层12覆盖。虽然塑料层12本身减小了部段13的可弹性变形性，但是该薄壁部段13起到了在敞开的且柔性的型材意义上的作用且因此相对于阀体6保持了足够的可弹性变形性或围绕横向方向Z-Z的明显可弯曲性，从而该部段13在相应出现流体压力Pa时额外地有助于隆起部15的密封效果。该压力Pa还使得阀壳体侧的部段11朝向阀壳体8弹性变形或围绕横向方向Z-Z明显弯曲，由此额外地有助于在密封件4的阀壳体侧的末端SEII处的动态的密封效果。该压力Pa在形状上扩展了入口18以及进而凹部16。
虽然未在附图中示出，但原则上所述密封件4的在阀壳体侧的末端SEII也可以具有环绕凸起的隆起部的端面SII，该隆起部与阀壳体8动态地起到密封作用地共同作用，且由此线式地和/或面式地进行密封。
此外，相对于密封件孔5，在密封件4处在阀体侧且在外侧形成有闭合环绕的、唇状的、可弹性变形的且在流体方面增强力的部段7，该部段本身在阀体侧被所述的塑料层12覆盖。在此与所述部段13类似地对该部段7而言也适用的是，塑料层12本身虽然减低了部段7的可弹性变形性，但是仍在薄壁的、敞开的且柔性的型材意义上起作用的该部段7相对于阀体6也保持了足够的可弹性变形性或围绕横向方向Z-Z的明显可弯曲性，从而该部段7在相应出现流体压力Pi时额外地有助于隆起部15的密封效果。
密封件4的在阀体侧的端面SI还相对于密封件4的纵向方向X-X在与球状的阀体部段6的构型相对应的情况下被斜着安置(参见如图1或图2)。该端面SI在此可以与纵向方向X-X围出例如45°至75°的角，以便有利于阀体侧的密封效果。
此外，在塑料件10中集成有由塑料或金属制成的被闭合环绕地设计的圆环状的支承元件14，该支承元件有助于密封件4的稳定性(见例如图1、图2或图3)。该支承元件14在此被塑料件10的塑料基本上完全注塑包封。该支承元件14还包括例如四个销状的凸耳14r，这些凸耳均匀地分布在支承元件14的周部上，即彼此错开90°地布置，且相对于密封件孔5从支承元件14在径向外侧或在支承元件14的环绕的外侧上径向向外地凸出。除了各相应凸耳14r的自由末端的端面外，支承元件14完全被塑料件10的塑料注塑包封或被集成到塑料件10中，其中各相应端面例如至少基本上与塑料件10的外侧平齐地终结。这些销状的凸耳14r在此起到了固定机构的作用，用于相对于塑料件10相对地固定支承元件14。除了附图中所示的支承元件14的矩形的横截面形状(见例如图4)之外，原则上也可以想到其他横截面形状，例如圆形的或三角形的横截面形状。通过相应地选择横截面形状能够设定塑料件10的所期望的弹性系数且因此影响密封件4的弹性特性。
虽然在上面的说明中阐述的是示例性的实施方式，但应指出的是，也可以有多种改型方案。此外要指出的是，在这些示例性实施方式中涉及的仅是示例，而非对保护范围、应用方案和构造的限制。而是通过上面的说明给本领域技术人员提供了用于实现至少一个示例性的实施方案的启示，在此能够做出各种改变，尤其是在所述组成部分的功能和布置结构方面做出改变，而不脱离如从权利要求和与其等效的特征组合所得出的保护范围。

Claims (21)

1.一种应用在流体阀(2)中的密封件(4)，具有：
可弹性变形的第一塑料件(10)和被设计为硬密封元件的第二塑料件(12)，该第二塑料件与第一塑料件(10)连接，其中该第一塑料件(10)和第二塑料件(12)形成了密封组件(4)，该密封组件以在端侧的第一末端(SEI)与流体阀(2)的可调节的阀体(6)密封贴靠并且以在端侧的第二末端(SEII)与流体阀(2)的阀壳体(8)密封贴靠，其中，至少所述在端侧的第一末端(SEI)具有第一端面(SI)，该第一端面带有用于相对于可调节的阀体(6)进行密封的环绕的、凸起的隆起部(15)。
2.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述第二塑料件(12)被设计为薄壁结构的形式，该薄壁结构在隆起部(15)的区域中相对于可调节的阀体(6)密封。
3.根据权利要求1或2所述的密封件，其中，所述第二塑料件(12)至少在隆起部(15)的区域中被成形为与第一塑料件(10)互补，其中第一塑料件(10)伸入到第二塑料件(12)中且由此形成隆起部(15)。
4.根据权利要求2或3所述的密封件，其中，第二塑料件(12)作为薄的塑料层被硫化到第一塑料件(10)上。
5.根据权利要求1至4之一所述的密封件，其中，在第一塑料件(10)中集成有至少一个由塑料和/或金属制成的支承元件(14)。
6.根据权利要求5所述的密封件，其中，所述支承元件(14)被设计为闭合环绕的。
7.根据权利要求5或6所述的密封件，其中，所述支承元件(14)具有至少一个固定机构(16)以用于相对于第一塑料件(10)来相对地固定支承元件(14)。
8.根据权利要求5至7之一所述的密封件，其中，所述支承元件(14)至少部分地被第一塑料件(10)的塑料注塑包封。
9.根据上述权利要求之一所述的密封件，其中，相对于密封件孔(5)，在第一塑料件(10)处在内侧形成有至少一个在流体方面增强力的凹部(16)。
10.根据权利要求9所述的密封件，其中，所述凹部(16)被设计为闭合环绕的。
11.根据权利要求9或10所述的密封件，其中，所述凹部(16)由两个相对置的、唇状的、可弹性变形的、在流体方面和/或液压方面增强力的部段(11,13)限定，这两个部段形成了用于流体的入口(18)。
12.根据上述权利要求之一所述的密封件，其中，相对于密封件孔(5)，在密封件(4)处在阀体侧并且在外侧形成有至少一个唇状的、可弹性变形的、在流体方面增强力的部段(7)。
13.根据权利要求12所述的密封件，其中，所述唇状的部段(7)被设计为闭合环绕的。
14.根据上述权利要求之一所述的密封件，其中，密封件(4)的第一端面(SI)相对于密封件(4)的纵向方向(X-X)在与阀体(6)的构型相对应的情况下被斜着安置。
15.根据权利要求14所述的密封件，其中，所述第一端面(SI)与所述纵向方向(X-X)围出约45°至75°的角。
16.根据上述权利要求之一所述的密封件，其中，所述密封件(4)被设计为圆环状或至少基本上为圆环状。
17.根据上述权利要求之一所述的密封件，其中，所述硬密封元件由PTFE塑料制成。
18.一种流体阀，该流体阀具有至少一个根据上述权利要求之一所述的密封件(4)，以用于密封流体阀(2)的接口区域。
19.根据权利要求18所述的流体阀，该流体阀为多路阀的形式。
20.根据权利要求18或19所述的流体阀(2)作为冷却水阀的应用。
21.根据权利要求20所述的应用，其中该流体阀(2)被用作车辆的冷却水阀。
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