CN115539664A - 用于旋转滑阀的密封元件和具有这样的密封元件的旋转滑阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于旋转滑阀(20)的密封元件(10)，其包括：内套筒区段(11)和外套筒区段(12)，其中，内套筒区段(11)径向布置在外套筒区段(12)内并形成用于流体的导引穿过的流体通道；第一密封区段(13)，该第一密封区段用于抵着旋转滑阀(20)的旋转滑移件(22)贴靠，其中，第一密封区段(13)将内套筒区段(11)和外套筒区段(12)在内套筒区段和外套筒区段的第一轴向端部区段处如此相互连接，以便在内套筒区段(11)和外套筒区段(12)之间形成具有环形自由空间(14)的环绕的U形型材；以及第二密封区段(15)，该第二密封区段用于将联接接管(30)相对旋转滑阀(20)的壳体(21)密封，其中，第二密封区段(15)环绕地布置在外套筒区段(12)的第二轴向端部区段处并从该第二轴向端部区段径向向外延伸。还说明了一种具有这样的密封元件(10)的旋转滑阀(20)。

Description

用于旋转滑阀的密封元件和具有这样的密封元件的旋转滑阀
技术领域
本发明涉及一种用于旋转滑阀(Drehschieberventil)的密封元件。此外，本发明涉及一种旋转滑阀，其具有壳体和容纳在壳体中的旋转滑移件，其中，壳体具有多个引导至旋转滑移件的流体开口，所述流体开口可选择性地根据旋转滑移件的位置经由旋转滑移件相互连接并通过旋转滑移件彼此阻断。
背景技术
为了避免从旋转滑阀旁边泄漏到壳体中，通常在壳体的流体开口和旋转滑移件之间设置有密封元件，所述密封元件抵着大多球形或柱形构造的旋转滑移件的外周缘挤压。对此的示例可以在DE 10 2016 104 183 A1和EP 3 290 757 A1中找到。
到壳体的流体开口处联接有引导流体的管路或软管。这通常借助单独的联接接管来实现，这些联接接管必须相对壳体密封。就此而言，常常使用O形环作为密封元件。
为了避免这样的O形环，也可以将联接接管与壳体材料配合地连接。然而，由此限制了服务能力和循环利用能力。
由DE 10 2016 219 574 A1已知一种用于呈栓塞形式的旋转滑阀的密封元件，该密封元件具有用于抵着旋转滑移件贴靠的密封区段。此外，栓塞构造用于联接管路或软管的插头区段(Zapfenabschnitt)。插头区段插入到管路或软管中并具有环绕的隆起部，管路或软管形状配合和/或夹紧地保持在该隆起部处。
此外，栓塞固定在旋转滑阀的壳体处的突出部处。这些突出部必须特地装设在壳体处并相应地相对壳体密封。突出部的固定通常通过压力连接进行，该压力连接附加地通过密封粘合剂支撑。这在装配技术上是非常耗费的。
发明内容
以此为出发点，本发明任务在于，给出用于密封旋转滑阀的备选方案，所述备选方案在装配技术上是简单的并且不损害服务能力和循环利用能力。
该任务通过根据本发明的用于旋转滑阀的密封元件来解决。根据本发明的密封元件包括：内套筒区段和外套筒区段，其中，内套筒区段径向布置在外套筒区段内并形成用于流体的导引穿过的流体通道；第一密封区段，该第一密封区段用于抵着旋转滑阀的旋转滑移件贴靠，其中，第一密封区段将内套筒区段和外套筒区段在其第一轴向端部处如此相互连接，以便在内套筒区段和外套筒区段之间形成具有环形自由空间的环绕的U形型材；以及第二密封区段，该第二密封区段用于将联接接管相对旋转滑阀的壳体密封，其中，第二密封区段环绕地布置在外套筒区段的第二轴向端部处并从该第二轴向端部径向向外延伸。
根据本发明的密封元件实现了管路和软管到旋转滑阀处的可脱开的且因此服务和回收友好的连结，它们可以经由联接接管连结，因为密封元件避免了这样的联接接管在旋转滑阀的壳体处的材料配合的连结。密封元件承担联接接管与旋转滑阀的壳体之间的密封，因此与DE 10 2016 219 574 A1相比，能以粘合代替就此而言描述的压连接。此外，密封元件适合于相对旋转滑移件密封。旋转滑阀从流体联接部直至旋转滑移件的整个密封需求因此通过唯一的构件实现，该构件此外能够以非常小的耗费装配。
因此，第一密封区段例如可以构造为环绕的环形隆起部，以便实现相对旋转滑移件的可靠密封。这样的环形隆起部具有足够的弹性来补偿旋转滑移件的可能的形状和位置公差以及由于作用在该旋转滑移件处的力而引起的偏差。
在一种实施变型中，环形隆起部可以具有圆形的型材横截面。
根据本发明的另一种特别的实施方式，内套筒区段具有恒定的壁厚并在其第一轴向端部处沿外套筒区段的方向以曲率弧终止，以便在其曲率区域中形成第一密封区段。在此，曲率弧的端部在折弯部中过渡到具有恒定壁厚的外套筒区段中，其中，在曲率弧处的最小曲率半径是折弯部的曲率半径的多倍。第一密封区段的这种设计使第一密封区段能够特别好地紧靠到旋转滑移件的圆形的外轮廓处，该外轮廓通常为球形或柱形。
此外，第一密封区段可以在其外侧处具有由减小摩擦的材料构成的覆层。如果对于密封元件使用如下材料，所述材料的摩擦系数对于旋转滑移件而言稍微过高，或者期望旋转滑移件的特别好的灵活性，那么这尤其可以是有利的。
备选地，密封元件同样可以由减小摩擦的材料制成，例如由热塑性弹性体(TDE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)制成。在没有覆层的情况下，密封元件也可以由摩擦优化的弹性体、例如氟化EPDM制成。
根据本发明的另一种特别的实施方式，第二密封区段构造为环形隆起部，该环形隆起部布置在外套筒区段的外周缘处。经由这样的环形隆起部可以实现在联接接管与旋转滑阀的壳体之间的良好的密封作用。
原则上，密封元件可以旋转对称地实施。由此保证密封元件不发生安装错误。这尤其在贴靠到球形的旋转滑移件处时是有利的。然而，例如第一密封区段的轮廓也可以设计为用于密封地贴靠到柱形外周缘处。
上述任务此外通过根据本发明的旋转滑阀解决。该旋转滑阀包括：壳体、容纳在壳体中的旋转滑移件，其中，壳体具有多个引导至旋转滑移件的流体开口，所述流体开口可选择性地根据旋转滑移件的位置经由旋转滑移件相互连接并通过旋转滑移件彼此阻断；以及上述至少一个密封元件，其中，具有第一密封区段的密封元件指向旋转滑移件，以便在流体开口的阻断位置中抵着旋转滑移件的外周缘密封地贴靠，而第二密封区段安放在围绕流体开口的在壳体侧的环形面上并可通过联接接管挤压成抵着该环形面密封贴靠。旋转滑阀特征在于在装配技术上的简单的密封。旋转滑阀还具有良好的服务能力和循环利用能力。
根据旋转滑阀的一种特殊实施方式，在壳体处的流体开口处固定有联接接管，该联接接管具有环形凹槽，并且内套筒区段的自由轴向端部区段保持在凹槽中，使得内套筒区段形成从联接接管到旋转滑移件的流体通道。通过凹槽使流体通道稳定，使得内套筒区段可以薄壁地实施。
外部和内部密封在唯一的构件中的组合允许旋转滑阀的服务和回收友好的构造，同时减少装配耗费，因为构件数量减少。
附图说明
下面借助附图中所示的实施例更详细地阐释本发明。其中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的用于旋转滑阀的密封元件的剖视图，
图2示出了具有根据图1的密封元件的旋转滑阀，
图3示出了根据本发明的第二实施例的用于旋转滑阀的密封元件的剖视图，以及
图4示出了具有根据图3的密封元件的旋转滑阀。
具体实施方式
图1至图4中的实施例分别涉及用于旋转滑阀20的密封元件10以及还涉及具有这样的密封元件10的旋转滑阀20。
旋转滑阀20可以例如但不限于在用于控制和调节机动车处的不同的冷却剂回路的热管理模块的框架内使用。
旋转滑阀20通常具有壳体21，在该壳体中容纳有旋转滑移件22。如图2和图4中所示，壳体21具有多个引导至旋转滑移件22的流体开口23，所述流体开口要么属于壳体21内的内部通道，要么联接到外部的管路或软管处。
流体开口23可选择性地根据旋转滑移件22的位置经由旋转滑移件22彼此连接并通过旋转滑移件22彼此阻断。
旋转滑移件22在此可以是球形地或柱形地实施并在其外周缘处具有相应的开口并在其内部具有相应的流体通道。由此，例如可以将冷却剂流分配到不同的回路上和/或可以调整冷却剂通过量。
为了避免泄漏到壳体21中，需要朝向旋转滑阀22的密封。
为此，设置开头提到的密封元件10，该密封元件在下面应更详细地阐释。该密封元件10布置在壳体21的流体开口23中并抵着旋转滑阀22的外周缘的区段密封地贴靠。该密封元件还通过联接接管30固定在壳体21处。
密封元件10包括内套筒区段11和外套筒区段12。内套筒区段11在此径向布置在外套筒区段12内并形成用于流体的导引穿过的流体通道。
此外，密封元件10包括用于抵着旋转滑移件22贴靠的第一密封区段13。该第一密封区段13将内套筒区段11和外套筒区段12在内套筒区段和外套筒区段的第一轴向端部区段处如此相互连接，以便形成环绕的U形型材。内套筒区段11和外套筒区段12在型材横截面中(如图1和图3中所示)分别形成U形形状的支腿。在内套筒区段11与外套筒区段12之间形成有环形自由空间14。
内套筒区段11和外套筒区段12优选地彼此同心地布置。
两者都可以圆环形地实施。然而，其他环绕形状、例如椭圆形或多边形也是可能的。
支腿在此可以彼此平行。但是，考虑到简单脱模，轻微的倾斜也是可能的，使得支腿之间的间距随着远离第一密封区段13而稍微增加。然后在型材方面形成轻微的V形形状，当前该V形形状为了简单起见也仍被视为U形形状。此外，经由支腿的倾斜可以调整在抵着旋转滑移件22的贴靠方面的弹簧特征线。
此外，根据图1和图3的实施例的密封元件10包括第二密封区段15，该第二密封区段用于将联接接管30相对旋转滑阀20的壳体21密封。
第二密封区段15环绕地布置在外套筒区段12的第二轴向端部区段处，即环绕地布置在与第一密封区段13相对而置的轴向端部区段处，并且从外套筒区段12径向向外延伸。
第二密封区段15可以构造为具有类似于O形环的圆形型材横截面的环绕的环形隆起部。然而，对于该环绕的环形隆起部，其他型材横截面形状也是可能的。
在密封元件10的安装状态下，该第二密封区段15被夹紧在联接接管30处和壳体21处的相应的密封面之间，以便使壳体21相对联接接管30密封。
密封元件10与此相应地具有双重密封功能。一方面，该密封元件用于在流体开口23的阻断位置中以其第一密封区段13抵着旋转滑移件22的外周缘密封地贴靠，使得流体不能够从旋转滑移件22旁边经过而到达壳体21中，而第二密封区段15安放在围绕流体开口24的在壳体侧的环形面24上并可以通过联接接管30挤压成抵着该环形面24密封贴靠。这实现联接接管30相对壳体21的密封。
为此，联接接管30例如可以被拧入到流体开口23中。为此，在壳体21处可以构造有相应的螺纹25。然而，联接接管30在壳体21处的固定也能够以其他方式，例如借助于卡口或通过压挤进行。在任何情况下，两者之间的密封通过同一个构件、即通过密封元件10实现，该密封元件也引起相对旋转滑移件22的密封。
在联接接管30处能够以常规方式固定有管路或软管。必要时，联接接管30也可以一件式地集成到管路或软管中。
在图1中所示的第一实施例中，密封元件10的第一密封区段13构造为环绕的环形隆起部16。如图所示，该环形隆起部16可以具有圆形的型材横截面。然而，对于环形隆起部16，其他型材横截面也是可能的。与实施为具有恒定壁厚或至少近似恒定壁厚的薄壁的壁区段的内套筒区段11和外套筒区段12相比，密封元件10在环形隆起部16处构造明显的材料加厚部。
在图3中所示的第二实施例中，避免了在第一密封区段13的区域中的这样的材料加厚部。而是，在此也具有至少近似恒定的壁厚的内套筒区段11在其第一轴向端部处17沿外套筒区段12的方向以曲率弧终止。在此，在曲率弧17的曲率区域中形成第一密封区段13。
曲率弧17的端部在折弯部18中过渡到外套筒区段12中，该外套筒区段具有至少近似恒定的壁厚，理想地相应于内套筒区段11的壁厚。当前，具有很窄的曲率半径的弯曲部理解为折弯部18。相应地，曲率弧17处的最小曲率半径是折弯部18的曲率半径的多倍。第一密封区段13处的曲率朝向内套筒区段11比朝向外套筒区段12明显更软。这有利于在旋转滑移件22的倒圆的外周缘处的特别良好的紧靠。
通过内套筒区段11和外套筒区段12(其两者都支撑在联接接管30处)的薄壁设计不仅在根据图1的第一实施例中而且在根据图3的第二实施例中都确保了弹簧方式的可弹性变形性，使得第一密封区段13始终弹性地挤压成抵着旋转滑移件22的密封贴靠，并且可以补偿可能的形状和位置偏差，而不损害密封作用。
密封元件10可以作为优选地一件式的构件例如由弹性体、如三元乙丙橡胶(EPDM)制成。
然而，为了减少在与旋转滑移件22接触时的摩擦，密封元件10可以至少在第一密封区段13的区域中在其与旋转滑移件22进行接触的外侧处设有覆层19，该覆层由减少摩擦的材料、例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)构成。
摩擦优化可以例如通过由聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等构成的材料配合地施加的薄膜实现，如这在图1中所示出的那样。
根据图3，由聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等构成的材料配合地连接的罩盖也可以用作覆层19。
此外可能的是，密封元件10整体由减少摩擦的材料、例如热塑性弹性体(TDE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)制成。
密封元件10也可以由摩擦优化的弹性体、例如氟化EPDM制成。在此，同样可以省却减小摩擦的覆层19。
图1和图3中所示的实施例的密封元件10是旋转对称的，并且因此特别适用于球形的旋转滑移件22的密封。然而，旋转滑移件22的非旋转对称的设计也是可能的，例如当使用柱形旋转滑移件22时。在这种情况下，第一密封区段13的轮廓部尤其沿周向方向为了密封贴靠而与柱形外周缘相适配。
在装配时，将密封元件10置入到壳体21的相关流体开口23中，使得第一密封区段13可以在阻断位置中抵着旋转滑移件22贴靠。第二密封区段15在此安放在壳体侧的环形面24上。通过将联接接管30插入到流体开口23中，将密封元件10固定在壳体21处。在此，第二密封区段15被压缩，由此在联接接管30和壳体21之间产生密封。
在对此的一种改型方案中，密封元件10也可以首先预装配在联接接管30处并与该联接接管共同插入到流体开口23中。
联接接管30可以在其指向壳体21的端侧31处具有环形凹槽32，内套筒区段11的否则自由的轴向端部区段保持在该凹槽中。这有利于弹簧作用。此外，内套筒区段11由此形成从联接接管30直至旋转滑移件22的连续的流体通道。
联接接管30的端侧31处的另外的凹槽33可以固定外套筒区段12的第二轴向端部，以便支持针对第二密封区段15的限定的位置固定。此外，由此可以实现联接接管30处的自保持的预固定。
在所示实施例的改型方案中，第一密封区段13和第二密封区段15之间的轮廓、即内套筒区段11和外套筒区段12的造型可以任意改变，必要时也可以非旋转对称地改变。
此外，可以省却内套筒区段11在联接接管30处的支撑。
上面借助实施例和另外的改型方案更详细地阐释本发明。实施例和改型方案用于证明本发明的可实施性。上面已经在其他单个特征的上下文中阐释的单个技术特征也可以独立于这些单个特征以及与其他单个特征相结合地实现，即使这没有明确描述，只要这在技术上是可能的。因此，本发明明确地不限于具体描述的实施例，而是包括由权利要求限定的所有设计方案。
附图标记列表
10密封元件
11内套筒区段
12外套筒区段
13第一密封区段
14自由空间
15第二密封区段
16环形隆起部
17曲率弧
18折弯部
19覆层
20旋转滑阀
21壳体
22旋转滑移件
23流体开口
24环形面
25螺纹
30联接接管
31端侧
32凹槽
33另外的凹槽。

Claims (13)

1.一种用于旋转滑阀(20)的密封元件(10)，其特征在于
内套筒区段(11)和外套筒区段(12)，其中，所述内套筒区段(11)径向布置在所述外套筒区段(12)内并形成用于流体的导引穿过的流体通道，
第一密封区段(13)，所述第一密封区段用于抵着所述旋转滑阀(20)的旋转滑移件(22)贴靠，其中，所述第一密封区段(13)将所述内套筒区段(11)和所述外套筒区段(12)在所述内套筒区段和所述外套筒区段的第一轴向端部区段处如此相互连接，以便在所述内套筒区段(11)和所述外套筒区段(12)之间形成具有环形自由空间(14)的环绕的U形型材，以及
第二密封区段(15)，所述第二密封区段用于将联接接管(30)相对所述旋转滑阀(20)的壳体(21)密封，其中，所述第二密封区段(15)环绕地布置在所述外套筒区段(12)的第二轴向端部区段处并从所述第二轴向端部区段径向向外延伸。
2.根据权利要求1所述的密封元件(10)，其特征在于，所述第一密封区段(13)构造为环绕的环形隆起部(16)。
3.根据权利要求1所述的密封元件(10)，其特征在于，所述内套筒区段(11)具有恒定的壁厚并在其第一轴向端部区段处沿所述外套筒区段(12)的方向以曲率弧(17)终止并在其曲率区域中形成所述第一密封区段(13)，其中，所述曲率弧(17)的端部在折弯部(18)中过渡到具有恒定壁厚的外套筒区段(12)中，其中，所述曲率弧(17)处的最小曲率半径是所述折弯部(18)的曲率半径的多倍。
4.根据权利要求2或3所述的密封元件(10)，其特征在于，所述第一密封区段(13)在其外侧处具有由减小摩擦的材料构成的覆层(19)。
5.根据权利要求2或3所述的密封元件(10)，其特征在于，所述密封元件(10)由热塑性弹性体(TDE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)构成或者由摩擦优化的弹性体、如氟化EPDM制成。
6.根据权利要求1所述的密封元件(10)，其特征在于，所述第二密封区段(15)构造为环形隆起部，所述环形隆起部布置在所述外套筒区段(12)的外周缘处。
7.根据权利要求1所述的密封元件(10)，其特征在于，所述密封元件(10)旋转对称地构造。
8.根据权利要求1所述的密封元件(10)，其特征在于，所述第一密封区段(13)的轮廓设计为用于密封地贴靠到柱形外周缘处。
9. 一种旋转滑阀(20)，其包括：
壳体(21)，和
旋转滑移件(22)，所述旋转滑移件容纳在所述壳体(21)中，
其中，所述壳体(21)具有多个引导至所述旋转滑移件(22)的流体开口(23)，所述流体开口能够选择性地根据所述旋转滑移件(22)的位置经由所述旋转滑移件(22)相互连接并通过所述旋转滑移件(22)彼此阻断，
其特征在于
根据权利要求1所述的至少一个密封元件(10)，其中，具有所述第一密封区段(13)的密封元件(10)指向所述旋转滑移件(22)，以便在流体开口(23)的阻断位置中抵着所述旋转滑移件(22)的外周缘密封地贴靠，而所述第二密封区段(15)安放在围绕所述流体开口(23)的在壳体侧的环形面(24)上并能够通过联接接管(30)挤压成抵着所述环形面(24)密封地贴靠。
10.根据权利要求9所述的旋转滑阀(20)，其特征在于，在所述流体开口(23)处固定有联接接管(30)，所述联接接管具有环形凹槽(32)，并且所述内套筒区段(11)的自由轴向端部区段保持在所述凹槽(32)中，使得所述内套筒区段(11)形成从所述联接接管(30)直至所述旋转滑移件(22)的流体通道。
11.根据权利要求10所述的旋转滑阀(20)，其特征在于，所述联接接管(30)的端侧(31)处的另外的凹槽(33)固定所述外套筒区段(12)的第二轴向端部。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的旋转滑阀(20)，其特征在于，在所述内套筒区段(11)与所述外套筒区段(12)之间形成有环形自由空间(14)。
13.根据权利要求12所述的旋转滑阀(20)，其特征在于，所述第一密封区段(13)以环绕的环形隆起部(13)和曲率弧(17)中的一个抵着所述旋转滑移件(22)贴靠。
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