CN116761952A - 阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制特别是在车辆的冷却剂回路中的流体流的阀(1)、特别是膨胀阀,带有壳体(2),壳体带有至少一个第一和第二连接开口(10、10a、10b),至少一个第一和第二连接开口通入到壳体(2)的阀室(3)中,其中,在阀室(3)中阀元件(4)以能围绕转动轴线(5)转动的方式被支承,其中,在阀元件(4)的外表面(8)处设置有两个彼此间隔开的贯通开口(13a、13b),贯通开口通过通道(12)相互连接,其中,在阀元件(4)的外表面(8)处加工有至少一个盲凹槽(15、15a、15b)。建议,至少一个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)构造在阀元件(4)的外表面(8)处,旁通开口通过旁通通道(37、37a、37b、38、38a、38b)与通道(12)连接,并且旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)具有比贯通开口(13a、13b)更小的横截面。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制流体流的阀。
背景技术
已知一些用于控制流体流的阀。
发明内容
本发明的任务在于,为控制流体流提供一种更好的阀,尤其应当提供一种使得能实现对质量流量的更好的可控性的阀。
本发明的任务通过一种按照权利要求1所述的阀解决。
在从属权利要求中说明了阀的进一步的实施方式。
所建议的阀可以用于控制质量流量、特别是流体流、优选流体、例如冷却剂。阀优选涉及尤其是用于使用在特别是车辆的冷却剂回路中的膨胀阀。
阀具有带至少一个第一和第二连接开口的壳体。连接开口通入到构造在壳体内部的阀室中。在阀室中阀元件以能围绕转动轴线转动的方式被支承。阀元件具有通道,该通道例如构造成特别是柱筒形的贯通钻孔,贯通钻孔用第一和第二贯通开口通入到阀元件的外表面中。此外,在外表面中,与至少一个、特别是所有的贯通开口间隔开地加工有至少一个盲凹槽。
此外,阀元件通过驱动元件围绕转动轴线在壳体中能转动地布置。
阀元件有利地具有至少一个旁通开口。旁通开口构造在阀元件的外表面处。优选构造有多个、特别是四个旁通开口。旁通开口分别借助旁通通道与所述通道连接。旁通通道通入到所述通道中。
旁通开口的横截面有利地小于贯通开口的横截面。旁通开口的横截面分别有利地小于最小的贯通开口的横截面。
得出了一种阀,它的液压的横截面积在转动角范围内特别是基本上单调地增加或下降。优选构造有多个转动角范围,在所述转动角范围内,液压的横截面积分别、特别是基本上单调地增加或下降。为了在机动车中的现代的热泵系统中和与之相连的冷却剂回路中控制膨胀,需要转动角范围的这种特别是基本上线性的走向变化。
一种有利的扩展设计方案的特征在于,连接开口分别具有阀座,阀座尤其将连接开口相对间隙密封。优选阀座尤其具有密封圈。密封圈特别是由塑料、尤其是密封材料、特别是橡胶制成。间隙构造在阀元件和壳体、特别是壳体内壁之间。有利地防止了不期望的绕流。阀座有利地具有和连接开口的圆周边缘一样的形状,阀座布置在圆周边缘处。阀座也很重要,以便能完全闭锁阀。当在连接开口和贯通开口、旁通开口或盲凹槽之间不存在任何重合时,尤其就是这样的情形。
一种有利的扩展设计方案在于,盲凹槽不具有与贯通开口中的一个贯通开口的直接的连接。盲凹槽和贯通开口彼此间隔开地构造。所述、特别是所有的盲凹槽和所述、特别是所有的贯通开口分别构造在特别是阀元件的外表面中。
一种有利的扩展设计方案是,所述、特别是所有的盲凹槽不具有与通道的特别是直接的连接。盲凹槽形成了一种口袋。盲凹槽尤其也可以构造成盲孔。构造成盲孔时,盲凹槽具有柱筒形的一部分。盲凹槽在阀元件的外表面处延伸。盲凹槽有利地在至少一个转动角范围内、特别是转动角中具有与连接开口中的一个连接开口的第一重合和与间隙的第二重合,并且产生了在第一连接开口和间隙之间的连接。这种连接允许了流体流并且调节这种流体流。阀座优选构造在第一和第二重合之间。尤其可以由此产生了在转动角范围内的单调地减少或增加的横截面。
本发明的一种有利的扩展设计方案的特征在于,至少一个、特别是所有的盲凹槽具有变化的深度。底部优选至少分成了第一和第二底部分区段。第一底部分区段和第二底部分区段具有不同的深度和形状走向变化。关于阀元件的中心,第一底部分区段有利地具有基本上凹陷的走向变化并且第二底部分区段具有基本上凸出的走向变化。第一底部分区段面朝靠得较近的贯通开口。
优选这样来限制盲凹槽的深度,使得不存在与通道的连接。
一种有利的扩展设计方案是,形成了多个、特别是布置超过8个、优选超过20个的旁通开口。旁通开口在此成组地布置。至少两个旁通开口优选构造在盲孔上方或下方。在各个旁通开口之间的间距尤其是变化的。旁通开口的形状优选是变化的。
由此给出了一种有利的扩展设计方案,即,至少一个、特别是所有的旁通通道具有柱筒形的基本形状。旁通通道有利地借助钻孔制造。旁通开口和相关的旁通通道尤其构造成钻孔。优选构造至少两个旁通通道,它们具有彼此不同的横截面。有利的是,柱筒形的通道能更为简单地制造。
一种有利的扩展设计方案是,至少一个、优选所有的旁通通道,具有对应旁通开口的横截面积,旁通通道通入到所述旁通开口。所述横截面积优选朝着通道仅缩小。
一种有利的扩展设计方案的特征在于,阀元件具有携动件。此外,盲凹槽构造在两个旁通开口之间,其中,旁通开口中的一个旁通开口布置在阀元件的面朝携动件的侧面上和阀元件的背离携动件指向的侧面上,并且两个旁通开口尤其具有到盲凹槽的相同的间距。
一种特别有利的扩展设计方案是,阀座的开口横截面小于连接开口的横截面,并且阀座特别是因此限制了液压的开口横截面。一种有利的扩展设计方案是,连接开口、贯通开口、至少一个盲凹槽和至少一个旁通开口关于转动轴线被这样布置,
·使得针对阀元件的转动位置范围,在阀元件的转动角增加时,连接开口和贯通开口的重合减小,并且
·使得盲凹槽具有与第一连接开口的第一重合和与间隙的第二重合并且建立起了在第一连接开口和间隙之间的连接,
·其中,针对阀元件的转动位置范围,在阀元件的转动角增加时,第一重合增加,第二重合则减小,并且
·使得针对转动位置范围,在旁通开口和连接开口之间不存在重合,
·其中,相加后的液压的开口横截面尤其在转动位置范围内单调地减小。
一种有利的扩展设计方案是,连接开口、贯通开口、至少一个盲凹槽和至少一个旁通开口关于转动轴线被这样布置,
·使得针对阀元件的转动位置范围,在阀元件的转动角增加时,连接开口和贯通开口的重合减小,并且
·使得盲凹槽具有与第一连接开口的第一重合和与间隙的第二重合并且建立起了在第一连接开口和间隙之间的连接,
·其中,针对阀元件的转动位置范围,在阀元件的转动角增加时,第一重合增加,第二重合则减小,并且
·使得针对转动位置范围,在旁通开口中的至少一个旁通开口和连接开口之间的重合增加,
·其中,相加后的液压的开口横截面尤其在转动位置范围内单调地减小。
一种有利的扩展设计方案是,连接开口、贯通开口、至少一个盲凹槽和至少一个旁通开口关于转动轴线被这样布置,
·使得针对阀元件的转动位置范围,在阀元件的转动角增加时,不存在连接开口和贯通开口的重合,并且
·使得盲凹槽具有与第一连接开口的第一重合和与间隙的第二重合并且建立起了在第一连接开口和间隙之间的连接,
·其中,针对阀元件的转动位置范围,在阀元件的转动角增加时,第一重合减小,第二重合则增加,并且
·使得针对转动位置范围,在旁通开口中的一个旁通开口和连接开口之间的重合减小,
·其中,相加后的液压的开口横截面尤其在转动位置范围内单调地减小。
一种有利的扩展设计方案的特征在于,分配给一个贯通开口的盲凹槽和旁通开口,这样构造在外表面中,使得流体流仅能通过旁通开口完成。
附图说明
接下来借助附图更为详细地阐释本发明。
图1是带有球形的阀元件的阀的示意性的剖视图;
图2是沿阀室的内壁的圆周方向的示意性的局部截面;
图3是按本发明的阀元件的立体视图;
图4是按本发明的阀元件的侧视图;
图5是按本发明的阀元件的剖视图;
图6是阀元件的侧视图;
图7是按本发明的阀元件的剖视图A-A;
图8放大示出了截面F;
图9是按本发明的阀元件的俯视图;
图10是按本发明的阀元件的剖视图H-H;
图11-15是按本发明的阀元件的转动位置;
图16-16a在示意图中示出了与阀元件的转动角相关的阀的液压的开口横截面的特征线的图表;并且
图17示出了旁通开口的备选的实施方式。
具体实施方式
图1至2示出了阀1的示意性的剖视图。在此示出的形状和比例仅是示意性的。图1至2尤其应当阐明各个元件彼此间的位置。从图3起示出特别是按本发明的阀元件4的详细的按本发明的设计方案。
图1在示意性剖视图中示出了阀1,阀具有带阀室3的壳体2。在阀室3中以能围绕转动轴线5转动地支承的方式布置有按本发明的阀元件4的实施方式。在阀元件4和壳体2之间构造有间隙21。间隙21形成了在阀元件4和壳体2之间的能穿流的体积。阀元件4尤其可以通过间隙21至少部分被绕流。
阀元件4与驱动元件6、特别是动轴(Welle)或静轴(Achse)处于连接,驱动元件与驱动器7联接。驱动元件6相对壳体2密封,因而驱动元件6的穿通结构被相对间隙21密封。借助例如构造成电气的执行器或电气的执行元件、特别是步进马达的驱动器7可以使阀元件4借助驱动元件6围绕转动轴线5转动。
阀元件4在所示实施方式中具有球形的外表面8。阀室3具有内壁9。按照本发明的一种扩展设计方案,内壁9也具有矩形的或任意其它形状。内壁9也可以具有与阀元件4匹配的形状。内室优选也可以构造成矩形、特别是正方形。壳体2用内壁限制阀室3。
在阀室中尤其构造有包围阀元件4的框架。
壳体2具有第一接头61a,其从壳体2的外侧导引至阀室3并且用第一连接开口10a通入到阀室3中。在第一连接开口10a周围构造有第一阀座71a,阀元件的外表面8密封地贴靠在第一阀座上。第一阀座71a可以尤其构造成基本上环形的密封元件,该密封元件形成了在壳体2和阀元件4之间的密封的接口。第一连接开口10a可以例如构造成横截面呈圆形的钻孔的形式。
壳体2具有第二接头61b,第二接头从壳体2的外侧导引至阀室3并且用第二连接开口10b通入到阀室3中。第二连接开口10b可以例如构造成横截面呈圆形的钻孔。在第二连接开口10b周围构造有第二阀座71b,阀元件4的外表面8密封地贴靠在第二阀座上。第二阀座71b可以尤其构造成基本上环形的密封元件,密封元件形成了在壳体2和阀元件4之间的密封的接口。
在所示的实施方式中,第一连接开口10a和第二连接开口10b布置在一条轴线上。该轴线垂直于转动轴线5。根据所选择的实施方式,第一和第二连接开口10a、10b彼此也以固定的角度布置。它们也可以相对转动轴线5成一个角度构造。
阀座71a和71b从它们的形状上与连接开口10a、10b并且与接下来说明的贯通开口13a、13b、旁通开口35、35a、35b、36、36a、36b和盲凹槽15、15a、15b匹配。
阀座71a、71b分别具有特别是构造成环形的第一分区。第一分区在环形的构造方案中也称为内环。第一分区72贴靠在壳体2和阀元件上。第二分区73是可选的并且径向突出。第二分区73在环形的构造方案中也称为外环。第二分区73优选没有贴靠在阀元件4上和壳体2上。按照一种扩展设计方案,构造有一种密封圈,其被这样布置,使得没有流体流能在第一分区72和壳体之间流动。密封圈构造成在径向外置。
阀元件4具有通道12。通道12从第一贯通开口13a延伸至第二贯通开口13b并且特别是反过来延伸。通道12优选垂直于转动轴线构造。第一和第二贯通开口13a、13b布置在阀元件4的外表面8处。在所示实施方式中,通道12构造成笔直的钻孔的形式。通道12例如构造成柱筒形的、连贯的盲凹槽。
根据所选择的实施方式,通道12也可以具有其它形状。第一和第二贯通开口13a、13b尤其不布置在垂直于转动轴线5延伸的平面上和/或穿过阀元件4的中心的轴线上。此外,贯通开口13a、13b的大小和形状可以构造成不同的。也可以考虑椭圆形的、矩形的或自由的形状。
通道12的形状、特别是横截面,优选与贯通开口的形状相匹配。这意味着,在圆形的贯通开口13、13a、13b中,有利地产生了一条横截面呈圆形的通道12。
图2示出了阀室3的内壁9的示意性的部分截面。第一连接开口10a被环形的阀座71a、特别是其第一分区72包围。第二连接开口10b也可以以相似的方式被第二环形的阀座71b、特别是其第一分区72包围。阀室3的内壁9与阀元件4的外表面8类似地基本上具有球形。
基本上也可以理解为是按照本申请和/或技术可行方案的特别是较小的偏差。
在图3中示出了按本发明的阀元件4的立体视图。阀元件4可以以能围绕转动轴线5转动的方式布置在壳体2中。转动轴线5被示例性地示出。阀元件4的基本形状尤其构造成旋转对称。阀元件4具有基本上球形的基本形状。按照本发明的一种扩展设计方案,阀元件4可以具有基本上柱筒形的基本形状。
阀元件4具有携动件34。携动件34构造在阀元件4的面朝驱动器7的侧面处,而不是球截断处。基本上球形的阀元件4尤其围绕球截断地在面朝驱动器的侧面上被修整。这个球截断的区域优选被设计成携动件34,或者在这个区域中构造有携动件34。
阀元件4因此具有基本上球形的形状,带有携动件34的区域的凹部。
携动件34尤其具有携动元件。携动元件在此例如构造成槽、特别是配合槽。驱动元件7用相应构造的接口嵌接到携动元件中。接口在此与携动元件对应地构造。携动件34使驱动器7的转动运动能进一步传递给阀元件4。
阀元件4具有基本上球形的外表面8。球形的外表面8的凹部例如形成了携动件34的所述区域。
此外,在阀元件4中,在与携动件34对置的侧面上切下一个球截断。这个区域也形成了基本上球形的外表面8的凹部。
产生了一个基本上构造成球形的外表面8。尤其产生了这样一个外表面8,在假设添加两个球圆弧段时该外表面就具有球形的外表面8。
阀元件4在外表面8中具有两个彼此间隔开的贯通开口13a和13b。在图3中仅示出了贯通开口13a,因为另外的贯通开口13b构造在背侧上而被阀元件4遮盖。
按照一种扩展设计方案,第二贯通开口13b的区域和因此第二贯通开口13b镜像对称地构造。
贯通开口13a、13b的横截面例如构造成圆形。根据所选择的实施方案,贯通开口13a和13b也可以具有其它任意的横截面。
通道12将贯通开口13a和13b相互连接起来。通道12尤其构造成柱筒形。另外的构造方案已经在针对图1和2的说明中进行阐释。通道12尤其优选具有和贯通开口13a、13b中的至少一个贯通开口相同的横截面。
此外,外表面8具有至少一个旁通开口35。例如构造有两个旁通开口35和36。
此外,阀元件4还具有在外表面8中的第一旁通开口35和第二旁通开口36。第一旁通开口35布置在面朝携动件34的、特别是上方的半球上。第二旁通开口36布置在另一个特别是下方的半球上。第一旁通开口35尤其关于转动轴线5布置在盲凹槽15上方。第二旁通开口36尤其关于转动轴线5布置在盲凹槽15下方。
将带有“a”的附图标记的元件分配给第一贯通开口13a。将带有“b”的附图标记的元件分配给第二贯通开口13b。如果没有诸如“a”或“b”之类的附加的字母,那么所述说明始终涉及到两者。当所述元件相比另一个贯通开口更为靠近其中一个贯通开口时,进行所述分配。
旁通开口35a和36a分别借助旁通通道37、38与通道12连接。
旁通开口35a、36a分配给贯通开口13a。基于旁通开口35a、36a比起贯通开口13b更为靠近贯通开口13a而进行所述分配。
此外还构造有至少一个另外的旁通开口35b、特别是两个旁通开口35b和36b。这些被分配给第二贯通开口13b并且因此在图3中无法看到。
阀元件4尤其镜像对称地构造。因此所有针对贯通开口13a的和分配给该贯通开口的旁通开口35a、36a以及盲凹槽15a的说明也涉及到分配给第二贯通开口13b的旁通开口35b、36b以及盲凹槽15b。
此外,至少一个旁通开口还具有带修圆的角的三角形的基本形状。旁通开口35、36的面朝所分配的贯通开口13的部位(Phase)/棱边,特别是涉及到三角形的基本形状的直角三角形斜边基本上平行于贯通开口13的切线延伸。
在外表面8中也构造有盲凹槽15a。盲凹槽15a同样分配给贯通开口13a。
盲凹槽15在阀元件4的外表面8处延伸。盲凹槽15具有变化的深度。盲凹槽15不具有与通道12的和/或旁通开口中的一个旁通开口的和/或贯通开口13的连接。盲凹槽15仅在表面处、即外表面处延伸。盲凹槽尤其具有槽或者表面凹口的形状。盲凹槽在此在假想的圆周线上在基本上球形的阀元件4的外表面8上延伸。盲凹槽15延伸到阀元件4中几毫米深。盲凹槽15可以特别是构造成沟槽形的元件并且具有基本上矩形的横截面。但也可以想到其它的横截面形状。因此例如也可以想到的是,盲凹槽15具有基本上经修圆的棱边。第一盲凹槽15在朝着外表面8的表面的横截面中具有矩形的面的形状,矩形的面基本上垂直于转动轴线5布置。盲凹槽尤其沿着一条在垂直于转动轴线5伸展的假想的平面和外表面8之间的剖切线延伸。剖切线尤其也形成了盲凹槽15的中轴线26。
盲凹槽15a沿圆周方向延伸。盲凹槽15a在一个垂直于阀元件4的转动轴线5构造的平面中延伸。如在图4中示出的那样,盲凹槽关于转动轴线5居中地与贯通开口13a对齐。盲凹槽15a的中轴线26垂直于转动轴线5延伸并且关于转动轴线5构造在第一贯通开口13a的中心的高度上。
盲凹槽15a与第一贯通开口13a间隔开地布置。盲凹槽没有伸入到贯通开口13a中。其间构造有分离元件27。
根据所选择的实施方式,盲凹槽15a也可以具有其它的形状和/或布置在相对第一贯通开口13a的其它高度中。
接下来阐释的数值被示例性地说明,以阐明比例和尺寸。根据所述申请,同样涵盖了缩放和相似的比例。
旁通开口具有平行于转动轴线的、在2.5和4.5mm之间、特别是3.5mm的延伸长度120。延伸长度122沿圆周方向在2.6和4.6mm之间、特别是3.6mm。旁通开口具有带有经修圆的角的三角形的形状。角的修圆结构具有在1和2mm之间、特别是1mm的半径。
面朝贯通开口的棱边构造成倾斜的。所述棱边具有依据在这个区域中贯通开口13的切线的走向变化。
对盲凹槽13a的阐释尤其也适用于盲凹槽13b。
在图4中示出了按本发明的阀元件4的侧视图。通道12例如构造成笔直的。附图的观察者因此可以借助通道12穿过阀元件14透视。
阀元件4具有例如24.05mm的直径100。这个直径可以正好按本申请具有24.025至24.075mm、特别是20至30mm。贯通开口13a和/或13b的直径102为10.25mm,但按照本申请也可以为10.2至10.3mm、特别是10至10.5mm。
此外,在贯通开口13a的中点和阀元件4的下棱边之间的间距104在7.9和8.1mm之间、尤其为8mm。在阀元件4的上棱边和中点之间的间距105在10.45和10.55mm之间、特别是10.5mm。
携动件34的宽度108在17.9和18.1mm之间、特别是18mm。
携动元件具有基本上为2mm的宽度110。
盲凹槽15a平行于转动轴线地具有在2.1和2.35mm之间、尤其为2.25mm的延伸长度102。
为了阐明阀元件4的设计方案,图4中的视图可以清楚地显示贯通开口13b而非13a以及盲凹槽15b而非15a等。
在图5中示出了图4的剖面图B-B。示出了通往旁通开口35a和36a的旁通通道37a、38a和这些如何与通道12处于连接。在朝着相反的方向观察图4中的剖平面B-B时,取代旁通通道37a和38a地产生了旁通通道37b和38b。然后在右边也能看到贯通开口13b并且在左边也能看到贯通开口13a。
在图6中示出了侧视图,其中,阀元件4相对图3向左翻转。盲凹槽15a平行于转动轴线地具有在2.1和2.35mm之间的、特别是2.25mm的延伸长度112。在进一步转动了180°时,获得了相同的视图。但在此可以看到旁通开口35b和36b以及盲凹槽15b。
旁通开口35、36与盲凹槽15间隔开以及与所分配的贯通开口13间隔开地构造。
在盲凹槽15的中轴线26和旁通开口35(在此为35a)之间的间距130在3.2和3.3mm之间、特别为3.25mm。在盲凹槽15的中轴线26和旁通开口36之间的间距尤其是相同的。中轴线26形成了针对旁通开口35和36的设计方案的对称轴线。
在图7中示出了图6的剖面图A-A。在此可知,旁通通道37a和37b通入到通道12中。
在图8中示出了图7的截面F。在此涉及到盲凹槽15a中的一个盲凹槽的剖面图。盲凹槽15b被相应地镜像对称地构造。
盲凹槽15可以沿着阀元件4的转动方向具有不同的深度,盲凹槽以所述深度加工到阀元件4的外表面8中。盲凹槽15的深度尤其可以沿贯通开口13的方向增加。盲凹槽15的横截面积和深度以这样的方式构造,即,达到了期望的液压的开口横截面。液压的开口横截面称为液压的流动横截面。盲凹槽15根据转动位置建立起了在连接开口10和间隙21之间的连接。
盲凹槽15尤其构造成阀元件4的表面8中的槽。盲凹槽15a具有不同的深度。盲凹槽15具有底部16a。底部16a至少划分成第一底部分区段17a和第二底部分区段18a。第一底部分区段17a和第二底部分区段18a具有与表面8的间距和形状走向变化。
关于阀元件4的中心45(图7),第一底部分区段17a基本上构造成凹陷的并且第二底部分区段18a基本上构造成凸出的。
具有其凹陷的形状的第一底部分区段17a由半径150在2和6mm之间、优选3.95mm的假想的圆形区域得出。其中,假想的圆形区域的中心点处在阀元件4外。
具有其凸出的形状的第二底部分区段18a由半径152在9.95和10.05mm之间、优选10mm的假想的圆形区域得出。其中,假想的圆的中心点与阀元件的中心点45错开。中心点的相对阀元件的中心点45的间距在平行于通道12时尤其为2.235mm并且在垂直于通道12时为1.25mm。其中,中心点45和它的间距全部处在一个平面中。
在盲凹槽15a和贯通开口13a之间的间距在1.1和1.2mm之间、尤其为1.1245mm。在盲凹槽15和贯通开口13之间不存在直接的连接。
盲凹槽沿圆周方向从通道12的纵轴线与外表面的交点起延伸经过71至72.5度、特别是71.76度的角156。
在图9中示出了阀元件4的俯视图。角160处在45度和49度之间、特别是47度。
在图10a中示出了图9的剖面图H-H。角170描述了旁通通道37a、37b、38a、38b相对由盲凹槽15a和15b的两条中轴线26形成的中轴线或平面的倾斜。
在图11至15中示出了阀针对阀元件4的不同的转动位置的不同的视图。在此从连接开口10a起观察阀元件4。在从连接开口起观察时,由于对称性而产生了相同的视图。
此外还示出了阀座71a,以便阐明,产生了哪种液压的开口横截面。要注意的是,阀座71a的分区72尤其可以贴靠在阀元件4和壳体2上。分区73没有接触壳体2。阀座71a布置在连接开口10a处。由于阀元件4的镜像对称的设计方案,所有针对15、35、36的阐释涉及到元件15a、15b和35a、35b和36a、36b。
阀座71由两个环组成。内环72尤其用于在连接开口和间隙之间的密封。内环也贴靠在阀元件4和壳体2上。阀座71、特别是内环72防止了不期望的绕流。外环73没有贴靠在阀元件4上。外环优选贴靠在壳体2上。
图11示出了带有第一阀座71a的第一连接开口10a。间隙21在第一连接开口10a的阀座71a外毗邻外表面8。为了简化图示,没有示出壳体2。
在阀元件4的所示的转动位置中,阀元件4的贯通开口13a具有与连接开口10a的重合。为了达到最大的穿流,在贯通开口13a和连接开口10a之间的重合为100%。流体特别是大部分通过连接开口10a、贯通开口13a、通道12、贯通开口13b和连接开口10b流过阀。阀座71a和阀座71b防止了到间隙21中的流体流。
旁通开口35a、36a具有与间隙21的重合。盲凹槽15同样具有与间隙21的重合。阀被最大地打开。
在图16中在位置50处示出了所产生的质量流量。
若阀元件4相对图11中的位置进一步运动、特别是进一步转动,那么在第一连接开口10a和贯通开口13a之间的液压的开口横截面减小。进一步运动等同于转动角的增加。此外,盲凹槽15a具有与第一连接开口10a的第一重合和与间隙21的第二重合并且建立起了在第一连接开口10a和间隙21之间的连接。
因此在这种状况下,通过第一连接开口10a、盲凹槽15a、间隙21、(分配给第二贯通开口13b的)盲凹槽15b产生了连接。此外,通过连接开口10a、贯通开口13a、通道12、贯通开口13b和连接开口10b产生了连接。
图12示出了图11的阀元件4,带有阀元件4的转动位置,在该转动位置中,阀元件4相对图11的位置沿转动方向转动了一个角度范围、特别是25至35度、优选30度。与图11中的位置相比,图12中的阀元件4的转动角增加。
此外,盲凹槽15a具有与第一连接开口10a的第一重合和与间隙21的第二重合并且建立起了在第一连接开口10a和间隙21之间的连接。
与根据图11的位置相比,第一重合增加并且第二重合减少。
此外,第二贯通开口13a与第二连接开口10a处于连接。两者具有重合。但所述重合相比按图11的重合随阀元件4的转动而减小。
此外,两个旁通开口35、36具有与阀座71a的重合。因此在这种状况中,通过第一连接开口10a、第一贯通开口13a、通道12、第二贯通开口13b和第二连接开口10b的连接被打开。此外,产生了通过连接开口10a、盲凹槽15a、间隙21、盲凹槽15b、连接开口10b的连接。因此质量流量可以流过阀1。所产生的质量流量在图16中在位置52处示出。液压的横截面比起按图11转动角为0°时或者点50更小。
在图12中,阀元件4被这样转动,使得已经产生了旁通开口35a、36a与连接开口10a的最小的重合。随着进一步的转动,所述重合和因此横截面增加。
在最小在图12所示的角度之前的转动角中,在旁通开口35、35a、35b、36、36a、36b和连接开口10、10a、10b之间不存在重合。
在按图11和图12的位置之间的总横截面单调地、特别是线性地减小。
图13示出了图11的阀元件4,带有阀元件4的转动位置,在该转动位置中,阀元件4相比图12的位置沿转动方向进一步运动了一个角度范围、特别是15至25度、特别是20度。
在这个转动位置中,盲凹槽15具有与第一连接开口10a的重合。但不具有与间隙21的重合。盲凹槽15的没有与连接开口10a重合的区域与阀座71a重合。因此不存在通过盲凹槽15的流体流。与间隙的重合随着转动的增加而减小,直至不存在。
此外,第一贯通开口13a具有与连接开口10a的最小的重合。随着进一步的转动,所述重合进一步减小和消失。
此外,两个旁通开口35a、36a具有与连接开口10a的重合。因此在这种状况中,通过第一连接开口10a、旁通开口35a、36a、通道12、(分配给第二贯通开口13b的)旁通开口35b、36b实现了连接。因此质量流量可以流过阀1。所产生的质量流量在图16中在位置54处示出。
在图12和图13的位置之间的总横截面基本上单调地、特别是线性地减小。
图14示出了图11的阀元件4,带有阀元件4的转动位置,在该转动位置中,阀元件4相对图13的位置沿转动方向进一步运动了一个角度范围。
在这个转动位置中,盲凹槽15a具有与第一连接开口10a的重合。此外,盲凹槽15a还具有与间隙21的重合。产生了通过盲凹槽15a的流体流。
此外,第二贯通开口13a与第二连接开口10a不再处于连接。不存在重合。
此外,两个旁通开口35a、36a具有与连接开口10a的重合。但所述重合相对图13中的重合减小。在这个状况中可以通过第一连接开口10a、旁通开口35a、36a、通道12、(分配给第二贯通开口13b的)旁通开口35b、36b实现连接。质量流量可以流过阀1。所产生的质量流量在图16中在位置56处示出。
通过第一连接开口10a、盲凹槽15、间隙21、(分配给第二贯通开口13b的)盲凹槽15a能产生连接。质量流量可以流过阀1。所产生的质量流量在图16中在位置56处示出。
若阀元件4相对图14中的位置进一步运动,那么在第一连接开口10a之间的液压的横截面仅存在与盲凹槽15a的重合。相应地产生了通过盲凹槽15a的流体流。
在阀元件4的图15所示的转动位置中,没有流体流是可能的。
第一贯通开口13a、间隙21、盲凹槽15、旁通开口35、36和第一连接开口10a优选以这样的方式构造,使得在按图11至15的阀元件4的转动位置之间,液压的开口横截面减小。液压的开口横截面优选随转动角沿转动方向的增加而减小。这种减小在图16中示出。
盲凹槽、旁通开口、贯通开口的叠加的原理可以用盲凹槽的不同的形状实现。
此外,在这个例子中,阀元件4在第一贯通开口13a的区域中和第二贯通开口13b的区域中分别构造成一致,其中,在两个贯通开口13a、13b处布置有一致的盲凹槽15和旁通开口35、36。因此阀元件4在外表面8的圆周上分别两次具有至少一个贯通开口、盲凹槽和至少一个旁通开口。盲凹槽在此与阀元件4的转动轴线5镜像对称地布置。
图16在示意图中示出了阀1的与阀元件4的角位置相关的液压的开口横截面的特征线64的图表。x轴对应转动角并且y轴对应单位为mm2的开口横截面。如之前已经阐释的那样,阀元件可以任意缩放,因此获得了经缩放的横截面值。特征线64代表了由第一贯通开口、盲凹槽15和旁通开口35、36的液压的开口横截面构成的总和。因此它们代表了所产生的总横截面。
在点50处,阀元件4具有0度角。在点52处,阀元件4具有30度角。在点54处,阀元件4具有50度角。在点56处,阀元件4具有70度角。在110度时,阀完全闭合。所述说明是示例性的并且可以在本发明的范畴内改变。
在点50中,贯通开口13a和连接开口10a具有最大的重合。开口横截面最大。直至点52,贯通开口13a和连接开口10a的重合特别是线性地减小。旁通开口是不活跃的。存在通过盲凹槽12的进一步的连接。在点50和52之间产生了基本上线性的走向变化。
直至点54,旁通开口的开口横截面增加。贯通开口的开口横截面减小。盲凹槽15是不活跃的。在点52和54之间产生了基本上线性的走向变化,其斜率小于在50和52之间的走向变化。
在点54和56之间产生了基本上单调地、特别是线性的走向变化,其斜率小于在52和54之间的走向变化。在点52和54之间以及54和56之间的斜率尤其相同。
直至点56,旁通开口的横截面再次减小。又存在通过盲凹槽的连接。盲凹槽的深度在此被这样构造,使得产生了基本上线性的走向变化。在点54和56之间产生了基本上单调的、特别是线性的走向变化,其斜率小于在52和54之间的走向变化。
在点56和58之间产生了基本上单调的、特别是线性的走向变化,其斜率小于在54和56之间的走向变化。
按照本发明的一种扩展设计方案,点54是从点52向56单调地下降的一部分或者从点56向点52单调地上升的一部分。相应的设计方案在图16a中可以找到。
在图17中示出了一种备选的实施方式。在这种实施方式中,取代单个旁通开口35a和单个旁通开口36a地分别构造有多个旁通开口。在盲凹槽上方和/或下方构造有多个旁通开口。旁通开口在此尤其构造成圆形。此外,在本发明的范畴内也可以考虑椭圆形的形状。
每个旁通开口和相关的旁通通道优选形成了贯通钻孔。旁通通道在此构造成柱筒形。旁通开口和旁通通道优选借助钻孔制造。旁通开口在数量和形状以及位置上被这样构造,使得产生了相对转动角走向变化的单调地增加的或减小的横截面。旁通开口优选对称地构造在盲凹槽上方和下方,其中,中轴线26形成了对称轴线。按照一种扩展设计方案,单个旁通开口关于转动角产生了与图1至10中的旁通开口35和36一致的横截面增加和减小。有利的是,能更为节省成本地制造钻孔。
按照一种扩展设计方案,旁通开口和旁通通道由多个单独的钻孔组成。尤其通过多个钻孔进行制造。
按照一种扩展设计方案,旁通开口和旁通通道的制造借助钻孔和铣削完成。
阀元件4的所有所说明的设计方案用于借助盲凹槽线性化贯通开口的液压的开口特性。
阀可以例如使用在冷却回路中、特别是车辆的热泵系统中。
盲凹槽代表了所谓的膨胀凹槽。
在所示实施方式中,第一连接开口与第二连接开口齐平并且可以因此通过构造在阀元件中的直线的贯通钻孔几乎没有压力损失地相互连接。根据所选择的应用,第一和/或第二连接开口可以以较高的压力与管线连接。
所建议的阀使得至少一个盲凹槽和贯通钻孔或贯通开口在阀元件中不具有直接的连接,不过其中,通过构造间隙可以建立起在至少一个盲凹槽和贯通钻孔之间的液压的连接。因此可以通过相应的叠加确定阀的期望的开口特性、特别是液压的开口横截面随阀元件的转动角的减小或增加的期望的增加。
Claims (14)
1.用于控制特别是在车辆的冷却剂回路中的流体流的阀(1)、特别是膨胀阀,带有壳体(2),壳体带有至少一个第一和第二连接开口(10、10a、10b),至少一个第一和第二连接开口通入到壳体(2)的阀室(3)中,其中,在阀室(3)中阀元件(4)以能围绕转动轴线(5)转动的方式被支承,其中,在阀元件(4)的外表面(8)处设置有两个彼此间隔开的贯通开口(13a、13b),贯通开口通过通道(12)相互连接,其中,在阀元件(4)的外表面(8)处加工有至少一个盲凹槽(15、15a、15b),其特征在于,至少一个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)构造在阀元件(4)的外表面(8)处,旁通开口通过旁通通道(37、37a、37b、38、38a、38b)与通道(12)连接,并且旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)具有比贯通开口(13a、13b)更小的横截面。
2.根据权利要求1所述的阀(1),其特征在于,至少一个、特别是所有的盲凹槽(15、15a、15b)不具有与所述通道(12)的连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,至少一个、特别是所有的盲凹槽(15、15a、15b)不具有与所述贯通开口(13a、13b)中的一个贯通开口的直接的连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,至少一个、特别是所有的盲凹槽(15、15a、15b)具有变化的深度,并且所述底部特别是至少分成了第一和第二底部分区段(17、17a、17b、18、18a、18b),其中,第一底部分区段(17、17a、17b)和第二底部分区段(18、18a、18b)具有不同的深度和形状走向变化,并且其中,关于所述阀元件(4)的中心,第一底部分区段(17、17a、17b)基本上构造成凹陷的并且第二底部分区段(18、18a、18b)基本上构造成凸出的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,每个贯通开口(13、13a、13b)构造有至少一个盲凹槽(15、15a、15b)和至少一个、特别是至少两个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b),并且特别是分配给较近的贯通开口(13、13a、13b)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,所述旁通通道(37、38)中的至少一个旁通通道、特别是所有的旁通通道(37、37a、37b、38、38a、38b)具有柱筒形的基本形状。
7.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,所述阀元件(4)具有携动件(34),并且所述盲凹槽(15、15a、15b)构造在两个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)之间,其中,旁通开口(35、35a、35b)中的一个旁通开口布置在所述阀元件(4)的面朝携动件(34)的侧面上和所述阀元件(4)的背对携动件(34)指向的侧面上,并且两个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)特别是具有与所述盲凹槽的相同的间距。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,所述第一和第二连接开口(10a、10b)分别具有阀座(71a、71b),其中,阀座(71a、71b)特别是分别相对构造在所述壳体(2)和所述阀元件(4)之间的间隙(21)密封所述连接开口(10a、10b)。
9.根据前述权利要求所述的阀(1),其特征在于,所述阀座(71a、71b)的开口横截面小于所述连接开口(10a、10b)的开口横截面,并且所述阀座(71a、71b)特别是限制液压的开口横截面。
10.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,这样来构造所述盲凹槽(15、15a、15b),使得在所述阀元件(4)的至少一个、特别是第一转动位置中,出现了在所述连接开口(10、10a、10b)中的一个连接开口和所述盲凹槽(15、15a、15b)中的一个盲凹槽之间的重合以及在这个盲凹槽(15、15a、15b)和所述间隙(21)的进一步的重合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,连接开口(10、10a、10b)、贯通开口(13、13a、13b)、至少一个盲凹槽(15、15a、15b)和至少一个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)关于所述转动轴线(5)被这样布置,使得针对所述阀元件(4)的转动位置范围,在所述阀元件(4)的转动角增加时,所述连接开口(10、10a、10b)和所述贯通开口(13、13a、13b)的重合减小,并且所述盲凹槽(15、15a、15b)具有与所述第一连接开口(10、10a、10b)的第一重合和与所述间隙(21)的第二重合以及建立起了在所述第一连接开口(10、10a、10b)和所述间隙(21)之间的连接,其中,针对所述阀元件(4)的转动位置范围,在所述阀元件(4)的转动角增加时,第一重合增加,第二重合则减小,并且针对转动位置范围不存在在旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)和所述连接开口(10、10a、10b)之间的重合,其中,在转动位置范围内的相加的液压的开口横截面特别是单调地减小。
12.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,连接开口(10、10a、10b)、贯通开口(13、13a、13b)、至少一个盲凹槽(15、15a、15b)和至少一个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)关于所述转动轴线(5)被这样布置,使得针对所述阀元件(4)的转动位置范围,在所述阀元件(4)的转动角增加时,所述连接开口(10、10a、10b)和所述贯通开口的重合减小,并且所述盲凹槽(15、15a、15b)具有与所述第一连接开口(10、10a、10b)的第一重合和与所述间隙(21)的第二重合以及建立起了在所述第一连接开口(10、10a、10b)和所述间隙(21)之间的连接,其中,针对所述阀元件(4)的转动位置范围,在所述阀元件(4)的转动角增加时,第一重合增加,第二重合则减小,并且针对所述转动位置范围,在旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)中的至少一个旁通开口和所述连接开口(10、10a、10b)之间的重合增加,其中,在转动位置范围内的相加的液压的开口横截面特别是单调地减小。
13.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,连接开口(10、10a、10b)、贯通开口(13、13a、13b)、至少一个盲凹槽(15、15a、15b)和至少一个旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)关于所述转动轴线(5)被这样布置,使得针对所述阀元件(4)的转动位置范围,在所述阀元件(4)的转动角增加时,不存在所述连接开口(10、10a、10b)和所述贯通开口(13、13a、13b)的重合,并且所述盲凹槽(15、15a、15b)具有与所述第一连接开口(10、10a、10b)的第一重合和与所述间隙(21)的第二重合以及建立起了在所述第一连接开口(10、10a、10b)和所述间隙(21)之间的连接,其中,针对所述阀元件(4)的转动位置范围,在所述阀元件(4)的转动角增加时,第一重合减小,第二重合则增加,并且针对所述转动位置范围,在旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)中的一个旁通开口和所述连接开口(10、10a、10b)之间的重合减小,其中,在转动位置范围内的相加的液压的开口横截面特别是单调地减小。
14.根据前述权利要求中任一项所述的阀(1),其特征在于,分配给贯通开口的盲凹槽(15、15a、15b)和旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)被这样构造在所述外表面(8)中,使得仅能通过所述旁通开口(35、35a、35b、36、36a、36b)完成流体流。
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