DE102007019064B3 - Rotary slide valve, particularly for coolant circuit, has device that is provided to couple cross section adjustment members to one another, which generates rotational angle difference between cross section adjustment members - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschieber, insbesondere für einen mehrere Zweige aufweisenden Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem antreibenden Querschnittsverstellglied und mindestens einem von dem antreibenden Querschnittsverstellglied über ein Getriebe antreibbaren Querschnittsverstellglied, wobei das Getriebe mindestens ein Zahnrad aufweist, das mit Mitnahmeelementen jedes Querschnittsverstellglieds zusammenwirkt.The The invention relates to a rotary valve, in particular for a multiple branches having coolant circuit an internal combustion engine, with at least one driving Querschnittsverstellglied and at least one of the driving cross section adjusting member via Transmission drivable cross-section adjustment, wherein the transmission has at least one gear that with driving elements each Cross-section adjustment cooperates.
Drehschieber
der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Diese weisen zum Einstellen eines flüssigen oder gasförmigen Volumenstroms
in der Mantelfläche
eines jeden Querschnittsverstellglieds mindestens eine Durchströmungsöffnung auf,
die je nach Drehwinkelstellung des Querschnittsverstellglieds mit
einem Zu- und/oder Ablauf für
das Medium zusammenwirken kann. Je nach Drehwinkelstellung wird
dabei ein Durchströmungsquerschnitt
durch Überschneidung der
jeweiligen Durchströmungsöffnung mit
dem Zu- oder Ablauf eingestellt. Aus der Druckschrift
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen Drehschieber zu schaffen, der auf einfache Art und Weise ein individuelles Einstellen der Querschnittsverstellglieder ermöglicht.It is therefore the object of the invention to provide a rotary valve, in a simple way an individual adjustment of the Querschnittsverstellglieder allows.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Mitnahmeelemente des antreibbaren Querschnittsverstellglieds über den gesamten Umfang und die Mitnahmeelemente des antreibenden Querschnittsverstellglieds nur über mindestens einen Umfangswinkelbereich verteilt angeordnet sind. Es ist also vorgesehen, dass das antreibbare Querschnittsverstellglied über den gesamten Umfang verteilt die Mitnahmeelemente aufweist, sodass die Bewegung des Querschnittsverstellglieds stets mit der Bewegung des Zahnrads direkt gekoppelt ist, beziehungsweise dass sich das antreibbare Querschnittsverstellglied nur in Abhängigkeit von einer Bewegung beziehungsweise Drehung des Zahnrades verstellen kann. Das antreibende Querschnittsverstellglied hingegen weist nur über mindestens einen Umfangswinkelbereich verteilt angeordnete Mitnahmeelemente auf. Mit anderen Worten weist das antreibende Querschnittsverstellglied mindestens einen mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich auf. Dies wiederum bedeutet, dass das antreibende Querschnittsverstellglied Drehwinkelstellungsbereiche aufweist, in denen es nicht mit dem Zahnrad zusammenwirkt. Hierdurch kann das antreibende Querschnittsverstellglied in dem beziehungsweise über den mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich verdreht werden, ohne dass sich die Drehbewegung auf das Zahnrad oder das antreibbare Querschnittsverstellglied überträgt. Um den mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich des antreibenden Querschnittsverstellglieds kann dieses also losgelöst von dem antreibbaren Querschnittsverstellglied bewegt, eingestellt beziehungsweise verdreht werden, wobei der freie Verdrehwinkel konstruktiv durch die Mitnahmeelemente, insbesondere durch die Anzahl der Mitnahmeelemente bestimmt wird. Zum Verstellen des antreibbaren Querschnittsverstellglieds wird das antreibende Querschnittsverstellglied derart verdreht, dass seine Mitnahmeelemente mit dem Zahnrad zusammenwirken, sodass das Zahnrad und das antreibbare Querschnittsverstellglied verdreht werden können, wobei sich das antreibbare Querschnittsverstellglied pro Umdrehung des antreibenden Querschnittsverstellglieds um den die Mitnahmeelemente aufweisenden Umfangswinkelbereich des antreibenden Querschnittsverstellglieds entsprechend verstellt. Zweckmäßigerweise weisen die Mitnahmeelemente des antreibenden und des antreibbaren Querschnittsverstellglieds in Umfangsrichtung gesehen jeweils denselben Abstand zueinander auf.The inventive task is solved by in that the driving elements of the drivable cross-section adjusting member over the entire circumference and the entrainment elements of the driving Querschnittsverstellglieds only over at least one circumferential angular range are arranged distributed. It is therefore provided that the drivable cross-section adjustment over the distributed throughout the circumference has the driving elements, so that the Movement of the cross-section adjustment always with the movement of the Gear is coupled directly, or that the drivable Querschnittsverstellglied only in dependence Adjust by a movement or rotation of the gear can. The driving Querschnittsverstellglied, however, has only over at least a circumferential angular range distributed driving elements arranged on. In other words, the driving Querschnittsverstellglied at least one capture element-free circumferential angle range. This in turn means that the driving cross-section adjustment Has rotational angular positions in which it is not with the gear interacts. As a result, the driving Querschnittsverstellglied in the or over be twisted the take-free element circumferential range, without the rotational movement on the gear or the drivable Transversal adjustment transmits. To the entrainment-free peripheral angular range of the driving Querschnittsverstellglieds So this can be detached moved by the drivable Querschnittsverstellglied adjusted or be twisted, the free angle of rotation constructive by the driving elements, in particular by the number of entrainment elements is determined. For adjusting the drivable Querschnittsverstellglieds the driving cross-section adjustment member is rotated in such a way that its driving elements interact with the gear, so that the Gear and the drivable Querschnittsverstellglied be rotated can, wherein the drivable Querschnittsverstellglied per revolution of the driving Querschnittsverstellglieds to the driving elements having circumferential circumferential range of the driving Querschnittsverstellglieds adjusted accordingly. Appropriately wise the driving elements of the driving and drivable Querschnittsverstellglieds each seen in the circumferential direction the same distance from each other on.
Vorteilhafterweise sind die Mitnahmeelemente an den sich gegenüberliegenden Enden der Querschnittsverstellglieder angeordnet. Die Querschnittsverstellglieder weisen zweckmäßigerweise einen kreiszylinderförmigen Querschnitt auf und sind zumindest bereichsweise axial von dem Medium durchströmbar. Die Querschnittsverstellglieder sind dabei koaxial zueinander ausgerichtet, wobei sich zwei Enden der Querschnittsverstellglieder gegenüberliegen. Durch die Anordnungen der Mitnahmeelemente an eben diesen Enden wird das Getriebe auf einem besonders kleinen Raum ermöglicht, da das Zahnrad auf einfache Art und Weise mit beiden Querschnittsverstellgliedern zusammenwirken kann.advantageously, are the entrainment elements at the opposite ends of the Querschnittsverstellglieder arranged. The Querschnittsverstellglieder expediently have a circular cylindrical Cross-section and are at least partially axially permeable by the medium. The Querschnittsverstellglieder are aligned coaxially to each other, wherein two ends of the Querschnittsverstellglieder face each other. By the arrangements of the driving elements at just these ends the transmission is made possible in a very small space, because the gear in a simple manner with both Querschnittsverstellgliedern can interact.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mitnahmeelemente der Querschnittsverstellglieder als Radialmitnahmevorsprünge an einer Mantelfläche des jeweiligen Quer schnittsverstellglieds ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Mitnahmeelemente als Axialmitnahmevorsprünge, insbesondere an einer Stirnfläche des jeweiligen Querschnittsverstellglieds, ausgebildet. Wobei die Mitnahmeelemente derart ausgebildet sein können, dass sie zwischen den Querschnittsverstellgliedern angeordnet sind, oder inner- oder außerhalb einer Mantelfläche der Querschnittsverstellglieder. Sind die Mitnahmeelemente, ob als Axial- und/oder Radialmitnahmevorsprünge, innerhalb oder außerhalb einer Mantelfläche der Querschnittsverstellglieder angeordnet, so weisen die Querschnittsverstellglieder vorzugsweise jeweils eine ebene Stirnfläche auf, die an einer ebenen Stirnfläche des benachbarten Querschnittsverstellglieds anliegt und so eine Dichtung bildet. Zusätzlich kann hierbei auch ein weiteres Dichtelement, wie zum Beispiel ein O-Ring, zwischen den Querschnittsverstellgliedern angeordnet sein. Zweckmäßigerweise sind in diesem Fall die Mitnahmeelemente der Querschnittsverstellglieder und die ebenen Stirnflächen auf unterschiedlichen Radien angeordnet.In a further development of the invention, the entrainment elements of the cross section adjustment members are designed as radial catch projections on a jacket face surface of the respective cross-sectional adjusting member is formed. In a preferred embodiment of the invention, the driving elements are designed as Axielmitnahmevorsprünge, in particular on an end face of the respective Querschnittsverstellglieds. Wherein the driving elements may be formed such that they are arranged between the Querschnittsverstellgliedern, or inside or outside a lateral surface of the Querschnittsverstellglieder. If the entrainment elements, whether as axial and / or radial entrainment projections, are arranged inside or outside a lateral surface of the cross-section adjustment members, the cross-section adjustment members preferably each have a planar end face which bears against a flat end face of the adjacent cross-section adjustment member and thus forms a seal. In addition, in this case, a further sealing element, such as an O-ring, between the Querschnittsverstellgliedern be arranged. Conveniently, the entrainment elements of the cross section adjustment and the flat end faces are arranged at different radii in this case.
Vorteilhafterweise verläuft die Drehachse des Zahnrades parallel zu den Drehachsen der Querschnittsverstellglieder. Dadurch wird zum Einen eine schmale Bauform gewährleistet und zum Anderen wird die Drehbewegung des antreibenden Querschnittsverstellglieds direkt, also ohne Drehrichtungsumkehr, übertragen, wodurch geringere Relativbewegungen zwischen den Querschnittsverstellgliedern auftreten, was insbesondere bei einer wie oben vorgesehenen Dichtung vorteilhaft ist.advantageously, extends the axis of rotation of the gear parallel to the axes of rotation of the Querschnittsverstellglieder. This ensures on the one hand a narrow design and on the other hand the rotational movement of the driving cross section adjustment member directly, without reversing direction, transfer, whereby lower relative movements between the Querschnittsverstellgliedern occur, especially in a seal as provided above is advantageous.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Getriebe eine Verdrehsicherung auf. Da das antreibende Querschnittsverstellglied beziehungsweise die Mitnahmeelemente des antreibenden Querschnittsverstellglieds im mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich nicht mit dem Zahnrad in Verbindung stehen und somit das antreibbare Querschnittsverstellglied losgelöst von dem antreibenden Querschnittsverstellglied frei verdrehbar ist, könnte es geschehen, dass sich das antreibbare Querschnittsverstellglied ungewollt verstellt. Die Verdrehsicherung des Getriebes verhindert ein derartiges Verstellen beziehungsweise Verdrehen des antreibbaren Querschnittsverstellglieds wenn sich die Zähne des Zahnrades im mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich des antreibenden Querschnittsverstellglieds befinden.To a development of the invention, the transmission has a rotation on. Since the driving Querschnittsverstellglied or the driving elements of the driving Querschnittsverstellglieds in the capture element-free circumferential angle range not with the gear in Connection stand and thus the drivable Querschnittsverstellglied detached of the driving Querschnittsverstellglied is freely rotatable, it could happen that the drivable Querschnittsverstellglied unintentionally adjusted. The anti-rotation of the transmission prevents such Adjusting or rotating the drivable cross-section adjustment when the teeth are of the gear in the capture element-free circumferential angle range of the driving cross-section adjustment are located.
Besonders bevorzugt wird die Verdrehsicherung von dem Zahnrad und dem antreibenden Querschnittsverstellglied gebildet, sodass keine zusätzlichen Elemente notwendig sind. Die Verdrehsicherung wirkt hierbei direkt auf das Zahnrad und über das Zahnrad auf das antreibbare Querschnittsverstellglied. Hierdurch wird eine besonders einfache und kostengünstige Verdrehsicherung gewährleistet.Especially preferred is the anti-rotation of the gear and the driving Cross-section adjustment formed, so no additional Elements are necessary. The anti-rotation acts directly on the gear and about that Gear on the drivable Querschnittsverstellglied. hereby a particularly simple and cost-effective rotation is guaranteed.
Das antreibende Querschnittsverstellglied weist vorteilhafterweise an mindestens einem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich einen ringsegmentförmigen Sicherungsaxialvorsprung auf, der zweckmäßigerweise auf demselben Radius wie die Mitnahmeelemente liegt. Der ringsegmentförmige Sicherungsaxialvorsprung schließt sich bevorzugt direkt an das erste und/oder das letzte Mitnahmeelement, beziehungsweise an das/die äußerste/n Mitnahmeelement/e eines Mitnahmeelemente aufweisenden Umfangswinkelbereichs des Querschnittverstellglieds an.The driving cross-section adjustment advantageously has at least one capture element-free circumferential angular range a ring segment-shaped Sicherungsaxialvorsprung on, the expediently on the same radius as the driving elements lies. The ring segment-shaped Sicherungsaxialvorsprung includes preferably directly to the first and / or the last entrainment element, or to the extreme Driving element / s of a driving elements having circumferential angle range the Querschnittsverstellglieds on.
Mit Vorteil ist weiterhin vorgesehen, dass die Mitnahmeaxialvorsprünge axial weiter hervorstehen als der Sicherungsaxialvorsprung. Das bedeutet, dass im mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich der Sicherungsaxialvorsprung axial zurückgesetzt zu den Mitnahmeaxialvorsprüngen liegt. Wobei der Sicherungsaxialvorsprung nur in dem mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich vorgesehen ist, so dass in dem die Mitnahmeelemente aufweisenden Umfangswinkelbereich zwischen den Mitnahmeelementen beziehungsweise Mitnahmeaxialvorsprüngen entsprechend tiefe Axialaussparungen gebildet sind.With Advantage is further provided that the driving axial projections axially protrude further than the Sicherungsaxialvorsprung. It means that in the capture element-free circumferential angle range of Sicherungsaxialvorsprung reset axially to the haulage initiative tabs lies. Wherein the Sicherungsaxialvorsprung only in the driver element-free Circumferential angular range is provided so that in which the driving elements having circumferential angle range between the driving elements or driving axial projections corresponding to deep axial recesses are formed.
Bevorzugt sind einige der Zähne des Zahnrades auf der mit dem antreibenden Querschnittsverstellglied zusammenwirkenden Seite des Zahnrades axial verkürzt ausgebildet. Auf der dem antreibbaren Querschnittsverstellglied zugewandten Seite schließen sämtliche Zähne axial bündig mit einer gedachten, senkrecht zur Drehachse ausgerichteten Ebene ab, sodass zwischen den Mitnahmeaxialvorsprüngen des antreibbaren Querschnittsverstellglieds und dem Zahnrad stets im Wesentlichen derselbe Berührungskontakt vorliegt.Prefers are some of the teeth of the gear on the with the driving Querschnittsverstellglied co-operating side of the gear formed axially shortened. On the drivable Querschnittsverstellglied facing side close all Teeth axially flush with an imaginary plane oriented perpendicular to the axis of rotation, so that between the driving axial projections of the drivable Querschnittsverstellglieds and the gear always substantially the same touch contact is present.
Auf der mit dem antreibenden Querschnittsverstellglied zusammenwirkenden Seite wirken vorteilhafterweise die breiteren Zähne in bestimmten Drehstellungen mit dem Sicherungsaxialvorsprung zusammen. Insbesondere wirken die breiteren Zähne dann mit dem Sicherungsaxialvorsprung zusammen, wenn sich das Zahnrad im mitnahmeelementfreien Umfangswinkelbereich des antreibenden Querschnittsverstellglieds befindet. Um die Verdrehsicherung zu bewirken liegen die Flanken von zwei der breiteren Zähne auf der äußeren Mantelfläche des Sicherungsaxialvorsprungs auf. In einer anderen Verdrehstellung der Querschnittsverstellglieder kann das Zahnrad auch mit einem der breiteren Zähne auf einer Mantelfläche des äußersten Mitnahmeaxialvorsprungs und mit einem weiteren breiteren Zahn auf der Mantelfläche des Sicherungsaxialvorsprungs aufliegen.On the cooperating with the driving Querschnittsverstellglied Side act advantageously the wider teeth in certain rotational positions with the Sicherungsaxialvorsprung together. In particular, the effect wider teeth then together with the securing axial projection when the gear in the capture element-free circumferential angular range of the driving Querschnittsverstellglieds located. To cause the rotation, the flanks are of two of the wider teeth on the outer surface of the Sicherungsaxialvorsprungs on. In another twisting position the Querschnittsverstellglieder, the gear also with a the wider teeth on a lateral surface the utmost Driving axial projection and with another wider tooth on the lateral surface rest on the Sicherungsaxialvorsprungs.
Die schmaleren Zähne, hingegen, sind vorteilhafterweise axial beabstandet zu dem Sicherungsaxialvorsprung ausgebildet beziehungsweise angeordnet. Dadurch können sich die schmaleren Zähne des Zahnrads beim Verdrehen in eine Verdrehsicherungsstellung an dem Sicherungsaxialvorsprung vorbeibewegen beziehungsweise an diesem vorbeidrehen. In einer Verdrehsicherungsstellung liegen beispielsweise zwei breitere Zähne auf der äußeren Mantelfläche des Sicherungsaxialvorsprungs auf, wobei einer oder mehrere dazwischen liegende schmale Zähne des Zahnrades an dem Sicherungsaxialvorsprung vorbeiragen.The narrower teeth, however, are advantageously axially spaced from the backup axial projection trained or arranged. This can help the narrower teeth of the gear during rotation in an anti-rotation position move past the Sicherungsaxialvorsprung or turn past it. In an anti-rotation position are, for example, two wider Teeth on the outer surface of the Backup axial projection on, with one or more in between lying narrow teeth the gear on the Sicherungsaxialvorsprung vorbeiragen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Getriebe außerhalb des Strömungsquerschnittes der Querschnittsverstellglieder angeordnet. Dadurch wird eine dauerhafte Funktion gewährleistet, da nunmehr von dem Medium mitgeführte Störelemente, wie zum Beispiel Schmutzpartikel, nicht in das Getriebe gelangen und sich dort festsetzen können, was zu einem Ausfall beziehungsweise einem Klemmen des Getriebes und somit des gesamten Drehschiebers führen würde. Hierbei ist insbesondere die oben beschriebene Ausführung des Drehschiebers vorteilhaft, bei der die Querschnittsverstellglieder auf einem zu den Mitnahmeelementen kleineren Radius angeordnete ebene, eine Dichtung bildenden Stirnflächen aufweisen, um ein Eindringen des Mediums in das Getriebe beziehungsweise ein Umströmen des Getriebes durch das Medium zu verhindern. Darüber hinaus kann das Getriebe durch die vorteilhafte Anordnung auf einfache Art und Weise (ein-) gekapselt werden.To a development of the invention, the transmission is outside the flow cross section of Querschnittsverstellglieder arranged. This will be a permanent one Guaranteed function since now carried by the medium Disturbing elements, such as For example, dirt particles, do not get into the transmission and can get stuck there, resulting in a failure or a jamming of the transmission and thus the entire rotary valve would lead. This is in particular the embodiment described above the rotary valve advantageous in which the Querschnittsverstellglieder arranged on a smaller radius to the driving elements level, have a seal forming end faces to prevent penetration of the medium in the transmission or a flow around the To prevent transmission through the medium. In addition, the transmission can by the advantageous arrangement in a simple manner (on) be encapsulated.
Zweckmäßigerweise weist das Getriebe eine Übersetzung von 1:1 auf. Hierdurch wird eine besonders einfache Lösung geboten. Alternativ kann das Getriebe auch als Übersetzungs- oder Untersetzungsgetriebe ausgebildet sein, sodass eine Drehbewegung des antreibenden Querschnittsversteliglieds in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis (# 1) übertragen wird. Hierdurch können noch weitere, unterschiedliche Einstellungen des Drehschiebers erreicht werden.Conveniently, the gearbox has a translation from 1: 1 up. This provides a particularly simple solution. Alternatively, the transmission can also be used as a gearbox or reduction gear be formed so that a rotational movement of the driving Querschnittsversteliglieds in a certain gear ratio (# 1) becomes. This allows even more, different settings of the rotary valve reached become.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden. Dazu zeigenin the The invention will be explained in more detail with reference to some figures. Show this
Die
Die
Die
Jeder
zweite Zahn
Ist
das antreibende Querschnittsverstellglied
Durch
die in den
In
einer weiteren vorteilhaften, hier nicht dargestellten, Ausgestaltung
ist mindestens ein weiteres Querschnittsverstellglied vorgesehen,
welches sich an das Querschnittsverstellglied
- 11
- Drehschieberrotary vane
- 22
- Querschnittsverstellgliedcross section adjustment
- 33
- Querschnittsverstellgliedcross section adjustment
- 44
- Drehachseaxis of rotation
- 55
- EndeThe End
- 66
- EndeThe End
- 77
- Mantelflächelateral surface
- 88th
- DurchströmungsöffnungenFlow openings
- 99
- DurchströmungsöffnungenFlow openings
- 1010
- Mantelflächelateral surface
- 1111
- DurchströmungsöffnungFlow opening
- 1212
- DurchströmungsöffnungFlow opening
- 1313
- Getriebetransmission
- 1414
- Zahnradgear
- 1515
- Drehachseaxis of rotation
- 1616
- Stirnflächeface
- 1717
- Mitnahmeelementedriving elements
- 1818
- MitnahmeaxialvorsprüngeMitnahmeaxialvorsprünge
- 1919
- SicherungsaxialvorsprungSicherungsaxialvorsprung
- 2020
- äußerste Mitnahmeaxialvorsprüngeextreme leading axial projections
- 2121
- Stirnflächeface
- 2222
- Mitnahmeelementdriving element
- 2323
- MitnahmeaxialvorsprungMitnahmeaxialvorsprung
- 2424
- Zahntooth
- 2525
- Seitepage
- 2626
- Seitepage
- 2727
- Zahntooth
- 2828
- Mantelflächelateral surface
- 2929
- Pfeilarrow
- 3030
- Verdrehsicherungtwist
Claims (14)
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JP2009533737A JP5246670B2 (en) | 2006-10-27 | 2007-10-26 | Rotating slip valve and electromechanical assembly for cooling water circulation path of internal combustion engines, especially with multiple branch pipes |
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