DE102010014959A1

DE102010014959A1 - Ventileinrichtung

Info

Publication number: DE102010014959A1
Application number: DE201010014959
Authority: DE
Inventors: Albrecht Reustle
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-12-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in der Art eines Kugelhahns ausgebildete Ventileinrichtung mit einem Gehäuse und einem drehbar darin gelagerten Kugelküken, mit zwei Dichtringhaltern, die jeweils einen inneren und einen äußeren Dichtringe tragen, wobei der innere Dichtring am Kugelküken und der äußere Dichtring am Gehäuse dichtend anliegt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass zwischen dem Gehäuse und dem Kugelküken eine Führungshülse angeordnet ist, die die beiden Dichtringhalter trägt. Hierdurch kann insbesondere eine vereinfachte Montage und eine verbesserte Abdichtung des Kugelkükens erreicht werden.

Description

Die Vorliegende Erfindung betrifft eine in der Art eines Kugelhahns ausgebildete Ventileinrichtung mit einem Gehäuse und einem drehbar darin gelagerten Kugelküken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlkreislauf, in dem eine derartige Ventileinrichtung angeordnet ist.
Aus der EP 0 046 663 A1 ist eine gattungsgemäße Ventileinrichtung bekannt, mit einem Gehäuse und einem drehbar darin gelagerten Kugelküken, sowie mit zwei Dichtringhaltern, die jeweils einen inneren und einen äußeren Dichtring tragen, wobei der innere Dichtring und der äußere Dichtring indirekt am Gehäuse anliegt.
Aus der DE 197 33 938 A1 ist eine weitere gattungsgemäße Ventileinrichtung bekannt, mit zwei Dichtringhaltern, die jeweils einer Gehäusehälfte der Ventileinrichtung zugeordnet sind und die gegen eine Kugelfläche eines Kugelkükens mittels Anpresselementen anpressbar sind. Dabei sind zusätzlich Mittel vorgesehen, um die Wirkung der Anpresselemente über einen bestimmten Schwenkbereich des Kugelkükens während eines Schaltvorgangs wenigstens zu verringern.
Aus der DE 90 02 109 U1 ist eine weitere gattungsgemäße Ventileinrichtung bekannt, ebenso wie aus der US 4,137,936 .
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Ventileinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen anderen Aufbau und zugleich eine erleichterte Montage auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, abweichend von einem bisher üblichen Aufbau einer als Kugelhahn ausgebildeten Ventileinrichtung erfindungsgemäß eine Führungshülse als Halterung von zwei Dichtringhaltern zu verwenden und dadurch insbesondere die Montage der Ventileinrichtung deutlich zu vereinfachen. Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung ist dabei – wie oben erwähnt – in der Art eines Kugelhahns ausgebildet und weist ein Gehäuse mit einem drehbar darin gelagerten Drehschieber, üblicherweise auch Kugelküken genannt auf. Darüber hinaus besitzt die erfindungsgemäße Ventileinrichtung zwei Dichtringhalter, die jeweils einen inneren und einen äußeren Dichtring tragen, wobei der innere Dichtring am Kugelküken und der äußere Dichtring am Gehäuse dichtend anliegt. Erfindungsgemäß ist nun zwischen dem Gehäuse und dem Kugelküken die oben erwähnte Führungshülse angeordnet, die die beiden Dichtringhalter trägt und insbesondere während einer Montage fixiert. Aus diesem Grund müssen die beiden Dichtringhalter nicht mehr einzeln oder mittels aufwändiger Konstruktionen im Gehäuse der Ventileinrichtung angeordnet werden, sondern können einfach von radial außen in entsprechende, an der Führungshülse angeordnete Öffnungen eingesteckt und zusammen mit der Führungshülse im Gehäuse der Ventileinrichtung versenkt werden. Zuvor oder anschließend wird bereits das Kugelküken (Kugelsegmentdrehschieber) in der Führungshülse angeordnet, welches das eigentliche Absperrorgan der Ventileinrichtung bildet. In einem abschließenden Montageschritt kann ein Gehäusedeckel des Gehäuses auf einen Gehäusetopf der Ventileinrichtung aufgesetzt und beispielsweise mittels Schrauben fixiert werden. Dabei ragt ein drehfest mit dem Kugelküken verbundener Mitnehmerstift entweder durch den Filtergehäusetopf oder durch den Filtergehäusedeckel nach außen und kann mit einer nicht näher beschriebenen Antriebseinrichtung verbunden werden. Durch ein einfaches Verdrehen des Kugelkükens kann dabei eine durch Ventileinrichtung strömende Durchflussmenge gesteuert werden. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Führungshülse wird somit erstmals ein gänzlich anderer konstruktiver Aufbau der Ventileinrichtung erreicht, der insbesondere eine deutliche vereinfachte Montage derselben ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind das Gehäuse, das Kugelküken und/oder die Dichtringhalter der Ventileinrichtung aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Wird die erfindungsgemäße Ventileinrichtung beispielsweise zur Steuerung von Kühlmittelströmen bei einer Brennkraftmaschine verwendet, ist es aufgrund einer vergleichsweise geringen Temperaturbelastung möglich, sämtliche Komponenten der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung aus Kunststoff und insbesondere als Kunststoffspritzgussteil auszubilden, wodurch eine einerseits sehr präzise und andererseits eine kostengünstige Herstellung der Ventileinrichtung ermöglicht wird. Zugleich lassen sich konstruktiv erforderliche Änderungen durch entsprechende Änderungen des Spritzgusswerkzeugs vergleichsweise einfach realisieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, sind die beiden Dichtringhalter als Gleichteile ausgebildet. Hierbei gilt prinzipiell, je mehr Einzelteile einer zu montierenden Einheit als Gleichteile ausgebildet sind, umso kostengünstiger wird deren Herstellung, und umso einfacher wird deren Montage, da ein Werker nicht darauf achten muss, beispielsweise unterschiedliche ausgebildete Dichtringhalter an den jeweils ausschließlich dafür vorgesehenen Stellen einzubauen. Durch die als Gleichteile ausgebildete Dichtringhalter lassen sich somit auch Fehler bei der Montage vergleichsweise einfach vermeiden und dadurch eine hohe Fertigungsqualität erreichen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung in einer Einbausituation,
2 eine besonders anschauliche Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung,
3 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene A-A,
4 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B.
Entsprechend der 1, ist eine erfindungsgemäß und in der Art eines Kugelhahns ausgebildete Ventileinrichtung 1 in deren Einbausituation, beispielsweise in einem Kühlkreislauf einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine dargestellt. Ein genauer Aufbau der Ventileinrichtung 1 ist dabei sehr anschaulich in einer Explosionsdarstellung gemäß der 2 gezeigt, wonach die Ventileinrichtung 1 ein Gehäuse 2 mit einem drehbar darin gelagerten Kugelküken 3 (Kugelsegmentdrehschieber) besitzt. Das Gehäuse 2 setzt sich dabei aus einem Gehäusetopf 4 sowie einem damit, insbesondere über Schrauben 5, verschraubbaren Gehäusedeckel 6 zusammen. Im Gehäusetopf 4 angeordnet sind darüber hinaus zwei, vorzugsweise als Gleichteile ausgebildete, Dichtringhalter 7 und 7', die jeweils einen inneren Dichtring 8 und 8' sowie jeweils einen äußeren Dichtring 9 und 9' tragen. Der jeweils innere Dichtring 8, 8' liegt dabei dicht am Kugelküken 3 an, wogegen der jeweils äußere Dichtring 9, 9' dichtend am Gehäuse 2 bzw. am Gehäusetopf 4 anliegt. Erfindungsgemäß ist nun zwischen dem Gehäuse 2, das heißt insbesondere zwischen dem Gehäusetopf 4 und dem Kugelküken 3 eine Führungshülse 10 angeordnet, die die beiden Dichtringhalter 7, 7' trägt. Hierdurch kann insbesondere eine Montage der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 1 deutlich vereinfacht werden, da die beiden Dichtringhalter 7, 7' zunächst in die Führungshülse 10 eingesetzt und über diese fixiert in den Gehäusetopf 4 des Gehäuses 2 der Ventileinrichtung 1 eingeschoben werden können.
Die Führungshülse 10 weist gemäß den 3 und 4 eine zur Außenkontur des Kugelkükens 3 ausgebildete Innenkontur auf. Darüber hinaus besitzen die Dichtringhalter 7, 7' jeweils an gegenüberliegenden Seiten entsprechende Nuten 11 und 11', in welchen der jeweils zugehörige innere bzw. äußere Dichtring 8, 8', 9, 9' aufgenommen und dadurch vorfixiert werden kann. Der innere Dichtring 8, 8' bzw. der äußere Dichtring 9, 9' können dabei insbesondere als gewöhnliche O-Ringdichtungen ausgebildet sein und aus hydriertem Nitrilkautschuk (NBR) oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt werden. Es ist dennoch denkbar, den inneren Dichtring 8, 8' bzw. den äußeren Dichtring 9, 9' je nach Anwendungsfall aus alternativen Kunststoffen herzustellen.
Die beiden Dichtringhalter 7, 7' sind darüber hinaus zur Vereinfachung der Montage insbesondere zur Vermeidung einer Fehlmontage als Gleichteile ausgebildet, wodurch darüber hinaus die Herstellungskosten reduziert werden können. Das Gehäuse 2, das Kugelküken 3 und/oder die Dichtringhalter 7, 7' können darüber hinaus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet werden, wodurch die Ventileinrichtung 1 insgesamt einerseits hoch präzise und andererseits kostengünstig hergestellt werden kann.
Zumindest einer der Dichtringe 8, 8' bzw. 9, 9' ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass er eine Verspannung des Kugelkükens 3 gegen den zugehörigen Dichtringhalter 7, 7' bzw. gegen das Gehäuse 2 und damit eine abdichtende Wirkung bewirkt.
Am Kugelküken 3 ist darüber hinaus ein drehfest mit diesem verbundener oder insbesondere einstückig mit diesem ausgebildeter Mitnehmerstift 12 (vgl. insbesondere die 2 und 4) vorgesehen, der den Gehäusedeckel 6 durchgreift und mit einer Stelleinrichtung 13 verbunden ist. Mit der erfindungsgemäßen Führungshülse 10 lässt sich insbesondere eine Optimierung der Abdichtung des Kugelkükens 3 sowie die verbesserte Aufnahme der Dichtringhalter 7, 7' erreichen. Die Führungshülse 10 ist dabei, wie insbesondere gemäß den 2 bis 4 dargestellt ist, im Gehäusetopf 4 aufgenommen, wobei der Gehäusetopf 4 entsprechende Anschlüsse 14, 14' besitzt, über welche dieser mit entsprechenden Kühlmittelleitungen verbunden werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0046663 A1 [0002]
DE 19733938 A1 [0003]
DE 9002109 U1 [0004]
US 4137936 [0004]

Claims

In der Art eines Kugelhahns ausgebildete Ventileinrichtung (1) mit einem Gehäuse (2) und einem drehbar darin gelagerten Kugelküken (3), mit zwei Dichtringhaltern (7, 7'), die jeweils einen inneren Dichtring (8, 8') und einen äußeren Dichtring (9, 9') tragen, wobei der innere Dichtring (8, 8') am Kugelküken (3) und der äußere Dichtring (9, 9') am Gehäuse (2) dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (2) und dem Kugelküken (3) eine Führungshülse (10) angeordnet ist, die die beiden Dichtringhalter (7, 7') trägt.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (10) eine zur Außenkontur des Kugelkükens (3) ausgebildete Innenkontor aufweist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringhalter (7, 7') jeweils an gegenüberliegenden Stirnseiten eine Nut (11, 11') zur Aufnahme des zugehörigen inneren und äußeren Dichtrings (8, 8', 9, 9') aufweisen.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Dichtring (8, 8') und/oder der äußere Dichtring (9, 9') aus hydriertem Nitrilkautschuk (NBR) oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet sind/ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtringhalter (7, 7') als Gleichteile ausgebildet sind.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Gehäusetopf (4) und einen damit verschraubbaren Gehäusedeckel (6) aufweist, wobei die Führungshülse (10) und das Kugelküken (3) im Gehäusetopf (4) des Gehäuses (2) angeordnet sind.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2), insbesondere der Gehäusedeckel (6) und der Gehäusetopf (4) desselben, das Kugelküken (3) und/oder die Dichtringhalter (7, 7') aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet sind.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Dichtringe (8, 8', 9, 9') derart ausgebildet ist, dass er eine Verspannung des Kugelkükens (3) gegen den zugehörigen Dichtringhalter (7, 7') bzw. gegen das Gehäuse (2) bewirkt.
Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kühlkreislauf, in dem eine Ventileinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 angeordnet ist.