DE102019133340A1

DE102019133340A1 - VALVE, MULTIPLE VALVE SYSTEM AND VEHICLE WITH VALVE

Info

Publication number: DE102019133340A1
Application number: DE102019133340.7A
Authority: DE
Inventors: Kai Langheld
Original assignee: Jopp Holding GmbH
Current assignee: Jopp Holding GmbH
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (10) für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Ventilgehäuse (12) mit mindestens einem Fluideinlass (42) und mindestens einem Fluidauslass (44a, 44b, 44c), wobei ein Ventilkörper (14) drehbar in dem Ventilgehäuse (12) angeordnet ist und wobei zur Einstellung des Flusses eines Kühlfluids von dem mindestens einen Fluideinlass (42) zu dem mindestens einen Fluidauslass (44a, 44b, 44c) der Ventilkörper (14) einen Fluiddurchlass (24) aufweist, wobei der Fluiddurchlass (24) bedarfsweise relativ zu dem mindestens einen Fluideinlass (42) und dem mindestens einen Fluidauslass (44a, 44b, 44c) ausrichtbar ist.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Ventil zur Verfügung zu stellen, welches eine kostengünstige Herstellung und eine einfache Möglichkeit der Einstellung sowohl der Dichtheit als auch des Reibwiderstandes ermöglicht. Der Ventilkörper (14) ist dabei kegelförmig ausgebildet, und korrespondierend dazu ist in dem Ventilgehäuse (12) eine kegelförmige Aufnahme (46) für den Ventilkörper (14) ausgebildet.The invention relates to a valve (10) for a motor vehicle comprising a valve housing (12) with at least one fluid inlet (42) and at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c), a valve body (14) being rotatably arranged in the valve housing (12) and wherein for adjusting the flow of a cooling fluid from the at least one fluid inlet (42) to the at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c) the valve body (14) has a fluid passage (24), the fluid passage (24) relative to the at least one fluid inlet (42) and the at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c) can be aligned. The object of the invention is to provide a valve which is inexpensive to manufacture and a simple possibility of setting both the tightness and the the frictional resistance allows. The valve body (14) is conical and, corresponding to this, a conical receptacle (46) for the valve body (14) is formed in the valve housing (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Ventil, das zur Einstellung des Flusses eines Kühlfluids dient, welches zur Temperierung des Motors oder anderer Aggregate eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird. Solche Ventile werden üblicherweise als Thermostatventile bezeichnet, welche insbesondere elektrisch gesteuert sein können. Die Erfindung betrifft ferner ein System aus solchen Ventilen und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Ventil oder mehreren solchen Ventilen.The invention relates to a valve for a motor vehicle. In particular, the invention relates to a valve which is used to adjust the flow of a cooling fluid which is used to control the temperature of the engine or other units of a motor vehicle. Such valves are usually referred to as thermostatic valves, which can in particular be controlled electrically. The invention also relates to a system made up of such valves and to a motor vehicle with such a valve or a plurality of such valves.

Die Kühlung des Motors oder anderer Aggregate eines Kraftfahrzeuges erfolgt in der Praxis üblicherweise bedarfsweise und insbesondere in Abhängigkeit der Temperatur des Motors bzw. Aggregats. So kann es bei niedrigen Betriebstemperaturen des Motors bzw. Aggregats vorgesehen sein, zunächst kein Kühlfluid zur Kühlung des Motors einzusetzen und bei höheren Betriebstemperaturen mittels des Kühlfluidflusses sowohl die Temperatur des Motors bzw. Aggregats als auch des Kühlfluids möglichst konstant einzustellen.In practice, the engine or other units of a motor vehicle are usually cooled as required and in particular as a function of the temperature of the engine or unit. For example, at low operating temperatures of the engine or unit, initially no cooling fluid is used to cool the engine and, at higher operating temperatures, the temperature of the motor or unit as well as the cooling fluid are set as constant as possible by means of the cooling fluid flow.

Zur Einstellung eines Kühlfluidflusses werden in der Praxis Ventile eingesetzt. Ein solches Ventil ist beispielsweise aus DE 10 2018 004 082 A1 bekannt. Darin ist ein Schaltventil, insbesondere ein Thermostatventil, beschrieben, welches eine Gehäusebuchse mit einer ersten und einer zweiten Strömungsöffnung aufweist. In der Gehäusebuchse ist eine Steuerbuchse angeordnet, die gegenüber der Gehäusebuchse zwischen einer die erste und/oder die zweite Strömungsöffnung öffnenden und verschließenden Position verstellbar ist.Valves are used in practice to set a cooling fluid flow. Such a valve is off, for example DE 10 2018 004 082 A1 known. This describes a switching valve, in particular a thermostatic valve, which has a housing bushing with a first and a second flow opening. A control bushing is arranged in the housing bushing, which control bushing can be adjusted with respect to the housing bushing between a position that opens and closes the first and / or the second flow opening.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Ventil, ein System mit mehreren Ventilen und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Ventil zur Verfügung zu stellen, welche eine kostengünstige Herstellung und eine einfache Möglichkeit der Einstellung sowohl der Dichtheit als auch des Reibwiderstandes ermöglichen.The invention is based on the object of providing a valve, a system with several valves and a motor vehicle with such a valve, which enable inexpensive production and a simple possibility of setting both the tightness and the frictional resistance.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere Ausführungsformen und Vorteile sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with the features of the independent claims. Further embodiments and advantages are described in connection with the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Ventil für ein Kraftfahrzeug weist dabei ein Ventilgehäuse mit mindestens einem Fluideinlass und mindestens einem Fluidauslass auf. Insbesondere können mehrere Fluideinlässe und/oder Fluidauslässe vorgesehen sein. Beispielsweise sind ein Fluideinlass und zwei oder drei Fluidauslässe vorgesehen. Durch den Fluideinlass kann ein Kühlfluid in das Ventilgehäuse einströmen und durch einen Fluidauslass wieder ausströmen. Bei dem Kühlfluid handelt es sich insbesondere um ein gasförmiges Fluid, wie z.B. Luft, oder um eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Kühlwasser.A valve according to the invention for a motor vehicle has a valve housing with at least one fluid inlet and at least one fluid outlet. In particular, several fluid inlets and / or fluid outlets can be provided. For example, one fluid inlet and two or three fluid outlets are provided. A cooling fluid can flow into the valve housing through the fluid inlet and can flow out again through a fluid outlet. The cooling fluid is in particular a gaseous fluid, such as, for example, air, or a cooling liquid, in particular cooling water.

Zur Einstellung des Durchflusses von Kühlfluid zwischen mindestens einem Fluideinlass und mindestens einem Fluidauslass ist in dem Ventilgehäuse ein Ventilkörper angeordnet. Der Ventilkörper ist um eine Drehachse innerhalb des Ventilgehäuses drehbar angeordnet. Der Ventilkörper weist zudem einen Fluiddurchlass auf, der es ermöglicht, dass Kühlfluid von einem Fluideinlass zu einem Fluidauslass strömen kann. Je nach Drehstellung bzw. erfolgter Rotation des Ventilkörpers relativ zu dem Ventilgehäuse kann dabei der Strömungsquerschnitt zwischen einem Fluideinlass und einem Fluidauslass vollständig frei gegeben werden, nur teilweise freigegeben werden oder vollständig versperrt werden.To adjust the flow of cooling fluid between at least one fluid inlet and at least one fluid outlet, a valve body is arranged in the valve housing. The valve body is arranged rotatably about an axis of rotation within the valve housing. The valve body also has a fluid passage which enables cooling fluid to flow from a fluid inlet to a fluid outlet. Depending on the rotational position or the rotation of the valve body relative to the valve housing, the flow cross section between a fluid inlet and a fluid outlet can be completely released, only partially released or completely blocked.

Erfindungsgemäß ist der Ventilkörper des Ventils kegelförmig ausgebildet, und die Aufnahme für den Ventilkörper in dem Ventilgehäuse ist ebenfalls korrespondierend dazu kegelförmig ausgebildet. Die kegelförmige Ausbildung bezieht sich hier auf die Axialrichtung, d.h. der Ventilkörper und die Aufnahme weisen in Axialrichtung eine Veränderung ihres Durchmessers auf, so dass die Mantelfläche des Ventilkörpers und die Innenfläche der Aufnahme kegelförmig ausgebildet sind. Insbesondere verändert sich der Durchmesser linear und stetig. Insbesondere sind sowohl der Ventilkörper als auch die Aufnahme als Kegelstumpf ausgebildet. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der Mantelfläche des Ventilkörpers nicht um eine geschlossene Fläche handeln muss, sondern dass diese eine oder mehrere Fluiddurchlässe aufweisen kann.According to the invention, the valve body of the valve is conical, and the receptacle for the valve body in the valve housing is likewise conical in a corresponding manner. The conical design here relates to the axial direction, i.e. the valve body and the receptacle have a change in their diameter in the axial direction, so that the lateral surface of the valve body and the inner surface of the receptacle are conical. In particular, the diameter changes linearly and continuously. In particular, both the valve body and the receptacle are designed as a truncated cone. It is pointed out that the jacket surface of the valve body does not have to be a closed surface, but that it can have one or more fluid passages.

Die Ausbildung eines konischen bzw. kegelförmigen Ventilkörpers und einer konischen bzw. kegelförmigen Aufnahme hat den Vorteil, dass je nach axialer Relativlage des Ventilkörpers in der Aufnahme in dem Ventilgehäuse die Dichtheit und auch der Reibwiderstand leicht einstellbar sind. Auf diese Einstellbarkeit wird im Folgenden in Zusammenhang mit den Unteransprüchen noch eingegangen.The formation of a conical or conical valve body and a conical or conical receptacle has the advantage that, depending on the axial relative position of the valve body in the receptacle in the valve housing, the tightness and also the frictional resistance can be easily adjusted. This adjustability is discussed below in connection with the subclaims.

Weiterhin handelt es sich bei einem Kegel um eine einfache geometrische Form, und entsprechend können sowohl der Ventilkörper als auch das Ventilgehäuse mit der kegelförmigen Aufnahme leicht und damit auch kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden.Furthermore, a cone is a simple geometric shape, and accordingly both the valve body and the valve housing with the conical receptacle can be produced easily and therefore inexpensively in large numbers.

In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils weist der Ventilkörper einen mindestens drehfest mit dem Ventilkörper verbundenen Dichtmantel auf. Der Ventilkörper kann damit auch nicht nur drehfest, sondern auch in weiteren Freiheitsgraden bis zu vollständig gegenüber dem Dichtmantel festgelegt sein. Der Dichtmantel erstreckt sich mindestens über einen Teil des Umfangs des Ventilkörpers und insbesondere über einen Großteil der Mantelfläche des Ventilkörpers. Der Dichtmantel ist insbesondere an die Form des Ventilkörpers angepasst und weist ebenfalls eine kegelförmige Mantelfläche auf. Der Dichtmantel erstreckt sich vorzugsweise mindestens über einen Bereich der Mantelfläche des Ventilkörpers der einen Strömungsquerschnitt eines Fluideinlasses und/oder eines Fluidauslasses vollständig abdeckt. Der Dichtmantel ist vorzugsweise zumindest drehfest mit dem Ventilkörper verbunden, d.h. bei einer Rotation des Ventilkörpers rotiert der Dichtmantel mit diesem. Der Dichtmantel ist radial außenseitig des Ventilkörpers angeordnet und erstreckt sich zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse. Dabei bildet der Dichtmantel insbesondere den einzigen Kontakt zwischen dem Ventilgehäuse und dem rotierenden Teil aus Ventilkörper und Dichtmantel in Umfangsrichtung. Der Dichtmantel ermöglicht die Einstellung eines optimierten Verhältnisses von Dichtheit zu Reibwiderstand zwischen Ventilkörper und Ventilgehäuse. Der Dichtmantel kann dabei, wenn er als separates Element ausgebildet ist, aus einem anderen Material hergestellt sein als der Ventilkörper und/oder das Ventilgehäuse. Dies hat den Vorteil, dass dadurch ein weiterer Freiheitsgrad hinsichtlich der Materialwahl geschaffen wird.In a practical embodiment of a valve according to the invention, the valve body has a sealing jacket that is at least non-rotatably connected to the valve body. The valve body can thus not only be rotationally fixed, but also in further degrees of freedom up to completely opposite be fixed to the sealing jacket. The sealing jacket extends at least over part of the circumference of the valve body and in particular over a large part of the surface area of the valve body. The sealing jacket is adapted in particular to the shape of the valve body and also has a conical jacket surface. The sealing jacket preferably extends at least over a region of the jacket surface of the valve body which completely covers a flow cross section of a fluid inlet and / or a fluid outlet. The sealing jacket is preferably at least non-rotatably connected to the valve body, ie when the valve body rotates, the sealing jacket rotates with it. The sealing jacket is arranged radially on the outside of the valve body and extends between the valve body and the valve housing. In particular, the sealing jacket forms the only contact between the valve housing and the rotating part made up of the valve body and sealing jacket in the circumferential direction. The sealing jacket enables the setting of an optimized ratio of tightness to frictional resistance between valve body and valve housing. The sealing jacket, if it is designed as a separate element, can be made of a different material than the valve body and / or the valve housing. This has the advantage that it creates a further degree of freedom with regard to the choice of material.

Der Dichtmantel ist insbesondere drehfest mit dem Ventilkörper verbunden. Er kann demontierbar oder nicht demontierbar montiert sein, wobei eine demontierbare Befestigung den Vorteil hat, dass nach einer gewissen Nutzungs- bzw. Verschleißdauer der Dichtmantel einfach und kostengünstig ausgewechselt werden kann. Bevorzugt wird der Dichtmantel kraftschlüssig und/oder formschlüssig an dem Ventilkörper befestigt. Insbesondere weist der Dichtmantel mindestens einen Vorsprung auf, der als Mitnehmer zur drehfesten Festlegung gegenüber dem Ventilkörper dient. In einer speziellen Ausführung weist der Ventilkörper einen T-förmigen Vorsprung auf. Der Dichtmantel ist dann vorzugsweise derart an dem Ventilkörper montiert, dass der mindestens eine T-förmige Vorsprung in mindestens einen korrespondierenden T-förmigen Schlitz in dem Ventilkörper einschiebbar ist. Es kann können auch zwei oder mehr Vorsprünge vorgesehen sein, welche mit einer entsprechenden Gestaltung der Mantelfläche korrespondieren und eine klemmende und/oder formschlüssige Befestigung des Dichtmantels an der Mantelfläche des Ventilkörpers ermöglichen. Durch die T-förmige Geometrie kann der Dichtmantel sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung sicher an dem Ventilkörper befestigt werden. Ferner können derartige T-förmige Vorsprünge einstückig an dem Dichtmantel angeformt sein, wodurch eine kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.In particular, the sealing jacket is connected to the valve body in a rotationally fixed manner. It can be mounted such that it can be dismantled or not, with a detachable fastening having the advantage that the sealing jacket can be replaced easily and inexpensively after a certain period of use or wear. The sealing jacket is preferably attached to the valve body in a force-fitting and / or form-fitting manner. In particular, the sealing jacket has at least one projection which serves as a driver for the non-rotatable fixing with respect to the valve body. In a special embodiment, the valve body has a T-shaped projection. The sealing jacket is then preferably mounted on the valve body in such a way that the at least one T-shaped projection can be pushed into at least one corresponding T-shaped slot in the valve body. Two or more projections can also be provided which correspond to a corresponding design of the jacket surface and enable a clamping and / or form-fitting attachment of the sealing jacket to the jacket surface of the valve body. Due to the T-shaped geometry, the sealing jacket can be securely attached to the valve body both in the radial and in the circumferential direction. Furthermore, such T-shaped projections can be integrally formed on the sealing jacket, which enables inexpensive manufacture.

Alternativ ist der Dichtmantel an den Ventilkörper angespritzt und damit einstückig als Einheit ausgebildet. In diesem Fall wird der Ventilkörper bereits zusammen mit dem Dichtmantel als ein Bauteil in das Ventilgehäuse eingesetzt, wodurch die Montage des Dichtmantels an dem Ventilkörper entfällt.Alternatively, the sealing jacket is injection-molded onto the valve body and thus formed in one piece as a unit. In this case, the valve body is already inserted into the valve housing together with the sealing jacket as one component, so that the sealing jacket does not have to be mounted on the valve body.

Der Dichtmantel kann in weiteren alternativen Varianten auch entweder an dem Ventilgehäuse montiert sein oder an das Ventilgehäuse angespritzt sein.In further alternative variants, the sealing jacket can also either be mounted on the valve housing or molded onto the valve housing.

Eine weitere Einstellung des Verhältnisses des Reibwiderstands und der Dichtheit kann mittels eines Vorspannelementes vorgenommen werden. Dazu weist das Ventil in einer weiteren praktischen Ausführungsform insbesondere ein Vorspannelement auf, welches eine Kraft auf den Ventilkörper in Richtung des Bodens der Aufnahme ausübt. Als Vorspannelement eignet sich insbesondere eine Feder. Das Vorspannelement ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass es in axialer Richtung auf den Ventilkörper wirkt und dabei die beiden kegelförmigen Mantelflächen von Ventilkörper und Ventilaufnahme gegeneinanderdrückt. Je stärker dabei die Vorspannkraft respektive Federkraft ist, umso höher wird einerseits der Reibwiderstand und desto besser wird anderseits die Dichtheit.A further setting of the ratio of the frictional resistance and the tightness can be made by means of a pretensioning element. For this purpose, in a further practical embodiment, the valve has, in particular, a prestressing element which exerts a force on the valve body in the direction of the bottom of the receptacle. A spring is particularly suitable as the prestressing element. The prestressing element is preferably arranged in such a way that it acts on the valve body in the axial direction and thereby presses the two conical outer surfaces of the valve body and valve receptacle against one another. The stronger the pre-tensioning force or spring force, the higher the frictional resistance on the one hand and the better the tightness on the other hand.

Als besonders vorteilhaft wird eine Kombination eines erfindungsgemäßen Ventils mit kegelförmigen Ventilkörper mit einem daran angeordneten Dichtmantel und einem Vorspannelement angesehen. Insgesamt kann damit ein besonders dichtes und mit wenig Reibwiderstand schaltbares Ventil mit nur wenigen Bauteilen realisiert werden und ist damit besonders kostengünstig.A combination of a valve according to the invention with a conical valve body with a sealing jacket arranged thereon and a prestressing element is considered to be particularly advantageous. Overall, a particularly tight valve that can be switched with little frictional resistance can thus be implemented with only a few components and is therefore particularly cost-effective.

Das Verhältnis aus Reibwiderstand und Dichtheit kann ferner über den Konuswinkel α eingestellt werden. Der Konuswinkel α des Ventilkörpers und korrespondierend dazu der Aufnahme für den Ventilkörper betragen hier insbesondere zwischen 5° und 50° und bevorzugt zwischen 10° und 25°. Insgesamt kann durch die Wahl des Konuswinkels und der Vorspannkraft eine besonders gute Einstellung hinsichtlich des Reibwiderstandes und der Dichtheit realisiert werden.The ratio of frictional resistance and tightness can also be adjusted via the cone angle α. The cone angle α of the valve body and, corresponding thereto, the receptacle for the valve body are in particular between 5 ° and 50 ° and preferably between 10 ° and 25 °. Overall, a particularly good setting with regard to the frictional resistance and the tightness can be achieved through the choice of the cone angle and the preload force.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils ist in mindestens einem Fluideinlass und/oder in mindestens einem Fluidauslass ein weiteres Dichtelement angeordnet, welches mittels eines Vorspannelementes mittelbar oder unmittelbar gegen den Ventilkörper gespannt ist. Mittels eines oder mehrerer solcher Dichtelemente kann zusätzlich die Dichtheit verbessert werden. Bei einem solchen Dichtelement kann es sich insbesondere um einen O-Ring handeln welcher mittels einer Feder gegen den Ventilkörper oder den Dichtmantel gespannt ist.In a further practical embodiment of a valve according to the invention, a further sealing element is arranged in at least one fluid inlet and / or in at least one fluid outlet, which is tensioned directly or indirectly against the valve body by means of a pretensioning element. The tightness can also be improved by means of one or more such sealing elements. Such a sealing element can in particular be an O-ring is tensioned against the valve body or the sealing jacket by means of a spring.

Mindestens ein Bauteil des erfindungsgemäßen Ventils kann aus Gummi oder Kunststoff oder Metall, insbesondere Metalldruckguss, hergestellt sein. Insbesondere ist ein wie vorstehend beschriebener Dichtmantel aus Kunststoff hergestellt, vorzugsweise mittels Kunststoffspritzguss.At least one component of the valve according to the invention can be made of rubber or plastic or metal, in particular die-cast metal. In particular, a sealing jacket as described above is made of plastic, preferably by means of plastic injection molding.

In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils erfolgt die Verdrehung des Ventilkörpers relativ zu dem Ventilgehäuse mittels eines Elektromotors. Insbesondere kann zwischen dem Elektromotor und dem Ventilkörper ein Getriebe angeordnet sein. Der Elektromotor greift insbesondere mittelbar oder unmittelbar an einem an dem Ventilkörper ausgebildeten oder angeordneten Schaft an. Mittels eines Elektromotors kann der gewünschte Durchströmquerschnitt für das Kühlmedium präzise eingestellt und/oder gesteuert bzw. geregelt werden.In a further practical embodiment of a valve according to the invention, the valve body is rotated relative to the valve housing by means of an electric motor. In particular, a transmission can be arranged between the electric motor and the valve body. In particular, the electric motor acts directly or indirectly on a shaft formed or arranged on the valve body. The desired flow cross-section for the cooling medium can be precisely set and / or controlled or regulated by means of an electric motor.

Die Erfindung betrifft auch ein System aus mehreren wie vorstehend beschriebenen Ventilen, welche parallel oder in Reihe geschaltet sind und gemeinsam schaltbar sind. Die Schaltung, d.h. die Rotation der Ventilkörper relativ zu dem Ventilgehäuse kann dabei insbesondere mittels eines Elektromotors oder mittels mehrerer Elektromotoren erfolgen. Hinsichtlich der Vorteile eines solchen Systems wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.The invention also relates to a system of several valves as described above, which are connected in parallel or in series and can be switched together. The switching, i.e. the rotation of the valve body relative to the valve housing, can in particular take place by means of an electric motor or by means of several electric motors. With regard to the advantages of such a system, reference is made to the description above.

Die Erfindung betrifft auch Kraftfahrzeuge mit einem wie vorstehend beschriebenen Ventil sowie Kraftfahrzeuge mit einem wie vorstehend beschrieben System mit mehreren Ventilen. Das Ventil oder die Ventile werden insbesondere zur Einstellung eines Flusses eines Kühlfluids für einen Motor oder ein anderes Aggregat des Kraftfahrzeuges eingesetzt. Solche Ventile sind insbesondere als Thermostatventile in dem Kraftfahrzeug eingesetzte Ventile.The invention also relates to motor vehicles with a valve as described above and motor vehicles with a system as described above with a plurality of valves. The valve or valves are used in particular to set a flow of a cooling fluid for an engine or another unit of the motor vehicle. Such valves are, in particular, valves used as thermostatic valves in the motor vehicle.

Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 einen Ventilkörper mit Dichtmantel, Vorspannelement und Dichtung in einer Explosionsansicht,
2 die Elemente aus 1 in montiertem Zustand mit angeschlossenem Elektromotor in einer perspektivischen Ansicht,
3 ein erfindungsgemäßes Ventil in einer Schnittdarstellung in einer Ebene parallel zur Drehachse des Ventilkörpers,
4 das Ventil aus 3 in einer Schnittdarstellung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Ventilkörpers und
5 eine Draufsicht auf ein Ventilgehäuse mit angeordnetem Dichtmantel in einer perspektivischen Ansicht.

Further practical embodiments and advantages of the invention are described below in connection with the drawings. Show it:

1 a valve body with sealing jacket, preload element and seal in an exploded view,
2 the elements out 1 in the assembled state with connected electric motor in a perspective view,
3rd a valve according to the invention in a sectional view in a plane parallel to the axis of rotation of the valve body,
4th the valve off 3rd in a sectional view in a plane perpendicular to the axis of rotation of the valve body and
5 a top view of a valve housing with arranged sealing jacket in a perspective view.

In den 1 und 2 ist zunächst lediglich ein Ventilkörper 14 mit dazugehörigen Elementen dargestellt. Die Beschreibung eines Ventils 10 mit Ventilkörper 14 und einem Ventilgehäuse 12 erfolgt in Verbindung mit den 3 bis 5.In the 1 and 2 is initially just a valve body 14th shown with associated elements. The description of a valve 10 with valve body 14th and a valve housing 12th takes place in connection with the 3rd to 5 .

Der Ventilkörper 14 ist vorliegend einstückig ausgebildet und weist einen sich in Axialrichtung erstreckenden Schaft 16 auf. Der Ventilkörper 14 weist ferner eine Deckfläche 18, eine Bodenfläche 20 und eine sich in Hochrichtung zwischen diesen erstreckende Mantelfläche 22 auf. Die Mantelfläche 22 erstreckt sich hier nur über einen Teil des Umfangs, hier über ca. 180°. Die Deckfläche 18, die Bodenfläche 20 und die Mantelfläche 22 bilden gemeinsam einen Kegelstumpf. Der Durchmesser der Bodenfläche 20 ist kleiner als der Durchmesser der Deckfläche 18, so dass sich die Mantelfläche 22 in einem Winkel zur Rotationsachse R (d.h. zur Axialrichtung) erstreckt.The valve body 14th is in the present case formed in one piece and has a shaft extending in the axial direction 16 on. The valve body 14th also has a top surface 18th , a floor space 20th and a jacket surface extending vertically between them 22nd on. The outer surface 22nd extends here only over part of the circumference, here over approx. 180 °. The top surface 18th , the floor area 20th and the outer surface 22nd together form a truncated cone. The diameter of the floor area 20th is smaller than the diameter of the top surface 18th so that the outer surface 22nd extends at an angle to the axis of rotation R (ie to the axial direction).

Der Ventilkörper 14 weist ferner einen Fluiddurchlass 24 für Kühlfluid auf. Der Fluiddurchlass 24 ist zwischen der Deckfläche 18 und der Bodenfläche 20 angeordnet und erstreckt sich in Umfangsrichtung des Ventilkörpers 14 betrachtet zwischen den Enden der Mantelfläche 22.The valve body 14th also has a fluid passage 24 for cooling fluid. The fluid passage 24 is between the top surface 18th and the floor area 20th arranged and extends in the circumferential direction of the valve body 14th viewed between the ends of the lateral surface 22nd .

An die Mantelfläche 22 des Ventilkörpers 14 ist ein Dichtmantel 26 montiert (vgl. auch 2). Der Dichtmantel 26 erstreckt sich vorliegend in Umfangsrichtung über den gleichen Bereich wie die Mantelfläche 22, und der Dichtmantel erstreckt sich ebenfalls über die gleiche Höhe wie die Mantelfläche 22. Die Anbindung des Dichtmantels 26 an den Ventilkörper 14 ist hier mittels sich von dem Dichtmantel radial nach innen erstreckenden, T-förmigen Vorsprüngen 28 realisiert. Dies ist insbesondere in den 1 und 4 gut erkennbar. Die T-förmigen Vorsprünge 28 sind so ausgebildet, dass sie von korrespondierenden T-förmigen Vertiefungen 30 in dem Ventilkörper 14 aufgenommen werden können, insbesondere in dem diese in die Vertiefungen 30 eingeschoben und dann klemmend werden. Ferner sind noch zwei Rippen 32 an dem Dichtmantel 26 ausgebildet, mittels welchen die drehfeste Festlegung gegenüber dem Ventilkörper 14 bewirkt wird.To the outer surface 22nd of the valve body 14th is a sealing jacket 26th mounted (see also 2 ). The sealing jacket 26th in the present case extends in the circumferential direction over the same area as the lateral surface 22nd , and the sealing jacket also extends over the same height as the jacket surface 22nd . The connection of the sealing jacket 26th to the valve body 14th is here by means of T-shaped projections extending radially inward from the sealing jacket 28 realized. This is especially true in the 1 and 4th good to see. The T-shaped protrusions 28 are designed in such a way that they are surrounded by corresponding T-shaped depressions 30th in the valve body 14th can be included, in particular by placing them in the depressions 30th be inserted and then clamped. There are also two ribs 32 on the sealing jacket 26th formed, by means of which the non-rotatable fixing relative to the valve body 14th is effected.

Wie im Folgenden in Zusammenhang mit 3 noch näher erläutert wird, ist als Vorspannelement 34 hier eine Feder vorgesehen, welche um den Schaft 16 herum angeordnet ist und auf die Deckfläche 18 wirkt.As in the following in connection with 3rd will be explained in more detail, is as a biasing element 34 here a spring is provided around the shaft 16 is arranged around and on the top surface 18th works.

Zur Abdichtung des Schaftes 16 ist hier ferner ein Nutring 36 vorgesehen, welcher ebenfalls um den Schaft 16 herum angeordnet ist.
Die Rotation des Ventilkörpers 16 um die Rotationsachse R wird durch einen Elektromotor 38 bewirkt (vgl. 2), welcher über ein Getriebe 40 mit dem Schaft 16 des Ventilkörpers 14 gekoppelt ist.For sealing the shaft 16 is also a U-ring here 36 provided, which is also around the shaft 16 is arranged around.
The rotation of the valve body 16 around the axis of rotation R is driven by an electric motor 38 causes (cf. 2 ), which has a gear 40 with the shaft 16 of the valve body 14th is coupled.

In den 3 und 4 ist ein Ventil 10 mit dem Ventilkörper 14 in einem Ventilgehäuse 12 dargestellt. Das Ventilgehäuse 12 weist vorliegend einen Fluideinlass 42 und drei Fluidauslässe 44a, 44b, 44c auf (vgl. 4 und 5). Durch den Fluideinlass 42 kann ein Kühlfluid - hier Kühlwasser - in das Ventilgehäuse 12 einströmen und durch einen der Fluidauslässe 44a, 44b, 44c wieder aus dem Ventilgehäuse 12 herausströmen.In the 3rd and 4th is a valve 10 with the valve body 14th in a valve housing 12th shown. The valve body 12th in the present case has a fluid inlet 42 and three fluid outlets 44a , 44b , 44c on (cf. 4th and 5 ). Through the fluid inlet 42 a cooling fluid - here cooling water - can enter the valve housing 12th flow in and through one of the fluid outlets 44a , 44b , 44c again out of the valve housing 12th pour out.

Zur Einstellung der Strömung bzw. des Flusses des Kühlfluides ist in dem Ventilgehäuse 12 eine Aufnahme 46 für den Ventilkörper 14 ausgebildet. Die Aufnahme 46 ist ebenfalls kegelförmig ausgebildet, so dass der Ventilkörper 14 mit den korrespondierend dazu ausgelegten Außenabmessungen, der Deckfläche 18, der Bodenfläche 20 und der Mantelfläche 22 passend in der Aufnahme 46 aufgenommen ist. Insgesamt ist das Ventil 10 mit einer Abdeckung 48 abgedeckt.To adjust the flow or the flow of the cooling fluid is in the valve housing 12th a recording 46 for the valve body 14th educated. The recording 46 is also conical, so that the valve body 14th with the correspondingly designed external dimensions, the top surface 18th , the floor area 20th and the outer surface 22nd suitable in the recording 46 is recorded. Overall the valve is 10 with a cover 48 covered.

Das Kühlfluid wird in Abhängigkeit der Rotation des Ventilkörpers 14 relativ zu dem Ventilgehäuse 12 gesteuert. Wie in 4 gut erkennbar ist, ist in der gezeigten Relativposition der Fluiddurchlass 24 des Ventilkörpers 14 so angeordnet, dass Kühlfluid von dem Fluideinlass 42 sowohl in den ersten Fluidauslass 44a als auch in den zweiten Fluidauslass 44c strömen kann. The cooling fluid is dependent on the rotation of the valve body 14th relative to the valve housing 12th controlled. As in 4th can be clearly seen, the fluid passage is in the relative position shown 24 of the valve body 14th arranged so that cooling fluid from the fluid inlet 42 both in the first fluid outlet 44a as well as in the second fluid outlet 44c can flow.

Der dritte Fluidauslass 44c ist durch die Mantelfläche 22 des Ventilkörpers 14 und den radial außenseitig angeordneten Dichtmantel 26 dichtend verschlossen.The third fluid outlet 44c is through the jacket surface 22nd of the valve body 14th and the sealing jacket arranged radially on the outside 26th tightly closed.

Die Abdichtung wird in der gezeigten Ausführungsform ausschließlich durch den Dichtmantel 26 bewirkt, welcher hier den einzigen Kontakt zu dem Ventilgehäuse 12 in Umfangsrichtung bildet (vgl. 3 und 5). Mit anderen Worten ausgedrückt, werden der Reibwiderstand bei einer Rotation des Ventilkörpers 14 mit dem daran angeordneten Dichtmantel 26 und auch die Dichtheit überwiegend durch die Grenzfläche zwischen dem Dichtmantel 26 und dem Ventilgehäuse 12 bestimmt.In the embodiment shown, the seal is provided exclusively by the sealing jacket 26th causes which here is the only contact to the valve housing 12th forms in the circumferential direction (cf. 3rd and 5 ). In other words, the frictional resistance becomes when the valve body rotates 14th with the sealing jacket arranged thereon 26th and also the tightness mainly through the interface between the sealing jacket 26th and the valve housing 12th certainly.

Weiterhin kann der Reibwiderstand und die Dichtheit durch das Vorspannelement 34 in Form der Feder beeinflusst werden. Die Feder 34 drückt den Ventilkörper 14 tiefer in die Aufnahme 46 und bewirkt so eine verbesserte Dichtwirkung aber auch einen höheren Reibwiederstand. Ein weiterer Faktor, der das Verhältnis von Dichtheit und Reibwiderstand beeinflusst, ist der Konuswinkel α, dieser beträgt hier ca. 17° (vgl. 3).Furthermore, the frictional resistance and the tightness can be achieved by the prestressing element 34 can be influenced in the form of the spring. The feather 34 pushes the valve body 14th deeper into the shot 46 and thus causes an improved sealing effect but also a higher frictional resistance. Another factor that influences the relationship between tightness and frictional resistance is the cone angle α, which is approx. 17 ° here (cf. 3rd ).

Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the implementation of the invention in its various embodiments. The invention is not restricted to the embodiments described. It can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the competent specialist.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: VentilValve
1212th: VentilgehäuseValve body
1414th: VentilkörperValve body
1616: Schaftshaft
1818th: DeckflächeDeck area
2020th: BodenflächeFloor area
2222nd: MantelflächeOuter surface
2424: FluiddurchlassFluid passage
2626th: DichtmantelSealing jacket
2828: T-förmiger VorsprungT-shaped protrusion
3030th: T-förmige VertiefungT-shaped recess
3232: Ripperib
3434: VorspannelementBiasing element
3636: NutringU-ring
3838: ElektromotorElectric motor
4040: Getriebetransmission
4242: FluideinlassFluid inlet
44a, 44b, 44c44a, 44b, 44c: FluidauslassFluid outlet
4646: Aufnahmeadmission
4848: Abdeckungcover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018004082 A1 [0003]

Claims

Valve for a motor vehicle comprising a valve housing (12) with at least one fluid inlet (42) and at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c), wherein a valve body (14) is rotatably arranged in the valve housing (12) and wherein for adjusting the flow of a cooling fluid from the at least one fluid inlet (42) to the at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c) the valve body (14) has a fluid passage (24), the fluid passage (24), if necessary, relative to the at least one fluid inlet (42) and the at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c) can be aligned, characterized in that the valve body (14) is conical and correspondingly a conical receptacle (46) for the valve body (14) is formed in the valve housing (12) .

Valve according to the preceding claim, characterized in that the valve body (14) has a sealing jacket (26) which is at least rotationally fixed to the valve body (14) and which extends over at least part of the circumference of the valve body (14).

Valve according to the preceding claim, characterized in that the sealing jacket (26) is mounted on the valve body (14) or on the valve housing (12) or is injection-molded onto the valve body (14) or onto the valve housing (14).

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a prestressing element (34) is arranged in such a way that it exerts a force on the valve body (14) in the direction of the bottom of the receptacle (46).

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the cone angle (α) of the valve body (14) and / or of the receptacle (46) in the valve housing (12) is between 5 ° and 50 °.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that a further sealing element is arranged in at least one fluid inlet (42) and / or in at least one fluid outlet (44a, 44b, 44c), which by means of a prestressing element directly or indirectly against the valve body (14 ) is excited.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that at least one element (12, 14, 26) of the valve (10) is made of rubber or plastic.

Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body (14) can be rotated relative to the valve housing (12) by means of an electric motor (38).

System with several valves (10) according to one of the Claims 1 to 8th which are connected in parallel or in series and can be operated together.

Motor vehicle with a valve (10) according to one of the Claims 1 to 8th .