DE102019213160A1

DE102019213160A1 - Dichtungsanordnung für ein Fluidventil, Fluidventil und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019213160A1
Application number: DE102019213160.3A
Authority: DE
Inventors: Armin Seeger; Chunxiao YAN; Klaus-Jürgen Lienig; Prashant Chavan; Maik Delpho
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-08-06

Abstract

Es wird eine Dichtungsanordnung 2 für ein Fluidventil FV vorgeschlagen, umfassend:
• ein erstes, separates Dichtelement 4,
• ein zweites, separates Dichtelement 6 sowie
• ein separates, elastisch verformbares Zwischenstück 8, welches in einer Axialrichtung X - X der Dichtungsanordnung 2 zwischen einer ersten Wandung 12 des ersten Dichtelements 4 und einer zweiten Wandung 14 des zweiten Dichtelements 6 angeordnet ist.
Dabei ist an einem der beiden Dichtelemente 4, 6 an einer innen liegend zur ersten oder zweiten Wandung 12, 14 angeordneten, dritten Wandung 15 zumindest ein Rast-Sicherungsmittel RK angeformt ist, welches eine am jeweils anderen Dichtelement 4, 6 innen liegend zur ersten oder zweiten Wandung 12, 14 angeformte Rastlippe RP formschlüssig und verliersicher hintergreift.
Es wird ferner ein Fluidventil FV mit einer solchen Dichtungsanordnung 2 sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Fluidventil FV vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, ein Fluidventil mit einer solchen Dichtungsanordnung sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Fluidventil.
Unter einem solchen Fluidventil ist dabei insbesondere ein Kühlwasserventil - auch Kühlwassersteuer- oder Kühlwasserregelventil genannt - zur Verwendung in einem Fahrzeug zu verstehen.
Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches zum Betrieb mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff versorgt werden muss, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge. Ferner kann es sich beim Fahrzeug auch um ein teilelektrisches oder vollelektrisches Fahrzeug handeln.
Dichtungen als solche können unterschiedliche Aufgaben haben. Sie können z.B. dem Zweck dienen, ungewollte Fluidverluste zu vermeiden oder zumindest zu begrenzen. Unter einem Fluid kann dabei ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium verstanden werden.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Montage sowie einen Transport einer solchen Dichtung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst, der eine Dichtungsanordnung zur Verwendung in einem Fluidventil eines Fahrzeugs unter Schutz stellt. Es wird ferner ein Fluidventil mit einer solchen Dichtungsanordnung unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 10). Ferner wird ein Fahrzeug mit einem solchen Fluidventil unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 14). Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird eine Dichtungsanordnung für ein Fluidventil vorgeschlagen, umfassend:

· ein erstes, separates Dichtelement zur dichtenden Anlage gegen einen verschwenkbar stellbaren Ventilkörper des Fluidventils,
• ein zweites, separates Dichtelement zur dichtenden Anlage gegen ein Ventilgehäuse des Fluidventils sowie
• ein separates, elastisch verformbares Zwischenstück, welches in einer Axialrichtung der Dichtungsanordnung zwischen einer ersten Wandung des ersten Dichtelements und einer zweiten Wandung des zweiten Dichtelements zur elastischen Beabstandung der beiden Dichtelemente angeordnet ist, wobei die zweite Wandung der ersten Wandung gegenüber liegt.

Dabei ist an einem der beiden Dichtelemente an einer innen liegend zur ersten oder zweiten Wandung angeordneten, dritten Wandung zumindest ein Rast-Sicherungsmittel angeformt, welches eine am jeweils anderen Dichtelement innen liegend zur ersten oder zweiten Wandung angeformte Rastlippe formschlüssig und verliersicher hintergreift.
Das Rast-Sicherungsmittel stellt dabei sicher, dass nach einer Montage der einzelnen Elemente zur vorgeschlagenen Dichtungsanordnung eine Montagelage verliersicher beibehalten wird. Diese vorgeschlagene Verlier-Sicherung erleichtert zudem einen Transport der Dichtungsanordnung.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung kann das Rast-Sicherungsmittel in Gestalt einer Rastklaue ausgeformt sein. Diese Rastklaue kann dabei geschlossen umlaufend ausgeformt sein.
Alternativ dazu kann an zumindest zwei Stellen der dritten Wandung eine solche, sich in einer Umfangsrichtung der Dichtungsanordnung 2 nur abschnittsweise erstreckende Rastklaue ausgeformt sein.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist an drei Stellen der dritten Wandung eine solche, sich in einer Umfangsrichtung der Dichtungsanordnung 2 nur abschnittsweise erstreckende Rastklaue ausgeformt. Dabei sind die Rastklauen vorteilhafterweise in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet.
Die beiden Dichtelemente und/oder das Zwischenstück können/kann jeweils ringförmig oder kreisringförmig ausgebildet sein.
Das erste Dichtelement und/oder das zweite Dichtelement kann/können als ein Hart-Dichtelement ausgebildet sein und/oder weist wenigstens ein Thermoplast, insbesondere PTFE, aufweisen. Es kann insbesondere hieraus bestehen, insbesondere urgeformt sein.
Zusätzlich oder alternativ dazu weist das erste Dichtelement und/oder das zweite Dichtelement in einer Ausführung wenigstens ein Elastomer, in einer Weiterbildung EPDM, auf. Es kann in einer Ausführung hieraus bestehen, insbesondere urgeformt sein.
Das Zwischenstück kann aus einem elastisch verformbaren Kunststoff, etwa einem Elastomer etc., ausgebildet sein.
Es wird ferner ein Fluidventil mit zumindest einer Dichtungsanordnung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen. Das Fluidventil kann dabei in Gestalt eines Mehrwege-Ventils ausgebildet sein.
Es wird ferner eine Verwendung eines solchen Fluidventils als Kühlwassersteuerventil, insbesondere in einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs vorgeschlagen.
Zudem wird auch ein Fahrzeug mit einem Fluidventil der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen:

1 eine Ausführungsform einer vorgeschlagenen Dichtungsanordnung in einer perspektivisch dargestellten Einbaulage,
2 die in 1 gezeigte Dichtungsanordnung in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
3 die in 1 und 2 gezeigte Dichtungsanordnung in einer Explosions- und Schnittdarstellung,
4 die in 1 und 2 gezeigte Dichtungsanordnung in einer weiteren Explosions- und Schnittdarstellung sowie
5 eine weitere Schnittdarstellung der vorgeschlagenen Dichtungsanordnung.

Das in 1 geschnitten gezeigte Mehrwege-Fluidventil bzw. Mehrwege-Kühlwassersteuerventil FV - auch Mehrwege-Kühlwasserregelventil genannt - umfasst eine Dichtungsanordnung 2 bzw. mehrteilige Dichtung 2 mit einem ersten, separaten Dichtelement 4, einem zweiten, separaten Dichtelement 6 sowie einem separaten, elastisch verformbaren Zwischenstück 8. Die beiden Dichtelemente 4, 6 sowie das Zwischenstück 8 sind dabei jeweils kreisringförmig ausgebildet, so dass sie zusammen eine kreisringförmige Dichtungsanordnung 2 bilden.
Das Dichtelement 4 liegt dabei dichtend an einem verschwenkbar bzw. verdrehbar stellbaren Ventilkörper VK - auch Dreh- oder Schwenkkolben genannt - des Fluidventils FV an. Das Dichtelement 6 hingegen liegt dichtend an einem Ventilgehäuse VG des Fluidventils FV an. Das Zwischenstück 8 ist dabei in einer Axialrichtung X - X der Dichtungsanordnung 2 zwischen einer ersten Wandung 12 des ersten Dichtelements 4 und einer zweiten Wandung 14 des zweiten Dichtelements 6 zur elastischen Beabstandung der beiden Dichtelemente 4, 6 angeordnet, wobei die zweite Wandung 14 der ersten Wandung 12 gegenüber liegt (vgl. z.B. 3).
Am ersten Dichtelement 4 bzw. an dessen Wandung 12 ist ferner ein geschlossen umlaufender Vorsprung 13 angeformt, der als solcher innen liegend zum Zwischenstück 8 angeordnet und gegen welchen das Zwischenstück 8 unter einer axialen Last F zur Anlage bringbar ist (vgl. 6).
Das Zwischenstück 8 weist dabei eine Querschnittausbildung auf (vgl. Schnittlinie A - A in 4), die bezüglich der Dichtungsöffnung 10 eine erste, radial äußere und abschnittsweise konkav ausgeformte Mantelfläche 16 und eine gegenüberliegende zweite, radial innere und abschnittsweise konvex ausgeformte Mantelfläche 18 aufweist (vgl. 3).
Die Querschnittsform des Zwischenstücks 8 beschreibt dabei ferner im Wesentlichen eine V-Form (vgl. z.B. 5), auch wenn die konvexe Mantelfläche 18 gegenüber der konkaven Mantelfläche 16 idealerweise - wie durch rechnerische Simulationen belegbar ist - eine stärkere Krümmung aufweist.
Zu beiden Seiten einer Querschnittsmitte des Zwischenstücks 8 und in Bezug auf die Dichtungsöffnung 10 umlaufend innenseitig ist je ein planer Mantelflächenabschnitt ausgeformt, der sich an die Mantelfläche 18 anschließt und sich bis zu einer zugeordneten Stirnseite SS₁, SS₂ des Zwischenstücks 8 erstreckt (vgl. z.B. 4).
Die beiden Dichtelemente 4, 6, oder auch nur eines davon, ist/sind ferner jeweils als ein Hart-Dichtelement ausgebildet.
Unter einem solchen Hart-Dichtelement ist dabei ein Dichtelement zu verstehen, welches zumindest an der dichtenden Kontaktstelle - ob linienförmig und/oder flächenförmig dichtwirkend - im Unterschied zum Zwischenstück 8 elastisch nicht verformbar ist, d.h. also starr ist. Grundsätzlich kann dieses Hart-Dichtelement bspw. vollumfänglich aus PTFE (PTFE steht dabei kurz für Polytetrafluorethylen) und/oder dergleichen mehr gefertigt, bspw. gespritzt sein. Alternativ dazu könnte dieses Hart-Dichtelement auch aus einem Kunststoff ausgebildet sein, der dichtseitig entsprechend hart beschichtet ist, etwa mit PTFE und/oder dergleichen mehr. Um Kosten einzusparen, könnte das zweite Dichtelement 6 auch nur aus einem gegenüber dem ersten Dichtelement 4 weicheren und kostengünstigeren Kunststoff ausgebildet sein.
Das Zwischenstück 8 hingegen - in Gestalt eines geschlossen umlaufenden Profils - ist aus einem elastisch verformbaren Kunststoff ausgebildet, etwa einem Elastomer etc., so dass sich unter der axialen Last F die besagte axiale Beabstandung der beiden Dichtelemente 4, 6 entsprechend einer sich darstellenden, auszugleichenden Längentoleranzlage durch eine entsprechend elastische Verformung des Zwischenstücks 8 einstellen kann. Diese elastische Verformung bewirkt zudem die gewünschte Verspannung der Dichtungsanordnung 2 in ihrer Einbaulage.
Zwei solche Hart-Dichtelemente 4, 6 als solche, etwa in Gestalt zweier PTFE-Hart-Dichtelemente, in Verbindung mit dem Elastomer-Zwischenstück 8 bilden bereits eine Anordnung von gut aneinanderhaftenden Einzelteilen, die sich als eine Einheit leicht in das Fluidventil FV verbauen lassen. Die beiden PTFE-Hart-Dichtelemente 4, 6 verhindern zudem vorteilhafterweise eine Verkantung des Elastomer-Zwischenstücks 8 beim Verbau der Dichtungsanordnung 2.
Am Dichtelement 6 sind dabei ferner z.B. drei einzelne, sich in Umfangsrichtung der Dichtungsanordnung 2 abschnittsweise erstreckende Rastklauen RK angeformt. Diese Rastklauen RK, die z.B. in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sein können, sind dabei an einer innen liegend zur Wandung 14 angeordneten, dritten Wandung 15 angeformt. Von dieser Wandung 15 erstrecken sich die einzelnen Rastklauen RK in Richtung des Dichtelements 4 und hintergreifen dabei in einer Montagelage (vgl. 4) eine am Dichtelement 4 innen liegend zum Vorsprung 13 angeformte, zweckmäßigerweise geschlossen umlaufende Rastlippe RP formschlüssig und verliersicher verrastend. In dieser Montagelage drückt das elastisch, geringfügig gestauchte Zwischenstück 8 die beiden Dichtelemente 4, 6 von einander weg, wobei die einzelnen Elemente der Dichtungsanordnung 2 gegeneinander verspannt werden. In dieser Montagelage liegt das Zwischenstück 8 noch nicht am Vorsprung 8 an bzw. stützt sich dagegen noch nicht ab (vgl. 4). Das Zwischenstück 8 ist vielmehr so ausgelegt, als dass es erst unter der Last F im verbauten Zustand am Vorsprung 13 zum Anliegen kommt (vgl. 1).
Die vorgeschlagene Dichtungsanordnung 2 zeichnet sich dadurch aus, dass eine einmal erreichte Montagelage durch die einzelnen Rastklauen RK, die mit der Rastlippe RL formschlüssig zusammenwirken, verliersicher beibehalten wird. Diese vorgeschlagene Verlier-Sicherung erleichtert zudem einen Transport der Dichtungsanordnung 2.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims

Dichtungsanordnung für ein Fluidventil (FV), umfassend: ein erstes, separates Dichtelement (4) zur dichtenden Anlage gegen einen verschwenkbar stellbaren Ventilkörper (VK) des Fluidventils (FV), ein zweites, separates Dichtelement (6) zur dichtenden Anlage gegen ein Ventilgehäuse (VG) des Fluidventils (FV) sowie ein separates, elastisch verformbares Zwischenstück (8), welches in einer Axialrichtung (X - X) der Dichtungsanordnung (2) zwischen einer ersten Wandung (12) des ersten Dichtelements (4) und einer zweiten Wandung (14) des zweiten Dichtelements (6) zur elastischen Beabstandung der beiden Dichtelemente (4, 6) angeordnet ist, wobei die zweite Wandung (14) der ersten Wandung (12) gegenüber liegt, wobei an einem der beiden Dichtelemente (4, 6) an einer innen liegend zur ersten oder zweiten Wandung (12, 14) angeordneten, dritten Wandung (15) zumindest ein Rast-Sicherungsmittel (RK) angeformt ist, welches eine am jeweils anderen Dichtelement (4, 6) innen liegend zur ersten oder zweiten Wandung (12, 14) angeformte Rastlippe (RP) formschlüssig und verliersicher hintergreift.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Rast-Sicherungsmittel (RK) in Gestalt einer Rastklaue (RK) ausgeformt ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Rastklaue (RK) geschlossen umlaufend ausgeformt ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei an zumindest zwei Stellen der dritten Wandung (15) eine solche, sich in einer Umfangsrichtung der Dichtungsanordnung 2 abschnittsweise erstreckende Rastklaue (RK) ausgeformt ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, wobei an drei Stellen der dritten Wandung (15) eine solche, sich in einer Umfangsrichtung der Dichtungsanordnung 2 abschnittsweise erstreckende Rastklaue (RK) ausgeformt ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, wobei die Rastklauen (RK) in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Dichtelemente (4, 6) und/oder das Zwischenstück (8) jeweils ringförmig oder kreisringförmig ausgebildet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Dichtelement (4) und/oder das zweite Dichtelement (6) als ein Hart-Dichtelement ausgebildet ist/sind.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zwischenstück (8) aus einem elastisch verformbaren Kunststoff ausgebildet ist.
Fluidventil mit zumindest einer Dichtungsanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Abdichtung eines Anschlussbereiches des Fluidventils.
Fluidventil nach Anspruch 10 in Gestalt eines Mehrwege-Ventils.
Verwendung eines Fluidventils nach Anspruch 10 oder 11 als Kühlwassersteuerventil.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei das Kühlwassersteuerventil in einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs verwendet wird.
Fahrzeug mit einem Fluidventil nach Anspruch 10 oder 11.