DE102022200540A1 - Rotary slide valve for a thermal management system of a motor vehicle - Google Patents
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- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
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- F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
- F16K11/076—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
Abstract
Um ein Drehschieberventil (100) für ein Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, ist ein Drehschieberventil (100) mit zumindest den folgenden Komponenten vorgeschlagen:- einem Gehäuse (20) mit zumindest drei Fluidöffnungen (21, 22);- einem in dem Gehäuse (20) um eine Drehachse (RA) drehbar angeordneten Drehschieber (30); und- einem zwischen dem Gehäuse (20) und dem Drehschieber (30) angeordneten Dichtelement (40), wobei der Drehschieber (30) in einer Drehstellung zumindest eine der Fluidöffnungen (21, 22) abschnittsweise verschließt und eine Durchflussaussparung (31) aufweist, mittels welcher in einer Drehstellung des Drehschiebers (30) zumindest zwei der Fluidöffnungen (21, 22) fluidisch verbunden sind, undwobei von dem Dichtelement (40) zumindest eine der Fluidöffnungen (21, 22) umlaufend umschlossen ist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Dichtelement (40) sich in einer ersten Radialrichtung (RDf) erstreckend eine erste Erhebung (41) und eine zweite Erhebung (42), sowie in eine entgegengesetzt gerichtete zweite Radialrichtung (RDs) erstreckend eine dritte Erhebung (43) umfasst,wobei die Erhebungen (41, 42, 43) um zumindest eine der Fluidöffnungen (21, 22) umlaufend gebildet sind, undwobei die dritte Erhebung (43) bezogen auf diese zumindest eine Fluidöffnung (21, 22) zwischen der ersten Erhebung (41) und der zweiten Erhebung (42) angeordnet ist.In order to create a rotary slide valve (100) for a thermal management system of a motor vehicle, a rotary slide valve (100) with at least the following components is proposed: - a housing (20) with at least three fluid openings (21, 22); - a rotary slide (30) arranged in the housing (20) so as to be rotatable about an axis of rotation (RA); and- a sealing element (40) arranged between the housing (20) and the rotary slide (30), wherein the rotary slide (30) partially closes at least one of the fluid openings (21, 22) in a rotary position and has a flow cutout (31), by means of which in a rotary position of the rotary slide (30) at least two of the fluid openings (21, 22) are fluidically connected, and wherein of the sealing element (40) at least one of the fluid openings en (21, 22), characterized in that the sealing element (40) comprises a first elevation (41) and a second elevation (42) extending in a first radial direction (RDf) and a third elevation (43) extending in an oppositely directed second radial direction (RDs), the elevations (41, 42, 43) being formed circumferentially around at least one of the fluid openings (21, 22), and the third elevation (43) is arranged between the first elevation (41) and the second elevation (42) in relation to this at least one fluid opening (21, 22).
Description
Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für ein Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1.The invention relates to a rotary slide valve for a thermal management system of a motor vehicle according to claim 1.
Die Erfindung betrifft ein Drehschieberventil für ein Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Gehäuse mit zumindest drei Fluidöffnungen, einen in dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Drehschieber und ein zwischen dem Gehäuse und dem Drehschieber angeordnetes Dichtelement, wobei der Drehschieber in einer Drehstellung zumindest eine der Fluidöffnungen abschnittsweise verschließt und eine Durchflussaussparung aufweist, mittels welcher in einer Drehstellung des Drehschiebers zumindest zwei der Fluidöffnungen fluidisch verbunden sind, und wobei von dem Dichtelement zumindest eine der Fluidöffnungen umlaufend umschlossen ist.The invention relates to a rotary slide valve for a thermal management system of a motor vehicle, having a housing with at least three fluid openings, a rotary slide arranged in the housing such that it can rotate about an axis of rotation, and a sealing element arranged between the housing and the rotary slide, the rotary slide having at least one of the fluid openings in a rotary position closed in sections and has a flow cutout, by means of which at least two of the fluid openings are fluidically connected in a rotational position of the rotary slide, and at least one of the fluid openings is circumferentially surrounded by the sealing element.
Drehschieberventile für Thermomanagementsysteme von Kraftfahrzeugen sind hinlänglich bekannt. Solche Drehschieberventile sind insbesondere als Mehrwegeventile bekannt. Sie werden beispielsweise verwendet, um verschiedene Fluidöffnungen variabel miteinander zu verbinden. Beispielsweise sind mehrere Fluideinlassöffnungen mit einer oder mehreren Fluidauslassöffnungen schaltbar verbunden, sodass durch eine Drehung des Drehschiebers (eine Änderung der Drehstellung) unterschiedliche Fluidöffnungen miteinander verbunden oder geschlossen werden.Rotary slide valves for thermal management systems in motor vehicles are well known. Such rotary slide valves are known in particular as multi-way valves. They are used, for example, to variably connect different fluid openings to one another. For example, several fluid inlet openings are switchably connected to one or more fluid outlet openings, so that different fluid openings are connected to one another or closed by rotating the rotary slide (changing the rotary position).
Beispielsweise ist aus der
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Der Erfindung liegt gegenüber vorbekannten Drehschieberventilen die Aufgabe zugrunde, das folgende Problem mit möglichst einfachen und kostengünstigen Mitteln zu lösen:
- Es soll ein Drehschieberventil mit einer guten Dichtwirkung und gleichzeitig geringem Widerstand gegen ein Drehen des Drehschiebers bereitgestellt werden.
- A rotary slide valve with a good sealing effect and, at the same time, low resistance to rotation of the rotary slide should be provided.
Gemäß Anspruch 1 wird die obige Aufgabe gelöst, indem das Dichtelement sich in einer ersten Radialrichtung erstreckend eine erste Erhebung und eine zweite Erhebung, sowie in eine entgegengesetzt gerichtete zweite Radialrichtung erstreckend eine dritte Erhebung umfasst. Dabei sind die Erhebungen um zumindest eine der Fluidöffnungen umlaufend gebildet, und die dritte Erhebung ist bezogen auf diese zumindest eine Fluidöffnung zwischen der ersten Erhebung und der zweiten Erhebung angeordnet.According to claim 1, the above object is achieved in that the sealing element comprises a first elevation and a second elevation extending in a first radial direction, and a third elevation extending in an opposite second radial direction. The elevations are formed circumferentially around at least one of the fluid openings, and the third elevation is arranged between the first elevation and the second elevation in relation to this at least one fluid opening.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein Drehschieberventil für ein Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welches zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - ein Gehäuse mit zumindest drei Fluidöffnungen;
- - einen in dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Drehschieber; und
- - ein zwischen dem Gehäuse und dem Drehschieber angeordnetes Dichtelement,
wobei von dem Dichtelement zumindest eine der Fluidöffnungen umlaufend umschlossen ist.According to a first embodiment of the invention, a rotary slide valve for a thermal management system of a motor vehicle is proposed, which has at least the following components:
- - a housing with at least three fluid openings;
- - A rotary slide arranged in the housing so as to be rotatable about an axis of rotation; and
- - a sealing element arranged between the housing and the rotary valve,
at least one of the fluid openings being circumferentially surrounded by the sealing element.
Das Drehschieberventil ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement sich in einer ersten Radialrichtung erstreckend eine erste Erhebung und eine zweite Erhebung, sowie in eine entgegengesetzt gerichtete zweite Radialrichtung erstreckend eine dritte Erhebung umfasst,
wobei die Erhebungen um zumindest eine der Fluidöffnungen umlaufend gebildet sind, und wobei die dritte Erhebung bezogen auf diese zumindest eine Fluidöffnung zwischen der ersten Erhebung und der zweiten Erhebung angeordnet ist.The rotary slide valve is primarily characterized in that the sealing element comprises a first elevation and a second elevation extending in a first radial direction, and a third elevation extending in an opposite second radial direction.
wherein the elevations are formed circumferentially around at least one of the fluid openings, and wherein the third elevation is arranged between the first elevation and the second elevation in relation to this at least one fluid opening.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss. In the following, reference is made to the axis of rotation mentioned when the axial direction, radial direction or the direction of rotation and corresponding terms are used without explicitly indicating otherwise. Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the description above and below only serve to clearly distinguish them and do not reflect any order or ranking of the designated components. An ordinal number greater than one does not mean that another such component must necessarily be present.
Bevorzugt ist der Drehschieber drehbar in dem Gehäuse gelagert und beispielsweise mittels einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Antriebseinheit antreibbar.The rotary slide is preferably rotatably mounted in the housing and can be driven, for example, by means of a drive unit arranged outside of the housing.
Die Erhebungen sind entsprechend in Bezug auf die von ihnen umlaufende Fluidöffnung versetzt zueinander angeordnet.The elevations are correspondingly offset from one another in relation to the fluid opening that they encircle.
Die erste Erhebung und die zweite Erhebung erstrecken sich von dem Dichtelement in eine erste Radialrichtung und die dritte Erhebung in eine zweite Radialrichtung. Dabei sind sie bevorzugt einstückig von dem Dichtelement, beispielsweise wulstförmig, ausgebildet.The first elevation and the second elevation extend from the sealing element in a first radial direction and the third elevation in a second radial direction. They are preferably formed in one piece from the sealing element, for example in the form of a bead.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils weist die erste Radialrichtung in Richtung des Gehäuses und die zweite Radialrichtung weist in Richtung des Drehschiebers, sodass die erste Erhebung und die zweite Erhebung an einer Dichtfläche des Gehäuses anliegen und die dritte Erhebung zumindest in einer Drehstellung des Drehschiebers an einer Dichtfläche des Drehschiebers anliegt, oder
die erste Radialrichtung weist in Richtung des Drehschiebers und die zweite Radialrichtung weist in Richtung des Gehäuses, sodass die erste Erhebung und die zweite Erhebung zumindest in einer Drehstellung des Drehschiebers an einer Dichtfläche des Drehschiebers anliegen und die dritte Erhebung an einer Dichtfläche des Gehäuses anliegen.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, the first radial direction points in the direction of the housing and the second radial direction points in the direction of the rotary slide, so that the first elevation and the second elevation rest on a sealing surface of the housing and the third elevation at least in one rotational position of the rotary slide on a sealing surface of the rotary valve, or
the first radial direction points in the direction of the rotary slide and the second radial direction points in the direction of the housing, so that the first elevation and the second elevation abut a sealing surface of the rotary slide at least in one rotational position of the rotary slide and the third elevation abut a sealing surface of the housing.
Die erste Radialrichtung ist nach radial-außen gerichtet, zeigt also von einer Drehachse, auf welche sich die Radialrichtungen beziehen, weg. Die zweite Radialrichtung ist entsprechend nach radial-innen gerichtet, zeigt also auf die Drehachse.The first radial direction is directed radially outward, ie points away from an axis of rotation to which the radial directions relate. The second radial direction is correspondingly directed radially inwards, ie it points to the axis of rotation.
Je nach Drehstellung des Drehschiebers sind unterschiedliche Fluidöffnungen fluidisch entweder miteinander verbunden, das heißt, es besteht eine Fluidverbindung zwischen den Fluidöffnungen, oder sie sind verschlossen. Dabei sind die Fluidöffnungen teilweise, bevorzugt kontinuierlich, verschließbar, sodass ein Fluidstrom, der sich im Betrieb durch die Fluidöffnung einstellt, mittels einer Drehung des Drehschiebers, bevorzugt kontinuierlich, verringerbar beziehungsweise erhöhbar ist.Depending on the rotational position of the rotary slide, different fluid openings are either fluidly connected to one another, that is to say there is a fluid connection between the fluid openings, or they are closed. The fluid openings can be closed partially, preferably continuously, so that a fluid flow that occurs through the fluid opening during operation can be reduced or increased, preferably continuously, by rotating the rotary slide.
Befindet sich der Drehschieber in einer Drehstellung, in der eine Fluidöffnung vollständig verschlossen ist, liegt eine die Fluidöffnung umlaufende Erhebung, die nach radial-innen gerichtet ist, bevorzugt vollständig an der Dichtfläche des Drehschiebers an. Ist die Fluidöffnung nur teilweise verschlossen, liegt die Erhebung nur teilweise an der Dichtfläche des Drehschiebers an. Ist die Fluidöffnung vollständig geöffnet, liegen bevorzugt sich in einer tangentialen Richtung (bezogen auf die Drehachse) erstreckende Abschnitte der Erhebung an der Dichtfläche des Drehschiebers an. Die entlang einer Axialrichtung verlaufenden Abschnitte der Erhebung liegen dabei entweder lediglich auf einer Seite der Fluidöffnung oder gar nicht an der Dichtfläche des Drehschiebers an.If the rotary slide is in a rotary position in which a fluid opening is completely closed, an elevation surrounding the fluid opening, which is directed radially inwards, is preferably completely in contact with the sealing surface of the rotary slide. Is the fluid port only partially occluded? sen, the elevation is only partially on the sealing surface of the rotary valve. If the fluid opening is completely open, sections of the elevation that extend in a tangential direction (relative to the axis of rotation) are preferably in contact with the sealing surface of the rotary slide. The sections of the elevation running along an axial direction are in contact with the sealing surface of the rotary slide either only on one side of the fluid opening or not at all.
Bevorzugt ist das Dichtelement drehsicher in dem Gehäuse fixiert, sodass die nach radial-außen gerichteten Erhebungen konstant mit der Dichtfläche des Gehäuses in Kontakt stehen.The sealing element is preferably fixed in the housing in a rotationally secure manner, so that the radially outwardly directed elevations are in constant contact with the sealing surface of the housing.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils ist die betreffende Fluidöffnung von der dritten Erhebung, sowie von der ersten Erhebung und/oder der zweiten Erhebung ununterbrochen umschlossen.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, the relevant fluid opening is surrounded without interruption by the third elevation and by the first elevation and/or the second elevation.
Somit bilden die Erhebungen eine durchgehende Kontaktlinie mit einer komplementären Dichtfläche des Gehäuses beziehungsweise des Drehschiebers.The elevations thus form a continuous line of contact with a complementary sealing surface of the housing or of the rotary slide.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils ist das Dichtelement entlang einer Kreisbahn um die Drehachse verlaufend geformt,
wobei mehrere oder jede der Fluidöffnungen von dem Dichtelement umschlossen sind, und wobei um jede der umschlossenen Fluidöffnungen eine erste Erhebung, eine zweite Erhebung und eine dritte Erhebung umlaufend angeordnet ist.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, the sealing element is shaped to run along a circular path around the axis of rotation,
wherein several or each of the fluid openings are enclosed by the sealing element, and wherein a first elevation, a second elevation and a third elevation are arranged circumferentially around each of the enclosed fluid openings.
Somit hat das Dichtelement die Form eines Hohlzylinders oder eines Hohlzylinderabschnitts.The sealing element is thus in the form of a hollow cylinder or a hollow cylinder section.
Bevorzugt ist eine Innenfläche des Gehäuses und eine der Innenfläche des Gehäuses gegenüberliegende Außenfläche des Drehschiebers jeweils entlang einer Kreisbahn ausgebildet. Entsprechend sind die Innenfläche des Gehäuses und die Außenfläche des Drehschiebers jeweils zylinderförmig oder zylinderabschnittsförmig.Preferably, an inner surface of the housing and an outer surface of the rotary slide opposite the inner surface of the housing are each formed along a circular path. Correspondingly, the inner surface of the housing and the outer surface of the rotary slide are each cylindrical or in the form of a section of a cylinder.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils sind mehrere oder alle Fluidöffnungen von der zweiten Erhebung umschlossen.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, several or all of the fluid openings are surrounded by the second elevation.
Bevorzugt sind einige der Fluidöffnungen ausschließlich eingangsseitige Fluidöffnungen und einige, bevorzugt eine einzige, der Fluidöffnungen sind ausschließlich ausgangsseitige Fluidöffnungen. Entsprechend ist es in einigen Ausführungsformen ausreichend, wenn die eingangsseitigen Fluidöffnung mittels des Dichtelements gegen den Drehschieber abdichtbar sind.Preferably, some of the fluid openings are exclusively inlet-side fluid openings and some, preferably only one, of the fluid openings are exclusively outlet-side fluid openings. Accordingly, in some embodiments it is sufficient if the fluid opening on the inlet side can be sealed off from the rotary slide by means of the sealing element.
Bevorzugt ist der Drehschieber mittels des Dichtelements umlaufend an beiden Enden in einer Axialrichtung gegen das Gehäuse abgedichtet. In einer solchen Ausführungsform umfasst bevorzugt die dritte Erhebung einen entlang der tangentialen Richtung ununterbrochen um den Drehschieber verlaufenden Abschnitt, und die erste Erhebung und/oder die zweite Erhebung, bevorzugt ausschließlich die zweite Erhebung, umfassen einen entlang der tangentialen Richtung ununterbrochen entlang der Innenfläche des Gehäuses verlaufenden Abschnitt. Bevorzugt ist die zweite Erhebung eine ununterbrochen entlang einer äußeren Kante des Dichtelements verlaufende Erhebung und bildet eine geschlossene Form.Preferably, the rotary slide is sealed by means of the sealing element circumferentially at both ends in an axial direction against the housing. In such an embodiment, preferably the third elevation comprises a portion uninterrupted along the tangential direction around the rotary valve, and the first elevation and/or the second elevation, preferably exclusively the second elevation, comprise a portion uninterrupted along the tangential direction along the inner surface of the housing running section. The second elevation is preferably an elevation that runs uninterruptedly along an outer edge of the sealing element and forms a closed shape.
Bevorzugt ist zwischen zwei benachbarten Fluidöffnungen ein Steg angeordnet, der besonders bevorzugt entlang der Axialrichtung verläuft. Der Steg ist entlang der tangentialen Richtung zwischen den jeweiligen dritten Erhebungen angeordnet, welche die beiden Fluidöffnungen umlaufen. In einer Ausführungsform sind zwei, bevorzugt parallel zueinander verlaufende Stege entsprechend zwischen den beiden dritten Erhebungen angeordnet.A web is preferably arranged between two adjacent fluid openings, which particularly preferably runs along the axial direction. The ridge is located along the tangential direction between the respective third ridges circumscribing the two fluid ports. In one embodiment, two webs that preferably run parallel to one another are arranged correspondingly between the two third elevations.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils ist das Dichtelement mittels einer Klemmpassung gegen eine Innenfläche des Gehäuses in dem Gehäuse befestigt.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, the sealing element is fastened in the housing by means of a clamping fit against an inner surface of the housing.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils weist das Dichtelement eine Trennfuge und ein Federelement für eine nach radial-außen wirkende Klemmkraft auf.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, the sealing element has a parting line and a spring element for a clamping force acting radially outwards.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils ist der Drehschieber von einer oder mehreren der Erhebungen radial spielfrei geführt.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, the rotary slide is guided radially without play by one or more of the elevations.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschieberventils tritt die zumindest eine, bevorzugt die Gesamtheit, der Fluidöffnungen radial in das Gehäuse ein, und/oder zumindest eine der Fluidöffnungen tritt axial in das Gehäuse ein.In an advantageous embodiment of the rotary slide valve, at least one, preferably all, of the fluid openings enters the housing radially, and/or at least one of the fluid openings enters the housing axially.
Bevorzugt ist die Fluidöffnung, welche axial in das Gehäuse eintritt, eine eingangsseitige Fluidöffnung.The fluid opening which enters the housing axially is preferably an inlet-side fluid opening.
In einer Ausführungsform sind mehrere Drehschieberventile, wie vorstehend beschrieben, entlang der Axialrichtung zu einem Drehschiebermodul zusammensetzbar. Die Drehschieberventile des Drehschiebermoduls haben dabei beispielsweise eine gemeinsame ausgangsseitige Fluidöffnung und/oder eingangsseitige Fluidöffnung oder jeweils separate Fluidöffnungen. Bevorzugt teilen die Drehschieber des Drehschiebermoduls sich eine gemeinsame Antriebseinheit.In one embodiment, several rotary slide valves, as described above, can be assembled along the axial direction to form a rotary slide module. The rotary slide valves of the rotary slide module have, for example, a common fluid opening on the output side and/or fluid opening on the input side or separate fluid openings in each case. Preferably share the rotation slide of the rotary slide module share a common drive unit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 : ein Drehschieberventil in einer Explosionsdarstellung; -
2 : das Drehschieberventil aus1 in einer Querschnittsansicht; -
3 : einen Ausschnitt eines Drehschieberventils in einer schematischen Darstellung; und -
4 : eine perspektivische Ansicht des Dichtelements.
-
1 : a rotary slide valve in an exploded view; -
2 : the rotary valve off1 in a cross-sectional view; -
3 : a section of a rotary slide valve in a schematic representation; and -
4 : a perspective view of the sealing element.
Das Gehäuse 20 weist in dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel eine zylindrische Innenfläche 24 auf. Die Drehachse RA des Drehschiebers 30 ist koaxial zu der Innenfläche 24 des Gehäuses 20 angeordnet und eine zylindrische Außenfläche 33 des Drehschiebers 30 liegt der Innenfläche 24 des Gehäuses 20 komplementär gegenüber. Zwischen der Außenfläche 33 des Drehschiebers 30 und der Innenfläche 24 des Gehäuses 20 ist das Dichtelement 40 angeordnet, welches die Form eines Hohlzylinders aufweist.The
Das Gehäuse 20 ist entlang einer Axialrichtung AD, welche entlang der Drehachse RA verläuft, an einer Stirnseite (darstellungsgemäß der oberen Stirnseite) abgeschlossen, wobei ein Durchgang für eine Welle 34 des Drehschiebers 30 zur Drehmomentübertragung vorgesehen ist (nicht dargestellt). An dieser Stirnseite ist das Gehäuse 20 öffenbar oder nicht-öffenbar ausgeführt, beispielsweise ist das Gehäuse 20 gegossen und die Stirnseite Teil des gegossenen Gehäuses 20. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite (darstellungsgemäß unten) ist das Gehäuse 20 durch einen Deckel 25 abgeschlossen, welcher beispielsweise, wie dargestellt, angeschraubt ist.The
Das Gehäuse 20 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei eingangsseitige Fluidöffnungen 21 auf, durch welche Fluid in das Gehäuse 20 strömen kann. Die drei eingangsseitigen Fluidöffnungen 21 sind nebeneinander angeordnet und treten durch die Innenfläche 24 des Gehäuse 20 radial in das Gehäuse 20 ein. Auf einer radial gegenüberliegenden Seite weist das Gehäuse 20 eine ausgangsseitige Fluidöffnung 22 auf, durch welche Fluid aus dem Gehäuse 20 ausströmen kann. In einer alternativen Ausführungsform sind eine oder mehrere Fluidöffnungen 21, 22 axial an dem Gehäuse 20 angeordnet, bevorzugt auf der von der Antriebseinheit 50 abgewandten Seite.In the exemplary embodiment shown, the
Das Dichtelement 40 besteht darstellungsgemäß aus zwei offenen Ringen 46, welche das Dichtelement 40 axial begrenzen (vergleiche auch
Auf dem Dichtelement 40 sind in einer ersten Radialrichtung RDf (vergleiche
Entlang der Streben 47, mit Ausnahme der beiden außenliegenden Streben 47 (vergleiche
Die ersten Erhebungen 41, die Stege 48 und die zweite Erhebung 42 liegen dabei an einer Dichtfläche 23 des Gehäuses 20 an. Die ersten Erhebungen 41 dichten dabei umlaufend um die Fluidöffnungen 21, 22 ab. Die zweite Erhebung 42 dichtet im Wesentlichen in der Axialrichtung AD an den Stirnenden des Gehäuses 20 und an den beiden außenliegenden Streben 47 (an der Trennfuge 44) des Dichtelements 40 in der tangentialen Richtung beziehungsweise der Umfangsrichtung ab. Die Stege 48 dichten in Umfangsrichtung zwischen zwei Fluidöffnungen 21, 22 gegen das Gehäuse 20 ab. Die dritten Erhebungen 43 liegen an einer Dichtfläche 23, 32 des Drehschiebers 30 an und der Dichtschieber läuft bei einer Drehung auf diesen entlang. Die dritten Erhebungen 43 dichten umlaufend um die Fluidöffnungen 21, 22 und in der Axialrichtung AD nach oben und unten ab.The
In einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform erstrecken sich die ersten Erhebungen 41, die zweite Erhebung 42 und die Stege 48 nach radial-innen und liegen an dem Drehschieber 30 an, und die dritten Erhebungen 43 erstrecken sich nach radial-außen und liegen an dem Gehäuse 20 an.In an alternative embodiment, not shown, the
Der Drehschieber 30 weist eine Durchflussaussparung 31 auf. Die Durchflussaussparung 31 steht zumindest in einer Drehstellung des Drehschiebers 30 in einer fluidischen Verbindung mit einer der eingangsseitigen Fluidöffnungen 21 und der ausgangsseitigen Fluidöffnung 22. Somit ist in dieser Drehstellung eine Fluidverbindung zwischen der entsprechenden eingangsseitige Fluidöffnung 21 und der ausgangsseitigen Fluidöffnung 22 herstellbar. Beispielsweise können die übrigen eingangsseitigen Fluidöffnungen 21 in dieser Drehstellung durch den Drehschieber 30 verschlossen sein. Dabei sind die verschlossenen eingangsseitigen Fluidöffnungen 21 gegen den Drehschieber 30 mittels des Dichtelements 40 zwischen dem Gehäuse 20 und dem Drehschieber 30 abgedichtet. Alternativ oder zusätzlich sind in einer Drehstellung mehrere der eingangsseitigen Fluidöffnungen 21, beispielsweise zwei, mit der ausgangsseitigen Fluidöffnung 22 fluidisch verbunden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise zwei Fluidströme miteinander mischen. Alternativ oder zusätzlich können sämtliche eingangsseitigen Fluidöffnungen 21 und/oder ausgangsseitigen Fluidöffnungen 22 in einer Drehstellung verschlossen sein. Durch eine Drehung des Drehschiebers 30 sind die Fluidöffnungen 21, 22 mittels des Drehschiebers 30 kontinuierlich verschließbar. So ist beispielsweise bei einer Mischung von zwei Fluidströmen kontinuierlich der Anteil des jeweiligen Fluidstroms einstellbar.The
Bevorzugt erstreckt sich die Durchflussaussparung 31 in dem Drehschieber 30 nicht über die gesamte axiale Ausdehnung des Drehschiebers 30, sodass, wie dargestellt, an den beiden axialen Enden des Drehschiebers 30 auf Höhe der Ringe 46 des Dichtelements 40 der Drehschieber 30 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Durch diese Form wird das Dichtelement 40 unabhängig von der Drehstellung des Drehschiebers 30 durch den Dichtschieber umlaufend nach radial-außen gegen das Gehäuse 20 gedrückt.The
Bevorzugt ist das Drehschieberventil 100 so ausgeführt, dass die zuvor beschriebenen Komponenten axial montierbar sind. Beispielsweise ist das Dichtelement 40 aufgrund der Trennfuge 44 zusammendrückbar und somit in seinem Umfang reduzierbar. So ist das Dichtelement 40 einfach axial in das Gehäuse 20 einführbar. Anschließend ist der Drehschieber 30 in das Gehäuse 20 beziehungsweise das Dichtelement 40 schiebbar und das Gehäuse 20 mittels des Deckels 25 verschließbar. Die Antriebseinheit 50 ist von der gegenüberliegenden Seite auf der Welle 34 des Drehschiebers 30 montierbar.The
Die versetzte Anordnung der dritten Erhebung 43 zwischen der ersten Erhebung 41 und der zweiten Erhebung 42 oder der ersten Erhebung 41 und einem Steg 48 bietet den Vorteil, dass trotz guter Dichtwirkung mittels des Dichtelements 40 Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können und eine ruhige und reibungsarme Drehung des Drehschiebers 30 möglich ist. Dazu wirkt das Dichtelement 40 wie ein elastischer Biegebalken. Über den Abstand der Erhebungen 41, 42, 43 beziehungsweise Stege 48 zueinander ist somit auch die Elastizität des Dichtelements 40 einstellbar.The offset arrangement of the
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Drehschieberventilrotary valve
- 2020
- GehäuseHousing
- 2121
- eingangsseitige Fluidöffnunginlet side fluid opening
- 2222
- ausgangsseitige Fluidöffnungoutlet-side fluid opening
- 2323
- Dichtfläche des Gehäusessealing surface of the housing
- 2424
- Innenfläche des Gehäusesinner surface of the housing
- 2525
- Deckel Lid
- 3030
- Drehschieberrotary vane
- 3131
- Durchflussaussparungflow cutout
- 3232
- Dichtfläche des Drehschieberssealing surface of the rotary valve
- 3333
- Außenfläche des DrehschiebersOuter surface of the rotary valve
- 3434
- Welle Wave
- 4040
- Dichtelementsealing element
- 4141
- erste Erhebungfirst survey
- 4242
- zweite Erhebungsecond elevation
- 4343
- dritte Erhebungthird survey
- 4444
- Trennfugeparting line
- 4545
- Federelementspring element
- 4646
- Ringerings
- 4747
- Strebenstriving
- 4848
- Steg web
- 5050
- Antriebseinheit drive unit
- ADAD
- Axialrichtungaxial direction
- RARA
- Drehachseaxis of rotation
- RDfRDf
- erste Radialrichtungfirst radial direction
- RDsRD's
- zweite Radialrichtungsecond radial direction
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 202016103160 U1 [0004]DE 202016103160 U1 [0004]
- DE 102006032584 A1 [0005]DE 102006032584 A1 [0005]
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- WO 2021/013340 A1 [0007]WO 2021/013340 A1 [0007]
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