DE112018001425T5

DE112018001425T5 - Steuerventil

Info

Publication number: DE112018001425T5
Application number: DE112018001425.8T
Authority: DE
Inventors: Akifumi Ozeki
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2019-12-12
Also published as: WO2018169081A1; US20200049263A1; JPWO2018169081A1; JP6995835B2; US11174954B2; CN110382936A; CN110382936B

Abstract

Ein Steuerventil umfasst ein Ventilgehäuse 21, ein Verbindungselement 43, einen Ventilkörper 22, und ein rohrförmiges Dichtungselement 111. Das rohrförmige Dichtungselement 111 hat eine druckaufnehmende Vorspannfläche, die einen Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse 21 aufnimmt und das rohrförmige Dichtungselement 111 zur Seite des Ventilkörpers 22 vorspannt. Ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements erfüllen die Ausdrücke (1) und (2),

S 1 < S 2 \leq S 1 /k

α \leq k < 1

wobei keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit angibt, die durch einen sehr kleinen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und wobei α einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante angibt, der auf Basis der physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil, das zum Umschalten oder dergleichen von Strömungskanälen für Fahrzeugkühlwasser verwendet wird.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-053683 beansprucht, die am 17. März 2017 eingereicht wurde, wobei deren Inhalt durch Bezugnahme inhaltlich eingeschlossen ist.
Stand der Technik
Bei Kühlsystemen zum Kühlen eines Motors unter Verwendung von Kühlwasser gibt es zusätzlich zu einem Kühler-Strömungskanal für das Kühlwasser, das zwischen einem Kühler und dem Motor zirkuliert, Fälle, bei denen ein Bypass-Strömungskanal, ein Erwärmungs-Strömungskanal oder dergleichen, zusätzlich installiert ist. Der Bypass-Strömungskanal ist ein Strömungskanal, der den Kühler umgeht. Der Erwärmungs-Strömungskanal ist ein Strömungskanal, der durch einen Ölerwärmer verläuft. Bei einem Kühlsystem dieser Art ist ein Steuerventil zwischen Verzweigungsabschnitten der Strömungskanäle angeordnet. Bei diesem Kühlsystem werden die Strömungskanäle in geeigneter Weise unter Verwendung der Steuerventile umgeschaltet. Ein Steuerventil, bei dem ein Ventilkörper mit einer Zylinderwand drehbar in einem Ventilgehäuse angeordnet ist, ist bereits bekannt (siehe z. B. in der Patentliteratur 1). Das in der Patentliteratur 1 offenbarte Steuerventil öffnet und schließt einen beliebigen Strömungskanal entsprechend der Drehposition des Ventilkörpers.
Bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Steuerventil sind eine Einströmöffnung, die es ermöglicht, dass eine Flüssigkeit, wie z. B. Kühlwasser, einströmt, und eine bestimmte Anzahl von Ausströmöffnungen zum Abführen nach außen einer Flüssigkeit, die in das Ventilgehäuse geströmt ist, in dem Ventilgehäuse vorgesehen. Eine Mehrzahl von Ventilöffnungen, durch welche die Innenseite und die Außenseite der Zylinderwand miteinander in Verbindung stehen, ist in der Zylinderwand des Ventilkörpers in Übereinstimmung mit den Ausströmöffnungen ausgebildet. Ein Verbindungselement zum Anschließen eines ableitungsseitigen Rohres ist mit einem Umfangsrand einer jeden der Ausströmöffnungen in dem Ventilgehäuse verbunden. Erst-Endabschnitte der rohrförmigen Dichtungselemente sind in dem Ventilgehäuse des Verbindungselements gleitend gehalten. Eine Ventil-Gleitkontaktfläche ist an einer zweiten Seite jedes rohrförmigen Dichtelements vorgesehen. Die Ventil-Gleitkontaktfläche eines jeden der rohrförmigen Dichtungselemente kommt mit einer Außenfläche der Zylinderwand an einer Position in gleitenden Kontakt, an der mindestens ein Teil des Ventilkörpers einen Rotationsweg der entsprechenden Ventilöffnung überlappt.
Der Ventilkörper ermöglicht ein Ausströmen einer Flüssigkeit durch die entsprechende Ausströmöffnung von einem inneren Bereich der Zylinderwand, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der das rohrförmige Dichtungselement mit der entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht. Der Ventilkörper sperrt ein Ausströmen einer Flüssigkeit durch die entsprechende Ausströmöffnung von dem inneren Bereich der Zylinderwand, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der das rohrförmige Dichtungselement nicht mit der entsprechenden Ausströmöffnung in Verbindung steht. Die Drehposition des Ventilkörpers wird durch eine Betätigungseinrichtung (Elektromotor) gesteuert.
Bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Steuerventil ist das rohrförmige Dichtungselement durch eine Vorspannfeder in Richtung auf den Ventilkörper vorgespannt. Folglich wirken ein Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse und eine Vorspannkraft der Feder auf das rohrförmige Dichtungselement.
Im Speziellen ist das rohrförmige Dichtungselement gleitbeweglich an einer Außenumfangsfläche eines Rohrabschnitts angebracht, der an einem inneren Ende des Verbindungselements vorsteht. Ein Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts und einer Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements ist durch einen Dichtungsring abgedichtet. Die Vorspannfeder ist zwischen einer Endfläche an einer Seite des rohrförmigen Dichtungselements weg von dem Ventilkörper und dem Verbindungselement angeordnet. Ein Bereich (Feder-Haltebereich und Dichtungsring-Haltebereich) des rohrförmigen Dichtungselements an der Seite weg von dem Ventilkörper bildet eine erste Wirkfläche, an der der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse in einer Richtung wirkt, in der das rohrförmige Dichtungselement zum Ventilkörper gedrückt wird. Eine torusförmige bzw. torische zweite Wirkfläche, an der der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse in einer Richtung wirkt, in der das rohrförmige Dichtungselement von dem Ventilkörper getrennt wird, ist an einem Außenumfangsrandabschnitt an der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements vorgesehen. Der Flächenbereich der ersten Wirkfläche ist so gewählt, dass er größer als der Flächenbereich der zweiten Wirkfläche ist. Eine Kraft, die der Differenz zwischen der ersten Wirkfläche und der zweiten Wirkfläche entspricht, und der Flüssigkeitsdruck wirken an dem rohrförmigen Dichtungselement als eine Andruckkraft zum Ventilkörper.
Liste der Dokumente aus dem Stand der Technik
Patentliteratur
[Patentliteratur 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichungsnummer 2015-218763
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Gemäß dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Steuerventil wirkt, zusätzlich zu einer Vorspannkraft einer Feder, eine Vorspannkraft, die durch einen Flüssigkeitsdruck erzeugt wird, an einem rohrförmigen Dichtungselement. Daher kann, wenn sich ein Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements in einem gesperrten Zustand befindet, der Dichtungszustand des Endabschnitts des rohrförmigen Dichtungselements in vorteilhafter Weise beibehalten werden.
Das in der Patentliteratur 1 offenbarte Steuerventil ist so konstruiert, dass kein Austreten von Flüssigkeit zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements und der Zylinderwand des Ventilkörpers erfolgt, jedoch tatsächlich ein winziger bzw. sehr kleiner Zwischenraum vorhanden ist, um ein Gleiten zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und einer Außenfläche der Zylinderwand zu ermöglichen, so dass ein Flüssigkeitsdruck, der an einer zweiten Wirkfläche benachbart zur Ventil-Gleitkontaktfläche wirkt, aufgrund der Flüssigkeitsleckage durch den Zwischenraum abnimmt. Folglich wird der Flüssigkeitsdruck des rohrförmigen Dichtungselements, der an der zweiten Wirkfläche wirkt, geringer als der Flüssigkeitsdruck des rohrförmigen Dichtungselements, der an der ersten Wirkfläche wirkt. Folglich wird, wenn der Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse (Druckdifferenz zwischen einer stromauf gelegenen Seite und einer stromab gelegenen Seite einer Ausströmöffnung) steigt, die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements zum Ventilkörper mit einer überhöhten Kraft gedrückt. Daher ist eine Zunahme der Größe und der Ausgangsleistung einer Betätigungseinrichtung, die den Ventilkörper drehend antreibt, unvermeidlich, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Abrasion des rohrförmigen Dichtungselements oder eines Lagerabschnitts des Ventilkörpers besteht.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Steuerventil bereitzustellen, bei dem verhindert wird, dass ein rohrförmiges Dichtungselement einen Ventilkörper mit einer übermäßigen Kraft andrückt, so dass vorteilhafte Dichteigenschaften zwischen dem rohrförmigen Dichtungselement und dem Ventilkörper gewährleistet werden können.
Lösung der Aufgabe
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerventil bereitgestellt, mit einem Ventilgehäuse, das eine Einströmöffnung aufweist, um zu bewirken, dass eine Flüssigkeit von außen einströmt, und eine Ausströmöffnung aufweist, um eine Flüssigkeit, die eingeströmt ist, nach außen abzuleiten; einem Verbindungselement, das mit einem Umfangsrand der Ausströmöffnung verbunden ist; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und einen Umfangswandabschnitt aufweist, in dem eine Ventilöffnung zur Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite ausgebildet ist; und einem rohrförmigen Dichtungselement, wobei eine Endseite durch das Verbindungselement in einem Verbindungszustand mit der Ausströmöffnung gehalten wird, und wobei eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die an einer Außenfläche des Umfangswandabschnitts an einer Position gleitend anliegt, an der mindestens ein Teil des Ventilkörpers einen Rotationsweg der Ventilöffnung überlappt, an der anderen Endseite vorgesehen ist. Der Ventilkörper ermöglicht, dass eine Flüssigkeit zur Ausströmöffnung von einem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts ausströmt, wenn er sich an einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen können, und der Ventilkörper reguliert oder sperrt ein Ausströmen einer Flüssigkeit zur Ausströmöffnung von dem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der verhindert wird, dass die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen. Das rohrförmige Dichtungselement hat eine druckaufnehmende Vorspannfläche, die einen Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse aufnimmt und das rohrförmige Dichtungselement zur Ventilkörperseite vorspannt. Ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements erfüllen die Ausdrücke (1) und (2), $S 1 < S 2 \leq S 1 /k$
$α \leq k < 1$
wobei keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit angibt, die durch einen winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und wobei α einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante angibt, der auf Basis der physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wird.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau wird der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche des rohrförmigen Dichtungselements zu einem Flächenbereich mit einem Wert, der durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements mit der Druckminderungskonstante oder größer erhalten wird. Folglich wird, wenn der Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse an der druckaufnehmenden Vorspannfläche und einem Umfangsbereichsabschnitt an der Ventil-Gleitkontaktfläche an der anderen Seite wirkt, eine Andruckkraft in Richtung des Ventilkörpers aufgrund eines Flüssigkeitsdruckes erzeugt, der an dem rohrförmigen Dichtungselement über die druckaufnehmende Vorspannfläche wirkt, zu einer Kraft gleich oder größer als eine Hebekraft des Ventilkörpers, die an dem rohrförmigen Dichtungselement wirkt, wenn eine Flüssigkeit durch den winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper austritt. Daher kann die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements in einem Zustand beibehalten werden, in dem sie an der Außenfläche des Ventilkörpers anliegt.
Zusätzlich wird, da der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche des rohrförmigen Dichtungselements kleiner als der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche ist, selbst wenn der Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse zunimmt, verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement mit einer überhöhten Kraft gegen den Ventilkörper gedrückt wird.
Darüber hinaus wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung ein Steuerventil bereitgestellt, mit einem Ventilgehäuse, das eine Einströmöffnung aufweist, um zu bewirken, dass eine Flüssigkeit von außen einströmt, und eine Ausströmöffnung aufweist, um eine Flüssigkeit, die eingeströmt ist, nach außen abzuleiten; einem Verbindungselement, das mit einem Umfangsrand der Ausströmöffnung verbunden ist; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und einen Umfangswandabschnitt aufweist, in dem eine Ventilöffnung zur Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite ausgebildet ist; und einem rohrförmigen Dichtungselement, wobei eine Endseite durch das Verbindungselement in einem Verbindungszustand mit der Ausströmöffnung gehalten wird, und wobei eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die an einer Außenfläche des Umfangswandabschnitts an einer Position gleitend anliegt, an der mindestens ein Teil des Ventilkörpers einen Rotationsweg der Ventilöffnung überlappt, an der anderen Endseite vorgesehen ist. Der Ventilkörper ermöglicht, dass eine Flüssigkeit von einem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts zur Ausströmöffnung ausströmt, wenn er sich an einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen können, und der Ventilkörper reguliert oder sperrt ein Ausströmen einer Flüssigkeit von dem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts zur Ausströmöffnung, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement nicht miteinander in Verbindung stehen können. Das rohrförmige Dichtungselement hat eine druckaufnehmende Vorspannfläche, die einen Druck einer Flüssigkeit in dem stromauf gelegenen Abschnitt der Einströmöffnung aufnimmt und die das rohrförmige Dichtungselement zur Ventilkörperseite vorspannt. Ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements erfüllen die Ausdrücke (1) und (2), $S 1 < S 2 \leq S 1 /k$
$α \leq k < 1$
wobei keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit angibt, die durch einen winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und wobei α einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante angibt, der auf Basis der physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wird.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau wird der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche des rohrförmigen Dichtungselements zu einem Flächenbereich mit einem Wert oder größer, der durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements mit der Druckminderungskonstante k erhalten wird. Folglich wird, wenn der Druck einer Flüssigkeit von dem stromauf gelegenen Abschnitt der Einströmöffnung an der druckaufnehmenden Vorspannfläche und an einem Umfangsbereichsabschnitt an der Ventil-Gleitkontaktfläche an der Innenseite wirkt, aufgrund eines Flüssigkeitsdruckes eine Andruckkraft in Richtung des Ventilkörpers erzeugt, der an dem rohrförmigen Dichtungselement über die druckaufnehmende Vorspannfläche wirkt, zu einer Kraft gleich oder größer als eine Hubkraft des Ventilkörpers, die an dem rohrförmigen Dichtungselement wirkt, wenn eine Flüssigkeit durch den sehr kleinen bzw. winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper austritt. Daher kann die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements in einem Zustand beibehalten werden, in dem sie an der Außenfläche des Ventilkörpers anliegt.
Zusätzlich wird, da der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche des rohrförmigen Dichtungselements kleiner als der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche ist, selbst wenn der Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse zunimmt, verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement mit einer überhöhten Kraft gegen den Ventilkörper gedrückt wird.
Es ist bevorzugt, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements aus einer bogenförmigen Fläche gebildet ist, die einen Radius mit derselben Krümmung wie ein Bereich an der Außenfläche des Umfangswandabschnitts hat, der an dem rohrförmigen Dichtungselement anliegt.
In diesem Fall besteht, da der gesamte Bereich über der Ventil-Gleitkontaktfläche im Wesentlichen gleichmäßig an der Außenfläche des Umfangswandabschnitts anliegt, die Wahrscheinlichkeit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Druckminderung über die Ventil-Gleitkontaktfläche von einem radial äußeren Ende zu einem inneren Ende. Demzufolge kann eine Hubkraft, die an der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements wirkt, stabilisiert werden, und die Ventil-Gleitkontaktfläche kann stabil an der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers anliegen.
Eine Verschiebe-Begrenzungsfeder, die eine Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements begrenzt, kann zwischen dem Verbindungselement und dem rohrförmigen Dichtungselement vorgesehen sein.
In diesem Fall kann, selbst wenn eine erhebliche Kraft in einer Richtung, in der sich das rohrförmige Dichtungselement von dem Ventilkörper trennt, an dem rohrförmigen Dichtungselement wirkt, eine Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements in der Trennrichtung durch die Verschiebe-Begrenzungsfeder begrenzt werden. Folglich wird die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements weiter stabilisiert
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem zuvor beschriebenen Steuerventil ist der Flächenbereich der Ventil-Gleitkontaktfläche so festgelegt, dass er größer als der Flächenbereich der druckaufnehmenden Vorspannfläche innerhalb eines Bereiches ist, in dem eine Andruckkraft, die an dem rohrförmigen Dichtungselements in Richtung des Ventilkörpers aufgrund einer Flüssigkeit wirkt, nicht unter eine Hubkraft fällt, die an dem rohrförmigen Dichtungselement wirkt. Daher wird verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement den Ventilkörper mit einer überhöhten Kraft drückt, so dass die vorteilhaften Dichteigenschaften sichergestellt werden können.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild eines Kühlsystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerventils gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerventils gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Schnittansicht des Steuerventils gemäß der ersten Ausführungsform entlang der Linie IV-IV in 2.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts V in 4 in Bezug auf das Steuerventil gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist ein Diagramm, das die Testergebnisse des Steuerventils gemäß der Ausführungsform und einem Steuerventil eines Vergleichsbeispiels zeigt.
7 ist eine Schnittansicht entsprechend einem Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 2 in Bezug auf ein Steuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts VII-VII in 7 in Bezug auf das Steuerungsventil gemäß der zweiten Ausführungsform.
9 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein Steuerventil gemäß einer dritten Ausführungsform.
10 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein erstes Modifizierungsbeispiel des Steuerventils gemäß der Ausführungsform.
11 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein zweites Modifizierungsbeispiel des Steuerventils gemäß der Ausführungsform.
12 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein drittes Modifizierungsbeispiel des Steuerventils gemäß der Ausführungsform.
13 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein viertes Modifizierungsbeispiel des Steuerventils gemäß der Ausführungsform.
14 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein Steuerventil gemäß einer vierten Ausführungsform.
15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts XV in 14 in Bezug auf das Steuerventil gemäß der vierten Ausführungsform.
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Verbindungselements des Steuerventils gemäß der vierten Ausführungsform.
17 ist eine Schnittansicht eines Steuerventils gemäß einer fünften Ausführungsform.
18 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts XVII in 17 in Bezug auf das Steuerventil gemäß der fünften Ausführungsform.
19 ist eine Schnittansicht eines Steuerventils gemäß einer sechsten Ausführungsform.
20 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts XX in 19 in Bezug auf das Steuerventil gemäß der sechsten Ausführungsform.
21 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 und zeigt ein Modifizierungsbeispiel des Steuerventils der dritten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, bei dem ein Steuerventil gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Fahrzeug-Kühlsystem verwendet wird, bei dem ein Motor mit Hilfe von Kühlwasser gekühlt wird.
1 ist ein Blockschaltbild eines Kühlsystems 1.
Wie in 1 gezeigt, ist das Kühlsystem 1 als eine Fahrzeugantriebsquelle in Fahrzeugen installiert, die mit mindestens einem Motor 2 ausgestattet sind. Bezüglich der Fahrzeuge können, zusätzlich zu Fahrzeugen mit nur dem Motor 2, Hybridfahrzeuge, Plug-In Hybridfahrzeuge oder dergleichen verwendet werden.
Das Kühlsystem 1 hat einen Aufbau, bei dem der Motor 2 (ENG), eine Wasserpumpe 3 (W/P), ein Kühler 4 (RAD), ein Ölerwärmer 5 (O/W), eine Heizeinrichtung 6 (HTR), ein AGR-Kühler 7 (AGR), und ein Steuerventil 8 (EWV) über verschiedene Arten von Strömungskanälen 10 bis 15 verbunden sind.
Eine Eingangsseite einer Kühlungsbahn in dem Motor 2 ist mit einer Auslassseite der Wasserpumpe 3 verbunden, und das Steuerventil 8 ist mit einer Ausgangsseite der Kühlungsbahn darin verbunden. Ein Strömungskanal, der die Wasserpumpe 3, den Motor 2, und das Steuerventil 8 der Reihe nach von einer stromauf gelegenen Seite zu einer stromab gelegenen Seite verbindet, bildet den Hauptströmungskanal 10 in dem Kühlsystem 1.
In dem Steuerventil 8 teilt sich der Hauptströmungskanal 10 auf in den Kühler-Strömungskanal 11, den Bypass-Strömungskanal 12, den Erwärmungs-Strömungskanal 13, den Luftkonditionierungs-Strömungskanal 14, und den AGR-Strömungskanal 15. Jeder der stromab gelegenen Abschnitte des Kühler-Strömungskanals 11, des Bypass-Strömungskanals 12, des Erwärmungs-Strömungskanals 13, des Luftkühlungs-Strömungskanals 14, und des AGR-Strömungskanals 15 ist mit einer Einlaufseite der Wasserpumpe 3 verbunden.
Der Kühler 4, der einen Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser, das in dem Strömungskanal fließt, und der Außenluft durchführt, ist in dem Kühler-Strömungskanal 11 angeordnet. Das Kühlwasser, das durch den Kühler 4 gekühlt wird, gelangt zurück zur Einlaufseite der Wasserpumpe 3.
Der Bypass-Strömungskanal 12 ist ein Strömungskanal, der den Kühler 4 überbrückt, wenn die Temperatur des Kühlwassers niedrig ist oder dergleichen. Das Kühlwasser gelangt so wie es ist zurück zur Einlaufseite der Wasserpumpe 3.
Der Ölerwärmer 5 (Wärmetauscher für Motoröl) ist in dem Erwärmungs-Strömungskanal 13 angeordnet. Eine Öl-Bahn 18, in der das Motoröl strömt, das in dem Motor 2 zirkuliert, ist mit dem Ölerwärmer 5 verbunden. In dem Ölerwärmer 5 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser, das in dem Erwärmungs-Strömungskanal 13 strömt, und dem Motoröl. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird aus dem Blickwinkel der Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit oder der vorzeitigen Erwärmung „der Ölerwärmer 5“ als ein Wärmetauscher verwendet. Jedoch gibt es Fälle, in denen - abhängig von Betriebsbedingungen - die Öltemperatur des Motoröls höher als die Wassertemperatur des Kühlwassers wird, so dass der Wärmetauscher dann selbstverständlich als „ein Ölkühler“ verwendet wird.
Die Heizeinrichtung 6 ist in dem Luftkühlungs-Strömungskanal 14 angeordnet. Z. B. kann die Heizeinrichtung 6 in einer (nicht gezeigten) Leitung einer Luftkonditioniervorrichtung vorgesehen sein. In der Heizeinrichtung 6 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser und Luftaufbereitungsluft, die in der Leitung zirkuliert.
Der AGR-Kühler 7 ist in dem AGR-Strömungskanal 15 angeordnet. In dem AGR-Kühler 7 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser, das in dem AGR-Strömungskanal 15 fließt, und einem AGR-Gas.
Bei dem zuvor beschriebenen Kühlsystem 1 strömt Kühlwasser, das den Motor 2 in dem Hauptströmungskanal 10 durchlaufen hat, in das Steuerventil 8 und anschließend wird das Kühlwasser wahlweise auf verschiedene Strömungskanäle 11 bis 15 entsprechend einer Betätigung des Steuerventils 8 verteilt. Folglich kann ein abrupter Temperaturanstieg, eine Heißwassertemperatursteuerung (optimale Temperatur) oder dergleichen realisiert und somit eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs erreicht werden.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Steuerventils 8 gemäß einer ersten Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht desselben Steuerventils 8.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, umfasst das Steuerventil 8 ein Ventilgehäuse 21 mit einer Einströmöffnung 37 und einer Mehrzahl von Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E; einen Ventilkörper 22, der in dem Ventilgehäuse 21 drehbar angeordnet ist; und eine Antriebseinheit 23, die den Ventilkörper 22 drehend antreibt.
Das Ventilgehäuse 21 umfasst einen mit einem Boden versehenen rohrförmigen Gehäuse-Hauptkörper 25, der im Inneren den Ventilkörper 22 (mit einem Ventil-Aufnahmeabschnitt) aufnimmt, und einen Abdeckkörper 26 zum Schließen eines Öffnungsabschnitts des Gehäuse-Hauptkörpers 25. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung entlang einer Achse O des Ventilgehäuses 21 vereinfacht als eine Axialrichtung bezeichnet. Das Ventilgehäuse 21 ist so ausgebildet, dass es eine rohrförmige Form hat, die sich in der Axialrichtung erstreckt. Die Einströmöffnung 37, in die das Kühlwasser (Flüssigkeit) von der Außenseite (Motor 2) fließt, und die Mehrzahl von Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E, die jeweils mit dem Kühler-Strömungskanal 11, mit dem AGR-Strömungskanal 15, mit dem Bypass-Strömungskanal 12, mit dem Erwärmungs-Strömungskanal 13, und mit dem Luftkonditionierungs-Strömungskanal 14 verbunden sind, wie in 1 gezeigt, und die das Kühlwasser (Flüssigkeit), das in das Ventilgehäuse 21 geströmt ist, an die entsprechenden Strömungskanäle abführen, sind in einer Außenumfangswand des Ventilgehäuses 21 vorgesehen.
Die Einströmöffnung 37 ist in einem Außenumfang nahe einer Endseite des Ventilgehäuses 21 in der Axialrichtung vorgesehen, und die Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E sind an geeigneten Positionen, die in der Axialrichtung und in einer Umfangsrichtung voneinander getrennt sind, im Außenumfang des Gehäuse-Hauptkörpers 25 vorgesehen. Wie in 3 gezeigt, ist jede der Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E in einer Außenumfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ausgebildet. Ein Verbindungselement 43 zum Anschließen eines Ableitungsrohres ist an einem Umfangsrand einer jeden Ausströmöffnung 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E verbunden.
Ein Dichtungsmechanismus 110 mit einem rohrförmigen Dichtungselement 111 (das nachfolgend beschrieben ist), ein Dichtungsring 112, und eine Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 sind in jeder der Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D und 41E, mit Ausnahme der mit dem AGR-Strömungskanal 15 verbundenen Ausströmöffnung 41B, vorgesehen.
Eine Fehleröffnung 70, die so eingerichtet ist, dass sie durch ein Thermostat 45 geöffnet und verschlossen wird, ist in einem Abschnitt, der der Einströmöffnung 37 gegenüberliegt, in dem Ventilgehäuse 21 ausgebildet. Die mit dem AGR-Strömungskanal 15 verbundene Ausströmöffnung 41B öffnet sich in einer Richtung senkrecht zu einer Öffnungsrichtung der Fehleröffnung 70. Gemäß dieser Konfiguration kontaktiert das Kühlwasser, das von der Einströmöffnung 37 in das Ventilgehäuse 21 geströmt ist, das Thermostat 45 und strömt anschließend durch die Ausströmöffnung 41B in den AGR-Strömungskanal 15. Daher kann eine Strömung in Richtung zur Ausströmöffnung 41B im Bereich des Thermostats 45 in dem Ventilgehäuse 21 erzeugt werden, wodurch die Bildung von Staupunkten im Bereich des Thermostats 45 unterdrückt wird.
In Bezug auf die Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D, und 41E und den Dichtungsmechanismus 110, der in diesen vorgesehen ist, haben, wenngleich sich deren Größen und Formen geringfügig voneinander unterscheiden, alle einen ähnlichen Grundaufbau. Daher werden im Folgenden die mit dem Erwärmungs-Strömungskanal 13 verbundene Ausströmöffnung 41D und der darin vorgesehene Dichtungsmechanismus 110 als repräsentative Beispiele verwendet, wobei diese und der Ventilköper 22 anhand der 3 und 4 näher beschrieben werden.
4 ist eine Schnittansicht des Steuerventils 8 entlang der Linie IV-IV in 2, und 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt V in 4 zeigt.
Wie in 3 gezeigt, ist der Ventilkörper 22 drehbar in dem Ventilgehäuse 21 aufgenommen. Der Ventilkörper 22 umfasst eine Zylinderwand 27, die koaxial mit der Achse O des Ventilgehäuses 21 angeordnet ist. Die Zylinderwand 27 ist der in den Ansprüchen offenbarte Umfangswandabschnitt. Eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 28A, 28C, 28D, und 28E, durch die die Innenseite und die Außenseite der Zylinderwand 27 miteinander in Verbindung stehen, ist an geeigneten Stellen in der Zylinderwand 27 ausgebildet. Die Ventilöffnungen 28A, 28C, 28D, und 28E sind in Übereinstimmung mit den Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D, und 41E vorgesehen. Die Ventilöffnungen 28A, 28C, 28D, und 28E sind so vorgesehen, dass sie in der Axialrichtung der Zylinderwand 27 voneinander getrennt sind. Jede der Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D, und 41E des Ventilgehäuses 21 ist an einer Position ausgebildet, an der mindestens ein Abschnitt davon eine Rotationsbahn einer jeden der Ventilöffnungen 28A, 28C, 28D, und 28E der Zylinderwand 27 in Richtung der Achse O überlappt.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist das rohrförmige Dichtungselement 111 des Dichtungsmechanismus 110 so ausgebildet, dass es eine in etwa zylindrischen Form als Ganzes hat. In dem rohrförmigen Dichtungselement 111 ist eine Innenumfangsfläche an einer Endseite durch das Verbindungselement 43 der entsprechenden Ausströmöffnung 41D gleitend gehalten. In diesem Zustand steht das rohrförmige Dichtungselement 111 mit einer Durchgangsöffnung 38 des entsprechenden Verbindungselements 43 in Verbindung. Zusätzlich ist eine bogenförmige Ventil-Gleitkontaktfläche 29 an einer Endfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 an der anderen Endseite vorgesehen. Die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 liegt gleitend an einer Außenfläche der Zylinderwand 27 an einer Position an, an der mindestens ein Abschnitt des Ventilkörpers 22 die Rotationsbahn der entsprechenden Ventilöffnung 28D überlappt. Das rohrförmige Dichtungselement 111 und die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 sind aus einem Harzmaterial gebildet.
Der Ventilkörper 22 ermöglicht, dass das Kühlwasser durch die Ausströmöffnung 41D von einem inneren Bereich der Zylinderwand 27 über das rohrförmige Dichtungselement 111 ausströmt, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung 28D und das rohrförmige Dichtungselement 111 entsprechend der Ventilöffnung 28D miteinander in Verbindung stehen. Darüber hinaus verhindert der Ventilkörper 22, dass das Kühlwasser durch die Ausströmöffnung 41D von einem inneren Bereich der Zylinderwand 27 über das rohrförmige Dichtungselement 111 ausströmt, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung 28D und das rohrförmige Dichtungselement 111 entsprechend der Ventilöffnung 28D nicht miteinander in Verbindung stehen.
Die Drehposition des Ventilkörpers 22 wird in geeigneter Weise durch die Antriebseinheit 23 eingestellt, die in einem Bodenwandabschnitt des Gehäuse-Hauptkörpers 25 vorgesehen ist (2 und 3). Die Antriebseinheit 23 ist derart gebildet, dass ein (nicht gezeigter) Motor, ein Verzögerungsmechanismus, ein Steuerpanel und dergleichen im Inneren eines Gehäuses 23a untergebracht sind.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, umfasst das Verbindungselement 43 einen Verbindungs-Hauptkörper 43a, an dem das Rohr zum Abführen angeschlossen wird, einen Verbindungsflansch 51, der sich von einem Basisende des Verbindungs-Hauptkörpers 43a radial nach außen erstreckt, und einen Rohrabschnitt 60, der von einem Innenumfangs-Randabschnitt des Verbindungsflansches 51 nach innen in Richtung des Gehäuse-Hauptkörpers 25 vorsteht. Der Verbindungsflansch 51 ist mit einer Endfläche einer Umfangswand 25a, die die Ausströmöffnung 41D des Gehäuse-Hauptkörpers 25 bildet, durch geeignete Mittel, wie etwa durch Verschweißen oder Verschrauben, verbunden. Der Rohrabschnitt 60 steht von einem Abschnitt der Ausströmöffnung 41D des Gehäuse-Hauptkörpers 25 in Richtung des Ventilköpers 22 vor.
Das rohrförmige Dichtungselement 111 umfasst eine zylindrische Aufsetzwand 111a, die gleitend an einer Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 60 des Verbindungselements 43 aufgesetzt ist. Die Aufsetzwand 111a ist in einem Raumabschnitt angeordnet, der durch die Umfangswand 25a des Ventilgehäuses 21 und das Verbindungselement 43 umgeben wird. Ein Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 auf der Seite des Ventilkörpers 22 bildet die Ventil-Gleitkontaktfläche 29, die mit der Außenumfangsfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 gleitend in Kontakt kommt. Eine verbindungsseitige Endfläche 66 an einer Seite gegenüber liegend der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 ist eine ebene Fläche mit einer einheitlichen Breite.
Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 ist zwischen der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 und dem Verbindungsflansch 51 des Verbindungselements 43 angeordnet. Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 begrenzt eine Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements 111 in einer Trennrichtung von dem Ventilkörper 22. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 dazu, das rohrförmige Dichtungselement 111 an einer Anfangsposition (Position, bei der die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 mit der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 22 in Kontakt kommt) in einem montierten Zustand zu halten. Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 ist so gewählt, dass keine erhebliche Vorspannkraft an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 wirkt, wenn sich das rohrförmige Dichtungselement 111 in der Anfangsposition befindet.
Eine Einleitungsbahn 48 ist zwischen der Umfangswand 25a des Ventilgehäuses 21 und der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 ausgebildet. Die Einleitungsbahn 48 bewirkt, dass der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 wirkt. Die verbindungsseitige Endfläche 66 nimmt den Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 in Richtung des Ventilkörpers 22 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet die verbindungsseitige Endfläche 66 eine druckaufnehmende Vorspannfläche.
Zusätzlich ist ein torischer Nutabschnitt 61 an der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 60 des Verbindungselements 43 ausgebildet. Ein torischer Dichtungs-Aufnahmeraum 62 ist zwischen dem Nutabschnitt 61 des Rohrabschnitts 60 und der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 ausgebildet. Der Dichtungsring 112, der mit einer Umfangsfläche 61a des Nutabschnitts 61 an einer unteren Abschnittsseite und der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 in engen Kontakt kommt, ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62 aufgenommen.
Der Dichtungsring 112 ist ein ringförmiges elastisches Element mit einem Y-förmigen Querschnitt und ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62 derart aufgenommen, dass eine Y-förmige Öffnungsseite einer Seite weg von dem Ventilkörper 22 zugewandt ist. In dem Dichtungsring 112 kommt jeder der Endabschnitte eines Y-förmigen gabelförmigen Abschnitts in engen Kontakt mit der Umfangsfläche 61a des Nutabschnitts 61 an der Seite des unteren Abschnitts und mit der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und der Endfläche des Nutabschnitts 61 an der Seite weg von dem Ventilkörper 22 bildet eine Flüssigkeitsdruckkammer 47, in welche der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 eingeleitet wird. Zusätzlich ist eine Einleitungsbahn 63 zwischen dem Rohrabschnitt 60 des Verbindungselements 43 und der Aufsetzwand 111a des rohrförmigen Dichtungselements 111 sichergestellt. Die Einleitungsbahn 63 leitet den Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 über die verbindungsseitige Endfläche 66 in die Flüssigkeitsdruckkammer 47.
Zusätzlich ist an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 der gesamte Bereich über dem rohrförmigen Dichtungselement 111 von dem radial äußeren Ende bis zu dem inneren Ende derart ausgebildet, dass ein Radius mit derselben Krümmung wie ein Bereich an der Außenfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 anliegt. Dementsprechend liegt der gesamte Bereich über dem rohrförmigen Dichtungselement 111 von dem radial äußeren Ende zu dem inneren Ende an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 im Wesentlichen an der Außenfläche der Zylinderwand 27 an. Aufgrund von Herstellungsfehlern, Montagefehlern, oder dergleichen des rohrförmigen Dichtungselements 111 kann jedoch ein Abstand zwischen einem radial äußeren Bereich an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der Zylinderwand 27 geringfügig größer sein.
Vorliegend sind ein Flächenbereich S1 der verbindungsseitigen Endfläche 66 (druckaufnehmende Vorspannfläche) in dem rohrförmigen Dichtungselement 111 und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so gewählt, dass die folgenden Ausdrücke (1) und (2) erfüllt sind. $S 1 < S 2 \leq S 1 /k$
$α \leq k < 1$
Vorliegend gibt keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit an, die durch einen sehr kleinen Spalt zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und α gibt einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante basierend auf den physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit an.
Der Flächenbereich S1 der verbindungsseitigen Endfläche 66 und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 beziehen sich auf Bereiche, wenn sie auf eine Fläche senkrecht zur Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements 111 projiziert werden.
Der Faktor α im Ausdruck (2) gibt einen Standardwert der Druckminderungskonstante an, der auf Basis der Art einer Flüssigkeit, der Verwendungsumgebung (wie etwa der Temperatur), und dergleichen bestimmt wird, und α=1/2 ergibt sich für den Fall, bei dem Wasser unter normalen Anwendungsbedingungen verwendet wird. Wenn sich die physikalischen Eigenschaften einer zu verwendenden Flüssigkeit verändern, ändert sich die Beziehung zu α=1/3 oder dergleichen.
Zusätzlich wird die Druckminderungskonstante k im Ausdruck (2) zu α (z. B. ½), der dem Standardwert der Druckminderungskonstante entspricht, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 ebenmäßig mit der Zylinderwand 27 von dem radial äußeren Ende zu dem inneren Ende in Kontakt kommt.
Zusätzlich kann es aufgrund von Herstellungs- oder Montagefehlern das rohrförmigen Dichtungselements 111, aufgrund von Fremdstoffen, oder dergleichen, vorkommen, dass ein Anlagespalt zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der Zylinderwand 27 nicht mehr gleichmäßig über der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 von dem radial äußeren Ende zu dem inneren Ende ist, wobei sich der Anlagespalt eines äußeren Endes vergrößern kann. In diesem Fall nähert sich die Druckminderungskonstante k im Ausdruck (2) schrittweise k=1 an.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Erfindung wird unter der Voraussetzung, dass ein winziger Spalt zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 und der Zylinderwand 27 (Ventilkörper 22) vorhanden ist, um ein Gleiten zwischen diesen beiden zu ermöglichen, die Beziehung zwischen den Flächenbereichen S1 und S2 der verbindungsseitigen Endfläche 66 und der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 durch die Ausdrücke (1) und (2) bestimmt.
D.h., dass der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 so wie er ist wirkt. Jedoch wirkt der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 nicht an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so wie er ist. Der Druck wirkt an dieser, während damit einhergehend eine Druckminderung erfolgt, wenn das Kühlwasser von dem radial äußeren Ende in Richtung zu dem inneren Ende durch die winzige Lücke zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der Zylinderwand 27 fließt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21, das durch die winzige Lücke fließt, schrittweise in Richtung zur Innenseite der Ausströmöffnung 41D unter Niedrigdruck reduziert, und der Druck neigt dazu, das rohrförmige Dichtungselement 111 in Richtung der Trennung von dem Ventilkörper 22 nach oben zu drücken.
Eine Kraft, die durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S1 der verbindungsseitigen Endfläche 66 mit einem Druck P in dem Ventilgehäuse 21 realisiert wird, wirkt an der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 so wie sie ist, und eine Kraft, die durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 mit dem Druck P in dem Ventilgehäuse 21 und der Druckminderungskonstante k realisiert wird, wirkt an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform sind, wie klar aus dem Ausdruck (1) hervorgeht, die Flächenbereiche S1 und S2 so gewählt, dass k × S2 ≤ S1 hergestellt wird. Entsprechend wird die Beziehung P × k × S2 ≤ P × S1 ebenfalls hergestellt.
Folglich wird eine Kraft F1 (F1 = P x S1), die an der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 in einer Andruckrichtung wirkt, gleich oder größer als eine Kraft F2 (F2 = P × k × S2), die an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 in einer Hubrichtung wirkt. Somit kann bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform der Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 durch die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 auf Basis lediglich der Beziehung des Drucks des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 geschlossen werden.
Derweil ist bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform, wie im Ausdruck (1) angegeben, der Flächenbereich S1 der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 kleiner als der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29. Daher kann bei dem Steuerventil 8 selbst dann, wenn der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 zunimmt, verhindert werden, dass die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 mit einer überhöhten Kraft gegen die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 gedrückt wird. Folglich kann, wenn das Steuerventil 8 verwendet wird, eine Zunahme der Größe und der Ausgangsleistung der Antriebseinheit 23, die den Ventilkörper 22 drehend antreibt, vermieden werden, und eine frühzeitige Abrasion des rohrförmigen Dichtungselements 111 oder eines Lagerabschnitts 71 (3) des Ventilkörpers 22 kann unterdrückt werden.
Vorliegend wurden unter Verwendung von Kühlwasser (k im Ausdruck (2) entspricht der Beziehung k=0,5), ein Austrittstest von Kühlflüssigkeit und ein Abrasionstest der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 bezüglich des Steuerventils 8 der Ausführungsform durchgeführt, bei der der Flächenbereich S1 der verbindungsseitigen Endfläche 66 (druckaufnehmende Vorspannfläche) und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 den Ausdruck (1) erfüllen, und bei der die Steuerventile von zwei Vergleichsbeispielen, bei denen die Flächenbereiche S1 und S2 den Ausdruck (1) nicht erfüllen. Die nachfolgende Tabelle 1 und die Kennlinie in 6 zeigen die Ergebnisse.

In Tabelle 1 und in 6 bezeichnet Nr. 2 das Steuerventil 8 der Ausführungsform, die den Ausdruck (1) erfüllt, und bezeichnet Nr. 1 das Steuerventil des Vergleichsbeispiels, bei dem die Flächenbereiche S1 und S2 die Beziehungen S1 > S2 und S2 < S1/k haben. Zusätzlich bezeichnet Nr. 3 das Steuerventil des Vergleichsbeispiels, bei dem die Flächenbereiche S1 und S2 die Beziehungen S1 < S2 und S2 > S1/k haben. Tabelle 1

Nr.	S1 [mm²]	S2 [mm²]	Bereich von S2	Dichteigenschaften	Dichtungsabrasion
1	207,3	165,9	Außerhalb des Bereichs der Gleichunq. Kleiner als S1	ausreichend	beträchtlich
2	207,3	311,0	Innerhalb des Bereichs der Gleichunq	ausreichend	gering
3	207,3	472,7	Außerhalb des Bereichs der Gleichunq. Größer als S1/K	mangelhaft	gering
*getestet unter Verwendung von Wasser. Die Druckminderungskonstante ist auf k=0,5 festgelegt.

Bei dem Austrittstest von Kühlflüssigkeit wurde die Drehposition des Ventilkörpers 22 des Steuerventils 8 auf eine Position festgelegt, bei der die Ventilöffnung 28D des Ventilkörpers 22 und das rohrförmige Dichtungselement 111, das der Ventilöffnung 28D zugeordnet ist, nicht miteinander in Verbindung stehen. In diesem Zustand wurde die Austrittsmenge der Kühlflüssigkeit aus der Ausströmöffnung gemessen, wenn der Druck an der Einströmöffnung schrittweise erhöht wurde. Zusätzlich wurde bei dem Abrasionstest der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 der Abrasionszustand der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 beurteilt, wenn der Druck an der Einströmöffnung gleichbleibend war und die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 für eine vorbestimmte Zeitdauer gedreht wurde.
Wie aus Tabelle 1 und 6 hervorgeht, war bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 1, bei dem der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 kleiner als der Flächenbereich S1 der verbindungsseitigen Endfläche (druckaufnehmende Vorspannfläche) 66 (S1 > S2) ist, die Austrittsmenge des Kühlwassers gering. Jedoch war bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 1 die Abrasion an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 höher als diejenige bei den Steuerventilen von Nr. 1 und Nr. 3. Darüber hinaus war bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 3, bei dem der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 größer als S1/k war, eine geringe Abrasion an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 feststellbar. Jedoch war bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 3 die Austrittsmenge des Kühlwassers höher als ein vorbestimmter Wert.
Demgegenüber liegt bei dem Steuerventil 8 der Ausführungsform, d. h. bei Nr. 2, bei der die Flächenbereiche S1 und S2 den Ausdruck (1) erfüllen, eine geringe Abrasion an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 vor, und es wurde ein geringer Austritt von Kühlwasser innerhalb des Sollwertes festgestellt.
Wenn das Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, wird verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement 111 mit einer überhöhten Kraft gegen die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 drückt, so dass der Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 in geeigneter Weise durch die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 geöffnet und geschlossen werden kann.
Zusätzlich wird bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 von einer bogenförmigen Fläche mit derselben Krümmung wie ein Bereich an der Außenfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22, der an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 anliegt, gebildet. Daher liegt der gesamte Bereich über der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 in einfacher Weise und ebenmäßig an der Außenfläche der Zylinderwand 27 an, so dass das Auftreten einer im Wesentlichen gleichmäßigen Druckminderung über die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 von dem radial äußeren Ende zu dem inneren Ende wahrscheinlich ist. Folglich wird, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Hubkraft, die an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 wirkt, stabilisiert, so dass die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements 111 bezüglich des Ventilkörpers 22 stabilisiert ist.
Darüber hinaus ist bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 zur Begrenzung einer Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements 111 in Richtung der Trennung von der Außenfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 zwischen dem Verbindungselement 43 und dem rohrförmigen Dichtungselement 111 vorgesehen. Daher kann selbst dann, wenn eine erhebliche Kraft an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 in der Hubrichtung aus demselben Grund wirkt oder wenn der Druck in dem Ventilgehäuse 21 niedrig ist, eine zu große Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements 111 durch die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 begrenzt werden. Folglich ist es, wenn dieser Aufbau verwendet wird, schwierig, das rohrförmige Dichtungselement 111 von der Außenfläche der Zylinderwand 27 anzuheben, so dass die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements 111 stabilisiert wird.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Erfindung ist der ringförmige Nutabschnitt 61 an der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 60 vorgesehen, der in dem Verbindungselement 43 in einer vorstehenden Weise vorgesehen ist, und der torische Dichtungs-Aufnahmeraum 62 ist zwischen dem Nutabschnitt 61 des Rohrabschnitts 60 und der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 vorgesehen. Somit ist der Dichtungsring 112, der mit einer Umfangsfläche des Nutabschnitts 61 und der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 in engen Kontakt kommt, in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62 aufgenommen. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und einer Fläche des Nutabschnitts 61 in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62 an der Seite weg von dem Ventilkörper 22 bildet die Flüssigkeitsdruckkammer 47, in die der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse 21 eingeleitet wird. Zusätzlich bildet die verbindungsseitige Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111 eine druckaufnehmende Vorspannfläche.
Daher wirkt eine Andruckkraft, die infolge des Flüssigkeitsdrucks in dem Ventilgehäuse 21, der an dem Dichtungsring 112 wirkt, erzeugt wird, in Richtung des Ventilkörpers 22. Jedoch wird diese Andruckkraft von dem Nutabschnitt 61 des Verbindungselements 43 aufgenommen. Folglich wird eine Andruckkraft, die infolge des Flüssigkeitsdrucks über den Dichtungsring 112 erzeugt wird, nicht auf das rohrförmige Dichtungselement 111 aufgebracht. Somit kann bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform, da eine druckaufnehmende Fläche des Dichtungsrings 112 nicht als die druckaufnehmende Vorspannfläche fungiert, eine Andruckkraft, die an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 in Richtung des Ventilköpers 22 wirkt, zu jedem Zeitpunkt stabilisiert werden. D.h. dass selbst dann, wenn eine Verschiebung des Dichtungsrings 112 aus irgendeinem Grund beeinträchtigt wird, eine Andruckkraft in Richtung des Ventilkörpers 22, die an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 wirkt, aufrechterhalten wird.
Zusätzlich wirkt bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Dichtungsring 112 durch das Aufnehmen des Drucks in der Flüssigkeitsdruckkammer 47 kontrahiert, eine geringe Zugkraft, die mit der Kontraktion von diesem einhergeht, an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111. Jedoch wirkt die Zugrichtung davon in Richtung des Ventilkörpers 22. Demzufolge wird bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform eine Zugkraft, die mit der Kontraktion des Dichtungsrings 112 einhergeht, nicht als eine Kraft aufgebracht, die bewirkt, dass sich das rohrförmige Dichtungselement 111 von dem Ventilkörper 22 weg bewegt, so dass ein Austritt des Kühlwassers von der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 in diesem Ausmaß unterdrückt werden kann.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform, die in den 7 und 8 gezeigt ist, beschrieben. In der folgenden Beschreibung, welche die Beschreibung von Modifizierungsbeispielen (die nachfolgend beschrieben sind) beinhaltet, werden dieselben Bezugszeichen für Komponenten verwendet, die mit der ersten Ausführungsform identisch sind, so dass eine wiederholte Beschreibung entfallen kann.
7 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 4 der ersten Ausführungsform bezüglich eines Steuerventils 8A der zweiten Ausführungsform. 8 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt VIII in 7 zeigt.
Ein Verbindungselement 43A umfasst eine Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30, die eine Außenumfangsfläche in einem Bereich des rohrförmigen Dichtungselements 111A an der Seite weg von dem Ventilkörper 22 gleitend hält, und eine Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31, die so gebildet ist, dass sie einen vergrößerten Durchmesser in einem gestuften Zustand von einem Endabschnitt an der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 an einer Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, hat. Die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 und die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 sind miteinander durch eine ebene torische gestufte Fläche 32 (gestufte Fläche), die sich in einer Richtung senkrecht zu diesen erstreckt, verbunden. Zusätzlich ist in dem Endabschnitt an der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 des Verbindungselements 43 an der Seite weg von dem Ventilkörper 22 eine ebene torische zweite gestufte Fläche 33 durchgängig vorgesehen, die in einer im Durchmesser-abnehmenden Richtung in einem gestuften Zustand gekrümmt ist und die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 und die Ventildurchgangsöffnung 38 miteinander verbindet.
Zusätzlich ist an einer Seite radial außerhalb bezüglich einer Umfangswand 50, die die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 des Verbindungselements 43A bildet, der Verbindungsflansch 51, der mit dem Gehäuse-Hauptkörper 25 verbunden wird, so ausgebildet, dass er radial nach außen vorsteht.
Ein Grat-Aufnahmeabschnitt 52 ist zwischen der Umfangswand 50 des Verbindungselement 43A und dem Verbindungsflansch 51 vorgesehen. Der Grat-Aufnahmeabschnitt 52 dient zum Aufnehmen von Graten, die entstehen, wenn der Verbindungsflansch 51 mit dem Gehäuse-Hauptkörper 25 durch Vibrationsschweißen oder dergleichen verbunden wird. Der Grat-Aufnahmeabschnitt 52 besteht aus vertieften Abschnitten, die an Flächen des Verbindungsflansches 51 und des Gehäuse-Hauptkörpers 25, die einander gegenüber liegen, gebildet sind. Die Umfangswand 50, die die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 bildet, dient ebenfalls als eine Grat-Begrenzungswand, die ein Fließen von Graten aus dem Grat-Aufnahmeabschnitt 52 zur Innenseite des Ventilgehäuses 21 begrenzt.
Das rohrförmige Dichtungselement 111A umfasst eine Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34, die an der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 des Verbindungselements 43A nach innen gleitend eingesetzt ist, und eine Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35, die so ausgebildet ist, dass sie einen vergrößerten Durchmesser in einem gestuften Zustand von einem Endabschnitt an der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 an der Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, hat. Die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 und die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 sind miteinander durch die torische Verbindungsfläche 36 verbunden, die sich in einer Richtung senkrecht zu diesen erstreckt. Zusätzlich ist in dem Endabschnitt an der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 des rohrförmigen Dichtungselements 111 an der Seite weg von dem Ventilkörper 22 eine ebene torische Haltefläche 39 durchgehend vorgesehen, die in der Durchmesser-abnehmenden Richtung im Wesentlichen in einem rechten Winkel gekrümmt ist.
Zusätzlich ist an einem Endrand an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 an der Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, ein torischer dünner Abschnitt 49 vorgesehen, der im Durchmesser in einem gestuften Zustand vergrößert ist.
Ein torischer Dichtungs-Aufnahmeraum 46, der von der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 umgeben ist, ist zwischen der ersten gestuften Fläche 32 des Verbindungselements 43A und der Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A ausgebildet. Der Dichtungsring 112 ist in diesem Dichtungs-Aufnahmeraum 46 aufgenommen.
Der Dichtungsring 112 ist ein ringförmiges elastisches Element mit einem Y-förmigen Querschnitt und ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 46 derart aufgenommen, dass die Y-förmige Öffnungsseite der Seite der Verbindungsfläche 36 zugewandt ist. Bei dem Dichtungsring 112 kommt jeder der Seiten-Endabschnitte des Y-förmigen gabelförmigen Abschnitts in engen Kontakt mit der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und der Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A bildet die Flüssigkeitsdruckkammer 47, in die der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 eingeleitet wird. Zusätzlich ist die Einleitungsbahn 48 zwischen der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 des Verbindungselements 43 und der Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 des rohrförmigen Dichtungselements 111A vorgesehen. Die Einleitungsbahn 48 leitet den Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 in die Flüssigkeitsdruckkammer 47.
Es ist bevorzugt, dass ein Zwischenraum zwischen der Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A und dem Dichtungsring 112 ausgebildet ist. Z. B. wird, wenn das rohrförmige Dichtungselement 111A an der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 des Verbindungselements 43 infolge von Fremdstoffen gleitet, verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement 111A infolge des Vorhandenseins des Zwischenraums gegen den Dichtungsring 112 drückt, so dass die Dichteigenschaften des Dichtungsrings 112 aufrechterhalten werden. Zusätzlich wirkt, da jeder der seitlichen Endabschnitte des gegabelten Abschnitts des Dichtungsrings 112 mit der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 in engen Kontakt kommt, der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 nicht an der Haltefläche 39.
Der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 wirkt an der Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A. Die Verbindungsfläche 36 weist in eine Richtung entgegengesetzt zur Ventil-Gleitkontaktfläche 29 an dem rohrförmigen Dichtungselement 111A und wird in Richtung des Ventilkörpers 22 durch das Aufnehmen des Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 mit Druck beaufschlagt. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet die Verbindungsfläche 36 eine druckaufnehmende Vorspannfläche an dem rohrförmigen Dichtungselement 111A.
Zusätzlich ist die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 zum Begrenzen einer Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements 111A in Richtung der Trennung von dem Ventilkörper 22 zwischen der zweiten gestuften Fläche 33 des Verbindungselements 43A und der Haltefläche 39 des rohrförmigen Dichtungselements 111A angeordnet. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform dient die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 dazu, das rohrförmige Dichtungselement 111A in einer Anfangsposition (Position, an der die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 mit der Außenumfangsfläche der Ventilkörpers 22 in Kontakt kommt) in einem montierten Zustand zu halten, wobei die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 so ausgewählt ist, dass keine wesentliche Vorspannkraft des rohrförmigen Dichtungselements 111A wirkt, wenn sich das rohrförmige Dichtungselement 111A in der Anfangsposition befindet.
Zusätzlich ist an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111A der gesamte Bereich über dem rohrförmigen Dichtungselement 111A von dem radial äußeren Ende zu dem inneren Ende derart ausgebildet, dass er einen Radius mit derselben Krümmung wie ein Bereich an der Außenfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22, der an dem rohrförmigen Dichtungselement 111A anliegt, hat. Folglich liegt der gesamte Bereich über dem rohrförmigen Dichtungselement 111A von dem radial äußeren Ende bis zu dem inneren Ende an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 im Wesentlichen an der Außenfläche der Zylinderwand 27 an.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind ein Flächenbereich S1 der Verbindungsfläche 36 (druckaufnehmende Vorspannfläche) in dem rohrförmigen Dichtungselement 111A und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so gewählt, dass sie die Ausdrücke (1) und (2), die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, erfüllen.
Wie zuvor beschrieben, ist bei dem Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich zur ersten Ausführungsform, der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so gewählt, dass er größer als der Flächenbereich S1 der Verbindungsfläche 36 (druckaufnehmende Vorspannfläche) innerhalb eines Bereichs ist, in dem eine Andruckkraft in Richtung des Ventilkörpers 22, die infolge des Flüssigkeitsdrucks erzeugt wird, der an dem rohrförmigen Dichtungselement 111A wirkt, nicht unter eine Hubkraft fällt, die an dem rohrförmigen Dichtungselement 111A wirkt. Daher wird bei dem Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement 111 mit einer überhöhten Kraft gegen die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 drückt, so dass der Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111A in geeigneter Weise durch die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 geöffnet und geschlossen werden kann. Mit dem Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform werden grundlegende Wirkungen erzielt, die im Wesentlichen ähnlich denen der ersten Ausführungsform sind.
Zusätzlich spannt im Falle des Steuerventils 8A der vorliegenden Ausführungsform die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 eine Position des rohrförmigen Dichtungselements 111A, an der die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111A abweicht, zu jeden Zeitpunkt radial nach innen vor. Folglich kann selbst dann, wenn eine Abrasion an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 von einer Seite radial außerhalb durch die Verwendung über die Zeit voranschreitet, ein radial innerer Bereich an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 zuverlässig mit der Außenfläche der Zylinderwand 27 infolge einer Andruckkraft der Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 in Presskontakt gebracht werden. Somit kann, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, die Dichteigenschaft der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111A über einen langen Zeitraum weitgehend aufrechterhalten werden.
9 ist eine Schnittansicht ähnlich der 7 der zweiten Ausführungsform bezüglich eines Steuerventils 108 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Der Grundaufbau des Steuerventils 108 der dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen ähnlich dem Aufbau der zweiten Ausführungsform.
Bei dem Steuerventil 108 ist ein Begrenzungsrohr 55, das sich in Richtung des Ventilkörpers 22 erstreckt, und das eine Verschiebung der Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 zu einer Seite radial nach innen begrenzt, in einer sich erstreckenden Art und Weise in einem radial innenliegenden Randabschnitt der zweiten gestuften Fläche 33 des Verbindungselements 43 vorgesehen. Der Aufbau ist ansonsten ähnlich dem der zweiten Ausführungsform.
Das Steuerventil 108 der vorliegenden Ausführungsform kann die wesentlichen Wirkungen ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform erreichen. Darüber hinaus kann bei dem Steuerventil 108 der vorliegenden Ausführungsform, da das Begrenzungsrohr 55 in einer sich erstreckenden Weise in dem radial inneren Randabschnitt der zweiten gestuften Fläche 33 des Verbindungselements 43 vorgesehen ist, eine Verschiebung der Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 zu einer Seite radial nach innen durch das Begrenzungsrohr 55 begrenzt werden, so dass das Auftreten von Verwirbelungen in einer Strömung des Kühlwassers von der Innenseite des rohrförmigen Dichtungselements 111A zur Durchgangsöffnung 38 durch das Begrenzungsrohr 55 unterdrückt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Begrenzungsrohr 55 in dem Verbindungselement 43 vorgesehen. Jedoch kann, wie in 21 gezeigt, ein Begrenzungsrohr 155, das sich in einer Innenumfangsrichtung der Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 erstreckt, in dem Innenumfangs-Randabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 vorgesehen sein.
Zusätzlich sind in den 10 bis 13 Schnittansichten ähnlich der in 7 gezeigt, die Modifizierungsbeispiele der vorhergehenden Ausführungsform zeigen.
Bei dem in 10 gezeigten Modifizierungsbeispiel ist ein Stufendurchmesser-Verringerungsabschnitt 56, dessen Durchmesser in gestufter Form von dem dünnen Abschnitt 49 zur Seite weg von dem Ventilkörper 22 geringfügig abnimmt, an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111A ausgebildet. Im Falle dieses Modifizierungsbeispiels kann, da die Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111A im Durchmesser in einer gestuften Form von dem dünnen Abschnitt 49 zu einer Seite abnimmt, die von dem Ventilkörper 22 getrennt ist, wenn das Kühlwasser in das rohrförmige Dichtungselement 111A von dem Ventilkörper 22 strömt, das Auftreten von Verwirbelungen in einem Abschnitt des dünnen Abschnitts 49 unterdrückt werden.
Bei dem in 11 gezeigten Modifizierungsbeispiel ist ein Verjüngungsdurchmesser-Verringerungsabschnitt 57, dessen Durchmesser kontinuierlich in einer sich verjüngenden Weise von dem dünnen Abschnitt 49 zur Seite weg von dem Ventilkörper 22 abnimmt, an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111A ausgebildet. Im Falle dieses Modifizierungsbeispiels kann, da die Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111A kontinuierlich im Durchmesser von dem dünnen Abschnitt 49 zur Seite abnimmt, die von dem Ventilkörper 22 getrennt ist, wenn das Kühlwasser in das rohrförmige Dichtungselement 111A von dem Ventilkörper 22 strömt, das Auftreten von Verwirbelungen in einem Abschnitt des dünnen Abschnitts 49 noch wirksamer unterdrückt werden.
Bei dem in 12 gezeigten Modifizierungsbeispiel ist eine vergrößerte Außenumfangsfläche 160, die sich im Durchmesser in gestufter Form von der Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 des rohrförmigen Dichtungselements 111A erstreckt, kontinuierlich vorgesehen. Ein Endabschnitt der vergrößerten Außenumfangsfläche 160 an der Seite des Ventilkörpers 22 ist so ausgebildet, dass er mit der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 kontinuierlich in Kontakt kommt. Die gestufte Fläche, die die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 und die vergrößerte Außenumfangsfläche 160 miteinander verbindet, bildet eine zusätzliche druckaufnehmende Fläche 58, die in eine zur Ventil-Gleitkontaktfläche 29 entgegengesetzte Richtung weist. Im Falle dieses Modifizierungsbeispiels wirkt der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der zusätzlichen druckaufnehmenden Fläche 58. Folglich können z. B. selbst dann, wenn die Größe des Dichtungsrings 112 gering ist und der Flüssigkeitsdruck, der an der Verbindungsfläche 36 wirkt, niedrig ist, die Dichteigenschaften des rohrförmigen Dichtungselements 111A durch das Festlegen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 auf Basis der vorstehenden Ausdrücke verbessert werden.
Bei dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel bilden die Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A und die zusätzliche druckaufnehmende Fläche 58 eine druckaufnehmende Vorspannfläche.
Bei dem in 13 gezeigten Modifizierungsbeispiel ist eine kontrahierte Außenumfangsfläche 161, deren Durchmesser in einer gestuften Form von der Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 verringert ist, kontinuierlich in dem Endabschnitt der Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 des rohrförmigen Dichtungselements 111A an der Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, vorgesehen. Der Endabschnitt der kontrahierten Außenumfangsfläche 161 an Seite des Ventilkörpers 22 ist so ausgebildet, dass er durchgängig mit der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 in Kontakt kommt. Die gestufte Fläche, die die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 und die kontrahierte Außenumfangsfläche 161 miteinander verbindet, bildet eine zusätzliche druckaufnehmende Fläche 59, die in dieselbe Richtung wie die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 weist. Bei diesem Modifizierungsbeispiel kann, da der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der zusätzlichen druckaufnehmenden Fläche 59 wirkt, eine Andruckkraft des rohrförmigen Dichtungselements 111A bezüglich des Ventilkörpers 22 unterdrückt werden. Folglich kann z. B. selbst dann, wenn die Größe des Dichtungsrings 112 groß ist und der Flüssigkeitsdruck, der an der Verbindungsfläche 36 wirkt, hoch ist, ein überhöhtes Andrücken des rohrförmigen Dichtungselements 111A durch das Festlegen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 auf Basis der vorstehenden Ausdrücke verhindert werden, so dass die Dichteigenschaften verbessert werden.
Bei dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel bildet ein Abschnitt der Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A, von dem der Abschnitt entsprechend dem Flächenbereich der zusätzlichen druckaufnehmenden Fläche 59 subtrahiert wird, eine druckaufnehmende Vorspannfläche.
Im Folgenden wird eine vierte Ausführungsform, die in den 14 bis 16 gezeigt ist, beschrieben.
14 ist eine Schnittansicht ähnlich der in 7 in Bezug auf ein Steuerventil 8B der vierten Ausführungsform. 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts XV in 14. 16 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Verbindungselements 43B. Das Verbindungselement 43B, das in 16 gezeigt ist, ist eine Ansicht des Verbindungselements 43B in 15 bei einer Betrachtung von schräg oben.
Das Steuerventil 8B der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein Verbindungselement 43B und ein rohrförmiges Dichtungselement 111B. Das Verbindungselement 43B umfasst einen zylindrischen Rohrabschnitt 60B, der in Richtung des Ventilkörpers 22 von einem inneren Endabschnitt (Ausströmöffnung 41D) der Durchgangsöffnung 38 vorsteht. Der Rohrabschnitt 60B hat eine Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba, an der die Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111B gleitend aufgesetzt ist, eine Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 60Bb, die so ausgebildet ist, dass ihr Durchmesser in gestufter Form von einem Endabschnitt der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba an der Seite weg von dem Ventilkörper 22 abnimmt, und eine torische gestufte Fläche 60Bc, die die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba und die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 60Bb miteinander verbindet.
Das Verbindungselement 43B umfasst den Verbindungsflansch 51, der sich von einem proximalen Abschnitt des Rohrabschnitts 60B radial nach außen erstreckt. Der Verbindungsflansch 51 ist an einem Außenumfangs-Randabschnitt der Umfangswand 25a des Ventilgehäuses 21 durch Vibrationsschweißen, Verschrauben oder dergleichen verbunden.
Das rohrförmige Dichtungselement 111B hat eine Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba, die gleitend auf die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba des Verbindungselements 43 aufgesetzt ist, eine Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb, die so ausgebildet ist, dass ihr Durchmesser in gestufter Form von einem Endabschnitt der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba zu einer Seite weg von dem Ventilkörper 22 zunimmt, und eine torische Verbindungsfläche 111Bc, die die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba und die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb miteinander verbindet.
Ein torischer Dichtungs-Aufnahmeraum 62B, der von der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba umgeben wird, ist zwischen der gestuften Fläche 60Bc des Verbindungselements 43B und der Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselements 111B vorgesehen. Der Dichtungsring 112 ist in diesem Dichtungs-Aufnahmeraum 62B aufgenommen.
Der Dichtungsring 112 ist ein ringförmiges elastisches Element mit einem Y-förmigen Querschnitt und ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62B derart aufgenommen, dass die Y-förmige Öffnungsseite der Seite der gestuften Fläche 60Bc zugewandt ist. Bei dem Dichtungsring 112 kommt jeder der Seiten-Endabschnitte des Y-förmigen gabelförmigen Abschnitts in engen Kontakt mit der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und der gestuften Fläche 60Bc des Rohrabschnitts 60B bildet die Flüssigkeitsdruckkammer 47, in die der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 eingeleitet wird.
Zusätzlich bildet bei dem rohrförmigen Dichtungselement 111B der Endabschnitt an der Seite des Ventilkörpers 22 die Ventil-Gleitkontaktfläche 29. Die verbindungsseitige Endfläche 66 an einer Seite gegenüber liegend von der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111B ist eine ebene Fläche mit einer einheitlichen Breite. Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 ist zwischen der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111B und dem Verbindungsflansch 51 des Verbindungselements 43 angeordnet. Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 begrenzt eine Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements 111 in Richtung der Trennung von dem Ventilkörper 22.
Die Einleitungsbahn 48 ist zwischen der Umfangswand 25a des Ventilgehäuses 21 und der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111B ausgebildet. Die Einleitungsbahn 48 bewirkt, dass der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111B wirkt. Die verbindungsseitige Endfläche 66 nimmt den Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 in Richtung des Ventilkörpers 22 auf. Zusätzlich ist die Einleitungsbahn 63 zwischen dem Rohrabschnitt 60B des Verbindungselements 43B und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb des rohrförmigen Dichtungselements 111B festgelegt. Die Einleitungsbahn 63 leitet den Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 über die verbindungsseitige Endfläche 66 in die Flüssigkeitsdruckkammer 47.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bilden die verbindungsseitige Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111B und eine Fläche des Dichtungsrings 112 an einer Seite, die der Innenseite der Flüssigkeitsdruckkammer 47 zugewandt ist, eine druckaufnehmende Vorspannfläche.
Ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche, bei der die verbindungsseitige Endfläche 66 und eine Fläche des Dichtungsrings 112 an einer Seite, die der Innenseite der Flüssigkeitsdruckkammer 47 zugewandt ist, kombiniert sind, und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 sind so festgelegt, dass sie die Ausdrücke (1) und (2), die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, erfüllen.
Wie in den 15 und 16 gezeigt, ist an der gestuften Fläche 60Bc des Rohrabschnitts 60B eine ringförmige Nut 67 in einem radial inneren Bereich ausgebildet. In dem Rohrabschnitt 60B ist eine Dichtigkeitsverhinderungsnut 68, die bewirkt, dass ein innerer Abschnitt (Flüssigkeitsdruckkammer 47) der ringförmigen Nut 67 und ein äußerer Bereich (Einleitungsbahnen 63 und 48) des Rohrabschnitts 60B elektrifiziert werden, in einem äußeren Bereich, der sich bezüglich der ringförmigen Nut 67 nach außen wölbt, ausgebildet. Der Dichtungsring 112 kann an dem äußeren Bereich der gestuften Fläche 60Bc des Rohrabschnitts 60B anliegen. Daher ist es in einem Fall, bei dem keine Dichtigkeitsverhinderungsnut 68 vorhanden ist, wenn der Dichtungsring 112 stark gegen den äußeren Bereich der gestuften Fläche 60Bc gedrückt wird, denkbar, dass das Innere der Flüssigkeitsdruckkammer 47 fest haften bleibt, und zwar in einem Zustand, in dem keine Andruckkraft erzeugt wird. Jedoch wird bei der vorliegenden Ausführungsform, da die Dichtigkeitsverhinderungsnut 68 vorgesehen ist, verhindert, dass sich die Innenseite der Flüssigkeitsdruckkammer 47 in einem abgedichteten Zustand befindet, bevor dies eintritt.
Zusätzlich wird bei dem Steuerventil 8B der vorliegenden Ausführungsform eine Kraft, die aufgrund des Flüssigkeitsdrucks erzeugt wird, der an dem Dichtungsring 112 wirkt, als eine Kraft aufgebracht, die das rohrförmige Dichtungselement 111B in Richtung des Ventilkörpers 22 drückt.
Jedoch kann bei dem Steuerventil 8B der vorliegenden Ausführungsform, da der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111B und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so festgelegt sind, dass sie die Ausdrücke (1) und (2) erfüllen, verhindert werden, dass das rohrförmige Dichtungselement 111B mit einer überhöhten Kraft gegen die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 drückt.
Zusätzlich wirkt im Falle des Steuerventils 8B der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Dichtungsring 112 durch die Aufnahme des Drucks in der Flüssigkeitsdruckkammer 47 kontrahiert, eine geringe Zugkraft, die mit der Kontraktion dieser einhergeht, an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111. Jedoch wird eine Richtung, in der die Zugkraft wirkt, nicht als die Richtung aufgebracht, in der sich das rohrförmige Dichtungselement 111B von dem Ventilkörper 22 trennt. Daher kann ein Austreten des Kühlwassers von der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 unterdrückt werden.
Im Folgenden wird ein Steuerventil 208 einer fünften Ausführungsform, die in den 17 und 18 gezeigt ist, beschrieben.
Bei dem Steuerventil 208 der vorliegenden Ausführungsform sind eine gemeinsame Ausströmöffnung und eine Mehrzahl von Einströmöffnungen 237 in dem Ventilgehäuse 21 vorgesehen. Bei dem Steuerventil 208 steht eine beliebige Einströmöffnung 237 mit der Ausströmöffnung in dem Ventilgehäuse 21 gemäß einer Drehposition des Ventilkörpers 22 in Verbindung.
17 ist eine Schnittansicht des Steuerventils 208 in einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung des Ventilgehäuses 21, so dass eine Einströmöffnung 237 gezeigt ist. 18 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt XVIII in 17 zeigt.
Das Verbindungselement 43A, das ein Ableitungsrohr anschließt, ist mit dem Umfangsrandabschnitt der Einströmöffnung 237 verbunden, und eine Endseite des rohrförmigen Dichtungselements 111A wird von einem inneren Ende des Verbindungselements 43A gleitend gehalten. Der Ventilkörper 22, der die Zylinderwand 27 (Umfangswandabschnitt) aufweist, ist in dem Ventilgehäuse 21 drehbar angeordnet, und eine Mehrzahl von (nicht gezeigten) Ventilöffnungen, durch die die Innenseite und die Außenseite miteinander in Verbindung stehen, ist in der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 ausgebildet. Ein Raum in der Zylinderwand 27 steht mit der der gemeinsamen Ausströmöffnung des Ventilgehäuses 21 in Verbindung. Die Ventil-Gleitkontaktfläche 29, die mit der Außenfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 in Kontakt kommt, ist an der anderen Endseite des rohrförmigen Dichtungselements 111A ausgebildet. Die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 liegt an der Außenfläche der Zylinderwand 27 an einer Position gleitend an, an der mindestens ein Abschnitt des Ventilkörpers 22 den Rotationsweg der Ventilöffnung überlappt.
An der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 ist der gesamte Bereich über dem rohrförmigen Dichtungselement 111A von dem radial inneren Ende zu dem äußeren Ende so ausgebildet, dass er einen Radius mit derselben Krümmung wie ein Bereich an der Außenfläche der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22, der an dem rohrförmigen Dichtungselement 111A anliegt, hat.
Der Ventilkörper 22 ermöglicht ein Einströmen des Kühlwassers (Flüssigkeit) von einem stromauf gelegenen Abschnitt der Einströmöffnung 237 zum inneren Bereich der Zylinderwand 27, wenn er sich in einer Position befindet, in der die Ventilöffnungen und das rohrförmigen Dichtungselement 111A miteinander in Verbindung stehen können. Der Ventilkörper 22 sperrt ein Einströmen des Kühlwassers (Flüssigkeit) von dem stromauf gelegenen Abschnitt der Einströmöffnung 237 zum inneren Bereich der Zylinderwand 27, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement 111 nicht miteinander in Verbindung stehen können. Das Verbindungselement 43A, das rohrförmige Dichtungselement 111A, der Ventilkörper 22 und dergleichen haben einen Grundaufbau, der im Wesentlichen identisch mit dem der zweiten Ausführungsform ist.
Ähnlich zur zweiten Ausführungsform hat das Verbindungselement 43A die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30, die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31, die erste gestufte Fläche 32, und die zweite gestufte Fläche 33. Ähnlich zur zweiten Ausführungsform, hat darüber hinaus das rohrförmige Dichtungselement 111A auch die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34, die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35, die Verbindungsfläche 36, und die Haltefläche 39. Bei dem rohrförmigen Dichtungselement 111A ist die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 35 gleitend auf die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 des Verbindungselements 43A aufgesetzt. Zusätzlich ist der torische Dichtungs-Aufnahmeraum 46, der von der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 umgeben wird, zwischen der ersten gestuften Fläche 32 des Verbindungselements 43A und der Verbindungsfläche 36 des rohrförmigen Dichtungselements 111A vorgesehen.
Der Dichtungsring 112, der ein ringförmiges elastisches Element mit einem Y-förmigen Querschnitts ist, ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 46 aufgenommen. Der Dichtungsring 112 ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 46 derart aufgenommen, dass die Y-förmige Öffnungsseite der Seite der ersten gestuften Fläche 32 zugewandt ist. Bei dem Dichtungsring 112 kommt jeder der seitlichen Endabschnitte des Y-förmigen gabelförmigen Abschnitts in engen Kontakt mit der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 31 und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und der ersten gestuften Fläche 32 des Verbindungselements 43A bildet die Flüssigkeitsdruckkammer 47. Zusätzlich ist die Einleitungsbahn 48 zum Einleiten des Flüssigkeitsdrucks des Kühlwassers (Flüssigkeitsdruck in dem stromauf gelegenen Abschnitt der Einströmöffnung 237) in der Durchgangsöffnung 38 des Verbindungselements 43A in die Flüssigkeitsdruckkammer 47 zwischen der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 30 des Verbindungselements 43A und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 34 des rohrförmigen Dichtungselements 111A vorgesehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wirkt der Flüssigkeitsdruck des Hochdruck-Kühlwassers an der stromauf gelegenen Seite der Einströmöffnung 237 an der Haltefläche 39 des rohrförmigen Dichtungselements 111A und wirkt an der Verbindungsfläche 36 über einer oberen Fläche des Dichtungsrings 112. Der torische dünne Abschnitt 49 ist an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111A an der Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, gebildet, und der Flüssigkeitsdruck des Hochdruck-Kühlwassers an der stromauf gelegenen Seite der Einströmöffnung 237 wirkt auch an einer gestuften Fläche 49a, die in dem Diagramm nach unten weist und den dünnen Abschnitt 49 bildet. Daher wirkt der Flüssigkeitsdruck des Hochdruck-Kühlwassers an der stromauf gelegenen Seite der Einströmöffnung 237 als eine Kraft in Richtung des Ventilkörpers 22 an einem Flächenbereich S1, der durch die Subtraktion des Flächenbereichs der gestuften Fläche 49a von den Flächenbereichen der Haltefläche 39 und der Verbindungsfläche 36 erhalten wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform bilden ein Abschnitt, der durch die Subtraktion des Abschnitts entsprechend der gestuften Fläche 49a von der Haltefläche 39 erhalten wird, und die Verbindungsfläche 36 (obere Fläche des Dichtungsring 112) eine druckaufnehmende Vorspannfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111A.
Zusätzlich wirkt im Falle der vorliegenden Ausführungsform, wenn das rohrförmige Dichtungselement 111A durch den Ventilkörper 22 geschlossen wird, der Flüssigkeitsdruck des Hochdruck-Kühlwassers an der stromauf gelegenen Seite der Einströmöffnung 237 an einem Innenumfangsbereich an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111A. Zu diesem Zeitpunkt tritt das Hochdruck-Kühlwasser in das Ventilgehäuse 21 Stück für Stück durch den winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 aus.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vor diesem Hintergrund ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements so festgelegt, dass sie die Ausdrücke (1) und (2) erfüllen, $S 1 < S 2 \leq S 1 /k$
$α \leq k < 1$
Vorliegend gibt keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit an, die durch einen winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und α gibt einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante an, der auf Basis der physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wird.
Bei dem Steuerventil 208 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird aus demselben Grund wie im Falle der vorstehenden Ausführungsform verhindert, dass das rohrförmigen Dichtungselement 111A mit einer überhöhten Kraft gegen die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 drückt, so dass der Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111A in geeigneter Weise durch die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 geöffnet und geschlossen werden kann.
Im Folgenden wird eine sechste Ausführungsform, die in den 19 und 20 gezeigt ist, beschrieben.
Bei einem Steuerventil 208B der vorliegenden Ausführungsform sind, ähnlich zur fünften Ausführungsform, eine gemeinsame Ausströmöffnung und eine Mehrzahl von Einströmöffnungen 237 in dem Ventilgehäuse 21 vorgesehen. Bei dem Steuerventil 208B steht eine beliebige Einströmöffnung 237 mit der Ausströmöffnung in dem Ventilgehäuse 21 gemäß einer Drehposition des Ventilkörpers 22 in Verbindung.
19 ist eine Schnittansicht des Steuerventils 208B ähnlich der 17 der fünften Ausführungsform. 20 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts XX in 19.
Das Steuerventil 208B der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein Verbindungselement 43B und ein rohrförmiges Dichtungselement 111B. Das Verbindungselement 43B umfasst einen zylindrischen Rohrabschnitt 60B, der in Richtung des Ventilkörpers 22 von dem inneren Endabschnitt der Durchgangsöffnung 38 vorsteht. Der Rohrabschnitt 60B hat die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 60Bb, an der die Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111B gleitend aufgesetzt ist, die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba, die so ausgebildet ist, dass sie im Durchmesser in einer gestuften Form von dem Endabschnitt der Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 60Bb an der Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, abnimmt, und die torische gestufte Fläche 60Bc, die die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 60Bb und die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba miteinander verbindet.
Das Verbindungselement 43B umfasst den Verbindungsflansch 51, der sich von dem proximalen Abschnitt des Rohrabschnitts 60B radial nach außen erstreckt. Der Verbindungsflansch 51 ist mit dem Außenumfangs-Randabschnitt der Umfangswand 25a des Ventilgehäuses 21 durch Vibrationsschweißen, Verschrauben oder dergleichen verbunden.
Das rohrförmige Dichtungselement 111B hat die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb, die auf die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 60Bb des Verbindungselements 43B gleitend aufgesetzt ist, die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba, die so ausgebildet ist, das sie im Durchmesser in einer gestuften Form von dem Endabschnitt der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb an der Seite, die sich dem Ventilkörper 22 nähert, abnimmt, und die torische Verbindungsfläche 111Bc, die die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb und die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba miteinander verbindet.
Der torische Dichtungs-Aufnahmeraum 62B, der von der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba umgeben ist, ist zwischen der gestuften Fläche 60Bc des Verbindungselements 43B und der Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselements 111B vorgesehen. Der Dichtungsring 112 ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62B aufgenommen.
Der Dichtungsring 112 ist ein ringförmiges elastisches Element mit einem Y-förmigen Querschnitt. Der Dichtungsring 112 ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 62B derart aufgenommen, dass die Y-förmige Öffnungsseite der Seite der Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselement 111B zugewandt ist. Bei dem Dichtungsring 112 kommt jeder der seitlichen Endabschnitte des Y-förmigen, gabelförmigen Abschnitts in engen Kontakt mit der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111Bb und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und der Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselements 111B bildet die Flüssigkeitsdruckkammer 47, in die der Flüssigkeitsdruck des Kühlwassers in der Durchgangsöffnung 38 (Kühlwasser an der stromauf gelegenen Seite der Einströmöffnung 237) eingeleitet wird.
Bei dem rohrförmigen Dichtungselement 111B bildet der Endabschnitt an der Seite des Ventilkörpers 22 die Ventil-Gleitkontaktfläche 29. Die verbindungsseitige Endfläche 66 an einer Seite gegenüber liegend der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111B ist eine ebene Fläche mit einer einheitlichen Breite. Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 ist zwischen der verbindungsseitigen Endfläche 66 des rohrförmigen Dichtungselements 111B und dem Verbindungsflansch 51 des Verbindungselements 43 angeordnet. Die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 begrenzt eine Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements 111B in Richtung der Trennung von dem Ventilkörper 22.
Eine Einleitungsbahn 263 ist zwischen der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 60Ba des Verbindungselements 43B und der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba des rohrförmigen Dichtungselements 111B festgelegt. Die Einleitungsbahn 263 leitet den Druck des Kühlwassers in der Durchgangsöffnung 38 (Kühlwasser an der stromauf gelegenen Seite der Einströmöffnung 237) des Verbindungselements 43B zur Flüssigkeitsdruckkammer 47.
Zusätzlich ist eine torische druckaufnehmende Fläche 73, die in der Durchmesser-abnehmenden Richtung gekrümmt ist, in dem Endabschnitt an der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111Ba des rohrförmigen Dichtungselements 111B an der Ventilkörperseite ausgebildet. Die druckaufnehmende Fläche 73 ist so ausgebildet, dass sie eine Seite gegenüberliegend der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 zugewandt ist. Das Kühlwasser in der Durchgangsöffnung 38 wirkt an der Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselements 111B, die der Flüssigkeitsdruckkammer 47 und der druckaufnehmenden Fläche 73 zugewandt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform bilden die Verbindungsfläche 111Bc und die druckaufnehmende Fläche 73 eine druckaufnehmende Vorspannfläche.
Ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche, bei der die Verbindungsfläche 111Bc und die druckaufnehmende Fläche 73 kombiniert sind, und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 sind so festgelegt, dass sie die Ausdrücke (1) und (2) der fünften Ausführungsform erfüllen.
Daher wird auch in den Fällen des Steuerventils 208B der vorliegenden Ausführungsform verhindert, dass das rohrförmige Dichtungselement 111B mit einer überhöhten Kraft gegen die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 drückt, so dass der Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111B in geeigneter Weise durch die Zylinderwand 27 des Ventilkörpers 22 geöffnet und geschlossen werden kann.
Zusätzlich ist bei dem Steuerventil 208B der vorliegenden Ausführungsform die Flüssigkeitsdruckkammer 47 zwischen dem Dichtungsring 112 und der Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselements 111B ausgebildet, wobei der Druck in dem Ventilgehäuse 21 in die Flüssigkeitsdruckkammer 47 eingeleitet wird. Zu diesem Zeitpunkt beaufschlagt der Flüssigkeitsdruck, der in die Flüssigkeitskammer 47 eingeleitet wurde, direkt die Verbindungsfläche 111Bc des rohrförmigen Dichtungselements 111B in Richtung des Ventilkörpers 22.
Zusätzlich wird im Falle der vorliegenden Ausführungsform der Flüssigkeitsdruck, der an dem Dichtungsring 112 von der Flüssigkeitsdruckkammer 47 wirkt, von der gestuften Fläche 60Bc des Verbindungselements 43B aufgenommen. Daher kann eine Andruckkraft, die an dem rohrförmigen Dichtungselement 111B in Richtung des Ventilkörpers 22 wirkt, zu jedem Zeitpunkt stabilisiert werden, ohne dabei durch den Zustand des Dichtungsrings 112 beeinträchtigt zu werden.
In dieser Spezifikation bezieht sich, wenn ein rohrförmiges Dichtungselement dieselben Flächenbereichsabschnitte aufweist, an denen derselbe Druck in entgegengesetzte Richtungen wirkt, „die druckaufnehmende Vorspannfläche“ auf einen Abschnitt an der druckaufnehmenden Fläche gegenüber liegend von der Ventil-Gleitkontaktfläche mit Ausnahme eines Bereiches derselben Flächenbereichsabschnitte.
In der vorstehenden Beschreibung wurden die bevorzugten Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Konstruktionen können Hinzufügungen, Weglassungen, Ersetzungen oder anderen Änderungen unterzogen werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung wird nicht durch die vorstehende Beschreibung beschränkt und ist ausschließlich durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche festgelegt.
Z. B. wenn bei den vorstehenden Ausführungsformen das rohrförmige Dichtungselement 111, 111a oder 111B in der Anfangsposition ist, wird die Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 so eingestellt, dass ihre Vorspannkraft nicht wesentlich an dem rohrförmigen Dichtungselement 111, 111A oder 111B wirkt. Solange sich jedoch das rohrförmige Dichtungselement 111, 111A oder 111B in einem Bereich befindet, in dem es nicht mit einer überhöhten Kraft gegen den Ventilkörper 22 gedrückt wird, kann eine Vorspannkraft der Verschiebe-Begrenzungsfeder 113 an dem rohrförmigen Dichtungselement 111, 111A oder 111B selbst dann wirken, wenn sich das rohrförmige Dichtungselement 111, 111A oder 111B in seiner Anfangsposition befindet.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen wurde ein Fall beschrieben, bei dem sowohl der Ventilkörper 22 (Zylinderwand 27) als auch das Ventilgehäuse 21 (Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25) so gebildet sind, dass sie eine zylindrische Form (mit einem gleichmäßigen Durchmesser in der Axialrichtung über die gesamte Länge) haben. Jedoch sind die Ausführungsformen nicht auf diese Konstruktion beschränkt. D. h., dass, solange die Zylinderwand 27 eine Konstruktion besitzt, bei der sie sich in der Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 drehen kann, der Außendurchmesser der Zylinderwand 27 und der Innendurchmesser der Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 in der Axialrichtung verändert werden können. In diesem Fall können z. B. die Zylinderwand 27 und die Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 verschieden Formen annehmen, wie z. B. eine kugelförmige Form (eine Form, bei der sich der Durchmesser zu den beiden Endabschnitten von einem Mittelabschnitt in der Axialrichtung verringert), eine Sattelform (eine Form, bei der sich der Durchmesser von den beiden Endabschnitten von einem mittleren Abschnitt in der Axialrichtung vergrößert), eine Form mit einer dreidimensional gekrümmten Fläche, wie z. B. eine Form, bei der eine Mehrzahl von kugelförmigen Formen oder Sattelformen in Axialrichtung miteinander verbunden sind, eine sich verjüngende Form (eine Form, bei der sich der Durchmesser sukzessive von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite in der Axialrichtung verändert, und eine gestufte Form (eine Form, bei der sich der Durchmesser stufenartig von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite in der Axialrichtung ändert).
Zusätzlich wurde in den vorstehenden Ausführungsformen ein Fall beschrieben, bei dem der Dichtungsring 112 aus einem ringförmigen elastischen Element mit einem Y-förmigen Querschnitt besteht. Jedoch sind die Ausführungsformen nicht auf diese Konstruktion beschränkt. Der Dichtungsring 112 kann verschiedene Formen haben, wie etwa ein ringförmiges elastisches Element mit einem O-förmigen Querschnitt oder einem X-förmigen Querschnitt.
Bezugszeichenliste

8, 8A, 8B, 108, 208, 208B: Steuerventil
21: Ventilgehäuse
22: Ventilkörper
27: Zylinderwand (Umfangswandabschnitt)
28A, 28C, 28D, 28E: Ventilöffnung
36: Verbindungsfläche (druckaufnehmende Vorspannfläche)
37: Einströmöffnung
41A, 41C, 41D, 41E: Ausströmöffnung
43, 43A, 43B: Verbindungselement
111, 111A, 111B: Rohrförmiges Dichtungselement
113: Verschiebe-Begrenzungsfeder
237: Einströmöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017053683 [0002]

Claims

Steuerventil mit einem Ventilgehäuse, das eine Einströmöffnung aufweist, um zu bewirken, dass eine Flüssigkeit von außen einströmt, und eine Ausströmöffnung aufweist, um eine Flüssigkeit, die eingeströmt ist, nach außen abzuleiten; einem Verbindungselement, das mit einem Umfangsrand der Ausströmöffnung verbunden ist; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und einen Umfangswandabschnitt hat, in dem eine Ventilöffnung zur Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite ausgebildet ist; und einem rohrförmigen Dichtungselement, wobei eine Endseite durch das Verbindungselement in einem Verbindungszustand mit der Ausströmöffnung gehalten wird, und wobei eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die an einer Außenfläche des Umfangswandabschnitts an einer Position gleitend anliegt, an der mindestens ein Teil des Ventilkörpers einen Rotationsweg der Ventilöffnung überlappt, an der anderen Endseite vorgesehen ist, wobei der Ventilkörper ermöglicht, dass eine Flüssigkeit von einem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts zur Ausströmöffnung ausströmt, wenn er sich an einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen können, und wobei der Ventilkörper ein Ausströmen einer Flüssigkeit von dem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts zur Ausströmöffnung reguliert oder sperrt, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der verhindert wird, dass die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen, wobei das rohrförmige Dichtungselement eine druckaufnehmende Vorspannfläche aufweist, die einen Druck einer Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse aufnimmt und das rohrförmige Dichtungselement zur Ventilkörperseite vorspannt, und wobei ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements die Ausdrücke (1) und (2) erfüllen, $S 1 < S 2 \leq S 1 /k$
$α \leq k < 1$
wobei keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit angibt, die durch einen sehr kleinen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und wobei α einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante angibt, der auf Basis der physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wird.
Steuerventil mit einem Ventilgehäuse, das eine Einströmöffnung aufweist, um zu bewirken, dass eine Flüssigkeit von außen einströmt, und eine Ausströmöffnung aufweist, um eine Flüssigkeit, die eingeströmt ist, nach außen abzuleiten; einem Verbindungselement, das mit einem Umfangsrand der Ausströmöffnung verbunden ist; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und einen Umfangswandabschnitt aufweist, in dem eine Ventilöffnung zur Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite ausgebildet ist; und einem rohrförmigen Dichtungselement, wobei eine Endseite durch das Verbindungselement in einem Verbindungszustand mit der Ausströmöffnung gehalten wird, und wobei eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die an einer Außenfläche des Umfangswandabschnitts an einer Position gleitend anliegt, an der mindestens ein Teil des Ventilkörpers einen Rotationsweg der Ventilöffnung überlappt, an der anderen Endseite vorgesehen ist, wobei der Ventilkörper ermöglicht, dass eine Flüssigkeit von einem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts zur Ausströmöffnung ausströmt, wenn er sich an einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen können, und wobei der Ventilkörper ein Ausströmen einer Flüssigkeit von dem inneren Bereich des Umfangswandabschnitts zur Ausströmöffnung reguliert oder sperrt, wenn er sich in einer Drehposition befindet, in der verhindert wird, dass die Ventilöffnung und das rohrförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen, wobei das rohrförmige Dichtungselement eine druckaufnehmende Vorspannfläche aufweist, die einen Druck einer Flüssigkeit in dem stromauf gelegenen Abschnitt der Einströmöffnung aufnimmt und das rohrförmige Dichtungselement zur Ventilkörperseite vorspannt, und wobei ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Vorspannfläche und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements die Ausdrücke (1) und (2) erfüllen, $S 1 < S 2 \leq S 1 /k$
$α \leq k < 1$
wobei keine Druckminderungskonstante einer Flüssigkeit angibt, die durch einen sehr kleinen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Ventilkörper strömt, und wobei α einen unteren Grenzwert für die Druckminderungskonstante angibt, der auf Basis der physikalischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wird.
Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements von einer bogenförmigen Fläche gebildet wird, die einen Radius mit derselben Krümmung wie ein Bereich an der Außenfläche des Umfangswandabschnitts hat, der an dem rohrförmigen Dichtungselement anliegt.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Verschiebe-Begrenzungsfeder, die eine Verschiebung des rohrförmigen Dichtungselements begrenzt, zwischen dem Verbindungselement und dem rohrförmigen Dichtungselement vorgesehen ist.