DE112018001429T5 - Steuerventil - Google Patents

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DE112018001429T5
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tubular
pressure
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Akifumi Ozeki
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Yamada Manufacturing Co Ltd
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Yamada Manufacturing Co Ltd
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Abstract

Ein Steuerventil (8) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventilgehäuse (21), ein Verbindungselement (43), einen Ventilkörper (22), und ein rohrförmiges Dichtungselement (111). Das Verbindungselement (43) und das rohrförmige Dichtungselement (111) sind mit ersten Stirnseitenabschnitten versehen, die einander in einer Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements (111) gegenüber liegen, und mit zweiten Stirnseitenabschnitten versehen, die einander in der Axialrichtung gegenüber liegen während sie in einer Radialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements (111) innenliegend von den ersten Stirnseitenabschnitten angeordnet sind. Die zweiten Stirnseitenabschnitte sind mit einer Andruckfeder (113) versehen, die zwischen dem Verbindungselement (43) und dem rohrförmigen Dichtungselement (111) angeordnet ist und die das rohrförmige Dichtungselement (111) in Richtung auf den Ventilkörper (22) drückt.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil, das zum Umschalten zwischen Strömungsleitungen für Kühlwasser eines Fahrzeugs oder dergleichen verwendet wird.
  • Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-053684 beansprucht, die am 17. März 2017 eingereicht wurde, wobei deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme inhaltlich eingeschlossen ist.
  • Stand der Technik
  • Bei einem Kühlsystem, das einen Motor mit Hilfe von Kühlwasser kühlt, kann eine Bypass-Strömungsleitung, eine Erwärmungs-Strömungsleitung oder dergleichen zusätzlich getrennt von einer Kühler-Strömungsleitung zum Zirkulieren zwischen einem Kühler und dem Motor vorgesehen sein. Die Bypass-Strömungsleitung ist eine Strömungsleitung, die den Kühler umgeht. Die Erwärmungs-Strömungsleitung ist eine Strömungsleitung, die durch einen ÖlErwärmer verläuft. Bei einem derartigen Kühlsystem ist ein Steuerventil an einer Verzweigung zwischen Strömungsleitungen vorgesehen. Bei dem Kühlsystem schaltet das Ventil zwischen den Strömungsleitungen um. Als Steuerventil ist ein Steuerventil bekannt, bei dem ein Ventilkörper, der eine zylindrische Wand aufweist, drehbar in einem Ventilgehäuse angeordnet ist (siehe Patentdokument 1). Das in dem Patentdokument 1 beschriebene Steuerventil öffnet und schließt eine beliebige Strömungsleitung entsprechend der Drehposition des Ventilkörpers.
  • Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Steuerventil ist das Ventilgehäuse mit einer Einströmöffnung, durch die Flüssigkeit wie etwa Kühlwasser in das Ventilgehäuse strömt, und einer bestimmten Anzahl von Ausströmöffnungen versehen, durch die die Flüssigkeit, die in das Ventilgehäuse strömt, nach außen abgeführt wird. Eine Mehrzahl von Ventildurchlässen, durch welche die Innenseite und die Außenseite der zylindrischen Wand miteinander in Verbindung stehen, ist in der zylindrischen Wand des Ventilkörpers in Übereinstimmung mit den Ausströmöffnungen gebildet. Ein Verbindungselement zum Anschließen eines ableitungsseitigen Rohres ist an einem Umfangsrand einer jeden der Ausströmöffnungen des Ventilgehäuses angebracht. Ein Erstseiten-Endabschnitt eines rohrförmigen Dichtungselements ist gleitend an einem Abschnitt eines jeden Verbindungselements gehalten, der sich in dem Ventilgehäuse befindet. Eine zweite Seite eines jeden rohrförmigen Dichtungselements ist mit einer Ventil-Gleitkontaktfläche versehen. Die Gleitkontaktfläche eines jeden rohrförmigen Dichtungselements ist in gleitendem Kontakt mit einer Außenfläche der zylindrischen Wand, und zwar an einer Position, an der mindestens ein Abschnitt davon eine Drehbewegungsbahn einer entsprechenden Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt.
  • Wenn sich der Ventilkörper in einer Drehposition befindet, in der das rohrförmige Dichtungselement mit einer entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht, ermöglicht der Ventilkörper, dass Flüssigkeit zu einer entsprechenden Ausströmöffnung von einem Bereich innerhalb der zylindrischen Wand ausströmt. Wenn sich der Ventilkörper in einer Drehposition befindet, in der das rohrförmige Dichtungselement nicht mit einer entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht, verhindert der Ventilkörper, dass die Flüssigkeit zu der entsprechenden Ableitungsöffnung von dem Bereich innerhalb der zylindrischen Wand ausströmt. Man beachte, dass die Drehposition des Ventilkörpers von einer Betätigungseinrichtung (einem Elektromotor oder dergleichen) gesteuert wird.
  • Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Steuerventil wird das rohrförmige Dichtungselement durch eine Andruckfeder in Richtung auf den Ventilkörper gedrückt. Folglich wirken der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse und eine Andruckkraft 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 Raum zwischen der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts und einer Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements ist durch einen Dichtungsring fest verschlossen. Die Andruckfeder ist zwischen einer Endfläche des rohrförmigen Dichtungselements, das von dem Ventilkörper getrennt ist, und dem Verbindungselement angeordnet. Ein Bereich an dem rohrförmigen Dichtungselement, der von dem Ventilkörper getrennt ist (Federabstützbereich und Dichtungsring-Haltebereich), weist eine erste Wirkfläche auf, an der der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse in einer Richtung wirkt, in der das rohrförmige Dichtungselement gegen den Ventilkörper gedrückt wird. Ein Außenumfangs-Randabschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements weist eine zweite Wirkfläche auf, die eine ringförmige Form hat und an welcher der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse in einer Richtung wirkt, in der das rohrförmige Dichtungselement von dem Ventilkörper getrennt ist. Der Flächenbereich der ersten Wirkfläche ist so gewählt, dass er größer als der Flächenbereich der zweiten Wirkfläche ist. Eine Kraft, die einer Differenz zwischen dem Flächenbereich der ersten Wirkfläche und dem Flächenbereich der zweiten Wirkfläche entspricht, und der Flüssigkeitsdruck wirken an dem rohrförmigen Dichtungselement als eine Andruckkraft in Richtung auf den Ventilkörper.
  • Liste der Dokumente aus dem Stand der Technik
  • Patentliteratur
  • [Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichungsnr. 2015-218763
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Steuerventil ist ein Innenumfangsabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements mit dem Dichtungsring-Halteabschnitt versehen. Der Feder-Halteabschnitt ist außen von dem Dichtungsring-Halteabschnitt (an der Position an der Endfläche des rohrförmigen Dichtungselements nahe der radial äußeren Seite) angeordnet. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit, dass eine Andrucklast, die von der Andruckfeder erzeugt wird, an einer radial äußeren Position an der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements wirkt.
  • Derweil ist es bei dem Steuerventil, bei dem die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements an der Außenfläche der zylindrischen Wand des Ventilkörpers anliegt, erforderlich, dass die zylindrische Wand bezüglich der Ventil-Gleitkontaktfläche gleiten kann. Es ist ein kleiner Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und der Außenfläche der zylindrischen Wand vorhanden. Daher ist die Andrucklast, die durch die Andruckfeder erzeugt wird, bei der Aufrechterhaltung der Dichtungskapazität des Endabschnitts des rohrförmigen Dichtungselements für eine lange Zeitdauer maßgeblich.
  • Jedoch hat das in dem Patentdokument 1 beschriebene Steuerventil eine Struktur, bei der die Andrucklast, die von der Andruckfeder erzeugt wird, an einer radial äußeren Seite der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements wirkt. Daher kann es, wenn der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements von der radial äußeren Seite voranschreitet, schwierig werden, einen Dichtungszustand an einem Ventil-Gleitkontaktabschnitt aufrechtzuerhalten.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Steuerventil bereit, bei dem eine hohe Dichtfähigkeit der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements für eine lange Zeit aufrechterhalten werden kann.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerventil bereitgestellt, mit einem Ventilgehäuse, das mit einer Einströmöffnung, durch die Flüssigkeit in das Ventilgehäuse von einer Außenseite strömt, und mit einer Ausströmöffnung, durch die die Flüssigkeit, die in das Ventilgehäuse strömt, zur Außenseite abgeführt wird, einem Verbindungselement, das mit der Ausströmöffnung verbunden ist, einem Ventilkörper, der drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und der mit einem hohlen Rotationskörper versehen ist, in dem eine Ventilöffnung, durch die eine Innenseite und eine Außenseite des hohlen Rotationskörpers miteinander in Verbindung stehen, ausgebildet ist, und einem rohrförmigen Dichtungselement, das mit einer Ventil-Gleitkontaktfläche versehen ist, die gleitend an der Außenoberfläche des hohlen Rotationskörpers an einer Position, an der mindestens ein Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche einen Rotationsweg der Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt, anliegt, und welches das Verbindungselement und den Ventilkörper in der Ausströmöffnung miteinander verbindet. Der Ventilkörper ermöglicht, dass Flüssigkeit von einem Bereich in dem hohlen Rotationskörper zur Ausströmöffnung hinausströmt, wenn sich der Ventilkörper in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen, und der Ventilkörper reguliert oder sperrt die Flüssigkeit, die von dem Bereich in dem hohlen Rotationskörper aus der Ausströmöffnung fließt, wenn sich der Ventilkörper in einer Drehposition befindet, in der der Ventilkörper und das rohrförmige Dichtungselement nicht miteinander in Verbindung stehen. Das Verbindungselement weist einen Rohrabschnitt auf, der innenliegend von dem rohrförmigen Dichtungselement angeordnet ist und eine Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements über einen Dichtungsring gleitend hält. Das Verbindungselement und das rohrförmige Dichtungselement sind mit ersten Stirnseitenabschnitten, die einander in einer Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements gegenüber liegen, und mit zweiten Stirnseitenabschnitten versehen, die einander in der Axialrichtung gegenüber liegen, wobei sie innenliegend von den ersten Stirnseitenabschnitten in einer radialen Richtung des rohrförmigen Dichtungselements angeordnet sind. Die zweiten Stirnseitenabschnitte sind mit einer Andruckfeder versehen, die zwischen dem Verbindungselement und dem rohrförmigen Dichtungselement angeordnet ist und die das rohrförmige Dichtungselement in Richtung auf den Ventilkörper drückt.
  • Gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration wirkt die Last der Andruckfeder an den zweiten Stirnseitenabschnitten, die radial innenliegend von den ersten Stirnseitenabschnitten angeordnet sind. Folglich wird die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements gegen die Außenfläche des hohlen Rotationskörpers des Ventilkörpers durch das Andrucken der Feder an einer Position im Bereich einer radial inneren Seite des rohrförmigen Dichtungselements gedrückt. Demgemäß kann selbst in einem Fall, bei dem der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche von der radial äußeren Seite voranschreitet, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche für eine Zeitdauer verwendet wird, ein radial innerer Bereich der Ventil-Gleitkontaktfläche zuverlässig in Presskontakt mit der Außenoberfläche des hohlen Rotationskörpers gebracht werden, während er die Last der Andruckfeder aufnimmt.
  • Bei dem Steuerventil gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Oberfläche des rohrförmigen Dichtungselements, das dem Verbindungselement gegenüber liegt und die eine der ersten Stirnseitenabschnitte ist, eine druckaufnehmende Andruckfläche bilden, die einen Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse aufnimmt und eine Andruckkraft in Richtung auf den Ventilkörper erzeugt, wobei ein Flächenbereich der Ventil-Gleitkontaktfläche so gewählt ist, dass er größer als ein Flächenbereich der druckaufnehmenden Andruckfläche ist.
  • In diesem Fall ist es möglich, die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements zu jedem Zeitpunkt aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass die Ventil-Gleitkontaktfläche mit einer überhöhten Kraft gegen die Außenoberfläche des hohlen Rotationskörpers des Ventilkörpers gedrückt wird, und zwar selbst in einem Fall, bei dem der Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse erhöht ist.
  • Bei dem Steuerventil gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Rohrabschnitt mit einer Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche, einer Großdurchmesser-Außenumfangsfläche, die so gebildet ist, dass ihr Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche, der von dem Ventilkörper getrennt ist, zunimmt, und einer Stufendifferenzfläche, die die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche verbindet, versehen sein, wobei das rohrförmige Dichtungselement mit einer Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche, die auf die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche gleitbeweglich aufgesetzt ist, einer Großdurchmesser-Innenumfangsfläche, die so gebildet ist, dass ihr Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche, die von dem Ventilkörper getrennt ist, zunimmt, einer ersten Verbindungsfläche, die die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche und die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche verbindet, einer Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche, die so gebildet ist, dass ihr Durchmesser von einem Endabschnitt der Mitteldurchmessser-Innenumfangsfläche, der sich im Bereich des Ventilkörpers befindet, stufenförmig abnimmt, und einer zweiten Verbindungsfläche, die die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche und die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche verbindet, versehen sein kann, wobei ein ringförmiger Dichtungs-Aufnahmeraum, der von der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche umgeben ist, zwischen der Stufendifferenzfläche des Verbindungselements und der ersten Verbindungsfläche des rohrförmigen Dichtungselements vorgesehen sein kann, wobei der Dichtungsring in dem Dichtungs-Aufnahmeraum in engem Kontakt mit der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche stehen kann, und wobei die Andruckfeder zwischen der zweiten Verbindungsfläche und dem Rohrabschnitt in den zweiten Stirnseitenabschnitten vorgesehen sein kann.
  • In diesem Fall wirkt der Flüssigkeitsdruck an dem Dichtungsring über einen Zwischenraum zwischen der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche. Folglich drückt der Dichtungsring das rohrförmige Dichtungselement über die erste Verbindungsfläche in Richtung auf den Ventilkörper. D. h., dass Oberflächen des Dichtungsrings und des rohrförmigen Dichtungselements, die der Seite des Ventilkörpers in der Axialrichtung gegenüber liegen, die druckaufnehmende Andruckfläche bilden. Folglich ist es einfacher, den Flächenbereich der druckaufnehmenden Andruckfläche zu gewährleisten, während die Dichteigenschaften zwischen dem Rohrabschnitt und dem rohrförmigen Dichtungselement gewährleistet sind.
  • Bei dem Steuerventil gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkeitsdruckkammer, in die ein Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse eingeleitet wird, zwischen der Stufendifferenzfläche des Verbindungselements und dem Dichtungsring gebildet sein, und eine Dichtigkeitsverhinderungsnut, durch welche die Flüssigkeitsdruckkammer und eine Außenseite der Flüssigkeitsdruckkammer in Verbindung stehen, in der Stufendifferenzfläche des Verbindungselements gebildet sein.
  • In diesem Fall ist es selbst dann, wenn der Dichtungsring gegen die Stufendifferenzfläche mit einer großen Kraft gedrückt wird, möglich, aufgrund der Dichtigkeitsverhinderungsnut zu verhindern, dass der Dichtungsring an der Stufendifferenzfläche fixiert bleibt. D. h., dass selbst in einem Fall, bei dem der Dichtungsring gegen die Stufendifferenzfläche mit einer großen Kraft angedrückt wird, die Innenseite der Flüssigkeitsdruckkammer mit der Außenseite durch die Dichtigkeitsverhinderungsnut in Verbindung steht und damit die Innenseite der Flüssigkeitsdruckkammer nicht einen Zustand erreicht, bei dem Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse nicht in diese eingeleitet werden kann. Dementsprechend kann verhindert werden, dass ein druckaufnehmender Bereich in der Ventilkörper-Andruckrichtung auf der Seite des rohrförmigen Dichtungselements wesentlich reduziert wird, während der Dichtungsring an der Stufendifferenzfläche fixiert ist. Demzufolge kann, wenn diese Konfiguration verwendet wird, die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements aufrechterhalten werden.
  • Bei dem Steuerventil gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine ringförmige Aufnahmenut, in der der Dichtungsring aufgenommen ist, in einer Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts ausgebildet sein.
  • In diesem Fall ist es möglich, das Verbindungselement mit der Ausströmöffnung in einem Zustand zu montieren, bei dem der Dichtungsring in der Aufnahmenut gehalten ist. Folglich kann die Konfiguration vereinfacht und die Montagefreundlichkeit verbessert werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform steht der Dichtungsring mit dem rohrförmigen Dichtungselement nur in der Radialrichtung (ist nicht mit dem rohrförmigen Dichtungselement in Axialrichtung in Kontakt) an einer Position zwischen den ersten Stirnseitenabschnitten und den zweiten Stirnseitenabschnitten in Kontakt. Jedoch wirkt der Flüssigkeitsdruck an dem Dichtungsring durch einen Zwischenraum zwischen dem Rohrabschnitt und dem rohrförmigen Dichtungselement. Folglich kann der Reibungswiderstand zwischen dem rohrförmigen Dichtungselement und dem Dichtungsring erhöht werden, wenn der Dichtungsring in Axialrichtung zusammengedrückt wird.
  • Bei dem Steuerventil gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Begrenzungsabschnitt, der von dem Verbindungselement und/oder dem rohrförmigen Dichtungselement in der Axialrichtung vorsteht und der die Andruckfeder in Radialrichtung hält, in einem Abschnitt der zweiten Stirnseitenabschnitte gebildet ist, der sich radial innenliegend von der Andruckfeder befindet.
  • In diesem Fall ist es möglich, die Andruckfeder mit Hilfe des Begrenzungsabschnitts davon abzuhalten, dass sie sich aus ihrer Position relativ zu dem Verbindungselement und/oder dem rohrförmigen Dichtungselement in der Radialrichtung verschiebt, und die Verwirbelung der Flüssigkeit, die in dem rohrförmigen Dichtungselement strömt, mit Hilfe des Begrenzungsabschnitts zu verhindern.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß dem Steuerventil wird die Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements gegen die Außenoberfläche des hohlen Rotationskörpers des Ventilkörpers durch die Andruckfeder an einer Position im Bereich der radial inneren Seite des rohrförmigen Dichtungselements gedrückt. Folglich kann selbst in einem Fall, bei dem der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche von der radial äußeren Seite voranschreitet, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche für eine längere Zeit verwendet wird, ein radial innerer Bereich der Ventil-Gleitkontaktfläche mittels der Andruckfeder zuverlässig in Presskontakt mit der Außenoberfläche des hohlen Rotationskörpers gebracht werden. Daher ist es, wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird, möglich, eine hohe Dichtfähigkeit der Ventil-Gleitkontaktfläche des rohrförmigen Dichtungselements für eine lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten.
  • 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 entlang der Linie IV-IV in 2.
    • 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts V in 4.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Verbindungselements des Steuerventils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 7 ist ein Diagramm, das die Testergebnisse bezüglich eines Steuerventils gemäß einer Ausführungsform und Steuerventilen gemäß Vergleichsbeispielen zeigt.
    • 8 ist eine Schnittansicht ähnlich der 4 und zeigt ein Modifizierungsbeispiel des Steuerventils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 9 ist eine Schnittansicht ähnlich der 4 und zeigt ein weiteres Modifizierungsbeispiel des Steuerventils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 10 ist eine Schnittansicht entsprechend 4 und zeigt ein Steuerventil gemäß einer zweiten Ausführungsform.
    • 11 ist eine Schnittansicht entsprechend 4 und zeigt ein Steuerventil gemäß einer dritten Ausführungsform.
    • 12 ist eine Schnittansicht entsprechend 4 und zeigt ein Steuerventil gemäß eines Modifizierungsbeispiels der Ausführungsform.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform 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.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist ein Blockschaltbild eines Kühlsystems 1.
  • Wie in 1 gezeigt, ist das Kühlsystem 1 in einem Fahrzeug installiert, das mindestens einen Motor 2 als eine Fahrzeugantriebsquelle aufweist. Man beachte, dass das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug, ein Plug-In Hybridfahrzeug oder dergleichen anstelle eines Fahrzeugs mit nur dem Motor 2 sein kann.
  • Das Kühlsystem 1 ist so konfiguriert, dass 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 (EGR), und ein Steuerventil 8 (EWV) über verschiedene Strömungsleitungen 10 bis 15 miteinander verbunden sind.
  • Eine Einlassseite einer Kühlleitung in dem Motor 2 ist mit einer Auslassseite der Wasserpumpe 3 verbunden. Das Steuerventil 8 ist mit einer Auslassseite der Kühlleitung in dem Motor 2 verbunden. Eine Kühlungs-Strömungsleitung, die die Wasserpumpe 3, den Motor 2, und das Steuerventil 8 der Reihe nach von der stromauf gelegenen Seite zur stromab gelegenen Seite verbindet, bildet die Hauptströmungsleitung 10 in dem Kühlsystem 1.
  • Die Hauptströmungsleitung 10 verteilt sich in dem Steuerventil 8 auf die Kühler-Strömungsleitung 11, die Bypass-Strömungsleitung 12, die Erwärmungs-Strömungsleitung 13, die Luftkühlungs-Strömungsleitung 14, und die AGR-Strömungsleitung 15. Eine stromab gelegene Seite jeweils der Kühler-Strömungsleitung 11, der Bypass-Strömungsleitung 12, der Erwärmungs-Strömungsleitung 13, der Luftkühlungs-Strömungsleitung 14, und der AGR-Strömungsleitung 15 ist mit einer Einlaufseite der Wasserpumpe 3 verbunden.
  • Der Kühler 4 ist an der Kühler-Strömungsleitung 11 vorgesehen. Der Kühler 4 führt einen Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser, das durch die Kühler-Strömungsleitung 11 fließt, und der Außenluft durch. Das Kühlwasser, das gekühlt wird, wenn es den Kühler 4 durchläuft, wird zur Einlaufseite der Wasserpumpe 3 (zur Hauptströmungsleitung 10) zurückgeführt.
  • Die Bypass-Strömungsleitung 12 ist eine Strömungsleitung, die den Kühler 4 zu einem Zeitpunkt überbrückt, an dem die Temperatur des Kühlwassers niedrig ist oder dergleichen. In der Bypass-Strömungsleitung 12 wird das Kühlwasser so wie es ist zur Einlaufseite der Wasserpumpe 3 (zur Hauptströmungsleitung 10) zurückgeführt.
  • Der Ölerwärmer 5 (Wärmetauscher für Motoröl) ist an der Erwärmungs-Strömungsleitung 13 vorgesehen. Die Öl-Strömungsleitung 18 ist mit dem Ölerwärmer 5 verbunden. Motoröl, das in dem Motor 2 zirkuliert, strömt durch die Öl-Strömungsleitung 18. In dem Ölerwärmer 5 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen Kühlwasser, das durch die Erwärmungs-Strömungsleitung 13 fließt, und dem Motoröl. Man beachte, dass bei der vorliegenden Ausführungsform im Hinblick auf die Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit oder der vorzeitigen Erwärmung ein Wärmetauscher als der „Ölerwärmer 5“ verwendet wird. Jedoch kann, wenngleich dies von den Betriebsbedingungen abhängig ist, die Temperatur des Kühlwassers höher als die Temperatur des Motoröls werden. In diesem Fall wird der Wärmetauscher selbstverständlich als ein „Ölkühler“ verwendet.
  • Die Heizeinrichtung 6 ist an der Luftkühlungs-Strömungsleitung 14 vorgesehen. Die Heizeinrichtung 6 ist z.B. in einem (nicht gezeigten) Kanal einer Luftaufbereitungsvorrichtung vorgesehen. In der Heizeinrichtung 6 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen Kühlwasser und Luftaufbereitungsluft, die durch den Kanal strömt.
  • Der AGR-Kühler 7 ist an der AGR-Strömungsleitung 15 vorgesehen. In dem AGR-Kühler 7 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen Kühlwasser, das durch die AGR-Strömungsbahn 15 fließt, und einem AGR-Gas.
  • In dem zuvor beschriebenen Kühlsystem 1 wird Kühlwasser, das den Motor 2 in der Hauptströmungsleitung 10 durchläuft, wahlweise auf die verschiedenen Strömungsleitungen 11 bis 15 durch einen Betrieb des Steuerventils 8 verteilt, nachdem es in das Steuerventil 8 geströmt ist. Folglich kann ein frühzeitiger 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 der Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerventils 8.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt, weist das Steuerventil 8 ein Ventilgehäuse 21, einen Ventilkörper 22, der in dem Ventilgehäuse 21 drehbar angeordnet ist, und eine Antriebseinheit 23 auf, die den Ventilkörper 22 in Drehung versetzt und steuert.
  • Das Ventilgehäuse 21 umfasst einen mit einem Boden versehenen rohrförmigen Gehäuse-Hauptkörper 25 und ein Abdeckelement 26, das einen Öffnungsabschnitt des Gehäuse-Hauptkörpers 25 verschließt. Man beachte, dass in der folgenden Beschreibung eine Richtung parallel zu einer Achse O des Ventilgehäuses 21 vereinfacht als eine Axialrichtung bezeichnet wird. Das Ventilgehäuse 21 ist in einer rohrförmigen Form entlang der Axialrichtung ausgebildet. Eine Außenumfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ist mit einer Einströmöffnung 37 und einer Mehrzahl von Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E versehen. Kühlwasser (Flüssigkeit) fließt in die Einströmöffnung 37 von der Außenseite (Motor 2). Die Ausströmöffnung 41A ist z. B. mit der Kühler-Strömungsleitung 11 verbunden. Die Ausströmöffnung 41B ist z. B. mit der AGR-Strömungsleitung 15 verbunden. Die Ausströmöffnung 41C ist z. B. mit der Bypass-Strömungsleitung 12 verbunden. Die Ausströmöffnung 41D ist z. B. mit der Erwärmungs-Strömungsleitung 13 verbunden. Die Ausströmöffnung 41E ist z. B. mit der Luftkühlungs-Strömungsleitung 14 verbunden. Durch die Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E wird Kühlwasser (Flüssigkeit), das in das Ventilgehäuse 21 fließt, an die entsprechende Strömungsleitung abgeführt.
  • Die Einströmöffnung 37 ist in einem Außenumfang des Gehäuse-Hauptkörpers 25 vorgesehen, wobei sie sich im Bereich einer ersten Seite in der Axialrichtung befindet. Die Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E sind an geeigneten Positionen im Außenumfang des Gehäuse-Hauptkörpers 25 vorgesehen, wobei sie in der Axialrichtung und in einer Umfangsrichtung voneinander getrennt sind.
  • Wie in 3 gezeigt, sind die Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E in einer Außenumfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ausgebildet. Ein Verbindungselement 43 ist mit einem Umfangsrand einer jeden Ausströmöffnung 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E verbunden. Die Verbindungselemente 43 dienen zum Anschließen der Auslassleitungen an die Ausströmöffnungen 41A, 41B, 41C, 41D, und 41E.
  • In jeder der Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D, und 41E ist, mit Ausnahme der mit der AGR-Strömungsleitung 15 verbundenen Ausströmöffnung 41B, ein Dichtungsmechanismus 110 vorgesehen. Jeder Dichtungsmechanismus 110 umfasst ein rohrförmiges Dichtungselement 111, einen Dichtungsring 112 und eine Andruckfeder 113, die nachfolgend näher beschrieben werden.
  • Man beachte, dass eine Fehleröffnung 70 in einem Innenabschnitt des Ventilgehäuses 21 ausgebildet ist, der der Einströmöffnung gegenüberliegt. Die Fehleröffnung 70 ist so eingerichtet, dass sie durch ein Thermostat 45 geöffnet und verschlossen wird. Die mit der AGR-Strömungsleitung 15 verbundene Ausströmöffnung 41B öffnet sich in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung, in der sich die Fehleröffnung 70 öffnet. Gemäß dieser Konfiguration strömt Kühlwasser, das durch die Einströmöffnung 37 in das Ventilgehäuse 21 strömt, durch die Ausströmöffnung 41B in die AGR-Strömungsleitung 15, nachdem es mit dem Thermostat 45 in Kontakt gekommen ist. Entsprechend kann in dem Steuerventil 8 eine Strömung in Richtung zur Ausströmöffnung 41B im Bereich des Thermostats 45 in dem Ventilgehäuse 21 erzeugt werden. Auf diese Weise wird ein Staupunkt, der sich im Bereich des Thermostats 45 bildet, unterdrückt.
  • Die Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D, und 41E haben im Wesentlichen denselben Aufbau, wenngleich sich deren Größe und Form geringfügig voneinander unterscheiden, und die Dichtungsmechanismen 110 in den Ausströmöffnungen 41A, 41C, 41D, und 41E haben im Wesentlichen denselben Aufbau, wenngleich sich deren Größe und Forme geringfügig voneinander unterscheiden. Daher werden im Folgenden die mit der Erwärmungs-Strömungsleitung 13 verbundene Ausströmöffnung 41D und der in der Ausströmöffnung 41D vorgesehene Dichtungsmechanismus 110 als repräsentative Beispiele verwendet, wobei die Ausströmöffnung 41D, der Dichtungsmechanismus 110, und der Ventilköper 22 anhand der 3 und 4 beschrieben werden.
  • 4 ist eine Schnittansicht des Steuerventils 8 entlang der Linie IV-IV in 2.
  • Wie in 3 gezeigt, ist der Ventilkörper 22 drehbar in dem Ventilgehäuse 21 aufgenommen. Der Ventilkörper 22 umfasst eine zylindrische Wand (einen hohlen Rotationskörper) 27, der koaxial mit der Achse O des Ventilgehäuses 21 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 28A, 28C, 28D, und 28E, durch die die Innenseite und die Außenseite der zylindrischen Wand 27 miteinander in Verbindung stehen, ist an entsprechenden Position in der zylindrischen Wand 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 voneinander getrennt in der Axialrichtung der zylindrischen Wand 27 vorgesehen. Die Ausströmöffnung 41A ist an einer Position ausgebildet, an der mindestens ein Abschnitt der Ausströmöffnung 41A eine Rotationsbahn einer jeden Ventilöffnung 28A der zylindrischen Wand 27 überlappt. Die Ausströmöffnung 41C ist an einer Position ausgebildet, an der mindestens ein Abschnitt der Ausströmöffnung 41C eine Rotationsbahn einer jeden Ventilöffnung 28C der zylindrischen Wand 27 überlappt. Die Ausströmöffnung 41D ist an einer Position ausgebildet, an der mindestens ein Abschnitt der Ausströmöffnung 41D eine Rotationsbahn einer jeden Ventilöffnung 28D der zylindrischen Wand 27 überlappt. Die Ausströmöffnung 41E ist an einer Position ausgebildet, an der mindestens ein Abschnitt der Ausströmöffnung 41E eine Rotationsbahn einer jeden Ventilöffnung 28E der zylindrischen Wand 27 überlappt.
  • 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts V in 4.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist das rohrförmige Dichtungselement 111 des Dichtungsmechanismus 110 in einer in etwa zylindrischen Form einstückig ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 ist an dem Verbindungselement 43 der entsprechenden Ausströmöffnung 41D gleitend gehalten. Das rohrförmige Dichtungselement 111 steht mit einer Durchgangsöffnung 38 des Verbindungselements 43 in Verbindung. Eine Endfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111, die dem Ventilkörper 22 gegenüber liegt, ist mit einer bogenförmigen Ventil-Gleitkontaktfläche 29 versehen, die gleitend an einer Außenfläche der zylindrischen Wand 27 an einer Position anliegt, an der mindestens ein Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 eine Rotationsbahn der entsprechenden Ventilöffnungen 28D des Ventilkörpers 22 überlappt. Man beachte, dass das rohrförmige Dichtungselement 111 sowie die zylindrische Wand 27 des Ventilkörpers 22 aus Harzmaterial gebildet sind.
  • Wenn sich der Ventilkörper 22 in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnungen 28D und das den Ventilöffnungen 28D zugeordnete rohrförmige Dichtungselement 111 miteinander in Verbindung stehen, ermöglicht der Ventilkörper 22, dass das Kühlwasser von einem Bereich in der zylindrischen Wand 27 über das rohrförmige Dichtungselement 111 aus der Ausströmöffnung 41D ausströmt. Wenn sich der Ventilkörper 22 in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnungen 28D und das den Ventilöffnungen 28D zugeordnete rohrförmige Dichtungselement 111 nicht miteinander in Verbindung stehen, verhindert der Ventilkörper 22, dass das Kühlwasser von einem Bereich in der zylindrischen Wand 27 über das rohrförmige Dichtungselement 111 aus der Ausströmöffnung 41D ausströmt.
  • Die Drehposition des Ventilkörpers 22 wird in geeigneter Weise durch die Antriebseinheit 23 (2 und 3), die in einem Bodenwandabschnitt des Gehäuse-Hauptkörpers 25 vorgesehen ist, eingestellt. Die Antriebseinheit 23 ist derart eingerichtet, dass ein Motor, ein Verzögerungsmechanismus, ein Steuerpanel oder dergleichen (nicht gezeigt) in einem Gehäuse 23a aufgenommen sind.
  • Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist das Verbindungselement 43 einen zylindrischen Rohrabschnitt 30 auf, der in Richtung zum Ventilkörper 22 von einem inneren Endabschnitt (im Bereich der Ausströmöffnung 41D) der Durchgangsöffnung 38 vorsteht. Der Rohrabschnitt 30 weist eine Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a und eine Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 30b auf. Die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a hält das rohrförmige Dichtungselement 111 gleitend. Die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 30b ist so ausgebildet, dass der Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a, die von dem Ventilkörper 22 getrennt ist, zunimmt. Die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a und die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 30b sind durch eine ringförmige Stufendifferenzfläche 30c miteinander verbunden. Ein zylindrisches Begrenzungsrohr (Begrenzungsabschnitt) 55, das sich in Richtung zum Ventilkörper 22 erstreckt, ist so vorgesehen, dass es sich von einem radial inneren Bereich einer Endfläche 30d des Rohrabschnitts 30, der sich im Bereich des Ventilkörpers 22 befindet, erstreckt.
  • Das Verbindungselement 43 ist mit einem Verbindungsflansch 51 versehen, der sich von einem Stammabschnitt des Rohrabschnitts 30 radial nach außen erstreckt. Der Verbindungsflansch 51 ist mit einem Außenumfangs-Randabschnitt der Ausströmöffnung 41D des Ventilgehäuses 21 mittels Vibrationsschweißen oder dergleichen verbunden.
  • Das rohrförmige Dichtungselement 111 weist eine Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a, eine Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b und eine Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111c auf. Die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a ist gleitbeweglich auf die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a des Verbindungselements 43 aufgesetzt. Die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b ist so ausgebildet, dass ihr Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a, die von dem Ventilkörper 22 getrennt ist, zunimmt. Die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111c ist so gebildet, dass ihr Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a, die sich nahe zum Ventilkörper 22 befindet, abnimmt. Die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a und die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b sind durch eine erste Verbindungsfläche 111d miteinander verbunden. Die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a und die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111c sind durch eine zweite Verbindungsfläche 111e miteinander verbunden. Die erste Verbindungsfläche 111d sowie die zweite Verbindungsfläche 111e sind als ebene ringförmige Flächen eingerichtet.
  • Ein ringförmiger Dichtungs-Aufnahmeraum 46, der von der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a umgeben ist, ist zwischen der Stufendifferenzfläche 30c des Verbindungselements 43 und der ersten Verbindungsfläche 111d des rohrförmigen Dichtungselements 111 vorgesehen. Der Dichtungsring 112 ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 46 aufgenommen.
  • Der Dichtungsring 112 ist ein ringförmiges elastisches Element mit einem Y-förmigen Querschnitt. Der Dichtungsring 112 ist in dem Dichtungs-Aufnahmeraum 46 aufgenommen, wobei eine Öffnungsseite der Y-Form der Stufendifferenzfläche 30c gegenüberliegt. Seiten-Endabschnitte eines gabelförmigen Abschnitts der Y-Form des Dichtungsrings 112 sind in engem Kontakt mit der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b und der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a. Ein Raum zwischen dem Dichtungsring 112 und der Stufendifferenzfläche 30c des Rohrabschnitts 30 ist eine Flüssigkeitsdruckkammer 47, in die der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 eingeleitet wird. Eine durchgängiger Einleitungskanal 48 ist zwischen der Großdurchmesser-Außenumfangsfläche 30b des Rohrabschnitts 30 und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b des rohrförmigen Dichtungselements 111 und zwischen einer hinteren Fläche eines Stammabschnitts des Verbindungsflansches 51 des Verbindungselements 43 und einer Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111, das von dem Ventilkörper 22 getrennt ist, vorgesehen. Über den Einleitungskanal 48 wird der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 in die Flüssigkeitsdruckkammer 47 eingeleitet. Die hintere Fläche des Stammabschnitts des Verbindungsflansches 51 des Verbindungselements 43 und die Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111, das von dem Ventilkörper 22 getrennt ist, bilden erste Stirnabschnitte bei der vorliegenden Ausführungsform.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden eine Fläche 112a des Dichtungsrings 112, die der Flüssigkeitsdruckkammer 47 gegenüberliegt, und eine Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111, die benachbart zur Flüssigkeitsdruckkammer 47 ist, eine druckaufnehmende Andruckfläche. Die druckaufnehmende Andruckfläche erhält den Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 und erzeugt eine Andruckkraft in Richtung auf den Ventilkörper 22 bezüglich des rohrförmigen Dichtungselements 111.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements 43 betrachtet von einer Seite, an der der Rohrabschnitt 30 vorsteht.
  • Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist eine ringförmige Nut 56 in einem radial inneren Bereich der Stufendifferenzfläche 30c des Rohrabschnitts 30 ausgebildet. Eine Dichtigkeitsverhinderungsnut 57 ist in einem äußeren Bereich ausgebildet, der höher als die ringförmige Nut 56 befindet. Durch die Dichtigkeitsverhinderungsnut 57 stehen ein innerer Abschnitt (Flüssigkeitsdruckkammer 47) der ringförmigen Nut 56 und ein Bereich (Einleitungskanal 48) außerhalb des Rohrabschnitts 30 miteinander in Verbindung. Wie in 5 gezeigt, kann der Dichtungsring 112 an einem äußeren Bereich der Stufendifferenzfläche 30c des Rohrabschnitts 30 anliegen. Daher kann in einem Fall, bei dem keine Dichtigkeitsverhinderungsnut 57 vorhanden ist, die Innenseite der Flüssigkeitsdruckkammer 47 in engen Kontakt kommen, so dass keine Andruckkraft erzeugt wird, wenn der Dichtungsring 112 fest gegen den äußeren Bereich der Stufendifferenzfläche 30c gedrückt wird. Jedoch ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Dichtigkeitsverhinderungsnut 57 vorhanden, so dass im Voraus verhindert werden kann, dass das Innere der Flüssigkeitsdruckkammer 47 fest verschlossen ist.
  • Die Andruckfeder 113 ist zwischen der zweiten Verbindungsfläche 111e des rohrförmigen Dichtungselements 111 und der Endfläche 30d des Rohrabschnitts 30 (Verbindungselement 43) angeordnet. Die Andruckfeder 113 hat eine spiralförmige Form und drückt das rohrförmige Dichtungselement 111 in Richtung zum Ventilkörper 22. Die Andruckfeder 113 ist vorwiegend innenliegend von der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a des rohrförmigen Dichtungselements 111 installiert, wobei ein Erstseiten-Endabschnitt davon an der zweiten Verbindungsfläche 111e angeordnet und an dem Verbindungselement 43 zusammen mit dem rohrförmigen Dichtungselement 111 in dem zuvor beschriebenen Zustand montiert ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das mit 30 angegebene Element des Verbindungselements 43 in das rohrförmige Dichtungselement 111 eingesetzt. Die Andruckfeder 113 liegt an der zweiten Verbindungsfläche 111e des rohrförmigen Dichtungselements 111 und an der Endfläche 30d des Rohrabschnitts 30 an. Ein Innenumfangs-Randabschnitt der Andruckfeder 113, der sich an der Seite des Rohrabschnitts 30 befindet, ist außerhalb des Begrenzungsrohres 55, das von dem Rohrabschnitt 30 vorsteht, angeordnet. Folglich wird verhindert, dass sich die Andruckfeder 113 in ihrer Position bezüglich des Rohrabschnitts 30 in einer radialen Richtung des Rohrabschnitts 30 verändert. Die zweite Verbindungsfläche 111e des rohrförmigen Dichtungselements 111 und die Endfläche 30d des Rohrabschnitts 30 (Verbindungselement 43) bilden zweite Stirnabschnitte bei der vorliegenden Ausführungsform.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Endabschnitt der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a des rohrförmigen Dichtungselements 111, der sich auf der Seite des Ventilkörpers 22 befindet, mit der Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111c und der zweiten Verbindungsfläche 111e versehen, so dass die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche 111c und die zweite Verbindungsfläche 111e radial nach innen vorstehen. Daher ist es möglich, den Erstseiten-Endabschnitt der Andruckfeder 113 mit einem radial inneren Abschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 abzustützen, und die Gleitkontaktfläche der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 radial nach innen zu vergrößern.
  • Der gesamte Flächenbereich der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 ist über einen Flächenbereich von einem radial äußeren Ende des rohrförmigen Dichtungselements 111 zu einem radial inneren Ende des rohrförmigen Dichtungselements 111 so gebildet, dass er den selben Biegeradius wie ein Bereich der Außenfläche der zylindrischen Wand 27 des Ventilkörpers 22, der an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 anliegt, aufweist. Daher liegt die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 im Wesentlichen an der Außenfläche der zylindrischen Wand 27 über den Flächenbereich von dem radial äußeren Ende des rohrförmigen Dichtungselements 111 bis zu dem radial inneren Ende des rohrförmigen Dichtungselements 111 an. Jedoch kann ein Zwischenraum zwischen einem radial äußeren Bereich der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der zylindrischen Wand 27 aufgrund von Herstellungsfehlern und Montagefehlern des rohrförmigen Dichtungselements 111 geringfügig vergrößert sein.
  • Vorliegend wird ein Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche (Fläche 112a des Dichtungsrings 112, der der Flüssigkeitsdruckkammer 47 und der Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111 gegenüberliegt) des rohrförmigen Dichtungselements 111 und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so festgelegt, dass die folgenden Gleichungen (1) und (2) erfüllt sind. S1<S2 ≤ S1/k
    Figure DE112018001429T5_0001
     α ≤ k < 1
    Figure DE112018001429T5_0002
    • k: Die Druckminderungskonstante von Flüssigkeit, die durch einen kleinen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und dem Ventilkörper 22 strömt.
    • α: Der untere Grenzwert der Druckminderungskonstante, der durch die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit bestimmt wird.
  • Der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 beziehen sich auf Flächen zu einem Zeitpunkt, bei dem sie auf eine Ebene senkrecht zur Axialrichtung des rohrförmigen Elements 111 projiziert werden.
  • α in Gleichung (2) ist ein Standardwert der Druckminderungskonstante, der durch die Art der Flüssigkeit oder eine Anwendungsumgebung (wie z. B. die Temperatur) festgelegt ist und α=1/2 unter einer üblichen Anwendungsumgebung im Falle von Wasser. In einem Fall, bei dem eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften der zu verwendenden Flüssigkeit erfolgt ist, wird α verändert zu α=1/3 oder dergleichen.
  • Die Druckminderungskonstante k in Gleichung (2) wird zu α (z. B. ½), das dem Standardwert der Druckminderungskonstante entspricht, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 gleichmäßig an der zylindrischen Wand 27 über eine Fläche von einem radial äußeren Ende bis zu einem radial inneren Ende davon anliegt.
  • Es gibt einen Fall, bei dem ein Stirnseiten-Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der zylindrischen Wand 27 nicht gleichmäßig über eine Fläche von dem radial äußeren Ende bis zu dem radial inneren Ende der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 ist, sodass ein Stirnseiten-Zwischenraum zwischen äußeren Enden aufgrund von Herstellungsfehlern und Montagefehlern des rohrförmigen Dichtungselements 111, Fremdstoffen und dergleichen, groß ist. In diesem Fall wird die Druckminderungskonstante k in Gleichung (2) schrittweise zu annähernd k=1.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Verhältnis zwischen dem Flächenbereich S1 (Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche), der der Summe des Flächenbereichs der Oberfläche 112a des Dichtungsrings 112, der der Flüssigkeitsdruckkammer 47 gegenüberliegt, und des Flächenbereichs der Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111 entspricht, und dem Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 durch die Gleichungen (1) und (2) unter der Annahme festgelegt, dass ein kleiner Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 und der zylindrischen Wand 27 (Ventilkörper 22) vorhanden ist, um zu ermöglichen, dass die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und die zylindrische Wand 27 aneinander gleiten.
  • Der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 wirkt so wie er ist an der druckaufnehmenden Andruckfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111. Der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 wirkt nicht so wie er ist an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29. D. h. der Druck des Kühlwassers, der an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 wirkt, geht einher mit einer Druckminderung, wenn das Kühlwasser durch den kleinen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 und der zylindrischen Wand 27 in einer Richtung von dem radial äußeren Ende zu dem radial inneren Ende strömt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21, das durch den kleinen Zwischenraum strömt, schrittweise in Richtung zur Innenseite der Ausströmöffnung 41D, in der der Druck niedrig ist, ab, und das rohrförmige Dichtungselement 111 wird in einer Richtung weg von dem Ventilkörper 22 gedrückt.
  • Eine Kraft, die durch eine Multiplizierung des Flächenbereichs S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche mit dem Druck P in dem Ventilgehäuse 21 erhalten wird, wirkt wie sie ist an der druckaufnehmenden Andruckfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111. Eine Kraft, die durch den Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 mal dem Druck P in dem Ventilgehäuse 21 und der Druckminderungskonstante k erhalten wird, wirkt an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Flächenbereiche S1 und S2 so festgelegt, dass eine Beziehung k × S2 ≤ S1, die sich aus Gleichung (1) ergibt, erfüllt ist. Daher ist eine Beziehung P × k × S2 ≤ P x S1 ebenfalls erfüllt.
  • Folglich ist eine Kraft F1 (F1=PxS1) in einer Andruckrichtung, die an der druckaufnehmenden Andruckfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 wirkt, gleich oder größer als eine Kraft F2 (F2=P×k×S2) in einer Strömungsrichtung, die an der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 wirkt. Daher ist es bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, den Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 mittels der zylindrischen Wand 27 des Ventilkörpers 22 lediglich mit der Beziehung zwischen den Drucken des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 zu verschließen. Tatsächlich wird eine Andruckkraft in einer Richtung zum Ventilkörper 22, die durch die Andruckfeder 113 erzeugt wird, weiter auf das rohrförmige Dichtungselement 111 aufgebracht.
  • Derweil ist bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche kleiner als der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29, wie in Gleichung (1) gezeigt. Daher kann bei dem Steuerventil 8 selbst in einem Fall, bei dem der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 groß ist, das Andrucken der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 mit einer überhöhten Kraft gegen die zylindrische Wand 27 des Ventilkörpers 22 begrenzt werden. Demzufolge ist es in einem Fall, bei dem das Steuerventil 8 verwendet wird, möglich, eine Zunahme der Größe und der Ausgangsleistung der Antriebseinheit 23, die den Ventilkörper 22 in Drehung versetzt und steuert, zu vermeiden, und es ist möglich, einen frühzeitigen Verschleiß des rohrförmigen Dichtungselements 111 oder eines Lagerabschnitts 71 (in Bezug auf 3) des Ventilkörpers 22 zu begrenzen.
  • Entsprechend ist es in einem Fall, bei dem das Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, möglich, den Endabschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111 mittels der zylindrischen Wand 27 des Ventilkörpers 22 in geeigneter Weise zu öffnen und zu schließen, während gleichzeitig das Anrucken des rohrförmigen Dichtungselements 111 gegen die zylindrische Wand 27 des Ventilkörpers 22 mit einer überhöhten Kraft begrenzt wird.
  • Vorliegend wurden unter Verwendung von Kühlwasser (k in Gleichung (2) ist k=0,5) ein Flüssigkühlmittel-Dichtigkeitstest und ein Verschleißtest der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 in Bezug auf das Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei dem der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 Gleichung (1) erfüllen, und in Bezug auf Steuerventile gemäß zweier Vergleichsbeispiele, bei denen die Flächenbereiche S1 und S2 Gleichung (1) nicht erfüllen, durchgeführt. Das Ergebnis des Verschleißtests ist wie in der folgenden Tabelle 1 und in einem Diagramm in 7 gezeigt.
  • In Tabelle 1 und 7 entspricht „Nr. 2“ dem Steuerventil 8 gemäß der Ausführungsform, bei der die Gleichung (1) erfüllt ist. „Nr. 1“ entspricht einem Steuerventil in einem Vergleichsbeispiel, bei dem die Flächenbereiche S1 und S2 S1>S2 und S2<S1/k erfüllen. „Nr. 3“ entspricht einem Steuerventil in einem Vergleichsbeispiel, bei dem die Flächenbereiche S1 und S2 S1<S2 und S2>S1/k erfüllen. Tabelle 1
    Nr. S1 S2 Bereich von S2 Dichteigenschaften Dichtungsverschleiß
    [mm2] [mm2]
    1 207,3 165,9 Außerhalb des durch die Gleichung angegebenen Bereichs und kleiner als S1 positiv hoch
    2 207,3 311,0 Fällt in den durch die Gleichung anqeqebenen Bereich positiv gering
    3 207,3 472,7 Außerhalb des durch die Gleichung angegebenen Bereichs und größer als S1/K negativ gering
    *Test wurde unter Verwendung von Wasser durchgeführt. Die Druckminderungskonstante k betrug 0,5.
  • Bei dem Flüssigkühlmittel-Dichtigkeitstest befand sich der Ventilkörper 22 des Steuerventils 8 an einer Drehposition, bei der die Ventilöffnung 28D des Ventilkörpers 22 und das rohrförmige Dichtungselement 111 entsprechend der Ventilöffnung 28D nicht miteinander in Verbindung standen. In diesem Zustand wurde die Menge des Flüssigkühlmittels, die aus der Ausströmöffnung ausgetreten ist, gemessen, wobei der Druck in der Einströmöffnung nach und nach erhöht wurde. Darüber hinaus wurde bei dem Verschleißtest der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 der Verschleißzustand der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 bestimmt, wobei die zylindrische Wand 27 des Ventilkörpers 22 für eine vorbestimmte Zeitdauer in Drehung versetzt wurde, während der Druck in der Einströmöffnung konstant gehalten wurde.
  • Wie aus Tabelle 1 und 6 ersichtlich, war bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 1, bei dem der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 kleiner als der Flächenbereich S1 einer verbindungsseitigen Endfläche (druckaufnehmende Andruckfläche) 66 (S1>S2) war, die ausgetretene Menge an Kühlwasser gering. Jedoch war bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 1 der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 höher als bei den Steuerventilen in Nr. 1 und Nr. 3. Zusätzlich war bei dem Vergleichsbeispiel von Nr. 3, bei dem der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 größer als S1/k war, der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 unerheblich. Jedoch war bei dem Vergleichsbeispiel von Nr. 3 die ausgetretene Menge an Kühlwasser soweit erhöht, dass ein vorbestimmter Wert überschritten wurde.
  • Andererseits war in dem Fall des Steuerventils 8 gemäß der Ausführungsform der Nr. 2, bei der die Flächenbereiche S1 und S2 die Gleichung (1) erfüllen, der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 unerheblich und die Menge an ausgetretenem Kühlwasser lag unter dem vorbestimmten Wert.
  • Wie zuvor beschrieben wird bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Zwischenraum zwischen der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a des Verbindungselements 43 und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b des rohrförmigen Dichtungselements 111 durch den Dichtungsring 112 fest verschlossen, und die Oberfläche des Dichtungsrings 112, die der Flüssigkeitsdruckkammer 47 zugewandt ist, und die Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111 bilden die druckaufnehmende Andruckfläche, die sich gegenüberliegend der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 befindet. Ein Abschnitt des rohrförmigen Dichtungselements 111, der radial innenliegend von einem Dichtungsring-Montageabschnitt angeordnet ist, ist mit der zweiten Verbindungsfläche 111e versehen, die eine Drucklast der Andruckfeder 113 aufnimmt.
  • Folglich erhält bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselements 111 zu jedem Zeitpunkt die Drucklast in einer Richtung zur zylindrischen Wand 27 des Ventilkörpers 22 von der Andruckfeder 113 an einer Position nahe der radial inneren Seite des rohrförmigen Dichtungselements 111. Dementsprechend kann selbst in einem Fall, bei dem der Verschleiß der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 von der radial äußeren Seite voranschreitet, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 für eine Zeitdauer verwendet wurde, der radial innere Bereich der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 zuverlässig mit der Außenoberfläche der zylindrischen Wand 27 mittels der Andruckkraft der Andruckfeder 113 in Presskontakt gebracht werden. Daher ist es in einem Fall, bei dem das Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, möglich, eine hohe Dichtfähigkeit der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 des rohrförmigen Dichtungselement 111 für eine lange Zeitdauer aufrechtzuerhalten.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der Flächenbereich S1 der druckaufnehmenden Andruckfläche des rohrförmigen Dichtungselements 111 und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 so festgelegt, dass (1) und (2) erfüllt sind, wie zuvor beschrieben. Daher ist es möglich, die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements 111, die durch einen Flüssigkeitsdruck erhalten wird, zu jedem Zeitpunkt aufrechtzuerhalten und zu vermeiden, dass die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 gegen die Außenoberfläche der zylindrischen Wand 27 des Ventilkörpers 22 mit einer überhöhten Kraft gedrückt wird, und zwar selbst dann, wenn der Druck der Flüssigkeit in dem Ventilgehäuse 21 erhöht ist. Demzufolge ist es in einem Fall, bei dem das Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, möglich, eine Zunahme der Größe und der Ausgangsleistung der Antriebseinheit 23, die den Ventilkörper 22 in Drehung versetzt und steuert, zu vermeiden, und es ist möglich, eine Zunahme des Verschleißes des rohrförmigen Dichtungselements 111 oder des Lagerabschnitts 71 des Ventilkörpers 22 zu begrenzen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wirkt der Flüssigkeitsdruck an dem Dichtungsring 112 durch einen Zwischenraum zwischen der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche 30a und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche 111b. Demzufolge drückt der Dichtungsring 112 das rohrförmige Dichtungselement 111 in Richtung auf den Ventilkörper 22 über die erste Verbindungsfläche 111d. D.h., dass Flächen des Dichtungsrings 112 und des rohrförmigen Dichtungselements 111, die einer Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 in der Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements 111 zugewandt sind, die druckaufnehmende Andruckfläche bilden. Daher ist es einfach, den Flächenbereich der druckaufnehmenden Andruckfläche sicherzustellen, während die Dichteigenschaften zwischen dem Rohrabschnitt 30 und dem rohrförmigen Dichtungselement 111 sichergestellt sind.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Dichtigkeitsverhinderungsnut 57, durch die die Flüssigkeitsdruckkammer 47 und die Außenseite davon miteinander in Verbindung stehen, in der Stufendifferenzfläche 30c ausgebildet, die an dem Rohrabschnitt 30 des Verbindungselement 43 gebildet ist. Daher kann selbst in einem Fall, bei dem der Dichtungsring 112 gegen die Stufendifferenzfläche 30c mit einer großen Kraft gedrückt wird, verhindert werden, dass Kühlwasser in dem Ventilgehäuse 21 nicht in die Flüssigkeitsdruckkammer 47 eingeleitet werden kann, wenn die Flüssigkeitsdruckkammer 47 dicht verschlossen ist. Somit kann verhindert werden, dass ein druckaufnehmender Bereich in einer Ventilkörper-Druckrichtung an der Seite des rohrförmigen Dichtungselements 111 wesentlich verringert wird, während der Dichtungsring 112 an der Stufendifferenzfläche 30c auf der Seite der Verbindungselements 43 fixiert ist. Folglich ist es möglich, die Dichtfähigkeit des rohrförmigen Dichtungselements 111 aufrechtzuerhalten.
  • Bei dem Steuerventil 8 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Begrenzungsrohr 55, das sich in einer Richtung zum Ventilkörper erstreckt und verhindert, dass die Andruckfeder 113 radial nach innen verschoben wird, so vorgesehen, dass es sich von einem radial inneren Bereich der Endfläche des Rohrabschnitts 30 des Verbindungselements 43 erstreckt. Daher ist es möglich, mit Hilfe des Begrenzungsrohres 55 zu verhindern, dass sich die Andruckfeder 113 in ihrer Position relativ zu dem Verbindungselement 43 in der radialen Richtung verschiebt, und es ist möglich, eine Verwirbelung, die entsteht, wenn Kühlwasser, das in dem rohrförmigen Dichtungselement 111 fließt, in einer Richtung zur Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche 111a des rohrförmigen Dichtungselements 111 fließt, zu begrenzen.
  • 8 und 9 sind Ansichten im Schnitt ähnlich der 4 und zeigen Modifizierungsbeispiele der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Man beachte, dass nachfolgend gleiche Komponenten wie bei der zuvor beschriebenen Basis-Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, sodass eine erneute Beschreibung dieser entfällt.
  • Bei einem in 8 gezeigten Modifizierungsbeispiel ist ein Randabschnitt einer Außenumfangsfläche 61 des rohrförmigen Dichtungselements 111, das sich nahe am Ventilkörper 22 befindet, mit einer Größenreduktions-Außenumfangsfläche 61A versehen, deren Durchmesser stufenförmig verringert ist. Ein Endabschnitt der Größenreduktions-Außenumfangsfläche 61A, der sich auf der Seite des Ventilkörpers 22 befindet, ist mit der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 ausgerichtet. Eine Stufendifferenzfläche, die die Außenumfangsfläche 61 und die Größenreduktions-Außenumfangsfläche 61A miteinander verbindet, bildet eine druckaufnehmende Zusatzfläche 59, die derselben Richtung wie die Ventil-Gleitkontaktfläche 29 zugewandt ist. Im Fall des vorliegenden Modifizierungsbeispiels wirkt der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der druckaufnehmenden Zusatzfläche 59, sodass es somit möglich ist, die Andruckkraft des rohrförmigen Dichtungselement 111 bezüglich des Ventilkörpers 22 zu begrenzen.
  • Bei dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel ist ein Abschnitt, der durch das Subtrahieren eines Abschnitts entsprechend dem Flächenbereich der druckaufnehmenden Zusatzfläche 59 von einem Abschnitt erhalten wird, der durch das Aufaddieren der Flächenbereiche der Oberfläche 112a des Dichtungsrings 112, der der Flüssigkeitsdruckkammer 47 zugewandt ist, und der Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111 erhalten wird, die druckaufnehmende Andruckfläche.
  • Bei einem in 9 gezeigten Modifizierungsbeispiel ist die Außenumfangsfläche 61 des rohrförmigen Dichtungselements 111 mit einer Vergrößerungs-Außenumfangsfläche 61B versehen, die im Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt nahe dem Ventilkörper 22 vergrößert ist. Ein Endabschnitt der Vergrößerungs-Außenumfangsfläche 61B, der sich auf der Seite des Ventilkörpers 22 befindet, ist mit der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 ausgerichtet. Eine Stufendifferenzfläche, die die Außenumfangsfläche 61 und die Vergrößerungs-Außenumfangsfläche 61B miteinander verbindet, ist eine druckaufnehmende Zusatzfläche 60, die sich gegenüberliegend von der Ventil-Gleitkontaktfläche 29 befindet. Bei diesem Modifizierungsbeispiel wirkt der Druck des Kühlwassers in dem Ventilgehäuse 21 an der druckaufnehmenden Zusatzfläche 60, sodass die Dichteigenschaften des rohrförmigen Dichtungselements 111 bezüglich des Ventilkörpers 22 weiter verbessert sind.
  • Bei dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel bilden die Oberfläche 112a des Dichtungsrings 112, die der Flüssigdruckkammer 47 zugewandt ist, die Endfläche 111f des rohrförmigen Dichtungselements 111, und die druckaufnehmende Zusatzfläche 60 die druckaufnehmende Andruckfläche.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 10 ist eine Schnittansicht entsprechend der 4 und zeigt das Steuerventil 8 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Wie in 10 gezeigt, nimmt der Innendurchmesser des rohrförmigen Dichtungselements 111 stufenförmig in Richtung weg vom Ventilkörper 22 in der Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements 111 zu. Im Speziellen ist das rohrförmige Dichtungselement 111 mit einem Kleindurchmesserabschnitt 201 und einem Großdurchmesserabschnitt 202 versehen. In der folgenden Beschreibung kann die Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements 111 vereinfacht als eine Dichtungs-Axialrichtung und die Radialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements 111 vereinfacht als eine Dichtungs-Radialrichtung bezeichnet werden.
  • Eine Oberfläche des Kleindurchmesserabschnitts 201, die dem Ventilkörper 22 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist, bildet die Ventil-Gleitkontaktfläche 29. Ein innerer Flanschabschnitt 203, der in der Dichtungs-Radialrichtung nach innen vorsteht, ist an einem Endabschnitt des Kleindurchmesserabschnitts 201, der an einer Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 in der Dichtungs-Axialrichtung angeordnet ist, ausgebildet. Eine Oberfläche des Kleindurchmesserabschnitts 201 und des inneren Flanschabschnitts 203, die einer Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist, bildet eine Stufendifferenzfläche 204, die mit einer Innenumfangsfläche des Großdurchmesserabschnitts 202 ausgerichtet ist.
  • Eine Oberfläche des Großdurchmesserabschnitts 202, die der Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist, bildet eine druckaufnehmende Andruckfläche 202a, die einem Verbindungsflanschabschnitt 51 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist. Die druckaufnehmende Andruckfläche 202a des Großdurchmesserabschnitts 202 und eine Stirnfläche 51a des Verbindungsflanschabschnitts 51, der der druckaufnehmenden Andruckfläche 202a zugewandt ist, bilden erste Stirnabschnitte bei der vorliegenden Ausführungsform. Bei einem in 10 gezeigten Beispiel ist der Außendurchmesser des rohrförmigen Dichtungselements 111 über dessen gesamten Bereich in der Dichtungs-Axialrichtung gleichmäßig.
  • Der Rohrabschnitt 30 des Verbindungselements 43 ist innenliegend von dem Großdurchmesserabschnitt 202 angeordnet. Die Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 30 befindet sich nahe der oder liegt an der Innenumfangsfläche des Großdurchmesserabschnitts 202 in der Dichtungsrichtung an. Eine Endfläche 211 des Rohrabschnitts 30, die dem Ventilkörper 22 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist, ist der Stufendifferenzfläche 204 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt. Die Endfläche 211 und die Stufendifferenzfläche 204 bilden zweite Stirnabschnitte, die innenliegend von den ersten Stirnabschnitten in der Dichtungs-Radialrichtung angeordnet ist. Die Andruckfeder 113 ist zwischen der Endfläche 211 und der Stufendifferenzfläche 204 angeordnet. Die Andruckfeder 113 drückt das rohrförmige Dichtungselement 111 über die Stufendifferenzfläche 204 in Richtung auf den Ventilkörper 22.
  • Eine Aufnahmenut 220 ist in der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 30 ausgebildet. Die Aufnahmenut 220 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, die sich über den gesamten Umfang des Rohrabschnitts 30 erstreckt. In der Aufnahmenut 220 ist der Dichtungsring 112 aufgenommen. Der Gabelabschnitt des Dichtungsrings 112 ist in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Großdurchmesserabschnitts 202 und einer Innenfläche der Aufnahmenut 220 in der Dichtungs-Radialrichtung. Folglich ist ein Zwischenraum zwischen dem Rohrabschnitt 30 und dem Großdurchmesserabschnitt 202 abgedichtet.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die folgenden Effekte, z. B. zusätzlich zu denselben Effekten wie bei der ersten Ausführungsform, erzielt werden.
  • Da eine Komponente des rohrförmigen Dichtungselements 111 die druckaufnehmende Fläche 202a bildet, ist es einfach, die Größe der druckaufnehmenden Andruckfläche zu handhaben, im Vergleich mit einem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Komponenten die druckaufnehmende Andruckfläche bildet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Dichtungsring 112 in der Aufnahmenut 220 des Rohrabschnitts 30 aufgenommen.
  • Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, das Verbindungselement 43 in der Ausströmöffnung 41D in einem Zustand zu montieren, bei dem der Dichtungsring 112 in der Aufnahmenut 220 gehalten ist. Dementsprechend ist es möglich, eine Vereinfachung der Konfiguration und eine Verbesserung der Montageeigenschaft zu erreichen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform steht der Dichtungsring 112 mit dem rohrförmigen Dichtungselement 111 lediglich in der Dichtungs-Radialrichtung in Kontakt (steht mit dem rohrförmigen Dichtungselement 111 in der Dichtungs-Axialrichtung nicht in Kontakt). Daher wirkt, wenngleich der Dichtungsring 112 nicht als die druckaufnehmende Andruckfläche fungiert, der Flüssigkeitsdruck an diesem über einen Zwischenraum zwischen dem Rohrabschnitt 30 und dem Großdurchmesserabschnitt 202. In diesem Fall kann sich der Reibungswiderstand zwischen dem Großdurchmesserabschnitt 202 und dem Dichtungsring 112 erhöhen, sodass der Dichtungsring 112 in der Dichtungs-Axialrichtung gequetscht wird. Folglich ist es möglich, ein Verwackeln oder dergleichen des rohrförmigen Dichtungselements 111 zu unterdrücken und die Dichteigenschaften zwischen dem rohrförmigen Dichtungselement 111 und der zylindrischen Wand 27 zu verbessern.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • 11 ist eine Schnittansicht entsprechend 4 und zeigt das Steuerventil 8 gemäß der dritten Ausführungsform.
  • Wie in 11 gezeigt, ist das rohrförmige Dichtungselement 111 mit einem Dichtungsabschnitt 300 und einem Halteabschnitt 301 versehen. Der Dichtungsabschnitt 300 und der Halteabschnitt 301 sind in rohrförmigen Formen gebildet, die koaxial in der Dichtungs-Axialrichtung angeordnet sind.
  • Der Dichtungsabschnitt 300 ist näher zum Ventilkörper 22 als der Halteabschnitt 301 in der Dichtungs-Axialrichtung angeordnet. Eine Fläche des Dichtungsabschnitts 300, die dem Ventilkörper 22 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist, bildet die Ventil-Gleitkontaktfläche 29.
  • Der Innendurchmesser des Halteabschnitts 301 nimmt stufenförmig in Richtung weg vom Ventilkörper 22 zu. Im Speziellen ist der Halteabschnitt 301 mit einem Kleindurchmesserabschnitt 310 und einem Großdurchmesserabschnitt 311 versehen.
  • Der Kleindurchmesserabschnitt 310 ist in dem Dichtungsabschnitt 300 angeordnet. Der Kleindurchmesserabschnitt 310 kann in den Dichtungsabschnitt 300 eingesetzt werden oder kann in den Dichtungsabschnitt 300 eingepresst (im Presssitz angeordnet) sein. Eine Fläche des Kleindurchmesserabschnitts 310, die einer Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 zugewandt ist, bildet eine Stufendifferenzfläche 314, die mit einer Innenumfangsfläche des Großdurchmesserabschnitts 311 ausgerichtet ist. Die Stufendifferenzfläche 314 und die Endfläche 211 des Rohrabschnitts 30 bilden zweite Stirnabschnitte, die in der Dichtungs-Axialrichtung weisen. Die Andruckfeder 113 ist zwischen der Endfläche 211 und der Stufendifferenzfläche 314 angeordnet.
  • Eine Fläche des Großdurchmesserabschnitts 311, die der Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist, bildet eine druckaufnehmende Andruckfläche 311a, die dem Verbindungsflanschabschnitt 51 in der Dichtungs-Axialrichtung zugewandt ist. Die druckaufnehmende Andruckfläche 311a des Großdurchmesserabschnitts 311 und die Stirnfläche 51a des Verbindungsflanschabschnitts 51, die der druckaufnehmenden Andruckfläche 311a zugewandt ist, bilden Stirnabschnitte bei der vorliegenden Ausführungsform.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der folgende Effekt, z. B. zusätzlich zu demselben Effekt wie bei der zweiten Ausführungsform, erzielt werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das rohrförmige Dichtungselement 111 unterteilt in den Dichtungsabschnitt 300 und den Halteabschnitt 301. Daher ist es möglich, den Freiheitsgrad beim Auswählen des Materials zu verbessern. Z. B. ist es möglich, das optimale Material jeweils für den Dichtungsabschnitt 300 und den Halteabschnitt 301 auszuwählen. Für den Dichtungsabschnitt 300 ist es möglich, ein Material auszuwählen, mit dem es möglich ist, die Dichteigenschaften zwischen dem Dichtungsabschnitt 300 und der zylindrischen Wand 27, z. B. unter Berücksichtigung des Verschleißwiderstands, eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten, oder dergleichen, sicherzustellen. Für den Halteabschnitt 301 ist es möglich, ein Material auszuwählen, das kostengünstiger als das des Dichtungsabschnitts 300 ist. Folglich ist es möglich, das rohrförmige Dichtungselement 111 kostengünstig bereitzustellen während die Dichteigenschaften zwischen der zylindrischen Wand 27 und dem Dichtungsabschnitt 300 gewährleistet sind.
  • Vorstehend wurden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Zusätzlich können Hinzufügungen, Weglassungen, Ersetzungen, oder andere Modifizierungen der Konfiguration vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt und ist lediglich durch die angehängten Ansprüche festgelegt.
  • In einem Fall, bei dem das rohrförmige Dichtungselement mit Abschnitten mit gleichen Flächenbereichen vorgesehen ist, an denen derselbe Druck in entgegengesetzten Richtungen wirkt, bedeutet die „druckaufnehmende Andruckfläche“ in der vorliegenden Spezifikation einen Abschnitt einer druckaufnehmenden Fläche ohne einen Bereich entsprechend den Abschnitten mit den gleichen Flächenbereichen, wobei die druckaufnehmende Fläche der Ventil-Gleitkontaktfläche gegenüberliegt.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Fall beschrieben, bei dem der Ventilkörper 22 (zylindrische Wand 27) und das Ventilgehäuse 21 (Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25) in rohrförmigen Formen gebildet sind (deren Durchmesser über den gesamten Bereich davon in Axialrichtung gleichmäßig ist). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene Konfiguration beschränkt. D. h. so lange die zylindrische Wand 27 drehbar in der Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ist, können der Außendurchmesser der zylindrischen Wand 27 und die Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 in der Axialrichtung verändert werden. In diesem Fall können für die Formen jeweils der zylindrischen Wand 27 und der Umfangswand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 verschiedene Formen verwendet werden, wie etwa eine Kugelform (eine Form, bei der der Durchmesser zu den gegenüberliegenden Endabschnitten in der Axialrichtung abnimmt), eine Sattelform (eine Form, bei der der Durchmesser zu den gegenüberliegenden Endabschnitten von einem zentralen Abschnitt in der Axialrichtung zunimmt), eine Form mit dreidimensional gebogenen Flächen wie etwa eine Form, bei der eine Vielzahl von Kugelformen und Sattelformen miteinander ausgerichtet sind, eine sich verjüngende Form (eine Form, bei der der Durchmesser schrittweise zur zweiten Seite von der ersten Seite in Axialrichtung zunimmt), und eine gestufte Form (eine Form, bei der sich der Durchmesser schrittweise zur zweiten Seite von der ersten Seite in Axialrichtung ändert).
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde die zylindrische Wand 27, die mit Öffnungsabschnitten an gegenüberliegenden Seiten in der Axialrichtung versehen ist, als ein Beispiel für den hohlen Rotationskörper gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene Konfiguration beschränkt. Mindestens eine Seite des hohlen Rotationskörpers in der Axialrichtung kann geschlossen sein, solange der hohle Rotationskörper in dem Gehäuse-Hauptkörper drehbar ist und eine Ventilöffnung, durch die das Innere und das Äußere des hohlen Rotationskörpers miteinander in Verbindung stehen, gebildet ist. In diesem Fall kann für die Form des hohlen Rotationskörpers eine Kugelform oder eine Halbkugelform verwendet werden.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Begrenzungsabschnitt, um zu verhindern, dass sich die Andruckfeder 113 in ihrer Position relativ zu dem Rohrabschnitt 30 verschiebt, als das rohrförmige Begrenzungsrohr 55 beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene Konfiguration beschränkt. Begrenzungsabschnitte können z. B. in Abständen in einer Umfangsrichtung des Rohrabschnitts 30 gebildet sein.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Fall beschrieben, bei dem ein Begrenzungsabschnitt (Begrenzungsrohr 55) an dem Rohrabschnitt 30 gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene Konfiguration beschränkt. Wie z.B. in 12 gezeigt, kann das rohrförmige Dichtungselement 111 mit einem Begrenzungsabschnitt 350 versehen sein. Im Speziellen steht der Begrenzungsabschnitt 350 an einer Seite gegenüberliegend der Seite des Ventilkörpers 22 von der zweiten Verbindungsfläche 111e vor. Der Begrenzungsabschnitt 350 kann eine rohrförmige Form haben, die sich über den gesamten Umfang in der Umfangsrichtung des rohrförmigen Dichtungselements 111 erstreckt und kann mit Unterbrechungen in Umfangsrichtung gebildet sein.
  • Folglich ist es möglich, die Positionsabweichung der Andruckfeder 113 relativ zu dem rohrförmigen Dichtungselement 111 in der Radialrichtung zu begrenzen. Der Begrenzungsabschnitt kann sowohl an dem Verbindungselement 43 als auch an dem rohrförmigen Dichtungselement 111 gebildet sein.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurde ein Fall beschrieben, bei dem der Dichtungsring 112 aus einem ringförmigen elastischen Element mit einem Y-förmigen Querschnitt gebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebene Konfiguration beschränkt. Als eine Form für den Dichtungsring 112 können verschiedene Formen verwendet werden, wie etwa ein ringförmiges elastisches Element mit einem O-förmigen Querschnitt oder einem X-förmigen Querschnitt.
  • Bezugszeichenliste
    • 8
    Steuerventil
    21
    Ventilgehäuse
    22
    Ventilkörper
    27
    zylindrische Wand (hohler Rotationskörper)
    28A, 28C, 28D, 28E
    Ventilöffnung
    29
    Ventil-Gleitkontaktfläche
    30
    Rohrabschnitt
    30a
    Kleindurchmesser-Außenumfangsabschnitt
    30b
    Großdurchmesser-Außenumfangsabschnitt
    30c
    Stufendifferenzfläche
    30d
    Endfläche (zweier Stirnabschnitt)
    37
    Einströmöffnung
    41A, 41C, 41D, 41E
    Ausströmöffnung
    46
    Dichtungs-Aufnahmeraum
    47
    Flüssigkeitsdruckkammer
    55
    Begrenzungsrohr (Begrenzungsabschnitt)
    57
    Dichtigkeitsverhinderungsnut
    111
    rohrförmiges Dichtungselement
    111a
    Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche
    111b
    Großdurchmesser-Innenumfangsfläche
    111c
    Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche
    111d
    erste Verbindungsfläche (erster Stirnabschnitt)
    111e
    zweite Verbindungsfläche (zweiter Stirnabschnitt)
    112
    Dichtungsring
    113
    Andruckfeder
    202a
    druckaufnehmende Andruckfläche
    220
    Aufnahmenut
    300
    Begrenzungsabschnitt
    311a
    druckaufnehmende Andruckfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017053684 [0002]

Claims (6)

  1. Steuerventil mit einem Ventilgehäuse, das mit einer Einströmöffnung, durch die Flüssigkeit in das Ventilgehäuse von einer Außenseite strömt, und mit einer Ausströmöffnung versehen ist, durch die die Flüssigkeit, die in das Ventilgehäuse strömt, zur Außenseite abgeführt wird; einem Verbindungselement, das mit der Ausströmöffnung verbunden ist; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Ventilgehäuse angeordnet ist und mit einem hohlen Rotationskörper versehen ist, in dem eine Ventilöffnung, durch die eine Innenseite und eine Außenseite des hohlen Rotationskörpers miteinander in Verbindung stehen, gebildet ist; und einem rohrförmigen Dichtungselement, das mit einer Ventil-Gleitkontaktfläche versehen ist, die gleitend an einer Außenfläche des hohlen Rotationskörpers an einer Position anliegt, an der mindestens ein Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche einen Rotationsweg der Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt, und das das Verbindungselement und den Ventilkörper in der Ausströmöffnung miteinander verbindet, wobei der Ventilkörper ermöglicht, dass Flüssigkeit von einem Bereich in dem hohlen Rotationskörper zur Ausströmöffnung ausströmt, wenn sich der Ventilkörper in einer Drehposition befindet, in der die Ventilöffnung und das rohförmige Dichtungselement miteinander in Verbindung stehen, und der Ventilkörper die Flüssigkeit, die von dem Bereich in dem hohlen Rotationskörper aus der Ausströmöffnung strömt, wenn sich der Ventilkörper in einer Drehposition befindet, in der der Ventilkörper und das rohrförmige Dichtungselement nicht miteinander in Verbindung stehen, reguliert oder sperrt, wobei das Verbindungselement mit einem Rohrabschnitt versehen ist, der innenliegend von dem rohrförmigen Dichtungselement angeordnet ist und eine Innenumfangsfläche des rohrförmigen Dichtungselements über einen Dichtungsring gleitend hält, wobei das Verbindungselement und das rohrförmige Dichtungselement mit ersten Stirnseitenabschnitten versehen sind, die einander in einer Axialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements gegenüberliegen, und mit zweiten Stirnseitenabschnitten versehen sind, die einander in der Axialrichtung gegenüber liegen, während sie innenliegend von den ersten Stirnseitenabschnitten in einer Radialrichtung des rohrförmigen Dichtungselements angeordnet sind, und wobei die zweiten Stirnseitenabschnitte mit einer Andruckfeder versehen sind, die zwischen dem Verbindungselement und dem rohrförmigen Dichtungselement angeordnet ist und die das rohrförmige Dichtungselement in Richtung auf den Ventilkörper drückt.
  2. Steuerventil nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche des rohrförmigen Dichtungselements, die dem Verbindungselement gegenüber liegt und die eine der ersten Stirnseitenabschnitte ist, eine druckaufnehmende Andruckfläche bildet, die einen Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse aufnimmt und eine Andruckkraft in einer Richtung auf den Ventilkörper erzeugt, und wobei ein Flächenbereich der Ventil-Gleitkontaktfläche so gewählt ist, dass er größer als ein Flächenbereich der druckaufnehmenden Andruckfläche ist.
  3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rohrabschnitt mit einer Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche, einer Großdurchmesser-Außenumfangsfläche, die so gebildet ist, dass ihr Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche, die von dem Ventilkörper getrennt ist, vergrößert ist, und einer Stufendifferenzfläche versehen ist, die die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und die Großdurchmesser-Außenumfangsfläche miteinander verbindet, wobei das rohrförmige Dichtungselement versehen ist mit einer Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche, die auf die Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche gleitbeweglich aufgesetzt ist, einer Großdurchmesser-Innenumfangsfläche, die so gebildet ist, dass ihr Durchmesser stufenförmig von einem Endabschnitt der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche, die von dem Ventilkörper getrennt ist, vergrößert ist, einer ersten Verbindungsfläche, die die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche und die Großdurchmesser-Innenumfangsfläche miteinander verbindet, einer Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche, die so gebildet ist, dass ihr Durchmesser von einem Endabschnitt der Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche, die sich nahe an dem Ventilkörper befindet, stufenförmig verkleinert ist, und einer zweiten Verbindungsfläche, die die Mitteldurchmesser-Innenumfangsfläche und die Kleindurchmesser-Innenumfangsfläche miteinander verbindet, wobei ein ringförmiger Dichtungs-Aufnahmeraum, der von der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche umgeben ist, zwischen der Stufendifferenzfläche des Verbindungselements und der ersten Verbindungsfläche des rohrförmigen Dichtungselements vorgesehen ist, wobei der Dichtungsring in engem Kontakt mit der Kleindurchmesser-Außenumfangsfläche und der Großdurchmesser-Innenumfangsfläche in dem Dichtungs-Aufnahmeraum steht, und wobei die Andruckfeder zwischen der zweiten Verbindungsfläche und dem Rohrabschnitt in den zweiten Stirnseitenabschnitten vorgesehen ist.
  4. Steuerventil nach Anspruch 3, wobei eine Flüssigkeitsdruckkammer, in die ein Flüssigkeitsdruck in dem Ventilgehäuse eingeleitet wird, zwischen der Stufendifferenzfläche des Verbindungselements und dem Dichtungsring ausgebildet ist, und wobei eine Dichtigkeitsverhinderungsnut, durch die die Flüssigkeitsdruckkammer und eine Außenseite der Flüssigkeitsdruckkammer miteinander in Verbindung stehen, in der Stufendifferenzfläche des Verbindungselements ausgebildet ist.
  5. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine ringförmige Aufnahmenut, in der der Dichtungsring aufgenommen ist, in einer Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts ausgebildet ist.
  6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Begrenzungsabschnitt, der in der Axialrichtung von dem Verbindungselement und/oder dem rohrförmigen Dichtungselement vorsteht und der die Andruckfeder in Radialrichtung hält, in einem Abschnitt der zweiten Stirnseitenabschnitte ausgebildet ist, der sich radial innenliegend von der Andruckfeder befindet.
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