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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungspaket für ein Mehrwegeventil sowie ein Mehrwegeventil, welches unter anderem das Dichtungspaket aufweist.
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Mehrwegeventile sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt und werden allgemein für die Steuerung in Flüssigkeitskreisen eingesetzt. So finden sie beispielsweise in Kühlsystemen von Verbrennungskraftmaschinen Verwendung, wo sie auch als Thermostatventile bezeichnet werden. Bei dieser Verwendung wird durch einen Bypasskreis oder einen Kühlerkreis ein fluides Kühlmittel mittels einer Wasserpumpe über den Motorblock und den Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine zugeführt. Die Mehrwegeventile dienen dabei der Aufteilung der Ströme über den Bypasskreis oder den Kühlerkreis und können von Temperaturaufnehmern im Kühlkreis gesteuert werden. Mit derartigen Mehrwegeventilen können aber auch andere thermisch belastete Flüssigkeitskreisläufe geregelt oder gesteuert werden.
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WO 2015/022163 A1 beschreibt ein Ventil zur Steuerung eines Fluids, vorzugsweise eines Kühlmittels einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einem drehbar in einem Ventilgehäuse gelagerten Ventilkörper, der mit seinem Außenumfang ein Fluid durch einen Kanal im Ventilgehäuse steuert, wobei der Ventilkörper über eine Antriebswelle von einem Aktuator betätigbar ist, und wobei der Aktuator in einem den Raum des Ventilkörpers im Ventilgehäuse abschließenden Deckelteil angeordnet ist. Als Vorteile werden angegeben, dass der Zusammenbau des Ventils schnell und einfach vorgenommen werden kann und sofort eine funktionsfähige Einheit entsteht. Dichtungen müssen bei der Montage dieses Ventils nicht eingesetzt werden, wodurch aufwendige Handhabungen entfallen und Fehler bei der Montage vermieden werden.
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Ferner beschreibt
EP 01 387 117 A2 ein Ventil zur Regelung eines strömenden Mediums, insbesondere ein Wasserventil für den Heizkreislauf in einem Kraftfahrzeug. Dieses weist ein Ventilgehäuse mit Zu- und Ablaufstutzen, einen Ventilkörper mit Ventilöffnung, ein die Ventilöffnung steuerndes Ventilglied sowie einen das Ventilglied betätigenden, elektrischen Aktor und ein mit dem Aktor elektrisch verbundenes Steckergehäuse auf. Zum Zwecke der Reduzierung der Fertigungskosten für eine den unterschiedlichen Kundenanforderungen angepasste Vielzahl von Ventiltypen mit unterschiedlicher Steckerbelegung und Stutzenausbildung sind Ventilkörper, Ventilglied und Aktor zu einer ein funktionsprüfbares Modul darstellenden Ventilpatrone zusammengefasst. Jeweils die gleiche Ventilpatrone wird einerseits in das entsprechend den Kundenanforderungen ausgebildete Ventilgehäuse eingesetzt und andererseits von dem entsprechend Kundenanforderungen ausgebildeten Steckergehäuse kappenartig übergriffen. Rastelemente an Ventilgehäuse und Steckergehäuse sorgen für eine feste mechanische Verbindung und einer guten elektrischen Kontaktierung von für die Bestromung des Aktors auf der Ventilpatrone und in dem Steckergehäuse angeordneten Kontaktstellen.
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Die im Stand der Technik beschriebenen Mehrwegeventile weisen die Nachteile auf, dass entweder keine Dichtelemente vorgesehen werden, oder dass entsprechende Dichtelemente zu einer aufwändigeren Montage führen. Darüber hinaus sind Dichtungselemente aus dem Stand der Technik häufig nur unzureichend gegen Verschleiß geschützt. Darüber hinaus kommt es durch eine schwimmende Lagerung der Dichtung in gattungsgemäßen Mehrwegeventilen zu großen Unterschieden beim Drehmoment.
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Angesichts dieser Nachteile im Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungspaket für ein Mehrwegeventil sowie das Mehrwegeventil selbst bereitzustellen, welche einfach herstellbar sind und eine sichere Abdichtung mit ausreichender mechanischer Belastbarkeit gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Dichtungspaket (1) gelöst, umfassend
- – einen Halter (101), der hülsenförmig ausgebildet ist und eine durchgehende Öffnung von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende aufweist,
- – ein Dichtelement (103), das formschlüssig auf dem äußeren Umfang des Halters (101) angeordnet ist und an seinem ersten Ende über den Halter (101) übersteht, wobei das Dichtelement (103) an seinem ersten Ende einen ersten Radius (R1) beschreibt, welcher dem Innenradius eines Gehäusemantels (301) des Mehrwegeventils (3) entspricht, und
- – eine Aufnahmehülse (105), die den Halter (101) mit darauf angeordnetem Dichtelement (103) in ihrem Inneren formschlüssig aufnimmt,
wobei das Dichtelement (103) zumindest aus zwei Komponenten aufgebaut ist, wobei die erste Komponente ein plastisch-elastischer Feststoff und die zweite Komponente ein Trockenschmierstoff ist, wobei die zweite Komponente zumindest auf der Außenseite der ersten Komponente aufgebracht ist.
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In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die zugrunde liegende Aufgabe durch ein Mehrwegeventil (3) gelöst, umfassend
- – einen Gehäusemantel (301) mit zylinderförmigem Innenraum, der zumindest zwei Abgangsöffnungen (301a, 301b) mit außenseitig angeordneten Gehäusestutzen (303a, 303b) aufweist,
- – einen Drehkolben (305), der von einem ersten Ende her in den zylinderförmigen Innenraum des Gehäusemantels (301) eingesetzt ist und mindestens eine ihn zumindest teilweise durchdringende Öffnung (3051) aufweist, die in einer Ebene mit den zumindest zwei Abgangsöffnungen (301a, 301b) liegt,
- – jeweils ein erfindungsgemäßes Dichtungspaket (1) pro Abgangsöffnung (301a, 301b) mit Gehäusestutzen (303a, 303b),
- – einen Verschluss (307), der den Gehäusemantel (301) nach einem zweiten Ende hin abschließt, und
- – einen Drehantrieb (309), der mit dem Drehkolben (305) in Wirkverbindung steht,
wobei das Dichtungspaket (1) bis zu einem festen Anschlag in den Gehäusestutzen (303a, 303b) eingebracht und mediendicht in diesem befestigt ist.
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Die Erfindung weist allgemein die Vorteile auf, dass das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1) aufgrund seiner einfachen Geometrie als Grundbauteil für das Mehrwegeventil (3) eingesetzt werden kann und unterschiedliche Dichtungen für verschiedene Abgänge des Mehrwegeventils (3) überflüssig macht. Das Dichtungspaket (1) und das Mehrwegeventil (3) sind daher einfach herstellbar und gewährleisten eine sichere Abdichtung mit ausreichender mechanischer Belastbarkeit.
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Um den Verschleiß bei einem Mehrwegeventil erfindungsgemäß gering zu halten und die innere Dichtheit zu gewährleisten, wurde das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1) mit seiner speziellen Geometrie geschaffen, um einen möglichst geringen Reibwert zu erreichen.
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Nachfolgend wird die Erfindung im Detail beschrieben. Wenn in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Dichtungspakets (1) Merkmale genannt werden, so beziehen sich diese auch auf das erfindungsgemäße Mehrwegeventil (3). Ebenso beziehen sich gegenständliche Merkmale, die in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils (3) angeführt werden, auf das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1).
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In einem ersten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Dichtungspaket (1), das zunächst einen Halter (101) umfasst, der hülsenförmig ausgebildet ist und eine durchgehende Öffnung von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende aufweist. Der erfindungsgemäße hülsenförmig ausgebildete Halter (101) ist insbesondere ringförmig ausgestaltet und weist an seinem hinteren Ende eine ebene Form auf. Das vordere Ende des Halters (101) beschreibt einen Radius, der dem Radius des Innendurchmessers des Mehrwegeventils (3) angepasst ist.
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Das Dichtungspaket (1) umfasst ferner ein Dichtelement (103), das formschlüssig auf dem äußeren Umfang des Halters (101) angeordnet ist und an seinem ersten Ende über den Halter (101) übersteht, wobei das Dichtelement (103) an seinem ersten Ende einen ersten Radius (R1) beschreibt, welcher dem Innenradius eines Gehäusemantels (301) des Mehrwegeventils (3) entspricht.
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Das Dichtelement (103) wird bei der Montage des Dichtungspakets (1) auf den Halter (101) so aufgebracht, dass es mit seinem vorderen Ende leicht über das vordere Ende des Halters (101) hinaussteht. Zur besseren Befestigung des Dichtelements (103) auf dem Halter (101) kann der Halter (101) an seinem vorderen Ende eine Auskragung aufweisen, welche ein Abrutschen des Dichtelements (103) nach vorne verhindert. Zweckmäßigerweise ist der Innendurchmesser des Dichtelements (103) geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Halters (101), so dass durch die elastische Spannung des Dichtelements (103) dieses formschlüssig auf dem äußeren Umfang des Halters (101) gehalten wird.
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Schließlich umfasst das Dichtungspaket (1) eine Aufnahmehülse (105), die den Halter (101) mit darauf angeordnetem Dichtelement (103) in ihrem Inneren formschlüssig aufnimmt. Die Aufnahmehülse (105) wird auf den Halter (101) mit darauf angeordnetem Dichtelement (103) aufgebracht und umfasst diese formschlüssig. Das hintere Ende der Aufnahmehülse (105) ist wie der Halter (103) eben ausgebildet, während das vordere Ende ebenfalls einen dem Innendurchmesser des Mehrwegeventils (3) angepassten Radius aufweist. Um eine präzise Fixierung zwischen dem Halter (101) und der Aufnahmehülse (105) zu gewährleisten, können geeignete Führungsmittel auf der Außenseite des Halters (101) und/oder der Innenseite der Aufnahmehülse (105) vorgesehene sein, beispielsweise aufeinander abgestimmte Nuten und Rippen.
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In dem erfindungsgemäßen Dichtungspaket (1) ist das Dichtelement (103) zumindest aus zwei Komponenten aufgebaut, wobei die erste Komponente ein plastisch-elastischer Feststoff und die zweite Komponente ein Trockenschmierstoff ist, wobei die zweite Komponente zumindest auf der Außenseite der ersten Komponente aufgebracht ist.
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Das Dichtelement (103) ist aus zumindest zwei Komponenten aufgebaut, bei welchen einerseits ein plastisch elastischer Feststoff vorgesehen wird, welcher das formschlüssige Abdichten gewährleistet, und andererseits ein auf diesen plastisch elastischen Feststoff aufgebrachter Trockenschmierstoff einen möglichst geringfügig hemmenden und weitgehend verschleißfreien Einsatz des Dichtelements (103) sicherstellt. Auf diese Weise kombiniert das erfindungsgemäße Dichtelement (103) eine Langlebigkeit sowie eine Reduzierung der Treibkräfte zwischen dem Drehmoment am Drehkolben (305) und am Gehäusemantel (301).
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Die geometrische Ausführung des Dichtelements (103) stellt darüber hinaus sicher, dass die zweite Komponente gleichmäßig belastet und im Betrieb nicht unnötig geschwächt wird. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Dichtelement (103) in der Montage automatisiert werden, da seine Eigenschaften annähernd einem Thermoplasten entsprechen.
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Das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1) kann aufgrund seiner einfachen Geometrie als Grundbauteil für das Mehrwegeventil (3) eingesetzt werden und macht unterschiedliche Dichtungen für verschiedene Abgänge des Mehrwegeventils (3) überflüssig. Da die exakte Position, d. h. der Andruck, des Dichtungspakets (1) essentiell ist, sind Endanschläge einkonstruiert.
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Ist der Dichtungseffekt optional unerwünscht oder nicht notwendig, kann das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1) an dem Mehrwegeventil (3) durch einen einfachen Verschluss ersetzt werden.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dichtungspakets (1) enthält der Trockenschmierstoff der zweiten Komponente Polytetrafluorethylen (PTFE, „Teflon”).
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Auf diese Weise kombiniert die zweite Komponente sehr gute Gleiteigenschaften mit sehr guter chemischer Beständigkeit gegenüber verschiedenen Medien. Zudem ist der Trockenschmierstoff der zweiten Komponente auch bei den Einsatz-Temperaturen des erfindungsgemäßen Dichtungspakets (1) von bis zu 140°C beständig.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Trockenschmierstoff anstelle oder zusätzlich zu Polytetrafluorethylen weitere Trockengleitmittel und/oder die Gleiteigenschaften verbessernde Folien enthalten.
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Eine weitere Ausführungsform des Dichtungspakets (1) sieht vor, dass der plastisch elastische Feststoff der ersten Komponente ein Elastomer enthält. Dieses Elastomer stellt im Wesentlichen die mechanischen Eigenschaften des Dichtungspakets (1) sicher, indem es für einen gleichmäßigen Anpressdruck des Dichtungspakets (1) an das Mehrwegeventil (3) sorgt.
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Für die mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Dichtungspakets (1) hat es sich als wirkungsvoll herausgestellt, wenn die zweite Komponente durch eine stoffschlüssige Verbindung auf der ersten Komponente aufgebracht ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Laminieren der beiden Komponenten sichergestellt werden. Alternativ ist es möglich, eine Folie zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente vorzusehen, welche die stoffschlüssige Verbindung und die mechanische Anbindung sicherstellt.
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Die stoffschlüssige Verbindung und die mechanische Anbindung werden beispielsweise erzielt, indem die zweite Komponente in Folienform in ein Vulkanisierungswerkzeug eingelegt und mit der ersten Komponente hinterspritzt wird, wobei die beiden Komponenten verbinden. Zur weiteren Optimierung dieser Verbindung kann mit zusätzlichen Haftvermittlern gearbeitet und/oder die folienförmige zweite Komponente angeätzt werden.
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In einer anderen Weiterbildung beschreiben der Halter (101) und die Aufnahmehülse (105) an ihrem ersten Ende, das heißt an dem Ende, welches dem Mehrwegeventil (3) zugewandt ist, einen zweiten Radius (R2), der um 1% bis 20%, bevorzugt 5% bis 10% größer ist als der erste Radius (R1). Da das Dichtungspaket (1) bei der Montage an dem Mehrwegeventil (3) von außen eingebracht wird, wird durch den hier vorgesehenen größeren zweiten Radius (R2) sichergestellt, dass der Halter (101) und die Aufnahmehülse (105) den Lauf des Drehkolbens (305) nicht behindern.
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Das Dichtelement (103) beschreibt an seinem ersten Ende einen ersten Radius (R1), welcher dem Innenradius eines Gehäusemantels (301) des Mehrwegeventils (3) entspricht. Das bedeutet, dass der erste Radius (R1) nicht mit dem Innenradius des Gehäusemantels (301) identisch ist, sondern geringfügig kleiner, um eine sichere Abdichtung des Dichtungspakets (1) gegenüber dem in dem Mehrwegeventil (3) angeordneten Drehkolben (305) sicherzustellen. Geringfügig kleiner bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der erste Radius (R1) um mindestens 0,5% kleiner ist.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungspakets (1) sieht vor, dass der Halter (101), das Dichtelement (103) und die Aufnahmehülse (105) jeweils ringförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Wie vorstehend bereits beschrieben, werden Halter (101), Dichtelement (103) und Aufnahmehülse (105) übereinander angeordnet, so dass das Dichtungspaket (1) als Ganzes ringförmig ausgebildet wird, so dass ein möglichst großer Durchflussraum für ein Medium in seinem Inneren gewährleistet wird. Desweiteren werden dadurch die Druckverluste beim Schalten möglichst gering gehalten.
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Für eine stabile mechanische Verbindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Halter (101) durch eine Rastverbindung in der Aufnahmehülse (105) befestigt ist. Diese Rastverbindung kann im Rahmen der vorstehend beschriebenen Führungsanordnung beispielsweise aus Rippen und Nuten realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Rastverbindung durch geeignete Rastnasen und korrespondierende Ausnehmungen an Halter (101) und Aufnahmehülse (105) umgesetzt werden. Dadurch, dass Halter (101) und Aufnahmehülse (105) mit einer Rastverbindung miteinander verbunden sind, wird für das dazwischen angeordnete Dichtelement (103) eine Klemmverbindung realisiert, so dass eine optimale Dichtwirkung erreicht wird. Ergänzend kann das Dichtelement (103) mit einem Haftvermittler versehen werden, um die Verbindungswirkung noch zu verstärken.
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Die vorstehenden Ausführungen und Bevorzugungen im Hinblick auf das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1) gelten für das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Mehrwegeventil (3) entsprechend. Ebenso gelten die nachstehenden Ausführungen und Bevorzugungen im Hinblick auf das erfindungsgemäße Mehrwegeventil (3) für das erfindungsgemäße Dichtungspaket (1) entsprechend.
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In einem zweiten Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Mehrwegeventil (3), das zunächst einen Gehäusemantel (301) mit zylinderförmigem Innenraum umfasst, der zumindest zwei Abgangsöffnungen (301a, 301b) mit außenseitig angeordneten Gehäusestutzen (303a, 303b) aufweist.
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Der Gehäusemantel (301) bildet das äußere Element des Mehrwegeventils (3) und weist den zylinderförmigen Innenraum auf, von dem die Abgangsöffnungen (301a, 301b) abgehen. Außenseitig sind an den Abgangsöffnungen (301a, 301b) Gehäusestutzen (303a, 303b) angeordnet, welche zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Dichtungspakete (1) dienen. Die zumindest zwei Abgangsöffnungen (301a, 301b) mit den Gehäusestutzen (303a, 303b) können in unterschiedlichen geometrischen Anordnungen an dem Gehäusemantel (301) vorgesehen sein, beispielsweise gegenüberliegend oder in einem bestimmten Winkel zueinander. In einer besonders bevorzugten konkreten Ausführungsform der Erfindung sind vier Abgangsöffnungen (301a bis 301d) mit außenseitig angeordneten Gehäusestutzen (303a bis 303d) angeordnet, wobei die einzelnen Abgangsöffnungen (301a bis 301d) jeweils im 90° versetzt in einer Ebene angeordnet sind.
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Das Mehrwegeventil (3) umfasst darüber hinaus einen Drehkolben (305), der von einem ersten Ende her in den zylinderförmigen Innenraum des Gehäusemantels (301) eingesetzt ist und mindestens eine ihn zumindest teilweise durchdringende Öffnung (3051) aufweist, die in einer Ebene mit den zumindest zwei Abgangsöffnungen (301a, 301b) liegt.
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Der Drehkolben (305) ist von seinen Abmessungen her auf den Innendurchmesser des zylinderförmigen Innenraums des Gehäusemantels (301) angepasst. Der Drehkolben (305) weist in dem zylinderförmigen Innenraum des Gehäusemantels (301) ein Spiel von > 1 mm auf, so dass partikelförmige Verunreinigungen im fluiden Medium nicht zu einer Klemmung führen.
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In dem Drehkolben (305) ist mindestens eine ihn zumindest teilweise durchdringende Öffnung vorgesehen, durch welche ein Medium von einer Abgangsöffnung (301a, 301b) zu einer anderen Abgangsöffnung (301a, 301b) fließen kann. Der Drehkolben (305) ist so ausgestaltet, dass im montierten Zustand die Öffnung (3051) in einer Ebene mit den zumindest zwei Abgangsöffnungen (301a, 301b) liegt.
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Das Mehrwegeventil (3) umfasst ferner jeweils ein erfindungsgemäßes Dichtungspaket (1), wie es vorstehend beschrieben wurde, pro Abgangsöffnung (301a, 301b) mit Gehäusestutzen (303a, 303b).
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Schließlich umfasst das Mehrwegeventil (3) einen Verschluss (307), der den Gehäusemantel (301) nach einem zweiten Ende hin abschließt, und einen Drehantrieb (309), der mit dem Drehkolben (305) in Wirkverbindung steht.
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Der Verschluss (307) kann gleichzeitig eine Lagerung für die Drehachse des Drehkolbens (305) aufnehmen und dichtet über einen zusätzlichen Dichtring ab. Der Drehantrieb (309) kann unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise als Elektromotor oder mechanischer Antrieb. Die Wirkverbindung zwischen Drehantrieb (309) und Drehkolben (305) kann ebenfalls auf unterschiedliche Weise realisiert werden, beispielsweise durch direktes Anflanschen der Achse des Drehantriebs (309) an der Achse des Drehkolbens (305), oder durch Zahnräder oder einen Riemenantrieb. Alternativ kann ein Planetengetriebe oder ein Zahnsegment vorgesehen sein.
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Das Mehrwegeventil (3) zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass das Dichtungspaket (1) bis zu einem festen Anschlag in den Gehäusestutzen (303a, 303b) eingebracht und mediendicht in diesem befestigt ist.
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Der feste Anschlag dient dazu, eine definierte Lage des Dichtungspakets (1) und hier insbesondere des Dichtelements (103) gegenüber dem Drehkolben (305) sicherzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Dichtungspaket (1) und dem Gehäusestutzen (303a, 303b) stoffflüssig ausgebildet, beispielsweise durch Reibschweißen, Zirkulationsschweißen oder Kleben. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Mehrwegeventil (3) als Gesamtbauteil verriegelt und fixiert ist. Bezüglich des Dichtelements (103) stellt die Schweißverbindung eine Sekundärverriegelung dar.
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Vorzugsweise ragt das Dichtelement (103) des Dichtungspakets (1) um ein Maß (M) in den zylinderförmigen Innenraum des Gehäusemantels (301) hinein und steht dadurch mit dem Drehkolben (305) unter Vorspannung. Das Maß (M) beträgt insbesondere > 1 mm und trägt zur Geringhaltung des Drehmoments bei.
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Durch die definierte Justierung des erfindungsgemäßen Dichtungspakets (1) innerhalb des Mehrwegeventils (3) und das Vorstehen des Dichtelements (103) über die Innenfläche des Gehäusemantels (301) wird eine gezielte Vorspannung auf den Drehkolben (305) aufgegeben und damit eine optimale Abdichtfunktion gewährleistet.
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In einer Weiterbildung des Mehrwegeventils (3) weist jedes Dichtungspaket (1) auf der Außenseite der Aufnahmehülse (105) zumindest eine Führung (1051) auf. Ebenso weist jeder Gehäusestutzen (303a, 303b) auf seiner Innenseite zumindest ein Führungselement (3031) auf, das zu der Führung (1051) geometrisch komplementär ist. Vorzugsweise ist die Führung (1051) als Nut in der Aufnahmehülse (105) ausgebildet, während die Führungselemente (3031) Rippen auf der Innenseite der Gehäusestutzen (303a, 303b) sind. Bei der Montage des Mehrwegeventils (3) übernehmen Führung (1051) und Führungselemente (3031) zunächst die korrekte Positionierung des Dichtungspakets (1) in dem Gehäusestutzen (303a, 303b), während im Endanschlag der Festsitz und die endgültige Positionierung des Dichtungspakets (1) sichergestellt wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass im Endanschlag die Führung (1051) und das Führungselement (3031) eine Rastverbindung oder eine Klemmverbindung eingehen.
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:
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1: eine schematische Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Dichtungspakets 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung,
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2: eine schematische Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Dichtungspakets 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung in montierter Position,
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3: eine schematische Querschnittsdarstellung des Gehäusemantels 301 im rechten Winkel zur Drehachse des Drehkolbens 305, und
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4: eine schematische Explosionsdarstellung eines Mehrwegeventils 3 in einer konkreten Ausführungsform mit vier Abgängen.
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In 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Dichtungspakets 1 zu sehen, aus der ersichtlich wird, wie das Dichtelement 103 von hinten auf den Halter 101 aufgebracht werden kann, um so an dessen vorderen Ende Positioniert zu werden. Aus der Darstellung der 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Dichtelements 103 zu erkennen, das ringförmig ausgebildet ist, wobei der Ring zumindest an seiner Vorderkante den Radius R1 beschreibt. Der Querschnitt des ringförmigen Dichtungselements 103 kann im Wesentlichen ein U beschreiben, das zu der vom Drehkolben 305 abgewandten Seite offen ist. Hiermit wird zusätzlich zur Materialeigenschaft des elastisch-plastischen Feststoffs noch eine geometrische Vorkehrung zum Sicherstellen der Dichtleistung getroffen.
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Sobald das Dichtelement 103 auf dem Halter 101 positioniert ist, kann die Aufnahmehülse 105 von hinten aufgeschoben und fest mit dem Halter 101 verbunden werden, so dass das Dichtelement 103 in seiner endgültigen Position fixiert wird. Das Dichtungspaket 1 kann auf seiner dem Mehrwegeventil 3 abgewandten Seite über Vorrichtungen verfügen, um Anschlüsse und Leitungen für das fluide Medium zu befestigen.
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Die Grundlage des erfindungsgemäßen Dichtungselements 103 wird durch den plastisch-elastischen Feststoff der ersten Komponente gebildet. Auf dieser ersten Komponente ist die zweite Komponente aufgebracht. Die zweite Komponente, d. h. der Trockenschmierstoff, ist vorteilhafterweise folienförmig ausgebildet und kann auf diese Weise einfach aufgebracht werden. Wie vorstehend bereits beschrieben wird er folienförmige Trockenschmierstoff in einer Form vorgelegt und mit dem plastisch-elastischen Feststoff hinterspritzt. Es ist jedoch ebenso möglich, die zweite Komponente in pastöser Form aufzubringen und zu trocknen bzw. auszuhärten. Ferner können mögliche Zwischenschichten zwischen erster Komponente und zweiter Komponente vorgesehen sein, welche zusätzliche haftvermittelnde Funktion aufweisen können.
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2 zeigt schematisch im Querschnitt das erfindungsgemäße Dichtungspaket 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung in montierter Position. Das heißt, das Dichtungspaket 1 ist in einen Gehäusestutzen 303 eingebracht und dort durch seine Führung 1051 verrastet.
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3 zeigt einen Querschnitt durch den Gehäusemantel 301 des Mehrwegeventils 3, wobei die Schnittfläche auf der Höhe der Abgangsöffnungen 301a bis 301d liegt. Die in 3 gezeigte besonders bevorzugte konkrete Ausführungsform weist vier Anschlussöffnungen 301a bis 301d mit ihren Gehäusestutzen 303a bis 303d auf. Ferner ist beispielhaft die Lage und Anordnung der Führungselemente 3031 innerhalb der Gehäusestutzen 303a bis 303d zu erkennen. Schematisch angedeutet ist der Verschluss 307 mit einer zentral angeordneten Lagerung für die Achse des Drehkolbens 305. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle Elemente mit Bezugszeichen versehen.
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In der schematischen Explosionsdarstellung der 4 ist beispielhaft dargestellt, wie ein Drehkolben 305 in das Innere des Gehäusemantels 301 einsetzbar ist, der vier Auslassöffnungen 301a bis 301d aufweist. Sternförmig angeordnet sind die erfindungsgemäßen Dichtungspakete 1, welche geometrisch identisch sind und in die geometrisch jeweils identischen Gehäusestutzen 303a bis 303d eingesetzt werden können. Der Drehantrieb 309 wird in dieser Ausführungsform durch einen Elektromotor dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind auch hier nicht alle gleichen Elemente mit Bezugszeichen versehen.
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Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils 3 in Verbrennungsmaschinen stellen die Motorvibrationen eine mechanische Herausforderung dar. Um das erfindungsgemäße Mehrwegeventil 3 vor solchen Vibrationen zu schützen, sind für jede Schraubverbindung zwischen dem Mehrwegeventil 3 und einem Rahmen Entkopplungselemente Verbaut.
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Obwohl das erfindungsgemäße Dichtungspaket 1 und das erfindungsgemäße Mehrwegeventil 3 vorzugsweise in Bezug auf Kühlkreisläufe (beispielsweise von Verbrennungsmaschinen) beschrieben wurde, können diese erfindungsgemäß auch in anderen Flüssigkeitskreisen eingesetzt werden. Insbesondere können das erfindungsgemäße Dichtungspaket 1 und das erfindungsgemäße Mehrwegeventil 3 in Elektrofahrzeugen und in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtungspaket
- 101
- Halter
- 103
- Dichtelement
- 105
- Aufnahmehülse
- 1051
- Führung
- 3
- Mehrwegeventil
- 301
- Gehäusemantel
- 301a, 301b
- Abgangsöffnungen
- 301c, 301d
- Abgangsöffnungen
- 303a, 303b
- Gehäusestutzen
- 303c, 303d
- Gehäusestutzen
- 3031
- Führungselement
- 305
- Drehkolben
- 307
- Verschluss
- 309
- Drehantrieb
- M
- Maß (Überstand Dichtelement 103)
- R1
- erster Radius
- R2
- zweiter Radius
- R3
- dritter Radius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/022163 A1 [0003]
- EP 01387117 A2 [0004]
