DE7903670U1

DE7903670U1 - Valve for the water circuit of a vehicle

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Publication number: DE7903670U1
Application number: DE19797903670
Authority: DE
Original assignee: Ranco Inc
Current assignee: Robertshaw US Holding Corp
Priority date: 1979-02-10
Filing date: 1979-02-10
Publication date: 1979-08-09

Description

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Columbus, Ohio 43201 / USA ;Columbus, Ohio 43201 / USA;

Ventil für den Wasserkreislauf eines FahrzeugesValve for the water circuit of a vehicle

Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil für den Wasserkreis- ΐ lauf eines Fahrzeuges, enthaltend ein Gehäuse mit Anschlüssen ] für das zu- und abgeführte Wasser, einen plattenartigen Ventilschieber mit Durchlaß und eine Dichteinrichtung.The innovation relates to a valve for the water circuit of a vehicle, containing a housing with connections ] for the incoming and outgoing water, a plate-like valve slide with a passage and a sealing device.

Derartige Ventile dienen dazu, das von dem Motor aufgeheizte
Wasser in größeren oder kleineren Mengen einem Wärmetauscher
zuzuführen, welcher Teil der Heizung des Innenraumes des Fahrzeugs darstellt. Die bisher üblichen Ventile für den Wasserkreislauf eines Fahrzeuges verwenden Gummi und/oder weichen
Kunststoff als Dichtelement an dem Ventilschieber, und so kommt
es, daß sich gelegentlich Sand in das weiche Gummi oder Kunststoff eingräbt und von dort aus die gegenüberliegende metallische Abdichtfläche abschleift. Die dadurch bedingten Undichtig-Such valves are used to control the heated by the engine
Water in larger or smaller quantities in a heat exchanger
to supply which part of the heating of the interior of the vehicle represents. The valves previously used for the water circuit of a vehicle use rubber and / or soft
Plastic as a sealing element on the valve slide, and so comes
it that occasionally sand digs into the soft rubber or plastic and grinds off the opposite metallic sealing surface from there. The resulting leaks

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Or. phil. nat.
Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.Munich: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. . HP Brehm Dipl.-Chem. Or. Phil. nat.
Wiesbaden: PG Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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keiten des Ventils führen dazu, daß die Einstellgenauigkeit für kleine Wasserdurchsätze verlorengeht.peculiarities of the valve lead to the fact that the setting accuracy for small water throughputs is lost.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Einstellgenauigkeit auch für kleine Wasserdurchsätze ausreichend lange erhalten bleibt und daß das Ventil äußerst kostengünstig herzustellen ist.The innovation is based on the task of designing a valve of the type specified at the beginning so that the setting accuracy is maintained long enough for small water throughputs and that the valve is extremely inexpensive to manufacture is.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dichtein- ¹IThe problem posed is achieved in that the density ¹ I

richtung durch eine Buchse und einen hülsenförmigen Dichtring gebildet wird, der in einer Aussparung ausbauchend vorgespannt ist und die Buchse gegen den Ventilschieber federnd drängt sowie gleichzeitig zwischen Buchse und Gehäuse abdichtet. Da sowohl Buchse als auch Ventilschieber aus hartem Material bestehen, wird eventuell auftretender Sand seitlich weggeschoben und kann sich keinesfalls in einem weichen Teil einnisten und die gegenüberliegende Abdichtfläche abschleifen. Die im wesentlichen gehäusefeste Buchse wird gegenüber dem Gehäuse durch die hülsenförmige Dichtung abgedichtet, welche" gleichzeitig die Feder zum Anpressen der Buchse an den Ventilschieber darstellt. Der hülsenförmige Dichtring kann eine solche Form aufweisen, daß die Federkennlinie im Bereich der auftretenden Vorspannungen im wesentlichen flach verläuft. Wenn demnachdirection through a bushing and a sleeve-shaped sealing ring is formed, which is biased bulging in a recess and the bushing resiliently urges against the valve slide as well at the same time seals between socket and housing. Since both the bushing and the valve slide are made of hard material exist, any sand that may appear will be pushed away to the side and under no circumstances can it settle in a soft part and grind the opposite sealing surface. The bushing, which is essentially fixed to the housing, is opposite the housing sealed by the sleeve-shaped seal, which "simultaneously represents the spring for pressing the bushing against the valve slide. The sleeve-shaped sealing ring can have such a shape have that the spring characteristic runs essentially flat in the area of the biases occurring. If so

aufgrund von Herstellungstoleranzen die Abmessungen schwanken, so ist der Anpreßdruck der Buchse an den Ventilschieber im wesentlichen konstant. Es können deshalb relativ große Dickentoleranzen zugelassen werden, was insbesondere bei der Herstellung von keramischen Platten als Ventilschieber bedeutsam ist.the dimensions fluctuate due to manufacturing tolerances, the contact pressure of the socket on the valve slide is im essentially constant. Relatively large thickness tolerances can therefore be permitted, which is particularly true in the case of the Manufacture of ceramic plates as valve spools is important is.

Die Aussparung sollte eine derartige seitliche Abmessung aufweisen, daß die Ausbauchung des hülsenförmigen Dichtringes nicht die Wandung der Aussparung erreicht. Bei dieser Gestaltung knißk der hülsenförmige Dichtring in der Mitte ab, ohne daß an dieser Stelle eine Abstützung an der Wandung der Aussparung erfolgt, was zur Folge hat, daß über ein Maximum hinweg eine fallende Kraft-Federweg-Kennlinie erreicht wird. Indem der Arbeitsbereich in dem Abknickbereich gewählt wird, wird die im wesentlichen konstante Knickspannung als Anpreßspannung verfügbar, wenn außer dem der hülsenförmige Dichtring eine angepaßte Höhen- und Dicken abmessung aufweist. Für Silikonkautschuk als hülsenförmiger Dichtring hat sich eine Form mit Innendurchmesser von 14, einer Dicke von 1 und einer Länge von 5,1 bei einem Außendurchmesser der Aussparung von wenigstens 19 als besonders brauchbar herausgestellt. The recess should have such a lateral dimension that that the bulge of the sleeve-shaped sealing ring does not reach the wall of the recess. Knißk with this design the sleeve-shaped sealing ring in the middle, without any support on the wall of the recess at this point, As a result, a falling force-spring-travel characteristic is reached over a maximum. By the work area is selected in the kink area, the substantially constant kink stress is available as a contact stress, if except which the sleeve-shaped sealing ring has an adapted height and thickness dimension. For silicone rubber as a sleeve-shaped Sealing ring has a shape with an inner diameter of 14, a thickness of 1 and a length of 5.1 with an outer diameter the recess of at least 19 turned out to be particularly useful.

Um den hülsenförmigen Dichtring in der Aussparung geschützt unterzubringen, ist es zweckmäßig, die Aussparung mittels der Buchse abzudecken. Zu diesem Zweck weist die Buchse einenIn order to accommodate the sleeve-shaped sealing ring in a protected manner in the recess, it is expedient to open the recess by means of the To cover the socket. For this purpose, the socket has a

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Flanschrand mit einem Außendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser der Aussparung und einen Führungskern mit Außendurchmesser entsprechend dem Innendurchmesser der Aussparung auf. Bei dieser Gestaltung der Buchse wird außerdem die Montage des hülsenförmigen Dichtungsringes erleichtert, da dieser auf den Führungskern geschoben werden kann und zusammen mit der Buchse im Ventilgehäuse eingebaut wird.Flanged edge with an outer diameter corresponding to the outer diameter of the recess and a guide core with Outside diameter corresponding to the inside diameter of the recess. In this design the socket is In addition, the assembly of the sleeve-shaped sealing ring is made easier because it is pushed onto the guide core can and is installed together with the socket in the valve housing.

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:The innovation is described using the drawing. Included shows:

Fig. 1 das Ventil, teilweise geschnitten, Fig. 2 eine um 90° gedrehte Ansicht des Ventils, Fig. 3 eine vergrößerte Einzelheit und Fig. 4 ein Kraft-Federweg-Diagramm.1 shows the valve, partially in section, FIG. 2 shows a view of the valve rotated by 90 °, FIG. 3 shows an enlarged detail and FIG. 4 shows a force-spring travel diagram.

Ein kastenförmiges Gehäuse 1 weist Anschlüsse 2, 3 für zu- und abgeführtes Wasser auf, die zum Anbringen von Schläuchen oder anderen Fortleitungsmitteln ausgebildet sind. Am Gehäuse ist ein Träger 4 befestigt, an dem ein Betätigungshebel 5 angelenkt ist. Eine Schubstange 6 mit Abwinklung 6a ist an dem Betätigungshebel 5 angelenkt und kann mit diesem verschoben werden. Die Schubstange führt in abgedichteter Ifeise ins Innere des Gehäuses 1 und ist mit einer verschieblich gelagerten Keramikplatte 7 verbunden. Die Keramikplatte 7 wird durch eineA box-shaped housing 1 has connections 2, 3 for incoming and outgoing water, which are used for attaching hoses or other forwarding means are formed. A carrier 4 is attached to the housing, to which an actuating lever 5 is articulated is. A push rod 6 with angled portion 6a is articulated to the actuating lever 5 and can be moved with it will. The push rod leads into the interior in a sealed Ifeise of the housing 1 and is connected to a slidably mounted ceramic plate 7. The ceramic plate 7 is through a

Dichteinrichtung, "bestehend aus einem hülsenförmigen Dicht- ,„Sealing device, "consisting of a sleeve-shaped sealing,"

ring 8 und einer Buchse 9 gegen einen Ansatz 10 des Gehäuses ,· 1 gedrängt. Die Berührungsflächen der Teile 7, 9 und 10 sind geschliffen oder anderweitig eben hergestellt, so daß der Wasserstrom zwischen den Anschlüssen Z und 3 abgesperrt werden kann. In der Keramikplatte ist ein trichterförmiger Durchlaß 7d vorgesehen, der mit einem breiten Ende nahe der Schubstange 6 beginnt und sich zu einem engen Spalt verjüngt. Durch Schwenken des Betätigungshebels 5 kann die Schubstange 6 weiter in das Gehäuse 1 hineinbewegt werden, so daß der Durchlaß 7d in den Bereich des Verbindungskanals zwischen den beiden Anschlüssen 2, 3 gelangt und mit diesem Teil eine einstellbar große Steueröffnung für den hindurchtretenden Wasserstrom bildet.ring 8 and a bushing 9 against a shoulder 10 of the housing, · 1 urged. The contact surfaces of the parts 7, 9 and 10 are ground or otherwise made flat so that the water flow between the connections Z and 3 can be shut off. In the ceramic plate, a funnel-shaped passage 7d is provided, which begins with a wide end near the push rod 6 and tapers to a narrow gap. By pivoting the operating lever 5, the push rod 6 can be moved further into the housing 1, so that the passage 7d reaches the area of the connecting channel between the two connections 2, 3 and with this part forms an adjustable large control opening for the water flow passing through.

In Fig. 3 ist die Dichteinrichtung näher dargestellt. Wie ersichtlich, weist das Gehäuse 1 im Bereich des Anschlusses 3 eine ringförmige Aussparung 11 auf, in welcher der hülsenförmige Dichtring 8 liegt. Die Aussparung 11 besitzt eine Bodenwand 11a, sowie äußere Wände 11bund 11c. Die Buchse 9 weist iIn Fig. 3, the sealing device is shown in more detail. As can be seen If the housing 1 has an annular recess 11 in the region of the connection 3, in which the sleeve-shaped Sealing ring 8 is located. The recess 11 has a bottom wall 11a and outer walls 11bund 11c. The socket 9 has i

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einen Flanschrand 9a und einen Führungskern 9b auf, welche i die Aussparung 11 abdecken und somit den Dichtring 8 einschließen. Wie ersichtlich, ist der Dichtring 8 ausbauchend vorgespannt, was durch entsprechende Formgebung des Dichtringes und entsprechende Bemessung der angrenzenden Teile 7, 9, 10 erreicht wird. Die Aussparung 11 ist in radialer Rich-a flange 9a, and a guide core 9b that cover i, the recess 11 and thus enclose the sealing ring. 8 As can be seen, the sealing ring 8 is pretensioned in a bulging manner, which is achieved by appropriate shaping of the sealing ring and appropriate dimensioning of the adjoining parts 7, 9, 10. The recess 11 is in the radial direction

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tung ausreichend weit, daß bei den vorkommenden Auswölbungen des Dichtringes 8 keine Berührung mit der Wand 11b zustande kommt.device sufficiently far that the occurring bulges of the sealing ring 8 no contact with the wall 11b comes.

In Fig. 4 ist ein Diagramm über die Federcharakteristik in dicken Strichlinien aufgezeichnet. Bis zu einem Federweg von etwa 0,6 mm ist die Kennlinie Kraft-Federweg im wesentlichen linear ansteigend, die Kurve flacht dann ab und erreicht bei etwa 0,9 mm ein Maximum und fällt schließlich wieder ab. Im Bereich von 0,6 bis 1,2 mm ist die Charakteristik relativ flach und es entspricht einem großen Federweg eine nur wenig zu- oder abnehmende Kraft. Der Bereich zwischen 0,6 und 1,2 mm wird als Vorspannungs- oder Arbeitsbereich des Dichtringes 8 verwendet, d.h. die Anpressung der Teile 7, 9, 10 untereinander ist relativ konstant, auch wenn die Abmessungen dieser Teile infolge Fertigungsungenauigkeiten um 0,6 mm schwanken sollten. Bei einem Innendurchmesser des Dichtringes 8 von 14 mm wird das erwünschte Verhalten mit einer Dicke D = 1mm und einer Länge L = 5> 1 mm erzielt, wobei der radiale Durchmesser des Flansche 9a bzw. der Aussparung 11 19 mm betrug. Aus Gründen der einfachen Montage war der Innendurchmesser des Dichtringes 8 um o, 2 mm enger als der Außendurchmesser des Führungskernes 9b, d.h. der Führungsring 8 blieb auf dem Führungskern 9b sitzen, ohne im wesentlichen durch diesen gespannt zu sein.In FIG. 4, a diagram of the spring characteristic is plotted in thick broken lines. Up to a travel of The force-spring deflection characteristic curve rises essentially linearly at about 0.6 mm, then the curve flattens out and reaches at about 0.9 mm a maximum and finally drops again. in the In the range from 0.6 to 1.2 mm, the characteristic is relatively flat and only a little corresponds to a large spring deflection increasing or decreasing force. The area between 0.6 and 1.2 mm is used as the preload or working area of the sealing ring 8 used, i.e. the pressing of the parts 7, 9, 10 with one another is relatively constant, even if the dimensions of these parts should fluctuate by 0.6 mm due to manufacturing inaccuracies. With an inner diameter of the sealing ring 8 of 14 mm, the Desired behavior with a thickness D = 1mm and a length L = 5> 1 mm achieved, the radial diameter of the flange 9a and the recess 11 being 19 mm. For the sake of simplicity Assembly, the inner diameter of the sealing ring 8 was 0.2 mm narrower than the outer diameter of the guide core 9b, i.e. the guide ring 8 remained seated on the guide core 9b without being essentially tensioned by it.

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In dem Diagramm sind noch -weitere Charakteristiken eingezeichnet, und zwar für den Fall» daß bei unveränderter Form des Dichtungsringes der Führungskern 15 mm beträgt, d.h. der Dichtring auf dem Führungskern bereits radial vorgespannt ist. In diesem Fall hat die Kurve etwa die gleiche Form wie zuvor, nimmt aber höhere Werte an. Wenn bei unveränderter Form des Dichtungsringes die Aussparung nicht ausreichend weit ist, stützt sich der Bauch an der Wandung 11b ab und die Charakteris^ verläuft sehr steil, wie mit der strichpunktierten Charakterist: dargestellt. Dies trifft auch zu, wenn die Dicke des Dichtungsringes zu groß ist, wie ebenfalls in dem Diagramm angegeben. Further characteristics are drawn in the diagram, for the case »that with the shape of the sealing ring unchanged, the guide core is 15 mm, i.e. the Sealing ring is already radially preloaded on the guide core. In this case the curve has roughly the same shape as before, but assumes higher values. If, with the shape of the sealing ring unchanged, the recess is not sufficiently wide, the belly is supported on the wall 11b and the characteris ^ runs very steeply, as shown by the dash-dotted characterist:. This is also true when the thickness of the sealing ring is too large, as also indicated in the diagram.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann der Verschiebeweg der Buchse 9 relativ zum Gehäuse 1 bei Zusanmendrückung des hülsenartigen Dichtungsringes 8 begrenzt werden, indem entweder der Flanschrand 9a mit einer Schulter 11c oder der Führungskern 9b mit einer Schulter 3a zusammenarbeiten.As shown in Fig. 3, the displacement of the bushing 9 relative to the housing 1 when the sleeve-like is pressed together Sealing ring 8 are limited by either the flange 9a with a shoulder 11c or the guide core 9b with a shoulder 3a work together.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Gehäuse 1 zweckmäßig aus zwei Teilen 2, 3 zusammengesetzt, welche Teile gleichzeitig die entsprechenden Anschlüsse für die Wasserzufuhr und -Abfuhr aufweisen. Auf diese Weise ist die Bearbeitung der Dichtflächen bei 10 sowie der Aussparung 11 gut zugänglich. Es sind natür-As can be seen from Fig. 1, the housing 1 is expediently composed of two parts 2, 3, which parts simultaneously have the appropriate connections for the water supply and drainage. This is how the sealing surfaces are machined at 10 and the recess 11 easily accessible. There are natural

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lieh auch andere Ausführungsformen von Gehäusen möglich. Die Ausbildung der Anschlüsse 2, 3 richtet sich im übrigen auch an die V/ünsche des Kunden und können weitgehend frei gestaltet sein. Statt der Betätigung der Schubstange 6 mittels des Hebels 5 ist auch eine andere Betätigung möglich, beispielsweise pneumatisch.also borrowed other embodiments of housings possible. The design of the connections 2, 3 is also based on the wishes of the customer and can be largely freely selected be designed. Instead of actuating the push rod 6 by means of the lever 5, another actuation is also possible, for example pneumatic.

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Claims

BLUMBACH; ^ ZWI PiWE R: Sa1RKH M (06121) 562943 / 56199B Telex 04-186237 Telegrams Paientconsuii Ranco Incorporated West Fifth Avenue Columbus, Ohio 43201 / USA Claims for protection

1. Valve for the water circuit of a vehicle, containing a housing with connections for the supplied and ati-led Water, a plate-like valve slide with a passage and a sealing device, characterized in that the sealing device by a bushing (9) and a sleeve-shaped sealing ring (8) is formed, which is biased in a recess (11) bulging and the bushing (9) resiliently pushes against the valve slide (7) and at the same time seals between the bushing (9) and the housing (1).

2. Valve according to claim 1,

characterized in that the recess (11) has such a diameter dimension has that the bulge of the sleeve-shaped sealing ring (8) does not reach the wall (11b) of the recess (11).

Munich: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-InQ. ■ P. Bergen Dipl.-Ing. Doctor of Law · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that that the sleeve-shaped sealing ring (8) has a height and thickness dimension in which the force-spring deflection characteristic has a maximum in the preload range.

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the sleeve-shaped sealing ring (8) has a shape with an inner diameter of 14,

Thickness 1,

Length 5.1 and in a recess (11)

is arranged with a diameter of at least 19.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the socket (9) has a flange edge (9a) with an outer diameter corresponding to the outer diameter of the recess (11) and a guide core (9b) with an outer diameter accordingly the inside diameter of the recess (11).

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the plate-like valve slide (7) and / or the socket (9) are made of ceramic.