JP2010507762A - 特に複数の枝管を備えた内燃機関の冷却水循環経路用の回転滑り弁および電気機械組立品 - Google Patents

特に複数の枝管を備えた内燃機関の冷却水循環経路用の回転滑り弁および電気機械組立品 Download PDF

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Abstract

本発明は特に内燃機関の複数の枝管を備えた冷却水循環経路用の複数の断面調節部材を有する回転滑り弁に関する。この弁には、断面調節部材2,3,4;24,25,38;102,103間で異なる回転角度が生じ、断面調節部材2,3,4;24,25,38;102,103が互いに連結された少なくとも１つの装置が設けられる。また、本発明は回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材と、シール手段を介して断面調節部材に密着する基本部材とを備えた回転滑り弁に関する。さらに、本発明は基本部材に回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材を備えた回転滑り弁に関する。最後に、本発明は回転滑り弁を備えた電気機械組立品に関する。
【選択図】図５

Description

本発明は特に複数の枝管と複数の断面調節部材を備えた内燃機関の冷却水循環経路用の回転滑り弁に関する。
また、本発明は回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材と、少なくとも１つのシール手段を介して断面調節部材に密着する基本部材とを備えた回転滑り弁に関する。
さらに、本発明は基本部材に回転自在に支承された断面調節部材を備えた回転滑り弁に関する。
最後に、本発明は電気機械組立品に関する。
技術の現状で知られる回転滑り弁においては、複数の断面調節部材を使用して異なった通過のために異なった通過開口を調節し、断面調節部材が互いに固定結合され、その結果、それぞれの断面調節部材が同一の回転運動を行い、その際に１つまたは複数の通過断面が調節されるか、または、それぞれの断面調節部材が１つのサーボモータで駆動および制御される。回転滑り弁は液状またはガス状の容積流量を調節するために、特にいずれの断面調節部材の外面にも少なくとも１つの通過開口を備え、この開口は断面調節部材の回転角度位置に応じて回転滑り弁のハウジングに形成された媒体用の接続管と協働することができる。その場合、回転角度位置に応じて通過断面はそれぞれの通過開口との重なりによって接続管に対して調節される。断面調節部材の固定結合に基づいて、異なった通過断面は互いに独立して調節することはできない。複数の調節部材を使用することは確かに容易であるが、しかしこの手段は大きな構造スペースを必要とし、かつコストがかかる。
流体媒体の不本意な流出を阻止するために、断面調節部材と基本部材との間にシール手段を挿入することは知られている。その場合、通常、弾性変形可能なシール要素が問題となる。その場合、シール要素は断面調節部材が回転運動しても常に断面調節部材および基本部材に密着する。しかし断面調節部材に対しシール手段を均一な力で押し付けることは回転滑り弁の形状の理由で調節が難しい。そのことから、断面調節部材・通過断面は通過の際に引っ掛かりおよび裏返しによって損傷するので、断面調節部材・通過断面の通過の際にシール要素に問題が生じる。
さらに、回転滑り弁では知られているように、少なくとも１つの断面調節部材が基本部材内に回転自在に支承される。その場合、通常、滑り軸受が断面調節部材の外面と基本部材の内面とによって形成される。それによって断面調節部材は基本部材内の少なくとも半径方向で支承あるいは案内される。滑り軸受によって確かに局部的な摩擦が発生するが、しかし適切に良好な材料の組合せによって摩擦を少なく保持することができる。しかしこの場合、冷却水循環経路に存在する固形体あるいは塵が断面調節部材と基本部材との間に挟まるという欠点が生じる。その結果、回転滑り弁が機能しなくなる。通常、この欠点は、滑り軸受の間隔を、断面調節部材と基本部材との間にできるだけ固形体が入らないように小さく選択することによって阻止される。しかし、これは高い製造経費と高い製造コストにつながる。それに代えて、間隔を、固形体が回転滑り弁の断面調節部材と基本部材との間を通過して送られるように大きく選択することも知られている。しかし、この場合、断面調節部材が基本部材内で傾斜し、それによって引っ掛かって動かなくなる事態となる。
したがって、本発明の課題は、個々の通過断面・開放が可能で前記欠点が回避できる、複数の断面調節部材を備えた回転滑り弁を創造することにある。
本発明のさらなる課題は、簡単な方法で前記欠点を回避し、耐久性と信頼性のあるシール手段を保証する、少なくとも１つの断面調節部材と１つの基本部材とを備えた回転滑り弁を創造することにある。
本発明のさらに別の課題は、基本部材内に断面調節部材が引っ掛かって動かなくなることが簡単で安価な方法で阻止される、基本部材に回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材を備えた回転滑り弁を創造することにある。
発明の基礎をなす課題は、断面調節部材を互いに連結し、断面調節部材間で回転角度の相違を生じさせる少なくとも１つの装置によって解決される。つまり、発明による回転滑り弁は、例えば断面調節部材の運動が隣接断面調節部材に伝達されるよう断面調節部材を互いに連結する装置を備える。その場合、装置は断面調節部材間で回転角度の相違を生じさせるように形成される。回転角度の相違を発生する装置を備えた２つの断面調節部材の連結によって、例えば、１：１でない断面調節部材の回転が、装置で連結された断面調節部材に伝達されることが達成される。このことは、異なった断面調節部材の回転角度位置が互いに直接依存するものでなく、断面調節部材および通過断面の個々の調節が互いに可能となる利点につながる。
発明の形態によると、装置は回転歯車装置である。
さらに、断面調節部材はそれぞれが回転歯車装置を介して互いに作用結合され異なった回転要素に配属される。その場合、回転歯車装置は、回転要素が異なった回転数で動かされる場合に有利となる。この場合は１つの回転要素のみが駆動される。それによって、断面調節部材の回転位置が互いに直接依存されずに個々の調節が可能になるという利点が生まれる。
回転歯車装置は減速歯車装置として形成されるのが有利である。これは、最初に駆動回転要素が、その回転歯車装置あるいは減速歯車装置を介して作用結合された第２の回転要素よりも単位時間当り大きい回転数で回転することを意味する。減速歯車装置の場合、回転要素は伝達歯車装置に比べて確かにさらにより速く回転させる必要があるが、したし回転トルクは小さく済み、その結果、駆動するための投入力は比較的少なくて済む。その場合、減速歯車装置は任意の伝達比（減速比）にすることができる。
回転歯車装置は２：１の回転減速にするのが有利であり、その結果、２つの回転要素によって１方の駆動回転要素は他方の回転要素の２倍で回転される。例えば、１方の回転要素を３６０°回転すると、他方の回転要素は１８０°しか回転しない。その結果、前記１方の回転要素は再び出口位置に戻ってきて、前記他方の回転要素は新しい位置にくる。それぞれの回転要素に配属された断面調節部材はそれぞれの回転要素の回転位置に依存して、ガス状および／または液状物質用のそれぞれ少なくとも１つの通過断面を開放する。断面調節部材の運動はそれぞれの回転要素の運動に対応するのが有利である。いずれの断面調節部材も例えば通過開口のある円筒状本体を備え、回転要素あるいは断面調節部材の一定の回転位置において、例えば冷却水系統の導管のように、通過開口が直接重なって最大の通過断面が開放されるように一致するさらなる構造部分の対応する通過開口を備える。回転要素を回転させると断面調節部材は（同様に）動き、その結果、両方の通過開口および、したがって通過断面の重なる領域は小さくなる。２つの断面調節部材および２つの対応する回転要素を備えた回転滑り弁の場合、これらは回転歯車装置あるいは減速比２：１で減速する減速歯車装置によって作用結合される。その場合、両方の断面調節部材は、例えば２つの異なった冷却水循環経路用にそれぞれ１つの通過開口を備え、以下のように調節できる。ある出口位置においてそれぞれの通過開口は、それぞれ最大の通過断面が開放されるような位置にある。１つの回転要素を１８０°回転させると、配属された通過断面は対応する断面調節部材によって閉鎖され、これに対して、別の回転要素は減速のため９０°しか回転せず、通過開口の形態に応じて依然通過断面が与えられる。これを完全に閉鎖するためには、前記１つの回転要素は３６０°回転しなければならず、その結果、配属される断面調節部材は再び同じ位置となり、前記１つの回転要素の調節が変わり、別の回転要素に配属された断面調節部材は１８０°回転し、その結果、配属された通過断面は閉鎖される。そのように、それぞれの通過断面は個々に開放または閉鎖あるいは調節することができる。当然、すでに述べたように、例えば４：１または６：１のように別の任意の伝達比にすることも考えられる。
これに代えて、回転歯車装置は例えば伝達比が１：２、１：４または１：６の伝達歯車装置として形成することも有利となる。ここでは、基本的にいずれの伝達比（伝達）も考えられる。
発明のさらなる形態によると、２つまたは３つの異なった回転要素が設けられ、その結果、２つまたは３つの通過断面を開放することができ、それによって２つまたは３つの流路、例えば異なった冷却水循環経路が調節可能になる。
第１の回転要素の断面調節部材が自動車のサーモスタットであるのが有利であり、このサーモスタットは回転位置に応じて内燃機関の小冷却水循環経路または大冷却水循環経路を開放する。この場合、大冷却水循環経路はラジエータおよび内燃機関に通じる冷却水循環経路を意味し、小冷却水循環経路は内燃機関のみに通じる冷却水循環経路を意味する。内燃機関の暖機運転の間は断面調節部材の対応する調節によって小冷却水循環路のみを開放するのが有利であり、その結果、内燃機関内の冷却水は急速に暖まる。第１の回転要素の断面調節部材の対応する調節によって、ラジエータに通じる冷却水循環経路の容積流量の計量が可能となり、その結果、特に有利な温度制御が実施できる。
発明のさらなる形態によると、第２の回転要素は暖房熱交換器・調節器として形成される。第２の回転要素の回転によって、暖房熱交換器・調節器は暖房熱交換器用の冷却水循環経路の接続管が開放または閉鎖されるように調節される。それによって、暖房熱交換器に通じる冷却水循環経路は開閉切り換えできる。
発明のさらなる形態によると、第３の回転要素の断面調節部材はオイルクーラ・調節器として形成される。これを使って自動車もしくは内燃機関のオイルクーラの冷却水循環経路は開放または閉鎖される。３つの回転要素間の減速歯車装置に基づいて、自動車の冷却系統の関連部品、すなわち暖房熱交換器、内燃機関の小冷却水循環経路あるいは大冷却水循環経路および／またはオイルクーラは互いに独立して調節される。この場合、サーモスタットは無段階に調節可能であり、暖房熱交換器・調節器およびオイルクーラ・調節器はサーモスタットなどの調節を変更しなくても完全に開放および／または閉鎖が可能であるように形成される。言い換えると、暖房熱交換器・調節器およびオイルクーラ・調節器が対応通過断面を完全に開放および／または閉鎖している間にも、サーモスタットの調節は有利に変更できる。サーモスタット、つまり第１の回転要素の断面調節部材が回転角度領域９０°に対応する通過断面に調節されると、第２の回転要素の断面調節部材、つまり暖房熱交換器・調節器は、４５°の回転角度に回転でき、この角度領域を超えると通過断面を完全に開放するかまたは閉鎖するように形成されなければならない。第３の回転要素の断面調節部材あるいはオイルクーラ・調節器の形成についても同じことが言える。
回転滑り弁の断面調節部材は流体力学的に互いに結合されるのが有利であり、その結果、異なった冷却水循環経路は共通の冷却水循環経路に有利に組み入れることができる。
第１の回転要素はサーボモータを使って駆動されるのが有利であり、その場合、サーボモータは減速歯車装置に基づいて小型でコンパクトにすることが可能となり、これで構造スペースおよびコスト面で有利となる。その場合、全部の断面調節部材を個々に調節するのに１つのサーボモータで十分である。その場合、サーボモータと回転滑り弁は共に電気機械組立品を形成する。
発明のさらなる形態によると、回転歯車装置は遊星歯車装置、傘歯車装置または平歯車装置として形成される。断面調節部材は、ある位置において全部の通過断面が閉鎖されて冷却水の容積流量が止まるように形成されるのが有利となる。それによって切り換えあるいは調節できるウォータポンプが節約できる。
断面調節部材は回転要素と一体に形成するのが有利とあり、それによって特に簡単な回転滑り弁が実現でき、これは一方ではスペースの節約となり、他方では組立てコストおよび製造コストが低くなる。
発明のさらなる形態によると、回転滑り弁は少なくとも１つの駆動断面調節部材と、歯車装置として形成された装置を介して前記駆動断面調節部材によって駆動される少なくとも１つの断面調節部材とを備え、前記歯車装置はいずれの断面調節部材の案内要素とも協働する少なくとも１つの歯車を備える。この場合、回転角度の違いが歯車装置を使って生じる。
被駆動断面調節部材の案内要素は全周にわたって、駆動断面調節部材の案内要素は少なくとも一部の周囲角度領域のみにわたって分配配置することが有利となる。つまり、被駆動断面調節部材は全周に分配して案内要素を備え、その結果、断面調節部材の運動は常に歯車の運動に直接連結され、あるいは被駆動断面調節部材は歯車の運動あるいは回転のみに依存して調節される。これに対し、駆動断面調節部材は少なくとも一部の周囲角度領域のみに分配配置された案内要素を備える。言い換えると、駆動断面調節部材は少なくとも案内要素の存在しない周囲角度領域を備える。これは、駆動断面調節部材は歯車と協働しない回転角度調節領域を備えることを意味する。これによって、駆動断面調節部材は回転運動を歯車または被駆動断面調節部材に伝達することなく、言うならば案内要素の存在しない周囲角度領域を通過して回転することができる。駆動断面調節部材はこの案内要素の存在しない周囲角度領域の周りを、被駆動断面調節部材から開放されて運動、調節あるいは回転できる。この場合、自由な回転角度が案内要素によって、特に案内要素の数によって構造的に決定される。被駆動断面調節部材を調節するためには、駆動断面調節部材をその案内要素が歯車と協働するように回転させ、その結果、歯車および被駆動断面調節部材が回転する。その場合、被駆動断面調節部材は、駆動断面調節部材の回転当り、駆動断面調節部材の案内要素を備えた周囲角度領域の周りで適切に調節される。駆動および被駆動断面調節部材の案内要素は周方向に見てそれぞれ互いに同一の間隔を適切に備える。
案内要素は断面調節部材の互いに向かい合う端部に配置されるのが有利となる。断面調節部材は円筒状の断面を適切に備え、少なくとも軸方向の領域に媒体が流れることができる。その場合、断面調節部材は互いに同軸に整列し、断面調節部材の２つの端部は向かい合う。歯車は簡単な方法で両方の断面調節部材と協働できるので、案内要素をこの端部に配置することによって歯車装置は特に小さいスペースで可能となる。
発明のさらなる形態において、断面調節部材の案内要素は半径方向案内突出部としてそれぞれの断面調節部材の外面に形成される。発明の好ましい実施形態では軸方向案内突出部として、特にそれぞれの断面調節部材の端面に形成される。この場合、案内要素は断面調節部材の間に、または断面調節部材の外面の内側または外側に配置されるように形成することができる。案内要素が軸方向および／または半径方向案内突出部として断面調節部材の外面の内側または外側に配置される場合は、断面調節部材はそれぞれ平面状端面を備えるのが有利であり、この平面状端面は隣接する断面調節部材の平面状端面に密着してシールを形成する。この場合、例えばＯリングなどのさらなるシール要素を追加して断面調節部材間に配置することができる。この場合、断面調節部材および平面状端面の案内要素は異なった半径上に適切に配置される。
歯車の回転軸は断面調節部材の回転軸に平行に延びるのが有利である。それによって第１に、狭い構造形状が保証され、第２に、駆動断面調節部材の回転運動が直接に、つまり回転方向が逆転することなく伝達され、これによって断面調節部材間にわずかな相対運動が発生するが、このことは特に前記シール手段では有利になる。
発明のさらなる形態によると、歯車装置は回転安全装置を備える。駆動断面調節部材あるいは駆動断面調節部材の案内要素は案内要素の存在しない周囲角度領域において歯車と結合しなく、そのため被駆動断面調節部材は自由に回転できるので、被駆動断面調節部材は不本意に調節されることが起こり得る。歯車の歯が駆動断面調節部材の案内要素の存在しない周囲角度領域にあれば、歯車の回転安全装置によって、被駆動断面調節部材のこのような調節あるいは回転は阻止される。
回転安全装置は歯車と駆動断面調節部材で形成されるのが特に好ましく、その結果、余分の要素の必要がなくなる。この場合、回転安全装置は直接、歯車に作用し、さらに歯車を介して被駆動断面調節部材に作用する。これによって特に簡単で費用のかからない回転安全装置が保証される。
駆動断面調節部材は少なくとも案内要素の存在しない周囲角度領域に、適切に案内要素と同じ半径上にある部分環状の安全軸方向突出部を備える。部分環状の安全軸方向突出部は、最初および／または最後の案内要素に、あるいは最も外側の案内要素を備えた断面調節部材の周囲角度領域に直接接続するのが好ましい。
案内軸方向突出部は安全軸方向突出部よりも軸方向にさらに突出することがさらに有利となる。これは、案内要素の存在しない周囲角度領域において安全軸方向突出部は案内軸方向突出部より後方にあることを意味する。この場合、安全軸方向突出部は案内要素の存在しない周囲角度領域にのみ設けられ、その結果、案内要素を備えた周囲角度領域の案内要素あるいは案内軸方向突出部の間に適切に深い空所が形成される。
歯車のいくつかの歯は、駆動断面調節部材と協働する歯車の側を軸方向に短く形成されることが好ましい。被駆動断面調節部材に向く側では全部の歯が軸方向に同一平面上で回転軸に垂直と考えられる平面で終わるので、その結果、被駆動断面調節部材の案内軸方向突出部と歯車との間で常にほぼ同一の接触が存在する。
駆動断面調節部材と協働する側では広幅の歯が一定の回転位置で安全軸方向突出部と協働する。歯車が駆動断面調節部材の案内要素の存在しない周囲角度領域にあるときは、特に広幅の歯は安全軸方向突出部と協働する。回転安全のために２つの広幅の歯の側面は安全軸方向突出部の外の外面で支持される。断面調節部材の別の回転位置では歯車の１つの広幅の歯が最も外側の案内軸方向突出部の外面で支持され、別の１つの広幅の歯が安全軸方向突出部の外面で支持される。
これに対し、狭幅の歯は安全軸方向突出部から軸方向に間隔を保つように形成あるいは配置されることが有利である。それによって、歯車の狭幅の歯は回転の際、回転安全位置の安全軸方向突出部を通過して運動あるいは回転することができる。回転安全位置において例えば２つの広幅の歯は安全軸方向突出部の外側の外面に支持され、その間にある歯車の１つまたは複数の狭幅の歯は安全軸方向突出部から離れている。
発明のさらなる形態によると、歯車装置は断面調節部材の流れ断面の外側に配置される。それによって、歯車装置およびしたがって全回転滑り弁の停止につながることになる、媒体で運ばれた例えば塵のような妨害要素が歯車装置に達せず媒体に残るので、機能の耐久性が保証される。この場合、回転滑り弁の前記形態は特に有利となり、歯車装置への媒体の侵入あるいは媒体を介した歯車装置の流動リンクを阻止するために、断面調節部材はより小さい半径で案内要素に配置された平面上でシールを形成する端面を備える。その上から歯車装置を有利な配置によって簡単な方法で覆うことができる。
歯車装置は適切に１：１の伝達装置を備え、断面調節部材間の回転角度相違は案内要素を備えた駆動断面部材の周囲角度領域の大きさだけで決まる。これによって特に簡単な解決手段が得られる。これに代えて、歯車装置は伝達歯車装置または減速歯車装置として形成することもでき、その結果、駆動断面調節部材の回転運動は一定の伝達比ｉ（ｉ≠１）で伝達される。これによって回転滑り弁のさらに異なった調節が達成できる。
発明に基づくさらなる課題は、シール手段はパッキン溝壁と、そこに隣接配置されたリップパッキンとを備え、パッキン溝壁はリップパッキンよりも硬く形成されることによって解決される。つまり、シール手段はリップパッキンとリップパッキンよりも硬いパッキン溝壁とを備えることになる。シール手段は、基本部材の通過断面あるいは通過開口を全周で取り囲むように基本部材に固定するのが好ましい。この場合、パッキン溝壁か同様に断面調節部材に有利に接してシール作用が達成される。つまり、これによって２重シールが実現され、より大きい硬度に形成されたパッキン溝壁が粗大シールとして、より小さい硬度に形成されたリップパッキンが微細シールとして作用する。その場合、パッキン溝壁はリップパッキンを例えば塵から保護する。断面調節部材・通過断面を通過するに際し、リップパッキンは技術の現状で知られるように弾性に形成されるが、リップパッキンの変形あるいは偏りがパッキン溝壁で制限され、その結果、リップパッキンは高い負荷を受けて動かなくなったり裏返しになったりはしない。
パッキン溝壁はリップパッキンよりも硬いあるいは弾性の少ない材料で構成されるのが有利である。つまり、パッキン溝壁およびリップパッキンは材料特性の異なった機能に基づいて、例えば粗大シール／微細シールのように前もって定められる。これに代えて、または追加して、パッキン溝壁および／またはリップパッキンの硬度はその形状で影響を与えるのが有利である。パッキン溝壁には例えば硬度を高める補強リブを備えることができる。同様に、リップパッキンおよび／またはパッキン溝壁の断面形状によって硬度を調節することが考えられる。
発明のさらなる形態によると、リップパッキンの両側にパッキン溝壁が隣接する。これによって、リップパッキンが動かなくなったり裏返しになったりすることから特に有利に保護するために、リップパッキンの両側への変形が制限される。リップパッキンの一方向または反対方向への変形の際にリップパッキンは一方または他方のパッキン溝壁に有利に押し付けられる。それによってパッキン溝壁はリップパッキンを支持し、過大負荷あるいは過大回転や引っ掛かって動かなくなったり裏返しになることを阻止する。
パッキン溝壁はＵ型パッキン溝の辺で形成され、リップパッキンはＵ型パッキン溝の内側にあることが好ましい。好ましくは一体に形成され、パッキン溝壁を形成するＵ型パッキン溝は取り扱いが簡単で組立てが容易である。その場合、辺はＵ型パッキン溝の溝底で互いに結合される。リップパッキンは既に述べたようにＵ型パッキン溝の内側にあるのが好ましく、その結果、リップパッキンは２つのパッキン溝壁によって、すなわち両側で取り囲まれる。リップパッキンはＵ型パッキン溝の溝底に配置され、そこに固定されるのが有利である。リップパッキンの溝底への固定は、例えば加硫、貼付けまたは専門家に知られた別の結合技術によって実現される。
パッキン溝壁を１つだけ設ける場合は、これはＬ型パッキン溝の実体部分であるのが好ましく、この場合、１辺がパッキン溝壁を、１辺がパッキン溝底を形成し、この溝底に、Ｕ型パッキン溝で上述したように、リップパッキンが取り付けられる。パッキン溝をＬ型またはＵ型に形成することで、リップパッキンの安定した信頼性のある案内が保証される。発明のさらなる形態によると、パッキン溝（Ｕ型またはＬ型）は、パッキン溝と回転滑り弁の基本部材との間に配置されたばね要素によって付勢される。それによってシール手段は断面調節部材に押し付けられ、パッキン溝に基づいて均一な押付け力が保証され実現される。
力が加わらない、つまり無荷重の状態において、リップパッキンは１つまたは複数のパッキン溝壁と１つあるいは複数の横間隔を保つ。それによって、リップパッキンは１つのパッキン溝壁に対して、あるいは両パッキン溝壁の間でリップパッキンが変形できる一定の運動遊び間隔が前もって与えられあるいは可能になる。横間隔を適当な大きさに選択すると、リップパッキンのパッキン溝から「外への垂れ下がり」が阻止される。
発明のさらに有利な形態によると、１つおよび／または複数のパッキン溝壁はテフロン（登録商標）で構成される。リップパッキンはエラストマー材料で構成されるのが好ましい。
前述の回転滑り弁の場合と同様に複数の断面調節部材には前述のように少なくともシール手段が設けられる。その場合、各断面調節部材および対応する断面調節部材と協働する各基本部材に対し、前述の実施形態の１つにより形成された少なくとも１つのシール手段が適切に介在する。
基本部材に回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材を有する発明による回転滑り弁は、断面調節部材が少なくとも半径方向において基本部材から間隔を保って配置されることを特徴とする。断面調節部材を基本部材から一定の半径方向間隔を保って配置することによって、第１に断面調節部材の傾斜が阻止され、第２に間隔に対応する断面調節部材と基本部材との間の隙間を適切に選択することができる。前述した基本部材に対する断面調節部材の半径方向間隔の他にも、例えば断面調節部材の端面と基本部材の端面との間の軸方向間隔を設けることもできる。
間隔の寸法は、冷却水循環経路内に入り込んで存在する固形体で決まる寸法が断面調節部材と基本部材との間に挟まらないように選択される。つまり、この場合、断面調節部材と基本部材との間隔は、特に冷却水循環経路に入り込んで存在する最大寸法の固形体が断面調節部材と基本部材との間に挟まる、および／または集まることのないように選択される。間隔を有利に選択することによって、固形体はむしろ断面調節部材と基本部材との間を通過して送られる。
発明のさらなる形態によると、断面調節部材は少なくとも１つのシャフト部分を備え、それを使って断面調節部材が基本部材に回転自在に支承される。断面調節部材には、基本部材に回転自在に支承され、好ましくは基本部材に断面調節部材の一定の支承を生じさせる２つのシャフト部分を備えるのが特に好ましい。１つまたは２つのシャフト部分は基本部材の対応する部分とともに回転滑り弁の軸受を形成する。軸受は滑り軸受であるのが有利である。その上に、少なくとも１つのシャフト部分と基本部材との間に少なくとも１つの転がり軸受を挿入することも考えられる。
シャフト部分は断面調節部材の端面に適切に配置される。両方のシャフト部分は断面調節部材のそれぞれの端面に配置されるのが好ましく、その結果、断面調節部材はシャフト部分の間に配置され両側が基本部材で支承される。両側を支承することで断面調節部材の傾斜が永久に阻止される。シャフト部分の直径は断面調節部材あるいは断面調節部材の外面の直径よりも小さくするのが有利となる。
発明のさらなる形態によると、回転滑り弁は、断面調節部材と基本部材との間に、特に前述したような少なくとも１つのシール手段を備える。互いに連結された複数の断面調節部材を有する前述の回転滑り弁の場合、前述したように基本部材内に断面調節部材が有利に支承され、その結果、いずれの断面調節部材も引っ掛かって動かなくなることから保護される。
電気機械組立品は回転滑り弁あるいは断面調節部材を駆動する少なくとも１つの電気駆動装置を設けることを特徴とする。駆動装置を使って１つあるいは複数の断面調節部材は独立して調節することができる。その場合、回転滑り弁と駆動装置との電気機械組立品は、内燃機関の、特に自動車の冷却水循環経路に簡単な方法で組み込まれたコンパクトなユニットを形成する。電気機械組立品は内燃機関あるいは自動車の全体温度管理の調節あるいは制御に使用することができる。
以下に本発明を複数の図面に基づいて詳細に説明する。
発明による３段式回転滑り弁を概略図で示す。 発明による回転滑り弁の作用原理を概略図で示す。 発明による回転滑り弁の作用原理を概略図で示す。 発明による回転滑り弁の作用原理を概略図で示す。 発明による回転滑り弁の作用原理を概略図で示す。 発明による３段式回転滑り弁の実施形態を示す。 周辺部を付けた３段式回転滑り弁を示す。 発明による回転滑り弁の別の実施形態を斜視図で示す。 回転滑り弁の被駆動断面調節部材を示す。 回転滑り弁の駆動断面調節部材を示す。 パッキンを設けた回転滑り弁の実施形態を示す。 Ｕ型パッキン溝を示す。 リップパッキンを付けたＵ型パッキン溝を示す。 有利なパッキンを断面で示す。 発明による回転滑り弁の別の実施形態を概略図で示す。 図１２の回転滑り弁を上面図で示す。
図１はそれぞれ回転要素５，６および７と一体に形成された３つの断面調節部材２，３および４を有する発明による３段式回転滑り弁１を概略図で示す。その場合、それぞれ２つの断面調節部材２，３および３，４は減速歯車装置８および９の形の回転歯車装置によって互いに作用結合される。第１の断面調節部材２はサーボモータ１０で駆動される。断面調節部材２は大冷却水循環経路１２の接続口１１および小冷却水循環経路１４の接続口１３と協働する。その際、断面調節部材２はここで図示しない開口を備え、この開口は断面調節部材２あるいは回転要素５の回転位置に応じて接続口１１または１３に一致し、その結果、両冷却水循環経路１２，１４の通過断面は開放または閉鎖あるいは調節される。ここで図示する３段式回転滑り弁１は自動車の温度管理用の制御ユニットを表す。その場合、小冷却水循環経路１４は自動車の内燃機関を通って導かれる冷却水循環経路であり、大冷却水循環経路１２は小冷却水循環経路１４と、追加して自動車のラジエータを通って配設される冷却水循環経路とから構成される。したがって、この場合サーモスタット１５を表す第１の断面調節部材２が調節でき、冷却水循環経路１２，１４が調節あるいは活性化でき、これによって冷却水温度が調節できる。その場合、通過断面は無段階に調節できるのが有利であり、その結果、それぞれの冷却水循環経路１２，１４の循環水流量を計量することができ有利となる。
第２の断面調節部材３は暖房熱交換器１７の接続口１６と協働し、同様に、ここで図示しない通過開口を備え、この開口は断面調節部材３あるいは回転要素６の回転位置に応じて通過断面が開放されるように接続口に一致する。それによって、暖房熱交換器１７の冷却水循環経路は同様に断面調節部材２で調節された冷却水循環経路に結合される。そのために断面調節部材２および３は流体力学的に互いに作用結合される。
断面調節部材３と流体力学的に有利な方法で結合される第３の断面調節部材４はオイルクーラ１９の冷却水循環経路の接続口１８と協働し、そのためここでは同様に図示しない通過開口を備え、この開口は、回転要素７あるいは断面調節部材４の回転位置に応じて開放されるように接続口１８に一致し、その結果、オイルクーラ１９の冷却水循環経路１９は同様に全冷却水循環経路２０に取り込まれる。第３の断面調節部材４はここで図示しない冷却水を供給するウォーターポンプに有利な方法で接続される。減速歯車装置８および９に基づき、異なった冷却水循環経路１２，１４，１７および１９は互いに独立して全冷却水循環経路２０に接続される。その場合、減速歯車装置８および９の減速比は２：１にするのが有利である。
断面調節部材３および４の通過開口は、一定の回転角度でそれぞれの通過断面を完全に開放または閉鎖するように形成されるのが有利である。例えば第１の断面調節部材２が９０°の領域を超えて対応する通過断面を調節するように形成される場合は、第２の断面調節部材３のこの通過開口は、断面調節部材３の回転が４５°のときに断面調節部材３に属する最大の通過断面が完全に開放または閉鎖されるように形成されなければならない。減速を考慮して、対応して断面調節部材３に当てはまる。
回転滑り弁の作用については図２ａから図２ｄに示す図解に基づいて詳細に説明する。図２ａは、互いに角度９０°で配置された大冷却水循環経路１２および小冷却水循環経路１４の接続口１１および１３を備えた図１の第１の断面調節部材２を概略断面で示す。その場合、矢印２１は断面調節部材２の通過開口の出口位置を意味する。この出口位置２１で通過開口は大冷却循環経路の接続口１１に一致し、その結果、この冷却循環経路が「活性化」する。図２ａから２ｄに示す矢印はそれぞれ通過開口または接続口の位置を表すことに注目されたい。断面調節部材２が位置２１’に回転することによって、つまり断面調節部材２の通過開口が位置２１’に９０°回転することによって、最初に開放された通過断面は閉鎖され、小冷却水循環経路１４の接続口１３を開放する新しい通過断面が開放される。通過開口および接続口１１および１３の形成に応じて、通過断面を完全に開放または閉鎖するために断面調節部材２を多かれ少なかれ回転しなければならない。
図２ｂには、ここで図示しない減速歯車装置８を介して断面調節部材２で駆動される断面調節部材３を概略断面図で示す。断面調節部材３の通過開口の出口位置は矢印２２で表し、また暖房熱交換器１７の冷却水循環経路の接続口１６の位置は矢印２２’で表す。断面調節部材２が図２ａに示す出口位置２１に位置するときは、断面調節部材３は出口位置２２に位置する。
断面調節部材を位置２１’まで９０°回転させると、暗面調節部材３は減速歯車装置に基づいて２：１の減速比で半分、つまり４５°回転し位置２２’にくる。このとき暖房熱交換器１７の冷却水循環経路用には通過断面は開放されない。そのために断面調節部材２あるいは回転要素５は減速歯車装置８の２：１の減速比に基づいて３６０°回転しなければならず、その結果、図２ｃに示す位置２１’に対応した位置２１”となり、その結果、流れ状態においては断面調節部材２には何も変化はない。これに対し、図２ｄに示すように、断面調節部材３は位置２２’から１８０°回転して位置２２”に至り、その結果、断面調節部材３の通過開口は暖房熱交換器１７の接続口１６に一致する。したがって、この場合、断面調節部材２で開放された通過断面を変化させずに暖房熱交換器１７を「活性化」することが可能となる。断面調節部材３の通過開口の有利な形成に基づいて、断面調節部材３によって開放される通過断面を変えることなく、断面調節部材２は通過断面の調節によって流量を調節することができる。同じ原理が、減速歯車装置９を介して互いに作用結合される断面調節部材３および４あるいは回転要素６および７に転用される。ここでは同様に減速が２：１に設定されるので、断面調節部材４は断面調節部材２の回転の１／４しか回転しない。断面調節部材４あるいは回転要素７を例えば１８０°回転させて、オイルクーラ１９を同様に全冷却水循環経路２０に接続する必要があるときは、断面調節部材１あるいは回転要素５は７２０°回転させなければならない。
したがって、自動車の冷却装置の異なった構成部品を互いに独立して冷却水循環経路に接続できるという利点が得られる。この場合、サーボ部材、すなわちサーボモータ１０は単に接続するだけでよい。それによって、必要スペースおよび費用に関して利点が得られる。減速歯車装置８および９はその場合、遊星歯車装置、傘歯車装置または平歯車装置として形成されるのが有利である。減速歯車装置８，９を使用することによって、サーボモータ１０は確かにより速く回転させる必要があるものの、わずかなトルクしか必要なくなり、その結果、サーボモータ１０は同様に有利に小型にすることができる。この場合、サーボモータ１０および回転滑り弁１はコンパクトな電気機械組立品を形成する。
図３には発明による３段式回転滑り弁２３を斜視図で示す。３段式回転滑り弁２３は略球状に形成された２つの断面調節部材２４および２５を備える。断面調節部材２４は円形状の通過開口２６を、また断面調節部材２５は円形状の通過開口２７および別の円形状の通過開口２８を備え、これらは上記実施例で述べたように、断面調節部材２４，２５の回転位置に応じて、ここでは図示しない接続口に一致する。その場合、断面調節部材２４および２５は回転要素として形成されるのが有利であり、遊星歯車装置２９を使用して２：１の減速比で互いに作用結合される。その場合、遊星歯車装置２９は断面調節部材２４および２５に少なくとも部分的に組み込まれるのが有利である。断面調節部材２４および２５はその端面においてそれぞれ通過開口３０，３１および３２、３３を備え、これらは断面調節部材を流体力学的に共通の冷却水循環経路に形成するために、それぞれ回転軸に垂直に配置される。その場合、遊星歯車装置２９の内歯車３４は通過開口３２に形成され、太陽歯車３５は遊星歯車３６を介してその内歯車３４と協働し、その遊星歯車フレームは断面調節部材２４に作用結合される。断面調節部材２５には、冷却水を適切に流すためウォーターポンプ３７が接続される。
断面調節部材２４には、接続口に一致する通過開口３９を備えた円板状の断面調節部材３８が軸方向に接続され、その結果、例えば内燃機関の小冷却水循環経路の冷却水が流れ込む。接続要素３８の裏側にはさらにサーボモータ４０が配置される。サーボモータ４０は断面調節部材３８の回転位置を調節し、ここでは見えない遊星歯車装置を介して２：１の減速で断面調節部材２４の回転位置を、さらに遊星歯車装置２９を介して断面調節部材２５の回転位置を調節する。
図４は図３の３段式回転滑り弁２３をさらに斜視図で示すが、接続装置４１も共に記入する。接続装置４１は３つの接続管４２，４３および４４を備え、接続管４２および４３は直接に断面調節部材２４および５に通じ、接続管４４からは接続管４２，４３および４４よりも小さい断面の別の接続管４５が同様に断面調節部材２５に通じる。接続管４２，４３および４５は断面調節部材２４，２５および３８とウォーターポンプ３７の一部とを取り囲む流れハウジング４６に接続する。ハウジング４６の形状は流れが好都合になるよう断面調節部材２４，２５および３８に適合する。接続装置４１は取付け要素４７を備え、それを使用して接続装置４１は例えば内燃機関ハウジングに固定することができる。
サーボモータ４０および遊星歯車装置２９を使用して断面調節部材２４，２５および３８は回転し、接続管４２、４３および４５の１つおよび通過開口２６，２８および２７の１つによって形成された少なくとも１つの通過断面が開放または閉鎖あるいは調節される。そのとき、図１および２に記入したように調節が行われる。当然、断面調節部材２４，２５および３８の別の形態、例えば発明による回転滑り弁２３の領域内で円筒状の断面調節部材２４，２５および３８のような形態も考えられる。図３および４に示す球状の断面調節部材２４および２５と円板状の断面調節部材３８との組合せによって発明による回転調節部材２３の有利でコンパクトな実施形態につながる。
図５に発明による回転滑り弁１０１の別の実施形態を斜視図で示す。回転滑り弁１０１は駆動面調節部材１０２および被駆動断面調節部材１０３を備え、これらはほぼ円筒状に形成され、それぞれ回転軸１０４の回りに回転自在に支承されて配置されている。言い換えると、断面調節部材１０２，１０３は互いに同軸上に整列される。断面調節部材１０２および１０３はその端部１０５あるいは１０６が近くに隣接して向かい合って配置される。駆動断面調節部材１０２はその外面１０７に互いにほぼ向かい合う２つの通過開口１０８および１０９を備え、この通過開口はここには図示しない内燃機関の冷却水循環経路の枝管の接続部と協働する。断面調節部材１０２の回転位置およびそれに伴い通過開口１０８あるいは１０９が接続口の１つと重なることによって、通過断面が開放される。断面調節部材１０２は、回転軸１０４の回りに断面調節部材１０２を回転させる、同様にここには図示しないサーボモータに作用結合される。断面調節部材１０３の外面１１０は同様に２つの通過開口１１１，１１２を備え、これらの開口は上記したように１つ以上の冷却水循環経路の対応する接続口と協働する。媒体、例えば内燃機関の冷却水循環経路の冷却水は例えば回転軸１０４に沿って断面調節部材に流れ込み、断面調節部材１０２および１０３の回転位置に応じて冷却水循環経路の対応する技管に分配される。被駆動断面調節部材１０３は歯車装置１１３を介して駆動断面調節部材１０２によって駆動される。歯車装置１１３は、回転軸１０４に平行に延びる回転軸１１５のまわりに回転自在に支承された歯車１１４を備える。歯車１１４は断面調節部材１０２および１０３のほぼ外側において向かい合う端部１０５および１０６に配置される。歯車装置は本実施形態では１：１の減速比を備える。
図６は端部１０５を見た斜視図で断面調節部材１０２および歯車１１４を示す。断面調節部材１０２は、その端部１０５の端面１１６の周囲領域において、案内軸方向突出部１１８として形成された複数の案内要素１１７を備える。案内軸方向突出部１１８はほぼ円柱状に形成され、その回転軸は回転軸１０４に平行に配置される。残りの案内要素のない周囲領域には断面調節部材１０２は部分環状の１つの安全軸方向突出部１１９を備え、この安全軸方向突出部１１９は案内軸方向突出部１１８の最も外側の案内軸方向突出部１２０に直接接続する。案内軸方向突出部１１８は断面調節部材１０２の端面１１６から安全軸方向突出部１１９よりもさらに突出する。
図７は端部１０６を見たさらなる斜視図で断面調節部材１０３および歯車１１４を示す。断面調節部材１０３はその端部１０６において端面１２１から突出し全周にわたって分配配置され案内軸方向突出部１２３として形成された案内要素１２２を備える。明瞭にする理由から、この場合、案内要素１２２／案内軸方向突出部１２３のすべてには符号を付けてはいない。
歯車１１４のいずれの第２の歯１２４も図５から７の本実施形態では、駆動断面調節部材１０２と協働する歯車１１４側１２５では軸方向に短かく形成される。断面調節部材１０３と協働する歯車１１４側１２６では歯車１１４の全歯は同一に形成され、その結果、いずれの歯も断面調節部材１０３の案内要素１２２あるいは案内軸方向突出部１２３と協働できる。したがって、断面調節部材１０３は常に歯車１１４に噛み合い、それによって断面調節部材１０３は歯車１１４と無関係には回転できない。
案内軸方向突出部１１８を備えた周囲角度領域に歯車が位置するように駆動断面調節部材１０２が回転すると、歯車の全歯は案内軸方向突出部１１８と協働し、その結果、回転運動あるいは力が歯車１１４に、したがって断面調節部材１０３にも伝達される。断面調節部材１０２が案内軸方向突出部１１８を備えた周囲角度領域外に回転すると、歯車１１４の短くあるいは狭幅に形成された歯１２４は軸方向に見て安全軸方向突出部１１９を外れて噛み合わないが、それに反し、広幅あるいは通常に形成された歯車１１４の歯１２７は図６に示すように安全軸方向突出部１１９と協働する。断面調節部材の回転運動によって広幅の歯１２７の１つが安全軸方向突出部１１９の外側の外面１２８に位置し、その結果、歯車１１４はこれ以上に回転しない。図６に示す回転位置において広幅の歯１２７の１つは安全軸方向突出部１１９の外面１２８上に位置し、広幅の歯１２７の別の１つは最も外側の案内軸方向突出部１２０上に位置する。この場合、その中間にある狭幅歯１２４は安全軸方向突出部１１９には軸方向に外れて噛み合わない。短くあるいは狭幅に形成された歯１２４は安全軸方向突出部１１９から軸方向に適切な間隔を有する。断面調節部材１０２が矢印１２９方向にさらに回転すると、案内軸方向突出部１２０の外面は好ましくは直接、外面１２８に移行するので、２番目の広幅の歯１２７が安全軸方向突出部１１９の外面１２８上に位置する。この有利な形成によって断面調節部材１０２は力が歯車１１４に伝達されることなく矢印１２９の方向にさらに回転される。したがって、安全軸方向突出部１１９および有利に形成された歯車１１４の歯１２４、１２７によって歯車１１４あるいは断面調節部材１０３の回転安全装置１３０が形成される。歯車１１４は断面調節部材１０３のいずれの回転位置においても断面調節部材１０３あるいは断面支持部材の案内要素１２２に噛み合っているので、歯車１１４が回転安全装置１３０で停止しているときは、断面調節部材１０３は回転しない。
図５ないし７に示すように回転滑り弁１０１を有利に形成することによって、断面調節部材１０２および１０３あるいは断面調節部材１０２および１０３で調節可能な通過断面を独自に調節／切り替えることが可能となる。駆動断面調節部材１０２を１回転させると、案内要素１１７を備えた周囲領域にほぼ対応する断面調節部材１０３が作動して回転する。断面調節部材１０３を１回転させるためには、断面調節部材１０２は３６０°回転を数回行わなければならない。特に案内要素１１７の数によって断面調節部材１０３の回転角度が決定される。断面調節部材１０２の案内要素のない周囲領域では断面調節部材１０２は断面調節部材１０３に無関係に回転できるので、その結果、通過断面は通過開口１０８および１０９を使用して独自に調節することができる。断面調節部材１０２の案内要素１１７が歯車１１４に噛み合っていないときは、断面調節部材１０３が自動あるいは不本意に回転あるいは切り替えられることが回転安全装置１３０によって可能になる。断面調節部材１０２および１０３あるいは断面調節部材１０２および１０３の通過断面の外側に歯車装置１１３あるいは歯車１１４を配置することによって、歯車装置１１３は回転滑り弁１０１内を流れる媒体／冷却剤で運ばれる塵から有利に保護される。
ここには図示しないさらに好ましい実施形態において、断面調節部材１０３に接続し、歯車装置１１３に相当する歯車装置を介して断面調節部材１０３に作用結合される少なくとも１つの別の断面調節部材が設けられる。この場合、断面調節部材１０３は別の断面調節部材に対しては駆動断面調節部材となり、したがって端部１０６に向かい合う端部が断面調節部材１０２の端部１０５に対応して形成され、この場合、また断面調節部材１０２の案内要素を備える周囲角度領域は当然変えることができる。歯車装置１１３は伝達または減速歯車装置として形成することも当然考えられる。基本的には上記したように多数の任意の断面調節部材は互いに作用結合されるが、この場合、通過断面の個々の調節には１つのサーボモータで十分である。ここに示す案内軸方向突出部１１８あるいは１２３に代えて案内要素１１７，１２２を歯車として形成することもできる。
図８に回転自在に支承された滑り部材２０２と基本部材２０３とを備えた回転滑り弁２０１を示す。この場合、滑り部材２０２は軸２０５の回りに回転自在に支承されるほぼ筒状の断面調節部材２０４として形成される。基本部材２０３は断面調節部材２０４の半径方向に向かうほぼ円筒状の短管２０６によって形成される。断面調節部材２０４に向く端部２０７において短管２０６あるいは基本部材２０３は断面調節部材２０４に適合した形状を備える。その際、短管２０６と断面調節部材２０４との間に設けたばね要素２０８およびシール手段２０９は、シール手段２０９のパッキン溝２１０がばね要素２０８で付勢されて断面調節部材２０４に押し付けられるように配置される。ばね要素２０８およびシール手段２０９あるいはパッキン溝２１０は環状に形成され、ここでは図示しない基本部材２０３の通過断面を取り囲む。図８ですでに述べた要素には図９ないし１１において同一の符号を付す。
図９はパッキン溝２１０を斜視図で示す。この場合、パッキン溝２１０はテフロン（登録商標）で構成されたＵ型のパッキン溝２１０で形成され、その場合、内側のパッキン溝壁２１１を作る辺２１２および外側のパッキン溝壁２１３を作る辺２１４はパッキン溝底２１５と一体に結合される。その場合、Ｕ型パッキン溝２１０はテフロン（登録商標）で作るのが好ましい。
図１０は別の斜視図でシール手段２０９の一部を示すが、Ｕ型パッキン溝２１０には例えばリップパッキン２１６が挿入される。その場合、リップパッキン２１６およびＵ型パッキン溝２１０はシール手段２０９を形成する。リップパッキン２１６はエラストマー材料で作るのが有利である。図１０ではリップパッキン２１６は切断状態で示されるので、その断面がよく分かる。異なった材料（エラストマー／テフロン（登録商標））によってパッキン溝壁２１１および２１３はリップパッキン２１６よりも硬く形成される。その場合、ここでは図示しない無負荷あるいは力のかからない状態では、リップパッキンとパッキン溝壁２１１および２１３との間に横間隔が示される。
図１１はシール手段２０９の一部を示し、図１０に示すようにリップパッキン２１６のほかに、パッキン溝２１０も断面で示される。リップパッキン２１６が運動、移動あるいは変形できるように、パッキン溝壁２１１および２１３に対するリップパッキン２１６の横間隔によってリップパッキン２１６は両方向に運動遊び間隔が与えられる。パッキン溝壁２１１および２１３の先端２１７および２１８は回転滑り弁２０１に組み立てられた状態で同様に図８に示すように断面調節部材２０４に密着するのが有利である。
滑り部材２０２あるいは断面調節部材２０４は外面に形成された複数の断面調節部材・通過断面２１９，２２０および２２１を備える。断面調節部材２０４はその端面に流れ媒体の接続管用の開口２２２および２２３を備える。断面調節部材・通過断面２１９，２２０および２２１は矢印２２４の方向に回転運動させることによって、短管２０６に形成された基本部材・通過断面に重なる位置に持ってこられる。基本部材・通過断面を通り短管２０６あるいは基本部材２０３を通って液体状または気体状の媒体は流れる。その場合、重なる断面は回転滑り弁２０１の調節された通過断面を形成する。この実施形態において回転角度が約９０°になるとシール手段２０９は断面調節部材２０４の外面に形成された開口２２０に来る。シール手段２０９を有利に形成することによってリップパッキン２１６の引っ掛かりおよび／または裏返しが阻止される。パッキン溝壁２１１および２１３はリップパッキン２１６よりも硬く形成されているので、断面調節部材２０４の回転運動によってリップパッキン２１６がパッキン溝壁２１１または２１３の１つに押し付けられてもリップパッキン２１６は対応するパッキン溝壁（２１１または２１３）によって支持される。有利なシール手段２０９によって媒体の漏洩は簡単な方法で阻止され、リップパッキン２１６の引っ掛かりおよび／または裏返しが阻止される。図示した短管２０６に代えて基本部材２０３は断面調節部材２０４を取り巻く、あるいは備える回転滑り弁・ハウジングとして形成することもできる。圧縮ばねとして適切に形成されたばね要素２０７によってパッキン溝２１０および、したがってリップパッキン２１６も同様に断面調節部材２０４に押し付けられ、その結果、全周で均一にシール作用が達成される。
リップパッキン２１６およびパッキン溝２１０の硬度を調節するための材料選択に代えて、リップパッキン２１６あるいはパッキン溝２１０の形状によってそれぞれの硬度に影響を与えることも同様に考えられる。
以上に記載したシール手段２０９は、図示しない別の実施形態において、図１ないし７に記載した少なくとも１つの回転滑り弁のシール手段として設けるのが有利である。
図１２は発明による回転滑り弁３０１の別の実施形態を概略断面で示す。回転滑り弁３０１は基本部材３０２とその中に回転自在に支承された断面調節部材３０３とを備える。断面調節部材３０３は前述の諸図面の断面調節部材のように空洞に形成され、その外面には通過開口３０４を備え、この通過開口３０４は断面調節部材３０３の一定の回転角度位置において基本部材３０２の通過開口３０５と重なる領域を作る。しかし、ここに図示する断面調節部材３０３の回転角度位置においては断面調節部材３０３の通過開口３０４が通過開口３０５に通じていない位置となっている。回転滑り弁３０１の作動において、例えば冷却水は、開口３０７を備えた断面調節部材３０３の端面３０８を通って矢印３０６の方向から断面調節部材３０３内に流れ込み、通過開口３０４と３０５とが対応する重なる領域となるときに矢印３０９の方向に流出する。不本意に冷却水が回転滑り弁から流出しないように、通過開口３０５の領域において断面調節部材３０３と基本部材３０２との間にシール手段３１０が挿入される。この場合、シール手段３１０は前述の諸図面のシール手段２０９に従って形成するのが有利である。
さらに断面調節部材３０３は２つのシャフト部分３１１および３１２を備え、シャフト部分３１１は端面３０８に配置され、シャフト部分３１２は端面３０８に向かい合う断面調節部材３０３の端面３１３に配置される。シャフト部分３１１および３１２の直径は断面調節部材３０３の外面３１４の直径よりも小さい。基本部材３０２は、シャフト部分３１１および３１２と共にそれぞれ滑り軸受３１７あるいは３１８を形成する２つの軸受を備える。したがって、断面調節部材３０３は基本部材３０２の両側において滑り軸受３１７，３１８で回転自在に支承される。
その場合、断面調節部材３０３は基本部材３０２と半径方向に間隔を保つように基本部材内に配置される。これは、断面調節部材３０３の周囲にわたって、断面調節部材３０３の外面３１４と基本部材３０２の内面との間に間隔ａが存在することを意味する。間隔ａは、冷却水循環経路に入り込んで存在する固形体で定まる寸法が断面調節部材３０３と基本部材３０２との間に挟まらないように選択するのが有利となる。間隔ａの寸法に応じてシール手段３１０の高さが選択され、その結果、シール手段３１０は常に断面調節部材３０３および基本部材３０２に密着する。断面調節部材３０３の両側の軸受によって、作動中に一方では断面調節部材３０３が引っ掛かって動かなくなったり傾いたりせず、他方では固形体が断面調節部材３０３と基本部材３０２との間に集まり、および／または挟まらないことが保証される。言い換えると、断面調節部材３０３は基本部材３０２内のシャフトによってこのために少なくとも半径方向に間隔を保って配置される。
基本部材３０２に対する断面調節部材３０３の軸方向の間隔は例えば、シャフト部分３１２上のシャフト肩３１９および／または基本部材３０２の当り止め３２０，３２１によって形成することができる。
図１３は図１２の断面Ａ−Ａに対応する断面調節部材３０３の端面３０８の上面図で回転滑り弁３０１を示す。この場合、断面調節部材３０３と基本部材３０２との間の全周にわたって間隔ａがあることが明瞭に分かる。
図１２および１３に記入した基本部材３０２内の断面調節部材３０３の収容あるいは配置は当然、図１ないし１１に示した回転滑り弁に対応して使用することができる。
１ ３段式回転滑り弁
２ 断面調節部材
３ 断面調節部材
４ 断面調節部材
５ 回転要素
６ 回転要素
７ 回転要素
８ 減速歯車装置
９ 減速歯車装置
１０ サーボモータ
１１ 接続口
１２ 大冷却水循環経路
１３ 接続口
１４ 小冷却水循環経路
１５ サーモスタット
１６ 接続口
１７ 暖房熱交換器
１８ 接続口
１９ オイルクーラ
２０ 全冷却水循環経路
２１ 出口位置
２１’ 位置
２１” 位置
２２ 出口位置
２２’ 位置
２２” 位置
２３ ３段式回転滑り弁
２４ 断面調節部材
２５ 断面調節部材
２６ 開口
２７ 開口
２８ 開口
２９ 遊星歯車装置
３０ 通過開口
３１ 通過開口
３２ 通過開口
３３ 通過開口
３４ 内歯車
３５ 太陽歯車
３６ 遊星歯車
３７ ウォーターポンプ
３８ 断面調節部材
３９ 通過開口
４０ サーボモータ
４１ 接続装置
４２ 接続管
４３ 接続管
４４ 接続管
４５ 接続管
４６ ハウジング
４７ 取付け要素
１０１ 回転滑り弁
１０２ 断面調節部材
１０３ 断面調節部材
１０４ 回転軸
１０５ 端部
１０６ 端部
１０７ 外面
１０８ 通過開口
１０９ 通過開口
１１０ 外面
１１１ 通過開口
１１２ 通過開口
１１３ 歯車装置
１１４ 歯車
１１５ 回転軸
１１６ 端面
１１７ 案内要素
１１８ 案内軸方向突出部
１１９ 安全軸方向突出部
１２０ 最外部の案内軸方向突出部
１２１ 端面
１２２ 案内要素
１２３ 案内軸方向突出部
１２４ 歯
１２５ 面
１２６ 面
１２７ 歯
１２８ 外面
１２９ 矢印
１３０ 回転安全装置
２０１ 回転滑り弁
２０２ 滑り部材
２０３ 基本部材
２０４ 断面調節部材
２０５ 軸
２０６ 短管
２０７ 端部
２０８ ばね要素
２０９ シール手段
２１０ Ｕ型パッキン溝
２１１ パッキン溝壁
２１２ 辺
２１３ パッキン溝壁
２１４ 辺
２１５ パッキン溝底
２１６ リップパッキン
２１７ 先端
２１８ 端
２１９ 断面調節部材・通過断面
２２０ 断面調節部材・通過断面
２２１ 断面調節部材・通過断面
２２２ 開口
２２３ 開口
３０１ 回転滑り弁
３０２ 基本部材
３０３ 断面調節部材
３０４ 通過開口
３０５ 通過開口
３０６ 矢印
３０７ 開口
３０８ 端面
３０９ 矢印
３１０ パッキン
３１１ シャフト部分
３１２ シャフト部分
３１３ 端面
３１４ 外面
３１５ 軸受
３１６ 軸受
３１７ 滑り軸受
３１８ 滑り軸受
３１９ シャフト肩
３２０ 当り止め
３２１ 当り止め
ａ 間隔

Claims (45)

  1. 特に内燃機関の複数の枝管を備えた冷却水循環経路用の複数の断面調節部材を有する回転滑り弁において、
    断面調節部材(2,3,4;24,25,38;102,103)で互いに連結された少なくとも１つの装置によって断面調節部材(2,3,4;24,25,38;102,103)間で異なった回転角度が生じる
    ことを特徴とする回転滑り弁。
  2. 前記装置は回転歯車装置であることを特徴とする請求項１に記載の回転滑り弁。
  3. 断面調節部材(2,3,4;24,25,38)はそれぞれ前記回転歯車装置を介して互いに作用結合され異なった回転要素(5,6,7)に配属されることを特徴とする請求項２に記載の回転滑り弁。
  4. 前記回転歯車装置は減速歯車装置(8,9)として形成されることを特徴とする請求項２または３に記載の回転滑り弁。
  5. 前記回転歯車装置は伝達歯車装置として形成されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  6. ２つまたは３つの前記回転要素(5,6,7)が存在することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  7. 回転滑り弁(1,23)は自動車の空気調和要素であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  8. 第１の回転要素(5)の断面調節部材(2)はサーモスタットとして形成されることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  9. 第２の回転要素(6)の断面調節部材(3)は暖房熱交換器・調節器として形成されることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  10. 第３の回転要素(7)はオイルクーラ循環経路・調節器として形成されることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  11. 少なくとも２つの断面調節部材(2,3,4;24,25,38)は流体力学的に互いに結合されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  12. 第１の回転要素(5;24)はサーボモータ(10;40)を使って駆動されることを特徴とする請求項３ないし１１のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  13. 前記回転歯車装置は遊星歯車装置(29)、傘歯車装置または平歯車装置として形成されることを特徴とする請求項２ないし１２のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  14. 断面調節部材(2,3,4)は回転要素(5,6,7)と一体に形成されることを特徴とする請求項３ないし１３のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  15. 少なくとも１つの駆動断面調節部材(102)と、歯車装置(113)として形成された装置を介して前記駆動断面調節部材(102)によって駆動される少なくとも１つの断面調節部材(103)とを備え、前記歯車装置(113)はいずれの断面調節部材(102,103)の案内要素(117,122)とも協働する少なくとも１つの歯車(114)を備えることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  16. 被駆動断面調節部材(103)の案内要素(122)は全周にわたって、駆動断面調節部材(102)の案内要素(117)は少なくとも一部の周囲角度領域のみにわたって分配配置されることを特徴とする請求項１５に記載の回転滑り弁。
  17. 案内要素(117,122)は断面調節部材(102,103)の互いに向かい合う端部(105,106)に配置されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の回転滑り弁。
  18. 案内要素(117,122)は案内軸方向突出部(118,123)として形成されることを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  19. 歯車(114)の回転軸(115)は断面調節部材(102,103)の回転軸(104)に平行に延びることを特徴とする請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  20. 歯車装置(113)は回転安全装置(130)を備えることを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  21. 回転安全装置(130)は少なくとも１つの歯車(114)と駆動断面調節部材(102)とによって形成されることを特徴とする請求項２０に記載の回転滑り弁。
  22. 駆動断面調節部材(102)は少なくとも１つの案内しない周囲角度領域において環状の安全軸方向突出部(119)を備えることを特徴とする請求項１５ないし２１のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  23. 案内軸方向突出部(118)は安全軸方向突出部(119)よりも軸方向にさらに突出することを特徴とする請求項１８ないし２２のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  24. 歯車(114)のいくつかの歯(124)は、駆動断面調節部材(102)と協働する歯車(114)の側(125)を軸方向に短かく形成されることを特徴とする請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  25. 広幅の歯(127)は一定の回転位置において安全軸方向突出部(119)と協働することを特徴とする請求項１５ないし２４のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  26. 狭幅の歯(124)は安全軸方向突出部(119)から軸方向に間隔を保つことを特徴とする請求項１５ないし２４のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  27. 歯車装置(113)は断面調節部材(102,103)の流れ断面の外側に配置されることを特徴とする請求項１５ないし２６のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  28. 歯車装置(113)は１：１の伝達装置を備えることを特徴とする請求項１５ないし２７のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  29. 歯車装置(113)は伝達歯車装置または減速歯車装置であることを特徴とする請求項１５ないし２８のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  30. 特に請求項１に記載の回転滑り弁であって、回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材と、少なくとも１つのシール手段を中間に取り付けて断面調節部材に密着する基本部材とを備え、
    シール手段(209)は少なくとも１つのパッキン溝壁(211,213)と、そこに隣接配置されたリップパッキン(216)とを備え、パッキン溝壁(211,213)はリップパッキン(216)よりも硬く形成される
    ことを特徴とする回転滑り弁。
  31. パッキン溝壁(211,213)はリップパッキン(216)よりも硬い、あるいは弾性の少ない材料で構成されることを特徴とする請求項３０に記載の回転滑り弁。
  32. リップパッキン(216)の両側にパッキン溝壁(211,213)が隣接することを特徴とする請求項３０または３１に記載の回転滑り弁。
  33. パッキン溝壁(211,213)はＵ型パッキン溝(210)の辺(212,214)で形成され、かつ、Ｕ型パッキン溝(210)の内側にリップパッキン(216)があることを特徴とする請求項３０ないし３２のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  34. パッキン溝壁(211,213)はＬ型パッキン溝(210)の辺(212,214)で形成され、かつ、リップパッキン(216)は別の辺(212,214)に配置されることを特徴とする請求項３０ないし３２のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  35. パッキン溝(219)と基本部材(203)との間にばね要素(208)が配置されることを特徴とする請求項３０ないし３４のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  36. リップパッキン(216)は荷重のない状態で１つまたは複数のパッキン溝壁(211,213)と１つあるいは複数の横間隔を保つことを特徴とする請求項３０ないし３５のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  37. １つおよび／または複数のパッキン溝壁(211,213)はテフロン（登録商標）で構成されることを特徴とする請求項３０ないし３６のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  38. リップパッキン(216)はエラストマー材料で構成されることを特徴とする請求項３０ないし３７のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  39. 特に内燃機関の冷却水循環経路用の、特に請求項１に記載され、基本部材内で回転自在に支承された少なくとも１つの断面調節部材を備えた回転滑り弁において、
    断面調節部材(303)は少なくとも半径方向において基本部材(303)から間隔を保って配置されることを特徴とする回転滑り弁。
  40. 間隔(a)の寸法は、冷却水循環経路内に入り込んで存在する固形体で決まる寸法が断面調節部材(303)と基本部材(302)との間に挟まらないように選択されることを特徴とする請求項３９に記載の回転滑り弁。
  41. 断面調節部材(303)は少なくとも１つのシャフト部分(311,312)、特に２つのシャフト部分(311,312)を備え、それを使って断面調節部材(303)が基本部材(302)に回転自在に支承されることを特徴とする請求項３９または４０に記載の回転滑り弁。
  42. シャフト部分(311,312)は断面調節部材(303)の端面(308,313)に配置されることを特徴とする請求項４１に記載の回転滑り弁。
  43. シャフト部分(311,312)の直径は断面調節部材(303)の直径よりも小さいことを特徴とする請求項４１または４２に記載の回転滑り弁。
  44. 断面調節部材(303)と基本部材(302)との間に、特に請求項３０に記載された少なくとも１つのシール手段(310)を介在することを特徴とする請求項３９ないし４３のいずれか１項に記載の回転滑り弁。
  45. 回転滑り弁(1,23,101,201,301)を駆動する電気駆動装置を設けることを特徴とする請求項１ないし４４のいずれか１項に記載の回転滑り弁を備えた電気機械組立品。
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