KR20230139799A - 로터리 밸브 - Google Patents

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KR20230139799A
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버커 알베르트
윈터 마티아스
쉐퍼 토르스텐
데이벨 플로리안
베른하드 올브리히 마티아스
투진 아르템
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티아이 오토모티브 테크놀로지 센터 게엠베하
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Abstract

밸브 챔버(3)를 갖는 밸브 하우징(2)을 포함하는 로터리 밸브(1)로서, 밸브 챔버(3)는 적어도 2개의 유체 개구들(5)이 제공되는 챔버 벽(4)을 가지고, 밸브 챔버(3)는 단면측상에 수납 개구(6)를 가지고, 밸브 챔버(3)는 밸브 코어(7)를 수용하고, 밸브 코어(7)에는 유체 개구들(5)과 상호 작용하는 채널 구조(8)가 제공되고, 밸브 코어(7)는 회전 이동 가능한 방식으로 밸브 챔버(3)에서 지지되고, 밸브 코어(7)는 연속적으로 회전 가능하다.

Description

로터리 밸브{Rotary valve}
본 발명은 밸브 챔버를 갖는 밸브 하우징을 포함하는 로터리 밸브에 관한 것으로, 밸브 챔버는 적어도 2개의 유체 개구들이 제공되는 둘레 벽을 가지고, 밸브 챔버는 단면측상에 수납 개구(receiving opening)를 가지고, 밸브 챔버는 밸브 코어를 수용하고, 밸브 코어에는 유체 개구들과 상호 작용하는 채널 구조가 제공되며, 밸브 코어는 회전 이동 가능한 방식으로 밸브 챔버에서 지지된다.
이러한 로터리 밸브는, 예를 들면, DE 10 2018 009 680 A1로부터 알려져 있다. 이러한 유형의 로터리 밸브들은 냉각제의 흐름을 제어하기 위해 냉각 회로들에서 종종 사용된다. 냉각 유체는 밸브 하우징에 제공된 유체 개구들을 통해 유입 및 유출할 수 있다. 밸브 코어에 제공된 채널 구조는 냉각제 흐름을 제어하고, 유체 개구들의 설계 및 수에 따라, 상이한 냉각 회로들이 활성화될 수 있거나, 체적 흐름이 조절될 수 있거나 흐름 방향이 조정될 수 있다.
로터리 밸브로서의 설계는 냉각제 흐름이 밸브 코어를 회전시킴으로써 조정되기 때문에 유리하며, 여기서 밸브 코어를 회전시키기 위한 대응하는 액추에이터는 간단한 방식으로 설계되고 쉽게 제어될 수 있다. 따라서, 로터리 밸브들 및 연관된 액추에이터들은 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 또한, 로터리 밸브들은 작은 설치 공간만을 필요로 한다.
플라스틱으로 로터리 밸브의 요소들을 형성하는 것이 또한 알려져 있다. 그러나, 높은 마찰력과 그에 따른 증가된 마모가 필요한 접촉 압력으로 인해 밸브 코어와 밸브 하우징 사이의 밀봉 접촉의 경우 발생하는 것이 문제가 될 수 있다. 다른 한편으로는, 밸브 코어가 밸브 하우징에 간극을 갖고 배열되는 경우, 회전에 필요한 힘과 마모가 감소되지만, 바람직하지 않은 누출이 밸브 하우징과 밸브 코어 사이의 틈을 통해 발생할 수 있다.
이러한 로터리 밸브들은 전기 이동성 분야의 온도 제어 회로들에 사용하는 것과 관련하여 특히 유리하다. 전기 자동차들의 높은 범위를 달성하기 위해서, 예를 들면, 전기 컴포넌트들의 온도를 제어할 필요가 있다. 온도가 제어될 필요가 있는 전기 자동차 컴포넌트들은 특히 배터리들뿐만 아니라, 전력 전자장치 또는 고속 충전 장치들의 플러그 연결부들이다. 배터리는 매우 작은 온도 스펙트럼에서만 최상의 가능한 용량을 갖는다. 따라서, 낮은 주위 온도에서 전기 자동차들의 배터리들을 가열하고 높은 외부 온도 또는 높은 부하 요건에서 냉각하는 것이 필요하다.
이러한 목적을 위해, 온도 제어 매질이 흐르는 온도 제어 회로를 제공하는 것이 알려져 있다. 요건들에 따라, 온도 제어 매질은 가열 장치에서 가열되거나 냉각 장치에서 냉각될 수 있다. 온도 제어 매질의 흐름은 로터리 밸브들에 의해 제어될 수 있다.
본 발명은 저렴하고 요건들에 적응될 수 있는 체적 흐름들을 허용하는 로터리 밸브를 제공하는 과제에 기초한다.
이러한 과제는 청구항 제 1 항의 특징들에 의해 해결된다. 종속항들은 유리한 실시예들에 관한 것이다.
본 발명에 따른 로터리 밸브는 밸브 챔버를 갖는 밸브 하우징을 포함하고, 밸브 챔버는 적어도 2개의 유체 개구들이 제공되는 둘레 벽을 가지고, 밸브 챔버는 단면측상에 수납 개구를 가지고, 밸브 챔버는 밸브 코어를 수용하고, 밸브 코어에는 유체 개구들과 상호 작용하는 채널 구조가 제공되며, 밸브 코어는 회전 이동 가능한 방식으로 밸브 챔버에서 지지되고, 밸브 코어는 연속적으로 회전 가능하다.
본 발명에 따르면, 채널 구조는 유체 개구들 사이의 유동 연통(flow-conducting connection)을 확립할 수 있고, 유체 개구들을 닫을 수 있고, 연속적인 회전성(rotatability)으로 인해, 유체 개구들이 유동 방식(flow-conducting manner)으로 부분적으로만 연결되는 중간 위치들이 또한 가능하다. 이는 체적 흐름들이 거의 연속적으로 변하도록 허용한다.
밸브 코어를 회전시킴으로써, 채널 구조와 유체 개구 사이의 유동 연통은 비례적으로, 바람직하게는 미리 결정된 간격들 내에서 변경될 수 있다. 연속적으로 회전 가능한 밸브 코어로 인해, 로터리 밸브는 비례 밸브를 형성하고, 유체 개구들은 밸브 코어의 회전에 의해 완전히 열리거나, 완전히 닫히거나 부분적으로 열릴 수 있다. 채널 구조의 설계 및 밸브 하우징에 대한 밸브 코어의 위치에 따라, 밸브 코어의 연속적인 회전성의 가능성은 유체 개구들이 부분적으로만 열리도록 허용하여, 체적 흐름이 감소된다. 또한, 유체 개구를 통해 밸브 코어로 들어가는 체적 흐름이 수개의 부분 체적 흐름들로 분할되는 것이 가능하고, 여기서 부분 체적 흐름들은 수개의 유체 개구들을 통해 밸브 코어를 떠난다.
수개의 유체 개구들이 챔버 벽에 제공될 수 있고, 여기서 유체 개구들은 선택적으로 밸브 코어의 회전에 의해 서로 유동 연통하게 될 수 있다. 로터리 밸브는 방향 제어 밸브를 형성하고 유체 개구들 사이의 체적 흐름들을 전환하거나 체적 흐름들을 부분 체적 흐름들로 분할할 수 있다.
특히 차량의 온도 제어 회로의 환경에서, 예를 들면, 차량의 다양한 컴포넌트들이 온도 제어 회로에 연결되는 것을 생각할 수 있고, 여기서 컴포넌트들의 온도 제어 요건들은 작동 상태에 따라 크게 달라질 수 있다. 예를 들면, 전기 자동차들에는 주변 조건들과 작동 상태에 따라 냉각 또는 가열되어야 하는 전기 모터들, 충전식 배터리들 및 전력 전자장치들이 장착된다. 본 발명에 따른 로터리 밸브는 필요에 따라 컴포넌트들에 온도 제어 매질이 공급되도록 허용한다. 밸브 코어의 비례 조정 기능으로 인해, 수개의 컴포넌트들에 온도 제어 매질의 부분적 체적 흐름들이 동시에 공급될 수 있다. 밸브 코어를 회전킴으로써, 채널 구조가 체적 흐름들의 흐름 방향들이 반전되는 방식으로 회전되는 것을 또한 생각할 수 있다.
바람직하게는, 밸브 코어는 액추에이터에 작동 가능하게 연결된다. 특히, 액추에이터가 전기 모터로서 설계되는 것을 생각할 수 있다. 액추에이터는 밸브 코어를 회전시키고, 액추에이터는 밸브 코어를 연속적으로 회전시키도록 설계된다. 그러나, 본 발명의 의미에서 연속적이라는 것은 또한 밸브 코어가 별개의 단계들로 조정될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 0.5° 내지 20°, 바람직하게는 1° 내지 15°, 및 특히 바람직하게는 1.5° 내지 10°의 간격으로의 회전 각도 조정들은 연속적인 것으로 이해된다. 로터리 밸브는 20° 각도로 밸브 코어의 조정이 유체 개구로 유입하거나 유체 개구로부터 유출되는 체적 유량에서 50%의 변화를 야기하는 이러한 방식으로 설계된다.
바람직하게는, 밸브 코어는 각각의 조정 간격에 대해 유체 개구로 유입 또는 유출되는 유체의 체적 유량에서 적어도 1% 내지 최대 20%, 바람직하게는 적어도 2% 내지 최대 15%, 특히 바람직하게는 적어도 3% 내지 12%의 변화가 있는 이러한 방식으로 조정된다. 채널 구조가 유체 개구들에 대해 중간 위치들을 가질 수 있는 것이 필수적이다.
액추에이터는 스테퍼 모터(stepper motor)로서 설계될 수 있다. 스테퍼 모터는 스테퍼 모터의 1 회전이 미리 결정된 수의 각도 단계들로 분할되도록 설계된다. 이는 밸브 코어의 위치가 스테퍼 모터로 감지되도록 허용할 수 있고 스테퍼 모터는 밸브 코어의 특정 위치들을 제어할 수 있다.
밸브 챔버는 원추형일 수 있다. 이러한 실시예에서, 밸브 코어는 바람직하게는 밸브 챔버와 합동이고 특히 챔버 벽을 향하는 에지들을 따라 외부에서 원추형 형상이다. 이는 밸브 코어와 밸브 하우징 사이에 아주 작은 틈만 있는 그러한 방식으로 밸브 코어가 밸브 하우징에 장착되도록 허용하고, 이는 누출의 위험을 감소시킨다.
밸브 챔버는 바람직하게는 챔버 벽 및 챔버 바닥에 의해 범위가 정해지고, 여기서 챔버 벽은 밸브 코어를 둘러싸고, 챔버 벽의 직경은 챔버 바닥에서 시작하여 수납 개구를 향해 넓어진다. 여기서, 밸브 코어가 특히 간단한 방식으로 밸브 챔버에 장착 가능하다는 것이 유리하다. 이러한 실시예에서, 밸브 코어의 외부 주변은 밸브 코어가 밸브 챔버로 완전히 푸시될 때까지 챔버 벽과 접촉하지 않는다. 이는 밸브 코어가 밸브 하우징으로 완전히 푸시될 때까지 밸브 코어와 밸브 하우징이 서로 닿지 않기 때문에 로터리 밸브의 조립을 간소화한다. 이는 또한 조립 중에 채널 구조와 같은 밸브 코어의 컴포넌트들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
외부 둘레의 측면상의 밸브 코어의 경계들은 밸브 하우징의 챔버 벽에 직접 접촉할 수 있다. 그러나, 특히 채널 구조의 영역에서 외부 둘레의 측면상의 밸브 코어의 경계들에 밀봉 윤곽이 제공되는 것을 또한 생각할 수 있다.
바람직하게는, 밸브 코어는 밸브 챔버에서 병진적으로 지지된다. 이러한 실시예에서, 작동 중에, 밸브 코어는 순수한 회전 운동, 순수한 병진 운동 또는 중첩된 병진 및 회전 운동을 수행할 수 있다. 중첩된 병진 및 회전 운동에서, 밸브 코어는 병진적으로 움직이고, 밸브 코어는 밸브 챔버와 밸브 코어의 원추형 설계의 경우 챔버로부터 이격된다. 이는 밸브 코어가 무시할 수 있는 마찰로 밸브 하우징에 대해 회전하도록 허용하는 틈을 생성한다.
밸브 코어의 조정은 바람직하게는, 먼저 병진 운동이 수행되는 방식으로 수행되고, 여기서 밸브 코어는 밸브 하우징의 챔버 벽으로부터 이격되고, 이후 밸브 코어의 회전 운동이 수행되어서, 채널 구조가 원하는 방식으로 유체 개구들과 맞추어 조정되고, 동시에 또 다른 병진 운동이 수행될 수 있고, 마지막으로, 또 다른 병진 운동이 수행되며, 여기서 밸브 코어는 밸브 코어의 외부 둘레가 거의 틈이 없이 밸브 하우징의 챔버 벽에 접촉하는 그러한 방식으로 밸브 하우징에 다시 삽입된다. 한편으로, 이는 적은 마모와 적은 마찰을 갖고 밸브 코어를 조정할 수 있게 한다. 또한, 유체는 누출을 방지하면서 밸브 하우징의 개구들 및 밸브 코어의 채널 구조를 통해 운반될 수 있다.
밸브 하우징은 콜렉터(collector)로 둘러싸일 수 있다. 이러한 경우, 콜렉터는 밸브 하우징의 외벽을 동시에 형성할 수 있다. 밸브 하우징으로 형성된 챔버 벽과 콜렉터 사이에 틈이 있을 수 있다. 이는 로터리 밸브가 한편으로는 특히 가벼우면서도 다른 한편으로는 기계적으로 안정적이게 한다.
밸브 하우징 및/또는 밸브 본체는 사출 성형 부품(injection molded part)으로서 형성될 수 있다. 그 결과, 밸브 하우징과 밸브 본체 둘 모두는 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 콜렉터는 폴리머 재료로 만들어지고 블로우-성형 부품(blow-molded part)으로서 설계될 수 있다. 이는 콜렉터가 복잡한 외부 기하학적 구조를 가지지만, 동시에 비용 효율적으로 제조하도록 허용한다.
밸브 하우징, 밸브 본체 및/또는 콜렉터는 바람직하게는 플라스틱으로 만들어진다. 바람직하게는, 사출 성형 가능한 열가소성 재료가 사용된다. 이는 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있는 로터리 밸브를 초래한다. 밸브 하우징 및 밸브 코어에 대한 바람직한 재료들은 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 또는 폴리아미드(PA)와 같은 플라스틱들에서 선택된다. 플라스틱들에는 첨가제들, 예를 들면, 유리 섬유들 기반의 섬유 보강재(fiber reinforcement)가 제공될 수 있다. 셀렉터 샤프트(selector shaft)는 바람직하게는 섬유-보강 플라스틱 재료로 형성된다. 대안적으로, 셀렉터 샤프트는 또한 금속 재료로 형성될 수 있다. 콜렉터는 바람직하게는 폴리프로필렌(PP)으로 형성된다. 밸브 코어에 채널 구조의 영역의 외부 둘레의 측면상에 밀봉 윤곽이 제공되는 한, 특히 밀봉 윤곽이 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer)로 형성되고 밸브 코어가 2-성분 사출 성형에 의해 생산되는 것을 생각할 수 있다.
유체 개구들은 바람직하게는 연결 피스들(connecting pieces)로서 설계된다. 연결 피스들은 파이프들 및/또는 호스들의 형태로 유체 라인들을 수용하는 데 적합하다. 이들은 이후 로터리 밸브에 쉽고 비용 효율적으로 연결될 수 있다.
밸브 코어에는 밸브 하우징과 연관된 에지들을 따라 밀봉 윤곽이 제공될 수 있다. 이는 밸브 코어와 밸브 하우징 사이의 누출을 방지한다. 밀봉 윤곽은 밸브 코어가 플라스틱으로 만들어진 2-성분 사출 성형 부품으로서 설계된 경우 특히 쉽고 비용 효율적으로 생산될 수 있다. 이러한 실시예에서, 밀봉 윤곽은 밸브 코어의 제조에 의해 한 단계에서 밸브 코어 상에 견고하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 온도 제어 회로는 전술된 유형의 적어도 하나의 로터리 밸브를 포함한다. 그러한 장치에서, 온도 제어 회로는 전기 자동차의 하나 이상의 컴포넌트들, 예를 들면, 재충전 가능한 배터리, 전력 전자장치들 또는 라인 또는 커넥터 컴포넌트의 온도를 제어할 수 있다. 이러한 컴포넌트들은 제한된 온도 간격 내에서만 최적의 성능을 나타내고 주변 조건들 및 성능 요건들에 따라 대응하여 가열되거나 냉각되어야 한다.
따라서, 온도 제어 장치는 이송 장치 외에 가열 장치 및 냉각 장치를 포함할 수 있다. 가열 장치 및 냉각 장치뿐만 아니라 온도가 제어될 필요가 있는 컴포넌트들이 로터리 밸브를 통해 제어된다. 비례 조정 가능성으로 인해, 체적 흐름들을 통과시키거나 전환하는 것이 가능할 뿐만 아니라 그들을 변경하는 것도 가능하다. 이는 각각의 컴포넌트에 대한 체적 흐름들을 필요에 따라 조정하도록 허용한다.
본 발명에 따른 로터리 밸브의 일부 실시예들은 도면들을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명된다. 이들은 각각 개략적으로 다음을 보여준다.
도 1은 로터리 밸브의 단면도.
도 2는 로터리 밸브의 3차원 단면도.
도 3은 로터리 밸브의 밸브 코어 상세도.
도 4는 로터리 밸브의 밸브 하우징 상세도.
도 5는 로터리 밸브의 콜렉터 상세도.
도 6은 제 1 위치에서 로터리 밸브의 측면도 및 평면도.
도 7은 제 2 위치에서 로터리 밸브의 측면도 및 평면도.
도 8은 제 3 위치에서 회전 밸브의 측면도 및 평면도
도면들은 공기 조절될 장치의 온도 제어 회로의 부품으로서 로터리 밸브(1)를 도시한다. 본 실시예에서, 로터리 밸브(1)는 전기 자동차의 온도 제어 회로의 부품으로서 전기 이동성 애플리케이션들에 사용된다. 이러한 경우, 로터리 밸브(1)는 전기 자동차의 전기 모터 드라이브의 온도 제어 회로에 통합되고 온도 제어 회로에서 전도된 매질의 체적 흐름들을 전력 전자장치들뿐만 아니라 배터리들 및 전기 모터들로 지향시킨다. 로터리 밸브(1)는 온도 제어 회로의 온도 제어 매질 흐름들을 수정하는 데 사용될 수 있다.
이러한 환경에서, 온도 제어 매질의 체적 흐름을 수정하는 것, 즉 이를 증가시키거나 감소시키는 것을 생각할 수 있다. 또한, 온도 제어 매질의 흐름 방향은 밸브 코어(7)를 회전시킴으로써 변경될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 로터리 밸브(1)는 온도 제어될 장비의 다양한 컴포넌트들에 개별적이고 특정하게 온도 제어 매질이 공급될 수 있고, 필요한 경우, 온도 제어 매질 흐름에서 분리될 수도 있는 방향 제어 밸브를 형성한다.
주변 온도 및 전력 요건들에 따라, 예를 들면, 온도 제어 매질 흐름은 처음에 배터리들로만 지향될 수 있고, 여기서 주변 온도들에 따라 배터리들을 냉각 또는 가열할 수 있다. 고전력 요건들에 대하여, 냉각제의 흐름은 전력 전자장치들 및 또한 전기 모터들로 지향되어 이들 컴포넌트들을 냉각할 수 있다. 냉각제 흐름의 수정은 로터리 밸브(1)에 의해 이루어진다. 이러한 경우, 로터리 밸브(1)는 수개의 솔레노이드 밸브들을 대체할 수 있어서, 온도 제어 회로가 비용 효율적인 방식으로 생산될 수 있다.
로터리 밸브(1)는 밸브 챔버(3)를 갖는 밸브 하우징(2)을 포함하고, 여기서 밸브 챔버(3)는 챔버 벽(4)을 갖는다. 6개의 유체 개구들(5)은 챔버 벽(4)에 제공된다. 밸브 챔버(3)는 회전 대칭으로 형성되고 실질적으로 원추형 챔버 벽(4)을 가진다. 수납 개구(6)는 밸브 코어(7)가 밸브 챔버(3)로 삽입되는 밸브 챔버(3)의 단면측상에 제공된다. 밸브 코어(7)에는 유체 개구들(5)과 상호 작용하는 채널 구조(8)가 제공된다. 밸브 코어(7)는 밸브 챔버(3)에서 회전 이동 가능한 방식으로 지지된다. 유체 개구들(5)과 맞추어 조정된 채널 구조(8) 및 밸브 챔버(3)의 위치에 따라, 상이한 수송 방향들은 유체 개구들(5)을 통해 유입 및 유출되는 유체에 대한 결과이다.
밸브 하우징(2)은 외부상에 콜렉터(14)로 둘러싸여 있다. 밸브 하우징(2), 밸브 코어(7) 및 콜렉터(14)는 열가소성 재료로 만들어진다. 밸브 하우징(2) 및 밸브 코어(7)는 사출 성형 부품들로서 형성된다. 콜렉터(14)는 블로우 성형 부품으로서 형성된다.
유체 개구들(5)은 연결 피스들로서 설계된다. 이와 관련하여, 유체 개구들(5)의 관형부는 콜렉터(14) 내로 연장된다. 콜렉터(14)는 또한 연결 피스들로서 형성된 대응 섹션들을 갖는다. 이들은 파이프라인들 또는 호스들을 수용하도록 설계된다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 로터리 밸브(1)의 단면도를 도시한다. 밸브 챔버(3)는 원추형이고, 밸브 코어(7)는 외부 둘레상에 밸브 챔버(3)와 합동이고, 따라서 또한 원추형이다. 밸브 챔버(3)는 챔버 벽(4) 및 챔버 바닥(9)에 의해 범위가 정해진다. 챔버 벽(4)은 밸브 코어(7)를 둘러싸고, 여기서 챔버 벽(4)의 직경은 챔버 바닥(9)으로부터 시작하여 수납 개구(6)의 방향으로 넓어진다. 밸브 코어(7)를 조정하고 유체 개구들(5)에 대해 채널 구조(8)를 회전시키기 위해, 밸브 코어(7)는 밸브 하우징(2)에 대해 병진 및 회전 양쪽 모두로 이동될 수 있다.
이러한 경우에, 밸브 코어(7)는 액추에이터에 작동 가능하게 연결된다. 액추에이터는 밸브 코어(7)를 회전하게 하고, 본 실시예에서는, 중첩된 회전 및 병진 운동을 수행할 수 있다. 병진 이동은 밸브 하우징(2)과 밸브 코어(7) 사이에 틈을 생성하여 밸브 코어(7)가 낮은 마찰로 밸브 하우징(2)에 대해 회전할 수 있도록 허용한다. 본 실시예에서, 액추에이터는 스테퍼 모터의 형태의 전기 모터이다. 액추에이터는 밸브 코어(7)가 양방향으로 연속적으로 회전되도록 허용하여, 채널 구조(8)와 유체 개구들(5) 사이의 유동 연통이 밸브 코어(7)를 회전시킴으로써 비례적으로 변경될 수 있다. 액추에이터는 밸브 코어(7)가 2°의 회전 각도 단계들 또는 간격들로 조정될 수 있는 그러한 방식으로 설계된다. 2°의 회전 각도 단계에 의한 조정은 유체 개구들을 통해 흐르는 유체의 5%만큼의 변경을 초래한다.
결과로서, 밸브 코어(7)의 채널 구조(8)는 유체 채널들이 채널 구조(8)와 완전히 또는 부분적으로만 흐름 연통하도록 회전될 수 있다. 따라서, 유체 개구들(5)은 밸브 코어(7)의 회전에 의해 선택적으로 서로 유동 연통될 수 있다. 이것은 온도 제어 매질의 흐름이, 예를 들면, 유체 개구들(5)을 통해 전기 자동차의 다양한 컴포넌트들을 향해 지향되는 부분 흐름들로 분할되도록 허용한다.
도 2는 로터리 밸브(1)의 단면도를 도시한다. 도 2에 따르면, 밸브 챔버(3)는 원추형이다. 밸브 코어(7)는 외부 둘레 측면상에 밸브 챔버(3)와 합동이고 따라서 또한 원추형이다. 밸브 챔버(3)는 챔버 벽(4) 및 챔버 바닥(9)에 의해 범위가 정해진다. 챔버 벽(4)은 밸브 코어(7)를 둘러싸고, 여기서 챔버 벽(4)의 직경은 챔버 바닥(9)으로부터 시작하여 수납 개구(6)의 방향으로 넓어진다.
밸브 코어(7)는 밸브 챔버(3)에서 회전 및 병진 양쪽 모두로 지지된다. 밸브 코어(7)를 조정하고 유체 개구들(5)에 대해 채널 구조(8)를 회전시키기 위해, 밸브 코어는 밸브 하우징(2)에 대해 병진 및 회전 양쪽 모두로 이동될 수 있다.
밸브 하우징(2)의 수용 개구(6)는 커버(16)에 의해 폐쇄되고, 셀렉터 샤프트(10)는 커버(16)를 관통하여 돌출한다. 셀렉터 샤프트(10)는 밸브 코어(7)에 회전 불가능하게 연결된다. 이러한 목적을 위해, 회전 요소(15)는 밸브 코어(7)에 제공된 오목부(21)에 맞물리는 셀렉터 샤프트로 형성된다. 외부 둘레의 측상에, 회전 요소(15)는 오목부(21)의 내부 둘레에 형성된 일치하는 톱니들과 맞물리는 톱니들을 가지고, 그에 의해 토크가 셀렉터 샤프트(10)로부터 밸브 코어(7)로 전달되게 한다. 커버(16)와 밸브 코어(7) 사이에는, 밸브 코어(7)를 챔버 바닥(9) 쪽으로 가압하는 스프링(17)이 배열된다.
도 3은 도 2에 따른 로터리 밸브(1)의 밸브 코어(7)를 상세히 도시한다. 밸브 코어(7)에 톱니가 제공된 오목부(21)를 볼 수 있다. 밸브 코어(7)에는 밸브 하우징(2)을 향하는 에지들의 영역에 열가소성 엘라스토머의 밀봉 윤곽이 제공된다. 밸브 코어(7)는 플라스틱으로 만들어진 2-성분 사출 성형 부품으로서 설계된다.
도 4는 로터리 밸브(1)의 밸브 하우징(2)을 상세하게 도시하고, 도 5는 로터리 밸브(1)의 콜렉터(14)를 상세하게 도시한다.
도 6은 로터리 밸브(1)의 일 실시예를 도시하고, 이는, 그의 컴포넌트들에 관하여, 상기에 도시된 로터리 밸브(1)와 유사한 방식으로 설계된다. 여기에 도시된 로터리 밸브(1)에서, 밸브 코어(7)는 연속적으로 회전 가능해서, 밸브 코어(7)가 밸브 하우징(2)에 대해 임의의 각도 위치를 가질 수 있다. 밸브 코어(7)의 회전 운동은 셀렉터 샤프트(10)에 배열된 스테퍼 모터의 형태로 액추에이터에 의해 수행된다. 상부 도면은 단부에서 측면도를 도시하고 하부 도면은 단부에서 평면도를 도시하고, 여기서 단부 평면은 상부 유체 개구들(5)을 통과한다.
본 실시예에서, 밸브 코어(7)에는 채널 구조(8)가 제공되고, 여기서 채널 섹션은 밸브 코어(7)의 중심축을 통과한다. 이는, 예를 들면, 다른 것 위에 하나가 배열된 유체 개구들(5) 사이의 체적 흐름을 지향시키는 것을 가능하게 한다. 도 7에 도시된 위치에서, 밸브 코어(7)는 0도로 회전되고, 이는 특히 하부 도면에서 볼 수 있다. 하부 도면에서, 밸브 코어(7)의 채널 구조(8)가 왼쪽 측면상의 유체 개구(5)에 대해 완전히 열린 것을 또한 볼 수 있고, 채널 섹션의 방향으로 이러한 유체 개구(5)를 통해 유입하는 온도 제어 매질은 중심축의 영역에 도달한다. 마찬가지로, 채널 구조(8)는 오른쪽 측면상의 유체 개구(5)에 대해 완전히 열린다. 여기에 도시된 로터리 밸브(1)는 5/6-방향 밸브(5/6-way valve)를 형성한다.
도 7은 밸브 코어(7)가 15도만큼 회전된 도 6에 따른 로터리 밸브(1)를 도시한다. 유체 개구들(5)이 채널 구조(8)의 채널들과 부분적으로만 맞추어 조정되어서, 체적 유량이 도 6에 도시된 위치에 비해 감소된 것을 알 수 있다. 또한, 오른쪽 유체 채널(5) 및 왼쪽 유체 채널(5)을 통해 유입하는 온도 제어 매질들은 채널 구조(8)에서 혼합되고 중심축에서 채널 단면 방향으로 함께 흐른다.
도 8은 밸브 코어(7)가 105도만큼 회전된 도 6에 따른 로터리 밸브(1)를 도시한다. 왼쪽 측면상의 유체 개구(5)는 채널 구조(8)와 약간만 맞추어 조정되어 있어서, 적은 체적 흐름만이 왼쪽 유체 개구(5)를 통해 밸브 코어(7)로 들어갈 수 있다. 그에 반해서, 오른쪽 측면상의 유체 개구(5)는 채널 구조(8)와 거의 완전히 맞추어 조정된다. 또한 이러한 위치에서, 오른쪽 유체 채널(5) 및 왼쪽 유체 채널(5)을 통해 유입하는 온도 제어 매질들은 채널 구조(8)에서 혼합되어 중심 축의 채널 단면 방향으로 함께 흐른다.
1 : 로터리 밸브 2 : 밸브 하우징
3 : 밸브 챔버 4 : 챔버 벽
5 : 유체 개구 6 : 수납 개구
7 : 밸브 코어 8 : 채널 구조
10 : 셀렉터 샤프트 14 : 콜렉터
16 : 커버 17 : 스프링

Claims (15)

  1. 밸브 챔버(3)를 갖는 밸브 하우징(2)을 포함하는 로터리 밸브(1)로서, 상기 밸브 챔버(3)는 적어도 2개의 유체 개구들(5)이 제공되는 챔버 벽(4)을 가지고, 상기 밸브 챔버(3)는 단면측상에 수납 개구(6)를 가지고, 상기 밸브 챔버(3)는 밸브 코어(7)를 수용하고, 상기 밸브 코어(7)에는 상기 유체 개구들(5)과 상호 작용하는 채널 구조(8)가 제공되고, 상기 밸브 코어(7)는 상기 밸브 챔버(3)에 회전 이동 가능한 방식으로 지지되는, 상기 로터리 밸브(1)에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)는 연속적으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)의 회전에 의해, 채널 구조(8)와 유체 개구들(5) 사이의 유동 연통(flow-conducting connection)이 비례적으로 가변되는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    다수의 유체 개구들(5)이 상기 챔버 벽(4)에 제공되고, 유체 개구들(5)은 선택적으로 상기 밸브 코어(7)의 회전에 의해 서로 유동 연통하게 될 수 있는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)는 액추에이터에 연결되는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 스테퍼 모터로서 설계된 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 챔버(3)는 원추형인 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)는 외부 둘레의 측면상에서 원추형인 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 밸브 챔버(3)는 상기 챔버 벽(4) 및 챔버 바닥(9)에 의해 범위가 정해지고, 상기 챔버 벽(4)은 상기 밸브 코어(7)를 둘러싸고, 상기 챔버 벽(4)의 직경은 상기 챔버 바닥(9)에서 시작하여 상기 수납 개구(6)의 방향으로 넓어지는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)는 회전 및/또는 병진 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징(2)은 외부상에 콜렉터(14)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 하우징(2), 상기 밸브 코어(7) 및/또는 상기 콜렉터(14)는 폴리머 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 개구들(5)은 연결 피스들(connecting pieces)로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)에는 상기 밸브 하우징(2)과 연관된 에지들을 따라 밀봉 윤곽이 제공되는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 밸브 코어(7)는 폴리머 재료로 만들어진 2-성분 사출 성형 부품(2-component injection-molded part)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 로터리 밸브.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 로터리 밸브(1)를 포함하는, 온도 제어 회로.
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