WO2014184093A1 - Rotationsventil - Google Patents

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WO2014184093A1
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rotary valve
housing
valve according
valve body
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Inventor
Rudolf Angerer
Friedrich Atschreiter
Andreas Auinger
Philipp ENGL
Hannes HOFSTETTER
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Magna Powertrain Ag & Co Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/08—Details
    • F16K5/14—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K5/18—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces
    • F16K5/181—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces with the housing or parts of the housing mechanically pressing the seals against the plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0457—Packings
    • F16K5/0464—Packings in the housing

Definitions

  • the present invention relates to a rotary valve of the type of claim 1.
  • Rotary valves are used within motor vehicles to control the flow of coolant.
  • the valve housing at least one opening, for example.
  • inflow an input channel, a in
  • Sheath of the cylindrical valve body arranged control port corresponds depending on the pivoting position of the cylinder with the housing opening, thereby the flow is controlled.
  • Such a rotary valve is known from DE 10 2009 004 157 B3.
  • the area of the housing opening must be sealed against the valve body, as otherwise there will be leaks and liquid will escape.
  • sliding sealing bushes are used on the valve body, which are pressed under spring force against the valve body.
  • the solution of the above object is achieved by a rotary valve having the features of claim 1. Further developments emerge from the subclaims.
  • the rotary valve according to the invention comprises an annular sealing body having a cylindrical valve body associated side which slidably abuts the surface of the valve body, wherein the sealing body is inserted into an opening of the housing receiving the valve body, wherein the sealing body with an elastic force against the Valve body is pressed, and wherein the sealing body is movably mounted in the receiving opening in the direction of the valve body.
  • the sealing body is pressed by means of a spring, a spring element against the valve body.
  • the spring, the spring element is arranged surrounding the annular sealing body.
  • the spring is preferably a helical spring which, in the form of a plurality of turns, presses the sealing body surrounding the latter against the valve body.
  • the spring, the spring element can in particular act on this via an expansion edge of the sealing element and press the seal, the sealing element against the valve body.
  • the bias is effected by a sheet metal insert carrying the sealing body in the receiving opening.
  • the sheet metal insert, the carrier can in this case molded spring structures in the area surrounding the sealing body and / or in the support area have with respect to the housing.
  • Figure 1 shows a section through an annular sealing body DR.
  • the sealing body consists of a lubricious and non-slip material, preferably made of plastic.
  • On the cylindrical valve body - above, not shown - facing side of the sealing body DK is designed saddle-shaped, so that it can slide with its surface sealingly on the circumference of the valve body.
  • the inlet channel is not shown - the sealing body DK is straight.
  • the sealing body DK sits with its lower portion straight movable in a cylindrically shaped channel of a receiving opening A ⁇ of the housing GH of the valve.
  • the arrow indicates the direction of flow of the fluid to be controlled by the valve.
  • the sealing body DK has on the side of the valve body on an enlarged collar B, whose diameter is greater than the inner diameter of the receiving opening A ⁇ . With this extended collar B - with the underside of this collar B being straight - the sealing body DK rests on a straight seat of the inner wall of the housing GH. Between the underside of the federal B of the sealing body DK and the support of the housing GH an existing elastic material sealing ring DR is arranged by the elasticity of the sealing body DK is pressed against the valve body, not shown. The direct ring DR furthermore seals off the inlet region-in FIG. 1, below-against the inner region of the housing GH of the valve.
  • FIG. 2 shows the sealing body DK separately in perspective view. With the upper, saddle-shaped sliding contour of the sealing body DK is applied to the, not shown, cylindrical valve body.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention.
  • the sealing body DK is cylindrical in outer diameter.
  • the top of the sealing body DK is saddle-shaped according to the valve body - not shown.
  • the outer diameter of the sealing body is adapted to the diameter of the receiving opening A ⁇ in the housing GH.
  • the sealing body DK is mounted so straight-movable in the receiving opening A ⁇ relative to the valve body of the valve.
  • the sealing body DK has on its outer circumference an annular pit GR in the manner of a groove.
  • This pit GR is just like the bottom of the sealing body DK designed.
  • In the group GR engages a folded edge of a carrier made of a sheet metal part. Between the lower edge of the support part T and the lower edge of the pit GR, a sealing ring DR is inserted.
  • the carrier part comprises the outer region of the sealing body DK and sits with a bevelled edge R on the inside of the housing GH of the valve.
  • FIG. 5 shows the edge of the carrier part, which is not shown in the pit GR, in detail.
  • the spring effect of this articulation results essentially by the folded edge in the pit GR.
  • FIGS. 6 and 7 show further possibilities of forming the carrier part T for increasing the resilient adjusting force with which the sealing body - not shown - is pressed against the valve body.
  • the left side of the representation according to Figure 5 is shown in each case.
  • the edge R of the supporting part T resting on the housing GH is folded over twice to form an intermediate space. This results in a spring action acting in this area.
  • FIG. 8 shows an embodiment in which the sealing body DK is pressed against the valve body with a spring F supported on the housing GH.
  • the spring F acts on the underside of an enlarged federal B and is supported within the receiving opening A ⁇ on a shoulder S.
  • the sealing body thus has substantially a shape, as shown in the embodiment of Figure 1 and Figure 2.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotationsventil zur Steuerung eines Fluides, insbesondere zur Steuerung eines der Kühlung des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges dienenden Fluides, mit einem ringförmig gestalteten Dichtungskörper (DK), der eine dem zylinderförmigen Ventilkörper zugeordnete Seite aufweist, welche gleitend an der Oberfläche des Ventilkörpers anliegt, wobei der Dichtungskörper (DK) in eine Aufnahmeöffnung (AÖ) des den Ventilkörper aufnehmenden Gehäuses (GH) eingesetzt und in dieser Öffnung (AÖ) in Richtung des Ventilkörpers beweglich gelagert ist, wobei der Dichtungskörper (DK) mit Kraft gegen den Ventilkörper gedrückt ist.

Description

Rotationsventil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotationsventil der Art von Anspruch 1 .
Rotationsventile dienen innerhalb von Kraftfahrzeugen der Steuerung des Kühlmittelflusses. Ein zylinderförmiger, in einem Ventilgehäuse drehbar gelagerter Ventilkörper, ein Drehschieber regelt den Durchfluss. Dazu weist das Ventilgehäuse wenigstens eine Öffnung bspw. als Zufluss, einen Eingangskanal auf, eine im
Mantel des zylinderförmigen Ventilkörpers angeordnete Steueröffnung korrespondiert je nach Verschwenkstellung des Zylinders mit der Gehäuseöffnung, dadurch wird der Durchfluss gesteuert. Ein derartiges Rotationsventil ist aus der DE 10 2009 004 157 B3 bekannt.
Der Bereich der Gehäuseöffnung muss gegenüber dem Ventilkörper gedichtet sein, da sonst Leckagen vorliegen und Flüssigkeit austritt. Dazu werden an dem Ventilkörper gleitende Dichtbuchsen verwendet, welche unter Federkraft gegen den Ventilkörper gedrückt werden.
Eine Dichtung bei einem Drehschieber mit einer Ringdichtung in einem Ringkanal beschreibt die EP 0 344 584 A2.
Einen zylindrischen Ventilkörper, einen Drehschieber mit einer anliegenden Dich- tung beschreibt die EP 1 318 337 A2.
Bei dem Drehschieber gemäß DE 1 927 296 A1 wird der an dem zylindrischen Drehschieber anliegende Dichtring, der Dichtkörper durch eine außen am Ventil- gehäuse angebrachte, lösbare und eine Federkraft erzeugende Klemme gehalten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rotationsventil in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Form zu schaffen.
Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe erfolgt durch ein Rotationsventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das erfindungsgemäße Rotationsventil weist einen ringförmigen Dichtungskörper auf, der eine dem zylinderförmigen Ventilkörper zugeordnete Seite aufweist, welche gleitend an der Oberfläche des Ventilkörpers anliegt, wobei der Dichtungskörper in eine Öffnung des den Ventilkörper aufnehmenden Gehäuses eingesetzt ist, wobei der Dichtungskörper mit einer elastischen Kraft gegen den Ventilkörper gedrückt ist, und wobei der Dichtungskörper in der ihn aufnehmenden Öffnung in Richtung des Ventilkörpers beweglich gelagert ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Dichtungskörper mittels einer Feder, einem Federelement gegen den Ventilkörper gedrückt. Die Feder, das Federelement ist den ringförmigen Dichtkörper umgebend angeordnet. Bei der Feder handelt es sich bevorzugt um eine Spiralfeder, welche in Form von mehreren Windungen den Dichtkörper umgebend diesen gegen den Ventilkörper drückt. Die Feder, das Federelement kann insbesondere über einen Erweiterungsrand des Dichtungselementes auf dieses einwirken und die Dichtung, das Dichtungs- element gegen den Ventilkörper drücken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorspannung durch einen den Dichtkörper in der Aufnahmeöffnung tragenden Blecheinsatz erfolgt. Der Blecheinsatz, der Träger kann hierbei angeformte Federstrukturen in dem den Dichtkörper umgebenden Bereich und / oder in dem Abstützbereich gegenüber dem Gehäuse aufweisen.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen ringförmigen Dichtkörper DR. Der Dichtkörper besteht aus einem gleitfähigen und gleitfestem Material, vorzugsweise aus Kunststoff. Auf der dem zylinderförmigen Ventilkörper - oben, nicht dargestellt - zugewandten Seite ist der Dichtkörper DK sattelförmig gestaltet, so dass dieser mit seiner Fläche dichtend am Umfang des Ventilkörpers gleiten kann. Auf der
Einlassseite - unten, der Einlasskanal ist nicht dargestellt - ist der Dichtkörper DK gerade ausgeführt. Der Dichtkörper DK sitzt mit seinem unteren Bereich geradbeweglich in einem zylinderförmig gestalteten Kanal einer Aufnahmeöffnung AÖ des Gehäuses GH des Ventils. Mit dem Pfeil ist die Durchströmrichtung des von dem Ventil zu steuernden Fluids angegeben.
Der Dichtkörper DK weist auf der Seite des Ventilkörpers einen erweiterten Bund B auf, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung AÖ. Mit diesem erweiterten Bund B - mit der gerade ausgeführten Unter- seite dieses Bundes B - sitzt der Dichtkörper DK auf einem gerade ausgeführten Sitz der Innenwand des Gehäuses GH auf. Zwischen der Unterseite des Bundes B des Dichtkörpers DK und der Auflage des Gehäuses GH ist ein aus elastischem Material bestehender Dichtring DR angeordnet, durch dessen Elastizität der Dichtkörper DK gegen den nicht dargestellten Ventilkörper gedrückt wird. Durch den Dirchtring DR wird ferner der Einlassbereich - in Fig. 1 unten - gegen den Innenbereich des Gehäuses GH des Ventils abgedichtet.
Figur 2 zeigt den Dichtkörper DK separat in perspektivischer Darstellung. Mit der oberen, sattelförmigen Gleitkontur liegt der Dichtkörper DK an dem nicht darge- stellten, zylinderförmigen Ventilkörper an. Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausgestaltung ist der Dichtkörper DK im Außendurchmesser zylindrisch ausgeführt. Die Oberseite des Dichtkörpers DK ist entsprechend dem Ventilkörper - nicht dargestellt - sattelförmig gestaltet. Der Außendurchmesser des Dichtkörpers ist dem Durch- messer der Aufnahmeöffnung AÖ im Gehäuse GH angepasst. Der Dichtkörper DK ist so gerad-beweglich in der Aufnahmeöffnung AÖ gegenüber dem Ventilkörper des Ventils gelagert.
Der Dichtkörper DK weist an seinem Außenumfang eine ringförmige Grube GR nach Art einer Nut auf. Diese Grube GR ist wie die Unterseite des Dichtkörpers DK gerade gestaltet. In die Gruppe GR greift ein umgelegter Rand eines aus einem Blech gefertigten Trägerteils ein. Zwischen dem unteren Rand des Trägerteils T und der unteren Flanke der Grube GR ist ein Dichtungsring DR eingesetzt. Das Trägerteil umfasst den Außenbereich des Dichtkörpers DK und sitzt mit einem abgekanteten Rand R auf der Innenseite des Gehäuses GH des Ventils auf. Durch den in die Grube GR des Dichtkörpers DK greifenden umgelegten Rand des Trägerteils T und der Abstützung des Trägerteils T auf der Innenseite des Gehäuses GH wird der Dichtkörper DK gegen den Ventilkörper gedrückt.
In Figur 4 ist die beschriebene Ausführung des Dichtkörpers DK mit dem Trägerteil T und dem Dichtring DR perspektivisch dargestellt. Die Unterseite, das untere Ende des Dichtkörpers DK, die Grube GR sowie der Rand des Trägerteils T sind gerade ausgeführt.
Die Figur 5 zeigt den in die Grube GR - nicht dargestellt - greifenden Rand des Trägerteils im Detail. Die Federwirkung dieser Anlenkung ergibt sich im Wesentlichen durch den umgelegten Rand in der Grube GR. Die Figuren 6 und 7 zeigen weitere Möglichkeiten der Ausbildung des Trägerteils T zur Steigerung der federelastischen Anstellkraft, mit der der Dichtkörper - nicht dargestellt - gegen den Ventilkörper gedrückt wird. In diesen Versionen ist jeweils die linke Seite der Darstellung gemäß Figur 5 wiedergegeben. Bei der Ausbildung nach Figur 6 ist der auf der Gehäuse GH aufliegende Rand R des Tragteils T unter Bildung eines Zwischenraumes doppelt umgelegt. So ergibt sich eine in diesem Bereich wirkende Federwirkung.
Bei der Ausgestaltung nach Figur 7 ist die den Umfang des Dichtkörpers DK in- nerhalb der Aufnahmeöffnung AÖ umgebende Flanke des Tragteils T gewellt ausgeführt, was eine Federelastische Wirkung ergibt. Zusätzlich ist die Kante des auf dem Gehäuse GH aufliegenden Randes R gerollt, so dass sich eine Abstandsvergrößerung ergibt. In der Figur 8 ist eine Ausführung dargestellt, bei der der Dichtkörper DK mit einer sich am Gehäuse GH abstützenden Feder F gegen den Ventilkörper gedrückt wird. Die Feder F wirkt auf die Unterseite eines erweiterten Bundes B und stützt sich innerhalb der Aufnahmeöffnung AÖ an einer Schulter S ab. Der Dichtkörper hat somit im Wesentlichen eine Form, wie diese in der Ausführung nach Figur 1 und Figur 2 gezeigt ist.
Bezugszeichen
DK Dichtkörper, Dichtungskörper
GH Gehäuse, Ventilgehäuse
B Bund, erweiterter Rand
DR Dichtungsring
AÖ Aufnahmeöffnung
T Tragteil
GR Grube, Nut
R Rand
F Feder

Claims

Ansprüche
1 . Rotationsventil zur Steuerung eines Fluides, insbesondere zur Steuerung eines der Kühlung des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges dienenden Fluides, mit einem ringförmig gestalteten Dichtungskörper (DK), der eine dem zylinderförmigen Ventilkörper zugeordnete Seite aufweist, welche gleitend an der Oberfläche des Ventilkörpers anliegt, wobei der Dichtungskörper (DK) in eine Aufnahmeöffnung (AÖ) des den Ventilkörper aufnehmenden Gehäuses (GH) eingesetzt und in dieser Öffnung (AÖ) in Richtung des Ventilkörpers beweglich gelagert ist, wobei der Dichtungskörper (DK) mit Kraft gegen den Ventilkörper gedrückt ist.
2. Rotationsventil nach Anspruch 1 ,
der Dichtungskörper (DK) besteht aus einem gleitfähigem Kunststoff.
3. Rotationsventil nach Anspruch 1 oder 2,
der Dichtungskörper (DK) wird durch die Kraft einer Feder (F) gegen den Ventilkörper gedrückt, wobei sich die Feder (F) am Gehäuse (GH) einerseits und dem Dichtungskörper (DK) andererseits abstützt.
4. Rotationsventil wenigstens nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
der Dichtungskörper (DK) weist einen dem Bereich des Ventilkörpers zugewandten erweiterten Bund (B) auf, mit einem größeren Durchmesser als der der Auf- nahmeöffnung (AÖ) .
5. Rotationsventil nach Anspruch 3,
die Feder (F) stützt sich an einer Schulter (S) innerhalb der Aufnahmeöffnung (AÖ) ab.
6. Rotationsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
der Dichtungskörper ist beweglich in einem Tragteil (T) aufgenommen, welches in die Aufnahmeöffnung (AÖ) eingesetzt ist.
7. Rotationsventil nach Anspruch 6,
das Tragteil (T) bewirkt die Kraft, mit der der Dichtungskörper (DK) gegen den Ventilkörper gedrückt wird.
8. Rotationsventil nach Anspruch 6 oder 7,
das Tragteil (T) ist mittels einem umgelegten Rand (R) am Gehäuse (GH) abgestützt.
9. Rotationsventil nach Anspruch 6, 7 oder 8,
das Tragteil (T) ist über eine ringförmige Grube (GR) nach Art einer Nut am Dichtungskörper (DK) abgestützt.
10. Rotationsventil nach einem der vorherigen Ansprüche,
zwischen dem Dichtungskörper (DK) und dem Gehäuse (GH) bzw. dem Tragteil
(T) ist ein Dichtungsring (DR) angeordnet.
1 1 . Rotationsventil nach einem der Ansprüche 6 - 10,
das Tragteil (T) weist in einer den Dichtungskörper (DK) umgebenden Flanke eine elastische Wirkung ergebende Strukturierung, insbesondere in Form einer Wellung auf.
12. Rotationsventil nach einem der Ansprüche 6 - 1 1 ,
das Tragteil (T) weist in dem der Abstützung am Gehäuse (GH) dienenden Rand
(R) eine elastische Wirkung ergebende Strukturierung auf.
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