WO2023170274A1 - Fluidventil sowie kühlsystem eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einem solchem fluidventil - Google Patents

Fluidventil sowie kühlsystem eines kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug mit einem solchem fluidventil Download PDF

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WO2023170274A1
WO2023170274A1 PCT/EP2023/056186 EP2023056186W WO2023170274A1 WO 2023170274 A1 WO2023170274 A1 WO 2023170274A1 EP 2023056186 W EP2023056186 W EP 2023056186W WO 2023170274 A1 WO2023170274 A1 WO 2023170274A1
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valve body
fluid
valve
seal
elastic seal
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PCT/EP2023/056186
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Fathi DOGAN
Philipp Harbusch
Stephan Wanner
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ECO Holding 1 GmbH
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    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units

Definitions

  • the invention relates to a fluid valve according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a cooling system of a motor vehicle and a motor vehicle with such a fluid valve.
  • Fluid valves of the type mentioned at the outset and corresponding fluid devices are generally known and are used, for example, to switch or redirect cooling liquids within so-called thermal management modules, in particular hybrid vehicles or electrically powered vehicles.
  • a fluid valve arrangement which comprises a valve housing which accommodates a valve body.
  • the valve housing has a plurality of connection openings in which a sealing arrangement is provided.
  • the sealing arrangement seals the connection opening to the valve body.
  • the known sealing arrangement comprises two elements, namely an elastic sealing element, which rests directly on the valve body, and a fastening element with which the sealing element is tensioned against the valve body.
  • the fastening element is anchored in the connection opening of the valve housing via snap connections.
  • a fluid valve is provided with a valve body which is rotatably arranged in a valve housing.
  • the valve housing has several flow channels.
  • a sealing arrangement is provided between the flow channels and the valve body, which comprises a sliding seal and an elastic seal, the elastic seal being arranged between the valve housing and the sliding seal in such a way that the sliding seal is tensioned against the valve body.
  • the sliding seal has an L-shaped cross section with a support flange and a line section, the line section delimiting a fluid channel in an annular manner.
  • the support flange extends radially outwards beyond an outer circumference of the line section.
  • the support flange can also have an annular groove on an annular surface facing the line section for radially securing the elastic seal.
  • the elastic seal which applies a preload to the sliding seal in order to force it against the valve body, is thus secured radially by the annular groove on the sliding seal.
  • the elastic seal can engage in the annular groove, with a radial movement of the elastic seal being limited by the annular groove.
  • a groove flank delimiting the annular groove on an outer circumference prevents the elastic seal from shifting or bending radially outwards, so that the elastic seal is continuously kept in contact with the sliding seal.
  • the annular groove is preferably formed in a surface that is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the sealing arrangement.
  • the chamfer edge can be formed between the chamfer and a side surface of the support flange facing the valve body. It is preferably provided that the side surface is aligned perpendicular to a longitudinal axis of the sliding seal.
  • the side surface aligned perpendicular to the longitudinal axis of the sliding seal contributes to a radial force transmission from the sliding seal to an inner surface of the valve housing at. Such a radial or vertical force transmission has a particularly good supporting effect.
  • the support flange preferably has a radial outer peripheral surface which is supported against the valve housing.
  • the radial outer peripheral surface can be aligned essentially perpendicularly or at right angles to the side surface and preferably concentric to the longitudinal axis of the sliding seal.
  • the shape of the outer peripheral surface preferably corresponds to the inner contour of the valve housing at the point at which the sliding seal is arranged.
  • the support flange can be supported on an inner peripheral surface of the valve housing. A flat contact is advantageous in order to adequately transfer the supporting forces to the valve housing.
  • the elastic seal can surround the line section in a ring.
  • the annular arrangement of the elastic seal around the line section has the advantage that the elastic seal is well positioned on the sliding seal and assembly is correspondingly simple. For installation, the elastic seal simply needs to be pushed onto the line section. Further assembly steps, in particular a cohesive or non-positive connection between the elastic seal and the sliding seal, are not required, but can also be provided.
  • the elastic seal has a predetermined kink point. In order to form the predetermined kink point, the elastic seal can have an annularly circumferential recess on an inner circumferential surface and/or an annularly circumferential curvature on an outer circumferential surface.
  • the predetermined kink point causes the elastic seal to bulge outwards when arranged in the valve housing and to exert a spring-like tension force on the sliding seal.
  • the elastic seal is positioned in the valve housing so that one end is supported in the annular groove of the sliding seal and the other axial end rests on the valve housing.
  • the distance between the annular groove, in particular the bottom of the annular groove, and the valve housing is preferably smaller than the width of the elastic seal. The elastic seal must therefore be compressed to fill this space.
  • the predetermined kink point serves to ensure that the elastic seal bulges outwards in a targeted manner, thereby ensuring that a uniform clamping force is exerted on the sliding seal over the entire circumference of the seal arrangement.
  • the elastic seal can also have a radially outwardly directed bead at an end facing away from the support flange.
  • the longitudinal axial ends of the elastic seal can be designed differently.
  • the outwardly directed bead on the end of the elastic seal facing away from the support flange provides improved support of the elastic seal on the valve housing. It has been shown that such a support, on the one hand, makes assembly easier and, on the other hand, also permanently produces a uniform clamping force on the sliding seal.
  • the inner circumferential surface of the elastic seal widens conically at an end facing away from the support flange and towards the valve housing.
  • the inner peripheral surface of the elastic seal can show a conical widening in the area in which the bead is arranged on the outer peripheral surface.
  • the conically expanded inner peripheral surface and the bead can work together to achieve improved support of the elastic seal on the valve housing.
  • the elastic seal has a more elastic material than the sliding seal.
  • the elasticity refers in particular to the spring effect of the elastic seal.
  • the elastic seal can in particular have a spring-like effect with a flat spring characteristic. In this way, the sliding seal is axially prestressed.
  • the present application also discloses a fluid valve for a fluid system of a motor vehicle, wherein the fluid valve has at least two connection openings for the inflow and / or outflow of fluid, a valve housing and a valve body rotatable in the valve housing about an axial longitudinal axis with at least one connecting channel for connecting at least has two connection openings depending on the position of the valve body.
  • a two-part sealing arrangement is provided, which has a dynamic sliding seal and an elastic seal.
  • a height-length ratio of the elastic seal in the unstressed state is less than 0.5.
  • the sliding seal is provided for sealing contact against the valve body and the elastic seal is provided for sealing contact against the sliding seal and the valve housing or a connecting piece connected to the valve housing, so that the elastic seal in the clamped state is axially between the sliding seal and the The valve housing or a connecting piece connected to the valve housing is in sealing contact. This can ensure the sealing of the fluid path through the valve body and the valve housing and prevent fluid bypass around the valve body.
  • valve body can be provided so that it can be centered via several sliding seals, which improves the rotation of the valve body.
  • valve body, the valve housing and a cover closing the valve housing can each have complementary means for preventing the valve body from tipping, so that tilting of the valve body can be excluded or a maximum tilting that is harmless to the function can be set.
  • a fluid device with a fluid valve and an actuator connected to the fluid valve for actuating the fluid valve for a fluid system of a motor vehicle is proposed.
  • the fluid device can be used as a multi-way valve and/or as a cooling water valve of a vehicle.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a fluid valve according to the invention according to a preferred exemplary embodiment
  • Fig. 2 shows a longitudinal section of a fluid valve according to the invention, which can be provided, for example, as part of a fluid device as a multi-way valve and/or as a cooling water valve for a fluid system of an at least partially electrically operated motor vehicle.
  • An actuator, not shown, connected to the fluid valve for actuating the fluid valve can be designed, for example, as an electric motor with a motor output shaft and a gear for transmitting a torque of the motor output shaft to an actuator output gear designed to actuate the fluid valve.
  • the actuator output gear and a drive shaft 14 of the valve body can be connected in a simple, form-fitting manner.
  • the electric motor can be designed as a brushless stepper motor to save space next to the gearbox.
  • the fluid valve for a fluid system of a motor vehicle has at least two connection openings 34 for the inflow and/or outflow of fluid, a valve housing 30 and a one-part or multi-part valve body 10 which can be rotated in the valve housing 10 about an axial longitudinal axis 13 and has at least one connecting channel 16 Connecting at least two connection openings 34 depending on the position of the valve body 10. Fluid flows, ie coolant flows, can be distributed into different areas of the vehicle's cooling system, with positions switching between open and closed connections. A continuous mixing of fluid streams for temperature control is also possible.
  • the fluid valve shown in the figures has four radial connection openings 34, with a connecting piece 36 connected to the valve housing 30 being arranged at each connection opening 34.
  • the connection can, for example, be made cohesively.
  • a two-part sealing arrangement For sealing between the valve body 10, which here is essentially spherical, and the valve housing 30 in the area of the connection openings 34, a two-part sealing arrangement is provided, which has a dynamic sliding seal 40 and an elastic seal 50.
  • the sliding seal 40 made of a sliding bearing material is annular and essentially L-shaped in cross section and, with its legs, offers suitable support or guide surfaces for the valve body 10 and for the elastic seal 50, with a surface facing the valve body 10 adapting to the shape of the Valve body 10 is adapted.
  • the elastic seal 50 is annular and has a substantially C-shaped or, in other words, crescent-shaped cross-section and, in addition to the elastic axial compression, also allows an elastic bend, whereby the sealing effect can be improved.
  • valve body 10 can be centered via the sliding seals 40, whereby the rotation of the valve body 10 is improved.
  • valve housing 30 is closed in a fluid-tight manner by means of a cover 31, the cover 31 being welded onto the valve housing 30, for example.
  • the valve body 10 and the valve housing 30 and the cover 31 can each have complementary means, so that tilting of the valve body 10 can be excluded or a maximum tilting that is harmless to the function can be set.
  • These means are designed, for example, as circumferential projections 17 and circumferential recesses 18, which can be seen in FIG.
  • the connecting channel 16 can be straight or curved depending on the use of the fluid valve. Likewise, several connecting channels 16 can be formed in the valve body 10, the shape or number of the connecting channels 16 depending on the use of the fluid valve or on the arrangement of the connection openings 34.
  • the exploded view according to FIG. 1 shows the individual components of the fluid valve in detail.
  • the fluid valve includes in particular the valve body 10 and the valve housing 30.
  • the valve body 10 is preferably designed in one piece or monolithically.
  • the valve housing 30 can be formed in one piece or composed of several parts.
  • the valve body 10 has a top 11 and a bottom 12.
  • the top 11 and the bottom 12 run essentially parallel to one another and are arranged opposite one another.
  • the top 11 and the bottom 12 are connected by a lateral surface that is curved outwards. Specifically, the lateral surface is spherically curved outwards.
  • the valve body 10 thus forms part of a ball valve.
  • the valve body 10 comprises connecting channels 16 which extend through the valve body 10.
  • the connecting channels 16 have valve openings that interrupt the lateral surface.
  • the connecting channels 16 preferably extend in a plane that is aligned parallel to the top 11 and the bottom 12.
  • the valve body 10 also includes a rotation axis 13 about which the valve body 10 can rotate in the valve housing 30. Due to the rotation, the connecting channels 16 overlap with various connection openings 34 which are formed in the valve housing 30. A fluid can thus be directed to different connection openings 34.
  • the valve body 10 has a drive shaft 14 on the top side 11, of which only the free end is visible in the illustration according to FIG.
  • the drive shaft 14 can have peripheral teeth in order to produce a positive and rotationally fixed connection to a drive, for example an electric motor.
  • an axle journal 15 extends from the underside 12.
  • the axle journal 15 engages in a recess 38 in the valve housing 30, the axle journal 15 being rotatable in the recess 38.
  • the axle journal 15 can, in particular, form a sliding rotary bearing with the recess 38.
  • the cover 31 covers the cavity of the valve housing 30 in the assembled state.
  • the valve body 10 is thus encapsulated by the valve housing 30.
  • the recess 38 is arranged in the cover 31 and can be seen as a bulge on the outside of the cover 31 in the illustration according to FIG. The bulge is supported by several, essentially radially aligned ribs 32.
  • the recess 38 receives the axle journal 15 in a form-fitting manner, so that the valve body 10 is rotatably mounted.
  • the longitudinal sectional view according to FIG. 2 shows further details of the fluid valve, the section being in a plane perpendicular to the axis of rotation 13 and along the longitudinal axes two opposite connection openings 34 and connection piece 36 of the valve housing 30 runs.
  • the valve housing 30 has a plurality of fastening extensions 39 on the side on which the drive shaft 14 of the valve body 10 emerges from the valve housing 30.
  • the fastening extensions 39 can have holes for receiving fastening screws.
  • the fastening extensions 39 generally make it possible to connect the valve housing 30 to other components, for example an electric motor as a drive for the valve body 10. It is also possible to establish a connection between the valve housing 30 and body parts of a motor vehicle by means of the fastening extensions 39.
  • the rotatable mounting of the valve body 10 in the valve housing 30 can be seen in FIG.
  • the axle journal 15 engages positively in the recess 38 in the cover 31 of the valve housing 30, with rotation about the axis of rotation 13 still being possible.
  • the positive connection preferably exists in the radial direction. In a direction parallel to the axis of rotation 13, however, the axle journal 15 has play. In the state shown, two valve openings of different connecting channels 16 of the valve body 10 are aligned so that they are aligned with the connection openings 34 and connecting pieces 36.
  • the drive shaft 14 extends through the shaft seal 37, which rests on the housing cover in the area of the through opening 35.
  • the shaft seal 37 seals against the drive shaft 14, which preferably has no teeth in this area, but rather a round outer peripheral surface. However, a toothing can be provided in a section that projects outwards beyond the valve housing 30.
  • Fig. 2 shows the sealing arrangement 400 with the sliding seal 40 and the elastic seal 50.
  • the sliding seal 40 lies sealingly against the lateral surface of the valve body 10.
  • the sliding seal 40 forms a ring with a substantially L-shaped cross section, one leg of the L-shape being formed by a line section 42 and the other leg of the L-shape being formed by a support flange 41.
  • the line section 42 delimits a fluid channel 60.
  • the support flange 41 has a chamfer 44.
  • the chamfer 44 delimits an inlet opening in the sliding seal 40, the inlet opening tapering due to the chamfer 44 starting from a chamfer edge 44a towards the line section 42.
  • the chamfer 44 can run along a tangent to the circularly curved lateral surface of the valve body 10.
  • the sliding seal 40 rests on the lateral surface of the valve body 10 with the chamfer edge 44a, in particular only with the chamfer edge 44a.
  • the contact between the valve body 10 and the sliding seal 40 is therefore linear, in particular along the line of the chamfer edge 44a. This ensures sufficient sealing between the valve body 10 and the sliding seal 40 and also ensures that the friction between the valve body 10 and the sliding seal 40 is limited in order to enable low-friction and easy rotation of the valve body 10 in the valve housing 30.
  • the chamfer 44 preferably runs at an angle from the chamfer edge 44a to an annular edge 44b, which separates the chamfer 44 from an inner peripheral surface 42a of the line section 42.
  • the angle of the chamfer 44 is chosen so that the annular edge 44b is arranged at a distance from the lateral surface of the valve body 10. This ensures that line contact between the sliding seal 40 and the valve body 10 occurs only via the chamfer edge 44a.
  • the distance between the annular edge 44b and the valve body 10 is preferably dimensioned such that even in the event of possible wear of the bevel edge 44a, full-surface contact of the bevel 44 on the valve body 10 is avoided.
  • the distance between the ring edge 44b and the lateral surface of the valve body 10 can be at least 0.5 mm, in particular at least 0.8 mm, in particular 1 mm.
  • the spacers 20, in particular the knobs 21, can be formed on the valve body 10 or on the valve housing 30.
  • the knobs 21 can be formed monolithically with the valve body 10 or the valve housing 30. If the spacers 20 are arranged on the valve body 10, they are preferably located on its upper side 11. On the valve housing 30, the spacers 20 are preferably formed on the inner surface 33. In particular, the spacers 20 can protrude from the inner surface 33 towards the valve body 10.
  • the spacers 20 are preferably arranged on a circular line, it being preferred if the spacers 20 are positioned on the circular line in an evenly distributed manner, i.e. at identical distances from one another.
  • a number of at least three, but preferably an even number of at least four or more, spacers 20 has proven to be advantageous.
  • the bevel edge 44a of the sealing arrangement 400 preferably rests on the circumferential projection 17.
  • the advantage of the circumferential projection 17 is that additional radial guidance of the valve body 10 in the valve housing 30 is achieved in this way.
  • the circumferential projection 17 can engage in a circumferential recess 18, which is formed annularly in the valve housing 30. Tilting of the valve body 10 is thus avoided.
  • the sealing arrangement 400 can be seen particularly well in the detailed illustration according to FIG.
  • the sliding seal 40 is in sealing contact with the bevel edge 44a of the support flange 41 on the valve body 10, so that there is a linear sealing contact.
  • the bevel 44 extends from the bevel edge 44a, which causes the inlet opening of the sliding seal 40 to narrow in the direction of the line section 42.
  • the elastic seal 50 surrounds the line section 42 of the sliding seal 40 and rests on the support flange 41.
  • the elastic seal 50 is arranged between the support flange 41 and an inner wall 33a of the valve housing 30.
  • the elastic seal 50 has an elastic material, so that the elastic seal 50 stretches between the support flange 41 and the valve housing 30 and thus presses the sliding seal 40 against the valve body 10.
  • An annularly circumferential recess 51 is formed on an inner peripheral surface 50a of the elastic seal 50.
  • An outer circumferential surface 50b of the elastic seal 50 is curved outwards or has an annular, circumferential curvature 52.
  • the ring-shaped recess 51 forms a predetermined kink point.
  • the elastic seal 50 can bulge outwards in the area of the circumferential recess 51 and thus stretch like a spring between the support flange 41 and the valve housing 30.
  • the annularly circumferential depression 51 and the annularly circumferential curvature 52 work together in that they together form a predetermined bending point of the elastic Form seal 50.
  • a central section of the elastic seal 50 deflects outwards. Evasion inwards is avoided by the circumferential recess 51a and the curvature.
  • the elastic seal 50 bulges outwards, at the same time generating a tension force with which the elastic seal 50 is pushed back into its original state. This spring-like tension force is exerted by the elastic seal 50 when the elastic seal 50 is clamped between the support flange 41 and an opposite inner wall 33a of the valve housing 30.
  • FIGS. 3 and 4 the elastic seal 30 is shown in its rest state for technical reasons. Purely in the drawing, the elastic seal 50 therefore protrudes into the valve housing 30. However, the elastic seal 50 is actually compressed and rests with its outer axial end 54 on the inner wall 33a of the valve housing. 3 and 4, it is therefore clear that the elastic seal 50 compresses, in particular bulges outwards, in order to be fitted into the limited space between the support flange 41 and the inner edge 33a.
  • the opposite, inner axial end 53 of the elastic seal 50 is arranged in the annular groove 43.
  • the annular groove 43 extends in an annular surface 41a of the support flange 41 facing the line section 42. Receiving the inner axial end 53 of the elastic seal 50 in the annular groove 43 ensures that the elastic seal 50 does not come into contact with an inner axial end 53 bulges outwards when compressed. Rather, the inner axial end 53 is secured radially by the annular groove 43, so that it is ensured that the elastic seal 50 bulges in the area of the predetermined kink point.
  • the elastic seal 50 has a radially outwardly directed bead 55 at its outer axial end 54 on the outer peripheral surface 50b.
  • the bead 55 runs over the entire circumference of the elastic Seal 50.
  • the inner peripheral surface 50a of the elastic seal 50 is conically shaped in the area of the outer axial end 54.
  • the inner circumferential surface 50a is conically widened starting from the annular circumferential recess 51 towards the outer axial end 54 and forms a conical widening 56.
  • the elastic seal 50 is shown so that it projects into the inner wall 33a of the valve housing 30.
  • this graphic overlap does not exist in practice. Rather, the elastic seal 50 bulges so that the inner axial end 53 rests on the annular groove 43 and the outer axial end 54 rests on the inner wall 33a.
  • the bead 55 can rest on an inner peripheral surface of the valve body 30.
  • the bead 55 in particular in conjunction with the conical widening 56 of the elastic seal 50, prevents the elastic seal 50 from bulging into the gap between the line section 43 and the inner wall 33a of the valve body 30 and thus undesirably influencing the fluid flow.
  • the bead 55, together with the conical expansion 56 rather ensures that the elastic seal 50 remains outside the fluid flow area and thus a laminar flow is achieved in the area of the line section 43 and the connection opening 34.
  • Fluid valve for a fluid system of a motor vehicle wherein the fluid valve has at least two connection openings 34 for the inflow and/or outflow of fluid, a valve housing 30 and a one-part or multi-part valve body 10 which can be rotated in the valve housing 30 about an axial rotation axis 13 and has at least one connecting channel 16 for connecting at least two connection openings 34 in Depending on the position of the valve body 10, a two-part sealing arrangement 400 is provided in the area of the connection openings 34 for sealing between the valve body 10 and the valve housing 30, which comprises a dynamic sliding seal 40 and an elastic seal 50, with a height-length ratio of the elastic seal 50 in the unstressed state is less than 0.5.
  • Fluid valve according to number 1 wherein the sliding seal 40 is provided for sealing contact against the valve body 10 and the elastic seal 50 for sealing contact against the sliding seal 40 and the valve housing 30 or a connecting piece 36 connected to the valve housing 30, so that the elastic seal 50 in the clamped state lies axially between the sliding seal 40 and the valve housing 30 or a connecting piece 36 connected to the valve housing 30.
  • Fluid valve according to number 1 or 2 wherein the sliding seal 40 is essentially L-shaped in cross section and the elastic seal 50 is essentially C-shaped in cross section.
  • Fluid valve according to one of the preceding numbers wherein the valve body 10 is provided so that it can be centered via a plurality of sliding seals 40.
  • Fluid device according to number 9 wherein the actuator output gear and a drive shaft 14 of the valve body 10 are positively connected. 1 1. Use of a fluid device according to one of the preceding numbers as

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fluidventil, insbesondere für einen Kühlmittelkreislaufs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ventilkörper (10), der in einem Ventilgehäuse (30) drehbar angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse (30) mehrere Strömungskanäle (34) aufweist und zwischen den Strömungskanälen (34) und dem Ventilkörper (10) jeweils eine Dichtungsanordnung (400) vorgesehen ist, die eine Gleitdichtung (40) und eine elastische Dichtung (50) umfasst, wobei die elastische Dichtung (50) so zwischen dem Ventilgehäuse (30) und der Gleitdichtung (40) angeordnet ist, dass die Gleitdichtung (40) gegen den Ventilkörper (10) gespannt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Gleitdichtung (40) einen L-förmigen Querschnitt mit einem Stützflansch (41) und einem Leitungsabschnitt (42) aufweist, wobei der Leitungsabschnitt (42) einen Fluidkanal (60) ringförmig begrenzt und sich der Stützflansch (41) radial nach außen über einen Außenumfang des Leitungsabschnitts (42) hinaus erstreckt.

Description

Fluidventil sowie Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit einem solchem Fluidventil
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Fluidventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einem solchem Fluidventil.
Stand der Technik
Fluidventile der eingangs genannten Art und entsprechende Fluidvorrichtungen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise verwendet, um Kühlflüssigkeiten innerhalb von sogenannten Thermomanagement-Modulen, insbesondere von Hybridfahrzeugen oder elektrisch betriebenen Fahrzeugen, zu schalten oder umzulenken.
Aus EP 4 083 480 A2 ist beispielsweise eine Fluidventilanordnung bekannt, die ein Ventilgehäuse umfasst, welches einen Ventilkörper aufnimmt. Das Ventilgehäuse weist mehrere Anschlussöffnungen auf, in welchen eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist. Die Dichtungsanordnung dichtet die Anschlussöffnung zum Ventilkörper hin ab.
Die bekannte Dichtungsanordnung umfasst zwei Elemente, nämlich ein elastisches Dichtungselement, das direkt am Ventilkörper anliegt, und ein Befestigungselement, mit welchem das Dichtungselement gegen den Ventilkörper gespannt wird. Das Befestigungselement ist über Rastverbindungen in der Anschlussöffnung des Ventilgehäuses verankert.
Das Dichtungselement hat bei der bekannten Fluidventilanordnung ein V-förmiges Querschnittsprofil, wobei sich die Spitze des Querschnittsprofils gegen den Ventilkörper presst. Das hat den Nachteil, dass bei höherem Anpressdruck die Kontaktfläche zum Ventilkörper signifikant erhöht wird. Das führt zu einem hohen Verschleiß des Dichtungselements, insbesondere bei häufiger Betätigung des Ventilkörpers. Zudem ist die Montage der bekannten Dichtungsanordnung relativ aufwändig, da das Dichtungselement zunächst fest mit dem Befestigungselement zu verbinden ist, um bei der Montage eine Fehlpositionierung zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Fluidventil zu schaffen, welches eine leicht montierbare Dichtungsanordnung aufweist, die zudem einen dauerhaft leichtgängigen Betrieb des Fluidventils ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fluidventil anzugeben.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäß der Erfindung ist ein Fluidventil mit einem Ventilkörper vorgesehen, der in einem Ventilgehäuse drehbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse weist mehrere Strömungskanäle auf. Zwischen den Strömungskanälen und dem Ventilkörper ist jeweils eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die eine Gleitdichtung und eine elastische Dichtung umfasst, wobei die elastische Dichtung so zwischen dem Ventilgehäuse und der Gleitdichtung angeordnet ist, dass die Gleitdichtung gegen den Ventilkörper gespannt wird. Erfindungsgemäß weist die Gleitdichtung einen L-förmigen Querschnitt mit einem Stützflansch und einem Leitungsabschnitt auf, wobei der Leitungsabschnitt einen Fluidkanal ringförmig begrenzt. Der Stützflansch erstreckt sich radial nach außen über einen Außenumfang des Leitungsabschnitts hinaus.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die L-förmige Gestaltung mit dem Stützflansch eine radiale Abstützung der Gleitdichtung ermöglicht. Insbesondere kann sich die Gleitdichtung in radialer Richtung nach außen an der Innenseite des Ventilgehäuses abstützen, so dass die Stabilität der Gleitdichtung, die durch die Drehung des Ventilkörpers Scherkräften ausgesetzt ist, verbessert ist. So ist auch sichergestellt, dass die Gleitdichtung ihre Form und Lage gut beibehält.
Der L-förmige Querschnitt der Gleitdichtung hat den weiteren Vorteil, dass der Kontakt zu dem, vorzugsweise mit einer sphärischen Mantelfläche ausgestatteten, Ventilkörper flächenmäßig begrenzt werden kann, wodurch die Leichtgängigkeit des Fluidventils dauerhaft sichergestellt werden kann. Insbesondere ist auch ein Verschleiß der Gleitdichtung reduziert.
Der Stützflansch kann ferner auf einer dem Leitungsabschnitt zugewandten Ringfläche eine Ringnut zur radialen Sicherung der elastischen Dichtung aufweisen. Die elastische Dichtung, die eine Vorspannung auf die Gleitdichtung aufbringt, um dieses gegen den Ventilkörper zu drängen, ist so durch die Ringnut an der Gleitdichtung radial gesichert. Konkret kann die elastische Dichtung in die Ringnut eingreifen, wobei eine radiale Bewegung der elastischen Dichtung durch die Ringnut begrenzt ist. Insbesondere eine die Ringnut auf einem Außenumfang begrenzende Nutflanke verhindert, dass sich die elastische Dichtung radial nach außen verschiebt oder biegt, so dass die elastische Dichtung kontinuierlich in Kontakt mit der Gleitdichtung gehalten wird. Die Ringnut ist vorzugsweise in einer Fläche ausgebildet, die senkrecht zur Längsachse der Dichtungsanordnung ausgerichtet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützflansch eine Fase mit einer Fasenkante aufweist, die einen linienförmigen Kontakt zum Ventilkörper bildet. Vorzugsweise besteht ausschließlich der linienförmige Kontakt zum Ventilkörper. Auf diese Weise ist der Kontakt zwischen der Gleitdichtung und dem Stützflansch flächenmäßig stark begrenzt, so dass bei einer Drehung des Ventilkörpers relativ geringe Reibungskräfte wirken. Die Leichtgängigkeit des Fluidventils ist damit gewährleistet. Gleichzeitig reicht der linienförmige Kontakt jedoch aus, um eine gute Dichtigkeit, insbesondere Fluiddichtigkeit, sicherzustellen. Indem die elastische Dichtung die Gleitdichtung gegen den Ventilkörper spannt, ist ein Toleranzausgleich geschaffen und eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet.
Die Fasenkante kann zwischen der Fase und einer dem Ventilkörper zugewandten Seitenfläche des Stützflanschs ausgebildet sein. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Seitenfläche senkrecht zu einer Längsachse der Gleitdichtung ausgerichtet ist. Die senkrecht zur Längsachse der Gleitdichtung ausgerichtete Seitenfläche trägt zu einer radialen Kraftübertragung von der Gleitdichtung auf eine Innenfläche des Ventilgehäuses bei. Eine solche radiale bzw. lotrechte Kraftübertragung hat einen besonders guten Abstützungseffekt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Fase und einer Innenumfangsfläche des Leitungsabschnitts eine Ringkante ausgebildet, wobei die Ringkante von dem Ventilkörper beabstandet angeordnet ist. Die Fase kann folglich durch die Fasenkante einerseits und die Ringkante andererseits begrenzt sein. Jedenfalls erstreckt sich die Fase vorzugsweise von der Seitenfläche des Stützflanschs zur Innenumfangsfläche des Leitungsabschnitts. Dabei kann die Fase einen Winkel einnehmen, der im Wesentlichen tangential zu einer Kugelumfangsfläche des Ventilkörpers verläuft. Der Abstand zwischen der Ringkante und dem Ventilkörper stellt jedenfalls sicher, dass zwischen der Gleitdichtung und dem Ventilkörper ein Linienkontakt über die Fasenkante besteht. Damit wird die Berührung zwischen der Gleitdichtung und dem Ventilkörper auf das Notwendige reduziert, wobei das Notwendige insbesondere ein linienförmiger Kontakt sein kann, der einerseits eine ausreichende Fluidabdichtung gewährleistet und andererseits eine geringe Reibung auf den Ventilkörper ausübt.
Vorzugsweise weist der Stützflansch eine radiale Außenumfangsfläche auf, die sich gegen das Ventilgehäuse abstützt. Die radiale Außenumfangsfläche kann im Wesentlichen senkrecht bzw. rechtwinklig zur Seitenfläche und vorzugsweise konzentrisch zur Längsachse der Gleitdichtung ausgerichtet sein. Die Form der Außenumfangsfläche entspricht vorzugsweise der Innenkontur des Ventilgehäuses an der Stelle, an welcher die Gleitdichtung angeordnet ist. Insbesondere kann sich der Stützflansch an einer Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses abstützen. Dabei ist ein flächiger Kontakt vorteilhaft, um die Stützkräfte ausreichend an das Ventilgehäuse zu übertragen.
Die elastische Dichtung kann den Leitungsabschnitt ringförmig umgreifen. Die ringförmige Anordnung der elastischen Dichtung um den Leitungsabschnitt hat den Vorteil, dass sich die elastische Dichtung gut an der Gleitdichtung positioniert und eine Montage entsprechend einfach gestaltet ist. Für die Montage ist die elastische Dichtung lediglich auf den Leitungsabschnitt aufzuschieben. Weitere Montageschritte, insbesondere eine stoffschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der elastischen Dichtung und der Gleitdichtung, sind nicht erforderlich, können jedoch zusätzlich vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die elastische Dichtung eine Sollknickstelle auf. Dabei kann die elastische Dichtung zur Bildung der Sollknickstelle auf einer Innenumfangsfläche eine ringförmig umlaufende Vertiefung und/oder auf einer Außenumfangsfläche eine ringförmig umlaufende Wölbung aufweisen. Die Sollknickstelle bewirkt, dass sich die elastische Dichtung bei der Anordnung in dem Ventilgehäuse nach außen wölbt und federartig eine Spannkraft auf die Gleitdichtung ausübt. Hierzu wird die elastische Dichtung so in dem Ventilgehäuse positioniert, dass sie sich mit einem Ende in der Ringnut der Gleitdichtung abstützt und mit dem anderen axialen Ende am Ventilgehäuse anliegt. Der Abstand zwischen der Ringnut, insbesondere dem Boden der Ringnut, und dem Ventilgehäuse ist dabei vorzugsweise kleiner als die Breite der elastischen Dichtung. Die elastische Dichtung muss folglich komprimiert werden, um diesen Raum auszufüllen. Dabei dient die Sollknickstelle dazu, dass die elastische Dichtung sich gezielt nach außen wölbt und so sichergestellt ist, dass über den gesamten Umfang der Dichtungsanordnung hinweg eine gleichmäßige Spannkraft auf die Gleitdichtung ausgeübt wird.
Die elastische Dichtung kann an einem dem Stützflansch abgewandten Ende außerdem eine radial nach außen gerichtete Wulst aufweisen. Mit anderen Worten können die längsaxialen Enden der elastischen Dichtung unterschiedlich gestaltet sein. Insofern kann von einer asymmetrisch gestalteten elastischen Dichtung gesprochen werden. Die nach außen gerichtete Wulst an dem dem Stützflansch abgewandten Ende der elastischen Dichtung bewirkt eine verbesserte Abstützung der elastischen Dichtung am Ventilgehäuse. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Abstützung einerseits die Montage erleichtert und andererseits auch dauerhaft eine gleichmäßige Spannkraft auf die Gleitdichtung bewirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weitet sich die Innenumfangsfläche der elastischen Dichtung an einem dem Stützflansch abgewandten Ende und zum Ventilgehäuse hin konisch auf. Insbesondere kann die Innenumfangsfläche der elastischen Dichtung in dem Bereich eine konische Aufweitung zeigen, in welchem auf der Außenumfangsfläche die Wulst angeordnet ist. Die konisch aufgeweitete Innenumfangsfläche und die Wulst können insofern Zusammenwirken, um eine verbesserte Abstützung der elastischen Dichtung am Ventilgehäuse zu erreichen. Bevorzugt ist es außerdem, wenn die elastische Dichtung ein elastischeres Material als die Gleitdichtung aufweist. Die Elastizität bezieht sich dabei insbesondere auf die Federwirkung der elastischen Dichtung. Die elastische Dichtung kann insbesondere eine federartige Wirkung mit einer flachen Federkennlinie aufweisen. Auf diese Weise wird die Gleitdichtung axial vorgespannt. Die Gleitdichtung ist hingegen bevorzugt mit einer geringeren Elastizität ausgestattet. Insbesondere weist die Gleitdichtung ein Material auf, welches einen geringen Verschleiß durch die Drehung des Ventilkörpers zeigt. Gleichzeitig sollte die Gleitdichtung ein Material aufweisen, das eine gute Fluidabdichtung gewährleistet. Da die Gleitdichtung auf dem Ventilkörper gleitet, wenn sich dieser dreht, wird die Gleitdichtung auch als dynamische Gleitdichtung bezeichnet.
Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftfahrzeugs, mit einem zuvor beschriebenen Fluidventil. Das Kraftfahrzeug, insbesondere das Personenkraftfahrzeug, kann ein batterieelektrisches Kraftfahrzeug sein.
Ferner wird im Rahmen der Anmeldung gemäß einem weiteren nebengeordneten Aspekt ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kühlsystem und/oder dem vorhergehend beschriebenen Fluidventil offenbart und beansprucht.
Die vorliegende Anmeldung offenbart auch ein Fluidventil für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fluidventil wenigstens zwei Anschlussöffnungen zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid, ein Ventilgehäuse und einen in dem Ventilgehäuse um eine axiale Längsachse drehbaren Ventilkörper mit wenigstens einem Verbindungskanal zum Verbinden von wenigstens zwei Anschlussöffnungen in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers aufweist. Zur Abdichtung zwischen Ventilkörper und Ventilgehäuse im Bereich der Anschlussöffnungen ist jeweils eine zweiteilige Dichtungsanordnung vorgesehen, welche eine dynamische Gleitdichtung und eine elastische Dichtung aufweist. Vorzugsweise ist ein Höhen-Längen-Verhältnis der elastischen Dichtung im nichtverspannten Zustand kleiner als 0,5.
Das geringe Höhen-Längenverhältnis der elastischen Dichtung erlaubt eine sehr flache Federkennlinie, welche ein geringes Reibmoment zwischen Dichtungsanordnung und Ventilkörper ermöglicht. Ein Verdrehen des Ventilkörpers auch bei unterschiedlichen Bedingungen, zum Beispiel durch unterschiedlichen Fluiddruck oder unterschiedliche Temperaturen, ist so sichergestellt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Gleitdichtung zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper und die elastische Dichtung zur dichtenden Anlage gegen die Gleitdichtung und das Ventilgehäuse bzw. einem mit dem Ventilgehäuse verbundenen Anschlussstutzen vorgesehen, so dass die elastische Dichtung im verspannten Zustand axial zwischen der Gleitdichtung und dem Ventilgehäuse bzw. einem mit dem Ventilgehäuse verbundenen Anschlussstutzen dichtend anliegt. Hierdurch kann die Abdichtung des Fluidweges durch den Ventilkörper und das Ventilgehäuse sichergestellt und einen Fluidbypass um den Ventilkörper herum verhindert werden.
Vorzugsweise sind die Gleitdichtung im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig und die elastische Dichtung im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildet. Die Gleitdichtung kann damit geeignete Abstütz- bzw. Führungsflächen für den Ventilkörper sowie für die elastische Dichtung bieten. Die elastische Dichtung ist dagegen im Wesentlichen C-förmig oder mit anderen Worten mondsichelförmig. Neben der elastischen axialen Kompression erlaubt die mondsichelförmige Form zusätzlich eine elastische Biegung, wodurch sich die Dichtwirkung verbessert.
Weiter kann der Ventilkörper über mehrere Gleitdichtungen zentrierbar vorgesehen sein, wodurch die Rotation des Ventilkörpers verbessert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Fluidventils können der Ventilkörper, das Ventilgehäuse sowie ein das Ventilgehäuse verschließender Deckel jeweils komplementäre Mittel zur Kippsicherung des Ventilkörpers aufweisen, so dass eine Verkippung des Ventilkörpers ausgeschlossen oder eine maximale, für die Funktion unschädliche Verkippung festgelegt werden kann.
Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungskanal gerade oder bogenförmig ausgebildet sein. Dabei sind Form bzw. Anzahl der Verbindungskanäle von der Verwendung des Fluidventils bzw. von der Anordnung der Anschlussöffnungen abhängig. Diese können axial am Ventilgehäuse ausgebildet sein. Eine Anschlussöffnung kann zusätzlich oder alternativ radial am Ventilgehäuse angeordnet sein.
Der Ventilkörper kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in einer Verteilerplatte angeordnet sein, wobei Anschlussstutzen für die Anschlussöffnungen oder weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sein können. Die Verteilerplatte bildet in diesem Fall das Ventilgehäuse oder alternativ den Deckel.
Ferner wird eine Fluidvorrichtung mit einem Fluidventil und einem mit dem Fluidventil verbundenen Aktuator zum Betätigen des Fluidventils für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen.
Der Aktuator weist gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Fluidvorrichtung einen Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator-Abtriebsrad auf. Dabei kann das Aktuator-Abtriebsrad und eine Antriebswelle des Ventilkörpers formschlüssig verbunden sein.
Die Fluidvorrichtung kann als Mehrwegeventil und/oder als Kühlwasserventil eines Fahrzeuges Verwendung finden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Fluidventils nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Fluidventils gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Details des Fluidventils gemäß Fig. 1; und Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines Details eines erfindungsgemäßen Fluidventils nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Fluidventils, welches beispielsweise als Teil einer Fluidvorrichtung als Mehrwegeventil und/oder als Kühlwasserventil für ein Fluidsystem eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen sein kann.
Ein nicht dargestellter mit dem Fluidventil verbundener Aktuator zum Betätigen des Fluidventils kann beispielhaft als Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und einem Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator-Abtriebsrad ausgebildet sein. Dabei können das Aktuator-Abtriebsrad und eine Antriebswelle 14 des Ventilkörpers in einfacher Weise formschlüssig verbunden sein. Der Elektromotor kann als bürstenloser Schrittmotor platzsparend neben dem Getriebe ausgebildet sein.
Ebenso möglich ist es, dass der Schrittmotor einen ersten und einen zweiten Stator sowie einen ersten und einen zweiten Rotor aufweist, wobei ein Verbindungselement die beiden Rotoren zur Drehmomentübertragung verbindet, wodurch ein platzsparender Motor mit verbesserter Wärmeverteilung ausgebildet werden kann.
Das Fluidventil für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs weist wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid, ein Ventilgehäuse 30 und einen in dem Ventilgehäuse 10 um eine axiale Längsachse 13 drehbaren, ein- oder mehrteiligen Ventilkörper 10 mit wenigstens einem Verbindungskanal 16 zum Verbinden von wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 10 auf. Dabei können Fluidströme, d.h. Kühlmittelströme, in verschiedene Bereiche des Kühlsystems des Fahrzeuges verteilt werden, wobei ein Schalten von Positionen zwischen geöffneten und geschlossenen Anschlüssen erfolgt. Ebenso ist eine kontinuierliche Mischung von Fluidströmen zur Temperaturregelung möglich. Das in den Figuren gezeigte Fluidventil weist vier radiale Anschlussöffnungen 34 auf, wobei an jeder Anschlussöffnung 34 jeweils ein mit dem Ventilgehäuse 30 verbundener Anschlussstutzen 36 angeordnet ist. Die Verbindung kann beispielsweise stoffschlüssig hergestellt werden.
Zur Abdichtung zwischen Ventilkörper 10, welcher hier im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet ist, und Ventilgehäuse 30 im Bereich der Anschlussöffnungen 34 ist jeweils eine zweiteilige Dichtungsanordnung vorgesehen, welche eine dynamische Gleitdichtung 40 und eine elastische Dichtung 50 aufweist.
Die Gleitdichtung 40 aus einem Gleitlagermaterial ist ringförmig und im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und bietet mit den Schenkeln geeignete Abstütz- bzw. Führungsflächen für den Ventilkörper 10 sowie für die elastische Dichtung 50, wobei eine dem Ventilkörper 10 zugewandte Fläche an die Form des Ventilkörpers 10 angepasst ist.
Dagegen ist die elastische Dichtung 50 ringförmig und im Querschnitt im Wesentlichen C- förmig oder mit anderen Worten mondsichelförmig ausgebildet und erlaubt neben der elastischen axialen Kompression zusätzlich eine elastische Biegung, wodurch die Dichtwirkung verbessert werden kann.
Ein Höhen-Längen-Verhältnis der elastischen Dichtung 50 ist im nichtverspannten Zustand kleiner als 0,5, beispielsweise ca. 0,3 oder 0,2. Das geringe Höhen- Längenverhältnis der elastischen Dichtung 50 erlaubt eine sehr flache Federkennlinie, welche ein geringes Reibmoment zwischen Dichtungsanordnung 400 und Ventilkörper 10 ermöglicht. Ein Verdrehen des Ventilkörpers 10 auch bei unterschiedlichen Bedingungen, zum Beispiel durch unterschiedlichen Fluiddruck oder unterschiedliche Temperaturen, ist damit sichergestellt.
Wie aus Fig. 3 deutlich ist, welche die elastische Dichtung 50 in einem unverspannten Zustand zeigt, sind die Gleitdichtung 40 zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper 10 und die elastische Dichtung 50 zur dichtenden Anlage gegen die Gleitdichtung 40 und das Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 vorgesehen, so dass die elastische Dichtung 50 im verspannten Zustand axial zwischen der Gleitdichtung 40 und dem Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 dichtend anliegt. Hierdurch kann die Abdichtung des Fluidweges durch den Ventilkörper 10 und das Ventilgehäuse 30 sichergestellt und ein Fluidbypass um den Ventilkörper 30 herum verhindert werden.
Sind jeweils zwei Anschlussöffnungen 34 diametral gegenüberliegend vorgesehen, ist der Ventilkörper 10 über die Gleitdichtungen 40 zentrierbar, wodurch die Rotation des Ventilkörpers 10 verbessert wird.
Das Ventilgehäuse 30 wird mittels eines Deckels 31 fluiddicht verschlossen, wobei der Deckel 31 beispielsweise auf das Ventilgehäuse 30 aufgeschweißt wird. Zur Kippsicherung des Ventilkörpers 10 können der Ventilkörper 10 und das Ventilgehäuse 30 und der Deckel 31 jeweils komplementäre Mittel aufweisen, so dass eine Verkippung des Ventilkörpers 10 ausgeschlossen oder eine maximale, für die Funktion unschädliche Verkippung festgelegt werden kann. Diese Mittel sind beispielsweise als umlaufende Vorsprünge 17 und umlaufende Ausnehmungen 18 ausgebildet, welche in Fig. 3 ersichtlich sind.
Der Verbindungskanal 16 kann je nach Verwendung des Fluidventils gerade oder bogenförmig ausgebildet sein. Ebenso können mehrere Verbindungskanäle 16 im Ventilkörper 10 hineingeformt sein, wobei Form bzw. Anzahl der Verbindungskanäle 16 von der Verwendung des Fluidventils bzw. von der Anordnung der Anschlussöffnungen 34 abhängen.
Der Ventilkörper 10 kann gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform in einer Verteilerplatte angeordnet sein, wobei Anschlussstutzen für die Anschlussöffnungen 34 oder weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sein können. Die Verteilerplatte bildet in diesem Fall das Ventilgehäuse 30 oder alternativ den Deckel 31.
Die Explosionsdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt die einzelnen Komponenten des Fluidventils detailliert. Das Fluidventil umfasst insbesondere den Ventilkörper 10 und das Ventilgehäuse 30. Der Ventilkörper 10 ist vorzugsweise einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Das Ventilgehäuse 30 kann einstückig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Der Ventilkörper 10 weist eine Oberseite 1 1 und eine Unterseite 12 auf. Die Oberseite 1 1 und die Unterseite 12 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die Oberseite 1 1 und die Unterseite 12 sind durch eine Mantelfläche verbunden, die nach außen gewölbt ist. Konkret ist die Mantelfläche kugelförmig nach außen gewölbt. Der Ventilkörper 10 bildet so einen Teil eines Kugelventils.
Um Fluidströme in verschiedene Richtungen leiten zu können, umfasst der Ventilkörper 10 Verbindungskanäle 16, die sich durch den Ventilkörper 10 erstrecken. Die Verbindungskanäle 16 weisen Ventilöffnungen auf, die die Mantelfläche unterbrechen. Die Verbindungskanäle 16 erstrecken sich vorzugsweise in einer Ebene, die parallel zur Oberseite 1 1 und zur Unterseite 12 ausgerichtet ist.
Der Ventilkörper 10 umfasst außerdem eine Rotationsachse 13, um die sich der Ventilkörper 10 im Ventilgehäuse 30 drehen kann. Durch die Drehung kommen die Verbindungskanäle 16 mit verschiedenen Anschlussöffnungen 34 in Überdeckung, die im Ventilgehäuse 30 ausgebildet sind. So kann ein Fluid an unterschiedliche Anschlussöffnungen 34 geleitet werden.
Um die Drehung des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 zu ermöglichen, weist der Ventilkörper 10 auf der Oberseite 1 1 eine Antriebswelle 14 auf, von welcher in der Darstellung gemäß Fig. 1 lediglich das freie Ende sichtbar ist. Die Antriebswelle 14 kann eine Umfangszahnung aufweisen, um eine formschlüssige und drehfeste Verbindung mit einem Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor, herzustellen. Gegenüber der Antriebswelle 14 erstreckt sich ausgehend von der Unterseite 12 ein Achszapfen 15. Der Achszapfen 15 greift in eine Ausnehmung 38 des Ventilgehäuses 30 ein, wobei der Achszapfen 15 in der Ausnehmung 38 drehbar ist. Der Achszapfen 15 kann mit der Ausnehmung 38 insbesondere ein Gleitdrehlager bilden. Jedenfalls ist vorgesehen, dass zwischen dem Achszapfen 15 und der Ausnehmung 38 ein Formschluss zumindest in radialer Richtung besteht, so dass der Ventilkörper 10 gut im Ventilgehäuse 30 geführt ist. Der Achszapfen 15 und die Antriebswelle 14 sind jeweils konzentrisch zur Rotationsachse 13 angeordnet. Das Ventilgehäuse 30 weist einen Hohlraum auf, der den Ventilkörper 10, vorzugsweise vollständig, aufnimmt. Der Ventilkörper 10, insbesondere die Oberseite 1 1, kommt im eingebauten Zustand zumindest teilweise in Anlage mit einer Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30. Das Ventilgehäuse 30 ist mit einem Deckel 31 verschließbar
Die Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30 ist mit einer Durchgangsöffnung 35 durchbrochen. Die Antriebswelle 14 erstreckt sich durch die Durchgangsöffnung 35. Zwischen der Durchgangsöffnung 35 und dem Ventilkörper 10 ist vorzugsweise eine Wellendichtung 37 vorgesehen, die die Antriebswelle 14 umgreift. Die Wellendichtung 37 kann ringförmig, insbesondere als O-Ring oder X-Ring, ausgebildet sein.
Das Ventilgehäuse 30 umfasst ferner Außenwände, die zusammen mit der Innenfläche 33 den Hohlraum begrenzen, der den Ventilkörper 10 aufnimmt. Insgesamt sind vier Außenwände vorgesehen, die jeweils eine Anschlussöffnung 34 aufweisen. Die Anschlussöffnungen 34 können jeweils einen Anschlussstutzen 36 aufnehmen. Mittels der Anschlussstutzen 36 kann das Fluidventil in ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs eingebunden werden.
Der Ventilkörper 10 ist auch zu den Anschlussöffnungen 34 hin abgedichtet. Insbesondere ist jeder Ventilöffnung der Verbindungskanäle 16 eine Dichtungsanordnung 400 zugeordnet. Die Dichtungsanordnung 400 umfasst eine Gleitdichtung 40 und eine elastische Dichtung 50. Die Gleitdichtung 40 liegt im montierten Zustand am Ventilkörper 10 an. Die elastische Dichtung 50 umgreift die Gleitdichtung 40 teilweise und spannt die Gleitdichtung 40 gegen den Ventilkörper 10.
Der Deckel 31 deckt den Hohlraum des Ventilgehäuses 30 im montierten Zustand ab. Der Ventilkörper 10 ist so durch das Ventilgehäuse 30 gekapselt. Im Deckel 31 ist die Ausnehmung 38 angeordnet, die in der Darstellung gemäß Fig. 1 als Auswölbung an der Außenseite des Deckels 31 erkennbar ist. Die Auswölbung ist durch mehrere, im Wesentlichen radial ausgerichtete, Rippen 32 gestützt. Die Ausnehmung 38 nimmt den Achszapfen 15 formschlüssig auf, so dass der Ventilkörper 10 drehbar gelagert ist.
Die Längsschnittansicht gemäß Fig. 2 zeigt weitere Details des Fluidventils, wobei der Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 13 und entlang der Längsachsen zweier gegenüberliegender Anschlussöffnungen 34 und Anschlussstutzen 36 des Ventilgehäuses 30 verläuft. Das Ventilgehäuse 30 weist auf der Seite, an welcher die Antriebswelle 14 des Ventilkörpers 10 aus dem Ventilgehäuse 30 austritt, mehrere Befestigungsfortsätze 39 auf. Die Befestigungsfortsätze 39 können Löcher zur Aufnahme von Befestigungsschrauben aufweisen. Die Befestigungsfortsätze 39 ermöglichen es im Allgemeinen, das Ventilgehäuse 30 mit anderen Bauteilen, z.B. einem Elektromotor als Antrieb für den Ventilkörper 10, zu verbinden. Es ist auch möglich, mittels der Befestigungsfortsätze 39 eine Verbindung zwischen dem Ventilgehäuse 30 und Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs herzustellen.
In Fig. 2 ist insbesondere die drehbare Lagerung des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 erkennbar. Der Achszapfen 15 greift formschlüssig in die Ausnehmung 38 im Deckel 31 des Ventilgehäuses 30 ein, wobei eine Drehung um die Rotationsachse 13 weiterhin möglich ist. Insbesondere besteht der Formschluss vorzugsweise in radialer Richtung. In einer parallelen Richtung zur Rotationsachse 13 weist der Achszapfen 15 hingegen ein Spiel auf. Im dargestellten Zustand sind zwei Ventilöffnungen verschiedener Verbindungskanäle 16 des Ventilkörpers 10 so ausgerichtet, dass sie mit den Anschlussöffnungen 34 und Anschlussstutzen 36 fluchten.
Die Antriebswelle 14 erstreckt sich durch die Wellendichtung 37, die im Bereich der Durchgangsöffnung 35 am Gehäusedeckel anliegt. Die Wellendichtung 37 dichtet gegen die Antriebswelle 14 ab, die in diesem Bereich vorzugsweise keine Verzahnung, sondern vielmehr eine runde Außenumfangsfläche aufweist. In einem Abschnitt, der über das Ventilgehäuse 30 nach außen vorsteht, kann hingegen eine Verzahnung vorgesehen sein.
Ferner zeigt Fig. 2 die Dichtungsanordnung 400 mit der Gleitdichtung 40 und der elastischen Dichtung 50. Die Gleitdichtung 40 liegt dichtend an der Mantelfläche des Ventilkörpers 10 an. Die Gleitdichtung 40 bildet einen Ring mit einem im Wesentlichen L- förmigen Querschnitt, wobei ein Schenkel der L-Form durch einen Leitungsabschnitt 42 und der andere Schenkel der L-Form durch einen Stützflansch 41 gebildet ist. Der Leitungsabschnitt 42 begrenzt einen Fluidkanal 60. In der Detailansicht gemäß Fig. 3 ist erkennbar, dass der Stützflansch 41 eine Fase 44 aufweist. Die Fase 44 begrenzt eine Eintrittsöffnung in die Gleitdichtung 40, wobei sich die Eintrittsöffnung aufgrund der Fase 44 ausgehend von einer Fasenkante 44a zum Leitungsabschnitt 42 hin verjüngt. Die Fase 44 kann entlang einer Tangente zur kreisförmig gewölbten Mantelfläche des Ventilkörpers 10 verlaufen. Jedenfalls ist vorgesehen, dass die Gleitdichtung 40 mit der Fasenkante 44a, insbesondere nur mit der Fasenkante 44a, an der Mantelfläche des Ventilkörpers 10 anliegt. Der Kontakt zwischen dem Ventilkörper 10 und der Gleitdichtung 40 erfolgt somit linienförmig, insbesondere entlang der Linie der Fasenkante 44a. Damit ist eine ausreichende Dichtigkeit zwischen dem Ventilkörper 10 und der Gleitdichtung 40 sichergestellt und zudem erreicht, dass die Reibung zwischen dem Ventilkörper 10 und der Gleitdichtung 40 limitiert ist, um ein reibungsarmes und leichtes Drehen des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 zu ermöglichen.
Die Fase 44 verläuft vorzugsweise unter einem Winkel von der Fasenkante 44a zu einer Ringkante 44b, die die Fase 44 von einer Innenumfangsfläche 42a des Leitungsabschnitts 42 trennt. Der Winkel der Fase 44 ist dabei so gewählt, dass die Ringkante 44b mit Abstand zur Mantelfläche des Ventilkörpers 10 angeordnet ist. Somit ist gewährleistet, dass eine Linienberührung zwischen der Gleitdichtung 40 und dem Ventilkörper 10 lediglich über die Fasenkante 44a erfolgt. Der Abstand zwischen der Ringkante 44b und dem Ventilkörper 10 ist vorzugsweise so bemessen, dass auch bei einem möglichen Verschleiß der Fasenkante 44a eine vollflächige Anlage der Fase 44 am Ventilkörper 10 vermieden wird. Insbesondere kann der Abstand zwischen der Ringkante 44b und der Mantelfläche des Ventilkörpers 10 mindestens 0,5 mm, insbesondere mindestens 0,8 mm, insbesondere 1 mm, betragen.
In Fig. 3 ist außerdem gut erkennbar, dass der Stützflansch 41 eine Außenumfangsfläche 41c aufweist, die sich gegen das Ventilgehäuse 30 abstützt. Insbesondere bildet der Stützflansch 41 im Wesentlichen eine Abstützung gegen eine Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses 30. Eine solche Abstützung ist insofern sinnvoll, da die fluiddynamischen Einflüsse beim Durchströmen des Fluidventils mit einem Fluid dazu führen, dass der Ventilkörper 10 angehoben wird. Insbesondere drängt der Ventilkörper 10 in Richtung des Bodens des Ventilkörpers 10 bzw. in Richtung des Antriebs des Fluidventils. Hier kommt die Abstützfunktion des Stützflanschs 41 zum Tragen, die insofern auch den Ventilkörper 10 gegen den Fluiddruck stützt.
Der Ventilkörper 10 liegt mit seiner Oberseite 1 1 nicht vollflächig an der Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30 an. Vielmehr sind Abstandshalter 20 vorgesehen, die einen punktuellen Gleitkontakt zwischen dem Ventilkörper 10 und dem Ventilgehäuse 30 bereitstellen. Die Abstandshalter 20 sind vorzugsweise als Noppen 2 1 ausgebildet, die einen gewölbte, insbesondere kugelsegmentförmig gewölbte, Kontaktfläche aufweisen. Die Noppen 21 bilden den punktuellen Gleitkontakt.
Die Abstandshalter 20, insbesondere die Noppen 2 1, können am Ventilkörper 10 oder am Ventilgehäuse 30 ausgebildet sein. Die Noppen 21 können monolithisch mit dem Ventilkörper 10 bzw. dem Ventilgehäuse 30 ausgebildet sein. Wenn die Abstandshalter 20 am Ventilkörper 10 angeordnet sind, befinden sie sich vorzugsweise auf dessen Oberseite 1 1. Am Ventilgehäuse 30 sind die Abstandshalter 20 vorzugsweise an der Innenfläche 33 ausgebildet. Insbesondere können die Abstandshalter 20 von der Innenfläche 33 zum Ventilkörper 10 hin vorstehen.
Im Allgemeinen gilt, dass die Abstandshalter 20 vorzugsweise auf einer Kreislinie angeordnet sind, wobei es bevorzugt ist, wenn die Abstandshalter 20 gleichverteilt, d.h. mit identischen Abständen zueinander, auf der Kreislinie positioniert sind. Eine Anzahl von mindestens drei, vorzugsweise jedoch eine gerade Anzahl von mindestens vier oder mehr, Abstandshaltern 20 hat sich als vorteilhaft erwiesen.
In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 ist erkennbar, dass die Noppen 2 1 einen Abstand zwischen der Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30 und einer Oberseite 1 1 des Ventilkörpers 10 aufrechthalten. Die sphärische bzw. kugelsegmentförmige Krümmung der Noppen 2 1 bewirkt dabei eine punktuelle Berührung zwischen dem jeweiligen Abstandshalter 20 bzw. Noppen 2 1 und der Oberseite 1 1 des Ventilkörpers 10. Damit bildet jeder Abstandshalter 20 einen punktuellen Gleitkontakt. Der Ventilkörper 10 kann sich so leicht um die Rotationsachse 13 drehen, weil die Noppen 21 nur wenig Reibung zulassen. Der Ventilkörper 10 kann, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erkennbar ist, einen umlaufenden Vorsprung 17 aufweisen, der sich ringförmig um die Oberseite 1 1 erstreckt und im Wesentlichen die Mantelfläche des Ventilkörpers 10 über die Oberseite 1 1 hinaus fortsetzt. An dem umlaufenden Vorsprung 17 liegt vorzugsweise die Fasenkante 44a der Dichtungsanordnung 400 an. Der Vorteil des umlaufenden Vorsprungs 17 besteht darin, dass auf diese Weise eine zusätzliche radiale Führung des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 erreicht wird. Der umlaufenden Vorsprung 17 kann in eine umlaufende Ausnehmung 18 eingreifen, die ringförmig im Ventilgehäuse 30 ausgebildet ist. Ein Verkippen des Ventilkörpers 10 wird so vermieden.
Die Dichtungsanordnung 400 ist in der Detaildarstellung gemäß Fig. 3 besonders gut erkennbar. Die Gleitdichtung 40 liegt mit der Fasenkante 44a des Stützflanschs 41 an dem Ventilkörper 10 dichtend an, so dass ein linienförmiger Dichtungskontakt besteht. Von der Fasenkante 44a geht die Fase 44 aus, die eine Verjüngung der Eintrittsöffnung der Gleitdichtung 40 in Richtung zum Leitungsabschnitt 42 bewirkt.
Die elastische Dichtung 50 umgreift den Leitungsabschnitt 42 der Gleitdichtung 40 und liegt am Stützflansch 41 an. Insbesondere ist die elastische Dichtung 50 zwischen dem Stützflansch 41 und einer Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 angeordnet. Die elastische Dichtung 50 weist ein elastisches Material auf, sodass sich die elastische Dichtung 50 zwischen den Stützflansch 41 und das Ventilgehäuse 30 spannt und damit die Gleitdichtung 40 gegen den Ventilkörper 10 presst. Auf einer Innenumfangsfläche 50a der elastischen Dichtung 50 ist eine ringförmig umlaufende Vertiefung 51 ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche 50b der elastischen Dichtung 50 ist hingegen nach außen gewölbt bzw. weist eine ringförmig umlaufende Wölbung 52 auf.
Die ringförmig umlaufende Vertiefung 51 bildet eine Sollknickstelle. Die elastische Dichtung 50 kann sich so im Bereich der umlaufenden Vertiefung 51 nach außen wölben und sich damit federartig zwischen den Stützflansch 41 und das Ventilgehäuse 30 spannen.
Die ringförmig umlaufende Vertiefung 51 und die ringförmig umlaufende Wölbung 52 wirken insofern zusammen, als sie gemeinsam eine Sollknickstelle der elastischen Dichtung 50 bilden. Wenn die elastische Dichtung 50 in axialer Richtung, also parallel zur Längsachse 19, komprimiert wird, weicht ein mittlerer Abschnitt der elastischen Dichtung 50 nach außen aus. Ein Ausweichen nach Innen wird durch die umlaufende Vertiefung 51 a und die Wölbung vermieden. Die elastische Dichtung 50 wölbt sich insoweit nach außen, wobei gleichzeitig eine Spannkraft erzeugt wird, mit welcher die elastische Dichtung 50 wieder in den Ursprungszustand zurückdrängt. Diese federartige Spannkraft wird von der elastischen Dichtung 50 ausgeübt, wenn die elastische Dichtung 50 zwischen dem Stützflansch 41 und eine gegenüberliegende Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 eingespannt ist.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass in den Fig. 3 und 4 die elastische Dichtung 30 aus darstellungstechnischen Gründen in ihrem Ruhezustand dargestellt ist. Rein zeichnerisch ragt die elastische Dichtung 50 daher in das Ventilgehäuse 30 hinein. Tatsächlich ist die elastische Dichtung 50 jedoch gestaucht und liegt mit ihrem äußeren axialen Ende 54 an der Innenwand 33a des Ventilgehäuses an. Bei Betrachtung der Fig. 3 und 4 ist folglich klar, dass sich die elastische Dichtung 50 staucht, insbesondere nach außen wölbt, um in den begrenzten Raum zwischen Stützflansch 41 und Innenrand 33a eingepasst zu sein.
Das gegenüberliegende, innere axiale Ende 53 der elastischen Dichtung 50 ist in der Ringnut 43 angeordnet. Die Ringnut 43 erstreckt sich in einer dem Leitungsabschnitt 42 zugewandten Ringfläche 41 a des Stützflanschs 41. Durch die Aufnahme des inneren axialen Endes 53 der elastischen Dichtung 50 in die Ringnut 43 wird sichergestellt, dass sich die elastische Dichtung 50 nicht mit einem inneren axialen Ende 53 nach außen wölbt, wenn sie gestaucht wird. Vielmehr wird das innere axiale Ende 53 durch die Ringnut 43 radial gesichert, so dass gewährleistet ist, dass sich die elastische Dichtung 50 im Bereich der Sollknickstelle wölbt.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante des Fluidventils gezeigt, die sich durch die Gestaltung der elastischen Dichtung 50 von der vorhergehend beschriebenen Variante unterscheidet. Die elastische Dichtung 50 weist bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 an ihrem äußeren axialen Ende 54 auf der Außenumfangsfläche 50b eine radial nach außen gerichtete Wulst 55 auf. Die Wulst 55 verläuft über den gesamten Umfang der elastischen Dichtung 50. Außerdem ist die Innenumfangsfläche 50a der elastischen Dichtung 50 im Bereich des äußeren axialen Endes 54 konisch ausgeformt. Insbesondere ist die Innenumfangsfläche 50a ausgehend von der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 51 zum äußeren axialen Ende 54 hin konisch aufgeweitet und bildet eine konische Aufweitung 56. Diese Gestaltung bewirkt, dass bei einer Komprimierung der elastischen Dichtung 50 derart, dass sie in den Raum zwischen dem Stützflansch 41 und der Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 eingespannt ist, das äußere axiale Ende 54 nach außen gebogen wird, so dass sich die elastische Dichtung 50 ebenfalls an einer Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses 30 abstützt. Im Wesentlichen kann also eine ähnliche Abstützung erfolgen, wie sie mit dem Stützflansch 41 bei der Gleitdichtung 40 erreicht wird.
In Fig. 4 ist aus darstellerischen Gründen die elastische Dichtung 50 so gezeigt, dass sie in die Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 hineinragt. Diese zeichnerische Überlappung besteht in der Praxis jedoch nicht. Vielmehr wölbt sich die elastische Dichtung 50 so, dass das innere axiale Ende 53 an der Ringnut 43, und das äußere axiale Ende 54 an der Innenwand 33a anliegt. Die Wulst 55 kann dabei an einer Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 30 anliegen. Jedenfalls wird durch die Wulst 55, insbesondere in Verbindung mit der konischen Aufweitung 56 der elastischen Dichtung 50 vermieden, dass sich die elastische Dichtung 50 in den Spalt zwischen dem Leitungsabschnitt 43 und der Innenwand 33a des Ventilkörpers 30 wölbt und so die Fluidströmung unerwünscht beeinflusst. Die Wulst 55 stellt zusammen mit der konischen Aufweitung 56 vielmehr sicher, dass die elastische Dichtung 50 außerhalb des Fluidströmungsbereichs bleibt und so im Bereich des Leitungsabschnitt 43 und der Anschlussöffnung 34 eine laminare Strömung erzielt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden außerdem folgende Merkmale des Fluidventils offenbart, die mit allen vorgenannten Merkmalen kombinierbar sind:
1 . Fluidventil für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fluidventil wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid, ein Ventilgehäuse 30 und einen in dem Ventilgehäuse 30 um eine axiale Rotationsachse 13 drehbaren, ein- oder mehrteiligen Ventilkörper 10 mit wenigstens einem Verbindungskanal 16 zum Verbinden von wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 10 aufweist, wobei zur Abdichtung zwischen Ventilkörper 10 und Ventilgehäuse 30 im Bereich der Anschlussöffnungen 34 jeweils eine zweiteilige Dichtungsanordnung 400 vorgesehen ist, welche eine dynamische Gleitdichtung 40 und eine elastische Dichtung 50 umfasst, wobei ein Höhen-Längen-Verhältnis der elastischen Dichtung 50 im nichtverspannten Zustand kleiner als 0,5 ist. Fluidventil nach Ziffer 1, wobei die Gleitdichtung 40 zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper 10 und die elastische Dichtung 50 zur dichtenden Anlage gegen die Gleitdichtung 40 und das Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 vorgesehen sind, so dass die elastische Dichtung 50 im verspannten Zustand axial zwischen der Gleitdichtung 40 und dem Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 dichtend anliegt. Fluidventil nach Ziffer 1 oder 2, wobei die Gleitdichtung 40 im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig und die elastische Dichtung 50 im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildet sind. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Ventilkörper 10 über mehrere Gleitdichtungen 40 zentrierbar vorgesehen ist. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Ventilkörper 10, das Ventilgehäuse 30 sowie ein das Ventilgehäuse 30 verschließender Deckel 31 jeweils komplementäre Mittel zur Kippsicherung des Ventilkörpers 10 aufweisen. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Verbindungskanal 16 gerade oder bogenförmig ausgebildet ist. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Ventilkörper 10 in einer Verteilerplatte angeordnet ist, wobei Anschlussstutzen 36 für die Anschlussöffnungen 34 oder weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sind. . Fluidvorrichtung mit einem Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern und einem mit dem Fluidventil verbundenen Aktuator zum Betätigen des Fluidventils für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs. . Fluidvorrichtung nach Ziffer 8, wobei der Aktuator einen Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator- Abtriebsrad aufweist.
10. Fluidvorrichtung nach Ziffer 9, wobei das Aktuator- Abtriebsrad und eine Antriebswelle 14 des Ventilkörpers 10 formschlüssig verbunden sind. 1 1. Verwendung einer Fluidvorrichtung nach einer der vorangegangenen Ziffern als
Mehrwegeventil.
12. Verwendung einer Fluidvorrichtung nach einer der vorangegangenen Ziffern als Kühlwasserventil eines Fahrzeuges.
Bezugszeichen
10 Ventilkörper
1 1 Oberseite
12 Unterseite
13 Rotationsachse
14 Antriebswelle
15 Achszapfen
16 Verbindungskanal
17 umlaufender Vorsprung
18 umlaufende Ausnehmung
19 Längsachse
20 Abstandshalter
21 Noppen
30 Ventilgehäuse
31 Deckel
32 Rippe
33 Innenfläche
33a Innenwand
34 Anschlussöffnung
35 Durchgangsöffnung
36 Anschlussstutzen
37 Wellendichtung
38 Ausnehmung
39 Befestigungsfortsatz
400 Dichtungsanordnung
40 Gleitdichtung
41 Stützflansch
42 Leitungsabschnitt 43 Ringnut
44 Fase
44a Fasenkante
44b Ringkante 44c Außenumfangsfläche
50 elastische Dichtung
50a Innenumfangsfläche der elastischen Dichtung
50b Außenumfangsfläche der elastischen Dichtung
51 ringförmig umlaufende Vertiefung 52 Wölbung
53 inneres axiales Ende
54 äußeres axiales Ende
55 Wulst
56 konische Aufweitung 60 Fluidkanal

Claims

Patentansprüche
1. Fluidventil, insbesondere für einen Kühlmittelkreislaufs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ventilkörper ( 10), der in einem Ventilgehäuse (30) drehbar angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse (30) mehrere Strömungskanäle (34) aufweist und zwischen den Strömungskanälen (34) und dem Ventilkörper ( 10) jeweils eine Dichtungsanordnung (400) vorgesehen ist, die eine Gleitdichtung (40) und eine elastische Dichtung (50) umfasst, wobei die elastische Dichtung (50) so zwischen dem Ventilgehäuse (30) und der Gleitdichtung (40) angeordnet ist, dass die Gleitdichtung
(40) gegen den Ventilkörper (10) gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitdichtung (40) einen L-förmigen Querschnitt mit einem Stützflansch (41) und einem Leitungsabschnitt (42) aufweist, wobei der Leitungsabschnitt (42) einen Fluidkanal (60) ringförmig begrenzt und sich der Stützflansch (41) radial nach außen über einen Außenumfang des Leitungsabschnitts (42) hinaus erstreckt.
2. Fluidventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (41) auf einer dem Leitungsabschnitt (42) zugewandten Ringfläche (41a) eine Ringnut (43) zur radialen Sicherung der elastischen Dichtung (50) aufweist.
3. Fluidventil nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch
(41) eine Fase (44) mit einer Fasenkante (44a) aufweist, die einen linienförmigen Kontakt zum Ventilkörper ( 10) bildet.
4. Fluidventil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Fasenkante (44a) zwischen der Fase (44) und einer dem Ventilkörper ( 10) zugewandten Seitenfläche (41 b) des Stützflanschs (41) ausgebildet ist.
5. Fluidventil nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (41 b) senkrecht zu einer Längsachse ( 19) der Gleitdichtung (40) ausgerichtet ist.
6. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Fase (44) und einer Innenumfangsfläche (42a) des Leitungsabschnitts
(42) eine Ringkante (44b) ausgebildet ist, wobei die Ringkante (44b) von dem Ventilkörper (10) beabstandet angeordnet ist.
. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (41) eine radiale Außenumfangsfläche (41c) aufweist, die sich gegen das Ventilgehäuse (30) abstützt. . Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) den Leitungsabschnitt (42) ringförmig umgreift. . Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) eine Sollknickstelle aufweist.
10. Fluidventil nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) zur Bildung der Sollknickstelle auf einer Innenumfangsfläche (50a) eine ringförmig umlaufende Vertiefung (51) und/oder auf einer Außenumfangsfläche (50b) eine ringförmige umlaufende Wölbung (52) aufweist.
1 1. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) an einem dem Stützflansch (41) abgewandten Ende eine radial nach außen gerichtete Wulst (55) aufweist.
12. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenumfangsfläche (50a) der elastischen Dichtung (50) an einem dem Stützflansch (41) abgewandten Ende und zum Ventilgehäuse (30) hin konisch aufweitet.
13. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) ein elastischeres Material als die Gleitdichtung (40) aufweist.
14. Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines, vorzugsweise batterieelektrischen, Personenkraftfahrzeugs, mit einem Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
15. Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriges Kraftfahrzeug, mit einem Kühlsystem und/oder einem Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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