WO2024156302A1 - Valve - Google Patents

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WO2024156302A1
WO2024156302A1 PCT/DE2024/035002 DE2024035002W WO2024156302A1 WO 2024156302 A1 WO2024156302 A1 WO 2024156302A1 DE 2024035002 W DE2024035002 W DE 2024035002W WO 2024156302 A1 WO2024156302 A1 WO 2024156302A1
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WO
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valve
valve element
chamber
pressure
outlet
Prior art date
Application number
PCT/DE2024/035002
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German (de)
French (fr)
Inventor
Tilo SCHÄFER
Michael Krug
Dr. Jan Hinrichs
Original Assignee
Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh filed Critical Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh
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    • 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
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/04—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members
    • F16K3/06—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages
    • F16K3/08—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres
    • 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
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/041—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/04—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member
    • F16K47/045—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member and the closure member being rotatable
    • 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
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths

Definitions

  • the invention relates to a valve.
  • Similar valves as shown for example in US 9638340 B2 or US 11428338 B2, usually have a rotating valve element, also referred to as a puck, which rotates in sliding contact with at least one disk substantially about the central axis of the valve element.
  • a valve element must always be in sealing contact with a counter element, for example the aforementioned disk. If the valve element now has to rotate in order to set a different position relative to the counter element while still in sliding contact with it, a comparatively high frictional force occurs as a result of the surface pressure necessary for the sealing contact, so that comparatively strong actuators are required.
  • a valve according to EP 3 369 972 A1 for household appliances has a rotatable valve disc and a slide that can be moved in the direction of flow in order to provide additional sealing in the event of a high differential pressure.
  • this requires additional components, such as the slide mentioned.
  • the invention is based on the object of improving such a valve with regard to the required installation space and number of individual parts and at the same time meeting the requirements.
  • this has a substantially closed chamber on a side of the valve element which is opposite to a pressurizable inlet side of the valve element.
  • the chamber is provided with at least one outlet throttle to a low-pressure side. Due to its arrangement on a side of the valve element which is opposite to the pressurizable inlet side, the chamber essentially acts as a counter-pressure chamber. In other words, the pressure prevailing in the chamber supports the pressing of the valve element against a counter-element in order to improve the tightness.
  • this additional contact pressure is advantageously only applied when it is required. This essentially corresponds to a case in which the valve element on the inlet side is provided with a comparatively high pressure is applied, which must be counteracted as described.
  • An unavoidable leakage between the valve element and the counter element is essentially used to build up pressure in the chamber described. As described, fluid flows through this leakage into the chamber and presses the valve element against the counter element. In this case, the inlet or supply pressure is greater than the pressure prevailing in the chamber. However, in the described case of a comparatively high pressure on the inlet side, the latter reduces the pressure with which the valve must be pressed against the valve seat, i.e. the counter element, by suitable measures, for example springs or the like.
  • the pressure prevailing in the described chamber is greater than a pressure on a low-pressure side of the valve, for example at an outlet, and fluid in the chamber can flow out to a low-pressure side via the described outlet throttle.
  • the outlet throttle thus essentially regulates the pressure prevailing in the chamber.
  • this also applies to the pressure in the described chamber, so that in this case unnecessary additional contact pressure is not applied to the valve element, the friction when the valve element moves relative to the counter element can be kept low, and a comparatively low torque needs to be applied by the actuator to move the valve element.
  • valve according to the invention can be provided in a vehicle, in particular a cooling circuit of a vehicle.
  • valve according to the invention can be used in a cooling water circuit as well as in another coolant circuit.
  • the chamber described can be implemented with comparatively little effort, since it essentially only requires the limitation by a housing and, advantageously, no moving or active parts have to be arranged in the chamber.
  • the chamber does not increase the required installation space or only increases it insignificantly, and the outlet throttle can also be designed in a simple manner and without additional parts, as described in more detail below.
  • the actuator can advantageously be provided on the side of the chamber, so that in other words an outlet side of the valve is also preferably on the side of the inlet.
  • one side of the valve can advantageously be designed in an optimized manner with regard to the chamber and the connection to the actuator, while the opposite side has the necessary inlets and outlets.
  • a valve in which the valve element can be rotated about an axis that runs through the valve element is particularly easy to produce and is therefore preferred as a design.
  • Such a valve element can be provided with the necessary cavities and/or openings in a simple manner, is preferably essentially disk-shaped and can accordingly be referred to as a puck.
  • the discharge throttle described can be efficiently installed in a housing surrounding the chamber and/or in a counter element of the valve element, for example a disc, with which the valve element is in sealing contact.
  • the discharge throttle can be designed using simple means and efficiently as a notch or groove in one or more of the above-mentioned components.
  • the measure according to the invention advantageously enables the valve element in an initial state, i.e. when only the ambient pressure or the system pressure of a closed fluid circuit acts on it from all sides, to be in sealing contact with a counter element with a surface pressure of less than 0.2 N/mm 2 .
  • the described design also advantageously allows a distance between the valve element and an actuator to be less than 30 mm.
  • the distance is measured between the section of the valve element closest to the actuator and the section of the actuator closest to the valve element.
  • this allows a comparatively short actuator shaft, so that the torsion acting on it is reduced and the accuracy of the valve adjustment is improved.
  • Figure 1 is a sectional view of essential parts of the valve according to the invention.
  • Figure 6 is a plan view of the valve according to the invention.
  • Figure 7 is a flowchart illustrating the mode of operation.
  • a valve 10 essentially has a rotary actuator 12 and a rotating valve element 14 in the form of a so-called puck with suitable chambers and passages.
  • the valve element 14 is in sliding contact with a disk 16, which is shown in more detail in the other figures.
  • the valve element 14 has suitable chambers and deflections in order to ensure the desired fluid flows depending on the rotary position.
  • the disk 16 interacts with the disk 16 shown and is pressed against it in order to ensure tightness on the inlet side 18.
  • the disk 16 is sealed against a housing 20 by means of suitable seals 22, for example, accommodated in annular grooves. and between the housing 20 and the valve element 14 a chamber 24 is formed, the function of which is described in more detail below.
  • the valve element 14 is pressed against the disk 16.
  • two O-rings 26 are provided to seal the shaft of the valve element 14 from the outside. As can be seen in the middle area, this is connected to an outlet in order to prevent pressure build-up here.
  • outlet throttle 28 is formed in the housing 20, in the embodiment shown in Figures 3 and 4 it is formed as a notch in the disk 16 in the case shown.
  • the notch can have an angle of about 45°, for example, and can be a few tenths of a millimeter deep. It should also be mentioned at this point that several outlet throttles can also be provided.
  • one or more outlet throttles 28 can also be formed on the valve element 14, as indicated in Figure 5.
  • the position of the outlet throttle 28 changes with the rotation of the valve element 14, but there can be applications in which such a design is useful and can be reconciled with the other details of the valve element 14.
  • the pressure build-up in the chamber 24 is caused by a leakage flow.
  • the pressure in the chamber can also be created by other measures, for example a separate supply line.
  • FIG. 6 shows the essentially circular, three-dimensionally essentially cylindrical shape of the valve 10 and in particular its housing 12.
  • the shaft hub 30 for connecting the actuator is shown, as shown in the upper area of Figures 1 to 3 and 5.
  • the flow chart in Figure 7 also shows the way in which it works: when the pressure on the inlet side is sufficiently high, an internal leakage flow occurs through the gap between the valve and counter element, which fills the chamber volume, and the gap between the valve and counter element is reduced by the counter pressure built up in the chamber. This results in an essentially stable leakage flow into the chamber and from there through the outlet throttle to an outlet. Further explanations were given above with reference to arrows A to D in Figure 2. This means that the valve element only exerts high contact pressure on the counter element when this is required to ensure that the valve is tight. When the differential pressure across the valve drops, the chamber pressure is relieved again by the throttle, enabling adjustment with a comparatively low torque.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sliding Valves (AREA)

Abstract

A valve (10) has a valve element (14) and an essentially closed chamber (24) on a side of the valve element that is opposite an inlet side (18) of the valve element and to which pressure can be applied, characterized in that the chamber (24) has at least one outlet restriction (28) towards a low-pressure side.

Description

Ventil Valve
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die Erfindung betri f ft ein Ventil . The invention relates to a valve.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Ähnliche Ventile , wie sie beispielsweise in der US 9638340 B2 oder US 11428338 B2 gezeigt sind, weisen üblicherweise ein sich drehendes Ventilelement , das auch als Puck bezeichnet wird, auf , das sich im Gleitkontakt mit zumindest einer Scheibe im Wesentlichen um die Mittelachse des Ventilelements dreht . Um die Dichtigkeit für den Fall sicherzustellen, dass das Ventil einen Fluidstrom blockieren soll , muss ein Ventilelement stets in abdichtendem Kontakt mit einem Gegenelement , beispielsweise der genannten Scheibe , stehen . Wenn sich das Ventilelement nunmehr zur Einstellung einer anderen Position bezüglich des Gegenelements und immer noch im Gleitkontakt mit diesem stehend drehen muss , tritt infolge der für den Dichtkontakt notwendigen Flächenpressung eine vergleichsweise hohe Reibungskraft auf , sodass vergleichsweise starke Aktuatoren erforderlich sind . Mit anderen Worten sind die Reibungswerte verbesserungswürdig, sodass derzeit in solchen Ventilen vergleichsweise kräftige Aktuatoren eingesetzt werden . Ein Ventil gemäß EP 3 369 972 Al für Haushaltsgeräte weist eine drehbare Ventilscheibe und einen in Strömungsrichtung beweglichen Schieber auf , um bei einem hohen Di f ferenzdruck für eine zusätzliche Abdichtung zu sorgen . Dies erfordert j edoch zusätzliche Bauteile , wie zum Beispiel den genannten Schieber . Similar valves, as shown for example in US 9638340 B2 or US 11428338 B2, usually have a rotating valve element, also referred to as a puck, which rotates in sliding contact with at least one disk substantially about the central axis of the valve element. To ensure tightness in the event that the valve is to block a fluid flow, a valve element must always be in sealing contact with a counter element, for example the aforementioned disk. If the valve element now has to rotate in order to set a different position relative to the counter element while still in sliding contact with it, a comparatively high frictional force occurs as a result of the surface pressure necessary for the sealing contact, so that comparatively strong actuators are required. In other words, the friction values are in need of improvement, so that comparatively powerful actuators are currently used in such valves. A valve according to EP 3 369 972 A1 for household appliances has a rotatable valve disc and a slide that can be moved in the direction of flow in order to provide additional sealing in the event of a high differential pressure. However, this requires additional components, such as the slide mentioned.
Ein weiteres ähnliches Ventil gemäß der WO 2022 / 117143 Al benötigt in nachteiliger Weise einen vergleichsweise großen Bauraum . Another similar valve according to WO 2022/117143 A1 disadvantageously requires a comparatively large installation space.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde , ein derartiges Ventil in Hinsicht auf den benötigten Bauraum und Anzahl der Einzelteile zu verbessern und gleichzeitig den gestellten Anforderungen zu genügen . Against this background, the invention is based on the object of improving such a valve with regard to the required installation space and number of individual parts and at the same time meeting the requirements.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das im Patentanspruch 1 beschriebene Ventil . This object is achieved by the valve described in patent claim 1.
Demzufolge weist dieses auf einer Seite des Ventilelements , die zu einer mit Druck beaufschlagbaren Zulaufseite des Ventilelements entgegengesetzt ist , eine im Wesentlichen geschlossene Kammer auf . Die Kammer ist mit zumindest einer Ablauf drossel zu einer Niederdruckseite versehen . Aufgrund ihrer Anordnung auf einer zu der mit Druck beaufschlagbaren Zulaufseite entgegengesetzten Seite des Ventilelements wirkt die Kammer im Wesentlichen als Gegendruckkammer . Mit anderen Worten unterstützt der in der Kammer herrschende Druck das Anpressen des Ventilelements gegen ein Gegenelement , um die Dichtigkeit zu verbessern . Dieser zusätzliche Anpressdruck wird j edoch in vorteilhafter Weise nur dann aufgebracht , wenn er erforderlich ist . Dies entspricht im Wesentlichen einem Fall , in dem das Ventilelement auf der Zulaufseite mit einem vergleichsweise hohen Druck beaufschlagt wird, dem wie beschrieben entgegengewirkt werden muss . Für den Druckaufbau in der beschriebenen Kammer wird im Wesentlichen eine unvermeidliche Leckage zwischen dem Ventilelement und dem Gegenelement genutzt . Durch diese Leckage strömt , wie beschrieben, Fluid in die Kammer und drückt das Ventilelement gegen das Gegenelement . Hierbei ist der Zulauf- oder Einlassdruck größer als der in der Kammer herrschende Druck . Letzterer verringert j edoch für den beschriebenen Fall eines vergleichsweise hohen Drucks auf der Zulaufseite den Druck, mit dem das Ventil durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise Federn oder dergleichen, an den Ventilsitz , also das Gegenelementgedrückt werden muss . Accordingly, this has a substantially closed chamber on a side of the valve element which is opposite to a pressurizable inlet side of the valve element. The chamber is provided with at least one outlet throttle to a low-pressure side. Due to its arrangement on a side of the valve element which is opposite to the pressurizable inlet side, the chamber essentially acts as a counter-pressure chamber. In other words, the pressure prevailing in the chamber supports the pressing of the valve element against a counter-element in order to improve the tightness. However, this additional contact pressure is advantageously only applied when it is required. This essentially corresponds to a case in which the valve element on the inlet side is provided with a comparatively high pressure is applied, which must be counteracted as described. An unavoidable leakage between the valve element and the counter element is essentially used to build up pressure in the chamber described. As described, fluid flows through this leakage into the chamber and presses the valve element against the counter element. In this case, the inlet or supply pressure is greater than the pressure prevailing in the chamber. However, in the described case of a comparatively high pressure on the inlet side, the latter reduces the pressure with which the valve must be pressed against the valve seat, i.e. the counter element, by suitable measures, for example springs or the like.
Der in der beschriebenen Kammer herrschende Druck ist größer als ein Druck auf einer Niederdruckseite des Ventils , beispielsweise an einem Auslass , und Fluid in der Kammer kann über die beschriebene Ablauf drossel zu einer Niederdruckseite abströmen . Die Ablauf drossel reguliert somit im Wesentlichen den in der Kammer herrschenden Druck . Insbesondere dann, wenn auf der Zulaufseite ein vergleichsweise geringer Druck herrscht , gilt dies auch für den Druck in der beschriebenen Kammer, sodass ein in diesem Fall unnötiger zusätzlicher Anpressdruck auf das Ventilelement nicht aufgebracht wird, die Reibung bei der Bewegung des Ventilelements bezüglich des Gegenelements gering gehalten werden kann, und seitens des Aktuators ein vergleichsweise geringes Drehmoment aufgebracht werden muss , um das Ventilelement zu bewegen . The pressure prevailing in the described chamber is greater than a pressure on a low-pressure side of the valve, for example at an outlet, and fluid in the chamber can flow out to a low-pressure side via the described outlet throttle. The outlet throttle thus essentially regulates the pressure prevailing in the chamber. In particular, when there is a comparatively low pressure on the inlet side, this also applies to the pressure in the described chamber, so that in this case unnecessary additional contact pressure is not applied to the valve element, the friction when the valve element moves relative to the counter element can be kept low, and a comparatively low torque needs to be applied by the actuator to move the valve element.
Im Fall eines vergleichsweise hohen Drucks auf der Zulaufseite stellt sich im Wesentlichen in der Art einer Regelung ein Gleichgewicht dahingehend ein, dass eine Öf fnung zwischen Ventil- und Gegenelement , die eine Leckage ermöglicht , durch den in der Kammer aufgebauten Gegendruck verkleinert wird, und eine im Wesentlichen stabile Leckageströmung in die Kammer und von dort , durch die Ablauf drossel zu einem Ablauf hin ausgebildet wird . Es sei erwähnt , dass das erfindungsgemäße Ventil in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs vorgesehen sein kann . Insbesondere kann das erfindungsgemäße Ventil in einem Kühlwasserkreislauf ebenso wie in einem anderen Kühlmittelkreislauf eingesetzt werden . Ferner ist die beschriebene Kammer mit vergleichsweise geringem Aufwand aus führbar, da diese im Wesentlichen nur die Begrenzung durch ein Gehäuse erfordert und in vorteilhafter Weise keine beweglichen oder aktiven Teile in der Kammer angeordnet sein müssen . Ferner vergrößert die Kammer den erforderlichen Bauraum nicht oder unwesentlich, und auch die Ablauf drossel kann in einfacher Art und Weise und ohne zusätzliche Teile , wie nachfolgend genauer beschrieben, ausgebildet werden . In the case of a comparatively high pressure on the inlet side, an equilibrium is essentially established in the form of a control in that an opening between the valve and the counter element, which allows leakage, is reduced by the counter pressure built up in the chamber, and an essentially stable leakage flow is formed into the chamber and from there, through the outlet throttle to an outlet. It should be mentioned that the valve according to the invention can be provided in a vehicle, in particular a cooling circuit of a vehicle. In particular, the valve according to the invention can be used in a cooling water circuit as well as in another coolant circuit. Furthermore, the chamber described can be implemented with comparatively little effort, since it essentially only requires the limitation by a housing and, advantageously, no moving or active parts have to be arranged in the chamber. Furthermore, the chamber does not increase the required installation space or only increases it insignificantly, and the outlet throttle can also be designed in a simple manner and without additional parts, as described in more detail below.
Bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben . Preferred embodiments of the invention are described in the further claims.
In vorteilhafter Weise kann der Aktuator auf der Seite der Kammer vorgesehen sein, sodass mit anderen Worten ebenfalls bevorzugt eine Ablaufseite des Ventils auf der Seite des Zulaufs ist . Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Seite des Ventils im Hinblick auf die Kammer und die Verbindung zu dem Aktuator optimiert gestaltet werden, während die entgegengesetzte Seite die notwendigen Zu- und Abläufe aufweist . The actuator can advantageously be provided on the side of the chamber, so that in other words an outlet side of the valve is also preferably on the side of the inlet. As a result, one side of the valve can advantageously be designed in an optimized manner with regard to the chamber and the connection to the actuator, while the opposite side has the necessary inlets and outlets.
Besonders leicht darstellbar und demnach als eine Bauform bevorzugt , ist ein Ventil derart , bei dem das Ventilelement um eine Achse drehbar ist , die durch das Ventilelement verläuft . Ein derartiges Ventilelement kann in einfacher Art und Weise mit den notwendigen Aushöhlungen und/oder Öf fnungen versehen werden, ist bevorzugt im Wesentlichen scheibenförmig und kann dementsprechend als Puck bezeichnet werden . A valve in which the valve element can be rotated about an axis that runs through the valve element is particularly easy to produce and is therefore preferred as a design. Such a valve element can be provided with the necessary cavities and/or openings in a simple manner, is preferably essentially disk-shaped and can accordingly be referred to as a puck.
Die beschriebene Ablauf drossel kann in ef fi zienter Art und Weise in einem die Kammer umgebenden Gehäuse und oder in einem Gegenelement des Ventilelements , beispielsweise einer Scheibe ausgebildet sein, mit der das Ventilelement in Dichtkontakt steht . The discharge throttle described can be efficiently installed in a housing surrounding the chamber and/or in a counter element of the valve element, for example a disc, with which the valve element is in sealing contact.
Alternativ oder ergänzend ist denkbar, die Ablauf drossel in dem Ventilelement selbst aus zubilden . Alternatively or additionally, it is conceivable to form the outlet throttle in the valve element itself.
Ferner kann die Ablauf drossel mit einfachen Mitteln und ef fi zient als Kerbe oder Nut in einem oder mehreren der oben genannten Bauteile ausgebildet sein . Furthermore, the discharge throttle can be designed using simple means and efficiently as a notch or groove in one or more of the above-mentioned components.
In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Maßnahme , dass das Ventilelement in einem Ausgangs zustand, d . h . wenn auf dieses lediglich von allen Seiten der Umgebungsdruck oder der Systemdruck eines geschlossenen Fluidkreislaufs wirkt , mit einem Gegenelement mit einer Flächenpressung von weniger als 0 , 2N/mm2 in Dichtkontakt steht . The measure according to the invention advantageously enables the valve element in an initial state, i.e. when only the ambient pressure or the system pressure of a closed fluid circuit acts on it from all sides, to be in sealing contact with a counter element with a surface pressure of less than 0.2 N/mm 2 .
Die beschriebene Bauform ermöglicht ferner in vorteilhafter Weise , dass ein Abstand zwischen dem Ventilelement und einem Aktuator weniger als 30mm beträgt . Der Abstand wird hierbei zwischen dem am nächsten zu dem Aktuator gemessenen Abschnitt des Ventilelements und dem am nächsten zu dem Ventilelement gelegenen Abschnitt des Aktuators gemessen . Insbesondere bei einem drehbetätigten Ventilelement ermöglicht dies eine vergleichsweise kurze Aktuatorwelle , sodass die darauf wirkende Torsion verringert wird, und die Genauigkeit der Ventileinstellung verbessert wird . The described design also advantageously allows a distance between the valve element and an actuator to be less than 30 mm. The distance is measured between the section of the valve element closest to the actuator and the section of the actuator closest to the valve element. In particular in the case of a rotary valve element, this allows a comparatively short actuator shaft, so that the torsion acting on it is reduced and the accuracy of the valve adjustment is improved.
Es sei ergänzend erwähnt , dass sämtliche in der am 29 . Dezember 2022 eingereichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2022 214 438 der Anmelderin im Hinblick auf das Gegenelement of fenbarten Merkmale im Rahmen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind und insoweit als Gegenstand der vorliegenden Anmeldung zu betrachten sind . KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN It should be mentioned in addition that all features disclosed in the German patent application filed by the applicant on December 29, 2022 with the file number 10 2022 214 438 with regard to the counter element are applicable within the scope of the present invention and are to be regarded as the subject matter of the present application. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Nachfolgend werden bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen : Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. They show:
Figur 1 eine Schnittansicht wesentlicher Teile des erfindungsgemäßen Ventils , Figure 1 is a sectional view of essential parts of the valve according to the invention,
Figuren Characters
2 bis 5 verschiedene Aus führungs formen des erfindungsgemäßen Ventils , 2 to 5 different embodiments of the valve according to the invention,
Figur 6 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Ventil , und Figure 6 is a plan view of the valve according to the invention, and
Figur 7 ein Flowchart zur Darstellung der Wirkungsweise . Figure 7 is a flowchart illustrating the mode of operation.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUS FÜHRUNGS FORMEN DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Wie in Figur 1 erkennbar ist , weist ein erfindungsgemäßes Ventil 10 im Wesentlichen einen Drehaktuator 12 und ein sich drehendes Ventilelement 14 in Form eines sogenannten Pucks mit geeigneten Kammern und Durchlässen auf . Das Ventilelement 14 befindet sich in dem gezeigten Fall im Gleitkontakt mit einer Scheibe 16 , die genauer in den weiteren Figuren gezeigt ist . Das Ventilelement 14 weist geeignete Kammern und Umlenkungen auf , um abhängig von der Drehstellung für die gewünschten Fluidströme zu sorgen . As can be seen in Figure 1, a valve 10 according to the invention essentially has a rotary actuator 12 and a rotating valve element 14 in the form of a so-called puck with suitable chambers and passages. In the case shown, the valve element 14 is in sliding contact with a disk 16, which is shown in more detail in the other figures. The valve element 14 has suitable chambers and deflections in order to ensure the desired fluid flows depending on the rotary position.
Hierbei wirkt es , wie erwähnt in Gleitkontakt stehend, mit der gezeigten Scheibe 16 zusammen und wird gegen diese gedrückt , um die Dichtigkeit auf der Zulaufseite 18 sicherzustellen . Die Scheibe 16 ist zu diesem Zweck gegenüber einem Gehäuse 20 mittels geeigneter, beispielsweise in ringförmigen Nuten auf genommenen Dichtungen 22 abgedichtet , und zwischen dem Gehäuse 20 und dem Ventilelement 14 ist eine Kammer 24 ausgebildet , deren Funktion nachfolgend genauer beschrieben wird . Um die Dichtigkeit zu gewährleisten, wird bei dem gezeigten Beispiel das Ventilelement 14 gegen die Scheibe 16 gedrückt . Bei der gezeigten Aus führungs form sind zwei O-Ringe 26 zur Abdichtung der Welle des Ventilelements 14 nach außen vorgesehen . Wie im mittleren Bereich sichtbar, steht dieser mit einem Auslass in Verbindung, um hier einen Druckaufbau zu vermeiden . In this case, as mentioned, it interacts with the disk 16 shown and is pressed against it in order to ensure tightness on the inlet side 18. For this purpose, the disk 16 is sealed against a housing 20 by means of suitable seals 22, for example, accommodated in annular grooves. and between the housing 20 and the valve element 14 a chamber 24 is formed, the function of which is described in more detail below. In order to ensure tightness, in the example shown the valve element 14 is pressed against the disk 16. In the embodiment shown, two O-rings 26 are provided to seal the shaft of the valve element 14 from the outside. As can be seen in the middle area, this is connected to an outlet in order to prevent pressure build-up here.
Wie in Figur 2 durch den Pfeil A angedeutet ist , kann auf das Ventilelement 14 ein vergleichsweise hoher Druck wirken, der zu Leckage , wie durch den Pfeil B angedeutet , führt . Diese Leckageströmung füllt die Kammer 24 mit Fluid und baut hier einen durch die Pfeile C angedeuteten Gegendruck auf , der das Ventilelement 14 ergänzend gegen die Scheibe 16 drückt . Hierbei stellt sich insbesondere ein Gleichgewicht dadurch ein, dass das Fluid aus der Kammer 24 , wie durch Pfeile D angedeutet , in einen Bereich niederen Drucks abströmen kann . As indicated in Figure 2 by arrow A, a comparatively high pressure can act on the valve element 14, which leads to leakage, as indicated by arrow B. This leakage flow fills the chamber 24 with fluid and builds up a counterpressure, indicated by arrows C, which additionally presses the valve element 14 against the disk 16. In this case, an equilibrium is established in particular by the fluid being able to flow out of the chamber 24 into an area of low pressure, as indicated by arrows D.
Während bei der in Figur 2 dargestellten Aus führungs form die Ablauf drossel 28 in dem Gehäuse 20 ausgebildet ist , ist sie bei der in Figuren 3 und 4 dargestellten Aus führungs form in dem gezeigten Fall als Kerbe in der Scheibe 16 ausgebildet . Im Querschnitt kann die Kerbe beispielsweise einen Winkel von etwa 45 ° aufweisen und kann einige Zehntelmillimeter tief sein . Ferner sei an dieser Stelle erwähnt , dass auch mehrere Ablauf drosseln vorgesehen sein können . While in the embodiment shown in Figure 2 the outlet throttle 28 is formed in the housing 20, in the embodiment shown in Figures 3 and 4 it is formed as a notch in the disk 16 in the case shown. In cross-section the notch can have an angle of about 45°, for example, and can be a few tenths of a millimeter deep. It should also be mentioned at this point that several outlet throttles can also be provided.
Insbesondere können auch eine oder mehrere Ablauf drosseln 28 an dem Ventilelement 14 ausgebildet sein, wie in Figur 5 angedeutet . In diesem Fall verändert sich zwar die Position der Ablauf drossel 28 mit der Verdrehung des Ventilelements 14 , es kann j edoch Anwendungs fälle geben, in denen eine derartige Ausgestaltung sinnvoll ist und sich mit den übrigen Details des Ventilelements 14 vereinbaren lässt . Es sei ergänzend erwähnt , dass bei sämtlichen In particular, one or more outlet throttles 28 can also be formed on the valve element 14, as indicated in Figure 5. In this case, the position of the outlet throttle 28 changes with the rotation of the valve element 14, but there can be applications in which such a design is useful and can be reconciled with the other details of the valve element 14. It should be mentioned that in all
Aus führungs formen der Druckaufbau in der Kammer 24 durch eine Leckageströmung bewirkt wird . Der Druck in Kammer kann j edoch auch durch andere Maßnahmen, beispielsweise eine eigene Zuleitung hergestellt werden . In some embodiments, the pressure build-up in the chamber 24 is caused by a leakage flow. However, the pressure in the chamber can also be created by other measures, for example a separate supply line.
Aus der Draufsicht von Figur 6 geht schließlich die in der Draufsicht im Wesentlichen kreis förmige , dreidimensional im Wesentlichen zylindrische Gestalt des Ventils 10 und insbesondere dessen Gehäuse 12 hervor . In der Mitte ist dabei die Wellennabe 30 für den Anschluss des Aktuators wie in den Figuren 1 bis 3 und 5 im oberen Bereich gezeigt , dargestellt . Finally, the top view of Figure 6 shows the essentially circular, three-dimensionally essentially cylindrical shape of the valve 10 and in particular its housing 12. In the middle, the shaft hub 30 for connecting the actuator is shown, as shown in the upper area of Figures 1 to 3 and 5.
Aus dem Flowchart von Figur 7 geht ergänzend die Wirkungsweise dahingehend hervor, dass bei entsprechend hohem Druck auf der Zulaufseite durch den Spalt zwischen Ventil- und Gegenelement ein interner Leckagestrom auftritt , der das Kammervolumen befüllt , und der Spalt zwischen Ventil und Gegenelement durch den in der Kammer aufgebauten Gegendruck verkleinert wird . Somit stellt sich ein im Wesentlichen stabiler Leckagestrom in die Kammer und von dort durch die Ablauf drossel zu einem Ablauf hin ein . Weitere Erklärungen wurden oben mit Bezug auf die Pfeile A bis D in Figur 2 gegeben . Somit ergibt sich immer nur dann ein hoher Anpressdruck des Ventilelements an das Gegenelement , wenn dieser benötigt wird, um die Dichtheit des Ventils zu gewährleisten . Wenn der Di f ferenzdruck über das Ventil abfällt , wird der Kammerdruck durch die Drossel wieder entlastet , sodass eine Verstellung mit vergleichsweise geringem Drehmoment ermöglicht wird . The flow chart in Figure 7 also shows the way in which it works: when the pressure on the inlet side is sufficiently high, an internal leakage flow occurs through the gap between the valve and counter element, which fills the chamber volume, and the gap between the valve and counter element is reduced by the counter pressure built up in the chamber. This results in an essentially stable leakage flow into the chamber and from there through the outlet throttle to an outlet. Further explanations were given above with reference to arrows A to D in Figure 2. This means that the valve element only exerts high contact pressure on the counter element when this is required to ensure that the valve is tight. When the differential pressure across the valve drops, the chamber pressure is relieved again by the throttle, enabling adjustment with a comparatively low torque.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Ventil (10) mit einem Ventilelement (14) und einer im Wesentlichen geschlossenen Kammer (24) auf einer Seite des Ventilelements, die zu einer Zulaufseite (18) des Ventilelements entgegengesetzt ist, die mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer1. Valve (10) with a valve element (14) and a substantially closed chamber (24) on a side of the valve element which is opposite to an inlet side (18) of the valve element, which can be pressurized, characterized in that the chamber
(24) zumindest eine Ablauf drossel (28) zu einer Niederdruckseite aufweist. (24) has at least one outlet throttle (28) to a low-pressure side.
2. Ventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (12) auf der Seite der Kammer (24) vorgesehen ist . 2. Valve (10) according to claim 1, characterized in that an actuator (12) is provided on the side of the chamber (24).
3. Ventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ablaufseite des Ventils (10) auf der Seite des Zulaufs (18) ist. 3. Valve (10) according to claim 1 or 2, characterized in that an outlet side of the valve (10) is on the side of the inlet (18).
4. Ventil (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (14) um eine Achse drehbar ist, die durch das Ventilelement (14) verläuft. 4. Valve (10) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the valve element (14) is rotatable about an axis which extends through the valve element (14).
5. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauf drossel (28) in einem die Kammer (24) umgebenden Gehäuse (20) ausgebildet ist. 5. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet throttle (28) is formed in a housing (20) surrounding the chamber (24).
6. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauf drossel (28) in einer Scheibe (16) ausgebildet ist, mit der das Ventilelement (14) in Dichtkontakt steht. 6. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet throttle (28) is formed in a disc (16) with which the valve element (14) is in sealing contact.
7. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauf drossel (28) in dem Ventilelement (14) ausgebildet ist. 7. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet throttle (28) is formed in the valve element (14).
8. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablauf drossel (28) als Kerbe oder Nut ausgebildet ist. 8. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet throttle (28) is designed as a notch or groove.
9. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (14) im Wesentlichen scheibenförmig, mit Aushöhlungen und/oder Öffnungen, ausgebildet ist. 9. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (14) is substantially disc-shaped, with cavities and/or openings.
10. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (14) in einem Ausgangszustand mit einem Gegenelement (16) mit einer Flächenpressung von weniger als 0,2N/mm2 in Dichtkontakt steht . 10. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (14) in an initial state is in sealing contact with a counter element (16) with a surface pressure of less than 0.2 N/mm 2 .
11. Ventil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen dem Ventilelement (14) und einem Aktuator (12) weniger als 30mm beträgt . 11. Valve (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a distance between the valve element (14) and an actuator (12) is less than 30 mm.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2990853A (en) * 1958-01-23 1961-07-04 Nat Tank Co Rotary valve
DE602004004512T2 (en) * 2003-02-14 2007-10-31 Kabushiki Kaisha Saginomiya Seisakusho ELECTRIC CONTROL VALVE
US20170108137A1 (en) * 2014-03-27 2017-04-20 Nidec Sankyo Corporation Valve device
US9638340B2 (en) 2012-11-07 2017-05-02 Mack & Schneider Gmbh Disc valve
EP3369972A1 (en) 2017-03-02 2018-09-05 BSH Hausgeräte GmbH Disc valve
WO2022117143A1 (en) 2020-12-01 2022-06-09 Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh Device for controlling a flow and distributing a fluid in a fluid circuit, and conveying unit having said device
US11428338B2 (en) 2021-02-01 2022-08-30 Hanon Systems Multi-mode fluid control valve
DE102022214438A1 (en) 2022-12-29 2024-07-04 Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh Valve for use in a vehicle cooling circuit and method for producing such a valve

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2990853A (en) * 1958-01-23 1961-07-04 Nat Tank Co Rotary valve
DE602004004512T2 (en) * 2003-02-14 2007-10-31 Kabushiki Kaisha Saginomiya Seisakusho ELECTRIC CONTROL VALVE
US9638340B2 (en) 2012-11-07 2017-05-02 Mack & Schneider Gmbh Disc valve
US20170108137A1 (en) * 2014-03-27 2017-04-20 Nidec Sankyo Corporation Valve device
EP3369972A1 (en) 2017-03-02 2018-09-05 BSH Hausgeräte GmbH Disc valve
WO2022117143A1 (en) 2020-12-01 2022-06-09 Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh Device for controlling a flow and distributing a fluid in a fluid circuit, and conveying unit having said device
US11428338B2 (en) 2021-02-01 2022-08-30 Hanon Systems Multi-mode fluid control valve
DE102022214438A1 (en) 2022-12-29 2024-07-04 Hanon Systems Efp Deutschland Gmbh Valve for use in a vehicle cooling circuit and method for producing such a valve

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