WO2025214890A1 - Kraftübertragungs- und anhebemittel für eine drehventilanordnung, drehventilanordnung, pumpen-ventil-einheit, thermomanagementsystem und elektrofahrzeug - Google Patents

Kraftübertragungs- und anhebemittel für eine drehventilanordnung, drehventilanordnung, pumpen-ventil-einheit, thermomanagementsystem und elektrofahrzeug

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WO2025214890A1
WO2025214890A1 PCT/EP2025/059240 EP2025059240W WO2025214890A1 WO 2025214890 A1 WO2025214890 A1 WO 2025214890A1 EP 2025059240 W EP2025059240 W EP 2025059240W WO 2025214890 A1 WO2025214890 A1 WO 2025214890A1
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lifting means
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Akos Semsey
Joris Fokkelman
Sebastian Brettner
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • F16K5/166—Means pressing on the large diameter

Definitions

  • the invention relates to a power transmission and lifting means for a rotary valve arrangement and to a rotary valve arrangement with such a power transmission and lifting means.
  • the invention further relates to a pump-valve unit with at least one such rotary valve arrangement, a thermal management system with fluid circuits and at least one such rotary valve arrangement, and an electric vehicle with at least one such rotary valve arrangement.
  • the object of the present invention is to facilitate the adjustment of a rotary valve.
  • a further object of the present invention is to enable such an adjustment of a rotary valve in the most energy-efficient manner possible or with the least possible energy requirement or expenditure.
  • an indirect oblique action according to claim 1 is to be understood as meaning that a line of action of a force exerted obliquely by the first force transmission element on the second force transmission element with respect to the axis of rotation forms an acute angle with the axis of rotation of the rotary valve or the rotary valve arrangement.
  • This force can be broken down into a transverse force component transverse to the rotation axis and an axial force component along the rotation axis, with the axial force component causing the lifting movement of the valve body along the rotation axis.
  • This proposed force transmission and lifting device reduces the so-called breakaway torque, also known as peak torque, which must be applied briefly by the rotary actuator to pivot the valve body.
  • the lifting of the valve body from its conical sealing seat during pivoting significantly facilitates pivoting the valve body between two rotary valve positions, in which this conical sealing seat acts as a fluid seal.
  • the first force transmission element has a section, for example in the form of a disc-shaped or cylindrical section, on the end face of which facing the second force transmission element, approximately distributed over a circumference of this section, arranged projection sections are formed with stop surfaces inclined to the axis of rotation, which interact with associated, complementarily formed, inclined stop surfaces on the second force transmission element indirectly via the third force transmission element.
  • These projection sections with the inclined stop surfaces can extend transversely to the rotation axis and/or around the rotation axis.
  • these interacting stop surfaces are aligned parallel to each other.
  • the third force transmission element is designed in the form of a plurality of balls which are arranged relative to one another, distributed approximately over a circumference, and interact with the associated stop surfaces acting as ball ramps.
  • the third force transmission element is in the form of a - filling a space between the first force transmission element and the second force transmission element - Elastomer, which interacts deformably with the associated stop surfaces.
  • another plastic or material can also be provided that enables such deformation of the third force transmission element.
  • This elastomer and/or plastic or material is a material that can be easily deformed as such, but at least can hardly be compressed at all or only very slightly. This enables or ensures a change in shape while maintaining a constant volume, or at least a substantially constant volume, so that an axial force component can be generated along the axis of rotation.
  • a rotary valve arrangement with a power transmission and lifting means of the type described above is also proposed.
  • thermal management system with fluid circuits and at least one rotary valve arrangement of the type described above is proposed.
  • Such a thermal management system is used to control heat flows and heat transport in vehicles. Especially in electric vehicles, such a thermal management system is of great importance for ensuring high efficiency in such vehicles.
  • Fig. 1 shows a rotary valve arrangement with a proposed first power transmission and lifting means
  • Fig. 2 shows the power transmission and lifting means shown in Fig. 1 in a larger view
  • Fig. 3 shows another rotary valve arrangement with a proposed second power transmission and lifting means
  • Fig. 4 shows the power transmission and lifting means shown in Fig. 3 in a larger view.
  • Figs. 1 and 3 each illustrate a multi-way valve arrangement 2 with a valve housing 4a, 4b which is at least divided into two parts and has a valve body 6 arranged therein which is adjustable or pivotable about a rotation axis in the X - X direction.
  • a valve seal 8 is arranged between the valve housing 4b and the valve body 6.
  • a cavity or recess of the valve housing 4b accommodating the valve body 6, the valve body 6, and the valve seal 8 are shaped to complement each other and form a conical sealing seat (aus), via which they interact in a fluid-tight manner.
  • This conical sealing seat tapers in the X-X direction toward a rotary actuator 10, which is positively connected to the valve body 6 indirectly via a proposed force transmission and lifting means KAM and which can electrically adjust or pivot the valve body 6 about the rotational axis X-X via this force transmission and lifting means KAM.
  • This multi-way valve arrangement 2 can connect fluid-carrying channels 12, 16, 18, 22 of the valve housing 4b to one another via different heights of the multi-way valve along the rotation axis X - X.
  • the valve body 6 has a first fluid channel 14 and a second fluid channel 20, which - just like the channels 12, 16, 18, 22 - are spaced apart from each other along the rotation axis X - X.
  • the valve seal 8 which encloses the valve body 6 around the axis of rotation, has corresponding openings through which a liquid can be conveyed on the one hand from a liquid inlet channel 12 via the associated liquid channel 14 and an associated liquid outlet channel 16 and on the other hand from a liquid inlet channel 18 via the associated liquid channel 20 and an associated liquid outlet channel 22.
  • the valve body 6 is rotatable, adjustable, or pivotable into at least two valve positions, in which the conical sealing seat acts to seal against fluids.
  • the valve body 6, during its adjustment or pivoting by the rotary actuator 10 from such a first valve position to such a second valve position be first lifted from this conical sealing seat by means of the proposed force transmission and lifting means KAM in a first lifting movement - longitudinal to the rotation axis - and finally, to press it back into or against this conical sealing seat by means of at least one pressing means in the form of a spring 24 in a second lifting movement opposite to the first lifting movement - longitudinal to the rotation axis.
  • the proposed force transmission and lifting means KAM is provided or arranged in an interface area between the rotary actuator 10 and the valve body 6.
  • the force transmission and lifting means KAM is supported relative to the upper housing part 4a via an axial bearing AL.
  • valve housing 4a, 4b and/or the valve body 6 can be made, for example, of a glass-fiber-reinforced plastic with high wear resistance.
  • the valve seal 8, however, can be made of a rubber material, which is coated on the valve body side with a so-called PTFE coating. Abbreviation for polytetrafluoroethylene, also called Teflon) and which as such has a wear-reducing effect.
  • the force transmission and lifting means KAM proposed according to Figs. 1 and 2 comprises a first force transmission element 26 connectable to a rotary actuator 10, a second force transmission element 28 located on the valve body side and participating in the lifting movement, and a third force transmission element 30 provided between the first and second force transmission elements.
  • This third force transmission element 30 is designed in the form of a plurality of balls, which are distributed approximately around a circumference, arranged relative to one another, and interact with the associated stop surfaces 32, 34 acting as ball ramps.
  • the first force transmission element 26 has a disc-shaped or cylindrical section, on the end face of which, facing the second force transmission element 28 - approximately distributed over a circumference - arranged projection sections VAi are formed with stop surfaces 32 inclined to the rotation axis X - X, which interact indirectly via the balls with associated inclined stop surfaces 34 of projection sections VAn, which are formed complementarily on the second force transmission element 28.
  • projection sections VAi, VAn with the inclined stop surfaces 32, 34 can extend transversely to the rotation axis and/or around the rotation axis X-X.
  • the force transmission and lifting means KAM proposed according to Figs. 1 and 2 has a third force transmission element 30 which is designed in the form of an elastomer - filling a space between the first force transmission element 26 and the second force transmission element 28 - which interacts deformably with the associated stop surfaces 32, 34.
  • This elastomer – in Fig. 4 – is a material that can be easily deformed as such, but at least almost impossible or hardly compressible. This allows the elastomer shown to change its shape while at least essentially retaining its volume, so that an axial force component Fx can be generated along the rotation axis X - X.
  • the first force transmission element 26 acts indirectly obliquely on the second force transmission element 28 as a result of its pivoting by the rotary actuator 10 and thereby with respect to the rotation axis X - X in order to effect the lifting movement.
  • This third force transmission element 30 acts in the sense of a pressure medium, via which the first force transmission element 26 is supported indirectly and obliquely against the second force transmission element 28 with respect to the rotation axis X - X.
  • the resulting force FR exerted indirectly obliquely by the first force transmission element 26 on the second force transmission element 28 with respect to the rotation axis X - X can be broken down into a transverse force component Fy transverse to the rotation axis X - X and an axial force component Fx longitudinal to the rotation axis X - X (see lower illustration in Fig. 2 and Fig. 4), wherein the axial force component Fx causes the lifting movement of the valve body 6 longitudinal to the rotation axis X - X.
  • the second force transmission element 28 can be a separate element that can be connected to the valve body 6.
  • this second force transmission element 28 can also be formed or constructed in one piece with the valve body 6, i.e., integrated into the valve body 6 and thus form an integral part of the valve body 6.
  • the second force transmission element 28 undergoes a lifting movement along the rotation axis X - X up to a certain point, so that the valve body 6 is lifted from its conical sealing seat.
  • the proposed force transmission and lifting means KAM can also be made of a plastic, such as a glass fiber reinforced plastic with a high wear resistance, at least with regard to the first and second force transmission elements 26, 28.
  • valve body 6 By not only pivoting the valve body 6 during its adjustment between two rotary valve positions, but also lifting it from its conical sealing seat, a contact pressure between the valve housing 4b, the valve seal 8 and the valve body 6 can be temporarily eliminated or at least significantly reduced in order to facilitate the pivoting of the valve body.
  • first, second and third force transmission elements 26, 28, 30 ensure that only a minimal breakaway torque is required or has to be provided or applied by the rotary actuator 10 for adjusting or pivoting the valve body 6.
  • the rotary actuator 10 requires a minimum of power so that it can not only be operated in a more energy-efficient manner, but can also be designed in a smaller size. It is proposed that the stop surfaces 32, 34 be inclined such that their inclination represents the lowest possible resistance, which, as such, must be overcome by the rotary actuator 10. This inclination should ultimately be selected or designed such that a sufficient axial stroke or a sufficient stroke movement along the rotational axis X - X is achieved in the most energy-efficient manner or with the least possible energy requirement or expenditure.
  • the valve seal 8 can be designed or shaped in such a way that it encloses the valve body 6 in a closed manner around the rotation axis X - X and has openings via which a liquid can be conveyed from at least one liquid inlet channel of the valve housing via at least one liquid channel of the valve body and at least one liquid outlet channel of the valve housing 4b.
  • valve seal 8 can be designed or formed in a closed, circumferential manner and then pushed onto the valve body 6.
  • the valve seal 8 can be designed or formed in the form of a sealing strip, the two ends of which can be designed or formed in such a way that they complement each other and can be brought together in a form-fitting manner, so that the sealing strip forms or assumes such a closed, circumferential sealing shape.
  • valve body 6 is also applicable to rotary valve arrangements of this type with several separately designed valve seals, each of which is assigned to a liquid inlet channel or a liquid outlet channel and extends in a closed circumferential manner around such a channel.
  • valve seals 8 are in a longitudinal extension of the rotary valve arrangement 2 along the rotation axis X - X at least in sections and corresponding to the valve housing 4b and the valve body 6 conical or shaped.

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Abstract

Es wird ein Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) für eine Drehventilanordnung (2) vorgeschlagen, mit welchem ein (ver)stellbarer Ventilkörper (6) eines Drehventils um eine Rotationsachse (X – X) verschwenkbar und dabei in einer Hubbewegung längs zur Rotationsachse (X – X) aus einem konischen Dichtsitz des Drehventils anhebbar ist, um eine Verschwenkung des Ventilkörpers (6) zu erleichtern. Das Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) weist dabei ein erstes mit einem Drehaktuator (10) verbindbares Kraftübertragungselement (26), ein zweites, ventilkörperseitiges und die Hubbewegung mitmachendes Kraftübertragungselement (28) und ein drittes Kraftübertragungselement (30) auf, welches zwischen dem ersten und dem zweiten Kraftübertragungselement vorgesehen ist und über welches das erste Kraftübertragungselement (26) infolge seiner Verschwenkung durch den Drehaktuator (10) und dabei bezogen auf die Rotationsachse (X – X) mittelbar schräg auf das zweite Kraftübertragungselement (28) einwirkt, um die Hubbewegung zu bewirken. Es werden zudem eine Drehventilanordnung, eine Pumpen-Ventil-Einheit, ein Thermomanagementsystem sowie ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
Kraftübertragungs- und Anhebemittel für eine Drehventilanordnung, Drehventilanordnung, Pumpen-Ventil-Einheit, Thermomanagementsystem und Elektrofahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungs- und Anhebemittel für eine Drehventilanordnung und eine Drehventilanordnung mit einem solchen Kraftübertragungsund Anhebemittel. Die Erfindung betrifft ferner eine Pumpen-Ventil-Einheit mit wenigstens einer solchen Drehventilanordnung, ein Thermomanagementsystem mit Flüssigkeitskreis(läuf)en und wenigstens einer solchen Drehventilanordnung sowie ein Elektrofahrzeug mit wenigstens einer solchen Drehventilanordnung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstellung eines Drehventils zu erleichtern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solch eine Verstellung eines Drehventils möglichst energiesparend bzw. mit möglichst wenig Energiebedarf bzw. -aufwand zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein gemäß Anspruch 1 vorgeschlagenes und unter Schutz gestelltes Kraftübertragungs- und Anhebemittel gelöst.
Dabei ist unter einer mittelbar schrägen Einwirkung gemäß Anspruch 1 zu verstehen, dass eine Wirkungslinie einer vom ersten Kraftübertragungselement auf das zweite Kraftübertragungselement bezogen auf die Rotationsachse schräg ausgeübten Kraft mit der Rotationsachse des Drehventils bzw. der Drehventilanordnung einen spitzen Winkel einschließt.
Und diese Kraft lässt sich in eine Querkraftkomponente quer zur Rotationsachse sowie in eine Axialkraftkomponente längs zur Rotationsachse zerlegen, wobei die Axialkraftkomponente die Hubbewegung des Ventilkörpers längs zur Rotationsachse bewirkt. Dieses vorgeschlagene Kraftübertragungs- und Anhebemittel reduziert ein sog. Losbrechdrehmoment, auch Spitzendrehmoment genannt, welches seitens des Drehaktuators zur Verschwenkung des Ventilkörpers kurzzeitig aufzubringen ist. Und durch die im Zuge der Verschwenkung erfolgende Anhebung des Ventilkörpers aus dessen konischem Dichtsitz wird die Verschwenkung des Ventilkörpers zwischen zwei Drehventilstellungen, in welchen dieser konische Dichtsitz flüssigkeitsdichtend wirkt, signifikant erleichtert.
In einer Ausführung wird vorgeschlagen, dass das erste Kraftübertragungselement einen Abschnitt aufweist, etwa in Gestalt eines scheibenförmigen oder zylinderförmigen Abschnitts, auf dessen dem zweiten Kraftübertragungselement zugwandten Stirnseite, etwa über einen Umfang dieses Abschnitts verteilt, angeordnete Vorsprungsabschnitte mit zur Rotationsachse geneigten Anschlagsflächen ausgeformt sind, welche mit zugeordneten, am zweiten Kraftübertragungselement komplementär ausgeformten, geneigten Anschlagsflächen mittelbar über das dritte Kraftübertragungselement Zusammenwirken.
Diese Vorsprungsabschnitte mit den geneigten Anschlagsflächen können sich dabei quer zur Rotationsachse und / oder um die Rotationsachse erstrecken.
In einer weiteren Ausführung wird vorgeschlagen, dass diese miteinander zusammenwirkenden Anschlagsflächen zueinander parallel ausgerichtet sind.
In einer weiteren Ausführung wird vorgeschlagen, dass das dritte Kraftübertragungselement in Gestalt einer Mehrzahl von Kugeln ausgeführt ist, welche, etwa über einen Umfang verteilt, zueinander angeordnet sind und mit den zugeordneten als Kugelrampen fungierenden Anschlagsflächen Zusammenwirken.
Zusätzlich oder alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass das dritte Kraftübertragungselement in Gestalt eines - einen Raum zwischen dem ersten Kraftübertragungselement und dem zweiten Kraftübertragungselement ausfüllenden - Elastomers ausgeführt ist, welches mit den zugeordneten Anschlagsflächen deformierbar zusammenwirkt. Zusätzlich oder alternativ zu einem solchen Elastomer kann auch ein anderer Kunststoff bzw. Werkstoff vorgesehen sein, der solch eine Deformation des dritten Kraftübertragungselements ermöglicht.
Bei diesem Elastomer und / oder diesem Kunststoff bzw. Werkstoff handelt es sich um ein Material, welches sich als solches gut deformieren, aber dafür wenigstens so gut wie gar nicht bzw. kaum komprimieren lässt. Dadurch wird eine Formänderung bei gleichbleibendem Volumen oder wenigstens im Wesentlichen gleichbleibendem Volumen ermöglicht bzw. sichergestellt, so dass eine Axialkraftkomponente längs zur Rotationsachse erzeugt werden kann.
Es wird zudem eine Drehventilanordnung mit einem Kraftübertragungs- und Anhebemittel der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
Zudem wird Pumpen-Ventil-Einheit mit wenigstens einer Drehventilanordnung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
Ferner wird ein Thermomanagementsystem mit Flüssigkeitskreis(läuf)en und wenigstens einer Drehventilanordnung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
Solch ein Thermomanagementsystem dient der Steuerung von Wärmeströmen bzw. Wärmetransporten in Fahrzeugen. Und insbesondere bei Elektrofahrzeugen kommt einem solchen Thermomanagementsystem eine hohe Bedeutung zu, um ein solches Elektrofahrzeug mit einem hohen Wirkungsgrad betreiben zu können.
Es wird ferner ein Elektrofahrzeug mit wenigstens einer Drehventilanordnung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen schematisch: Fig. 1 eine Drehventilanordnung mit einem vorgeschlagenen ersten Kraftübertragungs- und Anhebemittel,
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Kraftübertragungs- und Anhebemittel in einer größeren Darstellung,
Fig. 3 eine weitere Drehventilanordnung mit einem vorgeschlagenen zweiten Kraftübertragungs- und Anhebemittel und
Fig. 4 das in Fig. 3 gezeigte Kraftübertragungs- und Anhebemittel in einer größeren Darstellung.
Die Fign. 1 und 3 veranschaulichen jeweils eine Mehrwegeventilanordnung 2 mit einem wenigstens zweigeteilten Ventilgehäuse 4a, 4b mit einem darin angeordneten und um eine Rotationsachse in X - X Richtung verstellbaren bzw. verschwenkbaren Ventilkörper 6. Dabei ist zwischen dem Ventilgehäuse 4b und dem Ventilkörper 6 eine Ventildichtung 8 angeordnet.
Eine den Ventilkörper 6 aufnehmende Kavität bzw. Ausnehmung des Ventilgehäuses 4b, der Ventilkörper 6 und die Ventildichtung 8 sind dabei zueinander komplementär ausgeformt und bilden einen konischen Dichtsitz (aus), über welchen sie flüssigkeitsdichtend Zusammenwirken. Dieser konische Dichtsitz verjüngt sich dabei in X - X Richtung zu einem Drehaktuator 10 hin, welcher mit dem Ventilkörper 6 mittelbar über ein vorgeschlagenes Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM formschlüssig gefügt ist und welcher über dieses Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM den Ventilkörper 6 um die Rotationsachse X - X elektrisch verstellen bzw. verschwenken kann.
Diese Mehrwegeventilanordnung 2 kann über unterschiedliche Höhen des Mehrwegeventils längs zur Rotationsachse X - Xflüssigkeitsführende Kanäle 12, 16, 18, 22 des Ventilgehäuses 4b miteinander verbinden. Zu diesem Zweck weist der Ventilkörper 6 einen ersten Flüssigkeitskanal 14 und einen zweiten Flüssigkeitskanal 20 auf, welche - genauso wie die Kanäle 12, 16, 18, 22 zueinander - längs zur Rotationsachse X - X zueinander beabstandet sind.
Die Ventildichtung 8, welche den Ventilkörper 6 um die Rotationsachse umschließt, weist dabei entsprechende Öffnungen auf, über welche eine Flüssigkeit einerseits von einem Flüssigkeitszulaufkanal 12 über den zugeordneten Flüssigkeitskanal 14 und einen zugeordneten Flüssigkeitsablaufkanal 16 sowie andererseits von einem Flüssigkeitszulaufkanal 18 über den zugeordneten Flüssigkeitskanal 20 und einen zugeordneten Flüssigkeitsablaufkanal 22 förderbar ist.
Der Ventilkörper 6 ist dabei in wenigstens zwei Ventilstellungen drehbar bzw. (ver)stellbar bzw. (ver)schwenkbar, in welchen der konische Dichtsitz flüssigkeitsdichtend wirkt. Um die Verstellung bzw. Verschwenkung des Ventilkörpers 6 zwischen diesen Ventilstellungen zu erleichtern, wird vorgeschlagen, den Ventilkörper 6 während seiner Verstellung bzw. Verschwenkung durch den Drehaktuator 10 aus einer solch ersten Ventilstellung in eine solch zweite Ventilstellung zunächst mittels des vorgeschlagenen Kraftübertragungs- und Anhebemittels KAM in einer ersten Hubbewegung - längs zur Rotationsachse - aus diesem konischen Dichtsitz anzuheben und ihn schließlich mittels wenigstens eines Andrückmittels in Gestalt einer Feder 24 in einer zweiten, zur ersten Hubbewegung entgegengesetzten Hubbewegung - längs zur Rotationsachse - wieder in bzw. gegen diesen konischen Dichtsitz anzudrücken.
Das vorgeschlagene Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM ist dabei in einem Schnittstellenbereich zwischen dem Drehaktuator 10 und dem Ventilkörper 6 vorgesehen bzw. angeordnet. Das Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM ist dabei über ein Axiallager AL gegenüber der oberen Gehäuseteil 4a abgestützt.
Die Feder 24 - im Sinne einer Druckfeder - hingegen, welche im Sinne eines Andrückmittels wirkt, ist in einem Bereich eines dem Aktuator 10 abgewandten Endes des Ventilkörpers 6 und dabei zwischen einem Ventilgehäuseboden und dem Ventilkörper 6 vorgesehen bzw. angeordnet. Bei dieser beschriebenen Ausführung einer Drehventilanordnung kann das Ventilgehäuse 4a, 4b und / oder der Ventilkörper 6 bspw. aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff mit einer hohen Verschleißfestigkeit ausgeführt sein. Die Ventildichtung 8 hingegen kann aus einem Gummiwerkstoff ausgeführt sein, welcher ventilkörperseitig mit einer sog. PTFE-Beschichtung Kurzzeichen für Polytetrafluorethylen, auch Teflon genannt) versehen sein kann und welche als solche verschleißreduzierend wirkt.
Das gemäß der Fign. 1 und 2 vorgeschlagene Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM weist ein erstes mit einem Drehaktuator 10 verbindbares Kraftübertragungselement 26, ein zweites, ventilkörperseitiges und die Hubbewegung mitmachendes Kraftübertragungselement 28 und ein drittes Kraftübertragungselement 30 auf, welches zwischen dem ersten und dem zweiten Kraftübertragungselement vorgesehen ist. Diese dritte Kraftübertragungselement 30 ist dabei in Gestalt einer Mehrzahl von Kugeln ausgeführt, welche etwa über einen Umfang verteilt, zueinander angeordnet sind und mit den zugeordneten als Kugelrampen fungierenden Anschlagsflächen 32, 34 Zusammenwirken.
Das erste Kraftübertragungselement 26 weist dabei einen scheibenförmigen oder zylinderförmigen Abschnitt auf, auf dessen dem zweiten Kraftübertragungselement 28 zugwandten Stirnseite - etwa über einen Umfang verteilt - angeordnete Vorsprungsabschnitte VAi mit zur Rotationsachse X - X geneigten Anschlagsflächen 32 ausgeformt sind, welche mit zugeordneten, am zweiten Kraftübertragungselement 28 komplementär ausgeformten, geneigten Anschlagsflächen 34 von Vorsprungsabschnitten VAn mittelbar über die Kugeln Zusammenwirken.
Diese Vorsprungsabschnitte VAi, VAn mit den geneigten Anschlagsflächen 32, 34 können sich dabei quer zur Rotationsachse und / oder um die Rotationsachse X - X erstrecken.
Dabei können diese miteinander zusammenwirkenden Anschlagsflächen 32, 34 zueinander parallel ausgerichtet sein. Im Unterschied zu den Fign. 1 und 2 weist das gemäß der Fign. 1 und 2 vorgeschlagene Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM ein drittes Kraftübertragungselement 30 auf, welches in Gestalt eines - einen Raum zwischen dem ersten Kraftübertragungselement 26 und dem zweiten Kraftübertragungselement 28 ausfüllenden - Elastomers ausgeführt ist, welches mit den zugeordneten Anschlagsflächen 32, 34 deformierbar zusammenwirkt.
Bei diesem Elastomer - in Fig. 4 - handelt es sich um einen Werkstoff, welcher sich als solcher gut deformieren, aber dafür wenigstens so gut wie gar nicht bzw. kaum komprimieren lässt. Dadurch lässt sich das dargestellte Elastomer in seiner Form ändern, wohingegen es sein Volumen wenigstens im Wesentlichen beibehält, so dass eine Axialkraftkomponente Fx längs zur Rotationsachse X - X erzeugt werden kann.
Über dieses jeweils dritte Kraftübertragungselement 30 wirkt das erste Kraftübertragungselement 26 infolge seiner Verschwenkung durch den Drehaktuator 10 und dabei bezogen auf die Rotationsachse X - X mittelbar schräg auf das zweite Kraftübertragungselement 28 ein, um die Hubbewegung zu bewirken.
Dieses dritte Kraftübertragungselement 30 wirkt dabei im Sinne eines Druckmittels, über welches sich das erste Kraftübertragungselement 26 bezogen auf die Rotationsachse X - X mittelbar und schräg gegen das zweite Kraftübertragungselement 28 abstützt.
Die vom ersten Kraftübertragungselement 26 auf das zweite Kraftübertragungselement 28 bezogen auf die Rotationsachse X - X mittelbar schräg ausgeübte, resultierende Kraft FR lässt sich in eine Querkraftkomponente Fy quer zur Rotationsachse X - X und eine Axialkraftkomponente Fx längs zur Rotationsachse X - X zerlegen (siehe untere Darstellung in Fig. 2 und Fig. 4), wobei die Axialkraftkomponente Fx die Hubbewegung des Ventilkörpers 6 längs zur Rotationsachse X - X bewirkt. Bei diesen beiden zuvor vorgeschlagenen Ausführungsbeispielen kann das zweite Kraftübertragungselement 28 ein separates, mit dem Ventilkörper 6 verbindbares Element sein. Alternativ dazu kann dieses zweite Kraftübertragungselement 28 auch einstückig bzw. einteilig mit dem Ventilkörper 6 ausgeformt bzw. ausgeführt sein, d.h., in den Ventilkörper 6 integriert sein und somit einen integralen Bestandteil des Ventilkörpers 6 (aus)bilden.
Bei einer solch mittelbaren Mitnahme des zweiten Kraftübertragungselements 28 durch das erste Kraftübertragungselement 26 erfährt das zweite Kraftübertragungselement 28 bis zu einem bestimmten Punkt eine Hubbewegung längs zur Rotationsachse X - X, sodass der Ventilkörper 6 aus seinem konischen Dichtsitz (an)gehoben wird.
Auch das vorgeschlagene Kraftübertragungs- und Anhebemittel KAM kann dabei zumindest in Bezug auf das erste und zweite Kraftübertragungselement 26,28 aus einem Kunststoff, etwa einem glasfaserverstärkten Kunststoff mit einer hohen Verschleißfestigkeit ausgeführt sein.
Indem der Ventilkörper 6 bei seiner Verstellung zwischen zwei Drehventilpositionen nicht nur verschwenkt, sondern dabei auch aus seinem konischen Dichtsitz (an)gehoben wird, lässt sich ein Anpressdruck zwischen dem Ventilgehäuse 4b, der Ventildichtung 8 und dem Ventilkörper 6 kurzzeitig aufheben oder wenigstens deutlich reduzieren, um die Verschwenkung des Ventilkörpers zu erleichtern.
Und die vorgeschlagenen Ausbildungen des ersten, zweiten und dritten Kraftübertragungselements 26, 28, 30 stellen dabei sicher, dass zur Verstellung bzw. Verschwenkung des Ventilkörpers 6 nur ein minimales Losbrechdrehmoment erforderlich bzw. seitens des Drehaktuators 10 bereitzustellen bzw. aufzubringen ist.
Insgesamt wird demnach vom Drehaktuator 10 ein Minimum an Leistung benötigt, sodass dieser nicht nur energiesparender betrieben, sondern auch kleinerbauend ausgeführt werden kann. Es wird dabei vorgeschlagen, die Anschlagsflächen 32, 34 derart geneigt vorzusehen, so dass deren Neigung einen möglichst geringen Widerstand darstellt, welcher als solcher seitens des Drehaktuators 10 zu überwinden ist. Diese Neigung sollte dabei letztlich so gewählt bzw. ausgelegt sein, als dass ein hinreichender Axialhub bzw. eine hinreichende Hubbewegung längs zur Rotationsachse X - X möglichst energiesparend bzw. mit möglichst wenig Energiebedarf bzw. -aufwand zustande kommt.
Die Ventildichtung 8 kann dabei so ausgeführt bzw. ausgeformt sein, dass sie den Ventilkörper 6 um die Rotationsachse X - X geschlossen umlaufend umschließt und dabei Öffnungen aufweist, über welche eine Flüssigkeit von wenigstens einem Flüssigkeitszulaufkanal des Ventilgehäuses über wenigstens einen Flüssigkeitskanal des Ventilkörpers und wenigstens einen Flüssigkeitsablaufkanal des Ventilgehäuses 4b förderbar ist.
Die Ventildichtung 8 kann dabei geschlossen umlaufend ausgeführt bzw. ausgeformt und dann auf den Ventilkörper 6 aufgeschoben sein. Alternativ dazu kann die Ventildichtung 8 in Gestalt eines Dicht(ungs)streifens ausgeführt bzw. ausgeformt sein, dessen beide Enden derart komplementär zueinander ausgeführt bzw. ausgeformt sein können, dass sie formschlüssig zusammenführbar sind, sodass der Dicht(ungs)streifen eine solche geschlossen um laufende Dichtungsform (aus)bildet bzw. einnimmt.
Das im Rahmen dieser Offenbarung vorgeschlagene Konzept zur Erleichterung der Verstellung bzw. Verschwenkung eines Ventilkörpers 6 ist aber auch auf Drehventilanordnungen dieser Art mit mehreren, separat ausgeführten Ventildichtungen anwendbar, welche jeweils einem Flüssigkeitszulaufkanal bzw. einem Flüssigkeitsablaufkanal zugeordnet sind und sich dabei um einen solchen Kanal geschlossen umlaufend erstrecken.
All diese möglichen Ausführungen der Ventildichtungen 8 sind dabei in einer Längserstreckung der Drehventilanordnung 2 längs zur Rotationsachse X - X wenigstens abschnittsweise und korrespondierend zum Ventilgehäuse 4b und zum Ventilkörper 6 konisch ausgeführt bzw. ausgeformt.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims

Patentansprüche
1 . Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) für eine Drehventilanordnung (2), mit welchem ein (ver)stellbarer Ventilkörper (6) eines Drehventils um eine Rotationsachse (X - X) verschwenkbar und dabei in einer Hubbewegung längs zur Rotationsachse (X - X) aus einem konischen Dichtsitz des Drehventils anhebbar ist, um eine Verschwenkung des Ventilkörpers (6) zu erleichtern, wobei das Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) ein erstes mit einem Drehaktuator (10) verbindbares Kraftübertragungselement (26), ein zweites, ventilkörperseitiges und die Hubbewegung mitmachendes Kraftübertragungselement (28) und ein drittes Kraftübertragungselement (30) aufweist, welches zwischen dem ersten und dem zweiten Kraftübertragungselement vorgesehen ist und über welches das erste Kraftübertragungselement (26) infolge seiner Verschwenkung durch den Drehaktuator (10) und dabei bezogen auf die Rotationsachse (X - X) mittelbar schräg auf das zweite Kraftübertragungselement (28) einwirkt, um die Hubbewegung zu bewirken.
2. Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) nach Anspruch 1 , wobei das erste Kraftübertragungselement (26) einen Abschnitt aufweist, auf dessen dem zweiten Kraftübertragungselement (28) zugwandten Stirnseite angeordnete Vorsprungsabschnitte (VAi) mit zur Rotationsachse (X - X) geneigten Anschlagsflächen (32) ausgeformt sind, welche mit zugeordneten, am zweiten Kraftübertragungselement (28) komplementär ausgeformten, geneigten Anschlagsflächen (34) mittelbar über das dritte Kraftübertragungselement (30) Zusammenwirken.
3. Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) nach Anspruch 2, wobei die miteinander zusammenwirkenden Anschlagsflächen (32, 34) zueinander parallel ausgerichtet sind.
4. Kraftübertragungs- und Anhebemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Kraftübertragungselement (30) in Gestalt einer Mehrzahl von Kugeln ausgeführt ist, welche, insbesondere über einen Umfang verteilt, zueinander angeordnet sind und mit den zugeordneten als Kugelrampen fungierenden Anschlagsflächen (32, 34) Zusammenwirken.
5. Kraftübertragungs- und Anhebemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dritte Kraftübertragungselement (30) in Gestalt eines einen Raum zwischen dem ersten Kraftübertragungselement (26) und dem zweiten Kraftübertragungselement (28) ausfüllenden Kunststoffes, insbesondere in Gestalt eines Elastomers ausgeführt ist, welcher mit den zugeordneten Anschlagsflächen (32, 34) deformierbar zusammenwirkt.
6. Drehventilanordnung (2) mit einem Kraftübertragungs- und Anhebemittel (KAM) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5.
7. Pumpen-Ventil-Einheit mit wenigstens einer Drehventilanordnung nach Anspruch 6.
8. Thermomanagementsystem mit Flüssigkeitskreis(läuf)en und wenigstens einer Drehventilanordnung nach Anspruch 6.
9. Elektrofahrzeug mit wenigstens einer Drehventilanordnung nach Anspruch 6.
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