(19)
(11)EP 3 730 822 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
28.10.2020  Patentblatt  2020/44

(21)Anmeldenummer: 19465530.4

(22)Anmeldetag:  23.04.2019
(51)Int. Kl.: 
F16K 5/06  (2006.01)
F01P 1/00  (2006.01)
F16J 15/34  (2006.01)
F16K 11/087  (2006.01)
F16J 15/02  (2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(71)Anmelder: Vitesco Technologies GmbH
30165 Hannover (DE)

(72)Erfinder:
  • Rozputniak, Dmytro
    300585 Timisoara (RO)
  • Plaeru, George
    300620 Timisoara (RO)
  • Isaincu, Alexandru
    307041 Dudestii Noi (RO)
  • Popa, Alexandru
    240048 Rimnicu Vilcea (RO)

  


(54)DICHTUNGSANORDNUNG UND FLUIDVENTIL


(57) Es wird eine Dichtungsanordnung für ein Fluidventil vorgeschlagen, die aufweist:
ein erstes, separates Dichtelement (10) zur dichtenden Anlage gegen ein Ventilgehäuse (100) des Fluidventils,
ein zweites, separates Dichtelement (20) zur dichtenden Anlage gegen einen verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper (200) des Fluidventils, sowie
ein separates, elastisch verformbares Zwischenstück (30), welches in einer Axialrichtung zwischen einer dem zweiten Dichtelement (20) zugewandten ersten Wandung (12) des ersten Dichtelements (10) und einer dem ersten Dichtelement (10) zugewandten zweiten Wandung (21) des zweiten Dichtelements (20) zur elastischen Beabstandung der beiden Dichtelemente (10, 20) angeordnet ist,
wobei in wenigstens einem Axialabschnitt des Zwischenstücks (30) ein axialer Querschnitt des Zwischenstücks (30) eine erste radiale Mantelfläche (31) und eine gegenüberliegende zweite radiale Mantelfläche (32) aufweist,
wobei diese erste radiale Mantelfläche (31) konvex und diese zweite radiale Mantelfläche (32) konkav, plan oder weniger konvex als die erste radiale Mantelfläche ist.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Fluidventil, ein Fluidventil mit der Dichtungsanordnung, ein Kraftfahrzeug mit der Dichtungsanordnung, insbesondere dem Fluidventil, sowie ein Verfahren zur Abdichtung zwischen einem Ventilgehäuse und einem verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper mittels der Dichtungsanordnung.

[0002] Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdichtung zwischen einem Ventilgehäuse und einem verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper zu verbessern.

[0003] Diese Aufgabe wird durch ein Dichtelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 8, 9 bzw. 10 stellen ein Fluidventil mit einer hier beschriebenen Dichtungsanordnung, ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer hier beschriebenen Dichtungsanordnung, insbesondere wenigstens einem hier beschriebenen Fluidventil, bzw. ein Verfahren zur Abdichtung zwischen einem Ventilgehäuse und einem verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper mittels einer hier beschriebenen Dichtungsanordnung unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0004] Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Dichtungsanordnung, die zur Abdichtung zwischen einem Ventilgehäuse und einem, in einer Ausführung vollständig oder teilweise in dem Ventilgehäuse, verstellbar(angeordneten, insbesondere verdrehbar(angeordnet)en, Ventilkörper eines Fluidventils, vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird,
  • ein erstes, separat(ausgebildetes Dichtelement, das zur dichtenden Anlage gegen das Ventilgehäuse des Fluidventils vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird,
  • ein zweites, separat(ausgebildetes Dichtelement, das zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper des Fluidventils vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird, sowie
  • ein separat(ausgebildet)es, elastisch verformbares Zwischenstück auf, welches in einer Axialrichtung zwischen einer dem zweiten Dichtelement zugewandten ersten Wandung des ersten Dichtelements und einer dem ersten Dichtelement zugewandten zweiten Wandung des zweiten Dichtelements angeordnet ist und die beiden Dichtelemente elastisch beabstandet bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird,
wobei in wenigstens einem Axialabschnitt des Zwischenstücks, der sich in einer Ausführung über wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 75%, einer axialen (Gesamt)Länge des Zwischenstücks erstreckt, ein axialer Querschnitt des Zwischenstücks eine konvexe erste radiale Mantelfläche und eine gegenüberliegende zweite radiale Mantelfläche aufweist, die konkav, plan oder weniger konvex als diese erste radiale Mantelfläche ist. Die konvexe erste Mantelfläche und/oder die konkave oder weniger konvexe zweite radiale Mantelfläche ist in einer Ausführung (jeweils) gekrümmt, in einer Weiterbildung weist sie einen konstanten (Krümmungs)Radius auf.

[0005] Hierdurch wird in einer Ausführung neben einer elastischen axialen Kompression zusätzlich eine elastische Biegung des in einer Ausführung im Querschnitt halbmondartigen Zwischenstücks realisiert.

[0006] Dadurch können in einer Ausführung das Zwischenstück einen vorteilhaften Steifigkeitsverlauf bzw. Verlauf einer durch das Zwischenstück ausgeübten Reaktionskraft über bzw. bei einer axialen Annäherung der ersten und zweiten Wand aufeinander zu zur Verfügung gestellt und dadurch insbesondere Toleranzen des Fluidventils wenigstens teilweise (besser) kompensiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann hierdurch in einer Ausführung eine Dichtwirkung verbessert werden.

[0007] Konvex bzw. konkav wird in einer Ausführung wie bei optischen Linsen üblich verstanden.

[0008] In einer Ausführung ist bzw. sind das erste Dichtelement und/oder das zweite Dichtelement und/oder das Zwischenstück (jeweils) ringartig, insbesondere ringförmig (ausgebildet).

[0009] Zusätzlich oder alternativ ist/sind in einer Ausführung das erste Dichtelement und/oder das zweite Dichtelement und/oder das Zwischenstück (jeweils) bezüglich einer zur Axialrichtung parallelen Symmetrieachse wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch.

[0010] Hierdurch kann in einer Ausführung die Dichtwirkung, Herstellung und/oder Montage verbessert werden.

[0011] In einer Ausführung ist die erste radiale Mantelfläche eine radial äußere Mantelfläche, insbesondere also nach radial außen gewölbt, und die zweite radiale Mantelfläche eine radial innere Mantelfläche, die in einer Ausführung ebenfalls nach radial außen gewölbt, plan oder nur schwächer nach radial innen gewölbt ist.

[0012] Hierdurch kann das Zwischenstück in einer Ausführung vorteilhaft gezielt bzw. forciert nach radial außen auswölben. Dadurch kann in einer Ausführung das Zwischenstück einen besonders vorteilhaften Steifigkeitsverlauf aufweisen.

[0013] In einer alternativen Ausführung ist die erste radiale Mantelfläche eine radial innere Mantelfläche, insbesondere also nach radial innen gewölbt, und die zweite radiale Mantelfläche eine radial äußere Mantelfläche, die in einer Ausführung ebenfalls nach radial innen gewölbt, plan oder nur schwächer nach radial außen gewölbt ist.

[0014] Hierdurch kann das Zwischenstück in einer Ausführung vorteilhaft gezielt bzw. forciert nach radial außen auswölben. Dadurch kann in einer Ausführung eine Dichtwirkung verbessert werden.

[0015] In einer Ausführung ist das erste Dichtungselement als ein Hart-Dichtelement ausgebildet und/oder weist wenigstens ein Thermoplast, insbesondere PTFE, auf, es kann insbesondere hieraus bestehen, insbesondere urgeformt sein.

[0016] Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung das zweite Dichtungselement als ein Hart-Dichtelement ausgebildet und/oder weist wenigstens ein Thermoplast, insbesondere PTFE, auf, es kann insbesondere hieraus bestehen, insbesondere urgeformt sein.

[0017] Zusätzlich oder alternativ weist das Dichtelement in einer Ausführung wenigstens ein Elastomer, in einer Weiterbildung EPDM, auf, es kann in einer Ausführung hieraus bestehen, insbesondere urgeformt sein.

[0018] Hierdurch kann in einer Ausführung jeweils, insbesondere in Kombination wenigstens zweier dieser Merkmale, die Herstellung, Reibung und/oder Dichtwirkung verbessert werden.

[0019] In einer Ausführung sind das erste und zweite Dichtungselement in Axialrichtung gegeneinander beweglich, insbesondere aneinander geführt, und/oder, in einer Ausführung formschlüssig, aneinander verliergesichert.

[0020] Hierdurch kann in einer Ausführung die Funktion und/oder Montage verbessert werden, insbesondere in Kombination mit dem elastisch verformbaren Zwischenstück.

[0021] In einer Ausführung ist das Zwischenstück wenigstens in einem Betriebszustand der Dichtungsanordnung, in einer Weiterbildung (bereits) in einem montierten bzw. Montagezustand, in Axialrichtung elastisch zwischen der bzw. durch die erste(n) und zweite(n) Wandung verspannt.

[0022] Hierdurch kann in einer Ausführung die Dichtwirkung verbessert werden.

[0023] In einer Ausführung schließt die erste Wandung radial innen und/oder radial außen an einen Axialflansch (des ersten Dichtelements) an. Zusätzlich oder alternativ schließt in einer Ausführung die zweite Wandung radial innen und/oder radial außen an einen Axialflansch (des zweiten Dichtelements) an.

[0024] Dadurch kann in einer Ausführung eine Bewegung des Zwischenstücks begrenzt und damit insbesondere dessen elastische Verformung beeinflusst und somit in einer Ausführung die Dichtwirkung und/oder der Steifigkeitsverlauf (weiter) verbessert werden.

[0025] In einer Ausführung weist das Zwischenstück eine maximale axiale Länge von wenigstens 1,5 mm, insbesondere wenigstens 2,5 mm, und/oder höchstens 10 mm, insbesondere höchstens 5 mm auf. Zusätzlich oder alternativ weist es in einer Ausführung eine maximale Wandstärke zwischen der ersten und zweiten radialen Mantelfläche von wenigstens 0,35 mm, insbesondere wenigstens 0,5 mm, und/oder höchstens 5 mm, insbesondere höchstens 2 mm auf.

[0026] Bei solchen Abmessungen kann die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft wirken.

[0027] Eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung kann mit besonderem Vorteil zum Abdichten zwischen einem Ventilgehäuse und einem verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper, insbesondere einem wenigstens teilweise in dem Ventilgehäuse verstellbar, insbesondere verdrehbar, angeordneten Ventilkörper, eines Fluidventils, insbesondere eines Mehrwege- und/oder Kühlwasser-Steuerventils, insbesondere Mehrwege- und/oder Kühlwasser-Regelventils, und/oder für ein bzw. eines Kraftfahrzeug(s) verwendet werden.

[0028] Ein Fluidventil ist in einer Ausführung ein Fluidsteuerventil, in einer Weiterbildung ein Fluidregelventil.

[0029] 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, teilweise schematisiert:
Fig. 1
einen Teil eines Fluidventils eines Kraftfahrzeugs mit einer Dichtungsanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Axialschnitt,
Fig. 2
die Dichtungsanordnung alleine in Explosionsdarstellung,
Fig. 3
einen Querschnitt eines Zwischenstücks der Dichtungsanordnung, und
Fig. 4
einen Querschnitt eines Zwischenstücks einer Dichtungsanordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.


[0030] Fig. 1 zeigt einen Teil eines Fluidventils eines Kraftfahrzeugs mit einer Dichtungsanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Axialschnitt.

[0031] Das Fluidventil weist ein Ventilgehäuse 100 und einen Ventilkörper 200 auf, der um eine in Fig. 1 vertikale Achse verdrehbar in dem Gehäuse 100 angeordnet ist.

[0032] Die Dichtungsanordnung weist ein ringartiges erstes Dichtelement 10 zur dichtenden Anlage gegen das Ventilgehäuse 100,
ein ringartiges zweites Dichtelement 20 zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper 200 sowie ein ringartiges, elastisch verformbares Zwischenstück 30 auf, welches in einer Axialrichtung (horizontal in Fig. 1) zwischen einer dem zweiten Dichtelement 20 zugewandten ersten Wandung 12 des ersten Dichtelements 10 und einer dem ersten Dichtelement 10 zugewandten zweiten Wandung 21 des zweiten Dichtelements 20 verspannt ist und die beiden Dichtelemente 10, 20 elastisch beabstandet.

[0033] Ein axialer Querschnitt des Zwischenstücks 30 weist eine radial äußere, konvexe erste Mantelfläche 31 und eine gegenüberliegende bzw. radial innere zweite Mantelfläche 32 auf, die plan ist (vgl. insbesondere Fig. 3).

[0034] In einer in Fig. 4 gezeigten, im Übrigen gleichen, weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist diese radial innere zweite Mantelfläche 32 konkav.

[0035] Dadurch wölbt das Zwischenstück 30 bei axialer Annäherung von erster und zweiter Wand 12, 21 gezielt bzw. forciert nach radial außen aus. Hierdurch wird zusätzlich zur elastischen Kompression in Axialrichtung eine zusätzliche Federungsfunktionalität realisiert und dadurch der Steifigkeitsverlauf des Zwischenstücks 30 bzw. der Dichtungsanordnung verbessert.

[0036] Das erste und zweite Dichtungselement 10, 20 sind in Axialrichtung gegeneinander beweglich und formschlüssig aneinander geführt und verliergesichert, wie in Fig. 1 erkennbar.

[0037] Die zweite Wandung 21 schließt radial innen und außen jeweils an einen Axialflansch 22 bzw. 23 an, der eine Bewegung bzw. Deformation des Zwischenstücks 30 vorteilhaft beeinflusst.

[0038] Gleiche oder gleichwirkende Merkmale sind über alle Figuren hinweg mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

[0039] Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, 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 in 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.


Ansprüche

1. Dichtungsanordnung für ein Fluidventil, die aufweist:

ein erstes, separates Dichtelement (10) zur dichtenden Anlage gegen ein Ventilgehäuse (100) des Fluidventils,

ein zweites, separates Dichtelement (20) zur dichtenden Anlage gegen einen verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper (200) des Fluidventils, sowie

ein separates, elastisch verformbares Zwischenstück (30), welches in einer Axialrichtung zwischen einer dem zweiten Dichtelement (20) zugewandten ersten Wandung (12) des ersten Dichtelements (10) und einer dem ersten Dichtelement (10) zugewandten zweiten Wandung (21) des zweiten Dichtelements (20) zur elastischen Beabstandung der beiden Dichtelemente (10, 20) angeordnet ist,

wobei in wenigstens einem Axialabschnitt des Zwischenstücks (30) ein axialer Querschnitt des Zwischenstücks (30) eine erste radiale Mantelfläche (31) und eine gegenüberliegende zweite radiale Mantelfläche (32) aufweist,

wobei diese erste radiale Mantelfläche (31) konvex und diese zweite radiale Mantelfläche (32) konkav, plan oder weniger konvex als die erste radiale Mantelfläche ist.


 
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste und/oder zweite Dichtelement (10, 20) und/oder das Zwischenstück (30) ringartig und/oder bezüglich einer zur Axialrichtung parallelen Symmetrieachse wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch ist.
 
3. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste radiale Mantelfläche (31) eine radial äußere Mantelfläche und die zweite radiale Mantelfläche (32) eine radial innere Mantelfläche ist oder wobei die erste radiale Mantelfläche (31) eine radial innere Mantelfläche und die zweite radiale Mantelfläche (32) eine radial äußere Mantelfläche ist.
 
4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Dichtungselement (10, 20) als ein Hart-Dichtelement ausgebildet ist und/oder wenigstens ein Thermoplast, insbesondere PTFE, aufweist und/oder das Zwischenstück (30) wenigstens ein Elastomer, insbesondere EPDM, aufweist.
 
5. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Dichtungselement (10, 20) in Axialrichtung gegeneinander beweglich und/oder, insbesondere formschlüssig, aneinander verliergesichert sind.
 
6. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zwischenstück (30) zwischen der ersten und zweiten Wandung (12, 21) elastisch verspannt ist.
 
7. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine von der ersten und zweiten Wandung (12, 21) radial innen und/oder außen an einen Axialflansch (22, 23) anschließt.
 
8. Fluidventil, insbesondere Mehrwege- und/oder Kühlwasser-Steuer- oder -Regelventil und/oder für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Abdichtung zwischen einem Ventilgehäuse (100) und einem verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper (200).
 
9. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Dichtungsanordnung, insbesondere wenigstens einem Fluidventil, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
 
10. Verfahren zur Abdichtung zwischen einem Ventilgehäuse (100) und einem verstellbaren, insbesondere verdrehbaren, Ventilkörper (200) mittels einer Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zwischenstück (30) zwischen der ersten und zweiten Wandung (12, 21) angeordnet, insbesondere elastisch verspannt, wird.
 




Zeichnung