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Title:
FLUID VALVE, COOLING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE, AND MOTOR VEHICLE HAVING SUCH A FLUID VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/170274
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fluid valve, in particular for a coolant circuit of a motor vehicle, having a valve body (10) which is arranged so as to be rotatable in a valve housing (30), wherein the valve housing (30) has a plurality of flow channels (34), and a sealing arrangement (400) is provided in each case between the flow channels (34) and the valve body (10) and comprises a sliding seal (40) and an elastic seal (50), wherein the elastic seal (50) is arranged between the valve housing (30) and the sliding seal (40) in such a way that the sliding seal (40) is braced against the valve body (10). The invention is characterized in that the sliding seal (40) has an L-shaped cross section with a support flange (41) and a line portion (42), wherein the line portion (42) annularly delimits a fluid channel (60), and the support flange (41) extends radially outwards beyond an outer circumference of the line portion (42).

Inventors:
DOGAN FATHI (DE)
HARBUSCH PHILIPP (DE)
WANNER STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/056186
Publication Date:
September 14, 2023
Filing Date:
March 10, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ECO HOLDING 1 GMBH (DE)
International Classes:
F16K11/085; F16K5/04; F16K5/06; F16K11/087; F16K27/06; B60K1/00
Foreign References:
EP3730822A12020-10-28
DE102019213160A12020-08-06
US10648577B22020-05-12
DE102016220542A12018-04-26
DE102018121563A12020-03-05
EP4083480A22022-11-02
Attorney, Agent or Firm:
KELLER SCHNEIDER PATENTANWALTS GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Fluidventil, insbesondere für einen Kühlmittelkreislaufs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ventilkörper ( 10), der in einem Ventilgehäuse (30) drehbar angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse (30) mehrere Strömungskanäle (34) aufweist und zwischen den Strömungskanälen (34) und dem Ventilkörper ( 10) jeweils eine Dichtungsanordnung (400) vorgesehen ist, die eine Gleitdichtung (40) und eine elastische Dichtung (50) umfasst, wobei die elastische Dichtung (50) so zwischen dem Ventilgehäuse (30) und der Gleitdichtung (40) angeordnet ist, dass die Gleitdichtung

(40) gegen den Ventilkörper (10) gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitdichtung (40) einen L-förmigen Querschnitt mit einem Stützflansch (41) und einem Leitungsabschnitt (42) aufweist, wobei der Leitungsabschnitt (42) einen Fluidkanal (60) ringförmig begrenzt und sich der Stützflansch (41) radial nach außen über einen Außenumfang des Leitungsabschnitts (42) hinaus erstreckt.

2. Fluidventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (41) auf einer dem Leitungsabschnitt (42) zugewandten Ringfläche (41a) eine Ringnut (43) zur radialen Sicherung der elastischen Dichtung (50) aufweist.

3. Fluidventil nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch

(41) eine Fase (44) mit einer Fasenkante (44a) aufweist, die einen linienförmigen Kontakt zum Ventilkörper ( 10) bildet.

4. Fluidventil nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Fasenkante (44a) zwischen der Fase (44) und einer dem Ventilkörper ( 10) zugewandten Seitenfläche (41 b) des Stützflanschs (41) ausgebildet ist.

5. Fluidventil nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (41 b) senkrecht zu einer Längsachse ( 19) der Gleitdichtung (40) ausgerichtet ist.

6. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Fase (44) und einer Innenumfangsfläche (42a) des Leitungsabschnitts

(42) eine Ringkante (44b) ausgebildet ist, wobei die Ringkante (44b) von dem Ventilkörper (10) beabstandet angeordnet ist.

. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Stützflansch (41) eine radiale Außenumfangsfläche (41c) aufweist, die sich gegen das Ventilgehäuse (30) abstützt. . Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) den Leitungsabschnitt (42) ringförmig umgreift. . Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) eine Sollknickstelle aufweist.

10. Fluidventil nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) zur Bildung der Sollknickstelle auf einer Innenumfangsfläche (50a) eine ringförmig umlaufende Vertiefung (51) und/oder auf einer Außenumfangsfläche (50b) eine ringförmige umlaufende Wölbung (52) aufweist.

1 1. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) an einem dem Stützflansch (41) abgewandten Ende eine radial nach außen gerichtete Wulst (55) aufweist.

12. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenumfangsfläche (50a) der elastischen Dichtung (50) an einem dem Stützflansch (41) abgewandten Ende und zum Ventilgehäuse (30) hin konisch aufweitet.

13. Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Dichtung (50) ein elastischeres Material als die Gleitdichtung (40) aufweist.

14. Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines, vorzugsweise batterieelektrischen, Personenkraftfahrzeugs, mit einem Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

15. Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriges Kraftfahrzeug, mit einem Kühlsystem und/oder einem Fluidventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Fluidventil sowie Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug mit einem solchem Fluidventil

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Fluidventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einem solchem Fluidventil.

Stand der Technik

Fluidventile der eingangs genannten Art und entsprechende Fluidvorrichtungen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise verwendet, um Kühlflüssigkeiten innerhalb von sogenannten Thermomanagement-Modulen, insbesondere von Hybridfahrzeugen oder elektrisch betriebenen Fahrzeugen, zu schalten oder umzulenken.

Aus EP 4 083 480 A2 ist beispielsweise eine Fluidventilanordnung bekannt, die ein Ventilgehäuse umfasst, welches einen Ventilkörper aufnimmt. Das Ventilgehäuse weist mehrere Anschlussöffnungen auf, in welchen eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist. Die Dichtungsanordnung dichtet die Anschlussöffnung zum Ventilkörper hin ab.

Die bekannte Dichtungsanordnung umfasst zwei Elemente, nämlich ein elastisches Dichtungselement, das direkt am Ventilkörper anliegt, und ein Befestigungselement, mit welchem das Dichtungselement gegen den Ventilkörper gespannt wird. Das Befestigungselement ist über Rastverbindungen in der Anschlussöffnung des Ventilgehäuses verankert.

Das Dichtungselement hat bei der bekannten Fluidventilanordnung ein V-förmiges Querschnittsprofil, wobei sich die Spitze des Querschnittsprofils gegen den Ventilkörper presst. Das hat den Nachteil, dass bei höherem Anpressdruck die Kontaktfläche zum Ventilkörper signifikant erhöht wird. Das führt zu einem hohen Verschleiß des Dichtungselements, insbesondere bei häufiger Betätigung des Ventilkörpers. Zudem ist die Montage der bekannten Dichtungsanordnung relativ aufwändig, da das Dichtungselement zunächst fest mit dem Befestigungselement zu verbinden ist, um bei der Montage eine Fehlpositionierung zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Fluidventil zu schaffen, welches eine leicht montierbare Dichtungsanordnung aufweist, die zudem einen dauerhaft leichtgängigen Betrieb des Fluidventils ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fluidventil anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäß der Erfindung ist ein Fluidventil mit einem Ventilkörper vorgesehen, der in einem Ventilgehäuse drehbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse weist mehrere Strömungskanäle auf. Zwischen den Strömungskanälen und dem Ventilkörper ist jeweils eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die eine Gleitdichtung und eine elastische Dichtung umfasst, wobei die elastische Dichtung so zwischen dem Ventilgehäuse und der Gleitdichtung angeordnet ist, dass die Gleitdichtung gegen den Ventilkörper gespannt wird. Erfindungsgemäß weist die Gleitdichtung einen L-förmigen Querschnitt mit einem Stützflansch und einem Leitungsabschnitt auf, wobei der Leitungsabschnitt einen Fluidkanal ringförmig begrenzt. Der Stützflansch erstreckt sich radial nach außen über einen Außenumfang des Leitungsabschnitts hinaus.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die L-förmige Gestaltung mit dem Stützflansch eine radiale Abstützung der Gleitdichtung ermöglicht. Insbesondere kann sich die Gleitdichtung in radialer Richtung nach außen an der Innenseite des Ventilgehäuses abstützen, so dass die Stabilität der Gleitdichtung, die durch die Drehung des Ventilkörpers Scherkräften ausgesetzt ist, verbessert ist. So ist auch sichergestellt, dass die Gleitdichtung ihre Form und Lage gut beibehält.

Der L-förmige Querschnitt der Gleitdichtung hat den weiteren Vorteil, dass der Kontakt zu dem, vorzugsweise mit einer sphärischen Mantelfläche ausgestatteten, Ventilkörper flächenmäßig begrenzt werden kann, wodurch die Leichtgängigkeit des Fluidventils dauerhaft sichergestellt werden kann. Insbesondere ist auch ein Verschleiß der Gleitdichtung reduziert.

Der Stützflansch kann ferner auf einer dem Leitungsabschnitt zugewandten Ringfläche eine Ringnut zur radialen Sicherung der elastischen Dichtung aufweisen. Die elastische Dichtung, die eine Vorspannung auf die Gleitdichtung aufbringt, um dieses gegen den Ventilkörper zu drängen, ist so durch die Ringnut an der Gleitdichtung radial gesichert. Konkret kann die elastische Dichtung in die Ringnut eingreifen, wobei eine radiale Bewegung der elastischen Dichtung durch die Ringnut begrenzt ist. Insbesondere eine die Ringnut auf einem Außenumfang begrenzende Nutflanke verhindert, dass sich die elastische Dichtung radial nach außen verschiebt oder biegt, so dass die elastische Dichtung kontinuierlich in Kontakt mit der Gleitdichtung gehalten wird. Die Ringnut ist vorzugsweise in einer Fläche ausgebildet, die senkrecht zur Längsachse der Dichtungsanordnung ausgerichtet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützflansch eine Fase mit einer Fasenkante aufweist, die einen linienförmigen Kontakt zum Ventilkörper bildet. Vorzugsweise besteht ausschließlich der linienförmige Kontakt zum Ventilkörper. Auf diese Weise ist der Kontakt zwischen der Gleitdichtung und dem Stützflansch flächenmäßig stark begrenzt, so dass bei einer Drehung des Ventilkörpers relativ geringe Reibungskräfte wirken. Die Leichtgängigkeit des Fluidventils ist damit gewährleistet. Gleichzeitig reicht der linienförmige Kontakt jedoch aus, um eine gute Dichtigkeit, insbesondere Fluiddichtigkeit, sicherzustellen. Indem die elastische Dichtung die Gleitdichtung gegen den Ventilkörper spannt, ist ein Toleranzausgleich geschaffen und eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet.

Die Fasenkante kann zwischen der Fase und einer dem Ventilkörper zugewandten Seitenfläche des Stützflanschs ausgebildet sein. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Seitenfläche senkrecht zu einer Längsachse der Gleitdichtung ausgerichtet ist. Die senkrecht zur Längsachse der Gleitdichtung ausgerichtete Seitenfläche trägt zu einer radialen Kraftübertragung von der Gleitdichtung auf eine Innenfläche des Ventilgehäuses bei. Eine solche radiale bzw. lotrechte Kraftübertragung hat einen besonders guten Abstützungseffekt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Fase und einer Innenumfangsfläche des Leitungsabschnitts eine Ringkante ausgebildet, wobei die Ringkante von dem Ventilkörper beabstandet angeordnet ist. Die Fase kann folglich durch die Fasenkante einerseits und die Ringkante andererseits begrenzt sein. Jedenfalls erstreckt sich die Fase vorzugsweise von der Seitenfläche des Stützflanschs zur Innenumfangsfläche des Leitungsabschnitts. Dabei kann die Fase einen Winkel einnehmen, der im Wesentlichen tangential zu einer Kugelumfangsfläche des Ventilkörpers verläuft. Der Abstand zwischen der Ringkante und dem Ventilkörper stellt jedenfalls sicher, dass zwischen der Gleitdichtung und dem Ventilkörper ein Linienkontakt über die Fasenkante besteht. Damit wird die Berührung zwischen der Gleitdichtung und dem Ventilkörper auf das Notwendige reduziert, wobei das Notwendige insbesondere ein linienförmiger Kontakt sein kann, der einerseits eine ausreichende Fluidabdichtung gewährleistet und andererseits eine geringe Reibung auf den Ventilkörper ausübt.

Vorzugsweise weist der Stützflansch eine radiale Außenumfangsfläche auf, die sich gegen das Ventilgehäuse abstützt. Die radiale Außenumfangsfläche kann im Wesentlichen senkrecht bzw. rechtwinklig zur Seitenfläche und vorzugsweise konzentrisch zur Längsachse der Gleitdichtung ausgerichtet sein. Die Form der Außenumfangsfläche entspricht vorzugsweise der Innenkontur des Ventilgehäuses an der Stelle, an welcher die Gleitdichtung angeordnet ist. Insbesondere kann sich der Stützflansch an einer Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses abstützen. Dabei ist ein flächiger Kontakt vorteilhaft, um die Stützkräfte ausreichend an das Ventilgehäuse zu übertragen.

Die elastische Dichtung kann den Leitungsabschnitt ringförmig umgreifen. Die ringförmige Anordnung der elastischen Dichtung um den Leitungsabschnitt hat den Vorteil, dass sich die elastische Dichtung gut an der Gleitdichtung positioniert und eine Montage entsprechend einfach gestaltet ist. Für die Montage ist die elastische Dichtung lediglich auf den Leitungsabschnitt aufzuschieben. Weitere Montageschritte, insbesondere eine stoffschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der elastischen Dichtung und der Gleitdichtung, sind nicht erforderlich, können jedoch zusätzlich vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die elastische Dichtung eine Sollknickstelle auf. Dabei kann die elastische Dichtung zur Bildung der Sollknickstelle auf einer Innenumfangsfläche eine ringförmig umlaufende Vertiefung und/oder auf einer Außenumfangsfläche eine ringförmig umlaufende Wölbung aufweisen. Die Sollknickstelle bewirkt, dass sich die elastische Dichtung bei der Anordnung in dem Ventilgehäuse nach außen wölbt und federartig eine Spannkraft auf die Gleitdichtung ausübt. Hierzu wird die elastische Dichtung so in dem Ventilgehäuse positioniert, dass sie sich mit einem Ende in der Ringnut der Gleitdichtung abstützt und mit dem anderen axialen Ende am Ventilgehäuse anliegt. Der Abstand zwischen der Ringnut, insbesondere dem Boden der Ringnut, und dem Ventilgehäuse ist dabei vorzugsweise kleiner als die Breite der elastischen Dichtung. Die elastische Dichtung muss folglich komprimiert werden, um diesen Raum auszufüllen. Dabei dient die Sollknickstelle dazu, dass die elastische Dichtung sich gezielt nach außen wölbt und so sichergestellt ist, dass über den gesamten Umfang der Dichtungsanordnung hinweg eine gleichmäßige Spannkraft auf die Gleitdichtung ausgeübt wird.

Die elastische Dichtung kann an einem dem Stützflansch abgewandten Ende außerdem eine radial nach außen gerichtete Wulst aufweisen. Mit anderen Worten können die längsaxialen Enden der elastischen Dichtung unterschiedlich gestaltet sein. Insofern kann von einer asymmetrisch gestalteten elastischen Dichtung gesprochen werden. Die nach außen gerichtete Wulst an dem dem Stützflansch abgewandten Ende der elastischen Dichtung bewirkt eine verbesserte Abstützung der elastischen Dichtung am Ventilgehäuse. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Abstützung einerseits die Montage erleichtert und andererseits auch dauerhaft eine gleichmäßige Spannkraft auf die Gleitdichtung bewirkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weitet sich die Innenumfangsfläche der elastischen Dichtung an einem dem Stützflansch abgewandten Ende und zum Ventilgehäuse hin konisch auf. Insbesondere kann die Innenumfangsfläche der elastischen Dichtung in dem Bereich eine konische Aufweitung zeigen, in welchem auf der Außenumfangsfläche die Wulst angeordnet ist. Die konisch aufgeweitete Innenumfangsfläche und die Wulst können insofern Zusammenwirken, um eine verbesserte Abstützung der elastischen Dichtung am Ventilgehäuse zu erreichen. Bevorzugt ist es außerdem, wenn die elastische Dichtung ein elastischeres Material als die Gleitdichtung aufweist. Die Elastizität bezieht sich dabei insbesondere auf die Federwirkung der elastischen Dichtung. Die elastische Dichtung kann insbesondere eine federartige Wirkung mit einer flachen Federkennlinie aufweisen. Auf diese Weise wird die Gleitdichtung axial vorgespannt. Die Gleitdichtung ist hingegen bevorzugt mit einer geringeren Elastizität ausgestattet. Insbesondere weist die Gleitdichtung ein Material auf, welches einen geringen Verschleiß durch die Drehung des Ventilkörpers zeigt. Gleichzeitig sollte die Gleitdichtung ein Material aufweisen, das eine gute Fluidabdichtung gewährleistet. Da die Gleitdichtung auf dem Ventilkörper gleitet, wenn sich dieser dreht, wird die Gleitdichtung auch als dynamische Gleitdichtung bezeichnet.

Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftfahrzeugs, mit einem zuvor beschriebenen Fluidventil. Das Kraftfahrzeug, insbesondere das Personenkraftfahrzeug, kann ein batterieelektrisches Kraftfahrzeug sein.

Ferner wird im Rahmen der Anmeldung gemäß einem weiteren nebengeordneten Aspekt ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kühlsystem und/oder dem vorhergehend beschriebenen Fluidventil offenbart und beansprucht.

Die vorliegende Anmeldung offenbart auch ein Fluidventil für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fluidventil wenigstens zwei Anschlussöffnungen zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid, ein Ventilgehäuse und einen in dem Ventilgehäuse um eine axiale Längsachse drehbaren Ventilkörper mit wenigstens einem Verbindungskanal zum Verbinden von wenigstens zwei Anschlussöffnungen in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers aufweist. Zur Abdichtung zwischen Ventilkörper und Ventilgehäuse im Bereich der Anschlussöffnungen ist jeweils eine zweiteilige Dichtungsanordnung vorgesehen, welche eine dynamische Gleitdichtung und eine elastische Dichtung aufweist. Vorzugsweise ist ein Höhen-Längen-Verhältnis der elastischen Dichtung im nichtverspannten Zustand kleiner als 0,5.

Das geringe Höhen-Längenverhältnis der elastischen Dichtung erlaubt eine sehr flache Federkennlinie, welche ein geringes Reibmoment zwischen Dichtungsanordnung und Ventilkörper ermöglicht. Ein Verdrehen des Ventilkörpers auch bei unterschiedlichen Bedingungen, zum Beispiel durch unterschiedlichen Fluiddruck oder unterschiedliche Temperaturen, ist so sichergestellt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Gleitdichtung zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper und die elastische Dichtung zur dichtenden Anlage gegen die Gleitdichtung und das Ventilgehäuse bzw. einem mit dem Ventilgehäuse verbundenen Anschlussstutzen vorgesehen, so dass die elastische Dichtung im verspannten Zustand axial zwischen der Gleitdichtung und dem Ventilgehäuse bzw. einem mit dem Ventilgehäuse verbundenen Anschlussstutzen dichtend anliegt. Hierdurch kann die Abdichtung des Fluidweges durch den Ventilkörper und das Ventilgehäuse sichergestellt und einen Fluidbypass um den Ventilkörper herum verhindert werden.

Vorzugsweise sind die Gleitdichtung im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig und die elastische Dichtung im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildet. Die Gleitdichtung kann damit geeignete Abstütz- bzw. Führungsflächen für den Ventilkörper sowie für die elastische Dichtung bieten. Die elastische Dichtung ist dagegen im Wesentlichen C-förmig oder mit anderen Worten mondsichelförmig. Neben der elastischen axialen Kompression erlaubt die mondsichelförmige Form zusätzlich eine elastische Biegung, wodurch sich die Dichtwirkung verbessert.

Weiter kann der Ventilkörper über mehrere Gleitdichtungen zentrierbar vorgesehen sein, wodurch die Rotation des Ventilkörpers verbessert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Fluidventils können der Ventilkörper, das Ventilgehäuse sowie ein das Ventilgehäuse verschließender Deckel jeweils komplementäre Mittel zur Kippsicherung des Ventilkörpers aufweisen, so dass eine Verkippung des Ventilkörpers ausgeschlossen oder eine maximale, für die Funktion unschädliche Verkippung festgelegt werden kann.

Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungskanal gerade oder bogenförmig ausgebildet sein. Dabei sind Form bzw. Anzahl der Verbindungskanäle von der Verwendung des Fluidventils bzw. von der Anordnung der Anschlussöffnungen abhängig. Diese können axial am Ventilgehäuse ausgebildet sein. Eine Anschlussöffnung kann zusätzlich oder alternativ radial am Ventilgehäuse angeordnet sein.

Der Ventilkörper kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in einer Verteilerplatte angeordnet sein, wobei Anschlussstutzen für die Anschlussöffnungen oder weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sein können. Die Verteilerplatte bildet in diesem Fall das Ventilgehäuse oder alternativ den Deckel.

Ferner wird eine Fluidvorrichtung mit einem Fluidventil und einem mit dem Fluidventil verbundenen Aktuator zum Betätigen des Fluidventils für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen.

Der Aktuator weist gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Fluidvorrichtung einen Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator-Abtriebsrad auf. Dabei kann das Aktuator-Abtriebsrad und eine Antriebswelle des Ventilkörpers formschlüssig verbunden sein.

Die Fluidvorrichtung kann als Mehrwegeventil und/oder als Kühlwasserventil eines Fahrzeuges Verwendung finden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Fluidventils nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Fluidventils gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Details des Fluidventils gemäß Fig. 1; und Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines Details eines erfindungsgemäßen Fluidventils nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Fluidventils, welches beispielsweise als Teil einer Fluidvorrichtung als Mehrwegeventil und/oder als Kühlwasserventil für ein Fluidsystem eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen sein kann.

Ein nicht dargestellter mit dem Fluidventil verbundener Aktuator zum Betätigen des Fluidventils kann beispielhaft als Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und einem Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator-Abtriebsrad ausgebildet sein. Dabei können das Aktuator-Abtriebsrad und eine Antriebswelle 14 des Ventilkörpers in einfacher Weise formschlüssig verbunden sein. Der Elektromotor kann als bürstenloser Schrittmotor platzsparend neben dem Getriebe ausgebildet sein.

Ebenso möglich ist es, dass der Schrittmotor einen ersten und einen zweiten Stator sowie einen ersten und einen zweiten Rotor aufweist, wobei ein Verbindungselement die beiden Rotoren zur Drehmomentübertragung verbindet, wodurch ein platzsparender Motor mit verbesserter Wärmeverteilung ausgebildet werden kann.

Das Fluidventil für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs weist wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid, ein Ventilgehäuse 30 und einen in dem Ventilgehäuse 10 um eine axiale Längsachse 13 drehbaren, ein- oder mehrteiligen Ventilkörper 10 mit wenigstens einem Verbindungskanal 16 zum Verbinden von wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 10 auf. Dabei können Fluidströme, d.h. Kühlmittelströme, in verschiedene Bereiche des Kühlsystems des Fahrzeuges verteilt werden, wobei ein Schalten von Positionen zwischen geöffneten und geschlossenen Anschlüssen erfolgt. Ebenso ist eine kontinuierliche Mischung von Fluidströmen zur Temperaturregelung möglich. Das in den Figuren gezeigte Fluidventil weist vier radiale Anschlussöffnungen 34 auf, wobei an jeder Anschlussöffnung 34 jeweils ein mit dem Ventilgehäuse 30 verbundener Anschlussstutzen 36 angeordnet ist. Die Verbindung kann beispielsweise stoffschlüssig hergestellt werden.

Zur Abdichtung zwischen Ventilkörper 10, welcher hier im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet ist, und Ventilgehäuse 30 im Bereich der Anschlussöffnungen 34 ist jeweils eine zweiteilige Dichtungsanordnung vorgesehen, welche eine dynamische Gleitdichtung 40 und eine elastische Dichtung 50 aufweist.

Die Gleitdichtung 40 aus einem Gleitlagermaterial ist ringförmig und im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und bietet mit den Schenkeln geeignete Abstütz- bzw. Führungsflächen für den Ventilkörper 10 sowie für die elastische Dichtung 50, wobei eine dem Ventilkörper 10 zugewandte Fläche an die Form des Ventilkörpers 10 angepasst ist.

Dagegen ist die elastische Dichtung 50 ringförmig und im Querschnitt im Wesentlichen C- förmig oder mit anderen Worten mondsichelförmig ausgebildet und erlaubt neben der elastischen axialen Kompression zusätzlich eine elastische Biegung, wodurch die Dichtwirkung verbessert werden kann.

Ein Höhen-Längen-Verhältnis der elastischen Dichtung 50 ist im nichtverspannten Zustand kleiner als 0,5, beispielsweise ca. 0,3 oder 0,2. Das geringe Höhen- Längenverhältnis der elastischen Dichtung 50 erlaubt eine sehr flache Federkennlinie, welche ein geringes Reibmoment zwischen Dichtungsanordnung 400 und Ventilkörper 10 ermöglicht. Ein Verdrehen des Ventilkörpers 10 auch bei unterschiedlichen Bedingungen, zum Beispiel durch unterschiedlichen Fluiddruck oder unterschiedliche Temperaturen, ist damit sichergestellt.

Wie aus Fig. 3 deutlich ist, welche die elastische Dichtung 50 in einem unverspannten Zustand zeigt, sind die Gleitdichtung 40 zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper 10 und die elastische Dichtung 50 zur dichtenden Anlage gegen die Gleitdichtung 40 und das Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 vorgesehen, so dass die elastische Dichtung 50 im verspannten Zustand axial zwischen der Gleitdichtung 40 und dem Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 dichtend anliegt. Hierdurch kann die Abdichtung des Fluidweges durch den Ventilkörper 10 und das Ventilgehäuse 30 sichergestellt und ein Fluidbypass um den Ventilkörper 30 herum verhindert werden.

Sind jeweils zwei Anschlussöffnungen 34 diametral gegenüberliegend vorgesehen, ist der Ventilkörper 10 über die Gleitdichtungen 40 zentrierbar, wodurch die Rotation des Ventilkörpers 10 verbessert wird.

Das Ventilgehäuse 30 wird mittels eines Deckels 31 fluiddicht verschlossen, wobei der Deckel 31 beispielsweise auf das Ventilgehäuse 30 aufgeschweißt wird. Zur Kippsicherung des Ventilkörpers 10 können der Ventilkörper 10 und das Ventilgehäuse 30 und der Deckel 31 jeweils komplementäre Mittel aufweisen, so dass eine Verkippung des Ventilkörpers 10 ausgeschlossen oder eine maximale, für die Funktion unschädliche Verkippung festgelegt werden kann. Diese Mittel sind beispielsweise als umlaufende Vorsprünge 17 und umlaufende Ausnehmungen 18 ausgebildet, welche in Fig. 3 ersichtlich sind.

Der Verbindungskanal 16 kann je nach Verwendung des Fluidventils gerade oder bogenförmig ausgebildet sein. Ebenso können mehrere Verbindungskanäle 16 im Ventilkörper 10 hineingeformt sein, wobei Form bzw. Anzahl der Verbindungskanäle 16 von der Verwendung des Fluidventils bzw. von der Anordnung der Anschlussöffnungen 34 abhängen.

Der Ventilkörper 10 kann gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform in einer Verteilerplatte angeordnet sein, wobei Anschlussstutzen für die Anschlussöffnungen 34 oder weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sein können. Die Verteilerplatte bildet in diesem Fall das Ventilgehäuse 30 oder alternativ den Deckel 31.

Die Explosionsdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt die einzelnen Komponenten des Fluidventils detailliert. Das Fluidventil umfasst insbesondere den Ventilkörper 10 und das Ventilgehäuse 30. Der Ventilkörper 10 ist vorzugsweise einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Das Ventilgehäuse 30 kann einstückig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Der Ventilkörper 10 weist eine Oberseite 1 1 und eine Unterseite 12 auf. Die Oberseite 1 1 und die Unterseite 12 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die Oberseite 1 1 und die Unterseite 12 sind durch eine Mantelfläche verbunden, die nach außen gewölbt ist. Konkret ist die Mantelfläche kugelförmig nach außen gewölbt. Der Ventilkörper 10 bildet so einen Teil eines Kugelventils.

Um Fluidströme in verschiedene Richtungen leiten zu können, umfasst der Ventilkörper 10 Verbindungskanäle 16, die sich durch den Ventilkörper 10 erstrecken. Die Verbindungskanäle 16 weisen Ventilöffnungen auf, die die Mantelfläche unterbrechen. Die Verbindungskanäle 16 erstrecken sich vorzugsweise in einer Ebene, die parallel zur Oberseite 1 1 und zur Unterseite 12 ausgerichtet ist.

Der Ventilkörper 10 umfasst außerdem eine Rotationsachse 13, um die sich der Ventilkörper 10 im Ventilgehäuse 30 drehen kann. Durch die Drehung kommen die Verbindungskanäle 16 mit verschiedenen Anschlussöffnungen 34 in Überdeckung, die im Ventilgehäuse 30 ausgebildet sind. So kann ein Fluid an unterschiedliche Anschlussöffnungen 34 geleitet werden.

Um die Drehung des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 zu ermöglichen, weist der Ventilkörper 10 auf der Oberseite 1 1 eine Antriebswelle 14 auf, von welcher in der Darstellung gemäß Fig. 1 lediglich das freie Ende sichtbar ist. Die Antriebswelle 14 kann eine Umfangszahnung aufweisen, um eine formschlüssige und drehfeste Verbindung mit einem Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor, herzustellen. Gegenüber der Antriebswelle 14 erstreckt sich ausgehend von der Unterseite 12 ein Achszapfen 15. Der Achszapfen 15 greift in eine Ausnehmung 38 des Ventilgehäuses 30 ein, wobei der Achszapfen 15 in der Ausnehmung 38 drehbar ist. Der Achszapfen 15 kann mit der Ausnehmung 38 insbesondere ein Gleitdrehlager bilden. Jedenfalls ist vorgesehen, dass zwischen dem Achszapfen 15 und der Ausnehmung 38 ein Formschluss zumindest in radialer Richtung besteht, so dass der Ventilkörper 10 gut im Ventilgehäuse 30 geführt ist. Der Achszapfen 15 und die Antriebswelle 14 sind jeweils konzentrisch zur Rotationsachse 13 angeordnet. Das Ventilgehäuse 30 weist einen Hohlraum auf, der den Ventilkörper 10, vorzugsweise vollständig, aufnimmt. Der Ventilkörper 10, insbesondere die Oberseite 1 1, kommt im eingebauten Zustand zumindest teilweise in Anlage mit einer Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30. Das Ventilgehäuse 30 ist mit einem Deckel 31 verschließbar

Die Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30 ist mit einer Durchgangsöffnung 35 durchbrochen. Die Antriebswelle 14 erstreckt sich durch die Durchgangsöffnung 35. Zwischen der Durchgangsöffnung 35 und dem Ventilkörper 10 ist vorzugsweise eine Wellendichtung 37 vorgesehen, die die Antriebswelle 14 umgreift. Die Wellendichtung 37 kann ringförmig, insbesondere als O-Ring oder X-Ring, ausgebildet sein.

Das Ventilgehäuse 30 umfasst ferner Außenwände, die zusammen mit der Innenfläche 33 den Hohlraum begrenzen, der den Ventilkörper 10 aufnimmt. Insgesamt sind vier Außenwände vorgesehen, die jeweils eine Anschlussöffnung 34 aufweisen. Die Anschlussöffnungen 34 können jeweils einen Anschlussstutzen 36 aufnehmen. Mittels der Anschlussstutzen 36 kann das Fluidventil in ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs eingebunden werden.

Der Ventilkörper 10 ist auch zu den Anschlussöffnungen 34 hin abgedichtet. Insbesondere ist jeder Ventilöffnung der Verbindungskanäle 16 eine Dichtungsanordnung 400 zugeordnet. Die Dichtungsanordnung 400 umfasst eine Gleitdichtung 40 und eine elastische Dichtung 50. Die Gleitdichtung 40 liegt im montierten Zustand am Ventilkörper 10 an. Die elastische Dichtung 50 umgreift die Gleitdichtung 40 teilweise und spannt die Gleitdichtung 40 gegen den Ventilkörper 10.

Der Deckel 31 deckt den Hohlraum des Ventilgehäuses 30 im montierten Zustand ab. Der Ventilkörper 10 ist so durch das Ventilgehäuse 30 gekapselt. Im Deckel 31 ist die Ausnehmung 38 angeordnet, die in der Darstellung gemäß Fig. 1 als Auswölbung an der Außenseite des Deckels 31 erkennbar ist. Die Auswölbung ist durch mehrere, im Wesentlichen radial ausgerichtete, Rippen 32 gestützt. Die Ausnehmung 38 nimmt den Achszapfen 15 formschlüssig auf, so dass der Ventilkörper 10 drehbar gelagert ist.

Die Längsschnittansicht gemäß Fig. 2 zeigt weitere Details des Fluidventils, wobei der Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 13 und entlang der Längsachsen zweier gegenüberliegender Anschlussöffnungen 34 und Anschlussstutzen 36 des Ventilgehäuses 30 verläuft. Das Ventilgehäuse 30 weist auf der Seite, an welcher die Antriebswelle 14 des Ventilkörpers 10 aus dem Ventilgehäuse 30 austritt, mehrere Befestigungsfortsätze 39 auf. Die Befestigungsfortsätze 39 können Löcher zur Aufnahme von Befestigungsschrauben aufweisen. Die Befestigungsfortsätze 39 ermöglichen es im Allgemeinen, das Ventilgehäuse 30 mit anderen Bauteilen, z.B. einem Elektromotor als Antrieb für den Ventilkörper 10, zu verbinden. Es ist auch möglich, mittels der Befestigungsfortsätze 39 eine Verbindung zwischen dem Ventilgehäuse 30 und Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs herzustellen.

In Fig. 2 ist insbesondere die drehbare Lagerung des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 erkennbar. Der Achszapfen 15 greift formschlüssig in die Ausnehmung 38 im Deckel 31 des Ventilgehäuses 30 ein, wobei eine Drehung um die Rotationsachse 13 weiterhin möglich ist. Insbesondere besteht der Formschluss vorzugsweise in radialer Richtung. In einer parallelen Richtung zur Rotationsachse 13 weist der Achszapfen 15 hingegen ein Spiel auf. Im dargestellten Zustand sind zwei Ventilöffnungen verschiedener Verbindungskanäle 16 des Ventilkörpers 10 so ausgerichtet, dass sie mit den Anschlussöffnungen 34 und Anschlussstutzen 36 fluchten.

Die Antriebswelle 14 erstreckt sich durch die Wellendichtung 37, die im Bereich der Durchgangsöffnung 35 am Gehäusedeckel anliegt. Die Wellendichtung 37 dichtet gegen die Antriebswelle 14 ab, die in diesem Bereich vorzugsweise keine Verzahnung, sondern vielmehr eine runde Außenumfangsfläche aufweist. In einem Abschnitt, der über das Ventilgehäuse 30 nach außen vorsteht, kann hingegen eine Verzahnung vorgesehen sein.

Ferner zeigt Fig. 2 die Dichtungsanordnung 400 mit der Gleitdichtung 40 und der elastischen Dichtung 50. Die Gleitdichtung 40 liegt dichtend an der Mantelfläche des Ventilkörpers 10 an. Die Gleitdichtung 40 bildet einen Ring mit einem im Wesentlichen L- förmigen Querschnitt, wobei ein Schenkel der L-Form durch einen Leitungsabschnitt 42 und der andere Schenkel der L-Form durch einen Stützflansch 41 gebildet ist. Der Leitungsabschnitt 42 begrenzt einen Fluidkanal 60. In der Detailansicht gemäß Fig. 3 ist erkennbar, dass der Stützflansch 41 eine Fase 44 aufweist. Die Fase 44 begrenzt eine Eintrittsöffnung in die Gleitdichtung 40, wobei sich die Eintrittsöffnung aufgrund der Fase 44 ausgehend von einer Fasenkante 44a zum Leitungsabschnitt 42 hin verjüngt. Die Fase 44 kann entlang einer Tangente zur kreisförmig gewölbten Mantelfläche des Ventilkörpers 10 verlaufen. Jedenfalls ist vorgesehen, dass die Gleitdichtung 40 mit der Fasenkante 44a, insbesondere nur mit der Fasenkante 44a, an der Mantelfläche des Ventilkörpers 10 anliegt. Der Kontakt zwischen dem Ventilkörper 10 und der Gleitdichtung 40 erfolgt somit linienförmig, insbesondere entlang der Linie der Fasenkante 44a. Damit ist eine ausreichende Dichtigkeit zwischen dem Ventilkörper 10 und der Gleitdichtung 40 sichergestellt und zudem erreicht, dass die Reibung zwischen dem Ventilkörper 10 und der Gleitdichtung 40 limitiert ist, um ein reibungsarmes und leichtes Drehen des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 zu ermöglichen.

Die Fase 44 verläuft vorzugsweise unter einem Winkel von der Fasenkante 44a zu einer Ringkante 44b, die die Fase 44 von einer Innenumfangsfläche 42a des Leitungsabschnitts 42 trennt. Der Winkel der Fase 44 ist dabei so gewählt, dass die Ringkante 44b mit Abstand zur Mantelfläche des Ventilkörpers 10 angeordnet ist. Somit ist gewährleistet, dass eine Linienberührung zwischen der Gleitdichtung 40 und dem Ventilkörper 10 lediglich über die Fasenkante 44a erfolgt. Der Abstand zwischen der Ringkante 44b und dem Ventilkörper 10 ist vorzugsweise so bemessen, dass auch bei einem möglichen Verschleiß der Fasenkante 44a eine vollflächige Anlage der Fase 44 am Ventilkörper 10 vermieden wird. Insbesondere kann der Abstand zwischen der Ringkante 44b und der Mantelfläche des Ventilkörpers 10 mindestens 0,5 mm, insbesondere mindestens 0,8 mm, insbesondere 1 mm, betragen.

In Fig. 3 ist außerdem gut erkennbar, dass der Stützflansch 41 eine Außenumfangsfläche 41c aufweist, die sich gegen das Ventilgehäuse 30 abstützt. Insbesondere bildet der Stützflansch 41 im Wesentlichen eine Abstützung gegen eine Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses 30. Eine solche Abstützung ist insofern sinnvoll, da die fluiddynamischen Einflüsse beim Durchströmen des Fluidventils mit einem Fluid dazu führen, dass der Ventilkörper 10 angehoben wird. Insbesondere drängt der Ventilkörper 10 in Richtung des Bodens des Ventilkörpers 10 bzw. in Richtung des Antriebs des Fluidventils. Hier kommt die Abstützfunktion des Stützflanschs 41 zum Tragen, die insofern auch den Ventilkörper 10 gegen den Fluiddruck stützt.

Der Ventilkörper 10 liegt mit seiner Oberseite 1 1 nicht vollflächig an der Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30 an. Vielmehr sind Abstandshalter 20 vorgesehen, die einen punktuellen Gleitkontakt zwischen dem Ventilkörper 10 und dem Ventilgehäuse 30 bereitstellen. Die Abstandshalter 20 sind vorzugsweise als Noppen 2 1 ausgebildet, die einen gewölbte, insbesondere kugelsegmentförmig gewölbte, Kontaktfläche aufweisen. Die Noppen 21 bilden den punktuellen Gleitkontakt.

Die Abstandshalter 20, insbesondere die Noppen 2 1, können am Ventilkörper 10 oder am Ventilgehäuse 30 ausgebildet sein. Die Noppen 21 können monolithisch mit dem Ventilkörper 10 bzw. dem Ventilgehäuse 30 ausgebildet sein. Wenn die Abstandshalter 20 am Ventilkörper 10 angeordnet sind, befinden sie sich vorzugsweise auf dessen Oberseite 1 1. Am Ventilgehäuse 30 sind die Abstandshalter 20 vorzugsweise an der Innenfläche 33 ausgebildet. Insbesondere können die Abstandshalter 20 von der Innenfläche 33 zum Ventilkörper 10 hin vorstehen.

Im Allgemeinen gilt, dass die Abstandshalter 20 vorzugsweise auf einer Kreislinie angeordnet sind, wobei es bevorzugt ist, wenn die Abstandshalter 20 gleichverteilt, d.h. mit identischen Abständen zueinander, auf der Kreislinie positioniert sind. Eine Anzahl von mindestens drei, vorzugsweise jedoch eine gerade Anzahl von mindestens vier oder mehr, Abstandshaltern 20 hat sich als vorteilhaft erwiesen.

In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 ist erkennbar, dass die Noppen 2 1 einen Abstand zwischen der Innenfläche 33 des Ventilgehäuses 30 und einer Oberseite 1 1 des Ventilkörpers 10 aufrechthalten. Die sphärische bzw. kugelsegmentförmige Krümmung der Noppen 2 1 bewirkt dabei eine punktuelle Berührung zwischen dem jeweiligen Abstandshalter 20 bzw. Noppen 2 1 und der Oberseite 1 1 des Ventilkörpers 10. Damit bildet jeder Abstandshalter 20 einen punktuellen Gleitkontakt. Der Ventilkörper 10 kann sich so leicht um die Rotationsachse 13 drehen, weil die Noppen 21 nur wenig Reibung zulassen. Der Ventilkörper 10 kann, wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erkennbar ist, einen umlaufenden Vorsprung 17 aufweisen, der sich ringförmig um die Oberseite 1 1 erstreckt und im Wesentlichen die Mantelfläche des Ventilkörpers 10 über die Oberseite 1 1 hinaus fortsetzt. An dem umlaufenden Vorsprung 17 liegt vorzugsweise die Fasenkante 44a der Dichtungsanordnung 400 an. Der Vorteil des umlaufenden Vorsprungs 17 besteht darin, dass auf diese Weise eine zusätzliche radiale Führung des Ventilkörpers 10 im Ventilgehäuse 30 erreicht wird. Der umlaufenden Vorsprung 17 kann in eine umlaufende Ausnehmung 18 eingreifen, die ringförmig im Ventilgehäuse 30 ausgebildet ist. Ein Verkippen des Ventilkörpers 10 wird so vermieden.

Die Dichtungsanordnung 400 ist in der Detaildarstellung gemäß Fig. 3 besonders gut erkennbar. Die Gleitdichtung 40 liegt mit der Fasenkante 44a des Stützflanschs 41 an dem Ventilkörper 10 dichtend an, so dass ein linienförmiger Dichtungskontakt besteht. Von der Fasenkante 44a geht die Fase 44 aus, die eine Verjüngung der Eintrittsöffnung der Gleitdichtung 40 in Richtung zum Leitungsabschnitt 42 bewirkt.

Die elastische Dichtung 50 umgreift den Leitungsabschnitt 42 der Gleitdichtung 40 und liegt am Stützflansch 41 an. Insbesondere ist die elastische Dichtung 50 zwischen dem Stützflansch 41 und einer Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 angeordnet. Die elastische Dichtung 50 weist ein elastisches Material auf, sodass sich die elastische Dichtung 50 zwischen den Stützflansch 41 und das Ventilgehäuse 30 spannt und damit die Gleitdichtung 40 gegen den Ventilkörper 10 presst. Auf einer Innenumfangsfläche 50a der elastischen Dichtung 50 ist eine ringförmig umlaufende Vertiefung 51 ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche 50b der elastischen Dichtung 50 ist hingegen nach außen gewölbt bzw. weist eine ringförmig umlaufende Wölbung 52 auf.

Die ringförmig umlaufende Vertiefung 51 bildet eine Sollknickstelle. Die elastische Dichtung 50 kann sich so im Bereich der umlaufenden Vertiefung 51 nach außen wölben und sich damit federartig zwischen den Stützflansch 41 und das Ventilgehäuse 30 spannen.

Die ringförmig umlaufende Vertiefung 51 und die ringförmig umlaufende Wölbung 52 wirken insofern zusammen, als sie gemeinsam eine Sollknickstelle der elastischen Dichtung 50 bilden. Wenn die elastische Dichtung 50 in axialer Richtung, also parallel zur Längsachse 19, komprimiert wird, weicht ein mittlerer Abschnitt der elastischen Dichtung 50 nach außen aus. Ein Ausweichen nach Innen wird durch die umlaufende Vertiefung 51 a und die Wölbung vermieden. Die elastische Dichtung 50 wölbt sich insoweit nach außen, wobei gleichzeitig eine Spannkraft erzeugt wird, mit welcher die elastische Dichtung 50 wieder in den Ursprungszustand zurückdrängt. Diese federartige Spannkraft wird von der elastischen Dichtung 50 ausgeübt, wenn die elastische Dichtung 50 zwischen dem Stützflansch 41 und eine gegenüberliegende Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 eingespannt ist.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass in den Fig. 3 und 4 die elastische Dichtung 30 aus darstellungstechnischen Gründen in ihrem Ruhezustand dargestellt ist. Rein zeichnerisch ragt die elastische Dichtung 50 daher in das Ventilgehäuse 30 hinein. Tatsächlich ist die elastische Dichtung 50 jedoch gestaucht und liegt mit ihrem äußeren axialen Ende 54 an der Innenwand 33a des Ventilgehäuses an. Bei Betrachtung der Fig. 3 und 4 ist folglich klar, dass sich die elastische Dichtung 50 staucht, insbesondere nach außen wölbt, um in den begrenzten Raum zwischen Stützflansch 41 und Innenrand 33a eingepasst zu sein.

Das gegenüberliegende, innere axiale Ende 53 der elastischen Dichtung 50 ist in der Ringnut 43 angeordnet. Die Ringnut 43 erstreckt sich in einer dem Leitungsabschnitt 42 zugewandten Ringfläche 41 a des Stützflanschs 41. Durch die Aufnahme des inneren axialen Endes 53 der elastischen Dichtung 50 in die Ringnut 43 wird sichergestellt, dass sich die elastische Dichtung 50 nicht mit einem inneren axialen Ende 53 nach außen wölbt, wenn sie gestaucht wird. Vielmehr wird das innere axiale Ende 53 durch die Ringnut 43 radial gesichert, so dass gewährleistet ist, dass sich die elastische Dichtung 50 im Bereich der Sollknickstelle wölbt.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante des Fluidventils gezeigt, die sich durch die Gestaltung der elastischen Dichtung 50 von der vorhergehend beschriebenen Variante unterscheidet. Die elastische Dichtung 50 weist bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 an ihrem äußeren axialen Ende 54 auf der Außenumfangsfläche 50b eine radial nach außen gerichtete Wulst 55 auf. Die Wulst 55 verläuft über den gesamten Umfang der elastischen Dichtung 50. Außerdem ist die Innenumfangsfläche 50a der elastischen Dichtung 50 im Bereich des äußeren axialen Endes 54 konisch ausgeformt. Insbesondere ist die Innenumfangsfläche 50a ausgehend von der ringförmig umlaufenden Ausnehmung 51 zum äußeren axialen Ende 54 hin konisch aufgeweitet und bildet eine konische Aufweitung 56. Diese Gestaltung bewirkt, dass bei einer Komprimierung der elastischen Dichtung 50 derart, dass sie in den Raum zwischen dem Stützflansch 41 und der Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 eingespannt ist, das äußere axiale Ende 54 nach außen gebogen wird, so dass sich die elastische Dichtung 50 ebenfalls an einer Innenumfangsfläche des Ventilgehäuses 30 abstützt. Im Wesentlichen kann also eine ähnliche Abstützung erfolgen, wie sie mit dem Stützflansch 41 bei der Gleitdichtung 40 erreicht wird.

In Fig. 4 ist aus darstellerischen Gründen die elastische Dichtung 50 so gezeigt, dass sie in die Innenwand 33a des Ventilgehäuses 30 hineinragt. Diese zeichnerische Überlappung besteht in der Praxis jedoch nicht. Vielmehr wölbt sich die elastische Dichtung 50 so, dass das innere axiale Ende 53 an der Ringnut 43, und das äußere axiale Ende 54 an der Innenwand 33a anliegt. Die Wulst 55 kann dabei an einer Innenumfangsfläche des Ventilkörpers 30 anliegen. Jedenfalls wird durch die Wulst 55, insbesondere in Verbindung mit der konischen Aufweitung 56 der elastischen Dichtung 50 vermieden, dass sich die elastische Dichtung 50 in den Spalt zwischen dem Leitungsabschnitt 43 und der Innenwand 33a des Ventilkörpers 30 wölbt und so die Fluidströmung unerwünscht beeinflusst. Die Wulst 55 stellt zusammen mit der konischen Aufweitung 56 vielmehr sicher, dass die elastische Dichtung 50 außerhalb des Fluidströmungsbereichs bleibt und so im Bereich des Leitungsabschnitt 43 und der Anschlussöffnung 34 eine laminare Strömung erzielt wird.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden außerdem folgende Merkmale des Fluidventils offenbart, die mit allen vorgenannten Merkmalen kombinierbar sind:

1 . Fluidventil für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fluidventil wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 zum Ein- und/oder Ausströmen von Fluid, ein Ventilgehäuse 30 und einen in dem Ventilgehäuse 30 um eine axiale Rotationsachse 13 drehbaren, ein- oder mehrteiligen Ventilkörper 10 mit wenigstens einem Verbindungskanal 16 zum Verbinden von wenigstens zwei Anschlussöffnungen 34 in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 10 aufweist, wobei zur Abdichtung zwischen Ventilkörper 10 und Ventilgehäuse 30 im Bereich der Anschlussöffnungen 34 jeweils eine zweiteilige Dichtungsanordnung 400 vorgesehen ist, welche eine dynamische Gleitdichtung 40 und eine elastische Dichtung 50 umfasst, wobei ein Höhen-Längen-Verhältnis der elastischen Dichtung 50 im nichtverspannten Zustand kleiner als 0,5 ist. Fluidventil nach Ziffer 1, wobei die Gleitdichtung 40 zur dichtenden Anlage gegen den Ventilkörper 10 und die elastische Dichtung 50 zur dichtenden Anlage gegen die Gleitdichtung 40 und das Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 vorgesehen sind, so dass die elastische Dichtung 50 im verspannten Zustand axial zwischen der Gleitdichtung 40 und dem Ventilgehäuse 30 bzw. einem mit dem Ventilgehäuse 30 verbundenen Anschlussstutzen 36 dichtend anliegt. Fluidventil nach Ziffer 1 oder 2, wobei die Gleitdichtung 40 im Querschnitt im Wesentlichen L-förmig und die elastische Dichtung 50 im Querschnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildet sind. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Ventilkörper 10 über mehrere Gleitdichtungen 40 zentrierbar vorgesehen ist. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Ventilkörper 10, das Ventilgehäuse 30 sowie ein das Ventilgehäuse 30 verschließender Deckel 31 jeweils komplementäre Mittel zur Kippsicherung des Ventilkörpers 10 aufweisen. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Verbindungskanal 16 gerade oder bogenförmig ausgebildet ist. Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern, wobei der Ventilkörper 10 in einer Verteilerplatte angeordnet ist, wobei Anschlussstutzen 36 für die Anschlussöffnungen 34 oder weiterführende Kanäle in die Verteilerplatte integriert vorgesehen sind. . Fluidvorrichtung mit einem Fluidventil nach einer der vorangegangenen Ziffern und einem mit dem Fluidventil verbundenen Aktuator zum Betätigen des Fluidventils für ein Fluidsystem eines Kraftfahrzeugs. . Fluidvorrichtung nach Ziffer 8, wobei der Aktuator einen Elektromotor mit einer Motorabtriebswelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Motorabtriebswelle auf ein zum Betätigen des Fluidventils ausgebildetes Aktuator- Abtriebsrad aufweist.

10. Fluidvorrichtung nach Ziffer 9, wobei das Aktuator- Abtriebsrad und eine Antriebswelle 14 des Ventilkörpers 10 formschlüssig verbunden sind. 1 1. Verwendung einer Fluidvorrichtung nach einer der vorangegangenen Ziffern als

Mehrwegeventil.

12. Verwendung einer Fluidvorrichtung nach einer der vorangegangenen Ziffern als Kühlwasserventil eines Fahrzeuges.

Bezugszeichen

10 Ventilkörper

1 1 Oberseite

12 Unterseite

13 Rotationsachse

14 Antriebswelle

15 Achszapfen

16 Verbindungskanal

17 umlaufender Vorsprung

18 umlaufende Ausnehmung

19 Längsachse

20 Abstandshalter

21 Noppen

30 Ventilgehäuse

31 Deckel

32 Rippe

33 Innenfläche

33a Innenwand

34 Anschlussöffnung

35 Durchgangsöffnung

36 Anschlussstutzen

37 Wellendichtung

38 Ausnehmung

39 Befestigungsfortsatz

400 Dichtungsanordnung

40 Gleitdichtung

41 Stützflansch

42 Leitungsabschnitt 43 Ringnut

44 Fase

44a Fasenkante

44b Ringkante 44c Außenumfangsfläche

50 elastische Dichtung

50a Innenumfangsfläche der elastischen Dichtung

50b Außenumfangsfläche der elastischen Dichtung

51 ringförmig umlaufende Vertiefung 52 Wölbung

53 inneres axiales Ende

54 äußeres axiales Ende

55 Wulst

56 konische Aufweitung 60 Fluidkanal