[go: up one dir, main page]

DE102016112408A1 - Axially permeable fluid valve - Google Patents

Axially permeable fluid valve Download PDF

Info

Publication number
DE102016112408A1
DE102016112408A1 DE102016112408.7A DE102016112408A DE102016112408A1 DE 102016112408 A1 DE102016112408 A1 DE 102016112408A1 DE 102016112408 A DE102016112408 A DE 102016112408A DE 102016112408 A1 DE102016112408 A1 DE 102016112408A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
fluid valve
permeable fluid
axially
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016112408.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102016112408B4 (en
Inventor
Besart Sadiku
Janusz Zurke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Priority to DE102016112408.7A priority Critical patent/DE102016112408B4/en
Priority to PCT/EP2017/065507 priority patent/WO2018007169A1/en
Publication of DE102016112408A1 publication Critical patent/DE102016112408A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102016112408B4 publication Critical patent/DE102016112408B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/12Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F16K1/123Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened with stationary valve member and moving sleeve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/029Electromagnetically actuated valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0651One-way valve the fluid passing through the solenoid coil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Axial durchströmbare Fluidventile, insbesondere Kühlmittelabsperrventile mit einem Elektromagneten (10), der eine Spule (14), einen Kern (26) und eine durchströmbare Ankereinheit (49) sowie magnetische Rückschlusselemente (18, 20, 22) aufweist, einem Gehäuse (12), in dem der Elektromagnet (10) angeordnet ist, einem ersten Anschlussstutzen (60), der an einem ersten axialen Ende des Gehäuses (12) befestigt ist und in dem ein Umströmungskörper (78) angeordnet ist, der einen Ventilsitz (58) aufweist, einem zweiten Anschlussstutzen (70), der an einem entgegengesetzten axialen Ende des Gehäuses (12) befestigt ist und einer Schließfläche (57) an einem axialen Endabschnitt (54, 56) der Ankereinheit (49), welche mit dem Ventilsitz (58) zusammenwirkt, sind bekannt. Um die Herstellung zu vereinfachen und gleichzeitig eine höhere Schließkraft sicherzustellen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Umströmungskörper (78) und der Ventilsitz (58) einstückig aus einem Elastomer hergestellt sind.Axially permeable fluid valves, in particular Kühlmittelabsperrventile with an electromagnet (10) having a coil (14), a core (26) and a flow-through armature unit (49) and magnetic return elements (18, 20, 22), a housing (12), wherein the solenoid (10) is disposed, a first port (60) secured to a first axial end of the housing (12) and having disposed therein a bypass body (78) having a valve seat (58) second port (70) secured to an opposite axial end of the housing (12) and a closing surface (57) at an axial end portion (54, 56) of the armature unit (49) cooperating with the valve seat (58) known. In order to simplify the production and at the same time to ensure a higher closing force, it is proposed according to the invention that the bypass body (78) and the valve seat (58) are made in one piece from an elastomer.

Description

Die Erfindung betrifft ein axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil mit einem Elektromagneten, der eine Spule, einen Kern und eine durchströmbare Ankereinheit sowie magnetische Rückschlusselemente aufweist, einem Gehäuse, in dem der Elektromagnet angeordnet ist, einem ersten Anschlussstutzen, der an einem ersten axialen Ende des Gehäuses befestigt ist und in dem ein Umströmungskörper angeordnet ist, der einen Ventilsitz aufweist, einem zweiten Anschlussstutzen, der an einem entgegengesetzten axialen Ende des Gehäuses befestigt ist und einer Schließfläche an einem axialen Endabschnitt der Ankereinheit, welche mit dem Ventilsitz zusammenwirkt.The invention relates to an axial flow-through fluid valve, in particular Kühlmittelabsperrventil with an electromagnet having a coil, a core and a flow-through armature unit and magnetic return elements, a housing in which the electromagnet is arranged, a first connecting piece, which at a first axial end of Housing is mounted and in which a Umströmungskörper is arranged, which has a valve seat, a second connecting piece, which is fixed to an opposite axial end of the housing and a closing surface at an axial end portion of the armature unit, which cooperates with the valve seat.

Derartige Fluidventile werden auch als Koaxialventile, Hydraulikventile oder Kühlwasserabsperrventile bezeichnet. Diese Fluidventile dienen beispielswiese zur Abschaltung oder Freigabe eines Kühlmittelweges in einem Kraftfahrzeug, um einerseits eine möglichst schnelle Aufheizung der durchströmbaren Aggregate sicherzustellen und andererseits deren Überhitzung zu verhindern. Um eine solche Applikation möglichst kostengünstig ausführen zu können, muss einerseits eine möglichst druckverlustarme Durchströmung des Fluidventils sichergestellt werden, um die aufzubringende Pumpleistung möglichst gering zu halten und andererseits der Stromverbrauch des Fluidventils, welches üblicherweise elektromagnetisch betätigt wird, möglichst gering gehalten werden, um keine zusätzliche Energie zu verbrauchen. Aus diesen Gründen werden Koaxialventile verwendet, welche trotz eines kleinen benötigten Bauraums und geringer Herstellkosten aufgrund reduzierter Strömungsumlenkungen einen geringen Druckverlust erzeugen und gleichzeitig einen ausreichend großen Durchströmungsquerschnitt zur Verfügung stellen. Durch die geringen Baugrößen und daraus folgend kleinen und leichten beweglichen Teilen, ist auch der Stromverbrauch dieser Fluidventile relativ gering. Dennoch muss auch bei relativ geringen Stellkräften sichergestellt werden, dass das Ventil dicht schließt und Leckagen zwischen Ventilsitz und Schließfläche des Ankers oder des damit verbundenen Rohres ausgeschlossen werden. Such fluid valves are also referred to as coaxial valves, hydraulic valves or Kühlwasserabsperrventile. These fluid valves are used, for example, to shutdown or release a coolant path in a motor vehicle, on the one hand to ensure the fastest possible heating of the flow-through aggregates and on the other hand to prevent their overheating. In order to be able to carry out such an application as inexpensively as possible, it is necessary, on the one hand, to ensure that the fluid valve flows as low as possible in order to minimize the pumping power to be applied and, on the other hand, to minimize the power consumption of the fluid valve, which is normally actuated electromagnetically To consume energy. For these reasons, coaxial valves are used, which despite a small space requirement and low production costs due to reduced flow deflections produce a low pressure drop and at the same time provide a sufficiently large flow area available. Due to the small sizes and consequent small and light moving parts, the power consumption of these fluid valves is relatively low. Nevertheless, even at relatively low actuating forces, it must be ensured that the valve closes tightly and leaks between the valve seat and the closing surface of the armature or of the tube connected therewith are excluded.

Ein derartiges Koaxialventil ist beispielswiese aus der EP 1 255 066 A2 bekannt. Dieses Ventil weist ein als Schließkörper dienendes Rohr auf, welches radial innerhalb eines Ankers des Elektromagneten befestigt ist und sich durch den Kern zum entgegengesetzten axialen Ende des Elektromagneten erstreckt. Ankerseitig ist am Gehäuse des Elektromagneten ein Auslassanschlussstutzen befestigt, in dem ein Umströmungskörper mit Ventilsitz ausgebildet ist, auf den das Rohr zum Verschluss des Strömungsquerschnitts aufsetzbar ist. Der Umströmungskörper weist einen festen Körperteil auf, über den der Umströmungskörper am Gehäuse befestigt ist und einen den Ventilsitz bildenden zweiten Körper, der voraussichtlich aus einer zweiten Komponente gebildet ist, auf, der mittels einer Schraube am ersten Teil befestigt ist.Such a coaxial valve is beispielswiese from EP 1 255 066 A2 known. This valve has a tube serving as a closing body, which is fixed radially inside an armature of the electromagnet and extends through the core to the opposite axial end of the electromagnet. On the armature side, an outlet connection piece is fastened to the housing of the electromagnet, in which a flow-around body with valve seat is formed, onto which the pipe can be placed for closing the flow cross-section. The bypass body has a solid body portion over which the bypass body is secured to the housing and a valve body forming the second body, which is expected to be formed of a second component, which is fastened by a screw on the first part.

Des Weiteren ist aus der DE 951 691 C ein Fluidventil mit einem Umströmungskörper bekannt, an dem ein Ventilsitz ausgebildet ist, der mit einem axial beweglichen und durchströmbaren Verschlussrohr zusammenwirkt. Der Umströmungskörper ist zweistückig ausgebildet, wobei der den Ventilsitz aufweisende Teil axial zum feststehenden ersten Teil verschiebbar angeordnet ist. Das verschiebbare Teil ist aus zwei verschiedenen Komponenten gefertigt, wobei im Bereich des Ventilsitzes ein vom übrigen Körper unterschiedliches Material benutzt wird. Furthermore, from the DE 951 691 C a fluid valve with a Umströmungskörper known, on which a valve seat is formed, which cooperates with an axially movable and flow-through closure tube. The bypass body is formed in two pieces, wherein the part having the valve seat is arranged axially displaceable relative to the fixed first part. The sliding part is made of two different components, wherein in the region of the valve seat a different material from the rest of the body is used.

Bei diesen bekannten Koaxialventilen wird somit normalerweise einerseits eine hohe Festigkeit des Umströmungskörpers gefordert, während der Ventilsitz bildende Teil aus einem besser dichtenden zumeist elastischen Stoff hergestellt wird. Hierdurch steigen jedoch die Fertigungs- und Herstellkosten eines solchen Ventils. Des Weiteren ist es notwendig Dichtungen vorzusehen, die ein Austreten des Fluids zwischen dem Gehäuse des Ventils und dem Anschlussstutzen verhindern. In these known coaxial valves, therefore, on the one hand, a high strength of the bypass body is normally required, while the valve seat-forming part is made of a better-sealing, mostly elastic material. However, this increases the manufacturing and manufacturing costs of such a valve. Furthermore, it is necessary to provide seals that prevent leakage of the fluid between the housing of the valve and the connecting piece.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein axial durchströmbares Fluidventil bereit zu stellen, welches einerseits eine hohe Dichtigkeit im geschlossenen Zustand des Ventils gewährleistet und andererseits mit möglichst geringem Aufwand herstellbar und montierbar ist, wobei möglichst auf zusätzliche Abdichtungen verzichtet werden soll.It is therefore an object to provide an axially flow-through fluid valve ready, which on the one hand ensures high tightness in the closed state of the valve and on the other hand with minimum effort producible and mountable, if possible to dispense with additional seals.

Diese Aufgabe wird durch ein axial durchströmbares Fluidventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an axial flow-through fluid valve having the features of the main claim 1.

Dadurch, dass der Umströmungskörper und der Ventilsitz einstückig aus einem Elastomer hergestellt sind, entfallen zusätzliche Fertigungsschritte. Stattdessen kann der Umströmungskörper in nur einem Fertigungsschritt hergestellt werden. Entsprechend vereinfacht sich auch die Montage. Des Weiteren wird die Schließkraft verstärkt, da durch die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass der elastische Umströmungskörper gegen die Schließfläche der Ankereinheit gedrückt wird. Zusätzlich wird die Dichtigkeit verbessert, da Koaxialfehler zwischen dem Ventilsitz und der Ankereinheit durch die Elastizität des Umströmungskörpers ausgeglichen werden können.The fact that the Umströmungskörper and the valve seat are integrally made of an elastomer, eliminating additional manufacturing steps. Instead, the Umströmungskörper can be produced in only one manufacturing step. Accordingly, the assembly is simplified. Furthermore, the closing force is enhanced because the pressure difference between the inlet and the outlet forces the elastic bypass body against the closing surface of the armature unit. In addition, the tightness is improved, since coaxial errors between the valve seat and the armature unit can be compensated by the elasticity of the Umströmungskörpers.

Vorzugsweise weist das Elastomer eine Härte von 80 bis 90 Shore auf. Diese sind ausreichend fest um zu große Bewegungen verhindern zu können und weisen dennoch ausreichende gummielastische Eigenschaften auf. Preferably, the elastomer has a hardness of 80 to 90 Shore. These are strong enough to prevent excessive movement and yet have sufficient rubbery properties.

In einer weiterführenden Ausführungsform ist das Elastomer ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, welches eine vernetzte Kautschukstruktur aufweist. Daraus folgt eine hohe thermische und chemische Beständigkeit bei guten elastischen Eigenschaften.In a further embodiment, the elastomer is an ethylene-propylene-diene rubber having a crosslinked rubber structure. This results in a high thermal and chemical resistance with good elastic properties.

Vorzugsweise weist der Umströmungskörper einen äußeren Umfangsring auf, der über Stege mit einem Umströmungsbereich des Umströmungskörpers verbunden ist. So kann der Umströmungskörper einfach über seinen Umfangsring im Ventil befestigt werden, während der eigentliche, die Strömung beeinflussende Umströmungsbereich lediglich über die Stege befestigt ist und sich somit im Strömungskanal geringfügig elastisch bewegen kann. Zwischen den Stegen liegen die freien Strömungsquerschnitte, durch die das Fluid bei geöffnetem Ventil von der Anströmseite des Umströmungskörpers zur Abströmseite strömen kann.Preferably, the Umströmungskörper on an outer peripheral ring, which is connected via webs with a flow around the Umströmungskörpers. Thus, the Umströmungskörper can be easily mounted on its peripheral ring in the valve, while the actual, the flow influencing Umströmungsbereich is attached only via the webs and thus can move slightly elastic in the flow channel. Between the webs are the free flow cross-sections through which the fluid can flow with the valve open from the inflow side of the Umströmungskörpers to the downstream side.

In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform ist der Umfangsring über vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Stege mit dem Umströmungsbereich verbunden. So wird einerseits eine ausreichende Festigkeit der Verbindung zwischen dem Umströmungsbereich und dem Umfangsring erzeugt und andererseits ein symmetrischer Durchströmungsquerschnitt freigegeben, so dass der durch die Stege erzeugte Strömungswiderstand begrenzt wird.In a further embodiment, the circumferential ring is connected to the flow area via four webs distributed uniformly over the circumference. Thus, on the one hand sufficient strength of the connection between the Umströmungsbereich and the peripheral ring is generated and on the other hand released a symmetrical flow area, so that the flow resistance generated by the webs is limited.

Eine besonders einfache Befestigung des Umströmungskörpers wird dadurch erreicht, dass der Umfangsring des Umströmungskörpers axial in Richtung des Gehäuses über einen Absatz des ersten Anschlussstutzens verspannt ist. So kann auf zusätzliche Befestigungsmittel verzichtet werden. Durch das Verspannen des Umfangsrings dient dieser aufgrund seiner elastischen Eigenschaften auch zur Abdichtung des Umströmungskörpers nach außen.A particularly simple attachment of the Umströmungskörpers is achieved in that the peripheral ring of the Umströmungskörpers is clamped axially in the direction of the housing via a shoulder of the first connecting piece. So can be dispensed with additional fasteners. Due to the bracing of the peripheral ring this also serves to seal the Umströmungskörpers outward due to its elastic properties.

Besonders vorteilhaft ist es, den Umfangsring des Umströmungskörpers unter Zwischenlage eines Stützrings zwischen dem Gehäuse und dem Absatz des ersten Anschlussstutzens einzuklemmen. Dieser Stützring kann wie der Umströmungskörper zum Einleiten des Fluids in die Ankereinheit unter geringem Druckverlust und Strömungswiderstand genutzt werden und somit in einem Montageschritt bei der Befestigung des ersten Anschlussstutzens am Gehäuse befestigt werden.It is particularly advantageous to clamp the peripheral ring of the bypass body with the interposition of a support ring between the housing and the shoulder of the first connecting piece. This support ring can be used as the Umströmungskörper for introducing the fluid into the armature unit with low pressure loss and flow resistance and thus be attached in a mounting step in the attachment of the first connecting piece to the housing.

Vorzugsweise ist an zumindest einer der axialen Auflageflächen des Umfangsrings des Umströmungskörpers eine ringförmige Ausstülpung ausgebildet. Durch diese Ausstülpung kann die Anpresskraft an dieser Ausstülpung beim Verspannen erhöht werden und so die Dichtwirkung des Umfangsrings verstärkt werden.Preferably, an annular protuberance is formed on at least one of the axial bearing surfaces of the peripheral ring of the Umströmungskörpers. By this protuberance, the contact pressure on this protuberance can be increased during clamping and so the sealing effect of the peripheral ring can be strengthened.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn stromabwärts der Stege Stützen am Fluidventil gegenüberliegend zu den Stegen ausgebildet sind, gegen die die Stege bei definierter Auslenkung des Umströmungsbereiches in Strömungsrichtung anliegen. Hierdurch kann bei kleinem einstellbarem Hub des Fluidventils ein ungewolltes Schließen des Ventils durch zu starke Auslenkung des Umströmungskörpers aufgrund der Anströmkräfte verhindert werden.It may also be advantageous if, downstream of the webs, supports are formed on the fluid valve opposite the webs, against which the webs abut in the direction of flow at a defined deflection of the flow area. This can be prevented by excessive displacement of the Umströmungskörpers due to the Anströmkräfte at a small adjustable stroke of the fluid valve accidental closing of the valve.

In einer hierzu weiterführenden Ausbildung der Erfindung sind diese Stützen am Stützring ausgebildet, so dass keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind und die Montage einfach bleibt. Auch erzeugen diese Stützen keinen zusätzlichen Druckverlust.In a further development of the invention, these supports are formed on the support ring, so that no additional components are required and the installation remains simple. Also, these supports do not generate additional pressure loss.

Alternativ liegen die Stege an Verstärkungsgliedern axial auf, die stromabwärts des Umfangsrings eingespannt sind und die eine höhere Steifigkeit aufweisen als die Stege. Durch solche Verstärkungsglieder kann die elastische Verformbarkeit des Umströmungskörpers in axialer Richtung auf gewünschte Werte eingestellt werden.Alternatively, the webs are axially on reinforcing members, which are clamped downstream of the peripheral ring and which have a higher rigidity than the webs. By such reinforcing members, the elastic deformability of the Umströmungskörpers can be adjusted in the axial direction to desired values.

Vorzugsweise ist der Maximalhub der Ankereinheit geringfügig größer als der Abstand des druckausgeglichenen Ventilsitzes zur Schließfläche der Ankereinheit im geöffneten Zustand. Dadurch wird erreicht, dass keine zu große Auslenkung des elastischen Umströmungskörpers erzeugt wird, wenn die Ankereinheit auf den Umströmungskörper durch die wirkende Federkraft oder die elektromagnetische Kraft aufgesetzt wird. So wird eine Ermüdung des Materials verhindert. Eine ausreichende Schließkraft wird ohnehin durch die Gegenkraft aufgrund der Druckdifferenz am Umströmungskörper im geschlossenen Zustand erzeugt.Preferably, the maximum stroke of the armature unit is slightly larger than the distance of the pressure-balanced valve seat to the closing surface of the armature unit in the open state. This ensures that no excessive deflection of the elastic Umströmungskörpers is generated when the armature unit is placed on the Umströmungskörper by the acting spring force or the electromagnetic force. This prevents fatigue of the material. A sufficient closing force is generated in any case by the counterforce due to the pressure difference on the flow body in the closed state.

Diese Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Ankereinheit wird vorzugswiese durch eine Einschnürung einer Hülse, in der der Anker geführt ist, begrenzt. So sind keine zusätzlichen Hubbegrenzungen einzubauen, wodurch die Montage erleichtert wird.This restriction of the freedom of movement of the anchor unit is preferably limited by a constriction of a sleeve in which the armature is guided. So no additional Hubbegrenzungen be installed, whereby the assembly is facilitated.

In entgegengesetzter Bewegungsrichtung kann die Bewegung der Ankereinheit durch einen Anschlagring in einer Umfangsnut des Ankers begrenzt werden, gegen den der Kern im bestromten Zustand des Ventils anliegt. So wird ein Maximalhub festgelegt, der sowohl für ein stromlos offenes als auch ein stromlos geschlossenes Ventil eine zu starke Auslenkung des Umströmungskörpers durch die aufgebrachte Schließkraft der Ankereinheit zuverlässig verhindert, ohne dass ein erhöhter Montageaufwand erforderlich ist, denn der Anschlagring muss ohnehin verwendet werden, um ein Kleben des Ankers am Kern nach der Bestromung zu verhindern.In the opposite direction of movement, the movement of the armature unit can be limited by a stop ring in a circumferential groove of the armature, against which the core rests in the energized state of the valve. Thus, a maximum stroke is set, which reliably prevents an excessive deflection of the Umströmungskörpers by the applied closing force of the armature unit for both a normally open and a normally closed valve without an increased installation effort is required because the stop ring must be used anyway, to prevent sticking of the armature to the core after the energization.

Es wird somit ein axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil für eine Verbrennungskraftmaschine, geschaffen, mit dem ein zuverlässiger dichter Verschluss zwischen dem Ventilsitz und der Ankereinheit gewährleist wird, ohne zusätzliche Bauteile verwenden zu müssen. Die wirkenden elastischen Kräfte verstärken die Dichtkraft bei verschlossenem Ventil und es können Koaxialfehler beim Verbau ausgeglichen werden. Zusätzlich kann auf Dichtungen verzichtet werden. Dies erleichtert sowohl die Herstellung des Umströmungskörpers als auch die Montage des Fluidventils. Auch der notwendige Bauraum kann so reduziert werden.There is thus provided an axially flow-through fluid valve, in particular coolant shut-off valve for an internal combustion engine, with which a reliable tight closure between the valve seat and the anchor unit is ensured, without having to use additional components. The elastic forces increase the sealing force when the valve is closed and coaxial faults can be compensated during installation. In addition, can be dispensed with seals. This facilitates both the production of the Umströmungskörpers and the mounting of the fluid valve. Also, the necessary space can be reduced.

Zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer axial durchströmbarer Fluidventile, sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden anhand Ihrer Verwendung als Kühlwasserabsperrventil beschrieben.Two embodiments of inventive axially throughflow fluid valves are shown in the figures and will be described below with reference to their use as a cooling water shutoff valve.

1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fluidventils in stromlos offener Version in geschnittener Darstellung. 1 shows a side view of a fluid valve according to the invention in normally open version in a sectional view.

2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fluidventils in stromlos geschlossener Version in geschnittener Darstellung. 2 shows a side view of a fluid valve according to the invention in normally closed version in a sectional view.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Umströmungskörpers des Fluidventils aus 1 und 2. 3 shows a perspective view of a flow body of the fluid valve 1 and 2 ,

4 zeigt eine Seitenansicht eines alternativen Umströmungskörpers in geschnittener Darstellung. 4 shows a side view of an alternative Umströmungskörpers in a sectional view.

Das erfindungsgemäße, axial durchströmbare Fluidventil, welches für Kühlkreisläufe von Verbrennungsmotoren, Hybrid- oder Elektrofahrzeugen verwendet werden kann, weist einen Elektromagneten 10 auf, der in einem Gehäuse 12 angeordnet ist. Der Elektromagnet 10 besteht aus einer Spule 14, die auf einen Spulenträger 16 gewickelt ist, sowie Rückschlusselementen 18, 20, 22, welche durch zwei an den axialen Enden des Spulenträgers 16 angeordnete Rückschlussbleche 18, 20 sowie ein die Spule 14 umgebendes Joch 22 gebildet werden. Im Innern des Spulenträgers 16 beziehungsweise des Gehäuses 12 ist eine Hülse 24 befestigt, in deren Innern ein Kern 26 des Elektromagneten 10 befestigt ist und in der ein Anker 28 des Elektromagneten 10 gleitbeweglich angeordnet ist. Zur Bestromung der Spule 14 ist am Gehäuse 12 ein Stecker 30 ausgebildet, dessen elektrische Kontaktfahnen 32 sich durch das Gehäuse 12 zur Spule 14 erstrecken.The inventive, axially flow-through fluid valve, which can be used for cooling circuits of internal combustion engines, hybrid or electric vehicles, has an electromagnet 10 on that in a housing 12 is arranged. The electromagnet 10 consists of a coil 14 on a coil carrier 16 is wound, as well as inference elements 18 . 20 . 22 which is defined by two at the axial ends of the bobbin 16 arranged return plates 18 . 20 as well as the coil 14 surrounding yoke 22 be formed. Inside the coil carrier 16 or of the housing 12 is a sleeve 24 fastened, inside which a core 26 of the electromagnet 10 is attached and in the an anchor 28 of the electromagnet 10 is slidably mounted. For energizing the coil 14 is on the case 12 a plug 30 formed, whose electrical contact lugs 32 through the case 12 to the coil 14 extend.

Der Kern 26 weist eine radial innere, zur Hülse 24 offene, umfängliche Ausnehmung 34 auf, welche sich vom Anker 28 aus betrachtet bis an eine Anlagefläche 36 erstreckt, gegen die eine Druckfeder 38 anliegt, welche unter Vorspannung an ihrem entgegengesetzten Ende gegen einen ringförmigen Vorsprung 40 des Ankers 28 anliegt und die Hülse 24 in diesem Bereich umgibt. Der radial innere ringförmige Vorsprung 40 am axialen Ende 41 des Ankers 28 ist korrespondierend zu einem sich von der Ausnehmung 34 des Kerns 26 im radial äußeren Bereich erstreckenden konischen Vorsprung 42 ausgebildet, wodurch der Anker 28 bei Bestromung der Spule 14 teilweise in den Kern 26 eintauchen kann. Um ein Anschlagen des Ankers 28 am Kern 26 und ein daraus folgendes Haften des Ankers 28 am Kern 26 zu verhindern, ist am Ende des Vorsprungs 40 des Ankers 28 eine umlaufende Umfangsnut 44 ausgebildet, in der ein nicht magnetisierbarer Anschlagring 46 angeordnet ist, gegen den der Kern 26 im bestromten Zustand anliegt. The core 26 has a radially inner, to the sleeve 24 open, circumferential recess 34 on which is off the anchor 28 From considered up to a contact surface 36 extends, against which a compression spring 38 which is biased at its opposite end against an annular projection 40 of the anchor 28 abuts and the sleeve 24 surrounds in this area. The radially inner annular projection 40 at the axial end 41 of the anchor 28 is corresponding to one of the recess 34 of the core 26 in the radially outer region extending conical projection 42 formed, causing the anchor 28 when energizing the coil 14 partly in the core 26 can dive. To hit the anchor 28 at the core 26 and a consequent sticking of the anchor 28 at the core 26 to prevent is at the end of the projection 40 of the anchor 28 a circumferential circumferential groove 44 formed, in which a non-magnetizable stop ring 46 is arranged, against which the core 26 in the energized state is applied.

Im radial inneren Bereich des ringförmigen Vorsprungs 40 des Ankers 28 ist dieser mit einem Rohr 48 verbunden, welches sich durch den Kern 26 erstreckt und mit dem Anker 28 eine bewegbare und durchströmbare Ankereinheit 49 bildet. Ein axiales Ende des Rohres 48, welches zum Anker 28 weist, ragt zur Befestigung am Anker 28 in eine entsprechende ringförmige Aufnahme 47, die am Innenumfang des Ankers 28 im Bereich des Vorsprungs 40 ausgebildet ist und in die das Ende des Rohres 48 beispielsweise eingepresst wird.In the radially inner region of the annular projection 40 of the anchor 28 is this with a pipe 48 connected, which is through the core 26 extends and with the anchor 28 a movable and flowable anchor unit 49 forms. An axial end of the pipe 48 which to the anchor 28 points, projects for attachment to the anchor 28 in a corresponding annular receptacle 47 on the inner circumference of the anchor 28 in the area of the projection 40 is formed and into which the end of the pipe 48 for example, is pressed.

Die Ankereinheit 49 erstreckt sich vom ersten Anschlussstutzen 60 aus betrachtet zunächst zylindrisch, woraufhin eine kegelabschnittsförmige Einschnürung 50 folgt, an die sich ein zylindrischer Abschnitt 51 verringerten Durchmessers anschließt, in dem auch der Übergang zwischen dem Rohr 48 und dem Anker 28 ausgebildet ist. Im weiteren Verlauf ist an der Ankereinheit 49 eine kegelabschnittsförmige, umfängliche Erweiterung 52 ausgebildet, von deren Ende aus sich die Ankereinheit 49 wieder mit dem Durchmesser zylindrisch fortsetzt, der auch im Eingangsbereich ausgebildet ist. Bei den in 1 und in der 2 dargestellten Ausführungen ist die Bauform der Ankereinheit identisch, jedoch ist aufgrund der vertauschten Fließrichtung bei der Ausführung in 1 die Einschnürung 50 im Rohr 48 und die Erweiterung 52 im Anker 28 ausgebildet, während bei der Ausführung gemäß der 2 die Einschnürung 50 im Anker 28 und die Erweiterung 52 im Rohr 48 ausgebildet ist. Die Druckfeder 38 umgibt jeweils den zylindrischen Abschnitt 51 verringerten Durchmesser, der am Rohr 48 ausgebildet ist, so dass dieser als Führung der Druckfeder 38 dient.The anchor unit 49 extends from the first spigot 60 From initially considered cylindrical, whereupon a conical section constriction 50 follows, followed by a cylindrical section 51 followed by the transition between the pipe 48 and the anchor 28 is trained. In the further course is at the anchor unit 49 a cone-shaped, circumferential extension 52 formed, from the end of the anchor unit 49 again cylindrically continues with the diameter, which is also formed in the entrance area. At the in 1 and in the 2 illustrated embodiments, the design of the anchor unit is identical, but is due to the reversed flow direction in the execution in 1 the constriction 50 in the pipe 48 and the extension 52 in the anchor 28 formed while in the embodiment according to the 2 the constriction 50 in the anchor 28 and the extension 52 in the pipe 48 is trained. The compression spring 38 each surrounds the cylindrical section 51 reduced diameter, the tube 48 is formed, so that this as a guide of the compression spring 38 serves.

Die voneinander weg weisenden Endabschnitte 54, 56 des Rohres 48 und des Ankers 28 weisen in den vorliegenden Ausführungsbeispielen gleiche Innendurchmesser auf, welche in einer ringförmigen dünnen Schließfläche 57 enden, die als Schließfläche für einen korrespondierenden Ventilsitz 58 dienen kann, welcher in einem ersten, als Einlass dienenden Anschlussstutzen 60 angeordnet ist und entweder gegenüberliegend zum Endabschnitt 54 des Ankers 28 oder gegenüberliegend zum Endabschnitt 56 des Rohres 48 angeordnet wird.The end sections facing away from each other 54 . 56 of the pipe 48 and the anchor 28 have in the present embodiments, same inner diameter, which in an annular thin closing surface 57 ends, which serve as a closing surface for a corresponding valve seat 58 can serve, which in a first, serving as an inlet spigot 60 is arranged and either opposite to the end portion 54 of the anchor 28 or opposite to the end portion 56 of the pipe 48 is arranged.

Das Gehäuse 12 des Fluidventils weist an seinen axialen Enden sich axial erstreckende ringförmige Vorsprünge 62, 64 auf, die jeweils von einem korrespondierenden ringförmigen Vorsprung 66, 68 des ersten Anschlussstutzens 60 sowie eines als Auslassstutzen dienenden zweiten Anschlussstutzens 70 unmittelbar unter Zwischenlage eines O-Rings 72 umgriffen werden. Auf diesen Vorsprüngen 62, 64 können entsprechend der erste Anschlussstutzen 60 und der zweite Anschlussstutzen 70 beispielsweise durch Laserschweißen befestigt werden. The housing 12 the fluid valve has at its axial ends axially extending annular projections 62 . 64 on, each of a corresponding annular projection 66 . 68 of the first connection piece 60 and a second connecting piece serving as an outlet 70 immediately with the interposition of an O-ring 72 be seized. On these projections 62 . 64 can according to the first connecting piece 60 and the second connection piece 70 be attached for example by laser welding.

Der zweite Anschlussstutzen 70 weist auch in seinem radial weiter innen liegenden Bereich einen sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprung 74 auf, der den Vorsprung 62 des Gehäuses 12 von innen umgreift und bei dem in 1 dargestellten Fluidventil den axialen Endabschnitt 54 des Ankers 28 umgibt und radial innerhalb des Vorsprungs 64 angeordnet ist sowie beim in 2 dargestellten Fluidventil den axialen Endabschnitt 56 des Rohres 48 unmittelbar umgibt und radial innerhalb des Vorsprungs 62 angeordnet ist. The second connection piece 70 also has an axially extending annular projection in its radially inner region 74 up, the lead 62 of the housing 12 from inside embraces and at the in 1 illustrated fluid valve the axial end portion 54 of the anchor 28 surrounds and radially inside the projection 64 is arranged as well as in 2 illustrated fluid valve the axial end portion 56 of the pipe 48 immediately surrounds and radially inward of the projection 62 is arranged.

Der erste Anschlussstutzen 60 weist einen Absatz 76 auf, über den ein äußerer Umfangsring 77 eines Umströmungskörpers 78 sowie ein ringförmige Erweiterung 79 eines Stützrings 80 bei der Befestigung des ersten Anschlussstutzens 60 gegen den ringförmigen Vorsprung 62 des Gehäuses 12 beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 und den Vorsprung 64 des Gehäuses 12 beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 geklemmt wird, so dass der Stützring 80 und der Umströmungskörper 78, der gleichzeitig den Ventilsitz 58 bildet oder an dem ein entsprechender Ventilsitz 58 ausgebildet werden kann, in ihrer Lage fixiert sind. The first connection piece 60 has a paragraph 76 on, via an outer peripheral ring 77 a flow body 78 as well as an annular extension 79 a support ring 80 when fixing the first connection piece 60 against the annular projection 62 of the housing 12 in the embodiment according to 1 and the lead 64 of the housing 12 in the embodiment according to 2 is clamped so that the support ring 80 and the flow body 78 , the same time the valve seat 58 forms or on which a corresponding valve seat 58 can be formed, are fixed in position.

Der Umströmungskörper 78 ist achssymmetrisch ausgebildet, wobei sein Umströmungsbereich 81 eine mittlere konvexe Anströmfläche 82 aufweist, an die sich weiter radial außen liegend eine konkave Anströmfläche 84 anschließt. Diese geht über einen Radius in eine zunächst im radial äußeren Bereich konvexe Abströmfläche 86 über, von der aus sich nach radial außen vier Stege 89 erstrecken, über die der Umströmungsbereich 81 des Umströmungskörpers 78 am Umfangsring 77 befestigt ist und zwischen denen der Fluidstrom von der Anströmseite zur Abströmseite und damit in das Innere der Ankereinheit 49 gelangen kann. An die konvexe Abströmfläche 86 schließt sich ein planer Bereich an, der den Ventilsitz 58 bildet und von dem aus sich eine konkave Abströmfläche 88 bis zur Mittelachse des Umströmungskörpers 78 erstreckt. The flow body 78 is formed axisymmetric, with its Umströmungsbereich 81 a mean convex inflow surface 82 has, to which further radially outwardly lying a concave inflow surface 84 followed. This passes over a radius in a first in the radially outer region convex discharge surface 86 over, from the radially outward four webs 89 extend over which the flow area 81 of the flow body 78 on the peripheral ring 77 is fastened and between which the fluid flow from the inflow side to the outflow side and thus into the interior of the anchor unit 49 can get. To the convex discharge surface 86 joins a planner area, the valve seat 58 forms and from which a concave outflow surface 88 to the central axis of the Umströmungskörpers 78 extends.

Erfindungsgemäß ist dieser in den 3 und 4 dargestellte Umströmungskörper 78 vollständig aus einem Elastomer, wie Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk einstückig hergestellt und weist entsprechend elastische Eigenschaften auf, wodurch er sowohl axial geringfügig bewegbar ist als auch leichte Kippstellungen einnehmen kann, was entsprechend durch die Härte des verwendeten Werkstoffs und die Breite der Stege eingestellt werden kann. In der 4 ist zusätzlich dargestellt, dass an axialen Auflageflächen 91, mit denen der Umfangsring 77 im eingebauten Zustand gegen den Stützring 80 und den Absatz 76 des ersten Anschlussstutzens 60 anliegt, jeweils ringförmige Ausstülpungen 93 ausgebildet sind, welche als Dichtungsringe nach radial außen dienen. According to the invention this is in the 3 and 4 illustrated Umströmungskörper 78 made entirely of an elastomer such as ethylene-propylene-diene rubber in one piece and has correspondingly elastic properties, whereby it is both axially slightly movable and can take light tilting positions, which adjusted accordingly by the hardness of the material used and the width of the webs can be. In the 4 is additionally shown that on axial support surfaces 91 with which the peripheral ring 77 when installed against the support ring 80 and the paragraph 76 of the first connection piece 60 is present, in each case annular protuberances 93 are formed, which serve as sealing rings radially outward.

Der Umströmungskörper 78 wirkt mit dem sich daran anschließenden Stützring 80 zusammen, welcher mit der sich radial nach außen erstreckenden ringförmigen Erweiterung 79 zwischen dem Umfangsring 77 des Umströmungskörpers 78 und dem Vorsprung 62 des Gehäuses 12 eingeklemmt ist. Der Stützring 80 weist eine radial innere Strömungsleitfläche 90 auf, die als Anströmfläche des Fluids dient und sich konkav nach radial innen erstreckt und mit einem radial inneren Bereich 92, der sich radial erstreckt und gegenüberliegend zum Endabschnitt 54 des Ankers 28 bei der Version gemäß 2 beziehungsweise zum Endabschnitt 56 des Rohres 48 bei der Version gemäß 1 endet. An dieser Strömungsleitfläche 90 des Stützrings 80 sind jeweils gegenüberliegend zu den Stegen 89 des Umströmungskörpers 78 Stützen 95 ausgebildet, deren Ende jeweils einen definierten Abstand zu den Stegen 89 des Umströmungskörpers 78 im nicht kraftbeaufschlagten Zustand des Umströmungskörpers 78 aufweisen und dazu dienen, dass die Auslenkung des Umströmungskörpers in Strömungsrichtung durch Auflage auf den Stützen 95 beschränkt wird. Im Übergangsbereich zwischen dem konkaven Teil und dem sich radial erstreckenden inneren Bereich 92 der Strömungsleitfläche 90 erstreckt sich von der axial gegenüberliegenden Seite des Stützrings 80 ein ringförmiger Vorsprung 94 in axialer Richtung zum Elektromagneten 10. The flow body 78 acts with the adjoining support ring 80 together, which with the radially outwardly extending annular extension 79 between the peripheral ring 77 of the flow body 78 and the lead 62 of the housing 12 is trapped. The support ring 80 has a radially inner flow guide 90 on, which serves as the inflow surface of the fluid and extends concavely radially inward and with a radially inner region 92 which extends radially and opposite to the end portion 54 of the anchor 28 in the version according to 2 or to the end section 56 of the pipe 48 in the version according to 1 ends. At this flow guide 90 of the support ring 80 are each opposite to the jetties 89 of the flow body 78 Support 95 formed, the end of each a defined distance from the webs 89 of the flow body 78 in the non-force-loaded state of the Umströmungskörpers 78 have and serve that the deflection of the Umströmungskörpers in the flow direction by resting on the supports 95 is limited. In the transition region between the concave part and the radially extending inner region 92 the flow guide 90 extends from the axially opposite side of the support ring 80 an annular projection 94 in the axial direction to the electromagnet 10 ,

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 wird dieser ringförmige Vorsprung 94 von einer stufenförmigen Erweiterung 96 am Ende der Hülse 24 radial umgeben und liegt radial innen gegen ein Ende des Kerns 26 und einen axial gegen den Kern 26 anliegenden Dichtring 98, der als Lippendichtring ausgebildet ist, an. Im radial äußeren Bereich wird diese stufenförmige Erweiterung 96 der Hülse 24 von einer Dichtung 100 umgeben, die im radial äußeren Bereich gegen den Vorsprung 62 des Gehäuses 12 anliegt.In the embodiment according to the 1 becomes this annular projection 94 from a stepped extension 96 at the end of the sleeve 24 radially surrounded and lies radially inward against an end of the core 26 and one axially against the core 26 adjacent sealing ring 98 , which is designed as a lip seal, on. In the radially outer area, this step-shaped extension 96 the sleeve 24 from a seal 100 surrounded in the radially outer area against the projection 62 of the housing 12 is applied.

Der Lippendichtring 98 liegt mit seinem sich radial erstreckenden Lippenträger 102 gegen das axiale Ende des Kerns 26 an. Vom Lippenträger 102 aus erstrecken sich an den radialen Enden zwei Dichtlippen 104, 106, wovon die radial innere Dichtlippe 104 von radial außen gegen das Rohr 48 anliegt und die radial äußere Dichtlippe 106 gegen den Vorsprung 94 des Stützrings 80 anliegt. Die Lippenenden 108 sind gegenüberliegend zum radial inneren Bereich 92 des Stützrings 80 orientiert.The lip seal 98 lies with its radially extending lip support 102 against the axial end of the core 26 at. From the lip carrier 102 out of the radial ends extend two sealing lips 104 . 106 , of which the radially inner sealing lip 104 from radially outside against the pipe 48 abuts and the radially outer sealing lip 106 against the lead 94 of the support ring 80 is applied. The lips ends 108 are opposite to the radially inner region 92 of the support ring 80 oriented.

Bei der Ausführung gemäß 2 werden die gleichen Bauteile verwendet, jedoch werden der erste Anschlussstutzen 60 mit dem Umströmungskörper 78 und dem Stützring 80 sowie dem Lippendichtring 98 am anderen Ende des Gehäuses 12 angeordnet. Entsprechend liegt der Lippendichtring 98 mit seinem Lippenträger 102 gegen eine ringförmige, sich radial erstreckende Einschnürung 110 der Hülse 24 an, welche den Verstellweg des Ankers 28 zum ersten Anschlussstutzen 60 begrenzt. Die radial innere Dichtlippe 104 liegt entsprechend radial gegen den dünnen axialen Endabschnitt 54 des Ankers 28 an. In the execution according to 2 The same components are used, however, the first connection piece 60 with the flow body 78 and the support ring 80 as well as the lip seal 98 at the other end of the case 12 arranged. Accordingly, the lip seal is located 98 with his lip carrier 102 against an annular, radially extending constriction 110 the sleeve 24 on which the adjustment of the anchor 28 to the first connection piece 60 limited. The radially inner sealing lip 104 is correspondingly radially against the thin axial end portion 54 of the anchor 28 at.

Dieser Aufbau führt bei beiden Ausführungsbeispielen dazu, dass ein Raum 112 zwischen dem axialen Ende 41 des Ankers 28 und dem Kern 26, in dem auch die Druckfeder 38 angeordnet ist, immer mit einem Fluid gefüllt ist, welches bei geschlossenem Ventil einen Druck aufweist, der dem Druck am zweiten Anschlussstutzen 70 entspricht, da durch den Lippendichtring 98 ein Einströmen des Fluids vom ersten Anschlussstutzen 60 entlang des Endabschnitts 54 des Ankers bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 oder entlang des axialen Endabschnitts 56 des Rohres 48 beim Ausführungsbeispiel gemäß der 1 in diesen Raum 112 verhindert wird, da die Dichtlippen 104, 106 durch den an dieser Seite höheren Druck radial gegen die radial inneren und äußeren Bauteile gedrückt werden, gegen die sie anliegen. Das Fluid gelangt entsprechend lediglich vom zweiten Anschlussstutzen 70 entlang des Spaltes zwischen dem Rohr 48 und dem Kern 26 in 2 beziehungsweise entlang des Spaltes zwischen der Hülse 24 und dem Anker 28 in den Raum 112, der entsprechend mit Fluid gefüllt ist, während durch die Dichtung 100 sowie eine Dichtung 114, welche sich ankerseitig zwischen der Hülse 24 und dem Vorsprung 64 des Gehäuses 12 befindet, ein Fluidstrom zum Elektromagneten 10 im Außenbereich der Hülse 24 zuverlässig verhindert wird. Da sich die beweglichen Elemente Anker 28 und Rohr 48 vollständig auf der Seite befinden, an der der Auslassdruck herrscht, kann dieses Fluidventil mit geringen elektromagnetischen Kräften geschaltet werden, da ein Druckausgleich an den beweglichen Teilen vorliegt, so dass lediglich die Rückstellkraft der Druckfeder 38 überwunden werden muss, um das Fluidventil zu schalten. So kann die Baugröße sowie der Energieverbrauch des Fluidventils reduziert werden. Sobald das Ventil geöffnet wird, breitet sich der Druck über die Spalte auch in den Raum 112 in kürzester Zeit aus, wodurch ein Druckausgleich an den bewegten Teilen des Fluidventils entsteht, so dass zum Schalten lediglich die vorhandene Reibung sowie die Federkraft überwunden werden müssen.This construction leads in both embodiments to a space 112 between the axial end 41 of the anchor 28 and the core 26 in which also the compression spring 38 is arranged, is always filled with a fluid which has a pressure when the valve is closed, the pressure at the second connecting piece 70 corresponds, because through the lip seal 98 an inflow of the fluid from the first connecting piece 60 along the end section 54 of the armature in the embodiment according to 2 or along the axial end portion 56 of the pipe 48 in the embodiment according to the 1 in this room 112 is prevented because the sealing lips 104 . 106 are pressed radially against the radially inner and outer components against which they rest by the higher pressure on this side. The fluid passes accordingly only from the second connection piece 70 along the gap between the tube 48 and the core 26 in 2 or along the gap between the sleeve 24 and the anchor 28 in the room 112 which is correspondingly filled with fluid while passing through the seal 100 as well as a seal 114 , which is on the anchor side between the sleeve 24 and the lead 64 of the housing 12 is a fluid flow to the electromagnet 10 in the outer area of the sleeve 24 reliably prevented. As the moving elements anchor 28 and pipe 48 are completely on the side at which the outlet pressure prevails, this fluid valve can be switched with low electromagnetic forces, since there is a pressure equalization on the moving parts, so that only the restoring force of the compression spring 38 must be overcome to switch the fluid valve. Thus, the size and the energy consumption of the fluid valve can be reduced. Once the valve is opened, the pressure across the gap also spreads into the room 112 in no time, creating a pressure equalization of the moving parts of the fluid valve, so that only the existing friction and the spring force must be overcome for switching.

Durch diesen Aufbau kann der erste Anschlussstutzen 60 inklusive des Umströmungskörpers 78 und des Stützringes 80 sowie des Lippendichtringes 98 mit dem zweiten Anschlussstutzen 70 getauscht werden, was zur Folge hat, dass dieses Fluidventil, ohne andere Bauteile verwenden zu müssen sowohl stromlos geschlossen als auch stromlos offen ausgeführt werden kann. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der 1 muss zum Verschluss des Fluidventils der Elektromagnet 10 bestromt werden, damit die Schließfläche 57 des Rohres 48 auf dem Ventilsitz 58 des Umströmungskörpers 78 aufliegt, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 der Elektromagnet 10 betätigt werden muss, um die Schließfläche 57 des Ankers 28 vom Ventilsitz 58 abzuheben. Due to this structure, the first connection piece 60 including the flow body 78 and the support ring 80 as well as the lip seal 98 with the second connection piece 70 be exchanged, which has the consequence that this fluid valve, without having to use other components both closed normally closed and normally open can be performed. In the embodiment according to the 1 must to close the fluid valve of the solenoid 10 be energized to allow the closing surface 57 of the pipe 48 on the valve seat 58 of the flow body 78 rests, while in the embodiment according to the 2 the electromagnet 10 must be pressed to the closing surface 57 of the anchor 28 from the valve seat 58 withdraw.

Die besondere Ausbildung des Umströmungskörpers als einstückiges Elastomer hat den Vorteil, dass bei korrekter Werkstoffauswahl, wie EPDM sowohl eine gute Verarbeitbarkeit des Kunststoffs als auch eine Elastizität des Umströmungskörpers vorhanden ist. Diese führt dazu, dass der Umströmungskörper mit dem Ventilsitz bei geschlossenem Ventil aufgrund des anliegenden Druckgefälles gegen die Schließfläche der Ankereinheit gedrückt wird, wodurch die Schließkraft verstärkt wird. Eine zu große Auslenkung des Umströmungskörpers wird durch die Stützen verhindert. Zusätzlich werden hierdurch der Umströmungskörper und damit der Ventilsitz so belastet, dass er bei nicht vollständig koaxialer Lage zur Ankereinheit sich deren Lage durch leichtes Kippen anpassen kann, wodurch wiederum ein vollständiger Verschluss gewährleistet wird. Der maximale Ankerhub bis zum Anschlag an der Einschnürung der Hülse beziehungsweise am Anschlagring ist dabei geringfügig größer als der nominelle Abstand zwischen der Schließfläche im geöffneten Zustand des Ventils und dem Ventilsitz bei nicht druckbeaufschlagtem Umströmungskörper. Dies hat zur Folge, dass der elastische Umströmungskörper durch die Ankereinheit beim Schließen immer geringfügig entgegen der Strömungsrichtung verschoben wird. Durch diese Verschiebung entsteht eine Gegenkraft im Umströmungskörper durch die elastische Verformung, was ebenfalls zu einer erhöhten Schließkraft führt. Zusätzlich kann der Umströmungskörper eine Dichtfunktion nach außen aufweisen, so dass auf zusätzliche O-Ringe verzichtet werden kann. Durch eine solche Ausführung des Umströmungskörpers können die Herstellkosten reduziert werden. The special design of the Umströmungskörpers as a one-piece elastomer has the advantage that with a correct choice of materials, such as EPDM both a good processability of the plastic and an elasticity of the Umströmungskörpers is present. This causes the flow body is pressed with the valve seat with the valve closed due to the applied pressure gradient against the closing surface of the armature unit, whereby the closing force is increased. Excessive deflection of the flow body is prevented by the supports. In addition, thereby the Umströmungskörper and thus the valve seat are loaded so that it can adapt to its position by slight tilting in not completely coaxial with the anchor unit, which in turn ensures a complete closure. The maximum armature stroke up to the stop on the constriction of the sleeve or on the stop ring is slightly larger than the nominal distance between the closing surface in the open state of the valve and the valve seat with non-pressurized Umströmungskörper. This has the consequence that the elastic Umströmungskörper is always displaced by the armature unit when closing slightly against the flow direction. By this displacement creates a counter force in the flow body by the elastic deformation, which also leads to an increased clamping force. In addition, the Umströmungskörper may have a sealing function to the outside, so that it can be dispensed with additional O-rings. By Such an embodiment of the flow body, the manufacturing costs can be reduced.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des vorliegenden Hauptanspruchs nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen möglich sind. Beispielsweise müssen die beiden Schließflächen nicht unbedingt gleich sein, sondern können sich gegebenenfalls zur Einstellung der Druckverlustkurven voneinander unterscheiden. Je nach Auslegung des verwendeten Elastomers des Umströmungskörpers kann gegebenenfalls auch auf die Stützen am Stützring verzichtet werden oder diese können durch Verstärkungsglieder, die zwischen dem Umströmungskörper und dem Stützring angeordnet werden und die Elastizität des Umströmungskörpers einschränken, ersetzt werden.It should be clear that the scope of protection of the present main claim is not limited to the described embodiments, but various modifications are possible. For example, the two closing surfaces do not necessarily have to be the same, but may possibly differ from one another for setting the pressure loss curves. Depending on the design of the elastomer used in the Umströmungskörpers may optionally be dispensed with the supports on the support ring or these can be replaced by reinforcing members, which are arranged between the Umströmungskörper and the support ring and restrict the elasticity of the Umströmungskörpers.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1255066 A2 [0003] EP 1255066 A2 [0003]
  • DE 951691 C [0004] DE 951691 C [0004]

Claims (14)

Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil mit einem Elektromagneten (10), der eine Spule (14), einen Kern (26) und eine durchströmbare Ankereinheit (49) sowie magnetische Rückschlusselemente (18, 20, 22) aufweist, einem Gehäuse (12), in dem der Elektromagnet (10) angeordnet ist, einem ersten Anschlusstutzen (60), der an einem ersten axialen Ende des Gehäuses (12) befestigt ist und in dem ein Umströmungskörper (78) angeordnet ist, der einen Ventilsitz (58) aufweist, einem zweiten Anschlussstutzen (70), der an einem entgegengesetzten axialen Ende des Gehäuses (12) befestigt ist und einer Schließfläche (57) an einem axialen Endabschnitt (54, 56) der Ankereinheit (49), welche mit dem Ventilsitz (58) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Umströmungskörper (78) und der Ventilsitz (58) einstückig aus einem Elastomer hergestellt sind.Axially permeable fluid valve, in particular Kühlmittelabsperrventil with an electromagnet ( 10 ), which is a coil ( 14 ), a core ( 26 ) and a flow-through anchor unit ( 49 ) as well as magnetic return elements ( 18 . 20 . 22 ), a housing ( 12 ), in which the electromagnet ( 10 ) is arranged, a first connector ( 60 ) located at a first axial end of the housing ( 12 ) and in which a flow body ( 78 ) is arranged, which has a valve seat ( 58 ), a second connecting piece ( 70 ), which at an opposite axial end of the housing ( 12 ) is attached and a closing surface ( 57 ) at an axial end portion ( 54 . 56 ) of the anchor unit ( 49 ), which with the valve seat ( 58 ) cooperates, characterized in that the flow body ( 78 ) and the valve seat ( 58 ) are made in one piece from an elastomer. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer eine Härte von 80 bis 90 Shore aufweist.Axially permeable fluid valve, in particular Kühlmittelabsperrventil according to claim 1, characterized in that the elastomer has a hardness of 80 to 90 Shore. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist. Axially permeable fluid valve, in particular Kühlmittelabsperrventil according to claim 1, characterized in that the elastomer is an ethylene-propylene-diene rubber. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umströmungskörper (78) einen äußeren Umfangsring (77) aufweist, der über Stege (89) mit einem Umströmungsbereich (81) des Umströmungskörpers (78) verbunden ist.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass body ( 78 ) an outer peripheral ring ( 77 ), which via webs ( 89 ) with a flow area ( 81 ) of the flow body ( 78 ) connected is. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsring (77) über vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Stege (89) mit dem Umströmungsbereich (81) verbunden ist.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to claim 4, characterized in that the peripheral ring ( 77 ) over four evenly distributed over the circumference webs ( 89 ) with the flow area ( 81 ) connected is. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsring (77) des Umströmungskörpers (78) axial in Richtung des Gehäuses (12) über einen Absatz (76) des ersten Anschlussstutzens (60) verspannt ist.Axially permeable fluid valve, in particular Kühlmittelabsperrventil according to one of claims 4 or 5, characterized in that the peripheral ring ( 77 ) of the flow body ( 78 ) axially in the direction of the housing ( 12 ) via a paragraph ( 76 ) of the first connection piece ( 60 ) is braced. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsring (77) des Umströmungskörpers (78) unter Zwischenlage eines Stützrings (80) zwischen dem Gehäuse (12) und dem Absatz (76) des ersten Anschlusssstutzens (60) eingeklemmt ist.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shutoff valve according to one of claims 4 to 6, characterized in that the peripheral ring ( 77 ) of the flow body ( 78 ) with the interposition of a support ring ( 80 ) between the housing ( 12 ) and paragraph ( 76 ) of the first connection piece ( 60 ) is trapped. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer der axialen Auflageflächen (91) des Umfangsrings (77) des Umströmungskörpers (78) eine ringförmige Ausstülpung (87) ausgebildet ist.Axially permeable fluid valve, in particular Kühlmittelabsperrventil according to one of claims 3 to 7, characterized in that on at least one of the axial bearing surfaces ( 91 ) of the peripheral ring ( 77 ) of the flow body ( 78 ) an annular protuberance ( 87 ) is trained. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Stege (89) Stützen (95) am Fluidventil gegenüberliegend zu den Stegen (89) ausgebildet sind, gegen die die Stege (89) bei definierter Auslenkung des Umströmungsbereiches (81) des Umströmungskörpers (78) anliegen.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to one of claims 7 or 8, characterized in that downstream of the webs ( 89 ) Support ( 95 ) on the fluid valve opposite to the webs ( 89 ) are formed, against which the webs ( 89 ) at a defined deflection of the flow area ( 81 ) of the flow body ( 78 ) issue. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (95) am Stützring (80) ausgebildet sind.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to claim 9, characterized in that the supports ( 95 ) on the support ring ( 80 ) are formed. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (89) an Verstärkungsgliedern axial aufliegen, die stromabwärts des Umfangsrings (77) eingespannt sind und die eine höhere Steifigkeit aufweisen als die Stege (89).Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the webs ( 89 ) axially bear against reinforcing members located downstream of the peripheral ring ( 77 ) are clamped and which have a higher rigidity than the webs ( 89 ). Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalhub der Ankereinheit (49) geringfügig größer ist als der Abstand des druckausgeglichenen Ventilsitzes (58) zur Schließfläche (57) der Ankereinheit im geöffneten Zustand.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum stroke of the armature unit ( 49 ) is slightly larger than the distance of the pressure balanced valve seat ( 58 ) to the closing surface ( 57 ) of the anchor unit in the open state. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Ankereinheit (49) durch eine Einschnürung (110) einer Hülse (24), in der der Anker (28) geführt ist, begrenzt ist.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shut-off valve according to claim 12, characterized in that the movement of the armature unit ( 49 ) by a constriction ( 110 ) of a sleeve ( 24 ), in which the anchor ( 28 ) is limited. Axial durchströmbares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Ankereinheit (49) durch einen Anschlagring (46) in einer Umfangsnut (44) des Ankers (28) begrenzt ist, gegen den der Kern (26) im bestromten Zustand des Ventils anliegt.Axially permeable fluid valve, in particular coolant shutoff valve according to one of claims 12 or 13, characterized in that the movement of the armature unit ( 49 ) by a stop ring ( 46 ) in a circumferential groove ( 44 ) of the anchor ( 28 ) against which the core ( 26 ) in the energized state of the valve is applied.
DE102016112408.7A 2016-07-06 2016-07-06 Axially flowable fluid valve Active DE102016112408B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016112408.7A DE102016112408B4 (en) 2016-07-06 2016-07-06 Axially flowable fluid valve
PCT/EP2017/065507 WO2018007169A1 (en) 2016-07-06 2017-06-23 Fluid valve through which fluid can flow axially

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016112408.7A DE102016112408B4 (en) 2016-07-06 2016-07-06 Axially flowable fluid valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016112408A1 true DE102016112408A1 (en) 2018-01-11
DE102016112408B4 DE102016112408B4 (en) 2023-09-14

Family

ID=59276708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016112408.7A Active DE102016112408B4 (en) 2016-07-06 2016-07-06 Axially flowable fluid valve

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016112408B4 (en)
WO (1) WO2018007169A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018127810A1 (en) 2018-11-07 2020-05-07 Pierburg Gmbh Axial flow fluid valve

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017127726B4 (en) * 2017-11-23 2019-10-24 Pierburg Gmbh Axial fluid valve with a sleeve
DE102020215272A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Mahle International Gmbh electric valve
CN118548340B (en) * 2024-07-29 2024-09-27 余姚市三力信电磁阀有限公司 Direct-acting high-pressure axial electromagnetic valve

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE951691C (en) 1953-07-24 1956-10-31 Zimmermann & Jansen Gmbh Gate valve with a movable shut-off body, which consists of a piece of pipe
EP1255066A2 (en) 2001-05-03 2002-11-06 müller co-ax AG Coaxial valve

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB870852A (en) 1957-01-14 1961-06-21 Hymatic Eng Co Ltd Improvements relating to pressure reducing valves
DE2115543A1 (en) 1970-04-07 1971-10-21 Hakonen E Shut-off valve
AU3430371A (en) * 1971-10-06 1973-04-12 Matti Vaananen Improvements ina shutoff valve
DE3519034A1 (en) 1985-05-25 1986-11-27 Alfred Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Epe PRE-CONTROLLED VALVE IN PIPE FLANGE DESIGN
DE3739494A1 (en) 1987-11-21 1989-06-01 Sueddeutsche Kuehler Behr VALVE FOR CONTROLLING THE COOLING WATER CIRCUIT IN COMBUSTION ENGINES
CH688833A5 (en) 1993-05-19 1998-04-15 Fischer Georg Rohrleitung Valve.
IL126763A0 (en) 1997-11-12 1999-08-17 Fischer Georg Rohrleitung An axial valve assembly
DE19837694B4 (en) * 1998-08-19 2008-02-07 müller co-ax ag Coaxial valve with back pressure relief
DE10108492A1 (en) * 2001-02-22 2002-09-05 Mueller Co Ax Gmbh coaxial valve
DE10146497A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-17 Eks Elektromagnetik Dr Scheuer Electromagnetic control valve has coil to which current is applied to generate electromagnetic field, seal for closing opening into inner chamber screwed into hollow armature
DE20300935U1 (en) 2003-01-22 2003-03-20 INOTEC GmbH Transport- und Fördersysteme, 79761 Waldshut-Tiengen Valve is for cut-off and controlled feed of low to highly viscous media and particularly for incorporation in spraying apparatus for mortar application
JP4270896B2 (en) * 2003-02-03 2009-06-03 新日本製鐵株式会社 Cylinder valve with excellent water hammer prevention function
US20110284783A1 (en) * 2009-01-27 2011-11-24 Borgwarner Inc. Open end variable bleed solenoid (vbs) valve with inherent viscous dampening
DE102013202633A1 (en) 2013-02-19 2014-08-21 Robert Bosch Gmbh Valve for controlling fluid e.g. natural gas used for engine, has ring component that is connected to cylinder component through fixed connection, and valve seat is provided at ring component and/or cylinder component

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE951691C (en) 1953-07-24 1956-10-31 Zimmermann & Jansen Gmbh Gate valve with a movable shut-off body, which consists of a piece of pipe
EP1255066A2 (en) 2001-05-03 2002-11-06 müller co-ax AG Coaxial valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018127810A1 (en) 2018-11-07 2020-05-07 Pierburg Gmbh Axial flow fluid valve

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016112408B4 (en) 2023-09-14
WO2018007169A1 (en) 2018-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3194746B1 (en) Overrun air recirculation valve for a compressor of an internal combustion engine
EP1285188A1 (en) Valve comprising elastic sealing elements
DE102012010140A1 (en) Electric thrust air valve
DE102016112408A1 (en) Axially permeable fluid valve
EP3267080B1 (en) Fluid valve with axial flow
DE102016112409B4 (en) Axial flow fluid valve
DE102016112413B4 (en) Fluid valve with axial flow
DE102016112412B3 (en) Axially permeable fluid valve
DE102018127810A1 (en) Axial flow fluid valve
DE102013012818A1 (en) Switchable pressure relief valve
DE102018114238B4 (en) Controlled brake solenoid valve
EP2557343B1 (en) Electromagnetic valve
DE102015118451B4 (en) Solenoid valve
EP3295026A1 (en) Solenoid pump for an auxiliary unit of a vehicle
EP3714191B1 (en) Sleeve for a fluid valve and fluid valve through which fluid can flow axially
DE102013111724A1 (en) Actuator for valves in internal combustion engines
DE102016112410B4 (en) Fluid valve with axial flow
DE102007022275B3 (en) Electromagnetic valve e.g. diesel high pressure valve, has chamber enclosed by housing part, wire and seal, lying on side of seal and associated with atmospheric environment by channel that is closable from outside by closure i.e. cap
DE102015104259B4 (en) Valve, in particular servo valve
DE102009030579A1 (en) Three by two-way valve has two feed openings with valve seats, between which switching unit with two valve seat sealing elements is movably arranged, and has discharge opening
DE202024102789U1 (en) Water valve
DE102017210355A1 (en) Proportional valve for controlling a gaseous medium
WO2022106009A1 (en) Solenoid valve
DE102014011566A1 (en) Pressure relieved valve
WO2018001794A1 (en) Tank arrangement for a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: TERPATENT PARTGMBB, DE

Representative=s name: TERPATENT PATENTANWAELTE TER SMITTEN EBERLEIN-, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final