恒溫閥的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】恒溫閥
[0001]本發(fā)明涉及一種用于燃燒式發(fā)動(dòng)機(jī)的恒溫閥，其包括外殼和中空閥體，所述外殼包括若干連接件，所述閥體包括至少部分地為球形的殼表面，閥體安裝在外殼中以便可通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其中閥體包括至少一個(gè)主開(kāi)口和至少一個(gè)控制開(kāi)口，其中至少控制開(kāi)口由殼表面限定并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥體能夠使其選擇性地與外殼的連接件之一重疊。
[0002]所述類(lèi)型的恒溫閥從現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。借助于它們，可根據(jù)燃燒式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度控制汽車(chē)燃燒式發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路。DE 101 27 711 Al公開(kāi)了一種用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻/加熱回路的閥，其具有閥體，所述閥體以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝并且具有控制開(kāi)口。在控制開(kāi)口的限定區(qū)域中設(shè)置有槽。在控制開(kāi)口本身與連接件重疊之前，流體可流過(guò)在控制開(kāi)口和待連接到控制開(kāi)口的連接件之間的所述槽。這旨在使流體流隨著閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)角盡可能地線性地增大。
[0003]為此目的，槽通常必須是非常狹窄的設(shè)計(jì)。然而，在工作期間，由于流體流過(guò)狹槽，這種狹窄的設(shè)計(jì)造成不期望的噪音。而且，如果設(shè)置這樣的槽，那么將難以使用用于使閥體旋轉(zhuǎn)的真空驅(qū)動(dòng)器。在具有真空驅(qū)動(dòng)器的情況下，由于其自身的設(shè)計(jì)，閥體不能恒定地保持在一個(gè)精確的轉(zhuǎn)動(dòng)角上。而是，通常造成閥體圍繞期望的轉(zhuǎn)動(dòng)角的震蕩或振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。就已知閥來(lái)說(shuō)，這導(dǎo)致流體流在槽區(qū)域中的相應(yīng)波動(dòng)，其同樣是不期望的。
[0004]將已討論的現(xiàn)有技術(shù)作為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供介紹中詳細(xì)說(shuō)明的類(lèi)型的恒溫閥，所述恒溫閥消除了不期望的噪音產(chǎn)生，同時(shí)關(guān)于流體流的設(shè)置具有最大可能的靈活性。而且毫無(wú)問(wèn)題地使用真空驅(qū)動(dòng)器也成為可能。
[0005]本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1的主題實(shí)現(xiàn)所述目的。從從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖中呈現(xiàn)出有利的改進(jìn)。
[0006]本發(fā)明通過(guò)用于燃燒式發(fā)動(dòng)機(jī)的恒溫閥實(shí)現(xiàn)目的，所述恒溫閥包括外殼和中空閥體，所述外殼包括若干連接件，所述閥體包括至少部分地為球形的殼表面，所述閥體安裝在外殼中以便可通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其中閥體包括至少一個(gè)主開(kāi)口和至少一個(gè)控制開(kāi)口，其中至少控制開(kāi)口由殼表面限定，并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥體能夠使所述控制開(kāi)口選擇性地與外殼的連接件之一重疊，其中殼表面包括與殼表面的鄰近由該殼表面限定的所述至少一個(gè)控制開(kāi)口的包圍表面相關(guān)的至少一個(gè)加深部，其中加深部被設(shè)置成使得:在旋轉(zhuǎn)閥體時(shí)，為了使所述至少一個(gè)控制開(kāi)口與外殼的連接件之一重疊，流體在所述至少一個(gè)控制開(kāi)口和外殼的連接件之間重疊之前就已經(jīng)能夠流過(guò)外殼的連接件和控制開(kāi)口之間的加深部。
[0007]恒溫閥尤其是可用于汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)的恒溫閥，通過(guò)該恒溫閥，可控制內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑管路。由恒溫閥控制的流體可相應(yīng)地是冷卻或加熱流體。外殼例如可具有至少三個(gè)連接件，例如用于連接到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)連接件)、冷卻器(冷卻器連接件)和旁路(旁路連接件)。閥體可安裝在外殼中以便例如在兩個(gè)端點(diǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)。閥體在一側(cè)上具有主開(kāi)口并且在另一側(cè)上具有至少一個(gè)控制開(kāi)口。所述閥體還可具有多個(gè)控制開(kāi)口?？刂崎_(kāi)口的數(shù)目取決于外殼連接件的數(shù)目和所需的切換位置。主開(kāi)口還可形成在殼表面的區(qū)域中。對(duì)閥體來(lái)說(shuō)還可以具有半球形狀，其中所述至少一個(gè)控制開(kāi)口形成在半球殼表面中。主開(kāi)口此時(shí)可由半球形狀的“缺失”球體的一半形成。但是，例如主開(kāi)口還可以設(shè)置在閥體的旋轉(zhuǎn)軸線的區(qū)域中，并且因此例如一直保持連接到泵連接件。這樣的多路閥本身是已知的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，至少一個(gè)加深部或者凹陷部設(shè)置在閥體的殼表面中，尤其是在鄰近所述至少一個(gè)控制開(kāi)口的殼表面的區(qū)域中。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，形成在殼表面中的不是連續(xù)的槽，而只是具有基底的加深部。在這里，加深部延伸到控制開(kāi)口中。這樣，在閥體的旋轉(zhuǎn)期間，為了使所述至少一個(gè)控制開(kāi)口與外殼的連接件之一重疊，在外殼的相應(yīng)連接件被控制開(kāi)口重疊之前，流體就已經(jīng)可以具體地通過(guò)加深部在主開(kāi)口或者連接到主開(kāi)口的流體連接件和控制開(kāi)口或者外殼的相應(yīng)連接件之間流動(dòng)。因此，從閥體的旋轉(zhuǎn)達(dá)到足夠角度的時(shí)刻開(kāi)始，在閥體旋轉(zhuǎn)過(guò)程期間控制開(kāi)口自身進(jìn)入與外殼連接件充分重疊的位置之前，加深部由于其與控制開(kāi)口的連接而產(chǎn)生在相應(yīng)的外殼連接件和主開(kāi)口或者連接到主開(kāi)口的連接件之間的流體連通。基本上可想到用于加深部的大量不同的形狀。所述加深部例如可具有(部分地)橢圓形。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，在控制開(kāi)口和外殼連接件之間的連接開(kāi)始時(shí)，開(kāi)口橫截面不僅僅由加深部的寬度和長(zhǎng)度所限定而是還由另一個(gè)尺寸(具體地說(shuō)是加深部的深度)另外地限定。相比于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的槽的形成，這允許最初流動(dòng)的流體流的更靈活的設(shè)置。因此，反過(guò)來(lái)，在相應(yīng)的閥開(kāi)口打開(kāi)時(shí)，首先設(shè)置非常小的體積流也是可能的。其次，消除了不需要的諸如在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的噪聲。
[0010]通過(guò)對(duì)加深部的幾何機(jī)構(gòu)，尤其是其寬度、長(zhǎng)度和/或深度的適當(dāng)選擇，根據(jù)閥體的旋轉(zhuǎn)角度，以非常靈活的方式設(shè)置用于流體流的限定的特征曲線也是可能的。加深部例如可具有深度和/或?qū)挾?，所述深度?或?qū)挾葟目刂崎_(kāi)口開(kāi)始分別在徑向方向上或者在閥體的旋轉(zhuǎn)方向上減小。加深部的基底并因此其深度還可在閥體的旋轉(zhuǎn)方向上尤其是以多種形式變化。
[0011]在一種改進(jìn)中，為了使所述至少一個(gè)控制開(kāi)口與外殼的連接件之一重疊，加深部可被設(shè)置成使得流過(guò)加深部的流體流隨著閥體旋轉(zhuǎn)期間轉(zhuǎn)動(dòng)角的增大而增大。因此，當(dāng)閥或者由加深部設(shè)置在所述至少一個(gè)控制開(kāi)口和相應(yīng)的外殼連接件之間的通道打開(kāi)時(shí)，流體流增大。在這里，尤其是，在開(kāi)始時(shí)設(shè)置流體流的特別慢的增大是可能的，其中流體流此時(shí)隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角的增大而更急劇地增大。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，特別不是以下情況:根據(jù)閥體旋轉(zhuǎn)的角度產(chǎn)生流體流的線性特征曲線。而是，根據(jù)本發(fā)明的加深部使得在閥打開(kāi)的最初范圍內(nèi)設(shè)置非常小體積的流成為可能。當(dāng)恒溫閥打開(kāi)時(shí)，非常平坦的特征曲線(也就是說(shuō)非常小體積的流)是需要的。尤其是在內(nèi)燃機(jī)的冷啟動(dòng)的情況中就是這樣，因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)候，通常是這樣的情況，即非常冷的冷卻劑從內(nèi)燃機(jī)的冷卻器中取出并且即使非常小體積的流用于溫度設(shè)置也是足夠的。相比之下，在內(nèi)燃機(jī)的正常運(yùn)行期間，從冷卻器取出的冷卻劑相當(dāng)熱，并且需要相當(dāng)大體積的流用于內(nèi)燃機(jī)的所需溫度設(shè)置。在進(jìn)一步的改進(jìn)中，加深部可被設(shè)置成使得流過(guò)加深部的流體流在閥體的旋轉(zhuǎn)期間隨著轉(zhuǎn)動(dòng)角的增大而以指數(shù)的方式增大。當(dāng)使閥體的控制開(kāi)口與外殼的相應(yīng)連接件重疊時(shí)，此時(shí)基本上穿過(guò)控制開(kāi)口的流體流能夠隨著閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)角進(jìn)一步幾乎線性地增大。
[0012]在進(jìn)一步的改進(jìn)中，加深部可被設(shè)置成使得流過(guò)加深部的流體流在閥體的旋轉(zhuǎn)期間至少在限定的轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍內(nèi)保持恒定。因此，通過(guò)尤其是加深部的深度和/或?qū)挾鹊倪m當(dāng)?shù)倪x擇，在小角度變化范圍內(nèi)產(chǎn)生滯后窗(hysteresis window)，也就是說(shuō)體積流在限定的轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍內(nèi)保持恒定是可能的。至少在區(qū)域中恒定的流體流的所述設(shè)置可以根據(jù)本發(fā)明借助由加深部提供的開(kāi)口橫截面，所述加深部不僅由寬度和長(zhǎng)度限定(與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的槽的情況一樣)，而是還由另一尺寸限定，具體地是深度。在這里，尤其可設(shè)置成這樣:從所述至少一個(gè)控制開(kāi)口開(kāi)始在徑向方向或者在閥體的旋轉(zhuǎn)方向上，加深部的深度最初在第一區(qū)域上保持恒定，并且隨后深度減小。在加深部的深度保持恒定的第一區(qū)域，加深部的寬度例如也可以是恒定的，使得在所述第一區(qū)域并因此在轉(zhuǎn)動(dòng)角區(qū)域，流體流總體上不變。
[0013]如已經(jīng)提到的，使用的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器例如可由真空驅(qū)動(dòng)器制成，所述真空驅(qū)動(dòng)器包括例如所謂的具有可變負(fù)壓的真空囊。這樣的真空驅(qū)動(dòng)器不貴且結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單。但是，如在前言中說(shuō)明的一樣，這樣的真空驅(qū)動(dòng)器由于其設(shè)計(jì)而不能移動(dòng)到某個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角位置并且在所述位置處保持不動(dòng)。而是，由于脈沖的負(fù)壓會(huì)發(fā)生一連串小的前后移動(dòng)。閥體相應(yīng)地圍繞設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)角實(shí)施振蕩或振動(dòng)。通過(guò)加深部的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，盡管閥體的所述振動(dòng)，但是當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí)，可以可靠地防止通過(guò)恒溫閥的流體流的不規(guī)則的出現(xiàn)?？蛇x地，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器不言而喻地還可包括電驅(qū)動(dòng)器或任何其他所需的合適的驅(qū)動(dòng)器。
[0014]在進(jìn)一步的改進(jìn)中，還可設(shè)置成:殼表面包括與殼表面的鄰近由該殼表面限定的所述至少一個(gè)控制開(kāi)口的包圍表面相關(guān)的若干加深部，其中每個(gè)加深部均被設(shè)置成使得在閥體的旋轉(zhuǎn)期間，流體在所述至少一個(gè)控制開(kāi)口和外殼的連接件重疊之前能夠流過(guò)外殼的連接件和控制開(kāi)口之間的相應(yīng)加深部。還可進(jìn)一步設(shè)置成:閥體包括由殼表面限定的若干控制開(kāi)口，基于閥體的旋轉(zhuǎn)可選擇性地使該控制開(kāi)口分別與外殼的連接件之一重疊。在關(guān)于這一點(diǎn)的進(jìn)一步改進(jìn)中，還可設(shè)置成:每個(gè)控制開(kāi)口均包括與殼表面的包圍表面相關(guān)的至少一個(gè)加深部，其中加深部均被設(shè)置成使得在閥體的旋轉(zhuǎn)期間，流體在相應(yīng)的控制開(kāi)口和外殼的連接件之間重疊之前就已經(jīng)能夠流過(guò)外殼的連接件和相應(yīng)的控制開(kāi)口之間的加深部。這里，每個(gè)控制開(kāi)口均可又具有若干加深部。至少一部分加深部在它們的長(zhǎng)度、寬度和/或深度方面可以不同。
[0015]在進(jìn)一步的改進(jìn)中，加深部還可以是在殼表面中凹陷的四分之一球體的形式。以這種方式，通過(guò)加深部的流體流可以以針對(duì)性的方式受到影響，以便例如當(dāng)閥在恒溫閥的入口和出口不是在直徑上相對(duì)設(shè)置而是例如相對(duì)彼此成角度地設(shè)置的情況中被完全打開(kāi)時(shí)，閥在壓力損失中實(shí)現(xiàn)相當(dāng)大的減小。為了能夠滿(mǎn)足安裝空間需要，入口和出口的這種設(shè)置通常是必要的。
[0016]本發(fā)明還涉及汽車(chē)的燃燒式發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括根據(jù)本發(fā)明的恒溫閥。
[0017]下面將根據(jù)附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其中，在每種情況下示意性地示出:
[0018]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的恒溫閥的閥體的第一立體和部分透明視圖，
[0019]圖2以部分透明的圖示的方式示出了圖1中的閥體的平面圖，
[0020]圖3示出圖1中的閥體的另一立體圖，
[0021]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的恒溫閥的剖視圖，
[0022]圖5示出了圖4的細(xì)節(jié)A在第一操作狀態(tài)下的放大圖，
[0023]圖6示出了圖5在第二操作狀態(tài)下的視圖，
[0024]圖7示出了圖5在第三操作狀態(tài)下的視圖，
[0025]圖8示出