用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置制造方法
【專利摘要】已知一種閥門裝置，具有：軸(8)，繞軸線(16)可旋轉(zhuǎn)地安裝在構(gòu)成可通過流體的通道(2)的殼體(2)中；擋板(6)，連接到軸(8)且經(jīng)由擋板可控制通道(4)流通截面積，擋板(6)包括兩個帶有第一周界的撓曲剛性支承板(18,20)和布置在支承板(18,20)之間且在各側(cè)帶有更大周界的彈性擋板本體(22)。但是這些閥門裝置要求大驅(qū)動力以確保高密封度。根據(jù)本發(fā)明，擋板本體(22)外周界和支承板(18,20)外周界之間的距離在軸線(16)區(qū)域中最大且在相對于軸線(16)成90°角處最小。因此在接近軸的區(qū)域中存在更大彈性。由于短的杠桿臂，在該區(qū)域中因此要求更低的轉(zhuǎn)矩用于將擋板壓入關(guān)閉位置。
【專利說明】用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置，所述閥門裝置包括:軸，所述軸繞軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體中，該殼體構(gòu)成流動可從中通過的通道；和擋板，其連接到所述軸，并且經(jīng)由擋板能夠控制通道的流通截面積，所述擋板包括兩個撓曲的剛性支承板和彈性擋板本體，所述支承板帶有第一周界，所述彈性擋板本體布置在支承板之間并且在各側(cè)上帶有更大周界。
【背景技術(shù)】
[0002]上述類型的閥門裝置能夠例如用作排氣返回?fù)醢寤蛘吲艢鈸醢?。具體地，已知將這樣的擋板另外用作空氣導(dǎo)管中的節(jié)流擋板。當(dāng)將這樣的閥門裝置用作排氣返回?fù)醢鍟r，在一方面要求在擋板的關(guān)閉狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)最緊固可能的通道的閉合，而在另一方面要求對于容積流量的良好可控性。另外，在熱的排氣管中獲得足夠耐熱性已經(jīng)受到關(guān)注。
[0003]已經(jīng)存在這樣的多部件擋板的各種設(shè)計，這些設(shè)計旨在改進(jìn)關(guān)閉狀態(tài)下的密封嚴(yán)
山/又ο
[0004]在EP I 455 124 Al中，例如，公開了一種用于氣體或者液體導(dǎo)管的翻板閥，其被偏心地支撐并且由設(shè)置在流出側(cè)上的撓曲的剛性元件和設(shè)置在流入側(cè)上的彈性彈簧片組成。在殼體中，形成鄰接邊緣，該鄰接邊緣在關(guān)閉狀態(tài)下被彈黃片鄰接。在這一布直中，彈黃片的一半具有與所述撓曲的剛性元件同樣的大小，其中這一半在背離撓曲的剛性元件的方向上被偏壓，以便彈簧片在放置在所述鄰接邊緣上時以張力被壓靠于抵接部。彈簧片的另一半大于撓曲的剛性元件，以便這一側(cè)還能夠鄰接在通道中在相反方向上形成的抵接部。通過撓曲的剛性元件的鄰接，限制了彈簧片的可能扭曲。
[0005]另外，從EP I 489 285 A2已知一種翻板閥，其能夠用作節(jié)流擋板并且由兩個支承板和設(shè)置在支承板之間的彈性體板制成，所述彈性體板在全部側(cè)上延伸超過支承板的周界，并且在擋板的關(guān)閉狀態(tài)下通過它的外周界鄰接通道的內(nèi)壁。但是，這一擋板并不適合于用在排氣區(qū)域，因?yàn)閺椥泽w不具有需要的耐熱性。
[0006]在所有已知的設(shè)計師中，缺陷在于要求比較高的驅(qū)動力以確保閥門裝置在關(guān)閉狀態(tài)下的足夠密封嚴(yán)密度。
[0007]由此，提出了能夠以最小可能的驅(qū)動力實(shí)現(xiàn)最少泄漏的閥門裝置。同時，該閥門裝置應(yīng)該能夠以不昂貴的方式生產(chǎn)并且具有良好的控制特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]上述目的通過包括在獨(dú)立權(quán)利要求中限定的特征的閥門裝置實(shí)現(xiàn)。通過這樣的事實(shí)，即在彈性擋板本體的外周界和支承板的外周界之間的距離在軸線的區(qū)域中是最大的并且在相對于所述軸線成90°角的位置處是最小的，使得在其中因?yàn)樾〉母軛U臂而必需施加最大轉(zhuǎn)矩以將擋板本體壓靠于殼體壁的與軸接近的區(qū)域中，彈性是最大的。結(jié)果，通過要施加的壓靠力達(dá)到緊固閉合，同時將要求施動者的相對小的驅(qū)動力。[0009]優(yōu)選地，在彈性擋板本體的外周界和支承板的外周界之間距離隨著相對于軸線和通道中心線的交點(diǎn)的角度增大而減小,從而隨著相對軸線的距離增大,實(shí)現(xiàn)彈性的連續(xù)減小。由此，能夠在整個周界上施加連續(xù)的壓靠力。
[0010]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，通道和擋板本體的橫截面為圓形，并且支承板是大致橢圓的或者成形為沿著一個方向擴(kuò)展的圓形。這些形狀能夠以容易的方式產(chǎn)生和安裝。
[0011]另外，如果擋板本體用彈簧鋼制成，則是有利的。彈簧鋼具有高的耐熱性，由此允許其用在排氣通道中。
[0012]根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，在所述殼體中形成突出部，在擋板的關(guān)閉狀態(tài)下，擋板本體的外緣支撐在突出部上。由此，即使在各個部件的生產(chǎn)和裝配工藝中的公差敏感性降低的情況下，也實(shí)現(xiàn)了可靠的密封。
[0013]優(yōu)選地，通道的位于相對于擋板的下游的區(qū)段和通道的上游區(qū)段被相對于彼此徑向偏移地布置在軸線的水平上，由此同樣對于通道內(nèi)的突出部的使用實(shí)現(xiàn)了相同的流通截面積，使得在打開狀態(tài)下，在閥門的上游和下游將不會有流動特性的變化。
[0014]優(yōu)選地，軸線將擋板本體劃分為第一擋板半體和第二擋板半體，其中第一擋板半體被支撐在突出部的面向流動方向的表面上，而第二擋板半體被支撐在突出部的面向與流動方向相反的方向上的表面上。由此，雖然使用能夠以低成本生產(chǎn)的向心狀支撐的擋板，也能夠在表面上實(shí)現(xiàn)圓周支撐用于密封目的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選實(shí)施方式，突出部的所述兩個表面的軸向距離小于擋板本體的厚度，以便在擋板本體在通道中的豎立位置中，附加的壓靠力借助于擋板本體被施加到表面上，從而導(dǎo)致關(guān)閉狀態(tài)下的增強(qiáng)的密封。主要與接近于所述軸的區(qū)域中的更高彈性有關(guān)地，以此方式可以實(shí)現(xiàn)高程度的無泄漏密封，同時僅需要施加低的驅(qū)動力。另外，防止擋板在通道中卡嗒卡嗒地響。
[0016]另外，在擋板的關(guān)閉狀態(tài)下，擋板本體相對于徑向相鄰的通道的內(nèi)壁具有微小的距離。這使得可以以不同溫度引起的膨脹所需的容差來生產(chǎn)組件，由此將確保廉價的生產(chǎn)和裝配。另外，依據(jù)所述距離，能夠在使用小的開度角(opening angles)的情況下實(shí)現(xiàn)變化的流動特性。
[0017]為使得施加到突出部的表面上的壓靠力能夠經(jīng)由擋板本體的邊緣真正完全地施加是可能的，支承板完全地設(shè)置在突出部的內(nèi)周界內(nèi)。由此，施加的壓靠力不受限。
[0018]由此，產(chǎn)生了這樣的閥門裝置，通過該閥門裝置，在僅需要施加小的轉(zhuǎn)矩的情況下，沿著擋板的整個周界實(shí)現(xiàn)了擋板的緊固鄰接。擋板能夠以廉價的方式生產(chǎn)和安裝，因?yàn)椴槐刈袷卣娜莶?。這一閥門裝置將既不會楔牢，也不會堵塞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]在圖中示出了的根據(jù)本發(fā)明的閥門裝置的實(shí)施方式，并且將在下面描述。
[0020]圖1示出了本發(fā)明的閥門裝置的平面圖。
[0021]圖2示出了根據(jù)圖1的本發(fā)明的閥門裝置的側(cè)向截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)本發(fā)明的閥門裝置包括殼體2，在殼體2中形成用于例如排氣的流過的通道4。在通道4內(nèi)，布置有用于控制流通截面積的擋板6，所述擋板由致動器(未示出)控制。為此，致動器連接到軸8，軸8支撐在殼體2中的支撐部位14。
[0023]在通道4的兩側(cè)，軸8通過在通道4的相對側(cè)上形成在殼體2的壁12中的軸通道10延伸到所述支撐部位14中，通道4由擋板6能夠繞其旋轉(zhuǎn)的軸線16分成兩個半體。
[0024]設(shè)置在通道4的內(nèi)部的擋板6包括兩個撓曲的剛性支承板18、20和設(shè)置在支承板18、20之間的由彈簧鋼形成的彈性擋板本體22。兩個支承板18、20和擋板本體22布置在彼此的正上方，并且設(shè)置在軸8中的狹槽24中，并且它們通過螺釘26緊固。
[0025]在擋板6的關(guān)閉狀態(tài)，擋板本體22的外緣28支撐在形成于殼體2中的突出部30上。擋板6被軸線16劃分為第一半體32和第二半體34，所述第一半體32通過其邊緣支撐在突出部30的與通道4的下游區(qū)段38面對的第一表面36上，而所述第二半體34通過其邊緣支撐在突出部30的與通道4的上游區(qū)段42面對的第二表面40上。由此，另外使得相對于上游區(qū)段42的下游區(qū)段38在軸線16的水平處具有徑向偏移，以便獲得兩個通道區(qū)段38,42的相同的流通截面積。在通道4的徑向相鄰的內(nèi)壁12和擋板本體22的邊緣28之間，保持微小距離，因?yàn)橥ㄟ^擋板本體22在突出部30上的鄰接已經(jīng)確保了可靠且無泄漏的密封。另一方面，兩個支承板18、20僅足夠大以使得在關(guān)閉狀態(tài)下，它們的整個表面設(shè)置在通道4的下游區(qū)段38的而且上游區(qū)段42的流通截面積內(nèi)，從而在徑向方向上，支承板18、20在突出部30的表面36、40之前終止。
[0026]在所示的實(shí)施方式中，突出部30的所述表面36、40的距離小于擋板本體22的厚度，并且從這兩個表面36、40到軸線16的軸向距離是相同的，從而在擋板6設(shè)置為與軸線16正交的情況下，擋板本體22借助于彈簧力通過其邊緣28被壓靠于表面36、40，由此進(jìn)一步增強(qiáng)了關(guān)閉狀態(tài)下的密封嚴(yán)密度。
[0027]在本實(shí)施方式中，通道4，正如擋板本體22，具有圓形橫截面。但是如從圖1明顯的，支承板18、20大致成形為沿一個方向擴(kuò)展的圓形，其中橢圓形的最大延長部分形成為與軸線16正交，而最小延長部分存在于軸線16的水平。由此，在彈性擋板本體22的外周界和支承板18、20的外周界之間的距離在軸線16的區(qū)域中是最大的，并且在相對于軸線16成90°角處是最小的。另外，隨著從軸線16到支承板18、20的端部的距離增大，擋板本體22的未覆蓋表面相對于擋板本體22的總表面的份額變得更小。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，隨著相對于軸線16和通道中心線的交點(diǎn)的角度逐漸增大，在彈性擋板本體22的外周界和支承板18、20的外周界之間的距離減小，據(jù)此擋板6的彈性隨著角度增大而降低。
[0028]根據(jù)以上全部構(gòu)造，使得擋板6在軸線16的區(qū)域中比在遠(yuǎn)離軸線16的區(qū)域中具有更高的彈性。由此，由于在接近中心線的區(qū)域中的短的杠桿臂，擋板本體22能夠在鄰接突出部30的表面36、40時依靠相對小的扭矩而變形，由此在僅要求低的驅(qū)動力的情況下實(shí)現(xiàn)高的密封緊固。在這一情況中，閥體形成為在整個周界上鄰接在表面36、40上，由此使得閥門裝置的泄漏最小化。同時，該夾持效應(yīng)將阻止因發(fā)生壓力脈動引起的擋板6在通道4中的卡嗒卡嗒地響。通過有針對性地選取擋板本體22的距相鄰的通道4的內(nèi)壁12的距離，還使得可以適應(yīng)在小迎角范圍內(nèi)的流動特性。與已知設(shè)計相比，公差敏感性明顯更低，從而能夠以低成本生產(chǎn)閥門裝置。
[0029]應(yīng)理解，本申請的保護(hù)范圍不局限于所述的示例性實(shí)施方式。關(guān)于確切的設(shè)計，在所述保護(hù)范圍內(nèi)的各種構(gòu)造上的修改均是可能的，例如涉及到支承板的表面或者具體形狀的相互距離。還能夠預(yù)期以相應(yīng)方式設(shè)計用在非圓形通道中的這種擋板。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置，所述閥門裝置包括 軸(8)，所述軸(8)繞軸線(16)可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體(2)中，殼體(2)構(gòu)成流動可從中通過的通道⑷， 擋板出)，所述擋板(6)連接到所述軸(8)，并且經(jīng)由所述擋板能夠控制所述通道(4)的流通截面積， 所述擋板(6)包括兩個撓曲的剛性支承板(18，20)和彈性擋板本體(22)，所述支承板(18，20)帶有第一周界，所述彈性擋板本體(22)布置在所述支承板(18，20)之間并且在各側(cè)上帶有更大周界， 其特征在于 在所述彈性擋板本體(22)的外周界和所述支承板(18，20)的外周界之間的距離在所述軸線(16)的區(qū)域中是最大的并且在相對于所述軸線(16)成90°角的位置處是最小的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 在所述彈性擋板本體(22)的外周界和所述支承板(18，20)的外周界之間的距離隨著相對于所述軸線(16)和通道中心線的交點(diǎn)的角度逐漸增大而減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 所述通道(4)和所述擋板本體(22)的橫截面是圓形的，而且所述支承板(18，20)是橢圓的或者成形為沿一個方向擴(kuò)展的圓。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 所述擋板本體(22)由耐熱彈簧鋼制成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 在所述殼體(2)中形成突出部(30)，所述擋板本體(22)的外緣(28)在所述擋板(6)的關(guān)閉狀態(tài)中支撐在所述突出部(30)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 所述通道(2)的位于相對于所述擋板(6)的下游處的區(qū)段(42)以及所述通道(2)的上游區(qū)段(38)相對于彼此徑向偏移地布置在所述軸線(16)的水平上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 所述軸線(16)將所述擋板本體(22)劃分為第一擋板半體(32)和第二擋板半體(34)，其中所述第一擋板半體(32)被支撐在所述突出部(30)的面向流動方向的表面(36)上，而所述第二擋板半體(34)被支撐在所述突出部(30)的面向與所述流動方向相反的方向的表面(40)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 所述突出部(30)的所述兩個表面(36，40)的軸向距離略小于所述擋板本體(22)的厚度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 在所述擋板(6)的關(guān)閉狀態(tài)下，所述擋板本體(22)到徑向地鄰近的所述通道(2)的壁(12)具有一段距離。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個所述的用于控制內(nèi)燃機(jī)的排氣流動的閥門裝置， 其特征在于 所述支承板(18，20)完全地布置在所`述突出部(30)的內(nèi)周界中。
【文檔編號】F16K1/22GK103620190SQ201280031863
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】H.杰拉德斯, H.布羅姆里厄斯 申請人:皮爾伯格有限責(zé)任公司