BR0212032B1

BR0212032B1 - disposição de válvula de borboleta.

Info

Publication number: BR0212032B1
Application number: BRPI0212032-1A
Authority: BR
Inventors: Hans-Ulrich Vogler
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2011-01-11
Also published as: WO2003019054A1; DE10140410A1; CA2458189C; EP1419331A1; US6945513B2; DE50202134D1; US20040159818A1; CA2458189A1; EP1419331B1; BR0212032A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSI-ÇÃO DE VÁLVULA DE BORBOLETA".

A presente invenção refere-se a uma disposição de válvula deborboleta para bloquear uma abertura de fluxo em uma luva de válvula deborboleta, especialmente para um motor de combustão interna, com um eixode válvula de borboleta que pode ser acionado pivotavelmente, o qual, atra-vessando a abertura de fluxo transversalmente á sua extensão longitudinal,está apoiado, com suas extremidades livres, na caixa da luva de válvula deborboleta e com uma válvula de borboleta ligada de modo fixo com eixo deválvula de borboleta, por meio da qual pode-se bloquear a abertura de fluxo.

Nessas disposições de válvula de borboleta é conhecido o pro-cedimento de introduzir a válvula de borboleta em uma fenda axial no eixode válvula de borboleta. Transversalmente ao plano de válvula de borboleta,no eixo de válvula de borboleta estão configuradas perfurações e perfura-ções roscadas e rebaixos alinhados com elas na válvula de borboleta, rebai-xos estes nos quais são aparafusados parafusos para a fixação da válvulade borboleta no eixo de válvula de borboleta. Para proteger os parafusoscontra uma soltura indevida, os parafusos possuem ainda travamento deparafusos. Essa construção é dispendiosa e de montagem intensiva.

Além disso, as tolerâncias de fabricação aditivas da válvula deborboleta, do eixo de válvula de borboleta, da fenda axial e das perfuraçõesroscadas e dos rebaixos causam uma folga relativamente grande da válvulade borboleta na abertura de fluxo da luva de válvula de borboleta e, conse-qüentemente, causam uma taxa de vazamento relativamente elevada quan-do a válvula de borboleta estiver fechada.

Por isso, a presente invenção pretende criar uma disposição deválvula de borboleta do tipo mencionado ao início, a qual é constituída pormenos peças, simples, podendo ser montada com facilidade e apresentaapenas uma baixa taxa de vazamento quando a válvula de borboleta estiverfechada.

Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção devido aofato de que a válvula de borboleta apresenta uma abertura de admissão quese estende continuamente, em seu plano, transversalmente à abertura deadmissão, através da qual é introduzido o eixo de válvula de borboleta e comum ou mais rebaixos na válvula de borboleta que são contínuos da aberturade fluxo para a abertura de admissão, rebaixos estes em cuja região a vál-vula de borboleta está ligada com o eixo de válvula de borboleta por meio deuma ligação de soldagem.

Essa configuração só requer poucos componentes simples.

Para a montagem, o eixo de válvula de borboleta é introduzido,através do apoio na luva de válvula de borboleta e através da abertura deadmissão, na válvula de borboleta inserida na abertura de fluxo e, somenteapós um posicionamento otimizado da válvula de borboleta na abertura defluxo, ela é ligada firmemente com o eixo de válvula de borboleta por meioda ligação de soldagem. Antes da montagem não há perfurações roscadas erebaixos, produzidos separadamente, no eixo de válvula de borboleta e, porisso, eles não precisam ser levados em conta nas tolerâncias, de tal modoque a válvula de borboleta possa ser inserida apenas com uma pequenafolga e, apesar disso, livremente na abertura de fluxo, antes que ocorra oseu posicionamento depois do posicionamento otimizado. Nesse caso, odispositivo para a produção da ligação de soldagem é conduzido de forapara o ponto de soldagem através da abertura de fluxo. A ligação pela uniãode material entre os dois componentes a serem ligados leva a uma seguran-ça muito elevada contra uma soltura indevida, sem que para isso sejam ne-cessários elementos especiais de segurança. Isso é particularmente vanta-joso no caso de disposições de válvula de borboleta com pequenas dimen-sões de válvula de borboleta, que, por técnica convencional, por razões deespaço, podem ser fixadas no eixo de válvula de borboleta com apenas umparafuso e, conseqüentemente, constituem um risco particularmente alto desoltura indevida da válvula de borboleta.

De preferência, essas disposições de válvula de borboleta po-dem ser empregadas nos assim chamados sistemas de E-Gas para motoresde combustão em veículos automotores. No entanto, também são possíveisde igual modo outras aplicações, tais como em sistemas de retorno de gásde escapamento, por exemplo.

No caso de uma válvula de borboleta de pequena espessura,para se poder configurar a abertura de admissão para o eixo de válvula deborboleta, pode-se configurar a válvula de borboleta em forma de cubo naregião da abertura de admissão.

Para se poder estabelecer também uma ligação entre a válvulade borboleta e o eixo de válvula de borboleta, quando esses dois compo-nentes forem constituídos de materiais diferentes que não possam ser sol-dados entre si, a válvula de borboleta pode apresentar um elemento de Iiga-ção ligado firmemente com ela, o qual penetra no rebaixo da válvula de bor-boleta, é constituído de um material que pode ser soldado com o eixo deválvula de borboleta e, em sua região que penetra no rebaixo, está soldadocom o eixo de válvula de borboleta.

De preferência, o elemento de ligação penetra no rebaixo tan-gencialmente ao eixo de válvula de borboleta.

Se dois elementos de ligação estiverem ligados firmemente coma válvula de borboleta e penetrarem nos rebaixos tangencialmente ao eixode válvula de borboleta e em sentidos contrários um ao outro, então, por umlado, a segurança contra uma soltura indevida será particularmente alta e,por outro lado, o tipo da solicitação de momento de rotação será sempreigual, independentemente da direção de rotação.

Nesse caso, se as extremidades dos elementos de ligação, vol-tadas uma para a outra, tocarem-se ao menos aproximadamente, então osdois elementos de ligação podem ser ligados com o eixo de válvula de bor-boleta ao mesmo tempo e em uma única etapa de soldagem. Uma transmis-são de momento de rotação em sua maior parte uniforme pela largura daválvula de borboleta ocorre devido ao fato de que o ou os elementos de liga-ção estendem-se ao menos em sua maior parte por toda a largura do rebai-xo na direção de extensão do eixo de válvula de borboleta.

Se, na direção de extensão do eixo de válvula de borboleta esti-verem dispostos vários elementos de ligação um ao lado do outro, então asegurança será bastante alta para o encosto perfeito dos elementos de liga-ção no eixo de válvula de borboleta, independentemente das tolerâncias desua fixação na válvula de borboleta.

Se a válvula de borboleta tiver sido fabricada por meio de umprocesso de moldagem por injeção e se o elemento de ligação, como peçaencaixada através de injeção com o material da válvula de borboleta, estiverligado firmemente com esta durante a fabricação da mesma, então não énecessário nenhum processo de montagem à parte e nenhum elemento defixação especial para a ligação dos elementos de ligação com a válvula deborboleta. Nesse caso, o elemento de ligação pode ser uma chapa encaixa-da, a qual, por meio de sua extremidade livre, vai se encostar flexivelmenteno eixo de válvula de borboleta e desse modo proporciona uma grande se-gurança durante a soldagem entre o elemento de ligação e o eixo de válvulade borboleta.

Uma capacidade de fabricação particularmente simples é obtidaquando a válvula de borboleta for um componente fabricado no processo demoldagem por injeção a partir de um metal leve ou de um material sintético.

Nesse caso, o eixo de válvula de borboleta pode ser constituídode aço e desse modo proporcionar uma alta resistência contra desgaste nosapoios da caixa da luva de válvula de borboleta.

A segurança especial da ligação entre o elemento de ligação e oeixo de válvula de borboleta é obtida quando o elemento de ligação, pormeio de sua extremidade livre, estiver encostado no eixo de válvula de bor-boleta sob tensão prévia.

Se a ligação por soldagem for uma ligação por solda fundidaproduzida através de soldagem por resistência ou através de soldagem alaser, então um aquecimento dos componentes a serem ligados entre si sóocorre na região efetiva de soldagem. Não ocorrem solicitações térmicasque poderiam causar uma deformação ou uma danificação dos componen-tes. Além disso, os dispositivos para a soldagem por resistência ou solda-gem a laser podem ser conduzidos facilmente, através da abertura de fluxoda luva de válvula de borboleta, para o ponto de soldagem.

A ligação por soldagem pode ser efetuada por meio de umacostura de solda ou através de um ou mais pontos de solda.

Um exemplo de execução da invenção acha-se representado nodesenho e será descrito em detalhes a seguir. A única figura do desenhomostra uma representação em perspectiva de uma disposição de válvula deborboleta.

A disposição de válvula de borboleta mostrada apresenta umaválvula de borboleta 1, fabricada de material sintético no processo de mol-dagem por injeção, com um cubo 2 que se estende centralizadamente pelalargura da válvula de borboleta e que está configurado inteiriço com a vál-vula de borboleta 1.

No cubo 2, em ângulo reto ao plano da válvula de borboleta 1,acha-se configurado um rebaixo 3 em forma de fenda que se estende emsua maior parte pela extensão do cubo, rebaixo este que é contínuo e quedesemboca em uma abertura de admissão 4, formada através da perfuraçãode cubo, para um eixo de válvula de borboleta 5, na qual está inserido o eixode válvula de borboleta 5.

Nos lados longitudinais do rebaixo 3, opostos um ao outro, estãodispostos elementos de ligação 6 injetados como chapa encaixada no cubo2 por meio de uma de suas extremidade durante a fabricação da válvula deborboleta 1, elementos de ligação estes que penetram nos rebaixos 3, emsentidos contrários um ao outro, tangencialmente ao eixo de válvula de bor-boleta 5 e que, por meio de suas extremidades livres 7, encostam em umeixo de válvula de borboleta 5 sob tensão prévia.

Tanto os elementos de ligação 6, quanto o eixo de válvula deborboleta 5 são constituídos de aço. Ao longo da aresta longitudinal, encos-tada no eixo de válvula de borboleta 5, da extremidade livre 7 do elementode ligação esquerdo 6, está este ligado firmemente com o eixo de válvula deborboleta 5 por meio de uma costura de solda 8 contínua.

Igualmente ao longo da aresta longitudinal, encostada no eixode válvula de borboleta 5, da extremidade livre 7 do elemento de ligação di-reito 6, este acha-se ligado firmemente com o eixo de válvula de borboleta 5por meio de pontos de solda 9, os quais, à distância um do outro, estão dis-tribuídos por todo o comprimento da aresta longitudinal da extremidade livre7 do elemento de ligação 6.

Tanto a costura de solda 8, quanto os pontos de solda 9, sãoproduzidos por soldagem a laser.

A costura de solda 8 mostrada e os pontos de solda 9 mostra-dos são duas possibilidades alternativas representadas em uma válvula deborboleta 1 para a configuração da ligação por solda. É evidente que emuma válvula de borboleta só é possível prever apenas costuras de solda 8ou apenas pontos de solda 9 servindo de ligação por soldagem.

Claims

1. Disposição de válvula de borboleta para o bloqueio de umaabertura de fluxo em uma luva de válvula de borboleta, especialmente paraum motor de combustão interna, com um eixo de válvula de borboleta acio-nável pivotavelmente, o qual, atravessando a abertura de fluxo transversal-mente à extensão longitudinal da mesma, apóia-se, por meio de suas extre-midades livres, na caixa da luva de válvula de borboleta, e com uma válvulade borboleta ligada firmemente com o eixo de válvula de borboleta, válvulaesta através da qual se pode bloquear a abertura de fluxo, sendo que a vál-vula de borboleta apresenta uma abertura de admissão que, em seu plano,estende-se continuamente e transversalmente à abertura de fluxo, aberturade admissão esta através da qual é conduzido o eixo de válvula de borbole-ta, e com um ou mais rebaixos na válvula de borboleta que são contínuos daabertura de fluxo para a abertura de admissão e em cuja região a válvula deborboleta está ligada com o eixo de válvula de borboleta por meio de umaligação por solda, caracterizada pelo fato de que a válvula de borboleta (1)está configurada em forma de cubo na região da abertura de admissão (4) ea abertura de admissão (4) está configurada como perfuração de cubo con-tínua, na qual está inserido o eixo de válvula de borboleta (5), pelo fato deque a válvula de borboleta (1) é fabricada por meio de um processo de mol-dagem por injeção, a válvula de borboleta (1) é fabricada por meio de umprocesso de moldagem por injeção, o elemento de ligação (6) está ligadofirmemente com a válvula de borboleta (1) enquanto peça de encaixe atra-vés de injeção com o material da válvula de borboleta (1) durante a fabrica-ção desta e penetra no rebaixo (3) da válvula de borboleta (1), bem como,em sua região penetrada no rebaixo (3), está soldado com o eixo de válvulade borboleta (5).

2. Disposição de válvula de borboleta de acordo com a reivindi-cação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de ligação (6) penetra norebaixo (3) tangencialmente ao eixo de válvula de borboleta (5).

3. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que dois elementos deligação (6) estão dispostos ligados firmemente com a válvula de borboleta(1) e penetram no rebaixo (3) tangencialmente ao eixo de válvula de borbo-leta (5) e em sentidos contrários um ao outro.

4. Disposição de válvula de borboleta de acordo com a reivindi-cação 3, caracterizada pelo fato de que as extremidades opostas uma à ou-tra dos elementos de ligação tocam-se ao menos aproximadamente.

5. Disposição de válvula de borboleta de acordo com umadas reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o ou os ele-mentos de ligação (6) estendem-se, ao menos em sua maior parte, por todaa largura do rebaixo (3) na direção de extensão do eixo de válvula de bor-boleta (5).

6. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que vários elementosde ligação estão dispostos um ao lado do outro na direção de extensão doeixo de válvula de borboleta.

7. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o elemento de liga-ção (6) é uma chapa de encaixe.

8. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a válvula de bor-boleta (1) é um componente produzido de um metal leve ou de um materialsintético no processo de moldagem por injeção.

9. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o eixo de válvula deborboleta (5) é constituído de aço.

10. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o elemento de liga-ção (6) está encostado no eixo de válvula de borboleta (5) sob tensão préviapor meio de sua extremidade livre.

11. Disposição de válvula de borboleta de acordo com uma dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a ligação por soldaé uma ligação de soldagem por fusão produzida através de soldagem deresistência ou soldagem a laser.

12. Disposição de válvula de borboleta de acordo com umadas reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a ligação porsoldagem apresenta uma costura de solda (8) ou um ou mais pontos de solda (9).