CN106255820A - 包括改进的阀本体的阀和用于制造这样的阀的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀(1)，诸如用于机动车辆的阀，且特别是排气再循环阀，包括具有用于接收阀部件(20)的至少一个壳体(34；15)的阀本体(2)，优选地为用于接收阀部件的两个壳体(34；15)，一个或多个所述构件优选地具有大体管状形状，一个或多个壳体(34；15)的底部具有与阀部件(20)接触的至少一个肋(40、42)，优选地为两个肋(40、42)。本发明还涉及一种用于制造这样的阀的方法。

Description

包括改进的阀本体的阀和用于制造这样的阀的方法

技术领域

本发明涉及特别地用于汽车领域的阀，且涉及用于制造这样的阀的方法。特别地，阀可以是排气再循环或EGR阀。

背景技术

总体上，用于内燃机的排气再循环系统使得可以减小存在于排气中的氮氧化物(NOx)的量。这样的EGR系统传统上包括在排气管线上的再循环管，该旁通管装配有阀，称为EGR阀，使得可以调节排气流并使期望量的排气返回到发动机的进气侧。

阀包括本体，其中形成有通道，该通道形成再循环管的一部分，通道可以选择性地关闭。阀还包括控制通道的打开和关闭的部件。控制部件通过电马达促动，该电马达也可容纳在本体内。

已知的控制部件采取带齿的扇形轮的形式，其被电马达的输出小齿轮驱动旋转，可行地经由传动轮。带齿的扇形轮的旋转因此通过运动转换装置转换为阀头相对于阀座的平移运动，该座设置在通道内。这样的运动转换装置例如在申请人公司名下的文献FR-2947 027中已知。运动转换装置首先包括与带齿的扇形轮一体旋转的裙部。裙部驱动联动机构的旋转，该联动机构包括棒，该棒在其端部处装配有随动件。棒与一杆一体平移，该杆在其端部处承载阀头。随动件容纳在桶形凸轮(或柱形凸轮)的凸轮路径中，从而带齿的扇形轮的旋转导致阀头相对于阀座的平移运动。此外，复位弹簧可被设置，以便当没有通过促动马达提供阀的促动时，将带齿的扇形轮复位到确定位置和/或以便将带齿的扇形轮保持在该位置。

为了该类型的阀正确操作，重要的是，凸轮准确定位。特别地，如果凸轮没有完美地定位，存在杆同样被错误定位的风险。作为结果，可能的是，阀头可没有搁置在阀座的整个周边上，且阀将由此被保持局部打开。

为了获得用于阀的柱形凸轮的准确定位，凸轮可设置为容纳在形成在凸轮本体中的壳体中，在阀本体已经被模制之后，意图潜在地接收该凸轮的壳体的底部继而被机加工。该方法是漫长且昂贵的。实际上，必须获得完美平坦且与柱形凸轮的底部相适的壳体底部表面。

此外，在EGR阀的情况下，因为排气相对较热，已知的实践是水在EGR阀本体中循环，以便冷却其。在该情况下，一个或多个水循环通道可被设置在阀本体中，该通道可适于布置为与用于水在发动机的气缸盖中循环的通道流体连通。水循环通道可靠近容纳柱形凸轮的壳体。作为结果，特别是当阀本体由高压压铸制造时，壳体的底部的机加工可产生在容纳凸轮的壳体和水循环通道之间的泄露路径。这可由于导致腐蚀或甚至短路而损害阀的完整性。

意图接收阀部件的形成在阀本体中的任何壳体都遭遇同样这组问题，所述部件诸如例如阀促动马达。

发明内容

本发明的目的因此是提出一种对上述问题的方案。特别地，本发明寻求提出一种阀，其包括阀本体，该阀本体允许阀的部件被布置在准确位置，所述部件诸如阀的促动马达或柱形凸轮。优选地，所提出的方案限制被引入到阀中的密封损失的风险。

为此，本发明提出一种阀，特别地用于机动车辆，特别是排气再循环阀，包括具有用于容纳阀部件的壳体的阀本体，所述部件优选地为大体管状形状，壳体的底部具有与阀的部件接触的至少一个肋，优选地为两个肋。

由此，有利地根据本发明，容纳在壳体中的阀部件的位置准确地仅通过壳体的底部中的肋限定。由此，特别地，仅这些肋潜在地需要被机加工，以便获得阀部件的甚至更准确的定位。根据本发明的阀因此制造更快且因此更廉价。此外，因为仅肋潜在地被机加工，阀内的、特别是在壳体底部中的泄露风险被减小。

阀部件有利地仅搁置在该肋或这些肋上，它们是凸起的，从壳体底部突出。

优选地，根据本发明的阀本体具有一个或多个以下特征，单独或组合考虑：

-部件从以下选择：

-阀促动马达，优选地为电马达，和

-具有凸轮路径的凸轮，用于将控制阀的打开的构件的旋转运动转换为阀头在管中的往复运动；

-所述阀还包括：

-联动机构，意图被驱动旋转，被凸轮路径引导，和

-阀杆，与联动机构和阀头一体平移；

-阀本体通过高压压铸以及仅所述一个或多个肋的机加工制造；

-阀本体还包括用于循环阀冷却流体的管；

-阀本体包括至少一个螺纹孔，优选地为通向壳体底部的至少两个螺纹孔，该一个或多个螺纹孔接收固定螺钉，该固定螺钉用于将阀部件固定到阀本体，所述阀部件特别是凸轮；

-至少一个肋具有“M”形状，每个“M”形部的腹板优选地形成其中一个螺纹孔的边界的一部分；

-接收凸轮的壳体的底部具有孔，用于阀杆的通过，所述孔优选地在壳体底部的大体中心处；

-壳体包括多个肋，所述肋均匀地成角度分布；

-所述一个或多个肋从壳体的侧向壁延伸；

-所述一个或多个肋在壳体底部上径向地延伸，优选地在比壳体底部的半径一半小的长度上延伸；

-壳体是大体管状的，优选地大体为柱形的；

-阀还包括部件，该部件与联动机构一体旋转地控制控制联动机构的旋转，且被促动马达的旋转驱动旋转；和

-促动马达包括与小齿轮一体旋转的输出轴，控制部件包括潜在地经由减速齿轮机构与小齿轮啮合的带齿的扇形轮，该减速齿轮机构减小马达的旋转速度，带齿的扇形轮与联动机构一体旋转。

本发明的另一方面涉及一种制造如上所述的各种组合的阀的方法，包括步骤，所述步骤涉及：

-模制阀本体，优选地利用高压压铸，以便在其中形成具有底部的壳体，该底部具有至少一个肋，所述壳体优选地为大体管状的；和

-将阀的至少一个部件——优选地包括至少所述凸轮、容纳在凸轮的凸轮路径中的联动机构和阀杆的组件——插入到壳体中。

优选地，制造方法还包括一步骤，在模制阀本体的步骤之后，该步骤涉及仅机加工所述一个或多个肋的表面。

附图说明

本发明根据以下描述将被更好地理解，该描述参考附图给出，在附图中：

图1和2是用于EGR阀的运动转换装置的示意透视图，分别是分解视图和组装视图；

图3示意地示出EGR阀的本体的俯视图；和

图4示出图3视图的细节。

具体实施方式

如在图中所示，EGR阀1包括阀本体2，其形成用于要被再循环的排气循环的通道。阀本体还在此形成用于水的水循环通道，该水用于冷却阀。阀本体2还具有孔，用于将阀附连到机动车辆的动力单元。这样的固定孔可特别地制造在围绕冷却水循环通道的口的凸缘或领圈中，由此允许阀的冷却水循环通道整合到阀所附连的发动机的冷却水循环通道中。这样的固定孔可还制造在围绕排气再循环通道的口的凸缘或领圈中。

如图1和2所示，这样的阀此外包括阀头12，所述阀头允许流体(在该例子中是排气)被引入和计量进入管道(在该例子中为进气管道)。该阀是包括控制部件14的类型，该控制部件抵抗扭转操作的复位弹簧16的作用旋转。

阀1还包括马达，其可安装在阀本体2形成的壳体15(见图3)中。马达接合传动轮。传动轮则接合控制部件14，在该例子中为带齿的扇形轮。马达由此能够驱动带齿的扇形轮14旋转。

带齿的扇形轮14的旋转运动通过运动转换装置18被转换为阀头12的往复运动。往复运动在此是指包括沿一轴线的平移运动的运动，该平移运动可潜在地与相对于该同一轴线的旋转组合。

为此目的，运动转换装置18在阀本体形成的支撑构件内包括具有凸轮路径22的凸轮20(或柱形凸轮)，棒24(或联动机构)与柱形凸轮20的凸轮路径22协作，棒24固定到紧固至阀头12的杆26的端部。为了在阀本体中引导杆26，一个或多个轴承可设置在杆26和阀本体之间。间隙可设置在杆26和棒24之间，以便允许杆相对于棒绕杆的轴线旋转，棒和杆沿杆的轴线方向一体作平移运动。

凸轮路径22在此由两个相同的轨道形成，柱形凸轮20的管状壁的每侧上有一个。棒24在其每个端部处装备有与凸轮路径协作的随动件28，从而当带齿的扇形轮14被驱动旋转时，该轮则驱动棒24的旋转，这——由于随动件28在凸轮路径22中的路线——导致阀头12的平移或至少往复运动。阀头12、杆26和棒24一体作沿阀头12的运动的轴线A的方向的平移，该平移运动响应带齿的扇形轮14绕该同一轴线A的旋转。

设置在带齿的扇形轮14和柱形凸轮20之间的是轴承30，在该例子中为球轴承，以允许带齿的扇形轮14相对于柱形凸轮20旋转。

此外，带齿的扇形轮14与裙部32一体旋转，该裙部意图与棒24协作。该裙部32包括两个纵向壁，它们是对称的，且大体平行于阀头12的平移的和带齿的扇形轮14的旋转的方向A延伸。在它们之间的两个纵向壁限定用于棒24的壳体。因此，棒24被布置在壳体中，从而带齿的扇形轮14能够经由裙部32的纵向壁驱动棒24旋转，且从而棒24在壳体中沿阀头12的平移运动的方向自由滑动。

作为结果，在阀内，带齿的扇形轮14的旋转导致棒24的旋转，其随动件28则沿柱形凸轮20的凸轮路径22行进，该柱形凸轮是固定的，这一起导致阀头12沿阀头12的运动的和带齿的扇形轮14的旋转的轴线A的方向在与阀关闭相对应的阀头12位置和至少一个与阀打开相对应的阀头位置之间的运动，这被理解为，对于阀头12的每个位置，有带齿的扇形轮14的独一不同角位置与之对应。

为了在没有马达促动情况下使阀头12复位到阀关闭的位置和/或将其保持在该位置，带齿的扇形轮14通过扭转操作的复位弹簧16连接到支撑部件。由此，阀10的打开通过带齿的扇形轮14(控制部件)抵抗复位力的作用的旋转产生，带齿的扇形轮14的旋转本身通过马达(促动部件)的旋转产生，所述复位力通过复位弹簧16施加到带齿的扇形轮14。

复位弹簧16在此是具有轴线A的螺旋弹簧，该轴线A与带齿的扇形轮14的旋转轴线相对应。复位弹簧16在一个端部处连接到支撑构件，且在另一端部处连接到带齿的扇形轮14，从而命令阀打开的带齿的扇形轮14的旋转将扭力引入到复位弹簧16中。特别地，复位弹簧16可由于以下事实连接到支撑部件：其一个端部——沿与复位弹簧16螺旋缠绕的其余部分相反的方向向后弯折——容纳在支撑部件的孔中，或与为该目的通过复位弹簧16形成的端部止挡件协作。复位弹簧16在此容纳在支撑部件、柱形凸轮22和带齿的扇形轮14界定的大体柱形的壳体中。

马达关闭时，复位弹簧16施加复位力，其将带齿的扇形轮14复位到其与阀关闭的位置相对应的位置。带齿的扇形轮14的与阀关闭相对应的该位置可对应于复位弹簧16的预加载状态。换句话说，当带齿的扇形轮14处于与阀关闭相对应的位置中时，复位弹簧16向带齿的扇形轮14施加力，该力具有使其转动的倾向。但是，带齿的扇形轮14旋转超过与阀关闭相对应的位置被避免，因为阀头12邻接抵靠阀座。

现在将参考图4和5更特别地描述柱形凸轮20容纳在凸轮壳体34中的方式，其为该目的设置在阀本体2中。

凸轮壳体的形状与柱形凸轮20大体上互补，且其直径大体上等于柱形凸轮20的外直径，这为了允许柱形凸轮20插入在凸轮壳体34中，柱形凸轮20装配到凸轮壳体34中，以便有助于柱形凸轮20的准确定位。

此外，凸轮壳体34的底部具有碟形中央开口36，用于阀杆26的通过。凸轮壳体34的底部还具有两个螺纹孔38，用于固定螺钉，所述螺钉将柱形凸轮20固定到阀本体2。

最后，凸轮壳体34的底部具有肋40、42。肋40、42大体径向地取向，这意味着沿从凸轮壳体34的底部的中心朝向柱形侧壁延伸的方向。肋40、42在此在小于凸轮壳体34的半径的一半的长度上径向地延伸。

此外，肋40、42具有相对于壳体底部至少1mm的高度，以便允许它们被机加工而没有获得用于壳体的平坦底表面的风险。肋的宽度大约为2mm，从而凸轮可被有效地支撑。

肋在此具有两种不同类型。第一类型的肋40实际上完全径向地延伸。这些肋优选地具有带圆形横截面的自由端部，特别是具有半碟形的形式，这是为了利用模制容易制造这些肋的原因。

第二类型的肋42具有从凸轮壳体34的柱形壁开始的M形。“M”形部的腹板44对应于螺钉孔38的边缘，以便更好地吸收螺钉头的力，且确保凸轮20有效连接到阀本体2。M形部的腹板在此是指，连接“M”形部的两个垂直分支的顶部的部分，因而在此是连接肋42的两个径向部分的部分。

柱形凸轮20仅搁置在从凸轮壳体34的底部向外突出的凸起肋40、42上。由此，仅需要准确地获得柱形凸轮20和这些肋40、42之间的接触区域与阀头的平移轴线的垂直度(而不是与凸轮壳体34的整个底部的垂直度)。这则将需要被准确机加工的区域限制到仅这些肋，达到节省时间并因此减小制造成本。此外，因为这些肋在短的长度上延伸，需要被机加工的表面的量被进一步限制。

此外有利地，以上所述的阀本体2通过高压压铸制造，例如由铝合金。特别地，与重力铸造相比，这样的高压铸造非常快速，特别是几十毫秒的量级。但是，肋40、42的表面被机加工，以便为它们赋予允许容纳在凸轮壳体34中的柱形凸轮20位置被准确限定的表面光洁度。优选地，仅肋的表面被机加工。这特别地使得可以限制凸轮壳体34的底部中的泄露。特别地，已知高压压铸产生密封表面的皮层效应(skin effect)。但是，机加工该表面具有损坏该流体密封皮层且允许多孔结构(具有泄露倾向)在表面上变得可见。通过将被机加工的区域限制到仅有肋，呈现多孔表面的壳体的底部的部分被限制，特别是与整个表面被机加工的已知方法相比较。此外，与以上描述的已知方法相比，机加工表面在此被限制到具有增大材料厚度的部分，这则进一步限制泄露路径的产生。

当然，本发明没有限制到刚刚所述的描述，而是大量替换形式是可行的，在未偏离权利要求所限定的本发明范围的情况下。

由此，凸轮壳体的所示例子具有六个肋，其两个具有“M”的形状。当然，该数量不是限制性的，类型也不是限制性的。例如可以设想仅具有实际上仅径向延伸的沟槽40或仅具有M形沟槽。这些沟槽的数量也不是限制性的。

但是，为了在凸轮壳体的底部中的肋上提供柱形凸轮的均匀支撑，肋优选地相对于凸轮壳体的底部中心均匀地成角度分布和/或大体对称地布置。

最后，容纳凸轮的壳体的情形在以上作为例子已经被描述。当然，以上教导应用于任何用于接收阀部件的壳体，特别是阀的管状或甚至柱形部件，诸如例如操作阀的促动马达。

其可还包括多个壳体，其全部或一些可以是上述类型的凸轮壳体。

Claims (16)

1.一种阀(1)，特别地用于机动车辆，所述阀特别是排气再循环阀，包括具有用于容纳阀部件(20)的壳体(34；15)的阀本体(2)，所述部件优选地为大体管状形状，壳体(34；15)的底部具有与所述阀部件(20)接触的至少一个肋(40、42)，优选地为两个肋(40、42)。

2.如权利要求1所述的阀，其中，所述部件从以下选择：

-阀促动马达，优选地为电马达，和

-具有凸轮路径(22)的凸轮(20)，用于将控制所述阀的打开的构件的旋转运动转换为阀头(26)在管中的往复运动。

3.如权利要求2所述的阀，还包括：

-联动机构(24、28)，意图被驱动旋转，被凸轮路径(22)引导，和

-阀杆(26)，与联动机构(24、28)和阀头一体平移。

4.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，阀本体(2)通过高压压铸以及仅所述一个或多个肋(40、42)的机加工制造。

5.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，阀本体(2)还包括用于阀冷却流体的流通的管。

6.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，阀本体(2)包括至少一个螺纹孔(38)，优选地为通向壳体(34；15)底部的至少两个螺纹孔(38)，该一个或多个螺纹孔(38)接收固定螺钉(40)，该固定螺钉用于将所述阀部件固定到阀本体(2)，所述阀部件特别是凸轮(2)。

7.如权利要求6所述的阀，其中，至少一个肋(42)具有“M”形状，每个“M”形部的腹板(44)优选地形成其中一个螺纹孔(38)的边界的一部分。

8.如前述权利要求中的任一项所述的阀，所述部件是具有凸轮路径(22)的凸轮(20)，在该阀中，接收凸轮(20)的壳体(34)的底部具有用于阀杆(26)通过的孔(36)，所述孔优选地在壳体(34)底部的大体中心处。

9.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，壳体(34；15)包括多个肋(40、42)，所述肋均匀地成角度分布。

10.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，所述一个或多个肋(40、42)从壳体(34；15)的侧向壁延伸。

11.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，所述一个或多个肋(40、42)在壳体(34；15)底部上径向地延伸，优选地在比壳体(34、15)底部的半径一半小的长度上延伸。

12.如前述权利要求中的任一项所述的阀，其中，壳体(34；15)是大体管状的，优选地为大体柱形的。

13.如权利要求11或12所述的阀，还包括控制部件(14)，该控制部件与联动机构(24、28)一体旋转地控制联动机构(24、28)的旋转，且被促动马达的旋转驱动旋转。

14.如权利要求13所述的阀，其中，促动马达包括与小齿轮一体旋转的输出轴，所述控制部件包括潜在地经由减速齿轮机构与小齿轮啮合的带齿的扇形轮(14)，该减速齿轮机构减小马达的旋转速度，所述带齿的扇形轮(14)与所述联动机构(24、28)一体旋转。

15.一种制造如前述权利要求任一项所述的阀的方法，包括涉及以下的步骤：

-模制阀本体(2)，优选地利用高压压铸模制，以便在其中形成具有底部的至少一个壳体(34)，该底部具有至少一个肋(40、42)，所述壳体优选地为大体管状的；和

-将阀的至少一个部件——优选地为包括至少所述凸轮(20)、容纳在凸轮(20)的凸轮路径(22)中的联动机构(24、28)和阀杆(26)的组件——插入到壳体中。

16.如权利要求15所述的制造阀的方法，在模制阀本体(2)的步骤之后还包括涉及仅机加工所述一个或多个肋(40、42)的表面的步骤。