CN108368952B - 阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于释放或关闭流动路径的阀(1)，其具有阀盘(14)、阀杆(9)和用于将转动运动转换成平动运动的转换装置(5、6)，其中，转换装置(5、6)具有以能绕转动轴线(12)转动的方式支承的摇臂(6)，摇臂(6)能通过驱动盘(3)的扇形齿(5)绕转动轴线(12)转动，其中，摇臂(6)借助于推杆(8)与阀杆(9)相连接，其中，推杆(8)以能相对于摇臂(6)和阀杆(9)转动的方式支承。

Description

阀

技术领域

本发明涉及一种用于释放或关闭流动路径的阀，该阀具有阀盘、阀杆和用于将转动运动转换成平动运动的转换装置。

背景技术

为了操纵阀，在多种应用领域中，将驱动马达的转动运动转换成线性的或平移的运动。在用于控制在机动车中的废气再循环的阀中，例如也应用这种原理。为此，常常使用传动转换装置，其通过相应的运动学将转动运动成线性的或平移的运动。例如可通过曲轴驱动或连杆传动实现转动运动的转换。为此，在现有技术中已知多种结构设计方案。

在这种类型的装置中特别不利的是，在转换运动时产生不期望的横向力，其会被传递到阀杆或阀盘上。这导致更高的磨损和更短的使用寿命。此外，可导致阀的倾斜。

此外不利的是，特别是必须以非常高的加工精度制造在连杆传动装置中的连杆，以保持在阀盘和阀杆处的间隙尽可能小。也不利的是，由于曲轴驱动装置或连杆驱动装置的结构空间预设和结构设计方案，常常设置阀杆的仅单侧支承，由此特别是可导致阀杆的倾斜或翘曲。

发明内容

因此本发明的目的是，实现一种阀，其具有在阀杆的易倾斜性方面优化的结构形式，并且还具有驱动马达的转动运动到阀杆的平动运动的更好转换。

在阀方面，该目的通过具有本文所描述的技术方案所述的特征的阀实现。

本发明的实施例涉及一种用于释放或关闭流动路径的阀，其具有阀盘、阀杆和用于将转动运动转换成平动运动的转换装置，其中，转换装置通过以能绕转动轴线转动的方式支承的摇臂形成，摇臂能通过驱动盘的扇形齿绕转动轴线转动，其中，摇臂借助于推杆与阀杆相连接，推杆以能相对于摇臂和阀杆转动的方式支承。

有利地，使用驱动马达、例如电机用于使阀运动。驱动马达的转动运动被传递到一个或多个驱动盘上，由此，例如也实现了驱动力的转换。为了将转动运动转化成平动运动，设置转换装置。转换装置特别有利地通过以能绕转动轴线转动的方式支承的摇臂形成。有利地，可在围绕阀布置的结构中进行支承。

优选地，摇臂绕其自身的转动轴线的转动借助于推杆传递到阀杆上，阀杆自身与阀盘相连接。阀盘也可与阀杆构造成为一体的并且相应地与阀杆一起运动。

推杆用于从摇臂到阀杆上的力传递。通过摇臂的基本上位置固定的支承和阀杆相对于摇臂的支承部的可移动性，可实现为了释放和关闭流动路径足够的、用于阀杆或阀盘的运动路径。

摇臂与推杆一起形成肘杆关节，其中，通过转动轴线相对于推杆在摇臂处的支承部的距离限定阀杆的最大移动行程。

特别有利的是，借助于预紧装置使阀杆以抵抗可通过摇臂产生的平动运动的方式被预紧。预紧装置例如可通过弹簧形成。在最简单的情况中，设置螺旋弹簧，其中，阀杆沿着螺旋弹簧的中轴线被引导通过螺旋弹簧，由此，特别是可实现到阀杆中均匀的力引入。此外，在此使由旋弹簧引起的横向力最小化。

一优选的实施例的特征在于，推杆布置成相对于阀杆的中轴线径向错位，其中，推杆布置成平行于中轴线。

通过推杆的平行引导，可使横向力或绕阀杆作用的力矩的产生最小化或基本上防止其产生。分别相对于阀杆径向间隔开地布置的两个推杆的布置方案，特别是可避免阀杆的倾斜或翘曲，因为两侧的力引入与其相反地作用。

也优选的是，阀杆具有两个径向轴承，其中，一个径向轴承布置在阀杆邻近阀盘的端部区域处，另一径向轴承布置在阀杆背离阀盘的端部区域处。阀杆在两个沿着阀杆的主延伸方向彼此远离的径向轴承处的支承有利于实现尽阀杆的尽可能准确的引导。在使用两个独立的径向轴承时，其相应地可构造成具有较短的轴向延伸。

在一备选的实施方案中，也可设置具有仅仅一个径向轴承的支承。然而在这种情况中，特别优选的是，径向轴承的轴向延伸明显大于在使用两个独立的径向轴承中的情况。由径向轴承引导的阀杆的区域必须显著被延长以实现足够良好的引导。

此外有利的是，扇形齿具有内齿部并且驱动盘接合到该内齿部中，其中，通过可转动地支承的驱动盘的转动，使得摇臂能绕其转动轴线转动。

扇形齿是摇臂的一部分并且特别是用于将驱动盘的转动运动传递到摇臂或推杆上。扇形齿优选通过圆形的盘的部分区段形成，圆形的盘在缺口中具有内齿部。在这种情况中，盘的特征特别是在于与在径向方向上相比在轴向方向上明显更大的延伸。根据本发明，另一部分区段也可用作圆形的盘中的一个。驱动盘优选地具有外齿部，其接合到内齿部中。这例如可通过在驱动盘的外周缘处的齿部实现。也可设置成，驱动盘具有轴向伸出的突出部，其具有相应的齿元件。该轴向伸出的突出部在驱动盘的周向上优选地仅仅在受限的预设的角度范围上延伸，其中，在周向上根据最大所需的阀的调整行程确定该角度范围的长度。

由于通常在平移方向上的运动被限制在很窄地限定的工作行程上，通常几毫米至几厘米，在驱动盘和扇形齿之间的齿部在周向上小于90度的角度范围中通常是足够的。这是特别有利的，因为由此可以更节省空间的方式构造单个元件，由此，阀可整体具有更紧凑的结构形式。

备选地，也可设置具有外齿部的齿轮，其也能绕驱动盘的转动轴线转动并且与驱动盘固定地相连接。通过齿轮和驱动盘的不同的大小设计方案，也可实现用于改变转速或传递扭矩的附加的传动转换。

此外有利的是，阀杆具有在径向方向上从阀杆中延伸出来的、用于接纳预紧装置的盘形的接纳装置，其中，接纳装置具有用于穿过推杆的沉割部。通过这种盘形的造型，可以简单的方式接纳优选为螺旋弹簧的预紧装置，其中，特别是可特别均匀地且相对没有横向力地进行力引入。为了保证对于推杆足够的通过，盘形的接纳装置优选地具有沉割部。这显著提高了推杆相对于阀杆的中轴线可占据的最大角度并且由此也提高了阀杆的最大移动行程。

也适宜的是，推杆在两侧在其端部区域处分别具有通孔，其中，通孔平行于摇臂的转动轴线伸延，同样平行于摇臂的转动轴线取向的轴元件被引导通过该通孔，其中，推杆能绕相应的轴元件转动并且轴元件以不能相对转动的方式与阀杆或摇臂相连接。

为了以不仅能相对于摇臂而且能相对于阀杆转动的方式支承推杆，这是有利的。以这种方式，可产生足够的运动性，以便能够将摇臂的运动有利地传递到阀杆上。通过推杆的可转动的支承才可实现肘杆关节的功能。

此外有利的是，摇臂具有两个分别用于连接推杆的连接区域，其中，摇臂具有缺口，阀杆伸延通过该缺口，其中，连接区域在径向方向上布置在阀杆的右侧和左侧。由此，可实现这样的结构，即，在其中，阀杆居中地被引导通过摇臂并且推杆分别布置在右侧和左侧。由此，可实现从摇臂到阀杆上特别均匀的力传递。

此外适宜的是，摇臂和/或扇形齿和/或驱动盘和/或推杆和/或阀杆由塑料制成。由于阀的最优的设计方案，可实现特别优化的力传递，其特点特别是小的横向力和干扰力矩。由此，单个元件可具有更小的尺寸或者由略不稳固的材料制成，而在此不损害阀的功能和耐久性。特别是可通过使用塑料制造明显更轻的阀，即，附加地提供了更好的热绝缘并且在产生干扰噪声方面同样是有利的。

也有利的是，能无电流地通过预紧装置关闭阀。这是有利的，因为由此在控制器故障时或者其它由于驱动马达的故障中，无论如何可通过预紧装置关闭阀。由此，以简单的方式有效地避免了阀的意外打开或保持打开。也可避免由于意外地伸入流动路径中的阀元件、特别是阀盘引起的损坏。

附图说明

在本文所描述的进一步的技术方案和以下附图说明中描述本发明的有利的改进方案。

以下参考附图详细解释本发明的有利的改进方案。

图中示出：

图1示出了根据本发明的阀的立体图，其具有电机、驱动盘、摇臂、推杆、预紧装置、阀杆和阀盘，

图2示出了根据图1的阀的俯视图，以及

图3示出了已经在图1和2中示出的阀的侧视图。

具体实施方式

图1示出了具有电机2的阀1，该电机的输出轴驱动驱动轮3。具有外齿部的齿轮布置在驱动轮3的向后指向的一侧上。未示出的齿轮接合到扇形齿5的缺口4中，扇形齿5是整个摇臂6的一部分。

缺口4具有内齿部，未示出的齿轮的外齿部接合到该内齿部中。通过外齿部和内齿部的相互作用，可将转动运动从驱动轮3传递到扇形齿5或摇臂6上。扇形齿5构造成圆盘形的元件的部分区段，并且在下部的区域中通入摇臂6的连接区域7中。连接区域7分别用于连接推杆8，推杆8使摇臂6与阀杆9相连接。推杆8以可沿着伸延穿过孔10轴线11转动的方式支承在基本上通过U形的边腿形成的连接区域7中。连接区域7的U形的边腿彼此平行地布置在阀杆9的中轴线16的左侧和右侧。轴线11布置成平行于摇臂6的转动轴线12。此外，驱动马达2和驱动盘3的转动轴线也布置成平行于摇臂6的转动轴线12。

阀杆9基本上通过旋转对称的元件形成并且居中地延伸通过摇臂6和用作预紧装置的螺旋弹簧13。在阀杆9的左侧的端部区域处布置有阀盘14，其用于关闭和释放在图1中未示出的流动路径。为此，阀盘14可被推入阀座23中或者可从中被拉出。在图1至3中分别通过环示出阀座23，其例如可为壳体的一部分。阀杆9通过两个径向轴承15支承，其布置在阀杆9的两个端部区域处并且允许沿着阀杆9的中轴线16引导的运动。

螺旋弹簧13相对于未示出的结构支撑并且通过盘形的接纳装置17相对于阀杆支撑。螺旋弹簧抑制阀杆向左的运动，并且由此在驱动马达2无电流的状态中保持阀关闭。

摇臂6与推杆8一起形成肘杆关节。推杆8以能相对于未示出阀杆9的径向伸出的轴区段转动的方式支承。轴区段同样平行于摇臂6的转动轴线12伸延。此外，推杆8相对于摇臂6可转动地支承在连接区域7中。推杆8在连接区域7中可转动地支承在该处的、伸延穿过孔10的轴线同样平行于转动轴线12伸延。通过相应的轴线的平行引导，可以在阀杆9处仅仅产生非常小的横向力的情况下使摇臂6运动。

在根据图1的阀1处特别有利的是，通过在摇臂6的扇形齿5和驱动盘3之间的内啮合实现力传递，其特别是以没有横向力的方式起作用，因为内啮合位于具有阀杆9的中轴线16的平面和摇臂6的中间平面中。通过如在图1中示出的结构，通过力引入或力传递位于共同的平面中，也特别是使摇臂6相对于阀杆9和驱动轮3的倾斜最小化。

图2示出了图1的阀1的俯视图。对于相同的元件，相应地已经使用了相同的附图标记。

在图2中特别是可看出，阀杆9精确居中地被引导通过摇臂6，从而连接区域7以相同的距离布置在阀杆9的右侧和左侧。也可看出，推杆8精确地平行于阀杆9的中轴线16取向，由此，进一步防止了产生横向力。

在图2的视图中，内齿部直接位于阀杆9之后并且因此被阀杆9覆盖。

此外在图2中示出，阀杆9沿着螺旋弹簧13的中轴线取向，以便在从螺旋弹簧13到阀杆9上的力传递中也不产生附加的横向力。图2还明显地示出，所有转动轴线彼此平行地布置，由此，同样产生到单个元件中均匀的力引入。

图3示出了图1和2所示的阀1的侧视图。在图3中，相应地也为相同的元件使用相同的附图标记。

在图3中附加地示出，接纳装置17具有沉割部18，螺旋弹簧13相对于接纳装置17支撑，推杆8被引导通过沉割部18。沉割部18特别是用于产生用于推杆8的足够自由度，以实现肘杆关节的完整功能并且实现阀盘14的足够大的调整行程。

附加地，在图3中通过箭头19、20、21和22示出各个转动的元件2、3、6和阀杆9的运动方向。

图1至3的实施例特别是没有限制特性，并且用于说明本发明的构思。以多种方式实现的单个元件的特别的不同结构设计方案包含在本发明构思中。

Claims (9)

1.一种用于释放或关闭流动路径的阀(1)，该阀具有阀盘(14)、阀杆(9)和用于将转动运动转换成平动运动的转换装置，其特征在于，所述转换装置通过以能绕转动轴线(12)转动的方式支承的摇臂(6)形成，所述摇臂(6)能通过驱动盘(3)的扇形齿(5)绕所述转动轴线(12)转动，其中，所述摇臂(6)借助于两个推杆(8)与阀杆(9)相连接，其中，所述推杆(8)以能相对于摇臂(6)和阀杆(9)转动的方式支承；所述两个推杆(8)布置成相对于阀杆(9)的中轴线(16)径向错位，其中，所述推杆(8)布置成平行于所述中轴线(16)。

2.根据权利要求1所述的阀(1)，其特征在于，借助于预紧装置(13)使所述阀杆(9)以抵抗能够通过所述摇臂(6)产生的平动运动的方式被预紧。

3.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述阀杆(9)具有两个径向轴承(15)，其中，一个径向轴承(15)布置在所述阀杆(9)邻近阀盘(14)的端部区域处，另一径向轴承(15)布置在所述阀杆(9)背离阀盘(14)的端部区域处。

4.根据上述权利要求1或2中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述扇形齿(5)具有内齿部并且所述驱动盘(3)接合到该内齿部中，其中，通过能转动地支承的驱动盘(3)的转动，使得所述摇臂(6)能绕其转动轴线(12)转动。

5.根据上述权利要求2所述的阀(1)，其特征在于，所述阀杆(9)具有在径向方向上从阀杆(9)中延伸出来的、用于接纳预紧装置(13)的盘形的接纳装置(17)，其中，所述接纳装置(17)具有用于供所述推杆(8)穿过的沉割部(18)。

6.根据上述权利要求1、2和5中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述推杆(8)在两侧在其端部区域处分别具有通孔，其中，所述通孔平行于所述摇臂(6)的转动轴线(12)延伸，以及同样平行于所述摇臂(6)的转动轴线(12)取向的轴元件被引导通过所述通孔，其中，所述推杆(8)能绕相应的轴元件转动，所述轴元件以不能相对转动的方式与所述阀杆(9)或所述摇臂(6)相连接。

7.根据上述权利要求1、2和5中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述摇臂(6)具有两个分别用于连接推杆(8)的连接区域(7)，其中，所述摇臂(6)具有缺口，所述阀杆(9)延伸通过缺口，其中，所述连接区域(7)在径向方向上布置在所述阀杆(9)的右侧和左侧。

8.根据上述权利要求1、2和5中任一项所述的阀(1)，其特征在于，所述摇臂(6)和/或所述扇形齿(5)和/或所述驱动盘(3)和/或所述推杆(8)和/或所述阀杆(9)由塑料制成。

9.根据上述权利要求2或5所述的阀(1)，其特征在于，能无电流地通过所述预紧装置(13)关闭所述阀(1)。

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