CN109931167A - 用于车辆的排气开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排气开关，尤其是用于卡车的排气开关，包括：壳体(3)，该壳体具有入口(4)、第一出口(5)和第二出口(6)；从壳体(3)引出的轴(8)；以及设置在壳体(3)中的阀瓣(7)，该阀瓣通过轴(8)围绕几何枢轴在第一位置和第二位置之间枢转，阀瓣(7)具有阻挡部分(7a)，该阻挡部分在第一位置中阻挡第一出口(5)并且在第二位置中阻挡第二出口(6)。根据本发明，设置成使得阀瓣(7)对承载阻挡部分(7a)的配重(11)，几何枢轴设置在阻挡部分(7a)和配重(11)之间。

Description

用于车辆的排气开关

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的排气系统的排气开关。DE 10 2014 102 358 A1公开了一种具有如权利要求1前序部分所述特征的排气开关。

背景技术

排气开关用于车辆排气系统并且有时也称为旁通阀。它们特别用于控制并分离排气系统中的气流。例如，废气流可以根据需要输送到热能回收系统或输送到带有这种排气开关的排气管。

用于商用车辆的排气系统的排气开关本身就很大，因此特别容易受激励振动的影响。由于阀的尺寸和重量，振动会对各种部件，特别是轴和致动器施加相当大的负荷，这不仅会对排气开关的控制性能造成负面影响，还会大大缩短排气开关或者与排气开关相关的致动器的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种方式，其中可以减少车辆排气系统中的排气开关上的振动负荷。

该目的可以通过具有权利要求1中所述特征的排气开关来实现。本发明有利的另一改进是从属权利要求的主题。

如在标准的排气开关中那样，在根据本发明的排气开关中，阀瓣可以通过偏心设置的轴在第一位置和第二位置之间枢转地移动，其中在第一位置中壳体的第一出口被阻塞，且在第二位置中，壳体的第二出口被阻塞。因此，轴被设置为紧挨着由壳体限定的流道，其从壳体的入口通向壳体的相应的第一和第二出口。在这两个位置中，将由壳体形成的、通向相应的第一和第二出口的流道阻挡的阀瓣部分此后将被称为阻挡部分。阻挡部分具有阻挡表面，该阻挡表面对应于由壳体限定的流道的横断面积。

在根据本发明的排气开关中，由轴限定的枢轴在阻挡部分和配重之间延伸。配重减少轴上的机械负荷，尤其是扭转负荷。

阀瓣可以通过配重完全平衡，即在几何枢轴的两侧具有相同的惯性矩。实际上，并不需要完全平衡来将驱动期间由振动引起的负荷减小到可忽略的水平。在围绕几何枢轴枢转阀瓣期间，优选地，配重产生的惯性矩等于阀瓣的阻挡部分产生的惯性矩的至少15％。实际上，目的是，在配重上，阀瓣位于几何枢轴一侧上的一部分的惯性矩设置为阀瓣位于几何枢轴另一侧上的一部分的惯性矩至少15％。在枢转阀瓣期间，优选地，配重产生的惯性矩等于阀瓣的阻挡部分产生的惯性矩的至少25％。

例如，配重可以配置为销，该销平行于几何枢轴设置。

在本发明的有利的改进中，阀瓣具有两个叠加的金属板盘，轴的一部分被固定在这两个金属板盘之间。可以以任何所需的形状经济地生产金属板盘。有利地，金属板盘不仅可以形成阀瓣的阻挡部分还可以在几何枢轴的相对侧上延伸，使得例如通过将配重设置在金属板盘之间，从而配重也固定至金属板盘。

在本发明的有利的改进中，金属板盘通过压花波纹在阻挡部分中被绷紧。采用这种方式，可以通过薄的金属板盘产生机械稳定的阀瓣。低阀瓣重量意味着轴上致动器上有利的低负荷。

在本发明的另一个有利的改进中，金属板盘具有用于减重的开孔。两个金属板盘其中一个中的开孔由相应的其他金属板盘覆盖，使得阀瓣具有封闭的、气密的表面。例如，这种开孔可以设置在构造为凹槽的波纹中。

在本发明的另一个有利的改进中，阀瓣在几何枢轴远离配重的一侧上以楔形的方式逐渐变细。换言之，优选的是，阻挡部分的厚度随着与几何枢轴的距离增加而逐渐减小。有利地，以这种方式，阀瓣的本征频率可以偏移至更高的值，从而使其很难引起弯曲振动。在这种情况下，如果在阻挡部分中压花的波纹的深度随着与几何枢轴的距离增加而减少，那么这是尤其有利的。

优选地，叠加的金属板盘是相同的形状。以这种方式，能够节省部件成本并简化生产。

附图说明

参考附图，在说明性实施例中描述了本发明的进一步细节和优点。所示的是：

图1为具有致动器的根据本发明的排气开关的示例性实施例；

图2为图1中的另一个视图；

图3为图1和2中所示的排气开关的剖视图；

图4为图1-4中所示的排气开关的阀瓣；以及

图5为图4中所示的阀瓣的部件。

具体实施方式

图1和图2示出了用于商用车辆的排气系统的排气开关1，以及用于致动排气开关1的致动器2。图3以剖视图的形式示出了排气开关1。

排气开关1具有壳体3，壳体包括入口4、第一出口5和第二出口6。阀瓣7设置在壳体3中，该阀瓣7可以通过轴8在第一位置和第二位置之间枢转，其中轴8从壳体3引出并附接至致动器2。轴8偏心地设置在靠近流道的阀瓣7上，流道从入口4通向壳体3中相应的第一和第二出口。

在它的第一位置中，阀瓣7抵靠在由壳体3形成的第一阀座9上并且靠近带有阻挡部分7a的第一出口5。在它的第二位置中，阀瓣7抵靠在由壳体形成的第二阀座10上然后靠近带有阻挡部分7a的第二出口6。因此，阻挡部分7a是阀瓣7的一部分，其在阀瓣7的相应的第一和第二位置中阻挡相应的第一和第二出口。因此，阻挡部分7a的表面本质上对应于流道的自由横断面，其由壳体3在相应的第一和第二阀座上限定。在所示的示例性实施例中，阀瓣7的阻挡部分7a是圆形部分，包括在阀瓣7的相应的第一和第二位置中抵靠在阀座9、10上的阀瓣的边缘。

轴8和阻挡部分7a的配重11设置在另一部分中，该另一部分邻接阀瓣7的阻挡部分7a。因此，由轴8限定的阀瓣7的枢轴在配重11和阀瓣7的阻挡部分7a之间延伸。

配重11减轻了轴8上和致动器2上的机械负荷。特别是，与驱动期间的振动相关的负荷可以由配重11大大减少。例如，配重11可以为销，该销平行于几何枢轴设置。应当在典型的制造公差的环境下理解术语“平行”，根据定义其必须允许略微偏离完美的几何平行。

在由轴8产生的枢转运动期间，配重11具有，例如，阻挡部分7a的惯性矩的至少15％的惯性矩，优选地具有阻挡部分7a的惯性矩的至少25％的惯性矩。因此，配重11的惯性矩应当不超过阻挡部分7a的惯性矩的100％，优选地不超过60％。

配重11设置在壳体3的侧室17中，其靠近从入口4通向壳体3中相应的第一和第二出口的流道。侧室17由壳体主体中的开口限定，由盖子18封闭。例如，壳体主体可以是铸件，而优选地，盖子18可以由金属薄片制成。

阀瓣7包括两个叠加的金属板盘12、13，轴8的一部分固定在这两个金属板盘之间。配重11还可以设置在两个金属板盘12、13之间。金属板盘12、13由阻挡部分7a中的波纹14、15、16绷紧，其中阻挡部分7a优选地为圆形。

为了减少重量，两个金属板盘12、13具有开孔19，该开孔19设置在例如配置为凹槽的波纹16中。两个金属板盘12、13其中一个中的开孔19每个都是由相应的其他金属板盘12、13覆盖。通过(例如采用钎焊或焊接的方式)整体地连接两个金属板盘12、13，尽管存在开孔19，仍然可以形成阀瓣7的封闭的、气密阻挡部分7a。开孔19能够有利地减少阀瓣7的重量，由此可以进一步减小轴上的机械负荷。

如图4所示，阀瓣7在几何枢轴远离配重11的一侧上以楔形的方式逐渐变细。换言之，阀瓣7以楔形的方式在阻挡部分7a中逐渐变细。因此，波纹14、15、16的深度随着与几何枢轴的距离增加而逐渐减小。阀7的这种独特的形状同样有利于减少由阀瓣7和轴8形成的系统对振动的敏感性。

金属板盘12、13是相同的构造并且整体地互连，例如彼此焊接。金属板盘12、13也可以焊接至轴8和配重11。

通过如上所示设计阀瓣7，由阀瓣7和轴8形成的系统的本征频率可以增加到超过100Hz，使得驱动时的振动激励和轴8上相关的机械负荷可以大大减少。

参考符号列表：

1 排气开关

2 致动器

3 壳体

4 入口

5 第一出口

6 第二出口

7 阀瓣

7a 阻挡部分

8 轴

9 阀座

10 阀座

11 配重

12 金属板盘

13 金属板盘

14 波纹

15 波纹

1 6波纹

17 侧室

1 8盖子

19 开孔。

Claims (12)

1.一种排气开关，包括：

壳体，所述壳体具有入口、第一出口和第二出口，

从所述壳体延伸的轴，以及

阀瓣，所述阀瓣设置在壳体(3)中并且通过所述轴围绕第一位置和第二位置之间的几何枢轴枢转，

其中所述阀瓣限定阻挡部分，其中阻挡部分在第一位置中阻挡第一出口并且在第二位置中阻挡第二出口，以及

其中阀瓣承载阻挡部分的配重，几何枢轴设置在阻挡部分和配重之间。

2.根据权利要求1所述的排气开关，其中阀瓣具有两个叠加的金属板盘，轴的一部分被固定在这两个金属板盘之间。

3.根据权利要求2所述的排气开关，其中配重设置在两个金属板盘之间。

4.根据权利要求2所述的排气开关，其中两个金属板盘具有开孔，两个金属板盘其中之一的这些开孔中的每一个由相应的其他金属板盘覆盖。

5.根据权利要求2所述的排气开关，其中所述金属板盘通过波纹在阻挡部分中绷紧。

6.根据权利要求3所述的排气开关，其中至少一个波纹配置为凹槽，开孔设置在所述凹槽中。

7.根据权利要求5所述的排气开关，其中所述波纹的深度随着与几何枢轴的距离增加而减少。

8.根据权利要求2所述的排气开关，其中所述金属板盘是相同的构造。

9.根据权利要求1所述的排气开关，其中配重设置在壳体的侧室中，所述侧室设置为靠近由壳体限定的流道。

10.根据权利要求1所述的排气开关，其中所述配重是销，所述销平行于几何枢轴。

11.根据权利要求1所述的排气开关，其中阀瓣在几何枢轴远离配重的一侧上以楔形的方式逐渐变细。

12.根据权利要求1所述的排气开关，其中由阀产生的枢转运动期间，所述配重的惯性矩为阻挡部分的惯性矩的至少15％。