DE102017200886B4

DE102017200886B4 - Lagerdichtungsanordnung für elektronisches Drosselklappensteuerventil

Info

Publication number: DE102017200886B4
Application number: DE102017200886.5A
Authority: DE
Inventors: Nathan Cowan; John Norman Stockbridge
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Vitesco Technologies USA LLC
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: CN106979085A; CN106979085B; DE102017200886A1; US20170204791A1; US10934946B2

Abstract

Vorrichtung, aufweisend:
eine Ventilanordnung (10), umfassend:
ein Gehäuse (12), das einen mittleren Kanal (14) definiert;
einen Ventilteller (20), der in dem mittleren Kanal (14) angeordnet und an einer Welle (16) angebracht ist;
mindestens einen als Teil des Gehäuses (12) ausgebildeten Vorsprung (52a), wobei die Welle (16) zumindest teilweise in dem mindestens einen Vorsprung (52a) angeordnet ist;
mindestens eine so in dem Vorsprung (52a) angeordnete Lageranordnung (30a), dass sich die Welle (16) durch die Lageranordnung (30a) erstreckt und von ihr gestützt wird;
mindestens eine in dem Vorsprung (52a) neben der mindestens einen Lageranordnung (30a) positionierte Dichtung (102);
und einen Aktuator (38) zum Steuern der Öffnungsbewegung des Ventiltellers (20) und der Welle (16);
wobei die mindestens eine Dichtung (102) Abstützung für die Lageranordnung (30a) bereitstellt, wenn die mindestens eine Lageranordnung (30a) mit hohem Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Dichtung (102) einen x-förmigen Querschnitt mit zwei radial äußeren Flanschteilen (102b) und zwei integral mit den zwei äußeren Flanschteilen (102b) ausgebildeten radial inneren Flanschteilen (102a) aufweist, wobei die äußeren Flanschteile (102b) mit einem Teil des mindestens einen Vorsprungs (52a) in Kontakt stehen und die inneren Flanschteile (102a) mit der Welle (16) in Kontakt stehen, die Welle (16) einen ersten Durchmesserteil (16a) und einen zweiten Durchmesserteil (16b) aufweist, wobei der zweite Durchmesserteil (16b) größer als der erste Durchmesserteil (16a) ist, wobei das mindestens eine Lager (30a) am ersten Durchmesserteil (16a) angebracht ist, wobei einer der inneren Flanschteile (102a) mit einer inneren Dichtungsfläche (98a) auf dem zweiten Durchmesserteil (16b) der Welle (16) in Kontakt steht, und
ein anderer der inneren Flanschteile (102a) mit der inneren Dichtungsfläche (98a) der Welle (16) und einer quer zur Welle ausgerichteten inneren Dichtungsfläche (98b1) des Vorsprungs (52a) in Kontakt steht, wobei einer der äußeren Flanschteile (102b) mit einer stirnseitigen inneren Dichtungsfläche (98d) des Außenrings (94) des Lagers (30a) und
einer zylinderförmigen inneren Dichtungsfläche (98b2) des Vorsprungs (52a) in Kontakt steht, und der andere äußere Flanschteil (102b) mit den beiden inneren Dichtungsflächen (98b1, 98b2) des Vorsprungs (52a) in Kontakt steht.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein eine Lager- und Dichtungskombination, die für einen elektronischen Drosselklappenstutzen verwendet wird, um zu gestatten, dass die elektronische Drosselklappenstutzenanordnung bei hohem Druck ohne Beschädigung der Lager arbeitet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Drosselklappenstutzenanordnungen sind allgemein bekannt und sind eine Art von Ventilanordnung, die zum Steuern der Luftstrommenge in den Motor während des Fahrzeugbetriebs verwendet wird. Die Drosselklappenstutzenanordnungen enthalten in der Regel einen Ventilteller, der an einer Welle angebracht ist, die zur Steuerung des Luftstroms gedreht wird. Weiterhin ist eine Art von Buchse oder Lager vorgesehen, die bzw. das die Welle stützt. Die Drosselklappenstutzenanordnung ist im Motorraum positioniert und ist einer rauen Umgebung ausgesetzt. Die Lager bzw. Buchsen können mit Schmutzteilchen, die sich in der durch die Ventilanordnung strömenden Luft befinden und Säure aus dem Fahrzeugkraftstoff beaufschlagt werden und können auch mit hohem Druck und hohem Luftdurchsatz beaufschlagt werden. Anforderungen sind derart, dass Drosselklappenstutzenanordnungen an Benzin- und Dieselanwendungen angepasst werden können sowie das Vermögen haben, Beaufschlagung durch eine raue Umgebung zu widerstehen.
Kugellager werden als wünschenswerter zur Verwendung in diesen Anwendungen betrachtet, da Kugellager die Vorteile einer größeren Langlebigkeit, besseren Montage und reduzierten Reibung bieten. Kugellager können jedoch in der Regel diesen rauen Umgebungen nicht widerstehen, was in erster Linie darauf zurückzuführen ist, dass Kugellager nicht für einen Betrieb geeignet sind, in dem sie mit hohem Luftdruck und Vakuum beaufschlagt werden, wie zum Beispiel Umgebungen, in denen der Druck oder das Vakuum höher als 1,0 bar ist. Die Schmutzteilchen und die Säure können eine Beeinträchtigung der Buchsen oder Lager verursachen.
Demgemäß besteht Bedarf nach einer Drosselklappenstutzen- oder Ventilanordnung, die in der Lage ist, die Verwendung von Kugellagern mit einzuschließen, welche dazu ausgebildet sind, einer rauen Umgebung, wie jenen, in denen der Druck 1,0 bar beträgt oder höher ist, zu widerstehen.
Aus der DE 19510622 A1 ist eine Vorrichtung gemäß des Oberbegriffs bekannt, bei der ein X-Ring als Spannmittel eingesetzt wird, um ein Lager zu positionieren. Nachteilig hierbei ist der damit einhergehende Verschleiß des Spannmittels.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist eine Drosselklappenstutzenanordnung, die sowohl für Benzin- als auch für Dieselanwendungen anpassbar ist und auch für Anwendungen zur Dosierung von Fluid, wie zum Beispiel für ein Wasserkühlventil, verwendet werden kann. Die Drosselklappenstutzenanordnung enthält mindestens eine Lageranordnung und eine Dichtung, die dazu verwendet wird, die Lageranordnung zum Widerstehen einer Hochdruckumgebung auszubilden.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Ventilanordnung, die ein Gehäuse, einen als Teil des Gehäuses ausgebildeten mittleren Kanal, eine als Teil des Gehäuses ausgebildete Öffnung und eine sich durch die Öffnung derartig erstreckende Welle, dass sich die Welle durch den mittleren Kanal erstreckt, enthält. Ein Ventilteller ist so an der Welle angebracht, dass der Ventilteller in dem mittleren Kanal angeordnet ist. Weiterhin ist eine Bohrung als Teil des Gehäuses ausgebildet, wobei sich die Welle zumindest teilweise durch die Bohrung erstreckt. Mindestens eine Dichtung ist so in der Bohrung positioniert, dass die Dichtung die Welle umgibt, und mindestens eine Lageranordnung ist an der Welle angebracht und so in der Bohrung positioniert, dass sich das Lager neben der Dichtung befindet. Bei Drehung der Welle zur Änderung der Position des Ventiltellers und Luftstrom durch den mittleren Kanal verhindert die Dichtung eine Beschädigung des Lagers aufgrund einer Beaufschlagung mit hohem Druck vom Luftstrom. Bei einer Ausführungsform verhindert die Dichtung eine Beschädigung des Lagers aufgrund von Beaufschlagung mit Drücken, die größer gleich 1,0 bar sind.
Die Dichtung ist zwischen der Lageranordnung und dem mittleren Kanal positioniert.
Die Dichtung weist einen x-förmigen Querschnitt auf, der über zwei innere Flanschteile und zwei äußere Flanschteile verfügt, wobei die inneren Flanschteile mit der Welle in Kontakt stehen und die äußeren Flanschteile mit dem Vorsprung in Kontakt stehen.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgend angeführten ausführlichen Beschreibung hervor. Es sollte auf der Hand liegen, dass die ausführliche Beschreibung und spezielle Beispiele zwar die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anzeigen, jedoch nur der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen besser verständlich; wobei die in den 4-8 gezeigten Ausführungsformen nicht zur Erfindung gehören und:

1 eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses der Drosselklappenstutzenanordnung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine auseinandergezogene Ansicht einer Drosselklappenstutzenanordnung einer Ausführungsform gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Lageranordnung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Lageranordnung und einer Ausführungsform einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Dichtung;
5 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Lageranordnung und einer anderen Ausführungsform einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Dichtung;
6 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Lageranordnung und noch einer anderen Ausführungsform einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Dichtung;
7 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Lageranordnung und noch einer anderen Ausführungsform einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Dichtung;
8 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Lageranordnung und noch einer anderen Ausführungsform einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Dichtung; und
9 eine als Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Lageranordnung und noch einer anderen Ausführungsform einer in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Dichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist rein beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken.
Eine Drosselklappensteueranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird in den Figuren bei 10 allgemein gezeigt. Die Anordnung 10 enthält ein Gehäuse 12, und als Teil des Gehäuses 12 ist ein mittlerer Kanal 14 ausgebildet, durch den während des Betriebs der Anordnung 10 Luft strömt. Durch den mittleren Kanal 14 erstreckt sich eine drehbare Welle 16. Die Welle 16 enthält einen Schlitz 18, und in dem Schlitz 18 ist ein Ventilglied angeordnet, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform um einen Ventilteller 20 handelt. Der Ventilteller 20 enthält zwei Öffnungen 22, die auf zwei als Teil der Welle 16 ausgebildete und mit einem Gewinde versehene Öffnungen 24 ausgerichtet sind. Des Weiteren verbindet ein Befestigungselement den Teller 20 mit der Welle 16, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform um eine Gewindeschraube 26 handelt, die durch die Öffnungen 22 des Tellers 20 und die mit dem Gewinde versehenen Öffnungen 24 der Welle 16 eingeführt wird und dabei den Ventilteller 20 an der Welle 16 fixiert.
Die Welle 16 ist teilweise in einer als Teil eines ersten Vorsprungs 52a ausgebildeten Öffnung 28a angeordnet, und der erste Vorsprung 52a ist als Teil des Gehäuses 12 ausgebildet. Der mittlere Kanal 14 enthält weiterhin eine Seitenwand 14a, die auch Teil des ersten Vorsprungs 52a bildet, und die Öffnung 28a ist als Teil des Vorsprungs 52a ausgebildet. Eine erste Lageranordnung 30a und eine zweite Lageranordnung 30b stützen die Welle 16 und gestatten, dass sich die Welle 16 bezüglich des Gehäuses 12 dreht. Die erste Lageranordnung 30a ist im Vorsprung 52a positioniert und wird durch einen Verschluss 32 im Vorsprung 52a in Position gehalten. Die zweite Lageranordnung 30b ist in einem zweiten Vorsprung 52b positioniert und wird durch eine in einer als Teil der Welle 16 ausgebildeten Nut 50 positionierten Vorsteckscheibe 34 im Vorsprung 52b gehalten. Als Teil der Seitenwand 14a ist eine zweite Öffnung 28b so ausgebildet, dass die zweite Öffnung 28b als Teil des zweiten Vorsprungs 52b ausgebildet ist. Die zweite Lageranordnung 30b ist zwischen der Vorsteckscheibe 34 und dem Ende der Welle 16 positioniert und ist innerhalb des als Teil des Gehäuses 12 ausgebildeten Vorsprungs 52b positioniert und wird von diesem gestützt.
Des Weiteren enthält das Gehäuse 12 einen bei 36 allgemein gezeigten Hohlraum, und in dem Hohlraum 36 ist ein Aktuator angeordnet, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform um einen Elektromotor 38 handelt, der durch zwei Motorschrauben 40 in Position gehalten wird. An der Welle des Motors 38 ist ein erstes Zahnrad oder Zahnritzel 42 befestigt. Das Zahnritzel 42 steht mit einem zweiten Zahnrad oder Zwischenrad 44 in Eingriff. Das Zwischenrad 44 ist auf einer Zwischenwelle 46 angebracht, und die Zwischenwelle 46 erstreckt sich teilweise in eine als Teil des Gehäuses 12 ausgebildete Öffnung 48. Des Weiteren ist als Teil des Zwischenrads 44 ein Mittelrad 54 ausgebildet, das im Vergleich zu dem Zwischenrad 44 einen kleineren Durchmesser aufweist. Das Mittelrad 54 steht mit einem Zahnsegment 58 in Eingriff.
An dem Vorsprung 52 und dessen Außenseite umgebend ist eine untere Buchse 60 angebracht, und an der unteren Buchse 60 ist ein vorspannbares Glied 62 angebracht, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform um eine Rückstellfeder 62 mit zwei Windungsteilen handelt. Die Rückstellfeder umgibt die untere Buchse 60, und zwischen den Windungsteilen der Rückstellfeder 62 ist eine Zwischenbuchse 66 angeordnet. Die Zwischenbuchse 66 enthält einen Schlitzteil 68, der es der Zwischenbuchse 66 gestattet, ohne zu brechen, teilweise durchzubiegen, so dass die Windungsteile aus einem einzigen durchgehenden Draht zusammen hergestellt sein können und die Zwischenbuchse 66 zwischen den Windungsteilen installiert sein kann.
Das Zahnsegment 58 ist an einem der Windungsteile angebracht, und ein Ende der Rückstellfeder 62 steht mit einem ersten Stift 74 in Kontakt, der als erster Federanschlag fungiert, und ein zweites Ende der Rückstellfeder 62 steht mit einem zweiten Stift 76 in Kontakt, der als zweiter Federanschlag fungiert. Jeder der Stifte 74, 76 ist teilweise in entsprechenden als Teil des Gehäuses 12 ausgebildeten Öffnungen 78 angeordnet.
Mit dem Gehäuse 12 ist eine Abdeckung 80 verbunden, und zwischen der Abdeckung 80 und dem Gehäuse 12 ist eine Dichtung 82 angeordnet, die eine als Teil des Gehäuses 12 ausgebildete äußere Lippe 84 umgibt. Die Abdeckung 80 ist durch Verwendung mehrerer Klammern 86 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Weiterhin ist eine zusätzliche Abdeckung 88 vorgesehen, die an der Abdeckung 80 befestigt ist. Nach der Befestigung der Abdeckung 80 an dem Gehäuse 12 können die Anschlüsse für den Motor 38 durch einen Durchbruch in der Abdeckung 80 betrachtet werden. Wenn bestimmt worden ist, dass die Anschlüsse des Motors 38 mit den als Teil der Abdeckung 80 gebildeten Anschlüssen in Kontakt stehen, wird die zusätzliche Abdeckung 88 an der Abdeckung 80 befestigt.
Die Abdeckung 80 enthält auch einen Verbinder 90, der mit dem Motor in elektrischer Verbindung steht, so dass der Verbinder 90 mit einer Antriebsquelle verbunden werden kann. Mit der Abdeckung 80 ist ein Leiterrahmen integral ausgebildet, der den Verbinder 90 mit einem Sensor (nicht gezeigt) in elektrische Verbindung setzt.
In 3 wird eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Gehäuses 12 gezeigt, die den Vorsprung 52b und die zweite Lageranordnung 30b enthält. Obgleich die zweite Lageranordnung 30b gezeigt wird, liegt innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass die verschiedenen Aspekte der Erfindung auch für die erste Lageranordnung 30a gelten. Die Lageranordnungen 30a, 30b sind bei dieser Ausführungsform Kugellageranordnungen. Die in 3 gezeigte Lageranordnung 30b enthält einen Innenring 92, der mit der Welle 16 in Kontakt steht, und einen Außenring 94, der mit dem Vorsprung 52b in Kontakt steht. Zwischen dem Innenring 92 und dem Außenring 94 ist ein Lagerglied 94a angeordnet, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform um eine Kugel handelt. Weiterhin sind mehrere äußere Dichtungsflächen 96 vorgesehen, wobei eine der äußeren Dichtungsflächen 96a Teil der Welle 16 sein kann, eine andere der äußeren Dichtungsflächen 96b Teil des Vorsprungs 52b ist, eine der Flächen 96c Teil des Innenrings 92 sein kann und eine andere der äußeren Dichtungsflächen 96d Teil des Außenrings 94 sein kann. Weiterhin sind mehrere innere Dichtungsflächen 98 vorgesehen. Insbesondere sind eine innere Dichtungsfläche 98a, die Teil der Welle 16 ist, innere Dichtungsflächen 98b1, 98b2, die Teil des Vorsprungs 52b sind, eine andere innere Dichtungsfläche 98c, die Teil des Innenrings 92 ist, und eine innere Dichtungsfläche 98d, die Teil des Außenrings 94 ist, vorgesehen.
Es gibt verschiedene Arten von Dichtungen, die verwendet werden können, um eine Dichtungsfunktion an der oder um die Lageranordnung 30b bereitzustellen. Eine nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform einer mit der Lageranordnung 30b verwendeten Dichtung 100 wird in 4 gezeigt, wobei die Dichtung 100 zwischen der Lageranordnung 30b und der Seitenwand 14a positioniert ist, so dass im Wesentlichen verhindert wird, dass Schmutzteilchen aus dem mittleren Kanal 14 die Lageranordnung 30b berühren. Die Dichtung 100 enthält einen Basisteil 100a und zwei Flanschteile 100b. Der Basisteil 100a steht mit mehreren der inneren Dichtungsflächen 98b1, 98b2, 98d in Kontakt, einer der Flanschteile 100b steht mit der als Teil der Welle 16 ausgebildeten inneren Dichtungsfläche 98a und einer der als Teil des Vorsprungs 52b ausgebildeten inneren Dichtungsflächen 98b1 in Kontakt, und ein anderer der Flanschteile 100b steht mit der als Teil der Welle 16 ausgebildeten inneren Dichtungsfläche 98a und einer der als Teil des Innenrings 92 ausgebildeten inneren Dichtungsflächen 90c in Kontakt.
In 5 wird eine andere nicht zur Erfndung gehörende Ausführungsform einer Dichtung 102 gezeigt, wobei diese Dichtung 102 auch zwischen der Lageranordnung 30b und der Seitenwand 14a positioniert ist. Bei dieser Ausführungsform enthält die Dichtung 102 einen X-förmigen Querschnitt mit inneren Flanschteilen 102a und äußeren Flanschteilen 102b. Einer der inneren Flanschteile 102a steht mit der als Teil der Welle 16 ausgebildeten inneren Dichtungsfläche 98a und einer der als Teil des Innenrings 92 ausgebildeten inneren Dichtungsflächen 98c in Kontakt, und ein anderer der inneren Flanschteile 102a steht mit der als Teil der Welle 16 ausgebildeten inneren Dichtungsfläche 98a und einer der als Teil des Vorsprungs 52b ausgebildeten inneren Dichtungsflächen 98b1 in Kontakt. Einer der äußeren Flanschteile 102b steht mit den inneren Dichtungsflächen 98b1, 98b2 des Vorsprungs 52b in Kontakt, und eine andere der äußeren Dichtungsflächen 102b steht mit einer der inneren Dichtungsflächen 98b2 des Vorsprung 52b und der inneren Dichtungsfläche 98d des Außenrings 94 in Kontakt.
Die Dichtung 102 kann auch außerhalb der Lageranordnung 30b platziert sein, wie in 6 gezeigt, so dass die Lageranordnung 30b bezüglich der Dichtung 102 näher an der Seitenwand 14a liegt. Bei dieser Ausführungsform steht einer der inneren Flanschteile 102a der Dichtung 102 mit der als Teil der Welle 16 ausgebildeten äußeren Dichtungsfläche 96a in Kontakt, der andere innere Flanschteil 102a steht mit der äußeren Dichtungsfläche 96a der Welle 16 und der als Teil des Innenrings 92 ausgebildeten äußeren Dichtungsfläche 96c in Kontakt. Einer der äußeren Flanschteile 102b steht mit der als Teil des Vorsprungs 52b ausgebildeten äußeren Dichtungsfläche 96b in Kontakt, der andere äußere Flanschteil 102b steht mit der als Teil des Vorsprungs 52b ausgebildeten äußeren Dichtungsfläche 96b und der als Teil des Außenrings 94 ausgebildeten äußeren Dichtungsfläche 96d in Kontakt.
In 7 wird eine andere nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform gezeigt, bei der die Welle 16 zwei Durchmesser aufweist, einen ersten Durchmesser 16a, der kleiner als ein zweiter Durchmesser 16b ist. Weiterhin wird in 7 die Dichtung 102 gezeigt, die den X-förmigen Querschnitt aufweist, wobei einer der inneren Flanschteile 102a mit der inneren Dichtungsfläche 98c des Innenrings 92 und der inneren Dichtungsfläche 98a der Welle 16 in Kontakt steht, und der andere der inneren Flanschteile 102a mit zwei der inneren Dichtungsflächen 98a, 98b3 der Welle in Kontakt steht. Ferner steht einer der äußeren Flanschteile 102b mit der inneren Dichtungsfläche 98b2 des Vorsprungs 52a in Kontakt, und der andere äußere Flanschteil 102b steht mit den inneren Dichtungsflächen 98b1, 98b2 des Vorsprung 52a in Kontakt.
In 8 wird noch eine andere nicht zur Erfindung gehörende Ausführungsform gezeigt, bei der die Welle 16 auch zwei Durchmesser 16a, 16b aufweist. Bei dieser Ausführungsform steht der äußere Basisteil 104a der Lippendichtung 104 mit den inneren Dichtungsflächen 98b1, 98b2 des Vorsprungs 52 in Kontakt. Der innere Lippenteil 104b steht mit der inneren Dichtungsfläche 98a der Welle 16 und der inneren Dichtungsfläche 98c des Innenrings 92 in Kontakt.
In 9 wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei sich gleiche Zahlen auf gleiche Elemente beziehen. Bei dieser Ausführungsform weist die Welle 16 wieder zwei Durchmesser 16a, 16b auf. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtung 102 jedoch am zweiten Durchmesser 16b positioniert, der der größere der beiden Durchmesser 16a, 16b ist. Bei dieser Ausführungsform sind das Gehäuse 12 und der Vorsprung 52a unterschiedlich geformt, um der geänderten Position der Dichtung 102 Rechnung zu tragen. Der Innenring 92 befindet sich neben dem Teil der Welle 16, der den zweiten Durchmesser 16b aufweist, ist aber immer noch an dem Teil der Welle 16 angebracht, der den ersten Durchmesser 16a aufweist. Es wird die Dichtung 102 mit dem X-förmigen Querschnitt verwendet, aber es liegt innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass auch Dichtungen mit anderen Formen und Querschnitten verwendet werden können. Bei dieser Ausführungsform steht einer der inneren Flanschteile 102a mit der inneren Dichtungsfläche 98a der Welle 16 in Kontakt, und ein anderer der inneren Flanschteile 102a steht mit der inneren Dichtungsfläche 98a der Welle 16 und einer der inneren Dichtungsflächen 98b1 des Vorsprungs 52a in Kontakt. Des Weiteren steht einer der äußeren Flanschteile 102b mit der inneren Dichtungsfläche 98d des Außenrings 94 und der inneren Dichtungsfläche 98b2 des Vorsprungs 52a in Kontakt, und der andere äußere Flanschteil 102b steht mit den inneren Dichtungsflächen 98b1, 98b2 des Vorsprungs 52a in Kontakt.
Im Betrieb spannt die Feder 62 das Zahnsegment 58 und deshalb die Welle 16 und den Ventilteller 20 in die geschlossene Position vor, so dass der mittlere Kanal 14 in Abhängigkeit davon, wie die Anordnung 10 ausgebildet ist, im Wesentlichen geschlossen oder vollständig gesperrt ist. Wenn an den Motor 38 ein Strom angelegt wird, wird das Motorzahnritzel 42 gedreht, was die Drehung des Zwischenrads 44, des Mittelrads 54 und des Zahnsegments 58 bewirkt. Zum Drehen des Zahnsegments 58 wird die durch die Rückstellfeder 62 an das Zahnsegment 58 angelegte Kraft überwunden. Das Ausmaß der Drehung des Zahnsegments 58 ist proportional zu der an den Motor 38 angelegten Strommenge, die die durch die Rückstellfeder 62 an das Zahnsegment 58 angelegte Kraft überwinden muss.
Bei Drehung des Zahnsegments 58 wird auch die Welle 16 gedreht, wodurch der Teller 20 gedreht wird und höhere Ausmaße an Luftstrom durch den mittleren Kanal 14 gestattet werden. Das Ausmaß der Drehung des Zahnsegments 58 wird durch den Sensor detektiert, so dass der Ventilteller 20 in eine gewünschte Position platziert werden kann. Die Welle 16 wird durch die Lageranordnungen 30a, 30b gestützt, und die Dichtungen 100, 102, 104 verhindern eine Leckage um die Lageranordnungen 30a, 30b herum während des Betriebs der Drosselklappensteueranordnung 10. Die Drosselklappensteueranordnung 10 kann zum Steuern des Stroms von Luft oder irgendeiner Art von Fluid verwendet werden, wodurch die Anordnung 10 für viele verschiedene Anwendungen nützlich wird, darunter Anwendungen, bei denen die Anordnung hohen Drücken ausgesetzt ist.

Claims

Vorrichtung, aufweisend: eine Ventilanordnung (10), umfassend: ein Gehäuse (12), das einen mittleren Kanal (14) definiert; einen Ventilteller (20), der in dem mittleren Kanal (14) angeordnet und an einer Welle (16) angebracht ist; mindestens einen als Teil des Gehäuses (12) ausgebildeten Vorsprung (52a), wobei die Welle (16) zumindest teilweise in dem mindestens einen Vorsprung (52a) angeordnet ist; mindestens eine so in dem Vorsprung (52a) angeordnete Lageranordnung (30a), dass sich die Welle (16) durch die Lageranordnung (30a) erstreckt und von ihr gestützt wird; mindestens eine in dem Vorsprung (52a) neben der mindestens einen Lageranordnung (30a) positionierte Dichtung (102); und einen Aktuator (38) zum Steuern der Öffnungsbewegung des Ventiltellers (20) und der Welle (16); wobei die mindestens eine Dichtung (102) Abstützung für die Lageranordnung (30a) bereitstellt, wenn die mindestens eine Lageranordnung (30a) mit hohem Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Dichtung (102) einen x-förmigen Querschnitt mit zwei radial äußeren Flanschteilen (102b) und zwei integral mit den zwei äußeren Flanschteilen (102b) ausgebildeten radial inneren Flanschteilen (102a) aufweist, wobei die äußeren Flanschteile (102b) mit einem Teil des mindestens einen Vorsprungs (52a) in Kontakt stehen und die inneren Flanschteile (102a) mit der Welle (16) in Kontakt stehen, die Welle (16) einen ersten Durchmesserteil (16a) und einen zweiten Durchmesserteil (16b) aufweist, wobei der zweite Durchmesserteil (16b) größer als der erste Durchmesserteil (16a) ist, wobei das mindestens eine Lager (30a) am ersten Durchmesserteil (16a) angebracht ist, wobei einer der inneren Flanschteile (102a) mit einer inneren Dichtungsfläche (98a) auf dem zweiten Durchmesserteil (16b) der Welle (16) in Kontakt steht, und ein anderer der inneren Flanschteile (102a) mit der inneren Dichtungsfläche (98a) der Welle (16) und einer quer zur Welle ausgerichteten inneren Dichtungsfläche (98b1) des Vorsprungs (52a) in Kontakt steht, wobei einer der äußeren Flanschteile (102b) mit einer stirnseitigen inneren Dichtungsfläche (98d) des Außenrings (94) des Lagers (30a) und einer zylinderförmigen inneren Dichtungsfläche (98b2) des Vorsprungs (52a) in Kontakt steht, und der andere äußere Flanschteil (102b) mit den beiden inneren Dichtungsflächen (98b1, 98b2) des Vorsprungs (52a) in Kontakt steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Dichtung (102) zwischen der mindestens einen Lageranordnung (30a) und dem mittleren Kanal (14) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: ein Gehäuse (12); eine als Teil des Gehäuses (12) ausgebildete Seitenwand (14a); einen als Teil des Gehäuses (12) ausgebildeten mittleren Kanal (14), wobei die Seitenwand (14a) Teil des mittleren Kanals (14) ist; eine als Teil der Seitenwand (14a) ausgebildete Öffnung (28a); eine sich durch die mindestens eine Öffnung (28a) so erstreckende Welle (16), dass sich die Welle (16) durch den mittleren Kanal (14) erstreckt; einen so an der Welle (16) angebrachten Ventilteller (20), dass der Ventilteller (20) in dem mittleren Kanal (14) angeordnet ist; mindestens einen als Teil des Gehäuses (12) ausgebildeten Vorsprung (52a), wobei die mindestens eine Öffnung (28a) Teil des mindestens einen Vorsprungs (52a) ist; mindestens eine in dem mindestens einen Vorsprung (52a) so positionierte Dichtung (102), dass die mindestens eine Dichtung (102) die Welle (16) umgibt; und mindestens eine an der Welle (16) angebrachte und in dem mindestens einen Vorsprung (52a) so positionierte Lageranordnung (30a), dass sich das mindestens eine Lager (30a) neben der mindestens einen Dichtung (102) befindet; wobei bei Drehung der Welle (16) zur Änderung der Position des Ventiltellers (20) und des Luftstroms durch den mittleren Kanal (14) die mindestens eine Dichtung (102) verhindert, dass das mindestens eine Lager mit hohem Druck von dem Luftstrom beaufschlagt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Dichtung (102) verhindert, dass das mindestens eine Lager (30a) mit Drücken beaufschlagt wird, die größer gleich 1,0 bar sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei mindestens eine Dichtung (102) zwischen der mindestens einen Lageranordnung (30a) und dem mittleren Kanal (14) positioniert ist.