DE4027371A1

DE4027371A1 - Butterfly type valve for perfect seal - has gap between valve plate and pipe wall filled with polymer coating on pipe with high content of glass microspheres

Info

Publication number: DE4027371A1
Application number: DE19904027371
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Sausner; Stefan Dipl Ing Knapp
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1992-03-12

Abstract

A hollow body has a flow bore contg. a member to close it; in its closed position this member leaves a gap open (at least at one point) and this gap is sealed off with a layer of polymer either on the member itself or on the wall of the bore; this polymer contains expanded microspheres of mineral material and pref. glass; the polymer is pref. polyurea. Pref. the cross-section of a suction pipe of an i.c. engine is shown (1) which holds a butterfly type of valve (3), here in the closed position where it lies across the pipe bore (2). The narrow gap remains between the bore (2) and the valve plate because of mfg. tolerances in the components. This gap (4) is filled with a caoting on the wall of the bore (2). The coating of polyurea has a 65% content of glass microspheres of average dia. 26 microns. The bore (2) is coated with a primer first, whereas the valve (3) has a release agent. The lining (4) is applied when the valve is closed and produces a perfect seal through capillarity. ADVANTAGE - The prod. is made with a low rejection rate (in contrast with existing methods). (3pp Dwg.No.1/2)

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlkörper mit einer Durch flußöffnung und einem darin angeordneten, in eine Schließ stellung bewegbaren Schließglied, bei dem das Schließglied in der Schließstellung zumindest an einer Stelle einen Abstand von der Durchflußöffnung aufweist und bei dem der durch den Abstand gebildete Spalt durch eine an dem Schließglied und/oder der Durchflußöffnung haftende Schicht aus polymerem Werkstoff abgedichtet ist.The invention relates to a hollow body with a through flow opening and one arranged therein, in a closure position movable closing member, in which the closing member in the closed position at least at one point Has distance from the flow opening and at which the by the gap formed by a on the Closing member and / or the flow opening sticking Layer of polymeric material is sealed.

Ein solcher Hohlkörper ist bekannt. Der die Schicht bildende Werkstoffkörper ist dabei von homogener Zusam mensetzung. Er wird erzeugt, indem das Schließglied in eine Schließstellung überführt und der Durchflußöffnung kontinuierlich eine Luftströmung zugeführt wird, welche einen Gehalt an Tröpfchen eines in einen flüssigen Zustand überführten, polymeren Werkstoffes aufweist. Die Tröpfchen werden aus dieser Luftströmung insbesondere im Bereich des durch den Abstand zwischen dem Schließglied und der Durchflußöffnung gebildeten Spaltes abgeschieden, was bei sachgerechter Durchführung zum allmählichen Aufbau einer fest haftenden Schicht an der Durchflußöffnung und/oder dem Schließglied führt. Das Schließglied wird von der so gebildeten Schicht vor deren endgültiger Erstarrung losgebrochen, indem eine Relativverlagerung des Schließ gliedes bewirkt wird, die dem normalen Bewegungsablauf entspricht. Wird es anschließend erneut in seine Schließ stellung überführt, dann ergibt sich eine 100%-ige Unter brechung der Durchflußöffnung. Beispielsweise in bezug auf die Verbreiterung des Stellbereiches von Ventilen ist das von großem Vorteil. Die Herstellung entsprechender Hohlkör per ist jedoch mit einer großen Ausschußquote belastet, was unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht vertretbar ist.Such a hollow body is known. The layer forming material body is homogeneous together setting. It is generated by the closing member in transferred a closed position and the flow opening an air flow is continuously supplied, which a droplet content in a liquid state transferred, polymeric material. The droplets are from this air flow especially in the area of by the distance between the closing member and the Flow opening formed gap, which at proper implementation for the gradual establishment of a firmly adhering layer to the flow opening and / or leads the locking member. The closing member is of the so formed layer before its final solidification broken loose by a relative displacement of the closing limb is effected, the normal movement corresponds. It will then close again position transferred, then there is a 100% sub refraction of the flow opening. For example, in relation to the broadening of the adjustment range of valves is that of great advantage. The production of corresponding hollow articles per is burdened with a large reject rate, which is not justifiable from an economic point of view is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Hohlkörper derart weiterzuentwickeln, daß sich eine Senkung der Ausschußquote während seiner Herstellung ergibt.The invention is based, such Develop hollow bodies so that a Reduction of the reject rate during its manufacture results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hohlkörper der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merk malen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestal tungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with a hollow body of the type mentioned with the characteristic note paint solved by claim 1. On advantageous form the subordinate claims refer.

Bei dem erfindungsgemäßen Hohlkörper ist es vorgesehen, daß der polymere Werkstoff einen Gehalt an expandierten Mikrokugeln aus einem mineralischen Werkstoff aufweist. Er zeichnet sich dadurch in flüssigem Zustand durch eine große Fließfähigkeit aus, was ein Eindringen in enge Spalte begünstigt. Die Zuführung kann dadurch in kontinuier licher Weise erfolgen, beispielsweise mit Hilfe einer Pipette oder eines Gießwerkzeuges. Die Zeit, die für den Aufbau der Schicht erforderlich ist, erfährt hierdurch eine deutliche Verkürzung. In the hollow body according to the invention, it is provided that that the polymeric material expanded Has microspheres made of a mineral material. He characterized by a liquid great fluidity from what penetration into tight Column favors. The feed can thereby be in continuous Licher way, for example with the help of a Pipette or a casting tool. The time for the Build-up of the layer is required a significant shortening.

Der Gehalt an expandierten Mikrokugeln aus einem minerali schen Werkstoff bewirkt gleichwohl im Anschluß an die Verfestigung des polymeren Werkstoffes einen deutlichen Anstieg der Sprödigkeit der Schicht. Die Zeitspanne, in der das relativ bewegbare Schließglied unter Vermeidung von Werkstoffablösungen losgebrochen werden kann, erfährt dadurch eine deutliche Vergrößerung. Die bei der Herstel lung auftretende Ausschußquote ist deutlich reduziert.The content of expanded microspheres from a minerali The material nevertheless causes after the Solidification of the polymeric material a clear Increase in brittleness of the layer. The period of time in avoiding the relatively movable closing member detachment from material can be experienced thereby a significant enlargement. The one at the manufacturer reject rate is significantly reduced.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn als polymerer Werkstoff ein Polyharnstoff zur Anwendung gelangt. Dieser zeichnet sich durch besonders gute chemi sche, mechanische und thermische Eigenschaften aus sowie in flüssigem Zustand durch gute adhäsive Eigenschaften und eine gute Verarbeitbarkeit. Eine Verwendung auf vielfälti gen Gebieten ist hierdurch problemlos möglich.It has proven to be particularly advantageous if polymeric material a polyurea for use reached. This is characterized by particularly good chemi mechanical, thermal and thermal properties from and in a liquid state due to good adhesive properties and good workability. A use on diverse areas is easily possible.

Der Gewichtsanteil an expandierten Mikrokugeln kann in Abhängigkeit von dem im einzelnen vorgesehenen Verwen dungszweck in breitem Rahmen variieren und 10 bis 90 Gew.% betragen. In bezug auf eine Verwendung in Drehschiebern hat sich ein Gehalt von 30 bis 60%, bezogen auf das Gewicht der die expandierten Mikrokugeln enthaltenden Schicht, in besonderer Weise bewährt.The weight fraction of expanded microspheres can be in Dependence on the intended use application range vary widely and 10 to 90 wt.% be. With regard to use in rotary valves has a content of 30 to 60%, based on the Weight of those containing the expanded microspheres Layer, proven in a special way.

Die expandierten Mikrokugeln sollen möglichst einen Durchmesser von 25 bis 30 mµ haben. Ist der Durchmesser geringer, dann resultiert eine unzureichende Versprödung des die expandierten Mikrokugeln enthaltenen Werkstoff körpers, was das Losbrechen des relativ bewegbaren Schließ gliedes im Anschluß an die Verfestigung erschwert. In gleichem Sinne ist die Verwendung von expandierten Mikro kugeln von Nachteil, die einen größeren Durchmesser haben. In diesem Falle ist beim Einbringen der flüssigen Werk stoffmischung in sehr enge Spalte das Auftreten eines Entmischungsvorgangs zu beobachten. Auch hierdurch können nichttolerierbare Beschädigungen der Beschichtung im Anschluß an ihre Verfestigung und dem gewaltsamen Los brechen des Schließgliedes beobachtet werden.The expanded microspheres should be one if possible Have diameters from 25 to 30 mµ. Is the diameter less, then insufficient embrittlement results of the material containing the expanded microspheres body, which is the breakaway of the relatively movable closure limbed after the consolidation. In the same is the use of expanded micro disadvantageous balls that have a larger diameter. In this case, the liquid works substance mixture in very narrow column the occurrence of a Observe separation process. This also allows intolerable damage to the coating in the Following their solidification and the violent lot breakage of the closing member can be observed.

Die expandierten Mikrokugeln können an sich aus jedem beliebigen, mineralischen Werkstoff bestehen. Bevorzugt gelangen expandierte Mikrokugeln zur Anwendung, die aus Glas bestehen, weil sich in diesem Falle eine besonders zuverlässige Einbindung in die Matrix aus polymerem Werkstoff ergibt.The expanded microspheres can be made out of any any mineral material. Prefers expanded microspheres are used, which are made from Glass exist because in this case there is a special one reliable integration into the matrix of polymer Material results.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigeführten Zeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigen:The object of the invention is based on the clarified as an attached drawing. It demonstrate:

Fig. 1 eine beispielhafte Ausführung des erfindungsge mäßen Hohlkörpers in längsgeschnittener Darstellung; Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the erfindungsge MAESSEN hollow body in longitudinal section;

Fig. 2 der Hohlkörper gemäß Fig. 1 in quergeschnitte ner Darstellung. Fig. 2, the hollow body of FIG. 1 in cross-section ner representation.

Fig. 1 zeigt einen Hohlkörper 1 in längsgeschnittener Darstellung, der das Ansaugrohr einer Verbrennungskraft maschine bildet. In dem Hohlkörper 1 ist eine Durchfluß öffnung 2 angeordnet sowie ein Schließglied 3, das durch eine Drosselklappe gebildet wird. In Fig. 1 wird das Schließglied 3 in seiner Schließstellung gezeigt. Es erstreckt sich in der Schließstellung im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Durchflußöffnung 2, wodurch diese überwiegend verschlossen wird. Fig. 1 shows a hollow body 1 in a longitudinal section, which forms the intake pipe of an internal combustion engine. In the hollow body 1 , a flow opening 2 is arranged and a closing member 3 , which is formed by a throttle valve. In Fig. 1, the closing member 3 is shown in its closed position. In the closed position, it extends essentially transversely to the longitudinal direction of the flow opening 2 , as a result of which this is predominantly closed.

Im Randbereich hat das Schließglied 3 einen geringen Spaltabstand von der Innenseite der Durchflußöffnung 2. Dieser läßt sich aufgrund der Herstelltoleranzen einer seits des Hohlkörpers und andererseits des Schließglie des 3 nicht ohne weiteres vermeiden. Er begünstigt auch das Einführen des Schließgliedes im Anschluß an die Herstellung des Hohlkörpers 1.In the edge region, the closing member 3 has a small gap distance from the inside of the flow opening 2 . This cannot be easily avoided due to the manufacturing tolerances on the one hand of the hollow body and on the other hand of the closing member of FIG. 3 . It also favors the insertion of the closing member following the manufacture of the hollow body 1 .

Der durch den Abstand zwischen dem in der Schließstellung befindlichen Schließglied 3 und der Innenseite der Durch flußöffnung 2 gebildete Spalt ist durch eine Schicht 4 verschlossen, die an der Innenseite der Durchflußöffnung 2 haftet. Die Schicht besteht aus Polyharnstoff und weist einen Gehalt von 65% an expandierten Mikrokugeln aus Glas auf, die einen mittleren Durchmesser von 26 mµ haben.By the distance between the located in the closed position of closing element 3 and the inner side of the gap formed by 2 flow port is closed by a layer 4, which adheres to the inside of the flow passage. 2 The layer consists of polyurea and contains 65% expanded glass microspheres with an average diameter of 26 mµ.

Die Oberfläche der Durchflußöffnung ist mit einem Haftver mittler beschichtet, diejenige des Schließgliedes 3 mit einem Trennmittel. Das mit Hilfe einer Pipette in flüssi gem Zustand in den Spalt zwischen dem Schließglied 3 und der Durchflußöffnung 2 eingeführte Werkstoffgemisch geht dadurch eine feste Bindung nur mit der Innenseite der Durchflußöffnung 2 ein. Es füllt den Spalt in Umfangsrich tung völlig aus, wobei eine ausgeglichene Verteilung maßgeblich durch die Ausnutzung der Kappilarwirkung erreicht wird, die sich in engen Spalten ergibt. Die Einbringung des Werkstoffgemisches läßt sich dadurch äußerst schnell, umweltschonend und wirtschaftlich be wirken. Die Anwendung eines Differenzdruckes, von Luft reinigungsanlagen u. ä. ist entbehrlich.The surface of the flow opening is coated with a Haftver medium, that of the closing member 3 with a release agent. The introduced with the aid of a pipette in accordance flüssi state in the gap between the closing member 3 and the through-flow material mixture 2 is thereby form a stable bond with the inside of the flow passage. 2 It completely fills the gap in the circumferential direction, whereby a balanced distribution is largely achieved by utilizing the capillary effect, which results in narrow gaps. The introduction of the material mixture can be extremely quick, environmentally friendly and economical. The application of a differential pressure, air cleaning systems and. Ä. is unnecessary.

Im Anschluß an die Verfestigung der aus der Werkstoffmi schung gebildeten Schicht 4 wird das Schließglied 3 gewaltsam in eine Offenstellung überführt, was durch zwei Pfeile angedeutet ist. Hierbei löst sich die Verbindung zwischen der Schicht 4 und der Außenseite des Schließ gliedes 3 in der Weise, daß das Schließglied 3 jederzeit wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgeführt werden kann und eine völlige Blockierung der Durchlässig keit der Durchflußöffnung 2 bewirkt. Die Durchflußrate der Durchflußöffnung läßt sich hierdurch äußerst feinfühlig an bestimmte Erfordernisse des Anwendungsfalles anpassen.Following the solidification of the layer 4 formed from the material mixture, the closing member 3 is forced into an open position, which is indicated by two arrows. Here, the connection between the layer 4 and the outside of the closing member 3 is released in such a way that the closing member 3 can be returned to its original position at any time and completely blocks the permeability of the flow opening 2 . The flow rate of the flow opening can hereby be adjusted extremely sensitively to certain requirements of the application.

Claims

1. Hollow body with a flow opening and a closing member arranged therein, movable in a closed position, in which the closing member in the closed position is at least at one point from the flow opening and in which the gap formed by the distance by a member of the closure and / or the flow-adhering layer of polymeric material is sealed, characterized in that the polymeric material has a content of expanded microspheres made of a mineral's material.

2. Hollow body according to claim 1, characterized in that that the polymeric material is polyurea.

3. Hollow body according to claim 1 to 2, characterized net that the content of expanded microspheres 10th is up to 90% by weight.

4. Hollow body according to claim 1 to 2, characterized net that the content of expanded microspheres 30th is up to 60% by weight.

5. Hollow body according to claim 1 to 4, characterized net that the microspheres an average Have diameters from 25 to 30 mµ.

6. Hollow body according to claim 1 to 5, characterized net that the microspheres are made of glass.