EP3234421A1 - Ventilvorrichtung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Ventilvorrichtung in einem kraftfahrzeug

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Publication number
EP3234421A1
EP3234421A1 EP15813026.0A EP15813026A EP3234421A1 EP 3234421 A1 EP3234421 A1 EP 3234421A1 EP 15813026 A EP15813026 A EP 15813026A EP 3234421 A1 EP3234421 A1 EP 3234421A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flap
axis
flow channel
housing
valve device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15813026.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Johannes MONTIGNY
Stefan Kopp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP3234421A1 publication Critical patent/EP3234421A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/224—Details of bearings for the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1065—Mechanical control linkage between an actuator and the flap, e.g. including levers, gears, springs, clutches, limit stops of the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/047—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means

Definitions

  • the invention relates to a valve device in a motor vehicle having a housing, a ⁇ arranged in the housing flow channel, a being ⁇ arranged in the flow channel flap for closing the flow channel, wherein the flap is mounted on a shaft, mounted the axis of rotation in the housing and is driven by an electric motor via a gear, a arranged in the flow channel valve seat z, with the flap is in the closed position in contact, wherein the axis penetrates the flap at an angle.
  • valve devices find for example as
  • Throttle body for Lufmassenregelung of combustion engines ⁇ or fuel cell systems use.
  • a ge ⁇ desired reduction of the necessary space by reducing the inclination of the axis is a limit set by the flap design.
  • limits a reduction of the skew limits a reduction of the skew.
  • Object of the present invention is to provide a Ventilvor ⁇ direction of the type mentioned above, with the axis running obliquely in the flow channel requires the smallest possible space.
  • the object is achieved in that the part of the axis located in the flow channel has a smaller diameter than in the region of the transmission-side bearing be ⁇ sits.
  • the reduction of the axial diameter in the flow channel he ⁇ allows the arrangement of a flap with a smaller thickness and allows a less steep inclination of the axis to
  • valve device in this way, requires less space in the extension of the flow channel. Characterized the housing of the valve device in this direction can be smaller and thus lighter and cheaper formed from ⁇ .
  • Diameter of the axis in the direction of the gearbox facing away from the bearing, in particular after the flap, is further reduced.
  • the axis in the region of the second bearing has the smallest diameter, which allows the use of a smaller bearing and thus also contributes to the reduction of the necessary space.
  • the increase in the distance from the flap to the lateral surface of the axle as a result of the diameter reduction ⁇ has yet another advantage that has an influence on the insertable seal.
  • seals with protruding sealing lips we ⁇ considerably more effective than simple O-ring seals.
  • ⁇ on the basis of the spatial extent of the sealing lip on the wall of the flow channel, the use of such seals has so far been problematic at low inclination of the axis.
  • the invention is explained in more detail, It shows in the single figure, a valve device according to the invention in section.
  • the valve device for a motor vehicle in Figure 1 consists of a housing 1, with a housing arranged in the flow channel 2 for the passage of a fluid.
  • an air flow through the valve device is regulated.
  • an axis 3 is arranged, which is mounted on both sides in the housing 1.
  • the first bearing 4 is located on the side of the housing 1 on which a transmission 5 is arranged.
  • the transmission 5 is the output side connected to the axis 3 and the input side with an electric motor, not shown, which is housed in a separate chamber 6 of the housing 1.
  • the second bearing 7 for the axis 3 is located on the opposite side of the transmission 5 of the flow channel 2.
  • a flap 8 is arranged, which has a bore 9 through which the axis 3 extends.
  • the flap 8 is bolted to the axis 3.
  • the flap 8 further has a radially encircling edge on which a seal 10 is arranged.
  • the flap 8 is in the closed position, so that the seal 10 cooperates with the region acting as a valve seat 11 region of the flow channel 2 and the flow channel 2 completely closes.
  • the axis 3 has in the region of the first bearing 4, the largest diameter. Between the first bearing 4 and the flap 3, the axis 3 has a first shoulder 12, so that the part of the axle 3 located in the flow channel 2 has a smaller diameter than in the area of the transmission-side mounting.
  • the seal 10 is a sealing ring with a sealing lip, wherein the sealing lip extends in the region of the second paragraph 13 in the flow channel in the direction of the axis 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse 1, einem in dem Gehäuse angeordneten Strömungskanal 2, einer in dem Strömungskanal 2 angeordneten Klappe 8 zum Verschließen des Strömungskanals 2, wobei die Klappe 8 auf einer Achse 3 befestigt ist, die Achse 3 drehbar im Gehäuse 1 gelagert und von einem Elektromotor über ein Getriebe 5 antreibbar ist, einem im Strömungskanal 2 angeordneten Ventilsitz, mit dem die Klappe 8 in Schließstellung in Kontakt steht, wobei die Achse 3 die Klappe 8 in einem Winkel durchdringt. Der im Strömungskanal 2 befindliche Teil der Achse 3 besitzt einen geringeren Durchmesser als im Bereich der getriebeseitigen Lagerung 4.

Description

Beschreibung
Ventilvorrichtung in einem Kraftfahrzeug
Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse ange¬ ordneten Strömungskanal, einer in dem Strömungskanal ange¬ ordneten Klappe zum Verschließen des Strömungskanals, wobei die Klappe auf einer Achse befestigt ist, die Achse drehbar im Gehäuse gelagert und von einem Elektromotor über ein Getriebe antreibbar ist, einem im Strömungskanal angeordneten Ventilsit z , mit dem die Klappe in Schließstellung in Kontakt steht, wobei die Achse die Klappe in einem Winkel durchdringt.
Derartige Ventilvorrichtungen finden beispielsweise als
Drosselklappenstutzen zur Lufmassenregelung von Verbrennungs¬ motoren oder in BrennstoffZeilensystemen Verwendung. Infolge der Durchdringung der Klappe durch die Achse in einem Winkel und die damit verbundene Schrägstellung der Achse im Strömungskanal benötigen derart angeordnete Achsen einen größeren Bauraum als rechtwinklig im Strömungskanal angeordnete Achsen. Eine ge¬ wünschte Reduzierung des notwendigen Bauraums durch eine Verringerung der Schrägstellung der Achse ist eine Grenze durch die Klappengestaltung gesetzt. Insbesondere durch die am radial umlaufenden Rand der Klappe angeordnete Dichtung zu der die Achse einen gewissen Abstand besitzen muss, begrenzt eine Reduzierung der Schrägstellung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventilvor¬ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei schräg im Strömungskanal verlaufender Achse einen möglichst geringen Bauraum benötigt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der im Strömungskanal befindliche Teil der Achse einen geringeren Durchmesser als im Bereich der getriebeseitigen Lagerung be¬ sitzt. Die Reduzierung des Achsendurchmessers im Strömungskanal er¬ möglicht die Anordnung einer Klappe mit geringerer Dicke und erlaubt eine weniger starke Schrägstellung der Achse um
Strömungskanal. Auf diese Weise benötigt die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung in Erstreckung des Strömungskanals weniger Bauraum. Dadurch kann das Gehäuse der Ventilvorrichtung in dieser Richtung kleiner und somit leichter und kostengünstiger aus¬ gebildet werden.
Eine weitere Reduzierung des in Erstreckung des Strömungskanals erforderlichen Bauraums wird dadurch erreicht, wenn der
Durchmesser der Achse in Richtung des dem Getriebe abgewandten Lagers, insbesondere nach der Klappe, weiter reduziert ist. Mit dieser Ausgestaltung besitzt die Achse im Bereich der zweiten Lagerung den kleinsten Durchmesser, der die Verwendung eines kleineren Lagers erlaubt und so ebenfalls zur Reduzierung des notwendigen Bauraums beiträgt. Die Vergrößerung des Abstandes von der Klappe zur Mantelfläche der Achse infolge der Durch¬ messerreduzierung besitzt noch einen weiteren Vorteil, der Einfluss auf die einsetzbare Dichtung hat. Für eine gute Dichtwirkung sind Dichtungen mit abstehenden Dichtlippen we¬ sentlich wirkungsvoller als einfache O-Ring-Dichtungen . Auf¬ grund der räumlichen Erstreckung der Dichtlippe an der Wandung des Strömungskanals war die Verwendung dieser Dichtungen bei geringer Schrägstellung der Achse bislang problematisch. Mit der vorteilhaften Ausgestaltung ist es nunmehr möglich Dichtungen mit Dichtlippen zu verwenden, auch wenn die Achse eine geringe Schrägstellung aufweist.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert, Es zeigt in der einzigen Figur eine erfindungsgemäße Ventil- Vorrichtung im Schnitt.
Die Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeug in Figur 1 besteht aus einem Gehäuse 1, mit einem in dem Gehäuse angeordneten Strömungskanal 2 zum Durchströmen eines Fluids. Im vorliegenden Fall wird ein Luftstrom durch die Ventilvorrichtung geregelt. Im Strömungskanal 2 ist eine Achse 3 angeordnet, die zu beiden Seiten im Gehäuse 1 gelagert ist. Das erste Lager 4 befindet sich auf der Seite des Gehäuses 1 an der ein Getriebe 5 angeordnet ist. Das Getriebe 5 ist ausgangsseitig mit der Achse 3 verbunden und eingangsseitig mit einem nicht dargestellten Elektromotor, der in einer separaten Kammer 6 des Gehäuses 1 untergebracht ist. Das zweite Lager 7 für die Achse 3 befindet sich auf der dem Getriebe 5 gegenüberliegenden Seite des Strömungskanals 2. An der Achse 3 ist eine Klappe 8 angeordnet, welche eine Bohrung 9 besitzt, durch die die Achse 3 verläuft. Zur Befestigung auf der Achse 3 ist die Klappe 8 mit der Achse 3 verschraubt. Die Klappe 8 besitzt weiter einen radial umlaufenden Rand, an dem eine Dichtung 10 angeordnet ist. In der gezeigten Darstellung befindet sich die Klappe 8 in Schließstellung, so dass die Dichtung 10 mit dem als Ventilsitz 11 wirkenden Bereich des Strömungskanals 2 zusammen¬ wirkt und den Strömungskanal 2 vollständig verschließt . Die Achse 3 besitzt im Bereich des ersten Lagers 4 den größten Durchmesser. Zwischen dem ersten Lager 4 und der Klappe 3 besitzt die Achse 3 einen ersten Absatz 12, so dass der im Strömungskanal 2 befindliche Teil der Achse 3 einen geringeren Durchmesser als im Bereich der getriebeseitigen Lagerung aufweist. Im weiteren Verlauf weist die Achse 3 nach der Klappe 8 einen zweiten Absatz 13 auf, wodurch die Achse 3 im Bereich des zweiten Lagers 7 einen nochmal reduzierten Durchmesser besitzt. Das hat zur Folge, dass das zweite Lager 7 kleiner als das erste Lager 4 ist. Aufgrund des größeren Abstandes zwischen der Klappe 8 und der Mantelfläche der Achse 3 infolge des reduzierten Durchmessers ist die Dichtung 10 ein Dichtring mit Dichtlippe, wobei sich die Dichtlippe im Bereich des zweiten Absatzes 13 im Strömungskanal in Richtung der Achse 3 erstreckt.

Claims

Patentansprüche
1. Ventilvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Strömungskanal, einer in dem Strömungskanal angeordneten Klappe zum Verschließen des Strömungskanals, wobei die Klappe auf einer Achse befestigt ist, die Achse drehbar im Gehäuse gelagert und von einem Elektromotor über ein Getriebe antreibbar ist, einem im Strömungskanal angeordneten Ventilsitz, mit dem die Klappe in Schließstellung in Kontakt steht, wobei die Achse die Klappe in einem Winkel durchdringt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der im Strömungskanal (2) befindliche Teil der Achse (3) einen geringeren Durchmesser als im Bereich der getriebeseitigen Lagerung (4) besitzt.
2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass der Durchmesser der Achse (3) in Richtung des dem Getriebe abgewandten Lagers (7), insbesondere nach der Klappe (8), weiter reduziert ist.
EP15813026.0A 2014-12-19 2015-12-15 Ventilvorrichtung in einem kraftfahrzeug Withdrawn EP3234421A1 (de)

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DE102014226732 2014-12-19
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CN (1) CN107110376A (de)
WO (1) WO2016096875A1 (de)

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JP2018503783A (ja) 2018-02-08
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