WO2012080141A1 - Ventil mit einer einen gasstrom regelnden klappe - Google Patents

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WO2012080141A1
WO2012080141A1 PCT/EP2011/072374 EP2011072374W WO2012080141A1 WO 2012080141 A1 WO2012080141 A1 WO 2012080141A1 EP 2011072374 W EP2011072374 W EP 2011072374W WO 2012080141 A1 WO2012080141 A1 WO 2012080141A1
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Rosario Bonanno
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
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    • F02D9/1005—Details of the flap
    • F02D9/1025—Details of the flap the rotation axis of the flap being off-set from the flap center axis
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    • F02D9/106—Sealing of the valve shaft in the housing, e.g. details of the bearings
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    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves

Definitions

  • the invention relates to a valve with a flap controlling a gas stream, comprising a housing with a channel for the gas flow, a flap arranged in the channel, the flap being arranged on a shaft in such a way, that the shaft is mounted perpendicular to the longitudinal axis of the housing passage in the overall, so the flap centrally penetrates that the flap is disposed at an angle to the shaft and that the valve between two end positions ⁇ by rotation of the shaft is movable.
  • Such valves with flaps have long been known
  • the invention has for its object to provide a valve which generates as little turbulence when flowing through a gas stream.
  • the object is achieved in that the flap is integrally formed with the shaft and that the shaft has a reduced diameter in the center of the flap. With reduction of the diameter of the shaft, on the one hand, the flow resistance of the flap is reduced. On the other ver ⁇ Ringert by the smaller flow cross-sectional areas that contribute belungen essentially degree to the formation of confusion. These areas are particularly diejeni ⁇ gen areas that are seen in the flow direction of the shaft. With the avoidance of turbulence pressure losses are reduced downstream of the valve and it is a much more homogeneous flow pattern of the gas stream he testifies ⁇ . Due to the one-piece design of the flap and the shaft, both components can be produced in one step, preferably by means of casting. Another advantage is that the flap is made of less material, so it is lighter and less expensive. Due to the lower weight, the electric motor for actuating the flap can also be made smaller, which saves both costs and installation space.
  • the diameter of the shaft decreases continuously in the direction of the center of the flap.
  • the area in which the diameter of the shaft changes can in this case be straight, concave or convex originallybil ⁇ det.
  • the diameter of the shaft in the direction of the center of the flap is reduced discontinuously in the form of a shoulder or in steps.
  • the area in which the diameter of the shaft decreases can correspond in its length to the radius of the flap.
  • This embodiment is characterized by a small reduction of the diameter.
  • the length of this area is shorter than the radius of the flap. This has the consequence that in the region of the center of the flap and / or in the region of the radially outer edge of the diameter of the shaft is constant.
  • a particularly low resistance to flow with low pressure losses is achieved with a valve, wherein the reduced diameter of the shaft of the thickness of the flap speaks ⁇ ent.
  • Fig. 1 shows a section through a valve according to the prior
  • Fig. 2 shows a flap according to the invention of a valve
  • Fig. 3, 4 further imple mentation forms of the flap.
  • a valve is shown in longitudinal section. It is be ⁇ of a housing 1 with a duct 5, in which a gas stream is guided ⁇ .
  • a valve seat 2 for a flap 3 is arranged in the channel 5, a valve seat 2 for a flap 3 is arranged in the channel 5, a valve seat 2 for a flap 3 is arranged in the channel 5, a valve seat 2 for a flap 3 is arranged in the channel 5, a valve seat 2 for a flap 3 is arranged.
  • the flap 3 is connected to a shaft 4 such that it releases the channel upon rotation of the shaft 4, or closes.
  • the shaft 4 is mounted on both sides of the flap 3 in the housing 1, wherein the shaft 4 is connected on one side with an electric motor, not shown, for driving the shaft 4.
  • the valve shown is a gas recirculation valve in a motor vehicle.
  • FIG. 2 shows the flap 3 from the viewpoint of the gas stream in geöff ⁇ Neten state.
  • the flap 3 is penetrated by the shaft 4, wherein the flap 3 and shaft 4 form a single component.
  • the diameter of the shaft 4 is reduced, while at the radially outer edge of the shaft 4 has its nominal diameter.
  • the reduction of the diameter of the shaft 4 from the radially outer edge in the direction of the center of the flap 3 takes place in each case in a region 6 which is arranged on both sides 7, 8 of the flap 3. In this region 6, the reduction follows a concave course and thus continuously.
  • the length of area 6 is shorter than the radius of the flap 3, so that the shaft 4 in the region of the center of the flap 3 has a portion in which the reduced diameter is constant.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einer einen Gasstrom regelnden Klappe (3), bestehend aus einem Gehäuse (1) mit einem Kanal (5) für den Gasstrom, einer in dem Kanal (5) angeordneten Klappe (3), wobei die Klappe (3) an einer Welle (4) derart angeordnet ist, dass die Welle (4) senkrecht zur Längsachse des Kanals (5) in dem Gehäuse (1) gelagert ist, die Klappe (1) derart mittig durchdringt, dass die Klappe (3) in einem Winkel zur Welle (4) angeordnet ist und dass durch Rotation der Welle (4) die Klappe (3) zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist. Die Klappe (3) ist mit der Welle (4) einteilig ausgebildet und die Welle (4) besitzt im Zentrum der Klappe (3) einen verminderten Durchmesser.

Description

Beschreibung
Ventil mit einer einen Gasstrom regelnden Klappe Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einer einen Gas¬ strom regelnden Klappe, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Kanal für den Gasstrom, einer in dem Kanal angeordneten Klappe, wobei die Klappe an einer Welle derart angeordnet ist, dass die Welle senkrecht zur Längsachse des Kanals in dem Ge- häuse gelagert ist, die Klappe derart mittig durchdringt, dass die Klappe in einem Winkel zur Welle angeordnet ist und dass durch Rotation der Welle die Klappe zwischen zwei End¬ stellungen bewegbar ist. Derartige Ventile mit Klappen sind seit langem bekannter
Stand der Technik und werden als Abgasrückführventile oder als Drosselklappenstutzen eingesetzt. Die Welle durchdringt mittig die Klappe, so dass Klappe und Welle einen spitzen Winkel bilden. Wird die geöffnete Klappe vom Gasstrom um- strömt, bilden sich an der Rückseite der Klappe, das heißt in Strömungsrichtung stromabwärts, Verwirbelungen . Neben diesen Störungen in der Strömung, bewirken die Verwirbelungen einen Druckabfall. Insbesondere bei Abgasrückführventilen ist der Druckabfall von Nachteil, da das Abgas anschließend auf einen höheren Druck gebracht werden soll und sich die Druckdiffe¬ renz durch den Druckabfall erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, welches möglichst wenig Verwirbelungen beim Umströ- men durch einen Gasstrom erzeugt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Klappe mit der Welle einteilig ausgebildet ist und dass die Welle im Zentrum der Klappe einen verminderten Durchmesser besitzt. Mit Verminderung des Durchmessers der Welle wird einerseits der Strömungswiderstand der Klappe reduziert. Zum Anderen wird durch den geringeren Strömungsquerschnitt Bereiche ver¬ ringert, die im wesentlichen Maße zur Bildung von Verwir- belungen beitragen. Diese Bereiche sind insbesondere diejeni¬ gen Bereiche, die sich in Strömungsrichtung gesehen nach der Welle befinden. Mit der Vermeidung von Verwirbelungen werden Druckverluste stromabwärts des Ventils reduziert und es wird ein wesentlich homogenerer Strömungsverlauf des Gasstroms er¬ zeugt. Durch die einteilige Ausgestaltung der Klappe und der Welle lassen sich beide Bauteile in einem Arbeitsschritt, vorzugsweise mittels Gießen, herstellen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Klappe aus weniger Material besteht, so dass sie leichter und kostengünstiger ist. Aufgrund des geringeren Gewichts, kann der Elektromotor zum Betätigen der Klappe ebenfalls kleiner dimensioniert werden, was sowohl Kosten als auch Bauraum einspart.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung vermindert sich der Durchmesser der Welle kontinuierlich in Richtung des Zentrums der Klappe. Der Bereich, in dem sich der Durchmesser der Welle ändert kann dabei geradlinig, konkav oder konvex ausgebil¬ det sein.
In einer weiteren Ausgestaltung, dass sich der Durchmesser der Welle in Richtung des Zentrums der Klappe diskontinuierlich in Form eines Absatzes oder in Stufen vermindert.
Der Bereich, in dem sich der Durchmesser der Welle vermindert kann in seiner Länge dem Radius der Klappe entsprechen. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch einen geringe Reduzierung des Durchmessers aus. In anderer Ausgestaltung ist die Länge dieses Bereich kürzer als der Radius der Klappe. Das hat zur Folge, dass im Bereich des Zentrums der Klappe und/oder im Bereich des radial äußeren Rands der Durchmesser der Welle konstant ist. Einen besonders geringen Strömungswiderstand mit geringen Druckverlusten wird mit einem Ventil erzielt, bei dem der verminderte Durchmesser der Welle der Dicke der Klappe ent¬ spricht .
An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen in:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ventil nach dem Stand der
Technik,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Klappe eines Ventils und
Fig. 3, 4 weitere Aus führungs formen der Klappe.
In Fig. 1 ist ein Ventil im Längsschnitt dargestellt. Es be¬ steht aus einem Gehäuse 1 mit einem Kanal 5, in dem ein Gas¬ strom geführt ist. In dem Kanal 5 ist ein Ventilsitz 2 für eine Klappe 3 angeordnet. Die Klappe 3 ist mit einer Welle 4 derart verbunden, dass sie bei einer Drehung der Welle 4 den Kanal freigibt, bzw. verschließt. Die Welle 4 ist zu beiden Seiten der Klappe 3 im Gehäuse 1 gelagert, wobei die Welle 4 auf einer Seite mit einem nicht dargestellten Elektromotor zum Antrieb der Welle 4 verbunden ist. Das gezeigte Ventil ist ein Gasrückführventil in einem Kraftfahrzeug.
Figur 2 zeigt die Klappe 3 aus Sicht des Gasstroms im geöff¬ neten Zustand. In einem Winkel wird die Klappe 3 von der Welle 4 durchdrungen, wobei Klappe 3 und Welle 4 ein einziges Bauteil bilden. Im Zentrum der Klappe 3 ist der Durchmesser der Welle 4 vermindert, während am radial äußeren Rand die Welle 4 ihren Nenndurchmesser besitzt. Die Verminderung des Durchmessers der Welle 4 vom radial äußeren Rand in Richtung Zentrum der Klappe 3 erfolgt jeweils in einem Bereich 6, der zu beiden Seiten 7, 8 der Klappe 3 angeordnet ist. In diesem Bereich 6 folgt die Verminderung einem konkaven Verlauf und somit kontinuierlich. Die Länge des Bereichs 6 ist kürzer als der Radius der Klappe 3, so dass die Welle 4 im Bereich des Zentrums der Klappe 3 über einen Abschnitt verfügt, in dem der verminderte Durchmesser konstant ist. Bei der Klappe 3 in Figur 4 folgt die Verminderung des Durchmessers der Welle 4 in einem Bereich 6 ebenfalls kontinuierlich, jedoch in einem konstanten und somit geradlinigen Verlauf. In Figur 5 erfolgt die Verminderung des Durchmessers der Welle 4 im Bereich 6 in Form eines Absatzes 9.

Claims

Ventil mit einer einen Gasstrom regelnden Klappe, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Kanal für den Gasstrom, einer in dem Kanal angeordneten Klappe, wobei die Klappe an einer Welle derart angeordnet ist, dass die Welle senkrecht zur Längsachse des Kanals in dem Gehäuse gela¬ gert ist, die Klappe derart mittig durchdringt, dass die Klappe in einem Winkel zur Welle angeordnet ist und dass durch Rotation der Welle die Klappe zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Klappe (3) mit der Welle (4) einteilig ausgebildet ist und dass die Welle (4) im Zentrum der Klappe (3) einen verminderten Durchmesser besitzt .
Ventil 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 sich der Durchmesser der Welle (4) in Richtung des Zentrums der Klappe (3) kontinuierlich vermindert.
Ventil 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 sich der Durchmesser der Welle (4) in Richtung des Zentrums der Klappe (4) diskontinu¬ ierlich vermindert.
Ventil nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der ver¬ minderte Durchmesser der Welle (4) im Bereich des Zentrums der Klappe (3) konstant ist.
Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der verminderte Durchmesser der Welle (4) der Dicke der Klappe (3) entspricht.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3059897A (en) * 1960-09-14 1962-10-23 Raymond W Jensen Butterfly valve
DE102005027684A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Siemens Ag Toleranzring für eine Drosselklappe
DE102007050899A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Continental Automotive Gmbh Ventil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3059897A (en) * 1960-09-14 1962-10-23 Raymond W Jensen Butterfly valve
DE102005027684A1 (de) * 2005-06-15 2006-12-21 Siemens Ag Toleranzring für eine Drosselklappe
DE102007050899A1 (de) * 2007-10-24 2009-04-30 Continental Automotive Gmbh Ventil

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