WO2017097717A1 - Ventil - Google Patents

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WO2017097717A1
WO2017097717A1 PCT/EP2016/079780 EP2016079780W WO2017097717A1 WO 2017097717 A1 WO2017097717 A1 WO 2017097717A1 EP 2016079780 W EP2016079780 W EP 2016079780W WO 2017097717 A1 WO2017097717 A1 WO 2017097717A1
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WO
WIPO (PCT)
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valve
axis
rotation
receiving device
push rods
Prior art date
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Ceased
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PCT/EP2016/079780
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Weis
Carsten MIKOLAJEK
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Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/53—Mechanical actuating means with toothed gearing
    • F16K31/54—Mechanical actuating means with toothed gearing with pinion and rack
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • 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
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
    • F02M26/67—Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators
    • 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 for releasing or closing a flow path, with a valve plate, a valve tappet and with a translation device for translating a rotational movement into a translational movement, wherein the translation device is formed by a pivotable about a rotation axis rocker arm, wherein the rocker arm means Push rods with the valve stem ver ⁇ is connected, wherein the push rods are rotatably mounted relative to the rocker arm about a first axis of rotation and further the push rods are rotatably mounted relative to the valve stem about a second axis of rotation, wherein the valve has a rear ⁇ device, through which a force component he ⁇ is zeugbar, which counteracts a movement of the valve stem, which is transferable by the rocker arm and the push rods on the valve stem.
  • a disadvantage of devices of this type is in particular that during the translation of the movement unwanted transverse forces ent ⁇ are, which can be transmitted to the valve stem or the valve disc. This leads to a higher wear and a reduced life. In addition, tilting of the valve can occur.
  • An embodiment of the invention relates to a valve for releasing or closing a flow path, with a valve disk, a valve lifter and a translation ⁇ device for translating a rotational movement in a translational movement
  • the translation device is formed by a pivotable about a rotation axis rocker arm, wherein the rocker arm is connected by means of push rods with the valve ⁇ plunger, wherein the push rods are rotatably mounted relative to the rocker arm about a first axis of rotation and Furthermore, the push rods are rotatably mounted relative to the valve tappet about a second axis of rotation
  • the valve has a rear part device through which a Kraftkompo ⁇ nent can be generated, which counteracts a movement of the valve lifter, which is transferable by the rocker arm and the push rods on the valve lifter wherein the second axis of rotation is disposed in a limited part of the return device region and the first axis of rotation above the ⁇ ses portion is positioned.
  • the rotational movement of an electric motor can be achieved in a translational movement who ⁇ .
  • essentially the valve stem and the valve disc rigidly connected to the valve stem are translato ⁇ rically moved.
  • a secure closing of the valve to ge ⁇ ggivorrich- is particularly advantageous tung provided, which counteracts the opening movement of the valve.
  • the components of force generated by the rear part of apparatus acts more preferably exactly Mirrorge ⁇ sets to the displacement of the valve tappet. In this way it can be achieved that in case of failure of the Antriebsmo ⁇ tors or other malfunction, which results in that no force is transmitted to the valve stem from the drive motor, a closure of the valve by the return is adjusting device reached. As a result, damage to the valve, in particular the valve disk or the valve stem, can be avoided. Also, an uncontrolled flow through the flow path can be avoided.
  • the space is as optimally ⁇ exploited.
  • individual elements are arranged one inside the other.
  • it is particular ⁇ It benefits in when the push rods at least partly extend into the rear part of apparatus. In particular, this can increase the extent of the valve along the main body. Extending direction of the valve stem can be reduced, while still a particularly long extension of the valve stem or the push rods can be realized.
  • the second axis of rotation can be arranged within an area bounded by the rear part device, since it is provided by design that the rotation ⁇ angle of the push rods about the second axis of rotation moves within very narrow limits to produce the least possible tilting of the valve stem and in particular minimize the occurring lateral forces.
  • the required Be ⁇ freedom of movement of the push rods or the receiving device in the radial direction is very small and thus also the rear portion device can be formed with a particularly compact extent in the radial direction.
  • the rear part device is formed by a helical spring, wherein the region in which the second axis of rotation is arranged is limited in the radial outward direction by the turns of the helical spring.
  • a coil spring is particularly simple and can be easily produced with different spring stiffness and dimensions.
  • a Schrau ⁇ benfeder offers the advantage that a part of the valve of the coil spring may also be arranged within ⁇ half, whereby the required installation space is reduced.
  • the connection point of the push rods to the receiving device on the second axis of rotation can be arranged within the limited space by the coil spring.
  • a preferred embodiment is characterized in that the valve stem is received in a receiving device, wherein the push rods are rotatably mounted relative to the receiving device about the second axis of rotation.
  • the receiving device is in particular an element which receives the valve stem and a support against the
  • Coil spring allows.
  • a sensor element can be arranged on the receiving device.
  • the receiving device can be produced by machining from a solid material or be formed for example by metal powder injection molding (metal injection molding) or in a simple embodiment also from a molded sheet metal element.
  • valve tappet is guided along a bore within the receiving device, wherein the valve tappet is welded to the receiving device and / or is screwed and / or pressed.
  • This is advantageous in order to achieve a force transmission from the spring to the valve stem and at the same time from the rocker arm via the push rods on the valve stem.
  • On ⁇ takeover device thus forms the central Kunststoffsele ⁇ ment.
  • a welding of the valve tappet with the Consvorrich- device is advantageous.
  • a recess is preferably provided in each of the push rods, through which a joint between the valve lifter and the receiving device is accessible in such a way that welding is possible.
  • a thread which the valve stem, which has a corresponding thread at its end region remote from the valve plate, a ⁇ is screwed.
  • valve stem between the receiving device and the valve stem may be provided a press fit, which may be generated for example by a corresponding dimensioning of the bore of the receiving device and the valve stem. This is particularly advantageous in order to create an additional safeguard and to prevent inadvertent loosening of the screw connection.
  • the compression, the welding and the screwing can each be provided as a separate connection measure or in any combination.
  • the receiving device has an abutment which serves to initiate the force component which can be generated by the return part device.
  • the anvil serves in particular to connect the spring to the receiving device.
  • the anvil is preferably arranged above the second and below the first axis of rotation.
  • the anvil is preferably formed by a radia ⁇ le extension of the receiving device having corresponding stops for each spring used.
  • the angle of rotation of the push rods about the second axis of rotation when actuating the valve in both directions from an initial position is less than 5 degrees, preferably less than 2 degrees and particularly preferably less than 1 Degree is.
  • a particularly small angle of rotation is advantageous in order to cause only the smallest possible tilting of the valve tappet or particularly low transverse forces on the valve tappet. Stuff. As a result, the closing quality of the valve is increased.
  • Be ⁇ Sonders preferred if the rotational angle gear position from the off ⁇ , in both directions of rotation in each case less than 1 degree is.
  • the starting position is for example characterized by a firmly defined position of the valve.
  • the gezzie ⁇ ne state can advantageously be defined as the starting position ⁇ , since the valve always closed due to the restoring force of the coil spring.
  • the length of the push rods ent ⁇ long the central axis of the valve stem in comparison to the maximum ⁇ cal deflection of the valve lifter along the central axis during actuation of the valve is substantially greater.
  • thrust ⁇ rods are advantageous for the closing of the valve quality, at the same time but the available space is very low ring, is a compact structure as possible, as proposed by the present valve, especially before ⁇ geous.
  • At least one of the push rods has a recess, whereby the receiving device and the guided in the receiving device valve tappet are accessible by the ⁇ saving. This is before ⁇ geous to produce a durable Verbin ⁇ tion between the valve lifter and the receiving device during assembly.
  • a magnet is arranged on the receiving device which soul ment produced in interaction with a valve at least partially surrounds at a Gehotu- a position signal relating to the position of the valve tappet ⁇ .
  • This is advantageous to ER- a ge possible ⁇ precise determination of the respective position of the valve tappet possible and thus as accurate a statement as possible about the Be ⁇ operating state, so the degree of opening, to hit the valve.
  • first axis of rotation and the second axis of rotation are arranged in an initial position of the valve parallel to each other and in alignment with the central axis of the Ven ⁇ tilstsammlungels.
  • Such an arrangement is before ⁇ some way to enable a guerkraft possible operation of the Ven ⁇ TILs.
  • Each asymmetrical arrangement of the force ⁇ introduction points leads to the emergence of shear forces and disturbing moments, which lead to an unwanted tilting of the valve stem.
  • the compression direction and the relaxation direction of the rear part device run parallel to the center axis of the valve tappet.
  • This is be ⁇ Sonder advantageous to reduce the occurrence of lateral forces or disturbing moments that could hinder the movement of the valve stem, or to prevent entirely.
  • it is particularly important that the force vectors run parallel to one another in order not to cause any tilting or tilting of the valve tappet or of the valve disk.
  • valve lifter with ⁇ means of a radial bearing with respect to a spatially fixed structure surrounding the valve is accurately supported.
  • the use of only a radial bearing, for example, a sliding sleeve, is be ⁇
  • a plurality of radial bearings may be provided, each having a shorter extension in the axial direction than that individual radial bearings.
  • the radial bearings are preferably located in the immediate vicinity of the end portions of the valve stem in order to avoid a tilting of the Ven ⁇ tilst formulateels effective.
  • the pre ⁇ clamping device may be formed, for example, by a spring det.
  • a spiral spring is provided, wherein the valve stem is guided along the central axis of the Spi ⁇ cal spring by the coil spring, whereby in particular a uniform force can be achieved in the valve stem.
  • the lateral forces caused by the coil spring are minimal.
  • a preferred embodiment is characterized in ⁇ net, that the push rods are arranged radially offset from the central axis of the valve stem, wherein the push rods are arranged parallel to the central axis.
  • a biasing force is generated by the spring of the restoring device, which minimizes or completely eliminates the play both on the valve stem, the transmission device and the mechanical drive of the valve.
  • Fig. 1 is a perspective view of an inventive ⁇ SEN valve, whereby in particular the remindsteilvor ⁇ direction in the form of a coil spring with a minimum is shown partially inside the coil spring at ⁇ parent receiving device,
  • FIG. 2 is a side view of the ge already in Figure 1 showed valve
  • Fig. 4 is a plan view of the ge in FIGS 1 to 3 showed valve
  • Fig. 5 is a sectional view through the receiving device, wherein in particular the in the receiving device provided bore and arranged therein Ven ⁇ tilstShangeel are shown.
  • FIG. 1 shows a valve 1 for opening and closing a flow path (not shown).
  • the valve 1 has a drive motor 2. This is formed for example by an electric motor.
  • the drive motor 2 acts via a shaft 3 on a gear 4, which is in meshing engagement with a second gear 5. By dimensioning the gears 4 and 5, a first translation can be achieved. Concealed to the viewer behind the gear 5 is a connected to the gear 5 and arranged around the same shaft third gear arranged.
  • the concealed gear is finally with a circular arc portion of a gear segment 6 in meshing engagement.
  • the toothed wheel segment ⁇ 6 is also part of a rocker arm 7.
  • the rocker arm 7 is rotatably mounted around the surface 8 and can be rotated about the hidden gear about said axis of rotation. 8 Over the length of the gear segment 6, the maximum rotation of the tilting lever 7 about the axis of rotation 8 is defined.
  • the rocker arm 7 push rods 9 are arranged on both sides, which are torsionally ⁇ bar about a first axis of rotation 10 relative to the rocker arm. 7
  • the push rods 9 are designed, for example, as metal elements, such as stamped sheet metal, and serve to transmit the movement of the rocker arm 7 to the receiving device 11, which is connected to the valve stem 12.
  • the receiving device 11 has a second axis of rotation 13 about which the push rods 9 are rotatably mounted relative to the receiving device 11.
  • the first axis of rotation 10 and the second axis of rotation 13 are arranged parallel to one another. net and lie in alignment with the central axis of the Ven ⁇ tilst Schemeels 12. At least this is in a defined Posi ⁇ tion of the rocker arm 7 of the case.
  • the first axis of rotation is at least minimally deflected 10 out of alignment with the central axis of Ventilstö ⁇ SSELS 12th
  • valve tappet 12 is guided by a bearing bush 14, which extends substantially in the axial direction of the valve stem 12.
  • bearing bush 14 is adoptedge ⁇ provides that the valve stem 12 performs a defined up and down movement.
  • the receiving device 11 has an abutment 15, against which, in particular, the helical spring 16 is supported. With the downward free end, the coil spring 16 is supported against a fixed point in the housing of the valve 1, not shown.
  • the coil spring 16 generates a biasing force on the receiving device 11, which acts on the rocker arm 7, the toothed segment 6 and the gear wheels ⁇ 4 and 5 to the drive motor 2.
  • the valve 1 is always free of play. This is advantageous in order to generate as accurately as possible a defined movement of the valve tappet 12 and thus to increase the opening quality of the valve 1.
  • noise that could entste ⁇ by a game hen avoided, which is conducive to the acoustic comfort.
  • the receiving device 11 is the link between the valve stem 12, the coil spring 16 and the rocker arm 7.
  • the valve stem 12 is fixedly connected to the receiving device 11.
  • the receiving device 11 has a bore extending in the direction of the central axis of the valve tappet 12, in which the valve tappet 12 is accommodated. A sectional view through this bore provides ⁇ Darge in FIG. 5
  • the receiving device 11 receiving points for fixing a magnet, which in cooperation with a sensor, not shown on the housing, the determination of the position of the valve stem 12 permits.
  • the push rods 9 each have a recess 17 through which the connection region between the valve stem 12 and the receiving device 11 is accessible.
  • This recess 17 is particularly advantageous for the purpose of professional assembly, since in the intended assembly sequence first the push rods 9 are connected to the rocker arm 7 and the receiving device 11, before finally a durable connection between the receiving device 11 and the valve lifter 12 is generated.
  • the connection between the valve stem 12 and the receiving device 11 is preferably generated by a weld.
  • a screw connection and / or a press connection can be provided.
  • To optimize the friction in the bearings are advantageous material contacts between plastic and metal vorgese ⁇ hen.
  • the second axis of rotation 13 is disposed in the area enclosed by the coil spring 16.
  • the first axis of rotation 10 is arranged above this area.
  • Such an arrangement is particularly advantageous in order to achieve the most compact possible construction of the valve 1 and at the same time as long as possible axial extent of the valve stem 12.
  • This is particularly advantageous ⁇ way, since decreases with increasing length of the valve stem 12 of the tilt ⁇ angle of the valve plunger 12 due to an angle of rotation at the second rotation axis. 13
  • the valve stem 12 has long been interpreted as possible.
  • the helical spring 16 is dimensioned with respect to its réelle barnmes ⁇ sers such that the receiving device 11 and the valve stem 12 can be easily moved up and down in the limited range of the coil spring 16 without causing a collision with the coil spring 16. Even slight tilt angle of the valve stem 12 do not lead to a contact with the coil spring 16th
  • angles of rotation about the second axis of rotation 13 are as minimal as possible and are preferably at less than one degree in each direction of rotation in the case of a total stroke of the valve tappet 12 of a few millimeters.
  • the tilting of the valve stem 12 due to such a small angle of rotation is minimal and can be compensated by the bearing bush 14.
  • valve ⁇ plate 18 At the lower end of the valve stem 12, a valve ⁇ plate 18 is arranged, which can be retracted into a valve seat 19 and driven out of this.
  • the valve seat 19 is part of a housing, not shown, of the valve 1 and is indicated in Figure 1 as an annular element.
  • FIG. 2 shows a side view of the valve 1, as already shown in FIG.
  • the following figures 3 and 4 each show the valve 1 of Figure 1 in different views.
  • the reference symbols of the individual elements therefore coincide with the reference symbols of FIG.
  • FIGS. 1 to 4 shows an exemplary embodiment of the valve 1. However, they have no restrictive character, in particular with regard to the specific shaping of the individual elements.
  • FIG. 3 shows a further side view of the valve 1, wherein the axes of rotation 3, 8, 10 and 13 are all surface normal on the plane of the drawing.
  • the exactly parallel arrangement of the axes of rotation 3, 8, 10 and 13 is necessary in order to ensure the best possible lateral force-free power transmission.
  • FIG. 4 shows a plan view of the valve 1. Again, the parallel arrangement of the axes of rotation 3, 8, 10, 13 and 21 can be seen.
  • the axis of rotation 21 in this case represents the axis of rotation of the gear 5 and the gear 20 shown in Figure 4.
  • the gear 20 is in meshing engagement with the toothed segment 6 of the rocker arm 7 and was covered in the preceding figures each of the gear 5 and the sector gear 6 ⁇ ,
  • FIG. 5 shows a section through the bore 22 of the receiving device 11 of the valve 1.
  • the bore 22 is divided into a first region 23 and a second region 24.
  • the inner diameter of the first region 23 is less than that of the second region 24.
  • the valve stem 12 likewise has a region of smaller outer diameter 25 and a region of greater outer diameter 26.
  • the first region 23 has an internal thread and the region 25 of the valve stem 12 has an external thread.
  • the valve ⁇ plunger 12 can be inserted along the second region 24 of the bore 22 and are finally screwed into the first portion 23 for fixing in the receiving device 11, therefore.
  • an interference fit is produced between the valve stem 12 and the receiving device 11, since the Region 26 of the valve stem has a slightly larger Au ⁇ ° mismesser than the inner diameter of the region 24. In this way, thus a double fixation of Ven ⁇ tilst Schemeels 12 are generated in the receiving device 11.
  • a weld between the valve stem 12 and the receiving device can be generated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) zum Freigeben oder Verschließen einer Strömungsstrecke, mit einem Ventilteller (18), einem Ventilstößel (12) und mit einer Übersetzungsvorrichtung zur Übersetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung, wobei die Übersetzungsvorrichtung durch einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Kipphebel (7) gebildet ist, wobei der Kipphebel (7) mittels Schubstangen (9) mit dem Ventilstößel (12) verbunden ist, wobei die Schubstangen (9) gegenüber dem Kipphebel (7) um eine erste Drehachse (10) drehbar gelagert sind und weiterhin die Schubstangen (9) gegenüber dem Ventilstößel (12) um eine zweite Drehachse (13) drehbar gelagert sind, wobei das Ventil (1) eine Rückstellvorrichtung (16) aufweist, durch welche eine Kraftkomponente erzeugbar ist, die einer Bewegung des Ventilstößels (12), welche durch den Kipphebel (7) und die Schubstangen (9) auf den Ventilstößel (12) übertragbar ist, entgegenwirkt, wobei die zweite Drehachse (13) in einem von der Rücksteilvorrichtung (16) begrenzten Bereich angeordnet ist und die erste Drehachse (10) oberhalb dieses Bereichs angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Ventil Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Freigeben oder Verschließen einer Strömungsstrecke, mit einem Ventilteller, einem Ventilstößel und mit einer Überset zungsVorrichtung zur Übersetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung, wobei die Übersetzungsvorrichtung durch einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Kipphebel gebildet ist, wobei der Kipphebel mittels Schubstangen mit dem Ventilstößel ver¬ bunden ist, wobei die Schubstangen gegenüber dem Kipphebel um eine erste Drehachse drehbar gelagert sind und weiterhin die Schubstangen gegenüber dem Ventilstößel um eine zweite Drehachse drehbar gelagert sind, wobei das Ventil eine Rücksteil¬ vorrichtung aufweist, durch welche eine Kraftkomponente er¬ zeugbar ist, die einer Bewegung des Ventilstößels, welche durch den Kipphebel und die Schubstangen auf den Ventilstößel übertragbar ist, entgegenwirkt.
Stand der Technik In einer Vielzahl von Anwendungsbereichen werden zum Zwecke der Betätigung eines Ventils Rotationsbewegungen eines Antriebsmotors in eine lineare beziehungsweise in eine transla¬ torische Bewegung übersetzt. Dieses Prinzip wird beispiels¬ weise auch bei Ventilen zur Steuerung der Abgasrückführung in Kraftfahrzeugen angewendet. Hierzu wird oftmals eine Getrie¬ beübersetzung genutzt, die mit einer entsprechenden Kinematik die Drehbewegung in eine lineare beziehungsweise translatori¬ sche Bewegung übersetzt. Die Übersetzung der Drehbewegung kann beispielsweise über einen Kurbelantrieb oder ein Kulis- sengetriebe realisiert werden. Hierzu sind im Stand der Tech¬ nik vielfältige konstruktive Ausgestaltungen bekannt. Nachteilig an Vorrichtungen dieser Art ist insbesondere, dass bei der Übersetzung der Bewegung unerwünschte Querkräfte ent¬ stehen, die auf den Ventilstößel oder den Ventilteller übertragen werden können. Dies führt zu einer höheren Abnutzung und zu einer reduzierten Lebensdauer. Außerdem kann es zu einem Verkanten des Ventils kommen.
Weiterhin nachteilig ist, dass insbesondere Kulissen in Ku¬ lissengetrieben mit einer sehr hohen Fertigungsgenauigkeit erzeugt werden müssen, um das Spiel am Ventilteller und Ventilstößel möglichst gering zu halten. Auch ist es nachteilig, dass aufgrund von Bauraumvorgaben und der konstruktiven Ausgestaltung von Kurbelantrieben oder Kulissenantrieben oft nur eine einseitige Lagerung des Ventilstößels bzw. der Kinematik zur Übersetzung der Bewegung vorgesehen ist, wodurch es insbesondere zum Verkippen beziehungsweise Verkanten des Ventil¬ stößels kommen kann.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ventil zu schaffen, welches eine besonders kompakte Bauform auf¬ weist und bei dessen Betrieb besonders geringe Querkräfte auf den Ventilstößel einwirken.
Die Aufgabe hinsichtlich des Ventils wird durch ein Ventil mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Ventil zum Freigeben oder Verschließen einer Strömungsstrecke, mit einem Ventilteller, einem Ventilstößel und mit einer Übersetzungs¬ vorrichtung zur Übersetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung, wobei die Übersetzungsvorrichtung durch einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Kipphebel gebildet ist, wobei der Kipphebel mittels Schubstangen mit dem Ventil¬ stößel verbunden ist, wobei die Schubstangen gegenüber dem Kipphebel um eine erste Drehachse drehbar gelagert sind und weiterhin die Schubstangen gegenüber dem Ventilstößel um eine zweite Drehachse drehbar gelagert sind, wobei das Ventil eine Rücksteilvorrichtung aufweist, durch welche eine Kraftkompo¬ nente erzeugbar ist, die einer Bewegung des Ventilstößels, welche durch den Kipphebel und die Schubstangen auf den Ventilstößel übertragbar ist, entgegenwirkt, wobei die zweite Drehachse in einem von der Rücksteilvorrichtung begrenzten Bereich angeordnet ist und die erste Drehachse oberhalb die¬ ses Bereichs angeordnet ist.
Durch die Übersetzungsvorrichtung kann die Drehbewegung eines Elektromotors in eine translatorische Bewegung erreicht wer¬ den. Dabei wird im Wesentlichen der Ventilstößel und der starr mit dem Ventilstößel verbundene Ventilteller translato¬ risch bewegt. Um ein sicheres Schließen des Ventils zu ge¬ währleisten ist besonders vorteilhaft eine Rückstellvorrich- tung vorgesehen, die der Öffnungsbewegung des Ventils entgegenwirkt . Die von der Rücksteilvorrichtung erzeugt Kraftkomponenten wirkt dabei besonders bevorzugt exakt entgegenge¬ setzt zur Verstellrichtung des Ventilstößels. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei einem Ausfall des Antriebsmo¬ tors oder einer sonstigen Fehlfunktion, die dazu führt, dass vom Antriebsmotor keine Stellkraft mehr auf den Ventilstößel übertragen wird, eine Schließung des Ventils durch die Rück- stellvorrichtung erreicht wird. Dadurch kann eine Beschädigung des Ventils, insbesondere des Ventiltellers oder des Ventilstößels, vermieden werden. Auch kann ein unkontrolliertes durchströmen der Strömungsstrecke vermieden werden.
Um eine möglichst kompakte Bauform des Ventils zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn der Bauraum möglichst optimal ausge¬ nutzt wird. Dafür ist es besonders vorteilhaft, wenn einzelne Elemente ineinander angeordnet werden. Hierbei ist es beson¬ ders vorteilhaft, wenn die Schubstangen zumindest teilweise in die Rücksteilvorrichtung hineinragen. Es kann dadurch insbesondere die Erstreckung des Ventils entlang der Haupter- Streckungsrichtung des Ventilstößels reduziert werden, wobei trotzdem eine besonders lange Erstreckung des Ventilstößels oder der Schubstangen realisiert werden kann.
Insbesondere die zweite Drehachse kann innerhalb eines von der Rücksteilvorrichtung begrenzten Bereichs angeordnet werden, da konstruktionsbedingt vorgesehen ist, dass der Dreh¬ winkel der Schubstangen um die zweite Drehachse sich in sehr eng definierten Grenzen bewegt, um eine möglichst geringe Verkippung des Ventilstößels zu erzeugen und insbesondere die auftretenden Querkräfte minimal zu halten. Die benötigte Be¬ wegungsfreiheit der Schubstangen oder der Aufnahmevorrichtung in radialer Richtung ist daher sehr gering und somit kann auch die Rücksteilvorrichtung mit einer besonders kompakten Ausdehnung in radialer Richtung ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rücksteilvorrichtung durch eine Schraubenfeder gebildet ist, wobei der Bereich, in welchem die zweite Drehachse angeordnet ist, in radialer Richtung nach außen durch die Windungen der Schraubenfeder begrenzt ist .
Eine Schraubenfeder ist besonders einfach aufgebaut und kann auf einfache Weise mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten und Abmessungen erzeugt werden. Außerdem bietet eine Schrau¬ benfeder den Vorteil, dass ein Teil des Ventils auch inner¬ halb der Schraubenfeder angeordnet werden kann, wodurch der benötigte Bauraum reduziert wird. Insbesondere der Anbin- dungspunkt der Schubstangen an die Aufnahmevorrichtung an der zweiten Drehachse kann innerhalb dem durch die Schraubenfeder begrenztem Bauraum angeordnet werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Mittelachse des Ventilstö¬ ßels konzentrisch mit der Schraubenfeder der Rücksteilvorrichtung angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft, um die Erzeu¬ gung von Querkräften möglichst zu vermeiden. Dadurch wird insbesondere das Kippen des Ventilstößels deutlich reduziert oder sogar vollständig vermieden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich- net, dass der Ventilstößel in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen ist, wobei die Schubstangen gegenüber der Aufnahmevorrichtung um die zweite Drehachse drehbar gelagert sind.
Die Aufnahmevorrichtung ist insbesondere ein Element, welches den Ventilstößel aufnimmt und eine AbStützung gegenüber der
Schraubenfeder ermöglicht. Außerdem kann ein Sensorelement an der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein. Die Aufnahmevorrichtung kann durch spanende Bearbeitung aus einem Vollmaterial hergestellt werden oder beispielsweise durch Metallpulver- Spritzgießen (metall injection molding) oder in einer einfachen Ausführung auch aus einem eingeformten Blechelement gebildet sein.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Ventilstößel entlang ei- ner Bohrung innerhalb der Aufnahmevorrichtung geführt ist, wobei der Ventilstößel mit der Aufnahmevorrichtung verschweißt ist und/oder verschraubt ist und/oder verpresst ist. Dies ist vorteilhaft, um eine Kraftübertragung von der Feder auf den Ventilstößel und gleichzeitig von dem Kipphebel über die Schubstangen auf den Ventilstößel zu erreichen. Die Auf¬ nahmevorrichtung bildet somit das zentrale Verbindungsele¬ ment. Um eine sichere Übertragung der Kräfte zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Ventilstößel sicherzustellen, ist ein Verschweißen des Ventilstößels mit der Aufnahmevorrich- tung vorteilhaft. Um das Verschweißen im Zuge der Montage des Ventils zu ermöglichen ist bevorzugt eine Aussparung in jeder der Schubstangen vorgesehen, durch welche hindurch eine Stoßstelle zwischen dem Ventilstößel und der Aufnahmevorrichtung derart zugänglich ist, dass ein Verschweißen möglich ist.
Um die Montage zu vereinfachen und die Stabilität zu erhöhen kann anstelle der Verschweißung oder ergänzend zu dieser in der Aufnahmevorrichtung ein Gewinde ausgebildet sein, m welches der Ventilstößel, der an seinem dem Ventilteller abgewandten Endbereich ein entsprechendes Gewinde aufweist, ein¬ geschraubt wird.
Zusätzlich kann zumindest entlang einer Teilerstreckung des Ventilstößels zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Ventilstößel ein Presssitz vorgesehen sein, der beispielsweise durch eine entsprechende Dimensionierung der Bohrung der Aufnahmevorrichtung und des Ventilstößels erzeugt werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft, um eine zusätzliche Sicherung zu erzeugen und ein unbeabsichtigtes Lösen der Verschraubung zu verhindern .
Die Verpressung, die Verschweißung und das Verschrauben können jeweils als getrennte Verbindungsmaßnahme vorgesehen sein oder in einer beliebigen Kombination.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahmevorrichtung ein Gegenlager aufweist, welches zur Einleitung der durch die Rücksteilvorrichtung erzeugbaren Kraftkomponente dient. Das Gegenlager dient insbesondere der Anbindung der Feder an die Aufnahmevorrichtung . Das Gegenlager ist bevorzugt oberhalb der zweiten und unterhalb der ersten Drehachse angeordnet. Das Gegenlager ist vorzugsweise durch eine radia¬ le Erstreckung der Aufnahmevorrichtung gebildet, die entsprechende Anschläge für die jeweils verwendete Feder aufweist .
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Drehwinkel der Schub- Stangen um die zweite Drehachse bei der Betätigung des Ven- tils in beide Richtungen aus einer Ausgangslage heraus klei- ner als 5 Grad ist, vorzugsweise kleiner als 2 Grad ist und besonders bevorzugt kleiner als 1 Grad ist.
Ein besonders kleiner Drehwinkel ist vorteilhaft, um nur ein möglichst geringes Verkippen des Ventilstößels beziehungswei- se um besonders geringe Querkräfte am Ventilstößel zu verur- Sachen. Dadurch wird die Schließgüte des Ventils erhöht. Be¬ sonders bevorzugt ist es, wenn der Drehwinkel aus der Aus¬ gangslage, in beide Drehrichtungen jeweils kleiner als 1 Grad ist. Die Ausgangslage ist beispielsweise durch eine fest de- finierte Position des Ventils gekennzeichnet. Der geschlosse¬ ne Zustand kann vorteilhaft als Ausgangslage definiert wer¬ den, da das Ventil sich aufgrund der Rückstellkraft der Schraubenfeder stets schließt. Auch ist es zweckmäßig, wenn die Länge der Schubstangen ent¬ lang der Mittelachse des Ventilstößels im Vergleich zur maxi¬ malen Auslenkung des Ventilstößels entlang der Mittelachse während der Betätigung des Ventils wesentlich größer ist. Je länger die Schubstangen sind, umso kleiner wird die Verkip- pung beziehungsweise die Auslenkung des Ventilstößels infolge der Verdrehungen um die beiden Drehachsen, welche aus der Betätigung des Ventils resultieren. Da möglichst lange Schub¬ stangen vorteilhaft für die Schließgüte des Ventils sind, gleichzeitig aber der zur Verfügung stehende Bauraum sehr ge- ring ist, ist ein möglichst kompakter Aufbau, wie er durch das erfindungsgemäße Ventil vorgeschlagen ist, besonders vor¬ teilhaft .
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine der Schubstangen eine Aussparung aufweist, wobei durch die Aus¬ sparung die Aufnahmevorrichtung und der in der Aufnahmevorrichtung geführte Ventilstößel zugänglich sind. Dies ist vor¬ teilhaft, um während der Montage eine dauerhaltbare Verbin¬ dung zwischen dem Ventilstößel und der Aufnahmevorrichtung zu erzeugen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn an der Aufnahmevorrichtung ein Magnet angeordnet ist, welcher in Interaktion mit einem an einem das Ventil zumindest teilweise umschließenden Gehäu- seelements ein Positionssignal bezüglich der Lage des Ventil¬ stößels erzeugt. Dies ist vorteilhaft, um eine möglichst ge¬ naue Bestimmung der jeweiligen Lage des Ventilstößels zu er- möglichen und so eine möglichst genaue Aussage über den Be¬ triebszustand, also den Öffnungsgrad, des Ventils zu treffen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die erste Drehachse und die zweite Drehachse in einer Ausgangslage des Ventils parallel zueinander und in einer Flucht mit der Mittelachse des Ven¬ tilstößels angeordnet sind. Eine solche Anordnung ist vor¬ teilhaft, um einen möglichst guerkraft freien Betrieb des Ven¬ tils zu ermöglichen. Jede asymmetrische Anordnung der Kraft¬ einleitungspunkte führt zum Entstehen von Querkräften und störenden Momenten, die zu einer ungewollten Verkippung des Ventilstößels führen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Komprimierungsrichtung und die Entspannungsrichtung der Rücksteilvorrichtung parallel zur Mittelachse des Ventilstößels verlaufen. Dies ist be¬ sonders vorteilhaft, um das Entstehen von Querkräften oder störenden Momenten, die der Bewegung des Ventilstößels entgegenstehen könnten, zu vermindern oder gänzlich zu verhindern. Hierbei ist insbesondere entscheidend, dass die Kraftvektoren parallel zueinander verlaufen, um kein Verkippen oder Verkanten des Ventilstößels oder des Ventiltellers zu verursachen. Durch Querkräfte kann die zur eigentlichen Verstellung benötigte Kraft erhöht werden, wodurch einerseits eine Beschädi¬ gung des Ventils verursacht werden kann und es andererseits auch zu einem energetisch ineffizienten Betrieb des Ventils kommt .
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Ventilstößel mit¬ tels genau eines Radiallagers gegenüber einer raumfesten das Ventil umgebenden Struktur abgestützt ist. Die Verwendung nur eines Radiallagers, beispielsweise einer Gleithülse, ist be¬ sonders vorteilhaft, da dadurch der Aufbau des Ventils ver¬ einfacht wird und damit die Montage und der benötigte Bauraum verkleinert wird. In einer alternativen Ausführung können auch mehrere Radiallager vorgesehen sein, die in axialer Richtung jeweils eine kürzere Erstreckung aufweisen als das einzelne Radiallager. Bei mehreren kurzen Radiallagern sind die Radiallager bevorzugt in unmittelbarer Nähe der Endbereiche des Ventilstößels angeordnet, um ein Verkippen des Ven¬ tilstößels wirkungsvoll zu vermeiden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ventilstößel mittels einer Vorspannvorrichtung gegen die durch den Kipphebel erzeugbare translatorische Bewegung vorgespannt ist. Die Vor¬ spannvorrichtung kann beispielsweise durch eine Feder gebil- det sein. Im einfachsten Fall ist eine Spiralfeder vorgesehen, wobei der Ventilstößel entlang der Mittelachse der Spi¬ ralfeder durch die Spiralfeder geführt ist, wodurch insbesondere eine gleichmäßige Krafteinleitung in den Ventilstößel erreicht werden kann. Außerdem sind die von der Spiralfeder verursachten Querkräfte hierbei minimal.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Schubstangen radial versetzt zur Mittelachse des Ventilstößels angeordnet sind, wobei die Schubstangen pa- rallel zur Mittelachse angeordnet sind.
Durch eine parallele Führung der Schubstangen kann das Entstehen von Querkräften oder um den Ventilstößel wirkenden Momenten minimiert oder gänzlich verhindert werden. Eine Anord- nung von zwei Schubstangen, die jeweils radial beabstandet zum Ventilstößel angeordnet sind, kann insbesondere ein Ver¬ kippen oder Verkanten des Ventilstößels vermieden werden, da eine beidseitige Krafteinleitung dem entgegen wirkt. Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ventil durch die Rücksteil¬ vorrichtung stromlos schließbar ist. Dies ist vorteilhaft, da so bei einem Defekt des Steuergerätes oder einem anderen Aus¬ fallgrund des Antriebsmotors das Ventil durch die Rücksteil¬ vorrichtung, also die Schraubenfeder, in jedem Fall geschlos- sen wird. Ein versehentliches Öffnen oder Offenstehen des Ventils wird so auf einfache Weise wirkungsvoll vermieden. Auch kann eine Beschädigung durch ein ungewollt in die Strö- mungsstrecke hineinragendes Ventilelement , insbesondere den Ventilteller, vermieden werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn durch die Feder der Rück- stellvorrichtung eine Vorspannkraft erzeugt wird, die das Spiel sowohl am Ventilstößel, der Übersetzungsvorrichtung als auch dem mechanischen Antrieb des Ventils minimiert oder vollständig ausschließt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert er¬ läutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemä¬ ßen Ventils, wobei insbesondere die Rücksteilvor¬ richtung in Form einer Schraubenfeder mit einer zu mindest teilweise innerhalb der Schraubenfeder an¬ geordneten Aufnahmevorrichtung gezeigt ist,
Fig. 2 eine seitliche Ansicht des bereits in Figur 1 ge zeigten Ventils,
Fig. 3 eine weitere Seitenansicht des bereits in den Figu ren 1 und 2 gezeigten Ventils,
Fig. 4 eine Aufsicht auf das in den Figuren 1 bis 3 ge zeigten Ventils, und
Fig . 5 eine Schnittansicht durch die Aufnahmevorrichtung, wobei insbesondere die in der Aufnahmevorrichtung vorgesehene Bohrung und der darin angeordnete Ven¬ tilstößel dargestellt sind.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Ventil 1 zum Öffnen und Verschließen einer nicht gezeigten Strömungsstrecke. Das Ventil 1 weist einen Antriebsmotor 2 auf. Dieser ist beispielsweise durch einen Elektromotor gebildet. Der Antriebsmotor 2 wirkt über eine Welle 3 auf ein Zahnrad 4 ein, welches im Zahneingriff mit einem zweiten Zahnrad 5 steht . Durch die Dimensionierung der Zahnräder 4 und 5 kann eine erste Übersetzung erreicht werden . Für den Betrachter verdeckt ist hinter dem Zahnrad 5 ein mit dem Zahnrad 5 verbundenes und um dieselbe Welle drehbares drittes Zahnrad angeordnet.
Das verdeckte Zahnrad steht schließlich mit einem Kreisbogen- abschnitt eines Zahnradsegmentes 6 im Zahneingriff. Das Zahn¬ radsegment 6 ist gleichzeitig Teil eines Kipphebels 7. Der Kipphebel 7 ist um die Ache 8 drehbar gelagert und kann über das verdeckte Zahnrad um diese Drehachse 8 verdreht werden. Über die Länge des Zahnradsegmentes 6 ist die maximale Ver- drehung des Kipphebels 7 um die Drehachse 8 definiert.
Am Kipphebel 7 sind beidseitig Schubstangen 9 angeordnet, die um eine erste Drehachse 10 gegenüber dem Kipphebel 7 verdreh¬ bar sind. Die Schubstangen 9 sind beispielsweise als Metall- elemente ausgeführt, wie etwa ausgestanztes Blech, und dienen der Übertragung der Bewegung des Kipphebels 7 auf die Aufnahmevorrichtung 11, die mit dem Ventilstößel 12 verbunden ist.
Die Aufnahmevorrichtung 11 weist eine zweite Drehachse 13 auf, um welche die Schubstangen 9 gegenüber der Aufnahmevorrichtung 11 verdrehbar gelagert sind. Die erste Drehachse 10 und die zweite Drehachse 13 sind parallel zueinander angeord- net und liegen in einer Flucht mit der Mittelachse des Ven¬ tilstößels 12. Zumindest ist dies in einer definierten Posi¬ tion des Kipphebels 7 der Fall. Durch eine Bewegung des Kipphebels 7 um die Drehachse 8 wird zumindest die erste Drehach- se 10 minimal aus der Flucht der Mittelachse des Ventilstö¬ ßels 12 ausgelenkt.
Der Ventilstößel 12 ist durch eine Lagerbuchse 14 geführt, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung des Ventilstö- ßels 12 erstreckt. Durch die Lagerbuchse 14 wird sicherge¬ stellt, dass der Ventilstößel 12 eine definierte Auf- und Ab- bewegung ausführt.
Die Aufnahmevorrichtung 11 weist ein Gegenlager 15 auf, ge- genüber welchem insbesondere die Schraubenfeder 16 abgestützt ist . Mit dem nach unten gerichteten freien Ende ist die Schraubenfeder 16 gegenüber einen Fixpunkt in dem nicht gezeigten Gehäuse des Ventils 1 abgestützt. Die Schraubenfeder 16 erzeugt eine Vorspannkraft auf die Aufnahmevorrichtung 11, welche über den Kipphebel 7, das Zahnsegment 6 und die Zahn¬ räder 4 und 5 bis zum Antriebsmotor 2 rückwirkt. Dadurch ist das Ventil 1 stets spielfrei. Dies ist vorteilhaft um eine möglichst genau definierte Bewegung des Ventilstößels 12 zu erzeugen und so die Öffnungsgüte des Ventils 1 zu erhöhen. Zusätzlich werden Störgeräusche, die durch ein Spiel entste¬ hen könnten, vermieden, was dem akustischen Komfort zuträglich ist .
Die Aufnahmevorrichtung 11 ist das Bindeglied zwischen dem Ventilstößel 12, der Schraubenfeder 16 und dem Kipphebel 7. Der Ventilstößel 12 ist fest mit der Aufnahmevorrichtung 11 verbunden. Hierzu weist die Aufnahmevorrichtung 11 eine in Richtung der Mittelachse des Ventilstößels 12 verlaufende Bohrung auf, in welcher der Ventilstößel 12 aufgenommen ist. Eine Schnittansicht durch diese Bohrung ist in Figur 5 darge¬ stellt . Weiterhin weist die Aufnahmevorrichtung 11 Aufnahmepunkte zur Fixierung eines Magneten auf, der in Zusammenwirkung mit einem am nicht gezeigten Gehäuse angeordneten Sensor die Ermittlung der Position des Ventilstößels 12 zulässt.
Die Schubstangen 9 weisen jeweils eine Aussparung 17 auf, durch welche der Verbindungsbereich zwischen dem Ventilstößel 12 und der Aufnahmevorrichtung 11 zugänglich ist. Diese Aussparung 17 ist insbesondere zum Zwecke der fachgerechten Mon- tage vorteilhaft, da in der vorgesehenen Montagereihenfolge zuerst die Schubstangen 9 mit dem Kipphebel 7 und der Aufnahmevorrichtung 11 verbunden werden, bevor schließlich eine dauerhaltbare Verbindung zwischen der Aufnahmevorrichtung 11 und dem Ventilstößel 12 erzeugt wird. Die Verbindung zwischen dem Ventilstößel 12 und der Aufnahmevorrichtung 11 wird vorzugsweise durch eine Verschweißung erzeugt . Ergänzend kann eine Schraubverbindung und/oder eine Pressverbindung vorgesehen werden. Zur Optimierung der Reibung in den Lagerstellen sind vorteilhaft Materialkontakte zwischen Kunststoff und Metall vorgese¬ hen .
In Figur 1 ist zu erkennen, dass die zweite Drehachse 13 in dem von der Schraubenfeder 16 umschlossenen Bereich angeordnet ist. Die erste Drehachse 10 ist hingegen oberhalb dieses Bereichs angeordnet. Eine solche Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, um eine möglichst kompakte Bauform des Ventils 1 und gleichzeitig eine möglichst lange axiale Erstreckung des Ventilstößels 12 zu erreichen. Dies ist insbesondere vorteil¬ haft, da mit zunehmender Länge des Ventilstößels 12 der Kipp¬ winkel des Ventilstößels 12 infolge eines Drehwinkels an der zweiten Drehachse 13 geringer wird. Um also einen möglichst kippwinkelfreien Betrieb des Ventilstößels 12 zu erreichen, ist der Ventilstößel 12 längstmöglich auszulegen. Die Schraubenfeder 16 ist hinsichtlich ihres Innendurchmes¬ sers derart dimensioniert, dass die Aufnahmevorrichtung 11 und der Ventilstößel 12 problemlos im von der Schraubenfeder 16 begrenzten Bereich auf- und abbewegt werden können ohne eine Kollision mit der Schraubenfeder 16 zu verursachen. Auch leichte Kippwinkel des Ventilstößels 12 führen nicht zu einem Kontakt mit der Schraubenfeder 16.
Die Drehwinkel um die zweite Drehachse 13 sind möglichst mi- nimal und sind bei einem Gesamthubweg des Ventilstößels 12 von wenigen Millimetern vorzugsweise bei unter einem Grad in jede Drehrichtung. Das Verkippen des Ventilstößels 12 infolge eines so geringen Drehwinkels ist minimal und kann von der Lagerbuchse 14 kompensiert werden.
Am unteren Endebereich des Ventilstößels 12 ist ein Ventil¬ teller 18 angeordnet, der in einen Ventilsitz 19 eingefahren und aus diesem hinausgefahren werden kann. Der Ventilsitz 19 ist Teil eines nicht gezeigten Gehäuses des Ventils 1 und ist in Figur 1 als ringförmiges Element angedeutet.
Die Figur 2 zeigt eine seitliche Ansicht des Ventils 1, wie es bereits in der Figur 1 gezeigt wurde. Auch die nachfolgenden Figuren 3 und 4 zeigen jeweils das Ventil 1 der Figur 1 in unterschiedlichen Ansichten. Die Bezugszeichen der einzelnen Elemente stimmen daher mit den Bezugszeichen der Figur 1 überein. Die Figuren 1 bis 4 zeigen jeweils eine beispielhaf¬ te Ausgestaltung des Ventils 1. Sie besitzen jedoch insbesondere hinsichtlich der spezifischen Ausformung der einzelnen Elemente keinen beschränkenden Charakter.
In Figur 2 ist zu erkennen, dass die Zahnräder 4 und 5 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Dahinterliegend ist ein weiteres Zahnrad, hier ebenfalls überdeckt, angeordnet, welches in einer gemeinsamen Ebene mit dem Zahnsegment 6 des Kipphebels 7 liegt . Durch die Dimensionierung der Zahnräder 4, 5 und 6, insbesondre durch die Veränderung des Durchmes- sers, kann die Übersetzung vom Antriebsmotor 2 hin zum Kipphebel 7 angepasst werden. Dadurch lassen sich die Verstellge¬ schwindigkeit und über die Gestaltung des Zahnsegments 6 auch der Verstellweg des Kipphebels 7 beeinflussen.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Seitenansicht des Ventils 1, wobei die Drehachsen 3, 8, 10 und 13 alle als Flächennormale auf der Zeichnungsebene stehen. Die exakt parallele Anordnung der Drehachsen 3, 8, 10 und 13 ist notwendig, um eine mög- liehst Querkraftfreie Kraftübertragung zu gewährleisten.
Die Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf das Ventil 1. Auch hier ist die parallele Anordnung der Drehachsen 3, 8, 10, 13 und 21 zu erkennen. Die Drehachse 21 stellt dabei die Drehachse des Zahnrades 5 und des in Figur 4 dargestellten Zahnrades 20 dar. Das Zahnrad 20 ist im Zahneingriff mit dem Zahnsegment 6 des Kipphebels 7 und war in den vorausgegangenen Figuren jeweils vom Zahnrad 5 beziehungsweise dem Zahnsegment 6 über¬ deckt .
Die Figur 5 zeigt einen Schnitt durch die Bohrung 22 der Aufnahmevorrichtung 11 des Ventils 1. Die Bohrung 22 ist in einen ersten Bereich 23 und einen zweiten Bereich 24 aufgeteilt. Der Innendurchmesser des ersten Bereichs 23 ist gerin- ger als der des zweiten Bereichs 24. Der Ventilstößel 12 weist ebenfalls einen Bereich geringeren Außendurchmessers 25 und einen Bereich größeren Außendurchmessers 26 auf.
Der erste Bereich 23 weist ein Innengewinde auf und der Be- reich 25 des Ventilstößels 12 ein Außengewinde. Der Ventil¬ stößel 12 kann zur Fixierung in der Aufnahmevorrichtung 11 daher entlang des zweiten Bereichs 24 der Bohrung 22 eingeführt werden und schließlich im ersten Bereich 23 eingeschraubt werden. Sobald der zweite Bereich 26 des Ventilstö- ßels 12 in den Bereich 24 der Bohrung 22 gerät, wird zusätzlich zu der Verschraubung eine Presspassung zwischen dem Ventilstößel 12 und der Aufnahmevorrichtung 11 erzeugt, da der Bereich 26 des Ventilstößels einen geringfügig größeren Au¬ ßendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Bereichs 24. Auf diese Weise kann somit eine doppelte Fixierung des Ven¬ tilstößels 12 in der Aufnahmevorrichtung 11 erzeugt werden. Zusätzlich kann eine Verschweißung zwischen dem Ventilstößel 12 und der Aufnahmevorrichtung erzeugt werden. Hiermit kann eine Sicherung des Gewindes beziehungsweise der Verschraubung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen zu erzeugen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Material des Ventilstößels und der das Material der Aufnahmevorrichtung einen ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 5 weisen insbeson¬ dere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.

Claims

Ventil (1) zum Freigeben oder Verschließen einer Strömungsstrecke, mit einem Ventilteller (18), einem Ventil¬ stößel (12) und mit einer Übersetzungsvorrichtung zur Übersetzung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung, wobei die Übersetzungsvorrichtung durch einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Kipphebel (7) ge¬ bildet ist, wobei der Kipphebel (7) mittels Schubstangen
(9) mit dem Ventilstößel (12) verbunden ist, wobei die Schubstangen (9) gegenüber dem Kipphebel (7) um eine erste Drehachse (10) drehbar gelagert sind und weiterhin die Schubstangen (9) gegenüber dem Ventilstößel (12) um eine zweite Drehachse (13) drehbar gelagert sind, wobei das Ventil (1) eine Rücksteilvorrichtung (16) aufweist, durch welche eine Kraftkomponente erzeugbar ist, die ei¬ ner Bewegung des Ventilstößels (12), welche durch den Kipphebel (7) und die Schubstangen (9) auf den Ventil¬ stößel (12) übertragbar ist, entgegenwirkt, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweite Drehachse (13) in einem von der Rücksteilvorrichtung
(16) begrenzten Bereich angeordnet ist und die erste Drehachse (10) oberhalb dieses Bereichs angeordnet ist.
Ventil (1) 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 die Rücksteilvorrichtung (16) durch eine Schraubenfeder (16) gebildet ist, wobei der Bereich, in welchem die zweite Drehachse (13) angeordnet ist, in radialer Richtung nach außen durch die Windungen der Schraubenfeder (16) begrenzt ist.
Ventil (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittelachse des Ventilstößels (12) konzentrisch mit der Schraubenfeder (16) der Rück- stellvorrichtung (16) angeordnet ist. Ventil (1) nach 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 Ven¬ tilstößel (12) in einer Aufnahmevorrichtung (11) aufgenommen ist, wobei die Schubstangen (9) gegenüber der Aufnahmevorrichtung (11) um die zweite Drehachse (13) drehbar gelagert sind.
Ventil (1) nach 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 Ven¬ tilstößel (12) entlang einer Bohrung (22) innerhalb der Aufnahmevorrichtung (11) geführt ist, wobei der Ventil¬ stößel (12) mit der Aufnahmevorrichtung (11) verschweißt ist und/oder verschraubt ist und/oder verpresst ist.
Ventil (1) nach 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 die Auf¬ nahmevorrichtung (11) ein Gegenlager (15) aufweist, welches zur Einleitung der durch die Rücksteilvorrichtung (16) erzeugbaren Kraftkomponente dient.
Ventil (1) nach 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 Drehwinkel der Schubstangen (9) um die zweite Drehachse (13) bei der Betätigung des Ventils (1) in beide Rich¬ tungen aus einer Ausgangslage heraus kleiner als 5 Grad ist, vorzugsweise kleiner als 2 Grad ist und besonders bevorzugt kleiner als 1 Grad ist.
Ventil (1) nach 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 zumin¬ dest eine der Schubstangen (9) eine Aussparung (17) aufweist, wobei durch die Aussparung (17) die Aufnahmevorrichtung (11) und der in der Aufnahmevorrichtung (11) geführte Ventilstößel (12) zugänglich sind.
Ventil (1) nach 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 an der Aufnahmevorrichtung (11) ein Magnet angeordnet ist, wel¬ cher in Interaktion mit einem an einem das Ventil (1) zumindest teilweise umschließenden Gehäuseelements ein Positionssignal bezüglich der Lage des Ventilstößels (12) erzeugt.
10. Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die ers¬ te Drehachse (10) und die zweite Drehachse (13) in einer Ausgangslage des Ventils (1) parallel zueinander und in einer Flucht mit der Mittelachse des Ventilstößels (12) angeordnet sind.
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