用于內(nèi)燃機(jī)的活門裝置的制造方法
【專利說明】用于內(nèi)燃機(jī)的活門裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的活門裝置，其具有流動(dòng)殼體，流動(dòng)通道構(gòu)造在所述流動(dòng)殼體內(nèi)；調(diào)節(jié)軸；活門體，其在所述流動(dòng)通道內(nèi)安置在所述調(diào)節(jié)軸上；在所述流動(dòng)殼體中的殼體孔，所述調(diào)節(jié)軸穿過所述殼體孔向外伸出；固定在所述調(diào)節(jié)軸上的杠桿；軸套，其布置在所述殼體孔內(nèi)并且所述調(diào)節(jié)軸支承在所述軸套內(nèi)；和密封墊片，其具有至少部分成型為球形的表面。
[0002]這種活門裝置例如用作內(nèi)燃機(jī)的廢氣總成中的廢氣擋板或廢氣回流閥。廢氣包含不允許向外排出的有害物質(zhì)，從而必須確保沿向外朝促動(dòng)器方向突伸的軸的可靠密封。這種密封必須在變化的熱負(fù)荷中隨時(shí)可靠地發(fā)揮作用。附加地，通過活門必須保證非常準(zhǔn)確的可操作性，用于滿足現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的有害物質(zhì)規(guī)定。但是，由于來自外部的侵入還是常常導(dǎo)致支承位置的損壞。這導(dǎo)致由于污物侵入或鹽分或濕氣進(jìn)入而對(duì)軸承區(qū)域的腐蝕。
[0003]已知不同類型的活門裝置，借此嘗試確保足夠的密封。由此在WO 2006/003017 Al中建議一種用于機(jī)動(dòng)車的廢氣設(shè)備的活門裝置，其中在固定于流動(dòng)殼體上的軸承殼體內(nèi)布置有軸套以及彈簧件、密封墊片和軸承圈。軸從軸承殼體向外伸出，軸承殼體在其背離流動(dòng)殼體的端部上具有環(huán)繞的、錐形的頸縮部，軸通過所述頸縮部外伸出，軸承圈通過其相應(yīng)的錐形的表面通過彈簧力在設(shè)有密封墊片的中間墊片的情況下壓向該錐形的收緊部。錐形表面的貼靠區(qū)域用作軸承殼體和軸承圈之間的滑動(dòng)面和密封面。由于密封墊片的無間隙的安置造成沿軸從支承區(qū)域的溢流。
[0004]此外，由US 5，630，571已知一種具有支承殼體的廢氣活門，在軸承殼體中布置有軸套以及球形的密封墊片，密封墊片抵靠著內(nèi)凹地球形成型的陶瓷片。在從軸承殼體伸出的軸端部上安置有杠桿，軸彈簧貼靠在該杠桿的背面，軸彈簧的反向?qū)χ玫膫?cè)面抵靠著套筒，陶瓷片又貼靠在所述套筒上。通過軸彈簧，擠壓在軸上的密封墊片被壓向固定的陶瓷片。但是，外側(cè)的套筒由此承受內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的噴水的負(fù)荷。
[0005]這兩種已知的活門密封系統(tǒng)中必須制造具有極高精確度的零件，用于建立足夠的密封，因?yàn)榉駝t相應(yīng)成型的表面不會(huì)發(fā)揮密封作用。來自外界的腐蝕物質(zhì)向軸承區(qū)域內(nèi)的侵入不能相應(yīng)可靠地被阻止。此外，需要較多的零件數(shù)量，從而造成較高的裝配成本。
[0006]因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的活門裝置，其中，與熱負(fù)荷和由此產(chǎn)生的熱膨脹無關(guān)地建立向外部的可靠的密封，并且避免腐蝕物質(zhì)從外部侵入。這種密封應(yīng)盡可能廉價(jià)地制造，使得可以舍棄較小的制造公差并保證容易裝配。
[0007]所述技術(shù)問題通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征的活門裝置所解決。通過至少部分成型為球形的表面緊密地抵靠著杠桿的后壁，減少了構(gòu)件的數(shù)量并由此簡(jiǎn)化了裝配。杠桿在此首次也作為密封件的一部分使用，方法是使杠桿阻止沿軸的流動(dòng)。
[0008]優(yōu)選地，所述密封墊片的表面外凸地球形地成型，并且所述杠桿的后壁至少部分內(nèi)凹地球形地成型或者錐形地成型，其中，所述密封墊片的表面的曲率半徑小于所述杠桿的后壁的曲率半徑。在備選的實(shí)施方式中，所述杠桿的后壁至少部分外凸地球形地成型，并且所述密封墊片的表面內(nèi)凹地球形地成型，其中，所述密封墊片的表面的曲率半徑大于所述杠桿的后壁的曲率半徑。兩種設(shè)計(jì)方案使得確保在杠桿和密封墊片之間的環(huán)形的線形導(dǎo)引，即便在出現(xiàn)平行度錯(cuò)誤時(shí)，也能設(shè)置這種環(huán)形的線形導(dǎo)引。由此，可靠地阻止了氣體和濕氣通過杠桿和密封墊片之間的間隙侵入。
[0009]在此規(guī)定，在本發(fā)明中，物體的外凸的球形形狀應(yīng)理解為具有部分球形表面的物體，其曲率半徑穿過物體延伸，并且物體的內(nèi)凹的球形形狀應(yīng)理解為具有部分空心球體形狀的物體，其曲率半徑指向與物體反向?qū)χ玫囊粋?cè)。
[0010]在此優(yōu)選地，所述密封墊片相對(duì)于所述調(diào)節(jié)軸可運(yùn)動(dòng)地并且徑向圍繞所述調(diào)節(jié)軸地布置，從而使得密封墊片可以相對(duì)于軸傾斜。這實(shí)現(xiàn)了可靠的密封并且同時(shí)對(duì)所出現(xiàn)的熱膨脹不敏感。
[0011]優(yōu)選地，彈簧朝著通道的方向?qū)Ω軛U連同調(diào)節(jié)軸進(jìn)行加載。由此，以簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生杠桿和密封墊片之間的用于生成密封力所需的壓力。
[0012]在本發(fā)明另外的設(shè)計(jì)方案中，所述密封墊片通過其球形彎曲的表面擠壓軸向反向?qū)χ玫钠教沟谋砻娌⑶业挚克鲚S套。由此，在軸套和密封墊片之間也產(chǎn)生密封，而無需使用附加的構(gòu)件。
[0013]優(yōu)選地，所述軸套是碳軸套，其針對(duì)由廢氣引起的熱負(fù)荷和腐蝕是不敏感的。
[0014]為了確保整個(gè)軸承和密封單元的壓緊，所述軸套通過其與所述密封墊片反向?qū)χ玫妮S向端部抵靠著殼體孔的止擋。由此通過彈簧將整個(gè)單元壓向該止擋并且由此壓緊。
[0015]在特別有利的實(shí)施方式中，所述調(diào)節(jié)軸在徑向相對(duì)軸套位于內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)成型為凸球形。由此，即便在軸套和調(diào)節(jié)軸之間出現(xiàn)同心度錯(cuò)誤時(shí)，在沒有內(nèi)部應(yīng)力的情況下也確保可靠的支承。
[0016]在本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案中，所述調(diào)節(jié)軸和殼體孔在通道和軸套之間分別具有至少一個(gè)凸肩。該凸肩作為迷宮式密封件發(fā)揮作用并且提高了沿軸的流動(dòng)阻力，從而明顯阻礙了廢氣向軸承內(nèi)的侵入。
[0017]為了阻止液體或鹽分沿軸從外部侵入，所述杠桿與所述調(diào)節(jié)軸材料接合地環(huán)繞地或者形狀接合地且密封地連接。這種連接是密封的并且具有較高的使用壽命。
[0018]此外有利的是，在所述杠桿上布置有套筒，所述套筒朝所述流動(dòng)通道的方向延伸。由此，殼體的容納軸承的區(qū)域向外被附加地遮蔽，從而避免了例如與噴水的直接接觸。
[0019]由此，提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的活門裝置，其即便在變化的熱負(fù)荷下不論向外還是向內(nèi)均被充分地密封，因?yàn)橥ㄟ^規(guī)定的結(jié)構(gòu)憑借密封墊片的位置的靈活性補(bǔ)償了構(gòu)件和裝配公差以及熱膨脹、同心度和平行度錯(cuò)誤，而不會(huì)影響密封效果。這種密封件和軸承的裝配同零件的制造一樣都是很簡(jiǎn)單的，從而明顯減少了費(fèi)用。然而，該軸承和密封件卻具有非常高的使用壽命。
[0020]在以下附圖中示出并進(jìn)一步闡述按照本發(fā)明的活門裝置的實(shí)施例。
[0021]附圖示出按照本發(fā)明的活門裝置的側(cè)視剖面圖。
[0022]按照本發(fā)明的活門裝置由流動(dòng)殼體10構(gòu)成，在其內(nèi)構(gòu)造有例如被廢氣流過的流動(dòng)通道12。
[0023]流動(dòng)通道12在橫截面中通過調(diào)節(jié)軸14被分隔為兩個(gè)半部，借助螺栓18將活門體16固定在調(diào)節(jié)軸14上，其中，也可以通過材料接合進(jìn)行連接。調(diào)節(jié)軸14在流動(dòng)殼體10內(nèi)通過兩個(gè)軸套20、22被支承，其中第一軸套20布置在貫通的殼體孔24中，調(diào)節(jié)軸14穿過該殼體孔從流動(dòng)殼體10向外突伸，并且第二軸套22布置在與孔24對(duì)置的一側(cè)上的被構(gòu)造在流動(dòng)殼體10內(nèi)的盲孔26內(nèi)。相應(yīng)地，在相對(duì)于流動(dòng)殼體10的中軸線相對(duì)置的側(cè)面上設(shè)置有從兩側(cè)支承的調(diào)節(jié)軸14。
[0024]在調(diào)節(jié)軸14的向外突伸的端部上借助材料接合通過環(huán)繞的焊接部30固定有用作杠桿28的圓盤，在圓盤的徑向端部區(qū)域上固定有銷栓32，調(diào)節(jié)軸14可以通過銷栓利用未示出的連桿與尤其設(shè)計(jì)為電動(dòng)機(jī)的促動(dòng)器相連。通過環(huán)繞的焊接部30，沒有氣體或流體可以在調(diào)節(jié)軸14和杠桿28之間流動(dòng)。
[0025]殼體孔24設(shè)計(jì)為階梯形狀并且具有相應(yīng)三個(gè)向外擴(kuò)大直徑的部段34、36、38。具有最小的直徑的第一部段34靠近流動(dòng)通道12并且比調(diào)節(jié)軸14的直徑稍大。從流動(dòng)通道12向外看，在第一部段34的后面，不僅殼體孔24具有凸肩35，而且調(diào)節(jié)軸14也具有凸肩40，使得調(diào)節(jié)軸14以較大的直徑進(jìn)一步向外延伸。調(diào)節(jié)軸14的這個(gè)區(qū)域徑向地布置在殼體孔24的第二部段36中。凸肩35、40共同構(gòu)成迷宮式密封，其使得廢氣沿軸套20的方向的侵入變得困難。
[0026]在第二部段36和第三部段38之間構(gòu)造有用作止擋42的殼體孔24的凸肩。與該止