專利名稱：用在內燃機范圍中的閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用在內燃機范圍中的閥。
在內燃機領域中，經常有這樣的情況，即，介質必須被引導通過合適的管道或管線，并且需要通過閥來連接、切斷或調節(jié)介質。例如，使排氣朝向新鮮空氣側返回的過程通常作為操作狀態(tài)的功能而發(fā)生，從而減少燃料消耗和污染物排放。在這種情況下，設置一個或多個排氣再循環(huán)(EGR)閥。另外，可以將閥設置在排氣系統(tǒng)之內，以便釋放、停止或轉向排氣流。例如，可以采用這種措施，以調節(jié)排氣背壓和/或連接或切斷單個部件，例如催化轉化器、過濾器、散熱器等。僅以示例的方式提及這些應用。
背景技術：
從DE 27 03 687 A1可知一種EGR閥，其中排氣供給管線伸入到吸入管線中。在吸入管線內排氣供給管線的外側設置有一節(jié)流閥，該節(jié)流閥確保排氣供給管線打開或關閉。
在DE 195 49 107 A1的主題中，排氣供給管線也伸入到吸入管線中。在其軸向端部處，該排氣供給管線關閉并徑向打開。在該排氣供給管線的端部上方定位有所謂的旋轉閘門閥型鐘形件(bell)，其包括開口，該開口可與排氣供給管線中的開口進行對準，以打開或關閉排氣供給管線中的所述開口。
在EP 1 245 820 A1中已知一種EGR閥，其可旋轉的閥元件以這樣一種方式被偏心支撐，即，在其打開狀態(tài)，它可以定位在排氣供應管線的邊緣處，以盡量小地影響排氣流。
最后，在由本申請人提交的EP 03 029 491描述了一種EGR閥，該閥包括一導流元件，一閥元件在其打開狀態(tài)中可定位在該導流元件后方，以盡量小地干擾排氣流。

發(fā)明內容
本發(fā)明基于設計一種用在內燃機范圍中的閥的目的，該閥在避免流動損失方面得到進一步改善。
該目的由在權利要求1中所述的閥解決。
根據本發(fā)明的閥，該閥旨在并且適于安裝在內燃機中，因此在一方面其包括用于引導介質的管道。所述介質例如可以為排氣，從而根據本發(fā)明的閥在這種情況下可作為排氣閥或EGR閥使用。如果其作為排氣閥，則可將其設置在排氣系統(tǒng)中，以停止、釋放、轉向或調節(jié)排氣流。如起初所述，可采取這些措施以調節(jié)排氣背壓，連接或切斷部件(例如，催化轉化器、過濾器、散熱器等)，或者改變或影響例如排氣系統(tǒng)的以及因此車輛的噪音，或者改變或影響其它性能。而且，根據本發(fā)明的閥可用作EGR閥，以使排氣流朝向發(fā)動機新鮮空氣側再循環(huán)或使空氣流限制在發(fā)動機入口側。例如，在柴油機的情況下，可以在進氣側實現(xiàn)驅動壓力梯度的增加，因為設置在進氣側的節(jié)流閥完全或一定程度地關閉。此外，柴油機可裝配有所謂的附加功能或便利斷流裝置，該裝置通過突然關閉新鮮空氣的供應而動作。根據本發(fā)明的閥也適于上述應用。
根據本發(fā)明的閥的上述管道具有一壁。該閥還具有一閥元件，該閥元件在其關閉狀態(tài)定位于管道內。結果，此外，根據本發(fā)明的閥尤其適于作為釋放或阻塞介質流而不必將該介質流供給至第二管道中的閥。只在后一情況下，閥元件實際可定位于第二管道中，并因此定位在第一管道外的區(qū)域中。與此相反，根據本發(fā)明的閥的閥元件在其關閉狀態(tài)位于其中介質被引導的管道內，以通過根據本發(fā)明的閥來實現(xiàn)阻塞、釋放、轉向或調節(jié)該介質。
由根據本發(fā)明的閥可以產生特別有利的流動條件，因為該閥元件至少在其完全打開的狀態(tài)中與管道的相鄰壁(至少在很大程度上)對準或定位在其的外部。為了在打開狀態(tài)中獲得上述情況，即，閥元件與管道壁對準或在管道壁外側的結構，在該管道壁中設置至少一個下面將詳細描述的凹口。對于該凹口，將參考鄰近閥元件的管道壁，以描述閥元件處于其打開狀態(tài)的位置。應說明，直到獲得(打開的)閥元件，在管道內占優(yōu)勢的流動由管道壁確定，而緊接著閥元件打開之前，該流動由鄰近其的管道壁確定。在(打開的)閥元件的區(qū)域中，該閥元件有助于引導介質。這使得可通過簡單的措施來減少流動損失。與現(xiàn)有技術中不同，實際上不需要額外的導流元件。相反，在其打開狀態(tài)，閥元件位于這樣的位置，其中該閥元件有助于引導介質并同時避免與流干涉。具體地，可以說該閥元件在其打開狀態(tài)形成了管道壁的一部分。因此，管道壁可設置為連續(xù)的單個壁，而不需要可由單獨的導流元件形成的第二內管道壁。因此，具體地，根據本發(fā)明的閥的閥元件在其打開狀態(tài)中并沒有被其它元件遮蔽。
通過本發(fā)明詳述的措施可確保流動基本不受干擾，即以這種方式設計一種閥元件，該閥元件在其打開狀態(tài)中與相鄰的管道壁對準或定位于該管道的外側。打開的閥元件實際上并沒有位于管道的內側凈截面(clear cross-section)之內，此處會影響流動。相反，閥元件至少在其完全打開狀態(tài)中形成管道壁的一種延伸，從而有助于有利地引導介質。干涉能夠得以避免。這在其中處于其完全打開狀態(tài)的閥元件定位在相鄰的管道壁的外側的情況下也是如此。
盡管閥元件在其完全打開狀態(tài)中足以與相鄰的管道壁基本對準，以充分避免流動損失，但是優(yōu)選地使閥元件與管道壁完全對準。而且，對于閥元件位于相鄰的管道壁的外側的結構，優(yōu)選地在該狀態(tài)中的閥元件同樣完全定位于相鄰管道壁的外側，以盡量排除對流動的干擾。
關于設置閥的措施，該閥的閥元件至少在其基本打開的狀態(tài)中與管道的相鄰壁至少較大程度地對準，應說明在這種情況下，閥元件，尤其在其關閉狀態(tài)中，不必定位在閥的管道之內。而且，結合本申請，可認為這是一個創(chuàng)新，即，提供一具有閥元件的閥，該閥元件至少在其完全打開的狀態(tài)中與相鄰管道壁至少較大程度地對準?？梢詫⒃摯胧┡c上述或下述的所有特征適當地結合。
根據本發(fā)明的閥的優(yōu)選實施例在其它權利要求中描述。
該閥元件優(yōu)選地設計為整體彎曲。盡管已知的閥元件在一側(例如，下游側)顯示為彎曲，但是，根據本發(fā)明的閥的閥元件全部彎曲。這使得可獲得上述的結構，即，以尤為簡單有效的方式與相鄰管道壁對準和/或在該管道的相鄰壁的外側，以盡可量小地影響流動。在這種情況下，根據本發(fā)明的閥元件可設計得極其簡單，因為其設置作為單壁金屬片部件，該部件例如顯示出設計例如成為圓柱體的管道壁的彎曲部分，并且其因此能夠以與管道壁特別良好對準的方式定位。關于該特征，也應說明，該特征被認為是創(chuàng)新的，盡管該特征仍然可以與上述和下面將要描述的那些特征結合。因此，本申請介紹了一種具有全部彎曲設計的閥元件的閥。換句話說，該閥元件優(yōu)選地在上游側和下游側都顯示為彎曲部分。然而，在一具體實施例中，該彎曲部分可只設在上游側。對于該側優(yōu)選為凹入彎曲部分，而對于下游側優(yōu)選為凸狀彎曲部分。
原理上，由本發(fā)明詳述的措施適用于任何閥設計，而不管其閥元件是否可以以平移、旋轉或任何其它方式運動。但是，當前優(yōu)選地是閥元件可樞轉，而對于該閥元件，在其完全打開的狀態(tài)中可樞轉到管道壁的區(qū)域中，以盡量小地影響流動。
至于閥元件的支撐件，當前優(yōu)選的是中心地支撐閥元件。換句話說，該支撐件定位在相對于閥元件的至少基本中點處。而且，該支撐件可優(yōu)選設計在相對于其中設置有閥的管道的中心，并且優(yōu)選地相對于閥的中心線的中心。然而，同樣可設想且本發(fā)明決不排除設置偏心類型的支撐件?？梢岳眠@種支撐件的優(yōu)勢，例如，使用作用在閥元件上的排氣壓力以關閉閥，或者至少有助于關閉運動。該支撐件同樣能夠以偏心的方式設置，從而使排氣壓力有助于打開運動。與其相反，基于中心支撐件的當前優(yōu)選實施例需要壓力補償，這在某些應用中是有利的。
關于閥元件的支撐件，當前還優(yōu)選的是閥元件被支撐在一側。這種措施提供了成本效益。應說明，也可以在兩側支撐。
如果閥元件的形狀由第一柱體與第二柱體的截面曲線形成，則這是尤為有利的。為了確定截面曲線，兩個柱體的中心線優(yōu)選彼此垂直。結果，根據本發(fā)明的閥的閥元件尤其適于具有圓形截面的管道。閥元件的(彎曲)形狀一定程度上反映了閥管道的形狀。因此，由于閥元件至少在其完全打開的狀態(tài)中與相鄰壁對準，因此管道壁的形狀(在本例中為柱體罩的延續(xù)部分)對此目的是有利的。但是，如果閥元件運動到其關閉狀態(tài)，即其例如旋轉90°，則它是如上所述的柱體罩的一部分，該部分必須確保管道內部的密封，即在另一柱體中。結果，由第一柱體與由管道形成的第二柱體的截面曲線而獲得閥元件的邊緣，該閥元件是第一柱體的一部分。
該管道有利地包括至少一個用于容納處于打開狀態(tài)的閥元件的凹口，該凹口的形狀適合于閥元件的形狀。結果，可以通過極其簡單的方法來實現(xiàn)根據本發(fā)明的閥元件的結構。
在該結合中，尤為優(yōu)選的是所述凹口由至少一個單獨的壁元件形成，以確保尤為簡單的裝配。


下面將基于附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例，其中圖1表示根據本發(fā)明的閥的分解立體圖；圖2表示根據本發(fā)明的閥，示出閥元件處于其打開狀態(tài)；和圖3表示根據本發(fā)明的閥，示出閥元件處于其關閉狀態(tài)中。
具體實施例方式
如圖1所示，根據本發(fā)明的閥10首先具有示例中所示的管道12，該管道12設計為具有較大圓形截面的短長度的管道。然而，不言而喻，該管道12也可以設計成較長并且可具有不同的截面。如下所述，為了能夠安裝根據本發(fā)明的閥的其它元件，在管道12的壁中設有凹口14，也可以將該凹口14描述為窗口。例如，該凹口可使用激光切割裝置制成。在所述實施例中，凹口14由兩個單獨的壁元件(即，第一支撐壁元件16和第二壁元件18)封閉。支撐壁元件16容納用于閥元件20的支撐件。在這點上，閥元件20包括支撐銷22。在支撐壁元件16內設有配合軸承襯24。在所示實施例中，在配合軸承襯24周圍布置有扁平卷簧26，該卷簧26通過第一鉤28而鉤在支撐壁元件16處，以支撐在其上。第二鉤30用于將扁平卷簧26連接到杠桿元件32上。杠桿元件32通過形成在該杠桿元件中的開口34而裝配在支撐銷22上。在所示實施例中，因為彈簧被支撐在支撐壁元件16上，并且因為通過杠桿元件32而進一步鉤在切口36處，所以彈簧26在閥元件20的打開狀態(tài)中對其預拉。然而，該結構也可以以這種方式設計，即，將預拉伸過程設計在關閉狀態(tài)，并且抵抗彈簧的力實現(xiàn)打開過程。
在所示實施例中，抵抗彈簧26的力實現(xiàn)關閉。為了致動閥元件20，在本具體實施例中設置其兩端以基本為S形狀彎曲的桿38；該桿在其一端插入到杠桿元件32中的第二開口40中，而其第二端插入到第二杠桿元件42中。該第二杠桿元件42設置在驅動機構的區(qū)域中。在所示實施例中，該驅動機構被設計成具有裝配在其上的一組行星齒輪46的電機44。然而，顯而易見的是，該驅動機構可以設計成氣動、液壓或以任何其它適合的方式作用。唯一重要的是，當被致動時，杠桿元件42被轉動以使桿38被拉動或在其上施加壓力，從而使得杠桿元件32相應轉動，并致動閥元件20。
在所示實施例中，驅動機構44、46通過適當設計的保持架48而安裝在壁元件18上。保持架48在驅動機構44、46側包括適當的凹口50，以插入并固定驅動機構44、46。保持架48在壁元件18側具有適當的翼板52，以將該保持架固定在壁元件18上。在該具體實施例中，處于裝配狀態(tài)的壁元件18關閉凹口14的橫向區(qū)域。支撐壁元件16以相同的方式關閉凹口14的上部區(qū)域。從圖1中可以看出，壁元件18設有形成為朝向外側的彎曲部分，從而在管道12的內部形成凹口。該凹口用于在閥元件20的打開狀態(tài)下接收該閥元件和/或使得閥元件20進行必要的運動。
圖2示出了該打開狀態(tài)。根據本發(fā)明，閥元件20在該完全打開的狀態(tài)中位于這樣的位置，其中，該閥元件與管道12的相鄰壁至少很大程度地對準。結果，以尤為低的程度對經過管道12內部的流動產生影響。只在閥元件20的一側處設有較小的狹縫54，該狹縫是必要的以允許閥元件20所需的樞轉運動。在本具體情況下，閥元件實際上可以從圖2中所示的位置運動出來，并通過使其順時針轉動90°而進入關閉位置。在該關閉位置，閥元件20的兩個邊緣56與管道12的內部接觸。
這在圖3中顯示出。應提及，在圖2和圖3中省略了單獨的壁元件18及安裝在其上的驅動機構，從而更有效地描述情況。然而，不言而喻的是，在操作狀態(tài)，凹口14由于壁元件18而被關閉。同樣不證自明的是，通過壁元件18形成的關閉部可由另一管道替代，在管道12中通過的介質直接可轉移至該管道中。換句話說，由于閥元件20的適宜的中間位置，因此所示實施例僅可阻塞(圖3)、釋放(圖2)或調節(jié)流動。但是，如果以另一管道代替壁元件18，則可以使所引導的介質轉向。
具體地，在圖3中所示的位置可完全地實現(xiàn)所述轉向。閥元件20的邊緣56實際上與管道12的內表面密封接觸，從而防止介質流過管道12。
至于兩個單獨的壁元件16和18，應提及的是，它們不必是兩個單獨的壁元件。相反，閥元件20(包括其支撐件和驅動機構)可預裝配在單個單獨的壁部分上，然后安裝在設有凹口14的管道12上。這種安裝方式可以稱為“滑過”過程。具體地，在這樣的實施例中可以進行這樣的過程，其中對于必要的單獨壁元件進行偏心支撐，以在柱體罩處覆蓋180°或更小的角，因此可容易地裝配。在這方面中，帶有偏心支撐件和單個單獨壁元件的實施例構成了極為理想的方案。
與此相反，在所示實施例中的支撐件相對于閥元件20以及相對于管道12位于中央。然而如所述，同樣可以設計相對于閥元件20和/或管道12偏心或離心的支撐件。而且，該支撐件只在一側起作用。與在兩側同等支撐相比這必然會帶來成本效益。
也可以從圖中看出，可以將閥元件20設置為單個壁元件，例如設置為金屬片部件，其完全彎曲。在圖1和2中，凸狀彎曲部分朝向觀察者。在圖3中，可以看到凸狀彎曲部分。此外，應提及的是，在所示實施例中的閥元件在凸狀彎曲部分側設有卷邊(bead)58。
閥元件20的邊緣56成為兩個柱體的截面曲線。從圖2中可見，閥元件20在其打開狀態(tài)中實際上形成了管道12的柱體罩的一部分。在其關閉狀態(tài)(參見圖3)，邊緣56與管道12的內表面密封接觸。因此，形狀56的邊緣是有利的，該形狀56是由管道12的柱體的與閥元件20相交而獲得的，如在圖3中可以看出，閥元件20作為管道12的柱體的壁部分而獲得(參見圖2)。
權利要求
1.一種用在內燃機范圍中的閥(10)，尤其是排氣或廢氣再循環(huán)閥或在新鮮空氣側的閥，該閥包括管道(12)，其用于引導介質，所述管道(12)具有一壁，并且所述閥還包括一閥元件(20)，該閥元件(20)在其關閉狀態(tài)中定位在所述管道(12)內，并且該閥元件(20)至少在其完全打開的狀態(tài)中與所述管道(12)的相鄰壁至少較大程度地對準，或者定位在該管道(12)的外側以有助于引導介質。
2.根據權利要求1所述的閥，其特征在于，所述閥元件(20)整體彎曲。
3.根據權利要求1或2所述的閥，其特征在于，所述閥元件(20)是可樞轉的。
4.根據前述任何一項權利要求所述的閥，其特征在于，所述閥元件(20)被中心支撐。
5.根據前述任何一項權利要求所述的閥，其特征在于，所述閥元件(20)在一側被支撐。
6.根據前述任何一項權利要求所述的閥，其特征在于，所述閥元件(20)的形狀是從第一柱體與第二柱體的截面曲線而獲得的。
7.根據前述任何一項權利要求所述的閥，其特征在于，所述管道(12)包括一凹口，該凹口用于容納處于打開狀態(tài)的所述閥元件(20)，所述凹口的形狀適合于所述閥元件(20)的形狀。
8.根據權利要求7所述的閥，其特征在于，所述凹口由至少一個單獨的壁元件(16，18)形成。
全文摘要
一種用在內燃機范圍中的閥，該閥包括用于引導介質的管道(12)，所述管道(12)具有一壁，并且所述閥還包括閥元件(20)，該閥元件(20)在其關閉狀態(tài)中定位在所述管道(12)內，并且該閥元件(20)至少在其完全打開的狀態(tài)中與所述管道(12)的相鄰壁至少較大程度地對準，或者定位在該管道(12)的外側以有助于引導介質。
文檔編號F16K5/06GK1712675SQ20051007990
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權日2004年6月25日
發(fā)明者伯恩哈德·克利普費爾, 漢斯－約阿希姆·特佩爾 申請人:庫帕-標準汽車(德國)有限責任公司