專利名稱：閥舌門裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥舌門裝置，該閥舌門裝置包括至少一個閥殼和一個可繞閥軸線旋轉(zhuǎn)的軸，所述軸具有用于在相對于閥軸線的徑向上進(jìn)行支承的軸承面以及用于在相對于閥軸線的軸向上進(jìn)行支承的軸肩。此外，閥舌門裝置包括一個在閥殼內(nèi)支承所述軸的軸承元件，所述軸承元件具有對應(yīng)于所述軸的軸承面的滑動軸承面以及對應(yīng)于所述軸肩的支撐面，其中，軸承元件可在兩個軸向上移動的方式支承在軸承殼體內(nèi)。設(shè)有固定在閥殼上的軸承殼體，軸和軸承元件布置于其中，所述軸承殼體用于徑向支承軸承元件。通過彈性元件將軸承元件相對于軸承殼體在軸向上預(yù)加載在軸肩上。
背景技術(shù)：
在EP1887200A1中公開了一種閥裝置，該閥裝置具有用于流量控制的閥舌門。閥舌門可通過帶有驅(qū)動軸的電驅(qū)動器控制。為此，閥軸通過扭簧與驅(qū)動軸相連。閥軸通過軸承支承在軸承殼體內(nèi)。在DE602004000705T2中描述了一種具有殼體和軸承套管的尾氣導(dǎo)管閥，該閥在軸向和徑向上均固定在殼體內(nèi)。閥桿以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在軸承套管內(nèi)。在閥桿上布置有閥舌門。在DE4305123A1中描述了一種支承在軸承套管內(nèi)的節(jié)流閥軸，所述軸承套管在彈性力的作用下向殼體的軸向壁加載。軸承套管以可在殼體凹腔內(nèi)徑向移動的方式通過軸承匹配或軸承套管的徑向移動補(bǔ)償在止擋面和節(jié)流閥軸軸承或孔之間的尺寸偏差。DE102004032845作為最接近的現(xiàn)有技術(shù)描述了一種形成類型的閥舌門，所述閥舌門以被三重地支承在閥殼內(nèi)的方式預(yù)加載，且其中，對軸的支承在閥殼內(nèi)在軸向上是可動的，以補(bǔ)償閥舌門在軸向上的熱運(yùn)動。在此規(guī)定，軸在軸承殼體內(nèi)通過兩個軸承體，即一個軸承環(huán)和一個套筒支承，其中，兩個軸承體與軸承殼體內(nèi)的軸一起旋轉(zhuǎn)。為此，形成相應(yīng)的滑動副或在軸承體和軸承殼體之間形成至少一個較小的摩擦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，構(gòu)造并設(shè)置這樣一種閥舌門裝置，使得對軸的支承對于氣密介質(zhì)也是充分密封的，并且同時確保了支承的簡便。根據(jù)本發(fā)明如下地解決這一技術(shù)問題將軸承元件設(shè)計為單獨的部件，該部件關(guān)于圍繞閥軸線的圓周方向與軸承殼體2耦合為使得軸承元件和軸承殼體之間的相對位置在軸旋轉(zhuǎn)時不在圍繞閥軸線的圓周方向上發(fā)生改變。由此使得僅軸在軸承元件內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而軸承元件可以相對于軸承殼體緊密地連接并密封，因為無論在冷、熱運(yùn)行狀態(tài)下都不考慮軸承元件和軸承殼體之間在相對于閥軸線的圓周方向上的相對運(yùn)動。這種構(gòu)造方式使得預(yù)定的支承并因此使得簡單的計算和簡單的部件確定能夠得以實現(xiàn)。此外，可以通過軸承元件在軸承殼體上的固定確保關(guān)于摩擦副精確的支承，因為僅可能有軸和軸承元件之間的相對運(yùn)動。避免了軸承元件在軸承殼體內(nèi)不受控制的轉(zhuǎn)動。在此規(guī)定，軸僅由線性密封地貼靠在軸上的軸承元件支承。關(guān)于密封性有利的是，軸承元件在平行于閥軸線的方向上貼靠在軸肩上，因為在此除了軸在徑向上支承在軸承元件上之外，還形成了第二支承面并因此形成為軸和軸承元件之間的其它的密封面。為此有利的是，彈性元件作用在軸承元件和軸承殼體之間，并且軸承元件可在閥殼內(nèi)在閥軸線的方向上運(yùn)動，并通過彈性元件平行于閥軸線在軸肩的方向上預(yù)加載。通過使軸承元件在軸向上預(yù)加載地移動的可能性，使得在所有可能的溫度范圍下都給予軸盡可能恒定的軸向支承力。設(shè)有可繞閥軸線樞轉(zhuǎn)的閥舌門，所述閥舌門在軸向和徑向上通過閥殼內(nèi)的軸承銷 支承，其中，軸承銷間接地通過閥舌門、而軸通過彈性元件在軸向上預(yù)加載。除了閥舌門在閥殼內(nèi)非常簡單的支承之外，確保了閥舌門和其它部件在運(yùn)行時都不會翻轉(zhuǎn)或搖晃。閥舌門在此形成自支承的元件。為了驅(qū)動軸和固定閥舌門，可以有利地規(guī)定，軸的第一段形成用于固定閥舌門的支座，且在閥軸線上位置相對的第二端設(shè)有用于連接閥舌門的驅(qū)動裝置的容納部或閥舌門盤。在兩端之間在軸的中間區(qū)域設(shè)有軸承面。在根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和布置下有利的是，軸的容納部布置有彈性件，其中彈性件將軸與驅(qū)動裝置的驅(qū)動軸以圍繞閥軸線彈性扭轉(zhuǎn)的方式相連并且彈性件將軸在閥軸線的方向上相對于驅(qū)動軸脫耦，容納部這樣地構(gòu)造為槽形并布置在相對于閥軸線的徑向上，使得彈性件的桿形區(qū)域由于彈性件在閥軸線的方向上的預(yù)加載而無間隙地且型面配合地在與閥軸線成直角的方向上貼靠在所述槽上。軸總是由彈性元件或碟形彈簧疊片在軸向上、也就是在平行于閥軸線的方向上預(yù)加載。因此對于功能有利的是，彈性件在軸向上也相對于軸預(yù)加載，從而使閥舌門能夠被無間隙地貼靠并因此無間隙地控制。為此有利的是，槽具有兩個關(guān)于槽軸線相對置的槽面，其中，各個槽面布置為相對于閥軸線的法線成一個大于45度且小于90度的角。因此，彈性件和軸之間單獨由彈性件的力作用的夾緊得以實現(xiàn)。在此，并不需要彈性件在軸上的另外的機(jī)械固定。關(guān)于在圓周方向上的型面配合有利的是，軸承殼體內(nèi)側(cè)的至少一部分與軸承元件的外表面的至少一部分具有幾何上相似的截面形狀，所述截面形狀關(guān)于閥軸線并不旋轉(zhuǎn)對稱并且平行于閥軸線地定向，使得兩個主體的相對扭轉(zhuǎn)能夠由于軸承殼體和軸承元件的不同形狀而得以避免。為此有利的是，在軸承元件的外表面上設(shè)置至少一個在軸向上延伸的隆起，并且在軸承殼體內(nèi)側(cè)布置至少一個容納該隆起并沿軸向延伸的槽，其中，所述隆起在槽中形成型面配合的抗扭固定?？蛇x的是，軸承元件的外表面具有至少一個與閥軸線平行布置的平的區(qū)域，而軸承殼體具有至少一個與閥軸線平行布置的平的部段，且所述區(qū)域和部段可相互貼靠，其中，因此形成了型面配合的抗扭固定。特別有利的是，所述外表面在一個與閥軸線成直角的平面內(nèi)具有四邊形截面，其中四個角區(qū)域分別具有在O. 5mm至50mm之間的外徑R。這種對稱的形狀便于制造并保證了充分的型面配合。關(guān)于密封優(yōu)選的是，軸承殼體具有殼孔，軸穿過所述殼孔，其中，在殼孔處設(shè)有凸緣，并且設(shè)計為碟形彈簧的彈性元件緊密地貼靠在該凸緣上。對于簡化構(gòu)造有利的是，使該凸緣具有向內(nèi)指向隆起并且彈性元件在平行于閥軸線的方向上貼靠在該隆起上。由此能夠?qū)⒌螐椈莎B片用作彈性元件，該彈性元件保證了預(yù)加載并同時通過各碟形彈簧的迷宮式結(jié)構(gòu)保證了軸在軸承殼體內(nèi)的附加密封。根據(jù)本發(fā)明的基本原理規(guī)定了軸的雙重支承，在此軸僅單重地通過軸承元件在徑向上支承在軸承殼體內(nèi)并直接或間接地僅單重地在徑向上支承在閥殼體內(nèi)。軸承元件由用于滑動軸承的陶瓷或金屬合金形成。對于密封性有利的是，軸承殼體緊固且材料結(jié)合地與閥殼體相連接，或軸承殼體一體式且材料相同地與閥殼體相連接。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和細(xì)節(jié)將在權(quán)利要求和說明書中詳細(xì)解釋并在附圖中顯示。在附圖中圖I示出了帶有軸、閥軸線、殼體、軸承元件、彈性元件、閥舌門和閥殼體的閥舌門裝置的平行于閥殼體的橫截面視圖；圖2示出了圖I所示閥舌門裝置沿與閥殼體成直角的橫截面A-A'的視圖；圖3示出了圖I的局部放大圖；圖4示出了軸承殼體的與閥軸線成直角的橫截面；圖5示出了軸承元件的與閥軸線成直角的橫截面；圖6以平行于閥軸線的橫截面示出了具有V形容納部的軸端部和彈性件的區(qū)域；圖7a示出了軸承銷的透視圖；圖7b以與閥軸線成直角的橫截面示出了軸承銷；圖8示出了按照圖I、但沒有閥殼體的分解透視圖；圖9示出了圖I所示的閥舌門裝置，該裝置帶有驅(qū)動裝置和用于將軸與驅(qū)動軸相連接的彈性件；圖10不出了通過橋形殼體和電機(jī)殼體補(bǔ)充的殼體和閥殼的視圖；圖11示出了帶有筆直區(qū)域的彈簧的透視圖；圖12以平行于閥軸線的橫截面示出了帶有凹陷的閥殼體；圖13示出了帶有用于型面配合的槽的軸承殼體的剖視圖；圖14示出了帶有用于型面配合的隆起的軸承元件的俯視圖；圖15示出了如圖13旋轉(zhuǎn)90度的軸承殼體的剖視圖；圖16示出了與軸承殼體同軸布置的如圖14所示的軸承元件。
具體實施例方式圖I示出了一種閥舌門裝置，該閥舌門裝置除了通過軸承元件4支撐在軸承殼體2內(nèi)的軸I之外還包括帶有軸承銷3的閥舌門5和閥殼6。橫截面平行于閥殼6延伸，也就是沿介質(zhì)流動方向S延伸。閥舌門5繞閥軸線10在一個直至90度的旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并在圖I和圖2中處于一個使閥殼6的管橫截面近乎封閉的位置。圖2不出了與閥殼6內(nèi)的流動方向S成直角的按照圖I的截面視圖A-A。如圖3所示，軸I圍繞閥軸線10并在一端13具有用于閥舌門5的支座12。在閥軸線10方向上相對置的端部15處，軸設(shè)有用于在圖6及圖9中詳細(xì)顯示的彈簧9的容納部16。容納部16設(shè)計為V形的槽，并相應(yīng)地具有兩個槽面160，所述槽面平行于槽軸線161布置。軸I在兩個端部13、15之間具有在圖8中詳細(xì)顯示的軸承面14，軸I通過所述軸承面以可在相對于閥軸線10的徑向上轉(zhuǎn)動的方式圍繞閥軸線10支承。為進(jìn)行支承，設(shè)有形式為滑動軸承套筒的單獨的軸承元件4，所述軸承元件支承在軸承殼體2中并且軸I與滑動軸承面40整個周長都圍繞在一起。
根據(jù)本發(fā)明的基本原理，相對于閥殼6提供用于閥舌門5的緊密的軸承裝置，使得沒有氣態(tài)介質(zhì)能夠通過軸承殼體2上的支承逸出。為此，軸I相對于軸承元件4密封。對于密封，在軸承面14之外設(shè)置軸肩11，滑動軸承40和軸承元件4的支撐面42可以部分貼靠在所述軸肩上。為了軸承元件4相應(yīng)密封地貼靠，軸承元件4通過設(shè)計為碟形彈簧疊片的彈性元件7在平行于閥軸線10的方向上與支撐面42—起向軸肩11擠壓或預(yù)加載。這種預(yù)加載由軸I傳遞給閥舌門5并通過軸承銷3傳遞給閥殼6。各傳遞部件的順序在圖8中以分解透視圖示出。軸承元件4和軸承銷3在此實現(xiàn)了承受關(guān)于閥軸線10的徑向和軸向的兩點支承。為此，如圖1、9和12所示，閥殼6具有相對于基礎(chǔ)直徑61 (圖10)的凹槽60，所述軸承銷3支承在所述凹槽中。軸承殼體2具有凸緣20，碟形彈簧疊片7在軸向上，也即在平行于閥軸線10的方向上貼靠在該凸緣上。凸緣20相對于軸承殼體2的內(nèi)徑22縮窄并同時形成殼孔23，軸I通過該殼孔在圖9中詳細(xì)示出的驅(qū)動裝置8的方向上導(dǎo)引。碟形彈簧疊片7的各個碟形彈簧緊密地相互貼靠，并在軸承殼體2的內(nèi)側(cè)21上這樣支承，使得即使在這里也提供了充分密封的部件附近區(qū)域。在碟形彈簧疊片7和軸I之間設(shè)有充分的軸承間隙，因此軸I和碟形彈簧疊片7或各個碟形彈簧元件7之間的摩擦得以避免。為了能夠保證軸承元件4所要求的預(yù)加載，軸承元件4以在軸向上可動的方式支承在軸承殼體2內(nèi)。在徑向上，軸承元件4以其滑動軸承面40貼靠在軸I上。在軸肩11的方向上，軸承元件4以其支撐面42貼靠在軸I上。不過為了實現(xiàn)預(yù)定的支承，軸承元件4在軸承殼體2內(nèi)固定成防止了繞閥軸線10的旋轉(zhuǎn)，使得在軸承元件4和軸承殼體2之間不能實現(xiàn)在圓周方向上的相對運(yùn)動。在圖4和圖5中，示出了一種優(yōu)選實施形式，按照這種實施形式，軸承殼體2的內(nèi)側(cè)21以及軸承元件4的外表面41，關(guān)于閥軸線10非旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造，其中，軸承元件4支承在所述內(nèi)側(cè)上而軸承元件4通過所述外表面支承在軸承殼體2內(nèi)。因此，在軸承元件4和軸承殼體2之間在圍繞閥軸線10的圓周方向上形成型面配合，所述型面配合阻止了軸承殼體2和軸承元件4之間的相對轉(zhuǎn)動。如圖4和圖5所示，對應(yīng)的面21、41構(gòu)造為近似四邊形的。角區(qū)域211、411具有5mm的半徑。在角區(qū)域211、411之間分別設(shè)有部段210或區(qū)域410，所述部段或區(qū)域筆直地或同樣平行于閥軸線10地形成。軸I關(guān)于圍繞閥軸線10的旋轉(zhuǎn)通過彈簧9與驅(qū)動裝置8的驅(qū)動軸80相耦合，使得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動從頭驅(qū)動軸80通過彈簧9傳遞給軸I。在軸向上，軸I完全與驅(qū)動軸80脫耦。在圖13至16中示出了抗扭轉(zhuǎn)裝置的另一優(yōu)選的實施形式。在此，軸承殼體2如圖13和圖15所示地具有兩個相對的槽24，它們平行于閥軸線10引入閥殼體2的徑向內(nèi)表面。軸承元件4根據(jù)圖14和圖16具有兩個相應(yīng)的隆起43，它們成型在軸承元件4的外表面41上。軸承元件4在軸向上推入軸承殼體內(nèi)，其中兩個隆起43由兩個槽24容納。這種同樣如圖4和圖5所示的相對于閥軸線10不對稱的成型避免了在圓周方向上的扭轉(zhuǎn)，其中，保證了軸承元件4在軸承殼體2內(nèi)在閥軸線10方向上的運(yùn)動。閥舌門5所要求的無磨損且精確的控制根據(jù)本發(fā)明也關(guān)于彈簧9與兩個軸1、80的連接而實現(xiàn)。為此，在軸I 一端15的端側(cè)設(shè)有V形容納部16。類似的容納部16也設(shè)在驅(qū)動軸80的端側(cè)。兩個關(guān)于槽軸線161對稱布置的槽面160分別相對于關(guān)于閥軸線10的平行線傾斜(90-a)度的角度，并與閥軸線10的法線成一個角度a。在圖11中示出的彈簧具有圓形的橫截面輪廓并構(gòu)造在90度的區(qū)域內(nèi)。該區(qū)域90的長度大致大于軸I在容納部16的范圍內(nèi)的直徑，使得彈簧9可以以在容納部16內(nèi)的區(qū)域90布置。通過由彈簧9在軸 向上的預(yù)加載施加的彈性力F，區(qū)域90擠壓向容納部的槽底，并與槽面160 —起形成夾持連接。槽面160的傾斜角在2至4度之間。在槽底的寬度162小于彈簧9的橫截面輪廓的直徑并且深度163對應(yīng)于彈簧9的橫截面輪廓的直徑的至少一半。圖7a和圖7b示出了軸承銷3。軸承銷3基本上形成旋轉(zhuǎn)對稱的截錐，帶有在三個側(cè)面上環(huán)繞的槽30，在所述槽中支承閥舌門5，如圖1、2和9所示。圖9示出了帶有驅(qū)動裝置的整個閥舌門裝置。驅(qū)動裝置8除了驅(qū)動軸80之外還包括在圖10中詳細(xì)表示的橋形殼體81，所述驅(qū)動軸通過彈簧9與軸I以可彈性扭轉(zhuǎn)的方式相連，通過所述閥殼6與電機(jī)殼體82相連。電機(jī)殼體82向上與殼蓋83相連,所述殼蓋具有用于電流接頭的容納部830。橋形殼體81安裝在圖12中詳細(xì)示出的閥殼6中。在閥殼6中設(shè)有用于支承銷3的凹槽60。
權(quán)利要求
1.ー種閥舌門裝置，該閥舌門裝置至少包括 a)閥殼(6)， b)可繞閥軸線(10)旋轉(zhuǎn)的軸(I)，該軸具有用于在相對于閥軸線(10)的徑向上進(jìn)行支承的軸承面(14)以及用于在相對于閥軸線(10)的軸向上進(jìn)行支承的軸肩(11)， c)在閥殼￠)內(nèi)支承所述軸(I)的軸承元件(4)，該軸承元件具有用于所述軸(I)的支承面(14)的滑動軸承面(40)以及用于軸肩(11)的支撐面(42)，其中，軸承元件(4)以可在兩個軸向方向上移動的方式支承在軸承殼體(2)內(nèi)， d)固定在閥殼(6)上的軸承殼體(2)，所述軸承殼體內(nèi)布置有軸(I)和軸承元件(4)，用于徑向支承軸承元件(4)， e)弾性元件(7)，軸承元件(4)通過該彈性元件在軸向上相對于軸承殼體(2)預(yù)加載在軸肩(11)上， 其特征在干， e)軸承元件⑷關(guān)于圍繞閥軸線(10)的圓周方向與軸承殼體(2)以間接或直接地型面配合的方式耦合。
2.如權(quán)利要求I所述的閥舌門裝置，其特征在于，在閥殼(6)內(nèi)設(shè)有ー個可圍繞閥軸線(10)樞轉(zhuǎn)的閥舌門(5)，所述閥舌門在相對于閥軸線(10)的軸向和徑向上由軸承銷(3)支承在閥殼(6)內(nèi)，其中，軸承銷(3)間接地通過閥舌門(5)在軸向上預(yù)加載，而軸(I)則通過彈性元件(7)在軸向上預(yù)加載。
3.如權(quán)利要求I或2所述的閥舌門裝置，其特征在干，軸承殼體(2)的內(nèi)側(cè)(21)的至少一部分和軸承元件(4)的外表面(41)的至少一部分具有在幾何上相似的橫截面形狀，所述橫截面形狀關(guān)于閥軸線(10)非旋轉(zhuǎn)對稱且平行于閥軸線(10)地指向。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的閥舌門裝置，其特征在于，在軸承元件(4)的外表面(41)上設(shè)有至少ー個在軸向上延伸的隆起(43)，而在軸承殼體(2)的內(nèi)側(cè)(21)上設(shè)置至少ー個容納所述隆起(43)并沿軸向延伸的槽(24)，其中，所述隆起(43)在所述槽(24)中形成型面配合的抗扭固定。
5.如權(quán)利要求4所述的閥舌門裝置，其特征在于，軸承元件(4)的外表面(41)具有至少ー個平的且與閥軸線(10)平行布置的區(qū)域(410)，而軸承殼體(2)的內(nèi)側(cè)(21)具有至少ー個平的且與閥軸線(10)平行布置的部段(210)，并且所述區(qū)域(410)可貼靠在所述部段(210)上，從而由此形成型面配合的抗扭轉(zhuǎn)固定。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的閥舌門裝置，其特征在干，軸承殼體(2)具有殼孔(23)，軸(I)被引導(dǎo)穿過所述殼孔，其中，在殼孔(23)處設(shè)有凸緣(20)并且設(shè)計為碟形彈簧的彈性元件(7)緊密地貼靠在所述凸緣(20)上。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的閥舌門裝置，其特征在于，軸(I)僅單重地通過ー個所述支承元件(4)在徑向上支承在軸承殼體(2)內(nèi)，而閥舌門(5)則間接或直接地僅僅單重地在徑向上支承在閥殼出)內(nèi)。
8.ー種由如上述權(quán)利要求中任一項所述的閥舌門裝置以及用于內(nèi)燃機(jī)或機(jī)動車的尾氣處理裝置組成的系統(tǒng)。
9.ー種用于將軸(I)圍繞閥軸線(10)旋轉(zhuǎn)支承在軸承殼體(2)內(nèi)的方法，所述軸承殼體帶有布置在軸(I)上的閥舌門(5)，其中，軸(I)通過ー個軸承元件(4)在徑向上支承在軸承殼體(2)內(nèi)，其特征在干，將滑動軸承套筒(4)用作軸承元件(4)，且所述滑動軸承套筒(4)在閥軸線(10)的圓周方向上以間接或直接地與軸承殼體(2)型面配合的方式防止扭轉(zhuǎn)地耦 合，并同時滑動軸承套筒(4)在軸承殼體(2)內(nèi)在閥軸線(10)的兩個方向上移動，并通過彈性元件(7)預(yù)加載。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閥舌門裝置，該閥舌門裝置包括至少一個閥殼6，所述閥殼帶有一個具有軸承面14和閥軸線10的軸1，該軸通過軸承面14以可在閥殼6內(nèi)圍繞閥軸線10轉(zhuǎn)動的方式支承；此外閥舌門裝置包括帶有滑動軸承面40的軸承元件4，其中軸1通過軸承面14貼靠在滑動軸承面40上；而且包括設(shè)在閥殼6內(nèi)的軸承殼體2，在該軸承殼體內(nèi)軸承元件4至少支承在相對于閥軸線10的徑向上，其中軸承元件4具有貼靠在軸承殼體2上的外表面41。軸1的支承也要對于氣態(tài)介質(zhì)有足夠的密封，并同時確保精確而靜定的支承。在此，軸承元件4設(shè)計為單獨的部件，該部件關(guān)于圍繞閥軸線10的圓周方向與軸承殼體2耦合為使得軸承元件4和軸承殼體2之間的相對位置在軸1旋轉(zhuǎn)時不在圓周方向上發(fā)生改變。
文檔編號F02D9/06GK102695869SQ201080061036
公開日2012年9月26日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者A.辛科, K.雷克林, M.沃曼, R.維納特, T.韋德納 申請人:田納科有限責(zé)任公司