Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna.

Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna con

un árbol

(8), que está montado de manera giratoria alrededor de un eje de árbol (16) en una caja (2) que forma un canal que puede atravesarse (4), una charnela (6), que está unida al árbol (8) y a través de la que puede regularse la sección transversal de paso del canal (4),

en el que la charnela (6) presenta dos discos de apoyo rígidos a la flexión (18, 20) con un primer perímetro y un cuerpo de charnela elástico (22), dispuesto entre los discos de apoyo (18, 20) con un perímetro mayor en todos los lados,

caracterizado por que

la distancia entre el perímetro exterior del cuerpo de charnela elástico (22) y el perímetro exterior de los discos de apoyo (18, 20) es máxima en la zona del eje de árbol (16) y es mínima con un ángulo de 90° con respecto al eje de árbol (16).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/059854.

Solicitante: PIERBURG GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-PIERBURG-STRASSE 1 41460 NEUSS ALEMANIA.

Inventor/es: GERARDS, HANS, BLOMERIUS,HARALD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios... > Control de los motores por estrangulamiento de los... > F02D9/10 (implicando aletas que pivotan)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Válvulas de cierre vertical, es decir, dispositivos... > F16K1/22 (cuyo eje de rotación atraviesa el eje de la válvula, p. ej. reguladores de mariposa)

PDF original: ES-2535829_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna La invención se refiere a un dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna con un árbol, que está montado de manera giratoria alrededor de un eje del árbol en una caja que forma un canal que puede atravesarse, una charnela, que está unida con el árbol y a través de la que puede regularse la sección transversal de paso del canal, en el que la charnela presenta dos discos de apoyo rígidos a la flexión con un primer perímetro y un cuerpo de charnela elástico, dispuesto entre los discos de apoyo con un perímetro mayor en todas partes.

Los dispositivos de válvula de este tipo pueden utilizarse por ejemplo como válvulas de recirculación de gases de escape o válvulas de gases de escape. Se conoce el uso de tales válvulas, en particular como válvulas de estrangulación también en conductos de conducción de aire. En el caso de uso como válvula de recirculación de gases de escape es necesario que, por un lado, tenga lugar un cierre lo más estanco posible del canal en el estado cerrado de la charnela y, por otro lado, se consiga una buena regulabilidad del flujo volumétrico. Además, ha de prestarse atención a que se dé una capacidad de carga térmica suficiente en el tramo de gas de escape caliente.

Se conocen distintas realizaciones de tales válvulas de varias piezas, con las que se conseguirá una mejora del sellado en el estado cerrado.

Así, en el documento EP 1 455 124 A1 se da a conocer una válvula de charnela para un conducto de conducción de gas o de líquido, que está montado de manera excéntrica y que se compone de un elemento rígido a la flexión, dispuesto en el lado aguas abajo y una chapa de resorte elástica, dispuesta en el lado aguas arriba. En la caja está formado un canto de tope, contra el que se apoya la chapa de resorte en el estado cerrado. Una mitad de la chapa de resorte presenta a este respecto el mismo tamaño que el elemento rígido a la flexión, estando pretensada esta mitad empujando desde el elemento rígido a la flexión, de modo que al apoyarse sobre el canto de tope se presiona la chapa de resorte tensada contra el tope. La otra mitad de la chapa de resorte es más grande que el elemento rígido a la flexión, de modo que este lado puede apoyarse así mismo contra el tope formado en la dirección opuesta en el canal. La posible deformación de la chapa de resorte se limita mediante el apoyo del elemento rígido a la flexión.

Además, por el documento EP 1 489 285 A2 se conoce una válvula de charnela que puede utilizarse como válvula de estrangulación y que está formada por dos discos de apoyo y un disco de elastómero dispuesto entre los discos de apoyo, que sobresale por todos lados por encima del perímetro de los discos de apoyo y cuyo perímetro exterior en el estado cerrado de la charnela apoya contra la pared interior del canal. Esta válvula no es adecuada sin embargo para su uso en la zona de los gases de escape, dado que el elastómero no resiste suficientemente la carga térmica.

En todas las realizaciones conocidas existe la desventaja de que son necesarias fuerzas de regulación relativamente altas para garantizar una hermeticidad suficiente del dispositivo de válvula en el estado cerrado.

Por lo tanto se plantea el objetivo de crear un dispositivo de válvula con el que puedan conseguirse fugas muy pequeñas con las menores fuerzas de regulación posibles. Al mismo tiempo, el dispositivo de válvula podrá producirse de forma económica y presentará una buena característica de regulación.

Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo de válvula con las características de la reivindicación principal. Debido a que la distancia entre el perímetro exterior del cuerpo de charnela elástico y el perímetro exterior de los discos de apoyo es máxima en la zona del eje del árbol y es mínima con un ángulo de 90° con respecto al eje del árbol, la elasticidad en la zona próxima al árbol, en la que debido al pequeño brazo de palanca, pueden aplicarse los mayores momentos de torsión, para apretar los cuerpo de charnela contra una pared de caja, en la mayor medida. Por lo tanto, se consigue un cierre estanco mediante una fuerza de compresión que va a aplicarse, con fuerzas de ajuste relativamente pequeñas del accionador.

Preferentemente se reduce la distancia entre el perímetro exterior del cuerpo de charnela elástico y el perímetro exterior de los discos de apoyo al aumentar el ángulo con respecto al punto de intersección del eje del árbol y el eje de canal, de modo que se consigue una reducción continua de la elasticidad al aumentar la distancia desde el eje del árbol. De este modo por todo el perímetro puede aplicarse una fuerza de compresión uniforme.

En una forma de realización preferida, el canal y el cuerpo de charnela son de sección transversal circular y los discos de apoyo están formados esencialmente de manera elíptica o en forma de un círculo extendido en una dirección. Estas formas pueden producirse y montarse de forma sencilla.

Además es ventajoso cuando el cuerpo de charnela es de acero para resortes. El acero para resortes resiste altas cargas térmicas, de modo que es posible un uso en el canal de gas de escape.

En una forma de realización especialmente preferida, en la caja está formado un escalón, sobre el que se apoya un borde exterior del cuerpo de charnela en el estado cerrado de la charnela. Por lo tanto, se consigue un sellado fiable también con una sensibilidad de tolerancia reducida durante la producción y el montaje de las piezas individuales.

Preferentemente, una parte (42) del canal (2) dispuesta aguas abajo con respecto a la charnela (6) y una parte del canal dispuesta aguas arriba al nivel del eje del árbol radial están dispuestas desplazadas una con respecto a otra, mediante lo cual se consiguen iguales secciones transversales de paso también en el caso del uso del escalón en el canal, de modo que no sigue ninguna variación de la característica de flujo delante y detrás de la válvula con la charnela abierta.

Preferentemente, el eje del árbol divide el cuerpo de charnela en una primera mitad de charnela y una segunda mitad de charnela, apoyándose la primera mitad de charnela sobre una superficie del escalón, que está dirigida en la dirección de flujo y apoyándose la segunda mitad de charnela sobre una superficie del escalón, que está dirigida en contra de la dirección de flujo. De este modo, en el caso de una charnela montada de manera centrada que va a producirse de manera económica, puede producirse un apoyo circunferencial sobre una superficie.

En un perfeccionamiento especialmente preferido de la invención, la distancia axial de las dos superficies del escalón es menor que el grosor del cuerpo de charnela, de modo que en el caso de una posición perpendicular del cuerpo de charnela en el canal, se ejerce una fuerza de compresión adicional sobre la superficie a través del cuerpo de charnela, lo que lleva a un sellado mejorado en el estado cerrado. Sobre todo en relación con la mayor elasticidad en la zona próxima al árbol, puede conseguirse así un cierre principalmente libre de fugas con pequeñas fuerzas de ajuste que van a aplicarse. Además, se impide un traqueteo de la charnela en el canal.

Además, el cuerpo de charnela en el estado cerrado de la charnela presenta preferentemente una distancia insignificante con respecto a la pared interior adyacente del canal. Esto permite una producción de los elementos constructivos con las tolerancias necesarias para las diferentes expansiones de temperatura y garantiza por lo tanto una producción y un montaje económicos. Además, en función de la distancia... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna con un árbol (8) , que está montado de manera giratoria alrededor de un eje de árbol (16) en una caja (2) que forma un canal que puede atravesarse (4) , una charnela (6) , que está unida al árbol (8) y a través de la que puede regularse la sección transversal de paso del canal (4) , en el que la charnela (6) presenta dos discos de apoyo rígidos a la flexión (18, 20) con un primer perímetro y un cuerpo de charnela elástico (22) , dispuesto entre los discos de apoyo (18, 20) con un perímetro mayor en todos los lados, caracterizado por que la distancia entre el perímetro exterior del cuerpo de charnela elástico (22) y el perímetro exterior de los discos de apoyo (18, 20) es máxima en la zona del eje de árbol (16) y es mínima con un ángulo de 90°con respecto al eje de árbol (16) .

2. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la distancia entre el perímetro exterior del cuerpo de charnela elástico (22) y el perímetro exterior de los discos de apoyo (18, 20) se reduce al aumentar el ángulo con respecto al punto de intersección del eje de árbol (16) y el eje de canal.

3. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el canal (4) y el cuerpo de charnela (22) son de sección transversal circular y los discos de apoyo (18, 20) están diseñados de manera elíptica o en forma de un círculo extendido en una dirección.

4. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo de charnela (22) es de acero para resortes resistente a la temperatura.

5. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la caja (2) está formado un escalón (30) , sobre el que se apoya un borde exterior (28) del cuerpo de charnela (22) en el estado cerrado de la charnela (6) .

6. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que una parte (42) del canal (2) dispuesta aguas abajo con respecto a la charnela (6) y una parte (38) del canal (2) dispuesta aguas arriba están dispuestas radialmente desplazadas una con respecto a otra al nivel del eje de árbol (16) .

7. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el eje de árbol (16) divide el cuerpo de charnela (22) en una primera mitad de charnela (32) y una segunda mitad de charnela (34) , apoyándose la primera mitad de charnela (32) sobre una superficie (36) del escalón (30) , que está dirigida en la dirección de flujo y la segunda mitad de charnela (34) se apoya sobre una superficie (40) del escalón (30) , que está dirigida en contra de la dirección de flujo.

8. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la distancia axial de las dos superficies (36, 40) del escalón (30) es ligeramente menor que el grosor del cuerpo de charnela (22) .

9. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo de charnela (22) en el estado cerrado de la charnela (6) presenta una distancia con respecto a la pared radialmente adyacente (12) del canal (2) .

10. Dispositivo de válvula para regular un flujo de gas de escape de un motor de combustión interna de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los discos de apoyo (18, 20) están dispuestos completamente dentro del perímetro interior del escalón (30) .