VALVULA DE ESTRANGULACION Y DISPOSITIVO DE ESCAPE EQUIPADO EN LA MISMA.

Una válvula de estrangulación (20), especialmente para la instalación de escape de un vehículo,

en la que la válvula de estrangulación (20) está dispuesta en una sección de carcasa (10) sobre un eje (30) o árbol el cual está apoyado de forma giratoria, al menos en uno de sus extremos, en un casquillo de cojinete esférico, preferiblemente semiesférico (46, 46''), y en la que un elemento de resorte (44) presiona el casquillo de cojinete (46) hacia una escotadura (16, 16'') de la sección de carcasa (10), la cual aloja el casquillo de cojinete (46, 46'') en unión al menos parcialmente positiva, caracterizada por el hecho de que el elemento de resorte (44) presiona en un lado opuesto al casquillo de cojinete (46, 46'') contra un elemento de tope (45) que está unido al eje (30) y en consecuencia precarga axialmente con tracción el eje (30) contra el casquillo de cojinete (46, 46'')

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08103365.

Solicitante: CAPRISTO, ANTONIO.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KALMECKE 5,59846 SUNDERN.

Inventor/es: CAPRISTO,ANTONIO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 3 de Abril de 2008.

Fecha Concesión Europea: 4 de Noviembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F02D9/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02D CONTROL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (accesorios para el control automático de la velocidad en vehículos, que actúan sobre una sola subunidad del vehículo B60K 31/00; control conjunto de subunidades del vehículo de diferente tipo o diferente función, sistemas de control de la propulsión de vehículos de carretera para propósitos distintos que el control de una sola subunidad B60W; válvulas de funcionamiento cíclico para los motores de combustión F01L; control de la lubrificación de los motores de combustión F01M; refrigeración de los motores de combustión interna F01P; alimentación de los motores de combustión con mezclas combustibles o constituyentes de las mismas, p. ej. carburadores, bombas de inyección, F02M; arranque de los motores de combustión F02N; control del encendido F02P; control de las plantas motrices de turbinas de gas, de las plantas motrices por propulsión a reacción o de las plantas motrices de productos de la combustión, ver las clases relativas a estas plantas). › F02D 9/00 Control de los motores por estrangulamiento de los conductos de toma de aire o de la mezcla aire-combustible o por estrangulamiento de los conductos de escape. › por estrangulamiento de los conductos de escape (válvulas de estrangulamiento o sus disposiciones sobre estos conductos F02D 9/08).
  • F02D9/10 F02D 9/00 […] › implicando aletas que pivotan.
  • F02D9/10M
  • F16K1/226D

Clasificación PCT:

  • F02D9/04 F02D 9/00 […] › por estrangulamiento de los conductos de escape (válvulas de estrangulamiento o sus disposiciones sobre estos conductos F02D 9/08).
  • F02D9/10 F02D 9/00 […] › implicando aletas que pivotan.
  • F02M25/07 F02 […] › F02M ALIMENTACION EN GENERAL DE LOS MOTORES DE COMBUSTION CON MEZCLAS COMBUSTIBLES O CONSTITUYENTES DE LAS MISMAS (introducción de la carga de alimentación en tales motores F02B). › F02M 25/00 Aparatos específicos conjugados con los motores para añadir sustancias no combustibles o pequeñas cantidades de combustible secundario, al aire comburente, al combustible principal o a la mezcla aire-combustible (F02M 43/00 tiene prioridad; adición de aire secundario a la mezcla de aire y combustible F02M 23/00). › añadiendo gases de escape.
  • F16K1/22 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16K VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO; DISPOSITIVOS PARA VENTILAR O AIREAR.F16K 1/00 Válvulas de cierre vertical, es decir, dispositivos obturadores cuyo elemento de cierre posee por lo menos una componente del movimiento de apertura o de cierre perpendicular a la superficie de obturación (dispositivos de obturación mediante diafragma F16K 7/00). › cuyo eje de rotación atraviesa el eje de la válvula, p. ej. reguladores de mariposa.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Válvula de estrangulación y dispositivo de escape equipado de la misma.

La invención se refiere a una válvula de estrangulación conforme al concepto general de la reivindicación 1ª, así como una instalación de escape equipada con dicha válvula conforme al concepto general de la reivindicación secundaria.

Las válvulas de estrangulación se utilizan p. ej. en la técnica de automoción en distintos lugares, especialmente en el ámbito de las instalaciones de escape. Habitualmente, las válvulas de estrangulación están apoyadas de forma giratoria sobre un eje o árbol, estando los extremos del eje o árbol alojados en el casquillo de un cojinete deslizante. A fin de lograr un apoyo de escasa fricción, existen también válvulas de estrangulación cuyo eje está alojado de forma giratoria en sus extremos en sendos casquillos de cojinete esféricos y especialmente semiesféricos. Está previsto un elemento de resorte que presiona el casquillo de cojinete en una escotadura de la sección de la carcasa, de tal modo que la escotadura aloja el casquillo de cojinete por lo menos parcialmente en unión positiva.

Habitualmente se utiliza como elemento de resorte un muelle en espiral que presiona con un extremo contra una tapa fijada a la carcasa desde el exterior y con el otro extremo presiona contra la superficie plana o la superficie frontal de la semiesfera, de modo que una fuerza de resorte que actúa desde el exterior presione la semiesfera hacia el interior de la escotadura o el contrasoporte de la sección de la carcasa. La semiesfera presenta un taladro o un agujero que es penetrado por el eje o el extremo del eje. Mediante el apriete del casquillo de cojinete semiesférico se logran una cierta unión positiva entre el casquillo de cojinete y la carcasa, así como un centrado del propio casquillo de cojinete.

Normalmente, el muelle en espiral está aplanado en los extremos, de modo que presiona uniformemente contra el plano de la semiesfera.

En la memoria descriptiva de la patente CH 340379 se describe una válvula de estrangulación o de freno en la que ya está previsto un segundo alojamiento del eje o del árbol (ver en este documento la fig. 1). Sin embargo, en ese caso se utilizan dos muelles con distintas funciones. Un primer muelle 20 actúa sobre un disco anular esférico 17 y ejerce así un cierto esfuerzo de tracción en el eje. No obstante, en este caso está previsto también un segundo muelle 23 que agarra en el extremo superior del eje y actúa en sentido contrario, ejerciendo a su vez una fuerza de compresión sobre el eje en dirección axial (ver en este documento la descripción en pág. 2, en la columna izquierda, lineas 29-32 así como las lineas 52 y sigs.). Así pues, ambos muelles 20 y 23 actúan en sentidos opuestos, estando previsto que la fuerza del segundo muelle 23 sea mayor, de modo que el eje sea pretensado a presión (ver en este documento en la pág. 2, en la columna derecha, lineas 86-92). De este modo, en caso de presión dinámica excesiva en la válvula de estrangulación o de freno, ésta puede pivotar y los gases estancados pueden escapar alrededor de la válvula para permitir la descarga. Así pues, esta construcción tiene una estructura bastante compleja y sirve especialmente para prevenir una presión dinámica excesiva en la válvula.

El documento DE 10 2004 032 845 A1 describe una válvula de chapaleta para la instalación de escape de un vehículo automóvil. En este caso, el árbol o eje de la válvula de estrangulación se aloja exclusivamente en un casquillo anular 29 (ver en este documento la fig. 1). En el lado opuesto se encuentra una convexidad 14 configurada como contrasoporte. Un muelle helicoidal 24 presiona el eje 2 en dirección a este contrasoporte 14. De este modo, el eje propiamente dicho no experimenta pretensión axial alguna.

En el documento DE 2 004 990 se propone únicamente un alojamiento unilateral del árbol.

Del documento US 5,884,898 se conoce una válvula de chapaleta en la que con un muelle 9 (ver en este documento la fig. 1a y la fig. 8) se actúa sobre el alojamiento y sobre el eje 4. El contrasoporte está formado concretamente por una espiga (pin 5), y el muelle 9 presiona el eje y la válvula de estrangulación en dirección al contrasoporte, para allí ser capturado puntualmente por la espiga 5. De este modo, allí se carga el eje con una fuerza de compresión a fin de asegurar el contrasoporte en la espiga 5.

Del documento DE 37 07 904 A1 se conoce una válvula de chapaleta en la que los casquillos de cojinete son presionados contra la carcasa por un muelle.

Sin embargo, las válvulas de estrangulación con los alojamientos conocidos presentan el inconveniente de que el eje no está asegurado sin juego en dirección axial de forma óptima. Además debe existir una mayor tolerancia o un cierto juego en dirección radial, a fin de posibilitar el giro del eje también en caso de desviaciones de medida. Sin embargo, tanto un juego radial como axial provocan ruidos de tableteo molestos durante el funcionamiento de la instalación de escape. También pueden surgir otros problemas, especialmente si las válvulas de estrangulación están insertadas en piezas soldadas. Estos alojamientos conocidos son utilizados frecuentemente, en forma de cojinetes deslizantes, entre otros en manguitos de escape, los cuales habitualmente son soldados a un tubo de escape. Sin embargo, durante la soldadura, debido a la acción de la temperatura, el material puede deformarse, quedando bloqueada la válvula de estrangulación. En este caso podría ser útil una tolerancia mínima prevista en el casquillo de cojinete, si bien esto a su vez es contraproducente para un alojamiento del eje con el menor juego posible.

Por lo tanto, la tarea de la invención es crear una válvula de estrangulación que no presente los inconvenientes anteriormente mencionados. Además se propone una instalación de escape equipada con dicha válvula.

La tarea se resuelve mediante un cojinete con las características de la reivindicación 1, así como mediante una instalación de escape con las características de la reivindicación secundaria.

En consecuencia, se propone una válvula de estrangulación que presenta un alojamiento en el cual en el apoyo el elemento de resorte en un lado opuesto al casquillo de cojinete presiona contra un elemento de tope el cual está unido al eje, y de este modo pretensa axialmente el eje con esfuerzo de tracción contra el casquillo de cojinete.

Mediante estas, medidas se carga en dirección axial el propio eje o árbol con una fuerza previa que actúa axialmente sobre el eje como esfuerzo de tracción. De este modo se logra una acción autocentradora sobre el propio eje. Además, el elemento de resorte establece también la unión positiva del casquillo de cojinete con la sección de la carcasa y asegura ésta elásticamente. Mediante la construcción aquí propuesta se compensa una eventual deformación material que pudiera producirse debido a la soldadura o a la acción de la temperatura. El eje o árbol permanece siempre centrado de forma óptima y alineado con el eje de rotación ideal, de modo que no puede producirse ningún bloqueo. Así pues, el apoyo aquí propuesto con el casquillo de cojinete pretensado contra el eje actúa como apoyo estabilizador y asegura que el eje esté alineado de forma óptima y sea conducido de modo exacto y seguro. Mediante el efecto de pretensado así obtenido se logra que el eje pueda girar siempre libre de juego, sin admitir vibraciones.

Se desprenden otras ventajas de las reivindicaciones que la acompañan.

En consecuencia, es especialmente ventajoso cuando se prevé como elemento de tope un elemento de atornillado, concretamente un tornillo o una tuerca, que esté unido al eje mediante una rosca prevista en el eje, de tal modo que el elemento de resorte pretense el eje a tracción. En este contexto, representa una ventaja el hecho de que el elemento de atornillado sea ajustable y permite un desplazamiento del elemento de resorte para el ajuste de un esfuerzo de tracción para el eje pretensado axialmente.

De este modo se genera un efecto de resorte, ajustable mediante tornillo o tuerca, que permite ajustar perfectamente el apoyo a las circunstancias.

Además, es ventajoso que el casquillo de cojinete esférico esté formado mediante una semiesfera penetrada por el eje, para lo cual la semiesfera presenta un orificio o taladro mayor - en una tolerancia especificable - que el diámetro del eje. En la construcción conforme a la invención, el orificio o taladro en la semiesfera puede tener un diámetro claramente...

 


Reivindicaciones:

1. Una válvula de estrangulación (20), especialmente para la instalación de escape de un vehículo, en la que la válvula de estrangulación (20) está dispuesta en una sección de carcasa (10) sobre un eje (30) o árbol el cual está apoyado de forma giratoria, al menos en uno de sus extremos, en un casquillo de cojinete esférico, preferiblemente semiesférico (46, 46'), y en la que un elemento de resorte (44) presiona el casquillo de cojinete (46) hacia una escotadura (16, 16') de la sección de carcasa (10), la cual aloja el casquillo de cojinete (46, 46') en unión al menos parcialmente positiva, caracterizada por el hecho de que el elemento de resorte (44) presiona en un lado opuesto al casquillo de cojinete (46, 46') contra un elemento de tope (45) que está unido al eje (30) y en consecuencia precarga axialmente con tracción el eje (30) contra el casquillo de cojinete (46, 46').

2. Una válvula de estrangulación (20). según la reivindicación 1ª, caracterizada por el hecho de que el elemento de tope es un elemento de atornillado, concretamente un tornillo (45) o una tuerca, que esté unido al eje (30) mediante una rosca (31) en el eje (30).

3. Una válvula de estrangulación (20) según la reivindicación 2ª, caracterizada por el hecho de que el elemento de atornillado (45) es ajustable y permite un desplazamiento del elemento de resorte (44) para el ajuste de un esfuerzo de tracción para el eje (30) pretensado axialmente.

4. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el casquillo de cojinete esférico (46) está formado mediante una semiesfera penetrada por un extremo del eje (30), para lo cual la semiesfera presenta un orificio o taladro mayor - en una tolerancia especificable - que el diámetro del eje (30).

5. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que, el elemento de resorte es un muelle en espiral (44) que actúa al menos sobre el extremo de espira (44a) que actúa sobre el casquillo de cojinete (46) y no está aplanado, sino que presiona con el extremo de espira (44a) sobre una parte del casquillo de cojinete (46), de tal manera que el casquillo de cojinete (46) presiona oblicuamente contra la escotadura (16) de la sección de carcasa (10).

6. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que se ha dispuesto una arandela deslizante (47) entre el elemento de resorte (44) y el casquillo de cojinete (46).

7. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el casquillo de cojinete (46, 46') está realizado como una semiesfera.

8. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la escotadura está realizada como elemento de alojamiento (16') especialmente apoyado de forma radial y flotante, para el casquillo de cojinete o semiesfera (46, 46').

9. Una válvula de estrangulación (20) según la reivindicación 7ª, caracterizada por el hecho de que el elemento de alojamiento (16') es cóncavo, a fin de alojar el casquillo de cojinete o la semiesfera (46, 46'), y presenta un taladro de tamaño mayor que el diámetro del eje o árbol (30).

10. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el casquillo de cojinete o la semiesfera (46') presenta una superficie frontal con una pista de rodadura para un aro de rodamiento de bolas (49) creada en dicha superficie.

11. Una válvula de estrangulación (20) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que está dispuesto un disco anular (49) entre el elemento de resorte (44) y el casquillo de cojinete (46') con una pista de rodadura para un aro de rodamiento de bolas (49).

12. Una instalación de escape con una sección de carcasa (10) que presenta una válvula de estrangulación (20) conforme a la reivindicación 1ª.

13. Una instalación de escape según la reivindicación 12ª, caracterizada por el hecho de que, la sección de carcasa (10) forma parte de un manguito de escape (M) que está unido a un tubo de escape (R), preferiblemente soldado mediante un cordón de soldadura (S).

14. Una instalación de escape según la Reivindicación 12ª o 13ª, caracterizada por el hecho de que, la válvula de estrangulación (20) está realizada con características conforme a una de las reivindicaciones 2ª hasta 11ª.


 

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