Dispositivo de válvula para un motor de combustión.

Un dispositivo de válvula para un motor de combustión, en particular de un automóvil,

que comprende un alojamiento(12) con al menos dos conexiones de fluido (16, 18) y un elemento de válvula hueco (26) que puede girar entre al menosdos posiciones rotacionales mediante un árbol de válvula (32) que está soportado giratoriamente en el alojamiento (12),comprendiendo dicho elemento de válvula al menos dos aberturas (28, 30), que dependiendo de la posición rotacionalen el elemento de válvula (26) pueden ser conectadas con las conexiones de fluido (16, 18) del alojamiento (12),comprendiendo además un accionamiento electromotor (34) con un árbol de accionamiento (36) para hacer girar elelemento de válvula (26), en que el árbol de accionamiento (36) y el árbol de válvula (32) están conectados entre símediante un acoplamiento,

caracterizado por que el acoplamiento conecta el árbol de accionamiento (36) y el árbol de válvula (32) a prueba de parhasta un par de umbral predeterminado y libera la conexión a prueba de par entre el árbol de accionamiento (36) y elárbol de válvula (32) por encima del par de umbral predeterminado, de modo que es posible una rotación del árbol deválvula (32) con relación al árbol de accionamiento (36) en la que el dispositivo de válvula comprende además unaccionador, que se aplica al árbol de válvula (32) al menos indirectamente, cuyo accionador puede ejercer un par sobreel árbol de válvula (32) por encima del par de umbral, en que el accionador (54) es un elemento de material deexpansión (54).

Dispositivo de válvula para un motor de combustión El invento se refiere a un dispositivo de válvula para un motor de combustión, en particular de un automóvil, que comprende un alojamiento con al menos dos conexiones de fluido y un elemento de válvula hueco giratorio entre al menos dos posiciones rotacionales mediante un árbol de válvula soportado giratoriamente en el alojamiento, cuyo elemento de válvula comprende al menos dos aberturas, que, dependiendo de la posición rotacional del elemento de válvula, pueden ser conectadas con las conexiones de fluido del alojamiento, comprendiendo además un accionamiento electromotor con un árbol de accionamiento para hacer girar el elemento de válvula, estando conectado el árbol de accionamiento y el árbol de válvula mediante un acoplamiento entre ellos. Tales dispositivos de válvula son utilizados por ejemplo en los circuitos de refrigeración de motores de combustión de automóviles. A menudo hay previstos elementos de válvula de múltiples vías con este propósito, permitiendo sus posiciones rotacionales adecuadas que el líquido refrigerante sea alimentado desde un suministro de líquido de refrigeración por ejemplo al bloque del motor, una derivación o en su lugar un circuito de calefacción del vehículo. Tales dispositivos son conocidos por los documentos DE 10 351 852 A1 o DE 10 2006 038 213 A1.

Con tales dispositivos de válvula es necesario asegurar que incluso si el motor eléctrico falla, el bloque del motor es alimentado con líquido de refrigeración, para evitar daños en el motor. Dependiendo de la posición rotacional del elemento de válvula, éste último ha de ser hecho girar así a una posición de circulación, en la que transporta líquido de refrigeración al bloque del motor (posición a prueba de fallos) . Con este fin, se ha proporcionado en la técnica anterior un acoplamiento a prueba de par entre el árbol de accionamiento y el árbol de válvula, con un resorte que es tensado previamente de tal manera que hace girar el árbol de válvula y así el elemento de válvula a la posición a prueba de fallos por su fuerza elástica en el caso de fallo del motor eléctrico. Sin embargo, una desventaja a este respecto es que el motor eléctrico ha de trabajar contra el tensado previo del resorte en funcionamiento normal. De este modo, se producen pérdidas de energía y por consiguiente el motor tiene que ser más potente y así más grande y más costoso. Además no es posible utilizar accionamientos autoblocantes baratos, ya que en el caso de fallo del motor el árbol de accionamiento ha de ser hecho girar por el resorte conjuntamente con el árbol de válvula conectado a prueba de par con el mismo, con el fin de hacer girar el elemento de válvula a la posición de circulación.

El documento EP 1.887.200 A1 describe un conjunto de válvula que comprende una válvula de control de flujo que incluye un árbol de válvula, un accionador eléctrico que comprende un árbol de salida del accionador, y un resorte de torsión que acopla el árbol de válvula y el árbol de salida del accionador.

Sobre la base de la técnica anterior descrita con anterioridad, el objeto del invento es por ello proporcionar un dispositivo de válvula del tipo antes mencionado que asegura un nivel elevado de fiabilidad de funcionamiento incluso en el caso de fallo del accionamiento y al mismo tiempo es barato, ahorra energía y es de tamaño estructural pequeño.

Este objeto es conseguido de acuerdo con el invento por el objeto de la reivindicación 1. Pueden encontrarse configuraciones ventajosas en las reivindicaciones dependientes, en la descripción y en las figuras.

Para un dispositivo de válvula de tipo antes mencionado, el invento consigue el objeto porque el acoplamiento conecta el árbol de accionamiento y el árbol de válvula a prueba de par entre ellos hasta un par de umbral predeterminado y libera la conexión a prueba de par entre el árbol de accionamiento y el árbol de válvula por encima del par de umbral predeterminado, de modo que la rotación del árbol de válvula con relación al árbol de accionamiento es posible.

El dispositivo de válvula puede ser proporcionado en particular para un controlador de agua de refrigeración para el bloque del motor de un automóvil. El fluido puede por consiguiente ser un líquido de refrigeración. El alojamiento puede tener también más de dos conexiones de fluido, en que el elemento de válvula puede entonces ser giratorio entre más de dos posiciones rotacionales, en las que pueden conectarse entre sí conexiones de fluido diferentes. El elemento de válvula está conectado a prueba de par, por ejemplo en una pieza, con el árbol de válvula soportado giratoriamente en el alojamiento. Para hacer girar el elemento de válvula hay previsto un motor eléctrico, por ejemplo un motor de corriente continua, que, en funcionamiento normal, por medio de su árbol de accionamiento y del acoplamiento hace girar el árbol de válvula y así el elemento de válvula de la manera deseada entre las posiciones rotacionales del mismo. El árbol de accionamiento y el árbol de válvula pueden estar orientados coaxialmente entre sí. Están conectados a prueba de par entre sí hasta el par de umbral. De acuerdo con el invento, por encima del par de umbral esta conexión de acoplamiento a prueba de par entre el árbol de accionamiento y el árbol de válvula es liberada, sin embargo, de tal modo que el árbol de válvula y así el elemento de válvula pueden ser no obstante hechos girar en el caso de fallo del motor y así por ejemplo de inmovilidad el árbol de accionamiento. Es posible para que una conexión entre el árbol de accionamiento y el árbol de válvula continúe existiendo incluso por encima del par de umbral pero ya no es a prueba de par, permitiendo en su lugar la rotación relativa entre los árboles.

Dependiendo de la posición rotacional del árbol de válvula con relación al árbol de accionamiento, el acoplamiento puede por ejemplo permitir precisamente una dirección de rotación del árbol de válvula por encima del par de umbral. El acoplamiento puede así permitir de modo preciso un giro del árbol de válvula en el caso de un elemento de válvula cerrado, así por ejemplo si las conexiones de fluido del alojamiento no están conectadas por el elemento de válvula, de tal forma que el elemento de válvula es hecho girar a su posición de circulación, en la que conecta las conexiones de fluido del alojamiento de modo que transporte el fluido de una forma adecuada. El elemento de válvula puede así ser hecho girar a la posición de “a prueba de fallos”. De este modo, incluso en el caso de fallo del accionamiento electromotor se asegura que, por ejemplo, agua de refrigeración puede ser hecha pasar a través del dispositivo de válvula a un bloque del motor de un automóvil, siendo así impedido de manera fiable el daño al motor por sobrecalentamiento.

De acuerdo con el invento se consigue así una función similar a un embrague deslizante, en el que la rotación relativa reversible entre el elemento de válvula y el accionamiento es permitida por encima del par de umbral. El par de umbral puede ascender por ejemplo aproximadamente al doble del par de carga nominal del motor eléctrico. Además, es posible que el movimiento relativo entre el árbol de válvula y el árbol de accionamiento sea permitido por encima del par de umbral sólo dentro de un rango angular limitado, por ejemplo en un rango angular tal que el elemento de válvula es hecho girar de manera precisa fuera de su posición cerrada a la posición de circulación. En principio, sin embargo, el desacoplamiento completo de los árboles por encima del par de umbral es también posible, de tal forma que cualquier rotación relativa deseada entre los árboles es permitida.

El invento permite que el motor eléctrico sea de menor tamaño, puesto que ya no tiene que trabajar contra el tensado previo de un resorte. A este respecto, el accionamiento es más compacto, menos caro y al mismo tiempo ahorra energía. También pueden utilizarse accionamientos electromotores de autoblocantes, baratos, ya que, mediante el desacoplamiento del árbol de válvula del árbol de accionamiento, puede también adoptarse la posición a prueba de fallos cuando el árbol de accionamiento del motor no está girando.

De acuerdo con una configuración particularmente práctica, el elemento de válvula puede tener forma de bola, en particular en forma de un segmento de una bola hueca. De acuerdo con otra configuración, el acoplamiento puede comprender un resorte, en el que el resorte conecta el árbol de accionamiento y el árbol de válvula a prueba de par entre sí hasta el par de umbral y sufre una torsión por encima del par de umbral y así permite la rotación... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de válvula para un motor de combustión, en particular de un automóvil, que comprende un alojamiento (12) con al menos dos conexiones de fluido (16, 18) y un elemento de válvula hueco (26) que puede girar entre al menos dos posiciones rotacionales mediante un árbol de válvula (32) que está soportado giratoriamente en el alojamiento (12) , comprendiendo dicho elemento de válvula al menos dos aberturas (28, 30) , que dependiendo de la posición rotacional en el elemento de válvula (26) pueden ser conectadas con las conexiones de fluido (16, 18) del alojamiento (12) , comprendiendo además un accionamiento electromotor (34) con un árbol de accionamiento (36) para hacer girar el elemento de válvula (26) , en que el árbol de accionamiento (36) y el árbol de válvula (32) están conectados entre sí mediante un acoplamiento,

caracterizado por que el acoplamiento conecta el árbol de accionamiento (36) y el árbol de válvula (32) a prueba de par hasta un par de umbral predeterminado y libera la conexión a prueba de par entre el árbol de accionamiento (36) y el árbol de válvula (32) por encima del par de umbral predeterminado, de modo que es posible una rotación del árbol de válvula (32) con relación al árbol de accionamiento (36) en la que el dispositivo de válvula comprende además un accionador, que se aplica al árbol de válvula (32) al menos indirectamente, cuyo accionador puede ejercer un par sobre el árbol de válvula (32) por encima del par de umbral, en que el accionador (54) es un elemento de material de expansión (54) .

2. El dispositivo de válvula según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento de válvula (26) tiene forma de bola.

3. El dispositivo de válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el acoplamiento comprende un resorte (52) , en el que el resorte (52) conecta el árbol de accionamiento (36) y el árbol de válvula (32) a prueba de par entre sí hasta el par de umbral y en el que el resorte (52) es sometido a torsión por encima del par de umbral y permite así una rotación del árbol de válvula (32) con relación al árbol de accionamiento (36) .

4. El dispositivo de válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el acoplamiento es un acoplamiento con garras que permite una rotación relativa entre el árbol de válvula y el árbol de accionamiento por encima de la torsión umbral.

5. El dispositivo de válvula según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el árbol de accionamiento (36) comprende un saliente semicilíndrico (44) en el área de su conexión al árbol de válvula (32) y por que el árbol de válvula (36) comprende un saliente de un cuarto de cilindro (46) en el área de su conexión al árbol de accionamiento (36) , en que el saliente semicilíndrico 44 y el saliente de un cuarto de cilindro (46) se aplican entre sí de modo que el árbol de válvula (32) puede ser hecho girar 90º con relación al árbol de accionamiento (36) por encima del par de umbral.

6. El dispositivo de válvula según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el árbol de válvula (32) comprende un saliente de un cuarto de cilindro en el área de su conexión al árbol de accionamiento (36) y por que el árbol de accionamiento (36) comprende un saliente de un cuarto de cilindro en el área de su conexión al árbol de válvula (32) , en que el saliente semicilíndrico y el saliente de un cuarto de cilindro se aplican entre sí de modo que el árbol de válvula (32) puede ser hecho girar 90º en relación al árbol de accionamiento (36) por encima del par de umbral.