Válvula de circulación de fluido de muelle de retorno axial.

Válvula de circulación de fluido del tipo que comprende:

- un cuerpo (2) de conducto pasante (3) para el fluido,

- un árbol de mando rotativo (4) de obturador del conducto, montado en un paso (10) del cuerpo que comunica con el conducto,

- cojinetes (6, 7) dispuestos en dicho paso entre el cuerpo y el árbol de mando rotativo,

- un bloqueo axial del árbol en dicho cuerpo, obteniéndose el bloqueo axial del árbol (4) por al menos un anillo cilíndrico (15) montado solidario en rotación a dicho árbol y que presenta una superficie externa (20) orientada hacia uno de los cojinetes (6, 7) y que entra en contacto con una cara transversal del mismo;

caracterizada porque:

- un muelle de retorno (8) está dispuesto entre el cuerpo (2) y el árbol (4) y sometiendo al árbol (4) a una fuerza de retorno, encontrándose el muelle de retorno (9) y el anillo cilíndrico (15) sin contacto entre sí.

Vïlvula de circulaciïn de fluido de muelle de retorno axial

La presente invenciïn se refiere a una vïlvula de circulaciïn de fluido, destinada a equipar los motores de combustiïn interna, ya sean de gasolina o diïsel, de vehïculos.

Mïs concretamente, aunque no exclusivamente, las vïlvulas objetivo de la invenciïn pueden disponerse en la lïnea de escape de los motores diïsel, especialmente con fines de procesamiento de los ïxidos de nitrïgeno (NOx) redireccionando una parte de los gases de escape a la lïnea de admisiïn, y se denominan habitualmente “vïlvula EGR”. O tambiïn pueden estar dispuestas corriente arriba en la lïnea de admisiïn del motor dosificando entonces la admisiïn de aire en el mismo. Otras aplicaciones de la vïlvula en motores u otras instalaciones de circulaciïn de fluido (gaseoso o lïquido) podrïan considerarse sin salir del marco de la invenciïn.

Se conocen, por ejemplo a partir del documento US 2006/0059903 A1, vïlvulas que permiten ajustar el caudal de un fluido que comprende:

- un cuerpo de conducto pasante para el fluido,

- un ïrbol de mando rotativo que acciona una tapa obturadora del conducto, estando dicho ïrbol montado en un paso del cuerpo que comunica con el conducto, estando dicho ïrbol sometido a la acciïn de un muelle de retorno dispuesto entre el cuerpo y el ïrbol,

- cojinetes de material de baja fricciïn dispuestos en dicho paso entre el cuerpo y el ïrbol de mando rotativo, y 25

- un bloqueo axial del ïrbol en dicho cuerpo.

De este modo, el control en rotaciïn del ïrbol permite ajustar el caudal del fluido que circula por el conducto de la vïlvula segïn la posiciïn angular dada a la tapa y, en el caso de la vïlvula EGR, extraer una parte de los gases de escape para redireccionarla hacia la lïnea de admisiïn del motor segïn el rïgimen del motor presente. En cuanto al muelle de retorno, permite cerrar de manera prioritaria la vïlvula (la tapa del ïrbol que obtura el conducto) en caso de mal funcionamiento elïctrico de la vïlvula.

Generalmente, el bloqueo axial del ïrbol de mando rotativo estï fijado por una arandela en forma de U introducida,

despuïs de la colocaciïn de un cojinete, en ranuras realizadas en el cuerpo y el ïrbol, o tambiïn por inserciïn de un rodamiento de bolas alojado en un orificio de recepciïn del cuerpo y que lleva el ïrbol.

Estos bloqueos axiales presentan sin embargo defectos, en particular para las vïlvulas cuya tapa se utiliza muy a menudo como las vïlvulas EGR.

En efecto, debido al esfuerzo axial ejercido sobre el ïrbol por el muelle y al funcionamiento repetido y sostenido de la vïlvula a los regïmenes de motor en cuestiïn, aparece, con el uso, un desgaste entre la arandela en forma de U y el ïrbol al nivel de la ranura correspondiente y, por lo tanto, de los puntos duros durante la rotaciïn del ïrbol sobre la arandela que puede conllevar bloqueos intempestivos de la tapa, asï como un huelgo axial que provoca entonces un 45 contacto no deseado entre la tapa y el conducto.

Asimismo, la soluciïn por rodamiento de bolas requiere, por su parte, herramientas de montaje complejas e implica un coste significativo.

La presente invenciïn tiene por objetivo solucionar estos inconvenientes y se refiere a una vïlvula de circulaciïn de fluido cuyo diseïo del bloqueo axial garantiza con el uso una fiabilidad de funcionamiento de la vïlvula, incluso en caso de presencia de un muelle de retorno.

Con este fin, la vïlvula de circulaciïn de fluido, por ejemplo EGR, tal como se ha definido anteriormente es 55 significativa, segïn la invenciïn, porque el bloqueo axial del ïrbol se obtiene por al menos un anillo cilïndrico montado solidario en rotaciïn a dicho ïrbol y que presenta una superficie exterior orientada hacia uno de los cojinetes y que estï en contacto con una cara transversal del mismo.

De este modo, gracias a la invenciïn, el anillo hace directamente las veces de tope axial para el ïrbol al estar en contacto con el cojinete correspondiente. Asimismo, se simplifica la realizaciïn de las vïlvulas por la supresiïn de las ranuras de recepciïn (y por lo tanto de las aristas vivas generadoras de puntos duros y de desgaste) de las arandelas anteriores o la supresiïn de los rodamientos de bolas y de las herramientas de montaje asociadas, lo cual permite fiabilizar la vïlvula y disminuir los costes de fabricaciïn. Finalmente, la invenciïn permite realizar una parada axial del ïrbol rotativo de la vïlvula que limita la fricciïn y el desgaste que se deriva de la misma.

Tal resultado se obtiene ventajosamente cuando dicho ïrbol es sometido a la acciïn de un muelle de retorno, dispuesto entre el cuerpo y el ïrbol. El anillo entra entonces en contacto con la cara transversal del cojinete en cuestiïn en el sentido del retorno axial al cual es sometido el ïrbol por dicho muelle.

Preferentemente, el anillo presenta un collarïn radial que define dicha superficie externa orientada hacia el cojinete y

que estï en contacto con la cara transversal del mismo. De este modo, el collarïn radial externo permite ofrecer una gran superficie de contacto con la cara transversal del cojinete, de manera que el esfuerzo axial del muelle estï mïs repartido sobre esta superficie de contacto, lo cual, por consiguiente, contribuye a reducir el desgaste. Como los cojinetes se realizan en un material de baja fricciïn, el desgaste es reducido, incluso casi inexistente, durante el funcionamiento repetido del ïrbol rotativo, incluso en caso de una acciïn de un muelle de retorno. Se suprime de este modo la apariciïn de los puntos duros y del huelgo axial.

En una realizaciïn, el collarïn del anillo se aplica directamente contra un collarïn correspondiente que completa la cara transversal del cojinete, bajo la acciïn de dicho muelle. De este modo, se obtiene una zona de contacto importante, que contribuye a optimizar la reparticiïn del esfuerzo axial del muelle y a reducir el desgaste.

Se podrï disponer una arandela enfrente del otro cojinete, entre el ïrbol y el cuerpo, para el bloqueo axial del ïrbol en el sentido opuesto a la acciïn del muelle. Una simple arandela es suficiente ya que la misma sirve especialmente para el montaje del ïrbol y finalmente apenas es sometida a esfuerzo durante el funcionamiento de la vïlvula debido a que el esfuerzo permanente del muelle se efectïa en el sentido opuesto, con el anillo.

En otra realizaciïn, el collarïn del anillo se introduce en un refrentado realizado en la cara transversal correspondiente de dicho cojinete.

Por ejemplo, alrededor del anillo solidario al ïrbol rotativo estï montado el cojinete alojado en dicho paso con el

collarïn radial del anillo que se encuentra recibido, con un huelgo funcional, en el refrentado del cojinete que topa axialmente, por un lado, con el fondo del refrentado, en el sentido de la acciïn del muelle, o, por el otro lado, con una parte del cuerpo que delimita el paso en el sentido opuesto. Esta realizaciïn se libera de la arandela anterior debido a que el propio collarïn del anillo se encuentra pillado entre el fondo del refrentado y el cuerpo que sirve de topes axiales en los dos sentidos.

En otra realizaciïn adicional, el collarïn del anillo se introduce en un refrentado realizado en el cuerpo de la vïlvula.

Por ejemplo, el cojinete se monta entonces en el ïrbol enfrentado al anillo, mientras que el collarïn se introduce, con un huelgo funcional axial, en el refrentado de un orificio de paso de recepciïn del anillo, realizado en una parte del

cuerpo que delimita el paso, de manera que el collarïn puede topar, por un lado, con el cojinete en el sentido de la acciïn del muelle o, por el otro lado, con el fondo del refrentado del cuerpo, en el otro sentido.

Preferentemente, dicho anillo es solidario en rotaciïn al ïrbol por inserciïn, soldadura u otro medio, y los cojinetes se montan por ajuste apretado, tal como por inserciïn, en el paso del cuerpo.

Para minimizar aun mïs las fricciones, el anillo se realiza en un material compatible con el material del cojinete y, a modo de ejemplos, los cojinetes se realizan en acero inoxidable o en aleaciones de cobre de tipo cupronïquel, bronce.

Los cojinetes pueden ser rectos, es decir estar desprovistos de partes de apoyo redondeadas.

Cada cojinete puede obtenerse por otro medio distinto del sobremoldeo.

Cada cojinete puede encontrarse contenido en el cuerpo, es decir que cada cojinete no sobresale exteriormente mïs allï del contorno exterior del cuerpo. El cuerpo puede ser de una sola pieza.

El anillo de parada y el muelle pueden no estar en contacto... [Seguir leyendo]

1. Vïlvula de circulaciïn de fluido del tipo que comprende:

- un cuerpo (2) de conducto pasante (3) para el fluido,

- un ïrbol de mando rotativo (4) de obturador del conducto, montado en un paso (10) del cuerpo que comunica con el conducto,

- cojinetes (6, 7) dispuestos en dicho paso entre el cuerpo y el ïrbol de mando rotativo,

- un bloqueo axial del ïrbol en dicho cuerpo, obteniïndose el bloqueo axial del ïrbol (4) por al menos un anillo cilïndrico (15) montado solidario en rotaciïn a dicho ïrbol y que presenta una superficie externa (20) orientada hacia uno de los cojinetes (6, 7) y que entra en contacto con una cara transversal del mismo;

caracterizada porque:

- un muelle de retorno (8) estï dispuesto entre el cuerpo (2) y el ïrbol (4) y sometiendo al ïrbol (4) a una fuerza de

retorno, encontrïndose el muelle de retorno (9) y el anillo cilïndrico (15) sin contacto entre sï. 20

2. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 1, en la que el anillo (15) entra en contacto con la cara transversal del cojinete en cuestiïn en el sentido del retorno axial al que estï sometido el ïrbol (4) por dicho muelle (8) .

3. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 2, en la que el anillo (15) presenta un collarïn radial (16) que define dicha 25 superficie externa (20) orientada hacia el cojinete y que entra en contacto con la cara transversal del mismo.

4. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 2 o 3, en la que el collarïn (16) del anillo (15) se aplica directamente contra un collarïn radial externo (18) que completa la cara transversal del cojinete (6) , bajo la acciïn de dicho muelle (8) .

5. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 2 o 3, en la que el collarïn (16) del anillo (15) se introduce en un refrentado (30) realizado en el cojinete correspondiente.

6. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 5, en la que alrededor del anillo (15) solidario al ïrbol rotativo estï montado el cojinete (6) alojado en dicho paso con el collarïn radial (16) del anillo que se encuentra recibido, con un huelgo funcional, en el refrentado (30) del cojinete apoyïndose axialmente, por un lado, en el fondo del refrentado, en el sentido de la acciïn del muelle, o, por el otro lado, en una parte del cuerpo que delimita el paso en el sentido opuesto.

7. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 2 o 3, en la que el collarïn (16) del anillo (15) se introduce en un refrentado (34) 40 realizado en el cuerpo.

8. Vïlvula segïn la reivindicaciïn 7, en la que el cojinete (6) estï montado en el ïrbol (4) enfrentado al anillo (15) , mientras que el collarïn (16) se introduce, con un huelgo funcional axial, en el refrentado (34) de un orificio de paso (35) de recepciïn del anillo (15) , dispuesto en una parte (27) del cuerpo (2) que delimita el paso (10) , de manera que 45 el collarïn puede topar, por un lado, con el cojinete (4) en el sentido de la acciïn del muelle o, por el otro lado, con el fondo del refrentado (34) del cuerpo, en el otro sentido.

9. Vïlvula segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, no sobresaliendo cada cojinete (6, 7) mïs allï del

contorno exterior del cuerpo (2) . 50

10. Vïlvula segïn una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicho anillo (15) es solidario en rotaciïn al ïrbol (4) por inserciïn, soldadura o similar.

11. Vïlvula segïn una de las reivindicaciones 1 a 10, en la que los cojinetes (6, 7) estïn montados por ajuste 55 apretado en el paso (10) del cuerpo.