DE102016004522B4

DE102016004522B4 - Butterfly valve arrangement for a fluid line

Info

Publication number: DE102016004522B4
Application number: DE102016004522.1A
Authority: DE
Inventors: Reiner Kern
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: DE102016004522A1

Abstract

Drehklappenanordnung (1) für eine Fluidleitung, mit einem eine Durchströmungsöffnung (4) aufweisenden Ventilsitzelement (2) und mit einer mittig um eine Drehachse (5) in der Durchströmungsöffnung (4) drehbar gelagerten und symmetrisch bezüglich einer der Drehachse (5) entsprechenden Mittelachse ausgestalteten Drehklappe (3), die in der Durchströmungsöffnung (4) in einer ersten Drehwinkelstellung einen ersten Durchströmungsquerschnitt und in einer von der ersten Drehwinkelstellung verschiedenen zweiten Drehwinkelstellung einen von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschiedenen zweiten Durchströmungsquerschnitt einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilsitzelement (2) wenigstens eine in Richtung der Durchströmungsöffnung (4) und der Drehklappe (3) randoffene, in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse (6) der Durchströmungsöffnung (4) die Durchströmungsöffnung (4) lediglich teilweise umgreifende Partikelsammelnut (7) ausgebildet ist, wobei sich die Tiefe der Partikelsammelnut (7) in Umfangsrichtung verändert.Rotary flap arrangement (1) for a fluid line, with a valve seat element (2) having a through-flow opening (4) and with a central axis rotatably mounted in the through-flow opening (4) about an axis of rotation (5) and configured symmetrically with respect to a central axis corresponding to the axis of rotation (5). Rotary flap (3) which sets a first flow cross section in the flow opening (4) in a first angular position and a second flow cross section which is different from the first angular position in a second angular position, characterized in that in the valve seat element (2) at least a particle collection groove (7) which is open at the edge in the direction of the through-flow opening (4) and the rotary flap (3) and only partially encompasses the through-flow opening (4) in the circumferential direction with respect to a longitudinal central axis (6) of the through-flow opening (4), the depth of the parti kelmontagenut (7) changed in the circumferential direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehklappenanordnung für eine Fluidleitung, mit einem eine Durchströmungsöffnung aufweisenden Ventilsitzelement und mit einer mittig um eine Drehachse in der Durchströmungsöffnung drehbar gelagerten und symmetrisch bezüglich einer der Drehachse entsprechenden Mittelachse ausgestalteten Drehklappe, die in der Durchströmungsöffnung in einer ersten Drehwinkelstellung einen ersten Durchströmungsquerschnitt und in einer von der ersten Drehwinkelstellung verschiedenen zweiten Drehwinkelstellung einen von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschiedenen zweiten Durchströmungsquerschnitt einstellt.The invention relates to a rotary flap arrangement for a fluid line, with a valve seat element having a throughflow opening and with a rotary flap which is pivoted centrally about an axis of rotation in the throughflow opening and is designed symmetrically with respect to a central axis corresponding to the axis of rotation, which in the throughflow opening has a first flow cross section and sets a second flow cross section that differs from the first flow cross section in a second rotational angle position that differs from the first rotational angle position.

Die Drehklappenanordnung bildet ein Durchströmungsquerschnittsverstellelement. Sie ist in der Fluidleitung angeordnet oder liegt alternativ zwischen zwei Fluidleitungen vor, verbindet diese also fluidtechnisch. Die Drehklappenanordnung weist das Ventilsitzelement und die Drehklappe auf. In dem Ventilsitzelement ist die Durchströmungsöffnung vorgesehen, in welcher die Drehklappe um die Drehachse drehbar angeordnet beziehungsweise gelagert ist. Die Durchströmungsöffnung ist zur Führung eines Fluids ausgebildet. Ihr Durchströmungsquerschnitt kann mittels der Drehklappe eingestellt werden.The rotary flap arrangement forms a flow cross section adjustment element. It is arranged in the fluid line or, alternatively, is present between two fluid lines, ie connects them fluidically. The rotary flap arrangement has the valve seat element and the rotary flap. In the valve seat element, the through-flow opening is provided, in which the rotary flap is arranged or mounted such that it can rotate about the axis of rotation. The through-flow opening is designed to guide a fluid. Your flow cross-section can be adjusted using the rotary flap.

Die Drehklappe ist besonders bevorzugt mittig oder zumindest in etwa mittig gelagert, sodass also die Drehachse einer Mittelachse der Drehklappe entspricht. In anderen Worten ist die Drehklappe symmetrisch bezüglich der Drehachse ausgestaltet, insbesondere in Draufsicht und/oder im Querschnitt bezüglich der Drehachse. Weiterhin kann die Drehklappe mittig oder zumindest in etwa mittig in der Durchströmungsöffnung gelagert sein. Die Drehachse der Drehklappe schneidet also beispielsweise eine Längsmittelachse der Durchströmungsöffnung beziehungsweise des Ventilsitzelements. Besonders bevorzugt steht sie senkrecht auf ihr.The rotary flap is particularly preferably mounted centrally or at least approximately centrally, so that the axis of rotation corresponds to a central axis of the rotary flap. In other words, the rotary flap is designed symmetrically with respect to the axis of rotation, in particular in a plan view and/or in cross section with respect to the axis of rotation. Furthermore, the rotary flap can be mounted centrally or at least approximately centrally in the flow opening. The axis of rotation of the rotary flap thus intersects, for example, a longitudinal center axis of the flow opening or of the valve seat element. It is particularly preferably perpendicular to it.

Die Durchströmungsöffnung ist im Querschnitt bezüglich ihrer Längsmittelachse gesehen zum Beispiel rund oder oval. Die Drehklappe ist bevorzugt an die Durchströmungsöffnung beziehungsweise ihren Querschnitt formangepasst, ist also ebenfalls rund oder oval. Im Falle der ovalen Drehklappe verläuft ihre Drehachse vorzugsweise parallel zu ihrer größeren Halbachse oder fällt mit dieser zusammen.Viewed in cross section with respect to its longitudinal center axis, the flow opening is, for example, round or oval. The rotary flap is preferably adapted in shape to the through-flow opening or its cross section, ie it is also round or oval. In the case of the oval rotary flap, its axis of rotation preferably runs parallel to its larger semi-axis or coincides with it.

Das Ventilsitzelement bildet einen Ventilsitz aus, mit welchem die Drehklappe zum Einstellen des Durchströmungsquerschnitts zusammenwirkt. Der Ventilsitz wird dabei insbesondere von einer Innenumfangsfläche des Ventilsitzelements beziehungsweise einer die Durchströmungsöffnung in radialer Richtung nach außen begrenzenden Umfangsfläche gebildet.The valve seat element forms a valve seat with which the rotary flap interacts to adjust the flow cross section. The valve seat is formed in particular by an inner peripheral surface of the valve seat element or a peripheral surface delimiting the flow opening outwards in the radial direction.

Wird nun das Ventilsitzelement in der ersten Drehwinkelstellung angeordnet, so gibt sie zusammen mit dem Ventilsitzelement beziehungsweise dem von diesem gebildeten Ventilsitz den ersten Durchströmungsquerschnitt frei. Wird sie dagegen in der zweiten Drehwinkelstellung angeordnet, die von der ersten Drehwinkelstellung verschieden ist, so liegt der zweite Durchströmungsquerschnitt vor, welcher ebenfalls von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschieden ist.If the valve seat element is now arranged in the first angular position, it releases the first flow cross section together with the valve seat element or the valve seat formed by it. If, on the other hand, it is arranged in the second angular position, which differs from the first angular position, then the second through-flow cross section is present, which is also different from the first through-flow cross section.

In einer der Drehwinkelstellungen kann es vorgesehen sein, dass der Durchströmungsquerschnitt gleich null, die Strömungsverbindung durch die Drehklappenanordnung also vollständig unterbrochen ist. In einer anderen der Drehwinkelstellungen kann es dagegen vorgesehen sein, dass die Drehklappe zum Erreichen eines maximal möglichen Durchströmungsquerschnitts angeordnet ist.In one of the rotary angle positions it can be provided that the flow cross section is zero, ie the flow connection through the rotary flap arrangement is completely interrupted. In another of the rotary angle positions, on the other hand, provision can be made for the rotary flap to be arranged in order to achieve a maximum possible flow cross section.

Die Drehklappenanordnung findet beispielsweise in einem Kraftfahrzeug Anwendung, besonders bevorzugt ist sie einer Antriebseinrichtung zugeordnet. Die Antriebseinrichtung verfügt über wenigstens ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat. Es kann nun vorgesehen sein, dass das von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas wenigstens teilweise durch die Drehklappenanordnung beziehungsweise die die Drehklappenanordnung aufweisende Fluidleitung geführt wird.The rotary flap arrangement is used, for example, in a motor vehicle, and it is particularly preferably associated with a drive device. The drive device has at least one drive unit that generates exhaust gas. Provision can now be made for the exhaust gas generated by the drive unit to be guided at least partially through the rotary flap arrangement or the fluid line having the rotary flap arrangement.

Dies ist insbesondere der Fall, falls die Drehklappenanordnung eine Drosselklappenanordnung für die Brennkraftmaschine ist, welche zudem über eine Abgasrückführung verfügt. In diesem Fall kann es vorkommen, dass sich in dem Abgas befindliche Partikel, insbesondere Rußpartikel, in der Drehklappenanordnung festsetzen. Dies passiert insbesondere bei einer Drehwinkelstellung der Drehklappe, in welcher ein vergleichsweise kleiner Durchströmungsquerschnitt verbleibt. In diesem Fall werden die Partikel von der Drehklappe stark abgebremst und können an der Umfangsfläche der Durchströmungsöffnung beziehungsweise des Ventilsitzelements haften bleiben. Dies wiederum kann jedoch die Drehbewegung der Drehklappe behindern, sodass es im Extremfall zu einem Hängenbleiben der Drehklappe kommen kann.This is the case in particular if the rotary valve arrangement is a throttle valve arrangement for the internal combustion engine, which also has exhaust gas recirculation. In this case, it can happen that particles in the exhaust gas, in particular soot particles, become lodged in the rotary flap arrangement. This happens in particular when the rotary flap is in a rotational angle position in which a comparatively small flow cross section remains. In this case, the particles are severely decelerated by the rotary flap and can adhere to the peripheral surface of the flow opening or the valve seat element. However, this in turn can impede the rotary movement of the rotary flap, so that in extreme cases the rotary flap can get stuck.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 195 00 475 A1 bekannt. Diese betrifft ein Absperr- oder Drosselventil, das ein einen Strömungskanal umschließendes Gehäuse und eine um eine den Strömungsquerschnitt des Ventils durchquerende Drehachse verschwenkbare Ventilklappe besitzt. Die Ventilklappe befindet sich in Schließstellung in einer die Drehachse enthaltenden, quer zur Durchflussachse verlaufenden Schließebene und hält mit ihrem Rand in allen Stellungen allseits in der Ebene der Klappe einen solchen Abstand vom Gehäuse ein, dass dieser von den während des Betriebs zu erwartenden Wärmedehnungen nicht überwunden werden kann. Dem Umfangsbereich der Ventilklappe ist am Gehäuse eine Anschlagkante als stirnseitige Dichtung zugeordnet. Die Klappenfläche wird durch die Drehachse in zwei Teilflächen unterteilt. Jeder Teilfläche ist am Gehäuse jeweils eine bis an die Drehachse herangeführte Anschlagkante zugeordnet, wobei jede dieser beiden Anschlagkanten auf einer anderen Seite der Ventilklappe angeordnet ist.From the prior art, for example, the publication DE 195 00 475 A1 known. This relates to a shut-off or throttle valve which has a housing enclosing a flow channel and a valve flap which can be pivoted about an axis of rotation traversing the flow cross-section of the valve. In the closed position, the valve flap is in a rotary position Axis containing, transverse to the flow axis closing plane and keeps with its edge in all positions on all sides in the plane of the flap at such a distance from the housing that this can not be overcome by the expected thermal expansion during operation. A stop edge is assigned to the peripheral area of the valve flap on the housing as a front-side seal. The flap surface is divided into two partial surfaces by the axis of rotation. On the housing, each partial surface is assigned a stop edge that extends up to the axis of rotation, with each of these two stop edges being arranged on a different side of the valve flap.

Die Druckschrift US 2014 / 0 238 330 A1 beschreibt einen Lufteinlasstrakt für eine Brennkraftmaschine, mit einem Ventilkörper, der einen Durchtrittsquerschnitt eines Teils des Lufteinlasstrakts öffnen und schließen kann, eine drehbare Welle, die sich beidseitig zu dem Ventilkörper erstreckt und eine Drehbewegung des Ventilkörpers ermöglicht, eine Ventilaufnahmeausnehmung, die an einer Innenoberfläche des Lufteinlasstrakts zur Aufnahme des Ventilkörpers ausgebildet ist, und einen Vorsprung, der an einer äußeren Seitenfläche des Ventilkörpers ausgebildet ist und in Richtung der Ventilaufnahmeausnehmung weist und sich in Richtung einer Drehachse der Welle erstreckt. Der Lufteinlasstrakt weist weiterhin eine Verbindungsöffnung auf, die die Ventilaufnahmeausnehmung und einen Lufteinlass der Brennkraftmaschine unmittelbar miteinander verbindet.The pamphlet U.S. 2014/0 238 330 A1 describes an air intake duct for an internal combustion engine, with a valve body that can open and close a passage cross section of a part of the air intake duct, a rotatable shaft that extends on both sides to the valve body and allows a rotary movement of the valve body, a valve receiving recess on an inner surface of the air intake duct formed to receive the valve body, and a protrusion formed on an outer side surface of the valve body and facing toward the valve receiving recess and extending toward a rotation axis of the shaft. The air intake tract also has a connection opening that directly connects the valve receiving recess and an air intake of the internal combustion engine.

Die Druckschrift DE 195 00 475 A1 beschreibt ein Absperr- oder Drosselventil mit einem einen Strömungskanal umschließendes Gehäuse und einer um eine den Strömungsquerschnitt des Ventils durchquerende Drehachse verschwenkbare Ventilklappe. Die Ventilklappe befindet sich in Schließstellung in einer die Drehachse enthaltenden, quer zur Durchflussachse verlaufenden Schließebene und hält mit ihrem Rand in allen Stellungen allseits in der Ebene der Klappe einen solchen Abstand vom Gehäuse ein, dass dieser von den während des Betriebs zu erwartenden Wärmedehnungen nicht überwunden werden kann. Dem Umfangsbereich der Ventilklappe ist am Gehäuse eine Anschlagkante als stirnseitige Dichtung zugeordnet. Die Klappenfläche wird durch die Drehachse in zwei Teilflächen unterteilt. Jeder Teilfläche ist am Gehäuse jeweils eine bis an die Drehachse herangeführte Anschlagkante zugeordnet, wobei jede dieser beiden Anschlagkanten auf einer anderen Seite der Ventilklappe angeordnet ist.The pamphlet DE 195 00 475 A1 describes a shut-off or throttle valve with a housing enclosing a flow channel and a valve flap that can be pivoted about an axis of rotation that traverses the flow cross section of the valve. In the closed position, the valve flap is located in a closing plane that contains the axis of rotation and runs transversely to the flow axis, and its edge in all positions maintains such a distance from the housing on all sides in the plane of the flap that this is not overcome by the thermal expansions to be expected during operation can be. A stop edge is assigned to the peripheral area of the valve flap on the housing as a front-side seal. The flap surface is divided into two partial surfaces by the axis of rotation. On the housing, each partial surface is assigned a stop edge that extends up to the axis of rotation, with each of these two stop edges being arranged on a different side of the valve flap.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik die Druckschriften DE 10 2007 034 974 A1 , US 6 698 717 B1 und DE 102 31 968 A1 bekannt.Furthermore, the publications are from the prior art DE 10 2007 034 974 A1 , U.S. 6,698,717 B1 and DE 102 31 968 A1 known.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Drehklappenanordnung für eine Fluidleitung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Drehklappenanordnungen Vorteile aufweist, insbesondere dauerhaft einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht, in dem das Festsetzen der Drehklappe durch Partikel vermieden wird.The object of the invention is to propose a rotary flap arrangement for a fluid line which has advantages over known rotary flap arrangements, in particular enabling reliable operation over the long term by preventing the rotary flap from becoming stuck by particles.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Drehklappenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Ventilsitzelement wenigstens eine in Richtung der Durchströmungsöffnung und der Drehklappe randoffene, in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse der Durchströmungsöffnung die Durchströmungsöffnung lediglich teilweise umgreifende Partikelsammelnut ausgebildet ist, wobei sich die Tiefe der Partikelsammelnut in Umfangsrichtung verändert.According to the invention, this is achieved with a rotary flap arrangement having the features of claim 1 . It is provided that in the valve seat element at least one particle collection groove, which is open at the edge in the direction of the flow opening and the rotary valve and only partially encompasses the flow opening in the circumferential direction with respect to a longitudinal center axis of the flow opening, is formed, with the depth of the particle collection groove changing in the circumferential direction.

Die Partikelsammelnut geht insoweit von der Durchströmungsöffnung aus und ist dieser gegenüber randoffen ausgestaltet, mündet also in die Durchströmungsöffnung ein. Die Partikelsammelnut ist in dem Ventilsitzelement ausgebildet, nämlich als der Durchströmungsöffnung zugewandte Vertiefung. Die Partikelsammelnut umgreift die Durchströmungsöffnung und mithin die Drehklappe in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise, insbesondere zum Großteil, also zu mindestens 50 %, besonders bevorzugt zu mindestens 75 %, zu mindestens 80 %, zu mindestens 90 % oder vollständig.In this respect, the particle collecting groove starts from the through-flow opening and is designed with open edges opposite it, ie opens into the through-flow opening. The particle collection groove is formed in the valve seat element, namely as a depression facing the flow opening. The particle collection groove surrounds the flow opening and thus the rotary flap in the circumferential direction at least in regions, in particular for the most part, i.e. at least 50%, particularly preferably at least 75%, at least 80%, at least 90% or completely.

In axialer Richtung gesehen überlappt die Partikelsammelnut zumindest teilweise mit der Drehklappe, insbesondere falls diese in derjenigen Drehwinkelstellung vorliegt, in welcher ein minimal möglicher Durchströmungsquerschnitt vorliegt, beispielsweise die Drehklappe also vollständig geschlossen ist. Besonders bevorzugt liegt die Partikelsammelnut - in axialer Richtung gesehen - in Überdeckung mit der vollständig geschlossenen Drehklappe, insbesondere mit einem Rand der vollständig geschlossenen Drehklappe vor. Es kann gemäß den vorstehenden Ausführungen vorgesehen sein, dass die Partikelsammelnut die Durchströmungsöffnung in Umfangsrichtung lediglich teilweise umgreift. Sie kann die Durchströmungsöffnung jedoch auch vollständig umgreifen.Viewed in the axial direction, the particle collecting groove at least partially overlaps the rotary flap, particularly if the rotary flap is in the angular position in which there is a minimum possible flow cross section, for example the rotary flap is completely closed. Particularly preferably, the particle collection groove—seen in the axial direction—overlaps the fully closed rotary flap, in particular an edge of the fully closed rotary flap. According to the above statements, it can be provided that the particle collecting groove only partially encompasses the through-flow opening in the circumferential direction. However, it can also completely surround the through-flow opening.

Die Partikelsammelnut dient der Aufnahme von Partikeln, die von dem Fluid mitgenommen werden beziehungsweise gemeinsam mit diesem die Drehklappenanordnung durchströmen, beispielsweise von Rußpartikeln. Zu Beginn ist dabei die Partikelsammelnut lediglich teilweise gefüllt, sodass es im Vergleich mit einer Ausgestaltung der Drehklappenanordnung ohne Partikelsammelnut länger dauert, bis die Partikel die Drehklappe beeinflussen können. Zudem kann die Drehklappe die in der Partikelsammelnut angeordneten Partikel auf einfache Art und Weise durch eine Änderung ihrer Drehwinkelstellung beziehungsweise eine Drehbewegung um die Drehachse abtragen.The particle collecting groove serves to receive particles that are carried along by the fluid or flow through the rotary flap arrangement together with it, for example soot particles. At the beginning, the particle collection groove is only partially filled, so that it takes longer, in comparison with an embodiment of the rotary flap arrangement without a particle collection groove, until the particles can affect the rotary flap. In addition, the rotary valve in the Parti Remove arranged particles in a simple way by changing their rotational angle position or a rotational movement about the axis of rotation.

Es kann also in keinem Fall zu einem Festsetzen der Drehklappe durch die Partikel kommen. Beispielsweise weist die Partikelsammelnut hierzu eine Erstreckung in axialer Richtung auf, insbesondere an ihrer der Durchströmungsöffnung zugewandten Mündungsöffnung, über welche sie in die Durchströmungsöffnung einmündet, welche größer ist als eine Materialstärke des Rands der Drehklappe. In anderen Worten sind die Abmessungen der Partikelsammelnut in axialer Richtung größer als die Abmessungen des Rands der Drehklappe in derselben Richtung bei vollständig geschlossener Drehklappe.In no case can the rotating flap be jammed by the particles. For example, the particle collecting groove extends in the axial direction for this purpose, in particular at its orifice opening facing the throughflow opening, via which it opens into the throughflow opening, which is greater than a material thickness of the edge of the rotary flap. In other words, the dimensions of the particle collecting groove in the axial direction are larger than the dimensions of the edge of the rotary valve in the same direction when the rotary valve is fully closed.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Partikelsammelnut zumindest im Längsschnitt gesehen von einer gedachten Ebene geschnitten wird, die die Drehachse in sich aufnimmt. Besonders bevorzugt liegt die Partikelsammelnut entlang ihrer Erstreckung in Umfangsrichtung durchgehend in der gedachten Ebene beziehungsweise wird von dieser geschnitten. Die gedachte Ebene nimmt die Drehachse in sich auf, sodass also die Drehachse vollständig in der Ebene liegt. Zusätzlich oder alternativ kann eine nachfolgend beschriebene weitere Partikelsammelnut von der gedachten Ebene geschnitten werden.A further development of the invention provides that the at least one particle collecting groove, seen at least in longitudinal section, is intersected by an imaginary plane that accommodates the axis of rotation. Particularly preferably, the particle collection groove lies continuously in the imaginary plane or is intersected by it along its extension in the circumferential direction. The imaginary plane includes the axis of rotation, so that the axis of rotation lies completely in the plane. Additionally or alternatively, a further particle collection groove described below can be intersected by the imaginary plane.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Partikelsammelnut die Durchströmungsöffnung in Umfangsrichtung nur teilweise umgreift, und dass bezüglich der Drehachse gegenüberliegend der Partikelsammelnut wenigstens eine weitere Partikelsammelnut angeordnet ist, insbesondere symmetrisch. Wie vorstehend bereits erläutert, kann es vorgesehen sein, dass die Partikelsammelnut nicht die gesamte Durchströmungsöffnung in Umfangsrichtung umgreift. Beispielsweise erstreckt sich die Partikelsammelnut in Umfangsrichtung über höchstens 180°, höchstens 150°, höchstens 120° oder höchstens 90°.A further development of the invention provides that the particle collection groove only partially encompasses the flow opening in the circumferential direction, and that at least one further particle collection groove is arranged opposite the particle collection groove with respect to the axis of rotation, in particular symmetrically. As already explained above, it can be provided that the particle collection groove does not encompass the entire flow opening in the circumferential direction. For example, the particle collection groove extends in the circumferential direction over at most 180°, at most 150°, at most 120° or at most 90°.

Der Partikelsammelnut soll nun die weitere Partikelsammelnut gegenüberliegen. Diese kann in Umfangsrichtung dieselbe Erstreckung aufweisen wie die Partikelsammelnut. Besonders bevorzugt ist die weitere Partikelsammelnut der Partikelsammelnut bezüglich der Drehachse symmetrisch gegenüberliegend angeordnet. Zusätzlich oder alternativ kann die weitere Partikelsammelnut der Partikelsammelnut bezüglich der Längsmittelachse der Durchströmungsöffnung gegenüberliegend vorliegen, insbesondere symmetrisch angeordnet sein.The particle collection groove should now be opposite the other particle collection groove. This can have the same extent in the circumferential direction as the particle collecting groove. The further particle collecting groove is particularly preferably arranged symmetrically opposite the particle collecting groove with respect to the axis of rotation. Additionally or alternatively, the further particle collection groove can be located opposite the particle collection groove with respect to the longitudinal center axis of the flow opening, in particular can be arranged symmetrically.

Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die gedachte Ebene zumindest im Längsschnitt gesehen sowohl die Partikelsammelnut als auch die weitere Partikelsammelnut schneidet und auf der Längsmittelachse senkrecht steht oder dieser gegenüber angewinkelt ist. Grundsätzlich können also die Partikelsammelnut und die weitere Partikelsammelnut beliebig angeordnet sein. Die Partikelsammelnut, die weitere Partikelsammelnut oder beide werden jeweils wenigstens in Umfangsrichtung gesehen bereichsweise, besonders bevorzugt über ihre gesamte jeweilige Erstreckung in Umfangsrichtung, von der gedachten Ebene geschnitten.A further embodiment of the invention provides that the imaginary plane, at least seen in longitudinal section, intersects both the particle collection groove and the further particle collection groove and is perpendicular to the longitudinal center axis or is angled opposite to it. In principle, therefore, the particle collection groove and the further particle collection groove can be arranged as desired. The particle-collecting groove, the further particle-collecting groove or both are in each case intersected by the imaginary plane at least in regions, particularly preferably over their entire respective extent in the circumferential direction, as viewed in the circumferential direction.

Die gedachte Ebene kann dabei senkrecht auf der Längsmittelachse der Durchströmungsöffnung stehen oder ihr gegenüber angewinkelt sein. Das bedeutet, dass die Partikelsammelnut und/oder die weitere Partikelsammelnut im Längsschnitt gesehen auf gegenüberliegenden Seiten der Durchströmungsöffnung an unterschiedlichen Axialpositionen vorliegen können.The imaginary plane can be perpendicular to the longitudinal center axis of the through-flow opening or can be at an angle to it. This means that the particle-collecting groove and/or the further particle-collecting groove can be present at different axial positions on opposite sides of the through-flow opening, viewed in longitudinal section.

Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Tiefe der weiteren Partikelsammelnut in Umfangsrichtung konstant ist oder sich in Umfangsrichtung verändert, insbesondere kontinuierlich. Grundsätzlich kann die Tiefe der jeweiligen Partikelsammelnut beliebig gewählt werden. Ist sie in Umfangsrichtung konstant, so wird sie - wiederum in Umfangsrichtung gesehen - beidseitig bevorzugt von einer Stufe begrenzt. Falls sie die sich in Umfangsrichtung verändernde Tiefe aufweist, läuft sie besonders bevorzugt in axialer Richtung gesehen wenigstens einseitig, bevorzugt beidseitig, tangential in die Umfangsfläche des Ventilsitzelements ein, sodass ein sanfter Übergang der Partikelsammelnut beziehungsweise der weiteren Partikelsammelnut in diese realisiert ist. Die in Umfangsrichtung gesehen größte Tiefe der Partikelsammelnut beziehungsweise der weiteren Partikelsammelnut beträgt bezogen auf die Abmessungen der Durchströmungsöffnung in dieser Richtung mindestens 2,5 %, mindestens 5 %, mindestens 7,5 % oder mindestens 10 %.A preferred further embodiment of the invention provides that the depth of the further particle collecting groove is constant in the circumferential direction or changes in the circumferential direction, in particular continuously. In principle, the depth of the respective particle collection groove can be selected as desired. If it is constant in the circumferential direction, it is—again seen in the circumferential direction—preferably delimited on both sides by a step. If it has a depth that changes in the circumferential direction, it particularly preferably runs tangentially into the circumferential surface of the valve seat element at least on one side, preferably both sides, as seen in the axial direction, so that a gentle transition of the particle collection groove or the further particle collection groove into it is realized. The greatest depth of the particle collection groove or the further particle collection groove, viewed in the circumferential direction, is at least 2.5%, at least 5%, at least 7.5% or at least 10%, based on the dimensions of the flow opening in this direction.

Schließlich kann es im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Partikelsammelnut und/oder die weitere Partikelsammelnut im Längsschnitt gesehen als Rechtecknut, V-Nut, Rundnut oder Trapeznut vorliegen/vorliegt, oder das die Partikelsammelnut und/oder die weitere Partikelsammelnut im Längsschnitt gesehen stromaufwärts von einer ersten Linie und stromabwärts von einer zweiten Linie begrenzt sind, die gegeneinander angewinkelt sind und bezüglich der Längsmittelachse unterschiedliche Steigungen aufweisen. Die Partikelsammelnut beziehungsweise die weiter Partikelsammelnut können also grundsätzlich eine beliebige Form im Längsschnitt aufweisen.Finally, within the scope of a further embodiment of the invention, it can be provided that the particle collecting groove and/or the further particle collecting groove is/is present as a rectangular groove, V-groove, round groove or trapezoidal groove when viewed in longitudinal section, or that the particle collecting groove and/or the further particle collecting groove is/are in Seen in longitudinal section upstream of a first line and downstream of a second line are bounded, which are angled towards each other and have different slopes with respect to the longitudinal central axis. The particle collecting groove or the next particle collecting groove can NEN basically have any shape in longitudinal section.

Die Trapeznut weitet sich bevorzugt in Richtung der Durchströmungsöffnung auf. Wird die Partikelsammelnut im Schnitt von der ersten Linie und der zweiten Linie begrenzt, so können diese unmittelbar ineinanderlaufen, insbesondere untereinem bestimmten Winkel, oder über einen Übergang miteinander verbunden sein. Der Übergang liegt beispielsweise in Form einer gekrümmten Linie, insbesondere einer Rundung mit konstantem Radius, vor.The trapezoidal groove preferably widens in the direction of the flow opening. If the particle collection groove is delimited in section by the first line and the second line, these can run directly into one another, in particular at a certain angle, or be connected to one another via a transition. The transition is, for example, in the form of a curved line, in particular a curve with a constant radius.

Die erste Linie und/oder die zweite Linie können jeweils gerade sein. Sie können alternativ jedoch zumindest bereichsweise, insbesondere durchgehend gekrümmt sein und hierbei beispielsweise eine konstante Krümmung aufweisen. Die Linien beziehungsweise ihre gedachten Verlängerungen weisen bezüglich der Längsmittelachse unterschiedliche Steigungen auf, insbesondere unterschiedliche Absolutsteigungen. Darunter ist zu verstehen, dass Absolutwerte der Steigungen der beiden Linien beziehungsweise ihrer Verlängerungen unterschiedlich sind, sodass beispielsweise die zweite Linie steiler ist als die erste Linie.The first line and/or the second line can each be straight. Alternatively, however, they can be curved at least in regions, in particular continuously, and in this case have a constant curvature, for example. The lines or their imaginary extensions have different gradients with respect to the longitudinal central axis, in particular different absolute gradients. This means that the absolute values of the gradients of the two lines or their extensions are different, so that, for example, the second line is steeper than the first line.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 einen Längsschnittdarstellung durch eine Drehklappenanordnung,
2 eine Querschnittsdarstellung einer Durchströmungsöffnung sowie zweier von dieser ausgehenden Partikelsammelnuten,
3 eine Längsschnittdarstellung durch einen Bereich einer der Partikelsammelnuten in einer ersten Ausführungsform,
4 eine Längsschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Partikelsammelnut, sowie
5 eine Längsschnittdarstellung der Partikelsammelnut in einer dritten Ausführungsform.

The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawing, without the invention being restricted. It shows:

1 a longitudinal sectional view through a rotary flap arrangement,
2 a cross-sectional view of a flow opening and two particle collection grooves emanating from it,
3 a longitudinal sectional view through a region of one of the particle collection grooves in a first embodiment,
4 a longitudinal sectional view of a second embodiment of the particle collection groove, and
5 a longitudinal sectional view of the particle collecting groove in a third embodiment.

Die 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch eine Drehklappenanordnung 1 für eine hier nicht dargestellte Fluidleitung. Die Drehklappenanordnung 1 weist ein Ventilsitzelement 2 und eine Drehklappe 3 auf, wobei letztere in zwei unterschiedlichen Drehwinkelstellungen angedeutet ist. In einer Drehwinkelstellung wird für die Drehklappe das Bezugszeichen 3 und in einer zweiten Drehwinkelstellung das Bezugszeichen 3' verwendet. Die Drehklappe 3 ist in einer Durchströmungsöffnung 4 des Ventilsitzelements 2 angeordnet und dort um eine Drehachse 5 drehbar gelagert. Angedeutet ist ebenfalls eine Längsmittelachse 6 der Durchströmungsöffnung 4. Es ist ohne weiteres erkennbar, dass die Drehklappe 3 in unterschiedlichen Drehwinkelstellungen unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte in der Durchströmungsöffnung 4 einstellt. So wird beispielsweise ein minimaler Durchströmungsquerschnitt erreicht, wenn die Drehklappe 3 senkrecht zu der Längsmittelachse 6 angeordnet ist.The 1 shows a longitudinal section through a rotary flap assembly 1 for a fluid line, not shown here. The rotary flap arrangement 1 has a valve seat element 2 and a rotary flap 3, the latter being indicated in two different rotary angle positions. Reference number 3 is used for the rotary flap in one rotary angle position, and reference number 3' is used in a second rotary angle position. The rotary flap 3 is arranged in a flow opening 4 of the valve seat element 2 and is mounted there so that it can rotate about an axis of rotation 5 . A longitudinal central axis 6 of the through-flow opening 4 is also indicated. It is readily apparent that the rotary flap 3 sets different through-flow cross-sections in the through-flow opening 4 in different rotational angle positions. For example, a minimum throughflow cross section is achieved when rotary flap 3 is arranged perpendicularly to longitudinal center axis 6 .

In dem Ventilsitzelement 2 ist nun eine Partikelsammelnut 7 ausgebildet, die in Richtung der Durchströmungsöffnung 4 randoffen ist. Die Partikelsammelnut 7 umgreift die Durchströmungsöffnung 4 in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise. Der Partikelsammelnut 7 gegenüberliegend, insbesondere bezüglich der Längsmittelachse 6, ist eine weitere Partikelsammelnut 8 ausgebildet. Auch diese ist in Richtung der Durchströmungsöffnung 4 randoffen. Es ist erkennbar, dass die Partikelsammelnuten 7 und 8 jeweils von einer gedachten Ebene 9 geschnitten werden, die die Drehachse 5 in sich aufnimmt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel steht die Ebene 9 senkrecht auf der Längsmittelachse 6. Sie kann jedoch gegenüber dieser auch angewinkelt sein, also einen von 90° verschiedenen Winkeln mit ihr einschließen.In the valve seat element 2 there is now a particle collecting groove 7 which is open at the edge in the direction of the flow opening 4 . The particle collecting groove 7 surrounds the flow opening 4 in the circumferential direction at least in regions. A further particle collection groove 8 is formed opposite the particle collection groove 7 , in particular with respect to the longitudinal center axis 6 . This is also open at the edge in the direction of the flow opening 4 . It can be seen that the particle collection grooves 7 and 8 are each intersected by an imaginary plane 9 that accommodates the axis of rotation 5 . In the exemplary embodiment shown here, the plane 9 is perpendicular to the longitudinal center axis 6. However, it can also be angled relative to it, ie it can form an angle other than 90° with it.

Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Durchströmungsöffnung 4 sowie die Partikelsammelnuten 7 und 8. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Tiefe der Partikelsammelnuten 7 und 8 sich in Umfangsrichtung verändert. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Partikelsammelnuten 7 und 8 in Umfangsrichtung gesehen jeweils beidseitig in eine die Durchströmungsöffnung 4 in radialer Richtung begrenzende Umfangsfläche 10 des Ventilsitzelements 2 einmünden.The 2 shows a longitudinal section through the flow opening 4 and the particle collection grooves 7 and 8. It can be clearly seen that the depth of the particle collection grooves 7 and 8 changes in the circumferential direction. It is preferably provided that the particle collection grooves 7 and 8 open out on both sides, viewed in the circumferential direction, into a circumferential surface 10 of the valve seat element 2 that delimits the flow opening 4 in the radial direction.

Die 3 zeigt beispielhaft eine erste Längsschnittform der Partikelsammelnut 7 beziehungsweise 8. Diese liegt als Rechtecknut vor.The 3 shows an example of a first longitudinal section shape of the particle collection groove 7 or 8. This is in the form of a rectangular groove.

Die 4 zeigt eine weitere Längsschnittform der Partikelsammelnut 7 beziehungsweise 8. Vorgesehen ist eine Ausgestaltung als V-Nut.The 4 shows a further longitudinal sectional shape of the particle collecting groove 7 or 8. A configuration as a V-groove is provided.

Die 5 schließlich zeigt eine dritte Querschnittsform der Partikelsammelnut 7 beziehungsweise 8. Diese wird dabei im Längsschnitt gesehen von einer ersten Linie 11 und einer zweiten Linie 12 begrenzt, welche von einer gekrümmten dritten Linie 13 miteinander verbunden sind. Die Linien 11 und 12 sind vorzugsweise zumindest abschnittsweise, insbesondere durchgehend, gerade. Sie sind gegeneinander angewinkelt und weisen bezüglich der Längsmittelachse 6 unterschiedliche Steigungen auf, ihre gedachten Verlängerungen schließen mit der Längsmittelachse 6 mithin unterschiedliche Winkel ein.The 5 finally shows a third cross-sectional shape of the particle collecting groove 7 or 8 . Seen in longitudinal section, this is delimited by a first line 11 and a second line 12 , which are connected to one another by a curved third line 13 . The lines 11 and 12 are preferably straight, at least in sections, in particular continuously. They are angled towards one another and have different gradients with respect to the longitudinal center axis 6 , their imaginary extensions therefore enclose different angles with the longitudinal center axis 6 .

Mit Hilfe der beschriebenen Drehklappenanordnung 1, insbesondere mittels der Partikelsammelnuten 7 und 8, kann ein Festsetzen der Drehklappe 3 aufgrund von die Durchströmungsöffnung 4 zusammen mit einem Fluid durchströmenden Partikeln zuverlässig verhindert werden. Die Partikel sammeln sich dabei zunächst in den Partikelsammelnuten 7 und 8 an. Sind diese gefüllt, so können die Partikel nachfolgend ohne weiteres durch eine Drehbewegung der Drehklappe 3 abgetragen und von dem Fluid mitgenommen werden.With the aid of the rotary flap arrangement 1 described, in particular by means of the particle collection grooves 7 and 8, the rotary flap 3 can be reliably prevented from becoming stuck due to particles flowing through the flow opening 4 together with a fluid. The particles initially collect in the particle collection grooves 7 and 8 . If these are filled, the particles can then easily be removed by rotating the rotary flap 3 and taken along by the fluid.

Claims

Rotary flap arrangement (1) for a fluid line, with a valve seat element (2) having a through-flow opening (4) and with a central axis rotatably mounted in the through-flow opening (4) about an axis of rotation (5) and configured symmetrically with respect to a central axis corresponding to the axis of rotation (5). Rotary flap (3) which sets a first flow cross section in the flow opening (4) in a first angular position and a second flow cross section which is different from the first angular position in a second angular position, characterized in that in the valve seat element (2) at least a particle collection groove (7) which is open at the edge in the direction of the through-flow opening (4) and the rotary flap (3) and only partially encompasses the through-flow opening (4) in the circumferential direction with respect to a longitudinal central axis (6) of the through-flow opening (4), the depth of the part icle collecting groove (7) changed in the circumferential direction.

rotary flap arrangement claim 1 , characterized in that the at least one particle collecting groove (7), seen at least in longitudinal section, is intersected by an imaginary plane (9) which accommodates the axis of rotation (5).

Rotary flap arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the particle collection groove (7) only partially encompasses the throughflow opening (4) in the circumferential direction, and in that at least one further particle collection groove (8) is arranged opposite the particle collection groove (7) with respect to the axis of rotation (5). .

Rotary flap arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the imaginary plane (9), seen at least in longitudinal section, intersects both the particle collection groove (7) and the further particle collection groove (8) and is perpendicular to the longitudinal center axis (6) or is angled opposite to it .

Rotary flap arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the depth of the further particle collecting groove (8) changes in the circumferential direction.

Rotary flap arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the particle-collecting groove (7) and/or the further particle-collecting groove (8), seen in longitudinal section, is/is present as a rectangular groove, V-groove, round groove or trapezoidal groove, or that the particle-collecting groove (7) and /or the further particle collecting groove (8), seen in longitudinal section, are delimited upstream by a first line (11) and downstream by a second line (12), which are angled towards one another and have different gradients with respect to the longitudinal central axis (6).