DE1911405C

DE1911405C - Throttle valve with a flap disc made of elastic material with a sheet metal insert

Info

Publication number: DE1911405C
Application number: DE19691911405
Authority: DE
Inventors: Frank E Park Ridge Scott Arthur A Prospect Heigts 111 Obermaier (V St A)
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1968-03-06
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1973-04-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drosselklappcmcntil, dessen aus einem nachgiebigen Material mit einer darin eingebetteten Blecheinlage bestehende Drosselklappe derart an der quer durch das Ventilgehäuse verlaufenden Betätigungswelle befestigt ist, daß die Drosselklappe in der Ventilschließstellung unter einem Winkel von insbesondere etwa 60° zur Achse der Gehäusebohrung schräg steht.The invention relates to a throttle valve, which consists of a flexible material with a sheet metal insert embedded therein The throttle valve is attached to the actuating shaft extending transversely through the valve housing in such a way that the throttle valve in the valve closed position at an angle of in particular about 60 ° to the axis the housing bore is inclined.

Dorsselklappenventile dieser Art sind in den ver^ schicdenartigsten Konstruktionen und Ausführungsformen bekannt (USA.-Patentschriften 2 923 523, 3 311 302, schweizerische Patentschrift 435 894). Ein Problem bei diesen Drosselklappenventilen besteht in dem genauen Zusammenbau zwischen der Betätigungswelle und der Drosselklappe im Ventilgehäuse. Dieses Problem ist vor allem schwierig bei solchen Drosselklappenventilen, bei denen die Drosselklappe derart außermittig versetzt an der Betätigungswelle befestigt ist, daß ein die Drosselklappe in die Schließstellung verdrehendes Moment erzeugt wird (schweizerische Patentschrift 435 894). Vor allem bei letzteren bekannten Drosselklappenventilen müssen die Teile sehr genau zusammengesetzt werden, damit einerseits eine gute Abdichtung und andererseits das gewünschte Vorspannmoment in der vorberechneten Größe erreicht wird. Dieses Problem kann mit den bekannten Befestigungsmaßnahmen wie Schraubenverbindungen, einfachen Schweißverbindungen u. dgl. in der geforderten Genauigkeit nicht gelöst werden. Auch maschinell vorbearbeitete Teile mit genau passenden Bohrungen u. dgl. sind nicht optimal geeignet, da sie nicht den Ausgleich eventuell Herstellungstoleranzen ermöglichen, abgesehen davon, daß solche Befestigungsarten sehr feuer sind. Die gleichen Nachteile besitzt eine bekannte Befestigungsart, bei der in der Drosselklappe eine Rille zur exakten Aufnahme der Betätigungswelle vorgesehen ist, die in Querschnitt genau dem Querschnitt dieser Betätigungswelle angepaßt ist, denn auch hier ist keine Verschiebung der Betätigungswelle quer zur Rille und deshalb auch keine Anpassung der endgültigen Drosselklap-Dorsselklappenventile this type are in the ver ^ Most chic constructions and designs known (U.S. Patents 2,923,523, 3,311,302, Swiss Patent 435,894). A The problem with these throttle valves is the precise assembly between the actuating shaft and the throttle valve in the valve housing. This problem is particularly difficult with such Throttle valve, in which the throttle valve is offset in such an eccentric manner on the actuating shaft is attached that a torque that rotates the throttle valve into the closed position is generated (Swiss patent specification 435 894). Especially with the latter known throttle valves the parts are put together very precisely so that, on the one hand, a good seal and, on the other hand, that desired preload torque is achieved in the pre-calculated size. This problem can occur with the known Fastening measures such as screw connections, simple welded connections and the like in the required accuracy cannot be solved. Also machined parts with exactly the right size Bores and the like are not optimally suited, since they do not allow the compensation of any manufacturing tolerances, apart from the fact that such Types of attachment are very fiery. The same disadvantages have a known type of fastening in which in the throttle valve is provided with a groove for the exact reception of the actuating shaft, which is shown in cross section is precisely adapted to the cross section of this actuating shaft, because there is no displacement here either of the actuating shaft across the groove and therefore no adaptation of the final throttle valve

penstellung zum Ausgleich eventuell Herstellungstoleranzen möglich (USA.-Patentschrift 3 311 302). Adjustment to compensate for any manufacturing tolerances possible (USA.-Patent 3 311 302).

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, für ein Drosselklappenventil der eingangs erwähnten Art eine einfache und billig realisierbare Befestigungsart für dieIt is therefore the object of the invention to provide a simple one for a throttle valve of the type mentioned at the beginning and cheap feasible type of fastening for the

Drosselklappe auf der Betätigungswelle zu schaffen, die es vor der endgültigen bleibenden Befestigung der Einzelteile ermöglicht, die Drosselklappenstellung in gewissen Grenzen durch Verschieben zwischen den Einzelteilen genau einzupassen.Throttle valve on the operating shaft to create it before the final permanent attachment the individual parts allows the throttle position within certain limits by moving between the To fit the individual parts exactly.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Drosselklappenventil der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blecheinlage eine rillenförmige Ausbiegung mit einem zu der darin eingelegten Betätigungswelle tangential verlaufendenThis object is achieved according to the invention on the basis of a throttle valve of the type mentioned at the beginning solved in that the sheet metal insert has a groove-shaped bend with one to the inside inserted actuating shaft running tangentially

flachen Rillnigrund aufweist und die an diesem flachen Rillengrund anliegende Betätigungswelle unmittelbar mit der Blecheinlage verschweißt ist.has flat Rillnigrund and the flat on this The operating shaft adjacent to the groove base is welded directly to the sheet metal insert.

Gemäß der Erfindung kann durch den flachen Ri!- lengrund, der also eine Anlage der zylindrischen Betä-According to the invention, the flat bottom of the ridge, which is a contact between the cylindrical actuators,

tigungswelle längs eines Linienkontaktes auf der Blecheinlage der Drosselklappe ermöglicht, diese Drosselklappe sehr genau eingesetzt werden, so daß die gewünschten Drehmomenuerhältnisse in der Schließstellung vorhanden sind und der Rand der Drosselklappe sehr exakt in abdichtender Anlage an der Geh?usebohrung liegt. Erst nach dieser genauen Einpassung wird beim erfindungsgemäßen Drosselklappenventil die Betätigungswclle mit der Blecheinlage verschweißt. Es können somit geringe Fluchtungsfehler der Lagorbohrungen für die Betätigungswelle und andere Fertigungstoleranzen der einzelnen Ventilteile leicht ausgeglichen werden. Ein besonders einfacher und mit Sicherheit dichter Einbau der Drosselklappe ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Randfläche der Drosselklappe gegenüber den parallelen Vorder- und Rückseiten derart abgeschrägt ist, daß auch noch in der Schließstellung ein Neigungswinkel zwischen dieser Randfläche und der Zylinderwand des Ventilgehäuses verbleibt. Eine derartige Abschrägung der Randfläche ist an sich im Zusammenwirken mit einem ebenfalls abgeschrägten Ringteil im Gehäuse bekannt (schweizerische Patentschrift 435 894).
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.adjustment wave along a line contact on the sheet metal insert of the throttle valve allows this throttle valve to be used very precisely, so that the desired torque ratios are available in the closed position and the edge of the throttle valve is very precisely in sealing contact with the housing bore. In the throttle valve according to the invention, the actuating shaft is welded to the sheet metal insert only after this precise fitting. Small misalignments of the bearing holes for the actuating shaft and other manufacturing tolerances of the individual valve parts can thus be easily compensated for. A particularly simple and certainly tight installation of the throttle valve results if, according to a development of the invention, the edge surface of the throttle valve is beveled relative to the parallel front and rear sides in such a way that even in the closed position there is an angle of inclination between this edge surface and the cylinder wall of the valve housing remains. Such a bevel of the edge surface is known per se in cooperation with a likewise beveled ring part in the housing (Swiss patent specification 435 894).
The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Drosselklappenventil im Querschnitt;
F i g. 2 zeigt die Drosselklappe in Richtung der Pfeile IV-IV nach F i g. 1.1 shows a throttle valve according to the invention in cross section;
F i g. 2 shows the throttle valve in the direction of the arrows IV-IV according to FIG. 1.

Das dargestellte Drosselklappenventil 12 besteht aus einem Ventilgehäuse 19 mit zylindrischer Innenwand 21. Quer durch dieses Gehäuse 19 erstreckt sich eine gegenüber der Gehäusewand abgedichtete Betätigungswelle J 8, die beispielsweise durch einen Unterdruckmotor von außen verdrehbar ist. Auf dieser Betätigungswelle 18 ist eine scheibenförmige Drosselklappe 32 befestigt. Die Drosselklappe 32 steht in ih-The illustrated throttle valve 12 consists of a valve housing 19 with a cylindrical inner wall 21. An actuating shaft which is sealed off from the housing wall extends transversely through this housing 19 J 8, which can be rotated from the outside, for example by a vacuum motor. On this operating shaft 18, a disc-shaped throttle valve 32 is attached. The throttle valve 32 is in ih-

rer Schließstellung unter einem Winkel von 60° zur Achse der Gehäusebohrung 20. Zum Verschwenken in die volle Offenstellung braucht die Drosselklappe 32 daher nur um 30° geschwenkt zu werden.rer closed position at an angle of 60 ° to the axis of the housing bore 20. For pivoting the throttle valve 32 therefore only needs to be pivoted through 30 ° in the fully open position.

Die Achse 35 der Betätigungswelle 18 ist in Bezug auf die Achse 33 der Zylinderbohrung 20 seitlich versetzt. Die Linie 34 verläft in einem Abstand £ parallel zur Linie 33 durch die Achse 35. Parallel zur Linie 36, die senkrecht zur Ebene der Drosselklappe 32 und durch die Achse 35 geht, verläuft im Abstand D eine Linie 37 durch einen Punkt P in der Mitte der Drosselklappe 32. In diesem Punkt P wirkt die Gesamtkraft F des Flüssigkeitsdruckes auf der Einströmseite. Durch den Abstand D wird ein vom Einströmdruck abhängiges Kippmoment aufgebracht, durch welches die Drosselklappe 32 im Gegenuhrzeigersinne in die Schließstellung gedruckt wird. Durch die seitliche Versetzung der Drehachse der Drosselklappe 32 wird der breiteste Abschnitt der Drosselklappe 32 in einen weiteren Abschnitt der Bohrung 20 bewegt, wenn die Drosselklappe aus ihrer Schließstellung in die Olfenstellung bewegt wird, so daß die Randfläche 40 nicht mit der Bohrungswand 21 in Berührung kommt und so die Abnutzung klein gehalten wird.The axis 35 of the actuating shaft 18 is laterally offset with respect to the axis 33 of the cylinder bore 20. The line 34 runs at a distance £ parallel to the line 33 through the axis 35. Parallel to the line 36, which goes perpendicular to the plane of the throttle valve 32 and through the axis 35, a line 37 runs at a distance D through a point P in the center the throttle valve 32. At this point P, the total force F of the liquid pressure acts on the inflow side. Due to the distance D , a tilting moment dependent on the inflow pressure is applied, by means of which the throttle valve 32 is pressed in the counterclockwise direction into the closed position. Due to the lateral offset of the axis of rotation of the throttle valve 32, the widest section of the throttle valve 32 is moved into a further section of the bore 20 when the throttle valve is moved from its closed position into the oil position so that the edge surface 40 does not come into contact with the bore wall 21 and so the wear and tear is kept small.

Auf der Vorderseite 38 der Drosselklappe 32 ist eine Ausnehmung 42 vorgesehen, die sich über einen Hauptteil des hinteren, oberhalb der Betätigungswelle 18 liegenden Abschnittes der Drosselklappe bis in<len vorderen, unterhalb der Betätigungswelle 18 liegenden Abschnitt erstreckt. Die Ausnehmung 42 und die Randfläche 40 bilden eine Lippendichtung 43 am Umfang der Vorderseite 38. Die Form dieser Lippendichtung 43 ist so gewählt, daß die radiale Komponente der auf ihre schräge Fläche 44 durch den Einlaßdruck wirkende Kraft, durch weiche die Lippendichtung in enger Anlage an der Bohrungswand 21 gehalten wird, wesentlich größer ist als die Kraft, die auf die Lippendichtung parallel zur Achse der Bohrung 20 wirkt und die Lippendichtung von der Bohrungswandung 21 wegdrückt. Hierdurch wird eine lecksi chere Abdichtung erzielt Die Lippendichtung 43 erstreckt sich nicht vollständig um den vorderen Abschnitt der Drosselklappe 32, da die auf diesen Abschnitt wirkende Kraft bestrebt ist, die Randflache 40 auf die Bohrungswand 21 zu anstatt von dieser wegzudrücken. Der Übergang zwischen der Randfläche 40 und der Vorderseite 38 ist abgerundet und gewährleistet eine enge Anlage des Randes 41 der Randfläche 40 anOn the front 38 of the throttle valve 32, a recess 42 is provided, which extends over a Main part of the rear section of the throttle valve located above the actuating shaft 18 up to in <len front, lying below the actuating shaft 18 section extends. The recess 42 and the Edge surface 40 form a lip seal 43 on the periphery of the front 38. The shape of this lip seal 43 is chosen so that the radial component of the on its inclined surface 44 by the inlet pressure acting force by means of which the lip seal is held in close contact with the bore wall 21 is much greater than the force acting on the lip seal parallel to the axis of the bore 20 acts and pushes the lip seal away from the bore wall 21. This creates a leak A more secure seal is achieved. The lip seal 43 does not extend completely around the front section of the throttle valve 32, since the force acting on this section strives, the edge surface 40 towards the bore wall 21 instead of pushing it away from it. The transition between the edge surface 40 and the front side 38 is rounded and ensures a close contact of the edge 41 of the edge surface 40

ίο der Bolirungswand 21. Die Randfläche 40 ist gegenüber der Bohrungswand 21 geneigt, so daß die auf die Vorderseite 38 und die Lippendichtung 43 wirkende Kraft eine zunehmende axiale Berührung dieser Randfläche 40 mit der Bohrungswand 21 ermöglicht,ίο the Bolirungswand 21. The edge surface 40 is opposite the bore wall 21 inclined so that the acting on the front side 38 and the lip seal 43 Force enables increasing axial contact of this edge surface 40 with the bore wall 21,

wenn der Flüssigkeitsdruck am Einlaß zunimmt.when the fluid pressure at the inlet increases.

Die Drosselklappe 32 besteht aus nachgiebigem Material wie Gummi. In dieses Material ist eine Blecheinlage 47 eingebettet. In dieser Blechemlage 47 ist eine rillenförmige Ausbiegung 48 ausgearbeitet, dieThe throttle valve 32 is made of a resilient material such as rubber. There is one in this material Sheet metal insert 47 embedded. In this sheet metal layer 47, a groove-shaped bend 48 is worked out, which

etwa ähnlich wie die Betätigungswelle 18 gekrümmt ist, jedoch einen im wesentlichen flachen Grund <X) aufweist. Die Blecheinlage ist im Bereich 50 mit der Betätigungswelle 18 verschweißt, und zwar erfolgt dieses Anschweißen während die Drosselklappe 32is curved roughly similar to the actuating shaft 18, but has a substantially flat base <X). The sheet metal insert is welded to the actuating shaft 18 in the area 50, and this welding takes place during the throttle valve 32

as und die Betätigungswelle 18 innerhalb der Bohrung 20 des Gehäuses angeordnet sind. Der abgeflachte Grund 49 der Blecheinlage 47 erleichtert den Schweißvorgang und ermöglicht das exakte Ausrichten der Drosselklappe gegenüber der Betätigungswelle und dem Gehäuseinneren.as and the actuating shaft 18 within the bore 20 of the housing are arranged. The flattened base 49 of the sheet metal insert 47 facilitates the Welding process and enables the throttle valve to be precisely aligned with respect to the actuating shaft and the inside of the case.

Zur Erleichterung des Anschweißens ist die Drosselklappe 32 noch mit einer zentralen öffnung 51 versehen, durch welche die Blecheinlage auf der Oberseite der Drosselklappe 32 frei von der Zuflußseite desTo facilitate welding, the throttle valve 32 is also provided with a central opening 51, through which the sheet metal insert on the top of the throttle valve 32 free from the inflow side of the

Ventils zugänglich ist. Zwei Löcher 52 und 53 erleichtern die Lagebestimmung der ßlccheinlage 47 in der Form, in welcher die Drosselklappe hergestellt wird. In der Ausnehmung 42 ist auf der dem Loch 53 gegenüberliegenden Seite noch eine Verstärkung 57 ausgebildet. Valve is accessible. Two holes 52 and 53 facilitate the determination of the position of the ßlccheinlage 47 in the Form in which the throttle valve is manufactured. In the recess 42 is on the opposite of the hole 53 A reinforcement 57 is also formed on the side.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Throttle valve, its made of a resilient material with an embedded in it ßlecheinlage existing throttle valve in such a way running transversely through the valve housing Operating shaft is attached that the throttle valve in the valve closed position under a Angle of in particular about 60 ° to the axis of the housing bore is inclined, characterized in that that the sheet metal insert (47) has a groove-shaped bend (48) with one to the the actuating shaft (18) inserted therein has a flat groove bottom (49) running tangentially and the actuating shaft (18) resting against this flat groove base directly with a sheet metal insert (47) is welded.

2. Throttle valve according to claim 1, characterized in that the edge surface (40) the throttle valve (32) opposite the parallel front and rear sides (38, 39) in a known manner Way is beveled in such a way that even in the closed position there is an angle of inclination remains between this edge surface (40) and the cylinder wall (21) of the valve housing.

3. Throttle valve according to claim 2, characterized in that the transition (46) between the edge surface (40) and the front side (38) pointing in the direction of flow are rounded is.