[发明专利]用于内燃机的阀装置

说明书

本发明涉及用于内燃机特别是汽车内燃机的阀装置，其包括壳体，所述壳体具有至少两个流体连接件，和通过可旋转地支撑在所述壳体中的阀轴在至少两个旋转位置之间转动的中空阀部件，所述阀部件包括至少两个开口，根据所述阀部件的旋转位置，所述开口能够与所述壳体的所述连接件连接，所述阀装置还包括电动驱动器，所述电动驱动器具有用于转动所述阀部件的驱动轴，所述驱动轴和所述阀轴通过联接器而彼此连接。这种阀装置例如用于汽车内燃机的冷却回路中。多路阀部件通常为此目的提供，其合适的旋转位置允许冷却水从冷却水供给源供给到例如汽车的发动机缸体、旁路或实际上为加热回路。这种装置可从DE10351852A1或DE102006038 213A1从得知。

对于这种阀装置必须确保即使电动马达产生故障，也可以向发动机缸体供给冷却水，以防止对发动机产生损害。根据阀部件的转动位置，阀部件因此需要被转动到流动位置，在该位置，阀部件将冷却水输送到发动机缸体(故障安全位置)。为此目的，在现有技术中，在驱动轴和阀轴之间提供防扭联接器(torque-proof coupling)，其具有预先张紧的弹簧，从而如果电动马达产生故障，该弹簧通过其弹力转动阀轴并从而转动阀部件到达故障安全位置。但是，这样的缺点在于在正常运转时，电动马达必须抵抗弹簧的预张紧力而工作。这样会增加能量损失并且马达因此必须更加强劲，从而因此更庞大和更加昂贵。另外，使用便宜的自锁驱动器是不可行的，因为如果马达产生故障，为了将阀部件转动到流动位置，驱动轴必须通过弹簧连同与驱动轴防扭连接的阀轴才能被转动。

基于上述现有技术，因此，本发明的目的是提供上述类型的阀装置，即使万一驱动器产生故障，其也能确保高水平的操作可靠性，并且同时廉价、节能和具有小的结构尺寸。

以上目的根据本发明通过权利要求1的内容来实现。有益的结构可在从属权利要求、说明书和附图中得到。

对于上述类型的阀装置，本发明达到了以上目的，因为联接器将驱动轴和阀轴彼此防扭连接直到达到预定的界限扭矩，并在超过预定的界限扭矩时释放驱动轴和阀轴之间的防扭连接，从而阀轴能够相对于驱动轴转动。

所述阀装置可提供用于尤其是汽车发动机缸体的冷却水控制器。由此流体为冷却水。所述壳体也可以具有多于两个流体连接件，其中所述阀部件随后也可以在多于两个旋转位置之间转动，在所述旋转位置，不同的流体连接件可被连接在一起。所述阀部件与旋转地支撑在所述壳体中的所述阀轴防扭地连接，例如整体连接。为了转动所述阀部件，提供有电动马达，如直流马达，在正常操作下，所述电动马达通过其驱动轴和联接器转动所述阀轴并且从而以期望的方式在阀部件的旋转位置之间转动所述阀部件。所述驱动轴和所述阀轴可以彼此同轴地定向。它们彼此防扭地连接直到达到界限扭矩。根据本发明，在超过所述界限扭矩时，在所述驱动轴和所述阀轴之间的这种防扭联接器连接被释放，然而，如果所述马达产生故障并且因此例如所述驱动轴静止时，所述阀轴和所述阀部件仍然能被转动。在超过所述界限扭矩时，在所述驱动轴和所述阀轴之间的连接还能继续存在，但是其不再是防扭的，而是允许所述轴之间的相对转动。

根据所述阀轴相对于所述驱动轴的旋转位置，所述联接器例如可以准确地允许在超过所述界限扭矩时所述阀轴的一个方向的转动。因此，当阀部件关闭时，所述联接器可以准确地允许所述阀轴的一次转动，因此，例如如果所述壳体的流体连接件不通过所述阀部件连接，所述阀部件转动进入其流动位置，在该位置，所述阀部件连接所述壳体的所述流体连接件以便以适当的方式传送流体。因此所述阀部件可以被转动到故障安全位置。以这种方式，即使所述电动驱动器产生故障，也能确保例如冷却水能通过所述阀装置到达汽车的发动机缸体，从而可靠地防止过度加热对发动机造成的损害。

根据本发明从而达到了类似于滑动离合器的功能，其中，在超过所述界限扭矩时，允许在阀部件和驱动器之间的可逆的相对转动。所述界限扭矩可达到例如大约电动马达的额定转矩的两倍。此外，在超过所述界限扭矩时，能够允许阀轴和驱动轴之间的相对运动仅在限定的角度范围内，例如在可使所述阀部件准确地转动离开其关闭位置到达流动位置的角度范围内。但是，原则上在超过所述界限扭矩时，轴的完全分离也是可能的，以便允许轴之间的任何期望的相对转动。

本发明允许所述电动马达具有更小的尺寸，因为其不再必须抵抗张紧的弹簧而工作。在这方面，所述驱动器更加紧凑、更廉价并且同时节能。也可以使用廉价的自锁电动驱动器，因为通过将所述阀轴从所述驱动轴上分离，当所述马达驱动轴不转动时，也可以采用故障安全位置。