[发明专利]具有改进的密封性的包覆成型的电动阀

说明书

技术领域

本发明涉及仪表阀的领域，更特别地，涉及用于借助于由电磁类型的致动器控制的可关闭阀而使得能够调节流体的循环的电动阀。

热力发动机，尤其用于机动车辆的热力发动机，在污染排放和燃料消耗方面必须符合环境标准。电动机制造商/发动机生产商已经开发并且仍然不断开发不同的策略来遵守这些义务。通常使用的解决方案是直接在气缸体的出口处回收一部分排出气体，以通过将这些回收的气体与新鲜空气混合重新注入燃烧室的上游。经由被电磁致动器驱动的EGR(废气再循环)阀来确保该功能，所述电磁致动器或多或少地打开阀以限定返回进口的燃烧气体的部分。

此阀以及驱动此阀的致动器处于较大的应力下。由于组件直接结合在发动机本体上或者固定到发动机本体的元件上(在此称为高压EGR)，因此振动水平是高的并且气体温度极高。因此，阀通常由金属(对于与气体直接接触的部分用钢，对于外部部分用铝)制成并且可以被水循环冷却以避免系统过热和损坏。

环境标准总是变得更加严格，出现了作为1'EGR HP的补充的新的解决方案。该解决方案涉及与1'EGR HP的原理相同但是结合并不相同的1'EGR BP(低压)。由于排放气的捕获发生在微粒过滤器的下游，因此阀无需固定在发动机本体上，而是可以附接到将排气连接到进口的管道系统。因此致动器+阀的组件被置于较低的机械应力下而尤其是(较少的)热，这是由于气体的温度明显降低。此更加有利的环境允许实施其他技术方案和不同于钢或铝的其他材料，以能够制造能够使用塑料技术的阀，这是非常好的替代方案。

背景技术

目前用于EGR BP阀的方案是在发动机的联接在由机动车辆设备商生产的阀上的“简单组装”。阀不再由钢制成，阀用铝整体制成并且不再被冷却。

阀+致动器组件的设计是紧凑的。阀的活门被致动器侧上的枢转连接部引导，阀的活门在其另一端部是自由的。该方案提供了对泄漏率(闭合位置)的良好控制并且是紧凑的。

此阀是“故障保护件”：弹性回位元件——所述弹性回位元件结合在致动器的可动部分(轴)和阀的本体之间——用于在致动器不再被供电或者出现故障时将活门返回至闭合位置。这还能够使得在致动器中无电流的情况下确保阀的最小密封水平并且将活门压至其座处。弹性回位装置是扭力弹簧，所述扭力弹簧具有引入摩擦、体积大和组装困难的缺点。

最后，应当控制致动器和阀的管之间的密封性。为了防止排放气沿致动器的轴向上回流并且造成损害风险，结合了简单的唇形动态密封件。所述密封件被夹在阀的本体和附接的引导轴承之间。在阀和致动器的定子之间还使用O形环静密封件以避免外部物质渗透至所述组件中并腐蚀所述组件。

在现有技术中已知专利申请US2008/0295800，其中描述了一种用高性能复合材料制造的节流阀的本体，所述复合材料以尼龙包覆成型以形成节流阀本体的外壳。

此实施使用多个不同元件，尤其是固定在包覆成型的阀的本体上的致动器。

致动器与所述本体相关联，这引起密封性问题。

德国专利DE102007013937描述了一种具有通过注塑成型的以塑料材料制成的片的阀，其接收支承装置，例如滚针轴承。

支承装置在注塑成型的塑料材料制成的片中被独立于彼此地支撑，且包括由单个支撑凸缘形成的外部环。

上述装置被布置成支撑节流(阀)活门的轴。

此文献提出了关于支承活门的轴的双动态密封方案。轴与电动机轴不是一体的，传动通过减速器实现。

总而言之，现有技术的解决方案满足现有的需求，但其多个元件可以被改进：

根据运行温度，铝并不必须被结合至阀的本体；

在故障情况下回位的功能件(“故障保护”)体积大，其接触和生产需要管理限制；

密封功能是限制性的，因为需要双密封；

必须对致动器在阀上的组装进行管理，因为其整体体积没有被优化。

此外已知的是如专利EP1030041(Dana)中描述的解决方案，其提出能够减少致动器的重量和成本并且便利于致动器在阀中的安装。

然而，此方案需要将致动器放置在阀的延长的本体中的操作，因此需要必须考虑阀相对于致动器的密封性的细心的安装，这通过使用确保静态密封功能(即彼此相对不动的不同属性的两个组件之间的密封)和动态密封功能(即彼此相对移动的不同属性的两个组件之间的密封)的多个密封件而实现。此外，此解决方案不能够确保致动器中的良好的热耗散，这是因为致动器不是完全固定的并且被致动器安装于其中的套管包围。