DE102008015932A1 - Valve arrangement, particularly for discharging exhaust gases, has housing, inlet, outlet, rotatably stored valve body, and nonlinear drive for transferring torque of driving device to valve body by shaft - Google Patents

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Abstract

The valve arrangement (1) has a housing (3), an inlet (13), an outlet, a rotatably stored valve body (11), and a nonlinear drive for transferring a torque of a driving device to the valve body by a shaft. The shaft of the driving device is arranged coaxially to the rotational axis of the valve body. A driving component is formed to receive a drive moment from the shaft of the driving device. An output unit is formed to deliver a driving torque to the valve body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere zur Ableitung von Abgasen, mit einem Gehäuse, einem Einlass, einem Auslass, einem schwenkbar gelagerten Ventilkörper, und einem nichtlinearen Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments von einer Antriebseinrichtung auf den Ventilkörper mittels einer Welle.The The present invention relates to a valve arrangement, in particular for the discharge of exhaust gases, with a housing, an inlet, an outlet, a pivotally mounted valve body, and a non-linear Transmission for transmission a torque from a drive means on the valve body by means a wave.

Derartige Ventile werden abgesehen von der Abgas-Ableitung auch in verschiedenen weiteren Bereichen der Automobilindustrie eingesetzt. Sie dienen der Beeinflussung von Fluidströmen. Im Betrieb kann der Durchfluss von Fluid in EIN/AUS-Weise oder stufenlos gesteuert werden.such Valves are different in addition to the exhaust gas discharge other areas of the automotive industry. They serve the influence of fluid flows. In operation, the flow of fluid in ON / OFF or continuously to be controlled.

Bei bekannten Ventilanordnungen, beispielsweise bei Ventilen zur Abgasrückführung, ist der Ventilkörper entweder direkt oder über ein Getriebe an die Welle der Antriebseinrichtung gekoppelt. Die Antriebseinrichtung ist ausgebildet, den Ventilkörper schwenkend zu bewegen. Das von dem Ventilkörper aufgenommene Drehmoment ergibt sich ohne Zwischenschaltung eines Getriebes aus dem Antriebsmoment der Antriebseinrichtung. Im Fall des Antriebs mit zwischengeschaltetem Getriebe resultiert das von dem Ventilkörper aufgenommene Drehmoment als Produkt des Antriebsdrehmoments und der Getriebeüber- bzw. Untersetzung des zwischengeschalteten Getriebes.at known valve arrangements, for example in valves for exhaust gas recirculation, is the valve body either directly or via a transmission is coupled to the shaft of the drive device. The Drive device is designed to pivotally move the valve body. The recorded by the valve body Torque results without the interposition of a gearbox the drive torque of the drive device. In the case of the drive with intermediate gear results from the valve body recorded Torque as a product of the drive torque and the transmission over or Reduction of the intermediate gear.

Die Auslegung der zum Betrieb der Ventilanordnung notwendigen Antriebsleistung richtet sich nach der Kraft, die von dem zu steuernden Fluid verursacht wird und gegen den Ventilkörper gerichtet ist. Je größer diejenige Fläche des Ventilkörpers ist, welche sich im Strömungsquerschnitt erstreckt und gegen welche das Fluid Druck ausübt, desto größer ist in geschlossenem Zustand des Ventils das aufzubringende Antriebsmoment.The Design of the necessary to operate the valve assembly drive power depends on the force caused by the fluid to be controlled will and against the valve body is directed. The bigger the one area of the valve body is, which is in the flow cross-section extends and against which the fluid exerts pressure, the greater in closed state of the valve to be applied drive torque.

Während der Öffnung des Ventils kommt durch den steigenden Volumenstrom des Fluids, welches die Ventilöffnung durchströmt, zu der statischen Belastung des Ventilkörpers eine dynamische Belastung hinzu.During the opening of the Valve comes through the increasing volume flow of the fluid, which the valve opening flows through to the static load of the valve body a dynamic load added.

Dies hat zur Folge, dass das von der Antriebseinrichtung aufzubringende Moment für geringe Öffnungsquerschnitte der Ventilöffnung am größten ist, und mit Zunahme der Öffnungsquerschnitts abnimmt.This As a result, the applied by the drive device Moment for small opening cross sections the valve opening is greatest, and with increase of the opening cross section decreases.

Die Antriebseinrichtung muss entsprechend dimensioniert werden.The Drive device must be dimensioned accordingly.

Es existieren Ventilanordnungen mit einem zwischengeschalteten nichtlinearem Getriebe, die es aufgrund einer veränderlichen und winkelabhängigen Übersetzung ermöglichen, Antriebseinrichtungen mit geringerer Leistungsaufnahme zum Antrieb der Ventilanordnung zu verwenden. Durch die geeignete Auslegung der Übersetzungsfunktion des Getriebes wird für eine Veränderung des Öffnungsquerschnitts die passende Änderung des vom Ventilkörper aufgenommenen Drehmoments und der Öffnungsgeschwindigkeit des Ventilkörpers vorgegeben.It There are valve arrangements with an intermediate non-linear Gearboxes it due to a variable and angle-dependent translation enable, Drive devices with lower power consumption to the drive to use the valve assembly. By the appropriate design the translation function the transmission is for a change the opening cross section the appropriate change of the valve body absorbed torque and the opening speed of valve body specified.

Ein Nachteil der vorstehend beschriebenen Ventilanordnungen ist der benötigte Raum, den eine Ventilanordnung samt Antriebseinrichtung und nichtlinearem Getriebe einnimmt. Der Einsatz eines zwischengeschalteten Getriebes bedingt eine räumliche Trennung von Antriebseinrichtung und Ventilanordnung, da die Übertragung des Antriebsmomentes auf den Ventilkörper durch bewegliche Teile realisiert wird.One Disadvantage of the valve arrangements described above is the needed Space, a valve assembly including drive means and non-linear Transmission takes. The use of an intermediate gearbox conditionally a spatial separation of drive device and valve assembly, since the transmission the drive torque on the valve body by moving parts is realized.

Einer weiterer Nachteil, der sich hierdurch ergibt, ist die Anfälligkeit der Ventilanordnung für Schwingungen, die umso größer ist, je größer der Abstand zwischen dem Ventilkörper und der Antriebseinrichtung ist. Die Schwingungsamplitude nimmt in ähnlicher Weise zu wie bei einem Hebel- oder Schwingarm, dessen loses Ende umso stärker schwingt, je länger der Hebel- bzw. Schwingarm ist. Der Einsatz von nichtlinear angetriebenen Ventilanordnungen ist somit insbesondere in Arbeitsumgebungen problematisch, in denen Schwingungen präsent sind. Die Schwingungsbelastung kann zu erhöhtem Verschleiß und Lösen der beweglichen Teile des Getriebes voneinander führen. Ein Beispiel für eine solche Arbeitsumgebung sind Verbrennungsmotoren.one Another disadvantage resulting from this is the susceptibility the valve arrangement for vibrations, the bigger, the bigger the Distance between the valve body and the drive device is. The oscillation amplitude decreases in a similar way As with a lever or swing arm, the loose end the stronger vibrates, the longer the lever or swing arm is. The use of non-linearly driven Valve arrangements are thus particularly problematic in work environments, in which vibrations present are. The vibration load can lead to increased wear and loosening of the moving Parts of the gearbox lead from each other. An example of such Work environment are internal combustion engines.

Noch ein weiterer Nachteil ergibt sich durch Schwingungen, die von der Antriebseinrichtung selbst ausgelöst werden. Je größer der durch das nichtlineare Getriebe bedingte Abstand zwischen der Antriebseinrichtung und dem Ventilkörper ist, desto stärker werden die Schwingungen verstärkt.Yet Another disadvantage arises from vibrations caused by the Drive device itself be triggered. The bigger the caused by the non-linear transmission distance between the drive device and the valve body is, the stronger the vibrations are amplified.

Die dieser Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist demzufolge, eine Ventilanordnung anzugeben, welche die beschriebenen Nachteile im Betrieb in schwingungsbelasteten Arbeitsumgebungen verringert.The This problem underlying this invention is therefore a valve assembly specify which described disadvantages in operation in vibration loaded Reduced working environments.

Die vorliegende Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe dadurch, dass die Welle der Antriebseinrichtung im Wesentlichen koaxial zur Schwenkachse des Ventilkörpers angeordnet ist. Hierdurch lässt sich der axiale Abstand zwischen der Welle der Antriebseinrichtung und der Achse des Ventilkörpers im Wesentlichen gleich null setzen, und es verbleibt lediglich ein Versatz in axialer Richtung. Dies stellt eine schwingungsgünstige Anordnung dar. Sowohl von der Arbeitsumgebung auf die Ventilanordnung einwirkende Schwingungen als auch Schwingungen, die von der Antriebseinrichtung ausgehen, werden in der erfindungsgemäßen Anordnung nicht so stark über das zwischengeschaltete Getriebe verstärkt, wie dies bei herkömmlicher Anordnung der Antriebseinrichtung der Fall wäre.The present invention solves the underlying object in that the shaft of the drive device is arranged substantially coaxially to the pivot axis of the valve body. As a result, the axial distance between the shaft of the drive device and the axis of the valve body can be set substantially equal to zero, and there remains only an offset in the axial direction. This represents a vibration-favorable arrangement. Both from the working environment on the valve assembly acting vibrations and Vibrations emanating from the drive device, in the arrangement according to the invention are not so much amplified via the intermediate transmission, as would be the case with conventional arrangement of the drive device.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das nichtlineare Getriebe als viergliedriges Koppelgetriebe ausgebildet, wobei ein Antriebsglied ausgebildet ist, von der Welle der Antriebseinrichtung ein Antriebsmoment aufzunehmen, ein Abtriebsglied ausgebildet ist, ein Abtriebsmoment an den Ventilkörper abzugeben, und das Antriebsglied mit dem Abtriebsglied über eine Koppel verbunden ist. Das Antriebsglied ist günstiger Weise fest mit der Welle der Antriebseinrichtung verbunden. Die Koppel ist sowohl mit dem Antriebsglied als auch mit dem Abtriebsglied drehbar verbunden und ist ausgebildet, sowohl Bewegungen mit translatorischer und/oder rotatorischer Komponente auszuführen. Über die Koppel wird das Drehmoment auf das Antriebsglied übertragen, welches fest mit der Schwenkachse des Ventilkörpers verbunden ist.In a development of the invention is the non-linear transmission designed as a four-link coupling gear, wherein a drive member is formed, from the shaft of the drive means a drive torque receive, an output member is formed, an output torque to deliver to the valve body, and the drive member is connected to the output member via a coupling. The drive member is cheaper Way firmly connected to the shaft of the drive device. The Coupling is rotatable with both the drive member and the output member connected and is formed, both movements with translational and / or rotary component. Over the coupling becomes the torque transferred to the drive member, which is firmly connected to the pivot axis of the valve body.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Festlager des Abtriebsglieds koaxial zur Schwenkachse des Ventilkörpers angeordnet. Diese Anordnung hat zur Folge, dass das Abtriebsglied ausschließlich rotatorisch bewegbar ist, unter der Voraussetzung, dass die Schwenkachse des Ventilkörpers ortsfest ist. Des Weiteren trägt diese Anordnung des Abtriebsglieds weiter zur Minimierung des Bauraums der gesamten Ventilanordnung bei.In a further embodiment The present invention is the fixed bearing of the output member arranged coaxially to the pivot axis of the valve body. This arrangement As a consequence, the output member can only be moved rotationally is, provided that the pivot axis of the valve body stationary is. Further contributes this arrangement of the output member further to minimize the space the entire valve assembly at.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung sind das Antriebsglied fest mit einem Zahnrad Z2 und die Welle der Antriebseinrichtung fest mit einem koaxial zur Schwenkachse des Ventilkörpers angeordneten Zahnrad Z1 verbunden, wobei das Antriebsglied ausgebildet ist, durch die im Eingriff befindlichen Zahnräder Z1 und Z2 rotatorisch bewegt zu werden. Die Zahnradpaarung Z2/Z1 ist zur Übertragung des Antriebsmoments von der Antriebseinrichtung auf das Antriebsglied ausgebildet. Die Zahnräder stehen zumindest im Betrieb in Eingriff miteinander. Über eine Dimensionierung der Zahnräder ist zusätzlich zu der nichtlinearen Übertragungsfunktion, die durch das nichtlineare das Getriebe ausgeführt wird, die Ausbildung eines konstanten Anteils in dem Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebseinheit und Ventilkörper gegeben. Die Zahnräder können als ganze Zahnräder ausgebildet sein. Um weiterhin einen möglichst geringen Bauraum einzunehmen, ist aber auch die Ausgestaltung von Zahnrad-Kreisabschnitten als vorteilhaft anzusehen.According to one advantageous development of the valve arrangement according to the invention are Drive member fixed to a gear Z2 and the shaft of the drive device fixed with a coaxial with the pivot axis of the valve body arranged gear Z1, wherein the drive member is formed by the engaged gears Z1 and Z2 to be rotationally moved. The gear pair Z2 / Z1 is for transmission the drive torque from the drive means to the drive member educated. The gears are at least in operation engaged with each other. About a dimensioning the gears is additional to the nonlinear transfer function, which is performed by the non-linear transmission, the formation of a constant share in the transmission ratio between Drive unit and valve body given. The gears can as whole gears be educated. To continue to occupy the smallest possible space, but is also the embodiment of gear-circle sections as to look favorably.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Ventilkörper als Ventilklappe ausgebildet. Die Ausgestaltung des Ventilkörpers als Ventilklappe und somit des Ventils als Klappenventil wird als vorteilhaft angesehen, da die Ventilklappe – wenn sie beispielsweise als Scheibe ausgeführt ist – eine geringe Masse aufweist, somit eine geringe Trägheit aufweist und mit wenig Kraftaufwand bewegbar ist. Die Ausführung als im Wesentlichen scheibenförmige Klappe ist fertigungstechnisch mit moderatem Aufwand und dennoch zuverlässigem Schließverhalten herzustellen.In a further embodiment is the valve body designed as a valve flap. The embodiment of the valve body as Valve flap and thus the valve as a flapper valve is considered advantageous viewed as the valve flap - if For example, it is designed as a disc - has a low mass, thus a low inertia has and is movable with little effort. The execution as essentially disk-shaped Flap is manufacturing technology with moderate effort and yet reliable closing behavior manufacture.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich zwischen dem Einlass und dem Auslass ein Strömungskanal, der von dem Ventilkörper verschließbar ist. Der Strömungskanal weist auf vorteilhafte Weise einen Querschnitt auf, der gleichmäßiges Durchströmen des Ventils ermöglicht und zur Aufnahme des Ventilkörpers ausgebildet ist. Die Implementierung eines Strömungskanals ermöglicht es, den Einlass und den Auslass des Ventils örtlich von dem Ventilkörper zu entfernen, was zu einer Beruhigung des Fluidstroms beiträgt.According to one further advantageous embodiment extends between the inlet and the outlet a flow channel, that of the valve body lockable is. The flow channel Advantageously has a cross-section, the uniform flow through the Valve allows and for receiving the valve body is trained. The implementation of a flow channel makes it possible the inlet and the outlet of the valve locally from the valve body to remove, which helps to calm the fluid flow.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung erstreckt sich die Schwenkachse des Ventilkörpers im Wesentlichen durch den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals und senkrecht zur Strömungsrichtung. Die Anordnung der Schwenkachse im Strömungskanal wird als vorteilhaft angesehen, da somit bei Öffnung des Ventils auf beiden Seiten der Schwenkachse Fluid durch die Öffnung strömen kann. Dies wirkt sich vorteilhaft auf das Strömungsbild des Fluids aus. Bei maximaler Öffnung des Ventils ist die Stirnfläche des Ventilkörpers parallel zur Strömungsrichtung des Fluids ausgerichtet, und der Strömungsquerschnitt wird nur noch durch die Dicke des Ventilkörpers beeinflusst.In a further embodiment the valve assembly according to the invention The pivot axis of the valve body extends substantially through the flow cross section of the flow channel and perpendicular to the flow direction. The arrangement of the pivot axis in the flow channel is advantageous viewed, thus at opening the valve on both sides of the pivot axis fluid can flow through the opening. This has an advantageous effect on the flow pattern of the fluid. At maximum opening of the Valve is the face of the valve body parallel to the flow direction aligned with the fluid, and the flow cross section is only through the thickness of the valve body affected.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schwenkachse des Ventilkörpers senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichtet und in der Nähe der Gehäusewand angeordnet. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn der Strömungskanal nicht zylindrisch, sondern beispielsweise rechteckig ausgebildet ist. Die Positionierung der Schwenkachse in der Wand-Nähe bietet den Vorteil, dass der Strömungsquerschnitt nach vollständiger Öffnung des Ventils bei geeigneter Ausbildung des Strömungskanals in Bereich stromabwärts von der Ventilöffnung nicht oder nahezu nicht von der Dicke des Ventilkörpers beeinträchtigt wird. Eine geeignete Ausbildung des Bereiches stromabwärts von der Ventilöffnung ist beispielsweise eine Aussparung in der Wand des Strömungskanals in Negativ-Form des Ventilkörpers.According to one Further development of the invention, the pivot axis of the valve body is vertical to the flow direction aligned and close the housing wall arranged. This embodiment is particularly advantageous if the flow channel is not cylindrical, but, for example, rectangular. The positioning the pivot axis near the wall offers the advantage that the flow cross-section after complete opening of the Valve with a suitable design of the flow channel in area downstream of the valve opening is not or almost not affected by the thickness of the valve body. A suitable design of the region downstream of the valve opening is For example, a recess in the wall of the flow channel in negative form of the valve body.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das nichtlineare Getriebe als Doppelschwinge ausgebildet. Ein Vorteil der Ausführung als Doppelschwinge liegt darin, dass die beiden Extremstellungen des Ventils – die Stellungen „vollständig offen” und „vollständig geschlossen” – mit den beiden Extrempunkten des Doppelschwingenantriebs übereinstimmen können. Dadurch, dass die Öffnungs- und Schließwinkelstellungen durch die Längen der Schwingen und der Koppel eindeutig definiert sind, ist kein winkelgenauer Antrieb der Antriebseinheit erforderlich. Die Extremstellungen ändern sich auch dann nicht, wenn nach Erreichen der jeweiligen Stellung des Ventils weiterhin ein Moment von der Antriebseinheit aufgebracht wird.According to an advantageous embodiment of the present invention, the non-linear gear is designed as a double rocker. An advantage The double rocker design is characterized by the fact that the valve's two extreme positions - "fully open" and "fully closed" positions - can coincide with the two extremes of the double rocker drive. Characterized in that the opening and closing angle positions are clearly defined by the lengths of the rocker and the coupling, no exact angular drive of the drive unit is required. The extreme positions do not change even if a moment is still applied by the drive unit after reaching the respective position of the valve.

Gemäß einer weitern vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Antriebseinrichtung als Drehmagnet ausgebildet. Drehmagneten werden als besonders vorteilhaft als Antrieb für die erfindungsgemäße Ventilanordnung angesehen, da sie eine kompakte Bauweise und günstige Herstellungs- bzw. Beschaffungskosten vereinen.According to one further advantageous embodiment According to the present invention, the drive means is a rotary magnet educated. Rotary magnets are considered to be particularly advantageous as a drive for the Valve arrangement according to the invention regarded as they have a compact design and low manufacturing or procurement costs combine.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist die Antriebseinrichtung als Schrittmotor ausgebildet. Schrittmotoren sind aus den gleichen Gründen als vorteilhaft anzusehen wie die vorgenannten Drehmagneten.In a further embodiment the valve assembly according to the invention the drive device is designed as a stepper motor. Stepper motors are for the same reasons to be regarded as advantageous as the aforementioned rotary magnet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigt:in the The invention will be described below by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. Hereby shows:

1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung; 1 a perspective view of a valve assembly according to the invention;

2 eine schematische Draufsicht der Ventil-Kinematik; und 2 a schematic plan view of the valve kinematics; and

3 eine schematische Seitenansicht der Anordnung aus 2. 3 a schematic side view of the arrangement 2 ,

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung 1 ist in 1 dargestellt. Die Ventilanordnung 1 weist ein Gehäuse 3 auf. An das Gehäuse 3 ist eine Antriebseinheit 5 angeschlossen, die sich in der gewählten Ausführungsform teilweise innerhalb einer Abdeckung 7 erstreckt. Die Abdeckung 7 ist mit Befestigungsmitteln 9 an dem Gehäuse 3 lösbar befestigt und weist einen (nicht dargestellten) Hohlraum auf. In diesem Hohlraum sind die in den 2 und 3 gezeigten Elemente untergebracht.An embodiment of the valve arrangement according to the invention 1 is in 1 shown. The valve arrangement 1 has a housing 3 on. To the case 3 is a drive unit 5 connected, which in the selected embodiment partially within a cover 7 extends. The cover 7 is with fasteners 9 on the housing 3 releasably secured and has a (not shown) cavity. In this cavity are in the 2 and 3 housed elements housed.

Das Gehäuse 3 weist einen Einlass 13 und einen (nicht dargestellten) Auslass 14 auf, welcher dem Einlass 13 gegenüberliegend angeordnet ist. Der Einlass 13 und der Auslass 14 sind über einen Strömungskanal 15 miteinander verbunden. Ein Ventilkörper 11, der in der gewählten Darstellung als Ventilklappe ausgebildet ist, ist im Inneren des Gehäuses 3 angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen vollständig im Strömungskanal 15. Die Schwenkachse des Ventilkörpers 3 ist koaxial zu einer Achse 17 angeordnet.The housing 3 has an inlet 13 and an outlet (not shown) 14 on which the inlet 13 is arranged opposite. The inlet 13 and the outlet 14 are over a flow channel 15 connected with each other. A valve body 11 , which is formed in the selected representation as a valve flap, is inside the housing 3 arranged and extends substantially completely in the flow channel 15 , The pivot axis of the valve body 3 is coaxial with an axis 17 arranged.

Der Ventilkörper 11 ist um die Achse 17 schwenkbar innerhalb des Strömungskanals 15 angeordnet. Hierdurch wird der Strömungskanal 15 geöffnet oder verschlossen, um den Durchtritt von Fluid durch das Gehäuse 3 zu ermöglichen bzw. zu verhindern. Das Fluid tritt durch den Einlass 13 in das Gehäuse 3 ein und verlässt das Gehäuse 3 durch den Auslass 14. Das Antriebs-Drehmoment, welches von der Antriebseinheit 5 erzeugt wird, wird über kinematische Elemente auf den Ventilkörper 11 übertragen. Auf die Anordnung der kinematischen Elemente, die innerhalb der Abdeckung 7 angeordnet sind, wird im Folgenden anhand der 2 und 3 näher eingegangen.The valve body 11 is around the axis 17 pivotable within the flow channel 15 arranged. As a result, the flow channel 15 opened or closed to the passage of fluid through the housing 3 to allow or prevent. The fluid passes through the inlet 13 in the case 3 and leaves the case 3 through the outlet 14 , The drive torque generated by the drive unit 5 is generated via kinematic elements on the valve body 11 transfer. On the arrangement of kinematic elements inside the cover 7 are arranged below using the 2 and 3 discussed in more detail.

In 2 ist die Anordnung der kinematischen Elemente in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Die Darstellung entspricht einer Ansicht der Ventilanordnung 1 aus 1 von unten. Das Gehäuse 3 und die Abdeckung 7 sind in 2 nicht dargestellt, um das Zusammenwirken der verschiedenen Elemente hervorzuheben und zu verdeutlichen.In 2 the arrangement of the kinematic elements is shown in a schematic plan view. The illustration corresponds to a view of the valve arrangement 1 out 1 from underneath. The housing 3 and the cover 7 are in 2 not shown to emphasize and clarify the interaction of the different elements.

3 zeigt eine um 90 Grad geschwenkte Ansicht der Anordnung aus 2. Die in 3 gewählte Orientierung entspricht im Wesentlichen einer Seitenansicht von der Ventilanordnung aus 1 von vorne. Zum besseren Verständnis des Zusammenwirkens der einzelnen Elemente sollten 2 und 3 in Zusammenschau betrachtet werden. 3 shows a pivoted by 90 degrees view of the arrangement 2 , In the 3 The selected orientation essentially corresponds to a side view of the valve arrangement 1 from the front. For a better understanding of the interaction of the individual elements should 2 and 3 be considered in synopsis.

Die Antriebseinheit 5 weist eine Welle 19 auf, welche fest mit einem Zahnrad Z1 verbunden ist. Das Zahnrad Z1 befindet sich im Eingriff mit einem Zahnrad Z2, welches achsparallel zu Zahnrad Z1 angeordnet ist. Ein Antriebsglied 21 ist fest mit einem Zahnrad Z2 verbunden, und ein Festlager 22 des Antriebsgliedes 21 ist koaxial zur Rotationsachse des Zahnrades Z2 angeordnet. Das Antriebsglied 21 ist über ein Gelenk 24 mit der Koppel 23 verbunden. Die Koppel 23 ihrerseits ist weiterhin über ein Gelenk 26 mit einem Abtriebsglied 25 verbunden. Die Koppel ist somit sowohl mit dem Antriebsglied 21 als auch mit dem Abtriebsglied 25 drehbar verbunden. Das Abtriebsglied 25 ist fest mit dem Ventilkörper 11 verbunden, und ein Festlager 27 des Abtriebsglieds 25 ist koaxial zur Achse 17 angeordnet. Das Festlager 27 ist weiterhin ortsfest zum (nicht dargestellten) Gehäuse 3 angeordnet. Ebenso ist das Festlager 22 des Antriebsglieds 21 ortsfest zum Gehäuse 3 angeordnet.The drive unit 5 has a wave 19 which is fixedly connected to a gear Z1. The gear Z1 is in engagement with a gear Z2, which is arranged axially parallel to gear Z1. A drive link 21 is firmly connected to a gear Z2, and a fixed bearing 22 of the drive member 21 is arranged coaxially to the axis of rotation of the gear Z2. The drive link 21 is about a joint 24 with the paddock 23 connected. The paddock 23 in turn, it continues to have a joint 26 with a driven element 25 connected. The coupling is thus both with the drive member 21 as well as with the output element 25 rotatably connected. The output member 25 is fixed to the valve body 11 connected, and a fixed camp 27 of the output member 25 is coaxial with the axis 17 arranged. The camp 27 is still fixed to the (not shown) housing 3 arranged. Likewise is the fixed camp 22 of the drive member 21 stationary to the housing 3 arranged.

Die Antriebseinheit 5 erzeugt ein Drehmoment an der Welle 19. Dieses Antriebsdrehmoment wird auf das Zahnrad Z1 übertragen. Das Antriebsdrehmoment wird über die Zahnradpaarung Z2/Z1 übersetzt und auf das Antriebsglied 21 übertragen. Durch die Koppel 23 wird eine Bewegung des Zahnrads Z2 und somit des Antriebsglieds 21 auf das Abtriebsglied 25 übertragen. Durch die feste, nicht drehbare Verbindung zwischen dem Abtriebsglied 25 und dem Ventilkörper 11 wird auf diese Weise eine Schwenkbewegung des Ventilkörpers erzeugt.The drive unit 5 generates a torque on the shaft 19 , This drive torque is transmitted to the gear Z1. The drive torque is translated via the gear pair Z2 / Z1 and the drive member 21 transfer. Through the paddock 23 becomes a movement of the gear Z2 and thus of the drive member 21 on the output member 25 transfer. Due to the fixed, non-rotatable connection between the output member 25 and the valve body 11 In this way, a pivoting movement of the valve body is generated.

Claims (11)

Ventilanordnung (1), insbesondere zur Ableitung von Abgasen, mit einem Gehäuse (3), einem Einlass (13), einem Auslass (14), einem schwenkbar gelagerten Ventilkörper (11), und einem nichtlinearen Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments von einer Antriebseinrichtung auf den Ventilkörper (11) mittels einer Welle, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle der Antriebseinrichtung im Wesentlichen koaxial zur Schwenkachse des Ventilkörper (11)s angeordnet ist.Valve arrangement ( 1 ), in particular for the discharge of exhaust gases, with a housing ( 3 ), an inlet ( 13 ), an outlet ( 14 ), a pivotally mounted valve body ( 11 ), and a non-linear gear for transmitting a torque from a drive means to the valve body (FIG. 11 ) by means of a shaft, characterized in that the shaft of the drive device substantially coaxial with the pivot axis of the valve body ( 11 ) s is arranged. Ventilanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtlineare Getriebe als viergliedriges Koppelgetriebe ausgebildet ist, wobei ein Antriebsglied (21) ausgebildet ist, von der Welle der Antriebseinrichtung ein Antriebsmoment aufzunehmen, ein Abtriebsglied (25) ausgebildet ist, ein Abtriebsmoment an den Ventilkörper (11) abzugeben, und das Antriebsglied (21) mit dem Abtriebsglied (25) über eine Koppel (23) verbunden ist.Valve arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the non-linear gear is formed as a four-membered coupling gear, wherein a drive member ( 21 ) is adapted to receive a drive torque from the shaft of the drive device, an output member ( 25 ), an output torque to the valve body ( 11 ), and the drive member ( 21 ) with the output member ( 25 ) via a paddock ( 23 ) connected is. Ventilanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlager (22) des Abtriebsglieds (25) koaxial zur Schwenkachse des Ventilkörpers (11) angeordnet ist.Valve arrangement ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the fixed bearing ( 22 ) of the output member ( 25 ) coaxial with the pivot axis of the valve body ( 11 ) is arranged. Ventilanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied (21) fest mit einem Zahnrad (Z2) und die Welle der Antriebseinrichtung fest mit einem koaxial zur Schwenkachse des Ventilkörpers (11) angeordneten Zahnrad (Z1) verbunden sind, wobei das Antriebsglied (21) ausgebildet ist, durch die im Eingriff befindlichen Zahnräder (Z1) und (Z2) rotatorisch bewegt zu werden.Valve arrangement ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the drive member ( 21 ) fixed with a gear (Z2) and the shaft of the drive device fixed to a coaxial with the pivot axis of the valve body ( 11 ) arranged gear (Z1) are connected, wherein the drive member ( 21 ) is adapted to be rotationally moved by the meshing gears (Z1) and (Z2). Ventilanordnung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (11) als Ventilklappe ausgebildet ist.Valve arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 11 ) is designed as a valve flap. Ventilanordnung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Einlass (13) und dem Auslass (14) ein Strömungskanal (15) erstreckt, der von dem Ventilkörper (11) verschließbar ist.Valve arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the inlet ( 13 ) and the outlet ( 14 ) a flow channel ( 15 ) extending from the valve body ( 11 ) is closable. Ventilanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schwenkachse des Ventilkörpers (11) im Wesentlichen durch den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals (15) und senkrecht zur Strömungsrichtung erstreckt.Valve arrangement ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the pivot axis of the valve body ( 11 ) substantially through the flow cross-section of the flow channel ( 15 ) and perpendicular to the flow direction. Ventilanordnung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse des Ventilkörpers (11) senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichtet ist und in der Nähe der Gehäusewand angeordnet ist.Valve arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pivot axis of the valve body ( 11 ) is aligned perpendicular to the flow direction and is arranged in the vicinity of the housing wall. Ventilanordnung (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtlineare Getriebe als Doppelschwinge ausgebildet ist.Valve arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the non-linear gear is designed as a double rocker. Ventilanordnung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung als Drehmagnet ausgebildet ist.Valve arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device is designed as a rotary magnet. Ventilanordnung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung als Schrittmotor ausgebildet ist.Valve arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device is designed as a stepper motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109139949B (en) * 2018-10-30 2024-01-26 湖南金炉科技股份有限公司 Deflection type high-temperature exhaust valve for industrial kiln

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