ES2288205T3 - Valvula de realimentacion de gases de escape. - Google Patents
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Abstract
Válvula de realimentación de gases de escape (10), con: un accionamiento de giro (40), un mecanismo de conversión giro-elevación (14, 18), un elemento de accionamiento (14) que puede accionarse con giro mediante el accionamiento de giro (40), que es parte del mecanismo de conversión de giro-elevación (14, 18) y que por medio de éste y debido a un giro se puede desplazar en traslación, y un elemento de válvula (32, 26), caracterizada porque el elemento de accionamiento (14) está unido con libertad de giro con el elemento de válvula (32), al menos en el sentido de apertura, salvo el rozamiento.
Description
Válvula de realimentación de gases de
escape.
La invención se refiere a una válvula de
realimentación de gases de escape según el preámbulo de la
reivindicación 1.
En el sector de la técnica del automóvil, y en
particular con relación a la mejora de los valores de emisión de un
motor de combustión así como de la reducción del consumo de
carburante, es conocido el hecho de prever una realimentación de
los gases de escape a la alimentación de aire fresco del motor de
combustión.
Por el documento DE 196 03 592 C1 se conoce una
válvula de realimentación de gases de escape en la que mediante un
dispositivo elevador que presenta una pista de leva, transforma el
movimiento de giro de un electroimán de giro de modo forzado en un
movimiento elevador del platillo de la válvula. El vástago de la
válvula va en este caso guiado axialmente, y por lo tanto no puede
girar.
El documento US 4.646.705 describe una válvula
de realimentación de gases de escape en la que un elemento de
válvula en forma de disco va colocado excéntrico sobre un husillo,
de manera que además de un movimiento de elevación, que es
necesario para abrir la válvula, se produce un movimiento de giro
que se aprovecha para estregar suciedades.
Una válvula de realimentación de gases de escape
conforme al preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el
documento EP 1 111 227 A2, y en este caso se prevé que al comienzo
del proceso de apertura, un elemento de válvula no solamente sea
levantado sino también girado. De este modo también se pueden
desprender suciedades y cuerpos adheridos, dentro del marco del
proceso de apertura.
La invención se plantea el objetivo de crear una
válvula de realimentación de gases de escape mejorada, que también
funcione con seguridad en el caso que haya de un mayor volumen de
suciedad.
La solución de este objetivo se consigue
mediante la válvula de realimentación de gases de escape descrita
en la reivindicación 1.
De acuerdo con esto, la válvula lleva un
accionamiento de giro y un mecanismo de conversión de
giro-elevación. Un elemento de accionamiento se
puede accionar giratoriamente por medio del accionamiento de giro y
representa una parte del mecanismo de conversión de
giro-elevación. Además, el elemento de accionamiento
que, tal como se ha mencionado, tiene posibilidad de un
accionamiento giratorio por parte del accionamiento de giro, se
puede elevar y descender como consecuencia de un giro, por medio del
mecanismo de conversión de giro-elevación.
Esencialmente, mediante el elemento de accionamiento se realiza la
elevación y descenso de un elemento de válvula para provocar la
apertura y cierre de la válvula. Para este fin, el elemento de
accionamiento y un elemento de válvula, que puede ser por ejemplo
un vástago de válvula que lleve fijado un platillo de válvula,
están unidos entre sí de tal manera que la elevación y descenso del
elemento de accionamiento, o en general un movimiento de
traslación, se transmite al elemento de válvula.
De acuerdo con la invención, el elemento de
accionamiento está unido con el elemento de válvula, pero sin
embargo por lo menos giratorio en el sentido de apertura. Esta unión
giratoria puede estar prevista de forma mediata o inmediata. Dicho
con otras palabras, el elemento de válvula puede girar al abrirse
junto con el elemento de accionamiento, pero no es forzoso que gire
al mismo tiempo durante la apertura. Aquí está la diferencia y la
ventaja decisiva respecto a las disposiciones conocidas hasta la
fecha, en la que siempre se producía forzosamente un giro del
elemento de válvula junto con su movimiento de elevación. La medida
objeto de la invención ofrece la ventaja de que la apertura de la
válvula también es posible aunque haya una adherencia o suciedad
persistente que sujete al elemento de válvula en su posición
(angular). En las válvulas de realimentación de gases de escape
conocidas hasta la fecha y descritas inicialmente se daba esta
situación en el caso de que, debido al giro forzoso previsto del
elemento de válvula, si una suciedad impedía el giro, se producía
un bloqueo del elemento de válvula, del elemento de accionamiento y
por lo tanto del conjunto del accionamiento. Dicho con otras
palabras, en ese caso no se podía abrir la válvula, lo cual
representa una alteración de funcionamiento indeseable.
En la válvula de realimentación de gases de
escape objeto de la invención, el elemento de accionamiento se
puede girar, por lo menos en el sentido de apertura, con relación al
elemento de válvula agarrotado (por ejemplo debido a adherencias).
Por eso no se impide el giro del elemento de accionamiento, aunque
esté agarrotado el elemento de válvula, y debido al mecanismo de
conversión de giro-elevación se convierte este giro
en un movimiento de elevación, de manera que la válvula se puede
abrir sin molestias. En conjunto se puede garantizar con ello un
funcionamiento exento de averías. En la válvula de realimentación de
gases de escape objeto de la invención se puede producir, debido al
rozamiento que actúa entre el elemento de accionamiento y el
elemento de válvula, un ajuste con cuya fuerza se deba producir un
giro del elemento de válvula, y a partir de qué valor umbral deba
admitirse una torsión entre el elemento de accionamiento y el
elemento de válvula para evitar el bloqueo. Cuando entre los
elementos citados actúa un cierto rozamiento, se pueden desprender
las adherencias o suciedades que apliquen menos fuerza que el
rozamiento descrito, al girar el elemento de válvula junto con el
elemento de accionamiento, desprendiendo de esta manera las
adherencias. Pero si éstas resultasen más fuertes que el ajuste por
fricción entre los elementos citados, se produce un giro del
elemento de accionamiento con relación al elemento de válvula, de
manera que tampoco en este caso se produce un bloqueo, y la válvula
se puede abrir debido al movimiento de giro del elemento de
accionamiento. A este respecto hay que mencionar también, que el
elemento de accionamiento generalmente tiene total libertad de giro
con relación al elemento de válvula, con la salvedad del rozamiento
citado, y que en este caso no están intercalados muelles ni
elementos similares. Sin embargo hay que señalar que, tal como se
puede ver por las Figuras, en la zona de un escalón del elemento de
accionamiento puede estar colocada una pestaña ensanchada del
elemento de válvula. Para fijar la válvula con su pestaña
ensanchada puede estar intercalado entre el elemento de fijación y
la pestaña, por ejemplo un muelle de platillo, que sin embargo
tiene como misión la fijación axial. Entre el elemento de válvula y
el elemento de accionamiento no actúa este muelle, de manera que
también en la última disposición descrita hay una unión con
libertad de giro, con excepción del rozamiento. Esta medida, es
decir una posibilidad de giro totalmente libre entre el elemento de
válvula y el elemento de accionamiento, está prevista especialmente
en aquella modificación en la que el elemento de accionamiento no
representa una parte del mecanismo de conversión de
giro-elevación. Cabe imaginar una forma de
realización de esta clase a pesar de lo expuesto anteriormente, y
se considera como parte de la solicitud, especialmente con una unión
de giro totalmente libre entre el elemento de válvula y el elemento
de accionamiento.
Teniendo en cuenta la posibilidad antes descrita
de poder conseguir mediante el ajuste de determinadas condiciones
de rozamiento entre el elemento de accionamiento y el elemento de
válvula, una determinada característica con vistas al
desprendimiento de suciedades, hay que mencionar que la unión objeto
de la invención, giratoria, indirecta o directa, entre el elemento
de accionamiento y el elemento de válvula, también puede estar
prevista en una válvula de realimentación de gases de escape que
presente un accionamiento de traslación, por ejemplo un solenoide,
en lugar del accionamiento de giro. En una válvula de realimentación
de gases de escape de esa clase también puede estar previsto un
giro del elemento de válvula para desprender adherencias al abrir.
Este giro se puede conseguir mediante un mecanismo de conversión de
giro-elevación, que convierta el movimiento de
accionamiento de traslación en un giro, siquiera reducido, del
elemento de válvula. Dicho con otras palabras, en este caso se
torsiona un elemento de accionamiento debido al movimiento de
traslación. Con el fin de evitar también en este caso el bloqueo,
se puede prever una unión giratoria entre el elemento de
accionamiento y el elemento de válvula, con el fin de no prever un
giro forzoso para desprender suciedades, sino poder abrir la
válvula mediante el movimiento de traslación, también en el caso de
que esté bloqueado el giro a cause de las adherencias.
Unos perfeccionamientos preferidos de la válvula
de realimentación de gases de escape objeto de la invención se
describen en las restantes reivindicaciones.
Para el apoyo giratorio entre el elemento de
accionamiento y el elemento de válvula ha resultado ventajoso un
casquillo de cojinete. Mediante un elemento de esta clase se puede
conseguir el rozamiento antes descrito. En particular, mediante la
elección de condiciones de ajuste adecuadas entre los elementos
citados y/o materiales adecuados, se puede obtener especialmente
una característica deseada, con vistas a la transmisión de una
fuerza de rozamiento.
Aunque durante el cierre de la válvula puede
estar previsto un giro forzoso del elemento de válvula junto con el
elemento de accionamiento, se prefiere que el elemento de
accionamiento sea giratorio con respecto al elemento de válvula en
todos los sentidos, también en el sentido de cierre.
Para el mecanismo de conversión de
giro-elevación se prefiere una pista helicoidal en
la que está situado un rodillo de posición fija y apoyo rotativo.
Dicho con otras palabras, en este caso preferente se ha previsto en
el elemento de accionamiento una ranura en forma de una línea
helicoidal relativamente corta. Cuando gira el elemento de
accionamiento, uno de los flancos de la ranura se apoya en el
rodillo situado en la ranura, y debido al giro del elemento de
accionamiento, provoca un movimiento de traslación del mismo, que se
puede aprovechar para abrir y cerrar la válvula.
Si bien para el elemento de válvula cabe
imaginar formas de construcción adecuadas cualesquiera, se prefiere
actualmente para la válvula de realimentación de gases de escape
objeto de la invención que el elemento de válvula sea un vástago de
válvula en el que esté colocado el platillo de válvula de válvula.
El vástago de válvula está unido al elemento de accionamiento,
preferentemente de forma giratoria, pero axialmente fija, para
realizar las ventajas antes descritas. Pero igualmente cabría
imaginar que el vástago de válvula, que en este caso forma parte
del mecanismo de conversión de giro-elevación, esté
unido firmemente al elemento de accionamiento en todos los
aspectos, y sea el platillo de válvula el que se pueda girar con
relación al vástago de la válvula. También de este modo se puede
realizar la apertura de la válvula debido a un movimiento de
elevación, incluso si el platillo de la válvula está pegado a su
asiento de válvula, lo cual tendría como consecuencia el bloqueo de
la válvula en el caso de que se hubiese previsto un giro forzado del
platillo de la válvula.
Se obtienen especiales ventajas con vistas al
montaje de la válvula de realimentación de gases de escape objeto
de la invención cuando el elemento de accionamiento está realizado
en dos partes.
La invención se describe a continuación con
mayor detalle sirviéndose de una forma de realización representada
a título de ejemplo en los dibujos. Las Figuras muestran:
Figura 1 una representación en sección de la
válvula de realimentación de gases de escape objeto de la invención;
y
Figura 2 una vista en perspectiva, parcialmente
cortada, de la válvula de realimentación de gases de escape objeto
de la invención.
La válvula de realimentación de gases de escape
10 representada en la Figura 1, presenta en su zona superior
primeramente algunas partes de carcasa y conexiones para los
sensores de realimentación de la posición y similares existentes.
Para la presente invención, la descripción se puede concentrar en la
forma en que tiene lugar el accionamiento debido al giro de un
engranaje 12. Hay que mencionar que, con respecto al accionamiento
de giro previsto, cabe imaginar cualquier accionamiento, como por
ejemplo un motor de par o motor de CC. Únicamente importa que lo
que se denomina elemento de accionamiento pueda accionarse con giro.
En el ejemplo representado, esto tiene lugar por medio de la rueda
dentada 12 citada, que por medio de dos espigas de arrastre 46, de
las cuales solamente se reconoce una en la Figura, está unida al
elemento de accionamiento 14, que presenta esencialmente la forma
de un casquillo. En una zona superior del elemento de accionamiento
14 está previsto primeramente un muelle, que está realizado como
muelle de torsión, y que aplica una tensión inicial al elemento de
accionamiento en estado cerrado, de manera que aunque se produzca un
fallo en el funcionamiento del accionamiento, sea posible cerrar
con seguridad. Este muelle es un resorte espiral, lo que se llama un
resorte de relojero, que al abrir la válvula se deforma de tal
manera que aplica una fuerza de giro en el sentido de cierre. En el
perímetro exterior del elemento de accionamiento 14 está formada una
pista que tiene esencialmente forma de una ranura 16, que
representa un tramo de una línea helicoidal. En esta pista
helicoidal 16 se encuentra en el ejemplo representado, un rodillo
18. El rodillo 18 va colocado en un eje 20, fijo con respecto a la
carcasa 22, y giratorio alrededor del eje 20.
Como se puede apreciar sin más, el giro del
elemento de accionamiento 14,, partiendo de la situación
representada en la Figura 1, y visto por encima, en sentido
contrario a las agujas del reloj, provoca que el rodillo 18 ruede
sobre el flanco superior de la ranura 24, y debido a la forma
helicoidal de la pista en la que se encuentra el rodillo 18, el
elemento de accionamiento es desplazado hacia arriba, con lo cual se
produce la apertura de la válvula, al desprenderse el platillo de
la válvula 26 del asiento de válvula 28. Esto queda asegurado
especialmente por el hecho de que en el orificio interior del
elemento de accionamiento 14 está previsto un escalón 30 y en el
vástago de la válvula 32, una pestaña 34. En el ejemplo representado
hay entre el vástago de la válvula 32 y el elemento de
accionamiento 14 otro casquillo de cojinete 36, que al elevarse,
transmite la fuerza desde el elemento de accionamiento 14, en
particular desde su escalón 30, al vástago de la válvula 32, en
particular a su pestaña 34. Durante el cierre, el proceso transcurre
en sentido inverso. Debido al giro del elemento de accionamiento 14
y al rodillo 18 que rueda en la pista helicoidal situada en el
perímetro exterior del elemento de accionamiento 14, el elemento de
accionamiento 14 es empujado hacia abajo. Al estar el vástago de la
válvula unido fijo en dirección axial en el elemento de
accionamiento, éste también es empujado hacia abajo, de manera que
el platillo de válvula 36 vuelve a asentar sobre el asiento de
válvula 28, quedando cerrada la válvula.
De acuerdo con la invención, el elemento de
válvula, que en el caso representado es el vástago de válvula 32,
tiene apoyo giratorio con relación al elemento de accionamiento 14.
Esto se consigue en el ejemplo representado mediante el casquillo
de cojinete 36. Partiendo del estado de la válvula tal como está
representado en la Figura 1, el elemento de accionamiento puede por
lo tanto girar con respecto al elemento de válvula 32, que
posiblemente esté gripado debido a adherencias. Dado que este
movimiento de giro también resulta posible estando agarrotado el
elemento de válvula, el mecanismo de conversión de
giro-elevación en forma de pista helicoidal 16 y
rodillo 18 puede actuar, y efectuar la elevación del elemento de
accionamiento 14, y por lo tanto la apertura de la válvula. De este
modo se puede realizar la apertura de la válvula sin interferencias,
y en conjunto se puede conseguir un funcionamiento sin
interferencias. Por último, hay que mencionar que en una zona
inferior del vástago de válvula 32, éste puede ir alojado, con
posibilidad de giro y desplazamiento, en casquillos de cojinete
adecuados 38, que estén dispuestos en la carcasa 22. De esta manera
se puede prever además de forma ventajosa un cierre estanco.
En la Figura 2 se ha representado la válvula de
realimentación de gases de escape 10, objeto de la invención, como
complemento en una vista en perspectiva y con otros componentes, por
ejemplo un motor de giro 40. El giro del motor se transmite a
través de diversas ruedas dentadas 42 a una rueda dentada 12 que
está situada de manera algo distinta que en la forma de realización
de la Figura 1, y que desde allí se transmite al elemento de
accionamiento 14. En la Figura 2 se observa además que el elemento
de accionamiento 14 puede estar realizado en dos partes, por
motivos de fabricación. Esto se realiza especialmente en aquellos
casos, tal como se muestra a título de ejemplo, si debido a la
división de los elementos de accionamiento 14, tiene lugar también
una división de la pista helicoidal 16, de manera que y similares
ésta queda formada, dicho de otra manera, por la combinación de las
dos partes del elemento de accionamiento. Por último hay que
mencionar que mediante un muelle de torsión 44 se puede asegurar
que la válvula quede precargada en una posición cerrada, de manera
que aunque se produzca una avería en la zona del accionamiento de
giro 40, se logre con seguridad el cierre.
Claims (6)
1. Válvula de realimentación de gases de escape
(10), con:
un accionamiento de giro (40),
un mecanismo de conversión
giro-elevación (14, 18),
un elemento de accionamiento (14) que puede
accionarse con giro mediante el accionamiento de giro (40), que es
parte del mecanismo de conversión de giro-elevación
(14, 18) y que por medio de éste y debido a un giro se puede
desplazar en traslación, y
un elemento de válvula (32, 26),
caracterizada porque
el elemento de accionamiento (14) está unido con
libertad de giro con el elemento de válvula (32), al menos en el
sentido de apertura, salvo el rozamiento.
2. Válvula de realimentación de gases de escape
según la reivindicación 1, caracterizada porque entre el
elemento de accionamiento (14) y el elemento de válvula (32) está
previsto un casquillo de
cojinete (36).
cojinete (36).
3. Válvula de realimentación de gases de escape
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el
elemento de accionamiento (14) también es giratorio con relación al
elemento de válvula (32) en el sentido de cierre.
4. Válvula de realimentación de gases de escape
según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el mecanismo de conversión de
giro-elevación (14, 18) presenta una pista
helicoidal (16), en la cual está situado un rodillo (18) de apoyo
giratorio, en posición fija.
5. Válvula de realimentación de gases de escape
según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el elemento de válvula es un vástago de
válvula (32) que lleva colocado un platillo de válvula (26).
6. Válvula de realimentación de gases de escape
según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el elemento de accionamiento (14) está
realizado en dos partes.
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