JP5183641B2 - 弁部材の線形の運動のための装置 - Google Patents

Description

本発明は弁部材の線形の運動のための装置に関する。更に本発明は前記装置の使用にも関する。ＤＥ１０３２７２７１Ａ１には、付加制御弁装置のための弁部材が記載されている。弁部材において、流入弁とは反対の側で凸状に頂点を持って形成されている帽子状のプレートがシャフトに配置されている。この種の弁部材は、シャフトの長手方向軸線の方向で、弁の運転状態に基づき線形に運動する。このことは、通常、スピンドル駆動装置を介して行われる。弁部材のスピンドルとシャフトとは、同じ長手方向軸線を有している。運転段階中に弁部材に比較的強い力が作用すると、スピンドルにおける負荷は著しく増大する。このことはスピンドルの損傷に繋がることがある。更に次いで比較的大きな力が、スピンドルに設けられているナットに作用し、その結果、ナットがスピンドルの損傷をもたらすことがある。
ＵＳ２３７０６０４Ａにおいて、弁部材の線形の運動のための装置が公知になっている。公知の装置は運動方向に対して垂直に、回転可能に支承されているスピンドルから成っている。スピンドルは、第１のスピンドル部分と第２のスピンドル部分とから成っている。第１のスピンドル部分と第２のスピンドル部分とは各々、互いに逆方向に形成された雄ねじ山を有している。第１のスピンドル部分には、相補的な雌ねじ山を備えた第１のナットが設けられており、第２のスピンドル部分には、相補的な雌ねじ山を備えた第２のナットが設けられている。第１のナットは、第１の結合ウェブの一方の端部の回動可能な支承のための第１の軸受をスピンドルの回転軸線に対して垂直に有しており、第２のナットは、第２の結合ウェブの一方の端部の回動可能な支承のための第２の軸受をスピンドルの回転軸線に対して垂直に有している。第１の結合ウェブの他方の端部と、第２の結合ウェブの他方の端部とは一緒に、スピンドルの回転軸線に対して垂直に第３の軸受に回動可能に支承されている。第３の軸受は弁部材のためのストッパに配置されている。弁部材の運動方向と、第３の軸受の中心と、スピンドルの中心部とは、側方から見て常に１つの線Ｌ上に位置する。

本発明の根底にある課題は、弁部材に線形の運動をさせる装置を改良して、弁部材に急激に比較的高い力が作用した場合であっても損傷することなく正常な機能を保つ装置を提供することである。

上記課題は、本発明によれば、スピンドルに対して平行で、弁部材とは反対のスピンドルの側で、第１のナット及び第２のナットのためのストッパが配置されており、第１のナット及び第２のナットの衝突面は、弁部材の運動方向に対して垂直に延在していることにより解決される。弁部材は弁において、又は一般的には遮断機構において使用される。第１の軸受と第２の軸受とは、例えばそれぞれ第１のナットと第２のナットとの側方に配置されている。第１の結合ウェブと、第２の結合ウェブとは、例えば平鋼である。第１の結合ウェブの他方の端部と第２の結合ウェブの他方の端部との第３の軸受における配置は、例えば同様に弁部材のためのストッパの側方で行われる。第１のナットのためのストッパ及び第２のナットのためのストッパは、１つの部材から又は複数の部材から構成されていてもよい。通常の運転において、一方では第１のナットと第１のナットのためのストッパとの間に間隔が、他方では第２のナットと第２のナットのためのストッパとの間に間隔が存在する。間隔はそれぞれギャップにより形成される。スピンドルの中心部は、第１のスピンドル部分を第２のスピンドル部分に結合する。

本発明に係る装置は、好ましくは、弁部材のためのストッパは、弁部材とは反対の側でバネエレメントに当接しており、バネエレメントのバネ力は、弁部材の線形の運動の方向で弁の閉鎖又は開放のためにストッパに作用する。

好ましくは、スピンドルは、スピンドルの端部の領域でそれぞれ第１のスピンドル軸受と第２のスピンドル軸受において回転可能に支承されている。

好ましくは、スピンドルの中心部は、第１のスピンドル部分と第２のスピンドル部分よりも大きな外径を有している。

驚くべきことに、弁部材の線形の運動のための装置は、弁部材に急に比較的大きな力が作用する場合でも損壊を被ることはない。弁部材に力が急に作用する場合には、すなわちスピンドルは僅かにしか撓曲せず、第１のナットと第２のナットとは、第１のナット及び第２のナットのためのストッパに直接当接しているということがもたらされる。従って弁部材を介して次いで装置にもたらされる比較的高い衝突力は、第１のナット及び第２のナットのためのストッパにおいて直接緩衝され、その結果、スピンドル又は第１のナット又は第２のナットにおける損壊を避けることができる。スピンドルの適切な撓曲を保証するために、スピンドルはその寸法に関してエンジニアにより設計される。使用分野によっては、運転中に弁部材に作用することがある最大の衝突力を前提とする。

本発明の有利な構成によれば、弁部材のためのストッパは、弁部材とは反対のストッパの側でバネエレメントに当接するようになっている。バネエレメントのバネ力は弁部材の線形の運動の方向で、弁の閉鎖又は開放のためにストッパに作用する。例えばバネエレメントとして圧縮バネが使用される。有利には、バネエレメントの作用により軸受及びナットにおける各遊びは有利に補整される。このことは付加的に、弁部材への急な力作用は装置内部における損傷に繋がらないということに貢献する。

本発明の別の有利な構成によれば、スピンドルはスピンドルの端部の領域において各々、第１のスピンドル軸受と、第２のスピンドル軸受とに回転可能に支承されている。第１のスピンドル軸受と第２のスピンドル軸受とは、弁が開放されている場合、第１のナットと第２のナットのためのストッパとして同時に働くように構造的に構成されていてよい。これによりスピンドルは有利に固定され、装置の安定性は高められる。

本発明の更に別の有利な構成によれば、スピンドルの中心部は、第１のスピンドル部分及び第２のスピンドル部分よりも大きな外径を有している。こうしてスピンドルの中心部は第１のナット及び第２のナットのためのストッパとして、弁の閉鎖状態において働くことができ有利である。このことは付加的には装置の安定性を改良する。

最期に、本発明の対象は、自動車においてハイドロリックオイルを用いた皿形弁における本発明に係る装置の使用である。こうして内燃機関の振動は回転数に基づいて有利には減衰できる。従って弁部材は、通常、比較的大きな衝突力が弁部材に作用することに繋がる、例えば窪みの自動車の走行時にも、考慮しなくとも線形の運動をさせることができる。このような事例における装置の損傷も有利に回避することができる。

弁の開放状態における、弁部材に線形の運動をさせる装置の側面図である。 弁の閉鎖状態における、弁部材に線形の運動をさせる装置の側面図である。

以下に、本発明を図面（図１及び図２）に基づき詳細に且つ例示的に説明する。

図１には、弁部材１の線形の運動のための装置が側面図で示されている。弁部材１は単に概略的に示されている。装置は運動方向に対して垂直に回転可能に支承されたスピンドル２から成っている。スピンドル２は、第１のスピンドル部分２ａと第２のスピンドル部分２ｂとから成っている。第１のスピンドル部分２ａと第２のスピンドル部分２ｂとは、それぞれ互いに逆方向に形成されている雄ねじ山を有している。第１のスピンドル部分２ａには相補的な雌ねじ山を備えた第１のナット４ａが設けられていて、第２のスピンドル部分２ｂには相補的な雌ねじ山を備えた第２のナット４ｂが設けられている。第１のナット４ａは、第１の結合ウェブ５ａの一方の端部の回動可能な支承のための第１の軸受４ａ′をスピンドル２の回転軸線に対して垂直に有している。第２のナット４ｂは、第２の結合ウェブ５ｂの一方の端部の回動可能な支承のための第２の軸受４ｂ′をスピンドル２の回転軸線に対して垂直に有している。第１の結合ウェブ５ａの他方の端部と第２の結合ウェブ５ｂの他方の端部とは一緒に、スピンドル２の回転軸線に対して垂直に第３の軸受６′に回動可能に支承されている。第３の軸受６′は弁部材１のためのストッパ６に配置されている。等価矢印により示されている弁部材の運動方向と、第３の軸受６′の中心と、スピンドル２の中心部２′とは側面図において常に線Ｌ上にある。スピンドル２の中心部２′は第１のスピンドル部分２ａを第２のスピンドル部分２ｂに結合する。スピンドル２に対して平行に、弁部材１とは反対のスピンドル２の側に、第１のナット４ａ及び第２のナット４ｂのためのストッパ７が配置されている。第１のナット４ａと第２のナット４ｂとの衝突面は弁部材１の運動方向に対して垂直に延在している。弁部材１のためのストッパ６は、弁部材１とは反対のストッパ６の側でバネエレメント８に当接している。バネエレメント８は圧縮バネ系として形成されている。バネエレメント８のバネ力は、弁部材の線形の運動の方向で弁の閉鎖のためにストッパ６に作用し、装置の個々の部分の間の遊びの各防止により、運転中の装置内部でのチャタリングを防ぐ。スピンドル２は、その端部の領域においてそれぞれ第１のスピンドル軸受３ａと第２のスピンドル軸受３ｂとに回転可能に支承されている。スピンドル２の中心部２′は第１のスピンドル部分２ａ及び第２のスピンドル部分２ｂよりも大きな直径を有している。従って中心部２は第１のナット４ａ及び第２のナット４ｂのためのストッパとして働く。図１に記載されている弁１の開放された状態から出発して、スピンドル２は電気モータ９と、後置されている伝動装置１０とを介して適切に回転運動させられる。第１のスピンドル部分２ａもしくは第２のスピンドル部分２ｂに互いに逆方向に形成された雄ねじ山に基づき、第１のナット４ａと第２のナット４ｂとは、スピンドル２において中心部２′の方向に運動する。このことは弁部材１がスピンドル２から線形に離れる方向で運動することに繋がる。このプロセスは弁が所望の状態に達するまで続く。

図２には、弁の閉鎖された状態における弁部材１の線形の運動のための装置が側面図で示されている。図２に記載された実施の形態では、第１のナット４ａと第２のナット４ｂとは、弁が閉鎖された状態（図示せず）において、スピンドル２の中心部２′に当接しない。弁が今や閉鎖された状態にあっては、弁部材１に急に比較的大きな力が作用する場合、このことはスピンドル２に向かう方向での弁部材１の戻り運動に繋がる。発生する衝突力が十分に大きい場合、このことはスピンドル２の必然的な僅かな撓曲に繋がる。自動車のハイドロリックオイルを用いた皿形弁（Ｔｅｌｌｅｒｖｅｎｔｉｌｅｎ）における装置の使用時には、例えば０，２ｍｍの撓曲が形成されていた。スピンドル２のこの種の僅かな撓曲により、第１のナット４ａと第２のナット４ｂとは、第１のナット４ａ及び第２のナット４ｂのためのストッパ７に押圧されるということになる。このことは破線の矢印で記載した。第１のナット４ａと第２のナット４ｂとが、第１のナット４ａ及び第２のナット４ｂのためのストッパ７に接触する（図示せず）やいなや、第１のナット４ａ及び第２のナット４ｂのためのストッパ７に衝突力がもたらされ、例えば衝突力がスピンドルによって緩衝されるはずであるような場合であれば、弁部材１に線形の運動をさせる装置の個別の部分がもはや損壊することはない。スピンドルは弁部材を線形に運動させるために使用され、スピンドルの長手方向軸線は、弁部材のシャフトの長手方向軸線に一致する（図示せず）。

Claims (6)

1. 弁部材（１）の線形の運動のための装置において、該装置は弁部材（１）の運動方向に対して垂直に回転可能に支承されたスピンドル（２）から成っており、該スピンドル（２）は第１のスピンドル部分（２ａ）と、第２のスピンドル部分（２ｂ）とから成っており、第１のスピンドル部分（２ａ）と第２のスピンドル部分（２ｂ）とはそれぞれ互いに逆方向で形成された雄ねじ山を有しており、第１のスピンドル部分（２ａ）には、相補的な雌ねじ山を備えた第１のナット（４ａ）が設けられており、第２のスピンドル部分（２ｂ）には、相補的な雌ねじ山を備えた第２のナット（４ｂ）が設けられており、第１のナット（４ａ）は、第１の結合ウェブ（５ａ）の一方の端部の回動可能な支承のための第１の軸受（４ａ′）をスピンドル（２）の回転軸線に対して垂直に有しており、第２のナット（４ｂ）は、第２の結合ウェブ（５ｂ）の一方の端部の回動可能な支承のための第２の軸受（４ｂ′）をスピンドル（２）の回転軸線に対して垂直に有しており、第１の結合ウェブ（５ａ）の他方の端部と第２の結合ウェブ（５ｂ）の他方の端部とは一緒に、スピンドル（２）の回転軸線に対して垂直に第３の軸受（６′）に回動可能に支承されており、第３の軸受（６′）は弁部材（１）のための第１のストッパ（６）に配置されており、弁部材（１）の運動方向と、第３の軸受（６′）の中心と、スピンドル（２）の中心部（２′）とは、側方から見て常に１つの線Ｌ上にあり、第１のナット（４ａ）及び第２のナット（４ｂ）のための第２のストッパ（７）が、スピンドル（２）に対して平行で、弁部材（１）とは反対の側のスピンドル（２）の側に、第１のナット（４ａ）及び第２のナット（４ｂ）に対して間隔を置いて配置されており、第１のナット（４ａ）及び第２のナット（４ｂ）と第２のストッパ（７）との衝突面は弁部材（１）の運動方向に対して垂直に延在していることを特徴とする、弁部材の線形の運動のための装置。
2. 弁部材（１）のための第１のストッパ（６）は、弁部材（１）とは反対の側でバネエレメント（８）に当接しており、該バネエレメント（８）のバネ力は、弁部材（１）の線形の運動の方向で弁の閉鎖又は開放のために第１のストッパ（６）に作用する、請求項１記載の装置。
3. スピンドル（２）は、該スピンドル（２）の端部の領域でそれぞれ第１のスピンドル軸受（３ａ）及び第２のスピンドル軸受（３ｂ）に回転可能に支承されている、請求項１又は２記載の装置。
4. スピンドル（２）の中心部（２′）は、第１のスピンドル部分（２ａ）及び第２のスピンドル部分（２ｂ）よりも大きな外径を有している、請求項１から３までのいずれか一項記載の装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項記載の、弁部材（１）に線形の運動をさせる装置を、自動車においてハイドロリックオイルを用いた皿形弁において使用する方法。
6. 請求項１から４までのいずれか一項記載の、弁部材（１）に線形の運動をさせる装置を備えた、自動車における、ハイドロリックオイルを用いた皿形弁。

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