尤其用于机动车辆的具有止挡垫圈的流体流通阀和用于制造这种阀的方法与流程

本发明涉及一种流体流通阀和用于制造这样的阀的方法，该阀尤其用于机动车辆。

背景技术：

该阀更特别地意于作为内燃发动机(无论是汽油还是柴油内燃发动机)的进气计量阀的应用。该阀也应用于作为排放气体再循环阀或EGR(即英文术语的“Exhaust Gaz Recirculation”)阀。根据本发明的阀的其它应用也是可行的，而不超出本发明的范围。

已知这样的流体流通阀，其包括具有用于流体通过的管道的主体、活门、循环自由的轴以及用于控制轴的旋转的旋转控制构件，活门固定在轴上。活门的旋转允许调节在管道中流通的流体的流量。与控制构件的扭转复位弹簧的作用力相对抗地，控制构件的旋转且因此活门的旋转由电马达控制。在未致动阀的情况下，复位弹簧将控制构件保持在用于打开或封闭阀的预定位置中。

轴例如由金属杆构成。控制构件包括板件和由塑料材料包覆模制在该板件上的扇形齿轮。金属杆通过将该杆的一个轴向端部模压成型在该板件的开孔中而被固定到控制构件。作为变型，控制构件被包覆模制在金属杆上。

已知在轴的相对端部(以下称作远端端部)处形成止挡件，该止挡件意于通过与扭转复位弹簧的经由控制构件施加在轴上的拉力协作而将轴在阀主体中保持在位。

为此，已知在轴的远端端部处固定折叠垫圈，该折叠垫圈被装合然后焊接在轴的圆柱形部分上。在该折叠垫圈和阀主体之间，可布置用于引导轴旋转的有肩部的轴承。

止挡件的这样的实施例具有良好的抗摩擦性和抗振动性。然而，该实施例具有大的轴向体积。

已经提出了用于确保使轴在阀主体中保持在位的其它安装。

首先，已经提出了借助于插入轴上的沟槽中的卡环来实现止挡件，该卡环夹在两个固定部件之间，例如夹在轴承和阀主体之间。在该情况下，轴的位置独立于复位弹簧的作用力而被确保。此外，沟槽原则上可定位于轴的任何位置处。这样的解决方案紧凑且易于组装。

根据所提出的另一种安装，借助于装合到阀主体中并固定在轴的远端端部处的销(goupille)而在轴的远端端部处实现止挡件。

然而，在这两种情况下，为了确保安装抵抗振动和摩擦，成本高昂的表面处理是必需的。销式安装也具有大的体积。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述问题，本发明为此提出了一种流体流通阀，该流体流通阀尤其用于机动车辆，包括：阀主体，其具有用于流体通过的管道；管道的阻闭活门；轴，阻闭活门固定在该轴上；轴的旋转控制构件，其固定在轴的近端端部处，且其旋转选择性地控制管道通过阻闭活门而被打开和封闭；以及控制构件的扭转复位弹簧；在轴的与近端端部相对的远端端部处设置有止挡件，用于通过与阀主体协作而对抗复位弹簧的力以使阻闭活门在管道中保持在轴向位置中，该止挡件包括固定在轴的侧向端部上的平垫圈。

由此，根据本发明，轴在阀主体中的保持在位是借助于固定在轴的侧向端部上的平垫圈来确保的。这样的解决方案尤其比使用装合到轴的端部的折叠垫圈的已知解决方案更加紧凑。此外，在此提出的解决方案不需要特殊的表面处理。

根据可组合地或单独地采用的不同实施方式：

-其上固定有平垫圈的侧向端部具有圆形凹槽，轴的侧向端部和平垫圈之间的焊缝被接收到该凹槽中。

-其上固定有平垫圈的侧向端部具有定中心凸头，凹槽优选地形成于该定中心凸头的基部处。

-用于引导轴相对于阀主体旋转的远端轴承插置在平垫圈和阀主体之间，平垫圈以接触的方式将远端轴承维持为抵靠阀主体。

-阀主体具有形成用于接收远端轴承的容置部的肩部。

-阀包括用于引导轴相对于阀主体旋转的近端轴承，该近端轴承相对于阻闭活门与平垫圈相对，在近端轴承和阀主体之间优选地轴向布置有密封件。

-阀包括用于引导轴相对于阀主体旋转的套筒，该套筒带有集成的密封件，该套筒相对于阻闭活门与平垫圈相对。

本发明还涉及用于制造流体流通阀的方法，该流体流通阀尤其用于机动车辆，该方法包括以下步骤：

a)模制阀主体，该阀主体具有待借助于阻闭活门而被阻闭的管道，

b)将轴插入阀主体中，以使得阻闭活门被接收到管道中，以及c)将平垫圈固定在轴的与控制构件相对的侧向端部上。

-垫圈被焊接在轴的侧向端部上，焊缝优选地形成在凹槽中。

-在焊接期间，施加使垫圈贴在阀主体上或远端轴承上的力和使轴贴在平垫圈上的力，使平垫圈贴在阀主体上或远端轴承上的力大于使轴贴在平垫圈上的力。

-该方法包括在轴的侧向端部上形成定中心凸头并在凸头的基部处形成凹槽的步骤，该侧向端部意为轴的相对于控制构件的相对端部。

附图说明

附图将使得能够很好地理解如何实施本发明。在这些附图中，相同的附图标记表示相似的元件。

图1是流体流通阀的实施例的局部的轴向剖视图；

图2是图1的阀的控制轴和驱动构件的组合件的立体图；

图3以立体图示出了图2的驱动构件的板件；

图4以剖视图示意性地示出了图1的一个细节的放大图；

图5示出了在图1的阀的制造步骤期间的图4的同一细节。

具体实施方式

如图1所示，本发明涉及流体流通阀1，其尤其用于机动车辆。其在这里是用于调节热力发动机的进气流量的阀，特别是用于柴油发动机的计量阀。

该阀包括主体2，在该主体2的内部设置有用于流体流通的管道3。在这里，主体2意于通过连接件被安装在发动机的进气管线上，以使得流入该分路中的那部分气体穿过管道并被引导向发动机以参与燃烧。连接件和进气管线本身是已知的，没有被示出。

在阀1的主体2(该主体2通常由铸造制成)中接收有与活门5一起旋转自由的控制轴4，该活门5与该控制轴4是联结(solidaire)的，如由围绕控制轴4的纵向轴线A旋转的箭头20所示，该活门5允许根据控制轴4的角位置而或多或少地阻闭管道3。

轴4通过固定构件14(在这里例如是螺钉-螺母系统或其它)旋转地连接至阻闭活门5，这允许活门能够与轴一起在两个极端位置之间转动，如图1所示，这两个极端位置中的一个是完全打开的，以使流体通过，而另一位置(未示出)则阻止其通过，活门则贴靠管道3的侧壁。

阀1例如还包括主体2和轴4之间的枢转连接器件，以用于轴4相对于其纵向轴线的旋转运动所述枢转连接器件在此是下部(或远端)轴承6和上部(或近端)轴承7这两个轴承。

更具体地，在主体2中以通过按照直径穿过管道3而垂直于该管道3的方式设置了对齐的两个孔9A、9B，以形成具有圆形截面的用于轴4通过的容置部。所述孔分别接收枢转连接器件(即两个轴承6、7)。这些轴承是具有环形截面的柱形的，并在该例子中受力安装到孔9A、9B中，以相对于阀主体2在旋转和平移方面被固定在位。这些固定轴承6、7例如由这样的材料制成，该材料确保这些轴承具有合适的自润滑和防腐蚀特性，以获得增强的使用寿命。为此，这些轴承可以由铜和镍或锡的合金或由不锈钢制成。

轴4被接收到这两个轴承6、7中，该轴4由此可通过设置在轴和轴承之间的滑动配合而围绕轴线A自由地枢转。轴的端部11(参照图1称作下部端部)接合到对应的轴承6中，而另一上部端部12则穿过另一轴承7并通向阀1的主体2的外部，以连接到用于控制轴4旋转的控制构件21。

如在图2中更为可见的，控制构件21例如是扇形齿轮22，该扇形齿轮22包括定中心在轴4上的中央部分24和径向突起部26，该径向突起部26形成略微大于活门的角行程的角扇形并设有啮合齿28。

如果重新参照图1，会观察到扇形齿轮22在这里旋转地连接至相对于主体2围绕铰接轴线32自由地旋转的回动轮30，所述铰接轴线32与轴4的纵向轴线A平行。阀还包括电马达(未示出)，尤其是步进式马达。该电马达啮合在回动轮30的大齿轮36上，而扇形齿轮22则啮合在该回动轮30的小齿轮37上。马达的致动由此驱动回动轮30旋转，该回动轮30反过来驱动扇形齿轮22的旋转并因此通过轴4驱动活门5旋转。

控制构件21、中间轮30和/或所述马达被定位在阀的被盖件40封闭的容置部38中。阀还可包括允许将活门5定位在休止位置(该位置在这里是打开位置)中的扭转弹簧42。换言之，扭转弹簧是用于使控制构件21复位的复位弹簧。休止位置指在阀的马达不被致动时所处的位置。扭转弹簧42一方面在此通过上部肩部44承靠在主体2上，另一方面狭槽46(图2)处承靠在控制构件21上。第一弹簧42尤其定中心在纵向轴线A上。

控制构件21在这里被包覆模制在轴4上。由此确保这两个部件之间的无间隙的联结。还可在将这两个部件安装到主体2日中之前预先组装这两个构件。

控制构件21例如由塑料制成和/或轴例如由金属、尤其是不锈钢制成。控制构件21在此包括形成舱48的壁，所述壁在壁50之外轴向延伸，该壁50径向地、尤其是与轴4正交地延伸并承载啮合齿28。控制构件在舱48处被包覆模制在轴4上。轴可以还包括凹槽52，控制构件21包覆模制在该凹槽52中。舱48和/或凹槽52有助于控制构件21和轴的有效联结。

阀1还可包括板件54(尤其是金属的)，其限定一个或多个径向止挡件56、56’(见图2和3)，所述一个或多个径向止挡件56、56’界定控制构件21的角行程。更准确地，板件54旋转地连接至轴4，并通过控制构件21包覆模制。另外，在阀1的极端角位置中，径向止挡件56、56’接触设置于阀主体2中的形状(不可见)。由此限定控制构件21的角形成。

如在图3中更好地可见的，板件54包括分别终止于径向止挡件56、56’的两个径向臂58、58’。

板件54还在臂部58、58’的交叉处具有用于轴4通过的通过开孔60。轴4和通过开孔60被相互地构造为用于确保径向止挡力从板件54传递到轴4。为此，轴4在此具有平坦部62(图1)，且通过开孔60在此具有直的部分64。轴4被配合在通过开孔60中以使得平坦部62承靠直的部分64。由此，在板件54抵靠主体2而止挡的冲击期间，扇形齿轮22不被促动。

如果重新参照图1和图2，可观察到阀1还包括传感器靶(une cible de capteur)66。这例如是磁性传感器靶，如平坦磁体，即矩形的平行六面体形的磁体，其两个最大的面与控制构件21的纵向轴线A垂直地布置。磁体66产生意于影响磁性传感器68(尤其是霍尔效应探测器)的磁场，该磁性传感器68在此被布置在阀1的盖件40上。

平坦磁体66大致是矩形的平行六面体形的。其具有以与轴4的纵向轴线A正交的方式取向的两个面。另外，该磁体定中心在纵向轴线A上。平坦磁体由此在与纵向轴线A正交的平面中局部地产生平行的场线。由此，控制构件21的角定位、且因此活门5的位置对应于场线的相同的角定位，这使得测量可靠。

阀1还包括用于接收传感器靶66的容置部70。容置部70有利地产生于控制构件21的模制，以便也减小阀1的可动部件之间的角间隙。实现容置部70的这样的方式还允许限制制造阀1所必需的操作数。然而，传感器靶66是在形成容置部70之后被插入容置部70中的。由此，容置部70不是通过传感器靶66的包覆模制获得的。这允许避免在控制构件21的模制操作期间损坏传感器靶。

然而，容置部70在此由四个壁72形成。

容置部70和传感器靶66优选地具有互补的形状，尤其是矩形的平行六面体形的形状。传感器靶66例如平着定位在容置部70的底部上。

容置部70的壁72还具有沿着控制构件21的旋转轴线A凸出的舌件74。一旦传感器靶66被插入容置部70中，这些舌件74就在传感器靶66上翻折以确保将其保持在容置部70中。

如图所示的轴4还包括轴向止挡件76，该轴向止挡件76位于轴的与控制构件21相对(即与轴4的这一端部相对：控制构件21固定在该端部处)的端部处。在下文中，相对于固定在轴4的近端端部处的控制构件21，将该端部11称作轴4的远端端部。由此，便于将由控制构件21和轴4形成的可动组装件安装到主体2中。实际上，由于轴向止挡件设置在轴4的远端部分，轴4的自阻闭活门5延伸到控制构件21的纵向部段78因此不与轴向止挡件协作。部段78在下文中被称作自由区域。该轴向止挡件76允许通过与阀主体2协作以对抗扭转复位弹簧42在轴4上的拉力的方式使阻闭活门5在管道3中保持在轴向位置中。该拉力倾向于将轴4从孔9A和9B拉出。

在此，更具体地，自由区域78被定位为自用于固定阻闭活门5的狭槽82的上部端部80到舱48的下部端部84。换句话说，自由区域78被定位为沿着控制轴4的通道9B接近接收控制构件21的容置部38。

在此，轴向止挡件76包括平垫圈102，该平垫圈固定在轴4的远端侧向端部11上，即固定在轴4的该远端端部11的与轴4的轴线A垂直的圆形表面上。使用平垫圈102允许以小的轴向体积实现止挡。平垫圈102在轴的侧向端部上的固定允许避免必须进行成本高昂的表面处理。

平垫圈102在轴4的远端端部11上的固定尤其可通过焊接实现。优选地，垫圈102和轴的远端端部11之间的焊缝在360°的角扇形上延伸，该焊缝还优选地形成圆圈。当然，该焊缝可具有其它形状；该焊缝还可以是不连续的。

为了确保垫圈102的对齐，即尤其是确保垫圈的轴线与轴的轴线对齐或至少与轴的轴线平行，可在轴的远端端部11的表面上设置凹槽，该凹槽接收为了将垫圈102焊接在轴4上而实施的焊缝。由此，该焊缝不意味着相对于轴4的远端端部11的表面增厚，并且垫圈102大致搁置在轴的侧向端部的不形成凹槽的全部表面上。

优选地，如图4所示，该凹槽104实现于定中心凸头106的根处或基部处，定中心凸头106形成于侧向端部11表面，并意于与垫圈102中的中央开口协作，以确保相对于轴4使该垫圈102定中心。有利地，定中心凸头106通过对轴4的远端端部11的加工形成，该加工在凸头106的根处自然地形成凹槽。凹槽104的截面在此被示出为具有半圆的形状，但该截面可以具有其它形状。特别地，凹槽的截面可在径向外部部分上具有倒角。凹槽104还允许最小化轴4中的机械应力集中。

有利地，轴向止挡件76和主体2被相互构造为用于沿着朝控制构件21取向的第一方向将垫圈102轴向卡阻在主体2上，该第一方向对应于由扭转弹簧42施加至轴的轴向力的方向。

在此，轴承6插置于垫圈102和阀主体2之间。为了确保有效地引导轴4，带有肩部的该轴承6在此被接收到具有互补形状的容置部中，该容置部由阀主体102中的肩部形成。垫圈102保持该轴承6抵靠阀主体2。

此外，阀被构造为使得轴向止挡件也沿着与第一方向相反的第二方向被轴向卡阻。

如上所述地并且如在图2中更为可见的，控制构件21包括狭槽46。该狭槽接收扭转弹簧42(在该图中未被示出但在图1中可见)的一个端部。缝46轴向地穿过控制构件21的壁50。缝46有利地限定用于附连扭转弹簧42的两个位置。

狭槽46例如沿着定中心在轴4的纵向轴线A上的角扇形朝向。狭槽46由此在其每个角端部处限定用于附连扭转弹簧42的位置。

阀主体是在将上述部件安装到阀主体2之前例如通过模制来实现的。部件的安装则可如下地进行。密封件100和上部轴承7及下部轴承6在主体2中分别布置于相应的肩部处，所述肩部包括第一肩部。作为变型，上部轴承7和密封件100的组合件可由带有集成的密封件的、用于引导轴4的引导套筒代替。

扭转弹簧42已经被装配到控制构件21和主体2之间，包括控制构件21和轴4的可动组合件然后通过从上向下地引入而被安装到通道孔9A、9B中。

垫圈102然后借助于定中心凸头106而定中心在轴的远端端部11上，该定中心凸头优选地是在将轴插入阀主体中之前而在轴4上加工成的。平垫圈102然后被固定(尤其是焊接)在轴4的远端端部11的表面上。在该情况下，如上所述地，焊缝形成于凹槽104中。

优选地，在将垫圈102焊接在轴的远端端部11上的该步骤期间，垫圈102承受双重力：

-使垫圈102贴在轴承6上(或在没有轴承6的情况下，贴在阀主体2上)的力P1，和

-使轴4贴在垫圈102上的力P2，

使得P1>P2，从而使得垫圈持续地抵靠着轴承6(或在没有轴承6的情况下，抵靠着阀主体2)而止挡。一旦平垫圈102被焊接，垫圈上的该双重力允许最大化用于保持的表面积并优化平垫圈102相对于轴4的轴线A的垂直度。

如上所述的阀特别地可用作用于机动车用的流体流通阀。特别地，这样的阀可被用作内燃发动机的进气计量供给阀或用作排放气体再循环阀(即EGR阀)。

本发明不限于以上参照附图所述的、作为示意性且非限制性的例子的单个实施例。

特别地，凹槽104可实现于轴4的远端端部11的表面上的任何径向位置处，即使该凹槽的实现具有不需要额外的操作的优点(这是因为该凹槽是通过为了形成定中心凸头106而对轴4的远端端部11进行的加工而自然地形成的)。