[发明专利]偏心阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种独立权利要求的前序部分所述的汽车冷却剂体积流量控制和调节用的阀。

技术背景

为了防止汽车的内燃发动机产生过热并利用内燃发动机的余热作为乘客车厢的供暖之用，在汽车中用泵输送一种冷却剂，该冷却剂可吸收发动机的余热并按要求的比例散热。汽车的供热或冷却循环回路一般包括各种支路，例如冷却器支路、旁通支路或供暖热交换器支路。在冷却器支路中，通过一个冷却器可把冷却剂的剩余热量散发到周围。另一方面，供暖热交换器可利用冷却剂提供的热量向乘客车厢进行供暖。汽车的冷却或加热循环回路的各支路的冷却剂流量的分配是通过至少一个阀来控制的。要求的冷却剂温度通过一个冷却的和一个未冷却的冷却剂流量的混合来调节。所以，迄今为止，冷却器支路和旁通支路之间的混合比的调节大多用一个弹性材料传动的、对冷却剂温度有反应的恒温器阀来进行。

这种技术受到原理的制约，只能调节冷却剂的一个唯一的确定混合温度，该混合温度取决于内燃发动机的负荷状态。这种恒温器阀的长的反应时间说明了这种调节技术的一个对发动机的最佳恒温控制产生负面影响的不容忽视的缺点。为了内燃发动机达到要求的恒温控制，在冷却循环回路中最好产生符合发动机相应负荷状态的不同的冷却剂温度和短的调节时间。

现有技术中的特性曲线恒温器可对汽车的供暖系统和冷却系统的冷却剂的两个温度级进行调节。

供暖和冷却系统中的供暖热交换器可通过附加安装的电磁驱动的冲程阀来启动，如DE 197 53 575所述。这种冲程阀的不连续的开度导致不连续的流变特性，这样的流变特性给有目的地控制要求的混合比例带来了困难。这样就不能按需要的比例对热流以及对供暖和冷却系统的其他支路中的要求温度进行控制。

US-4 930 455提出了一种汽车领域用的回转阀，该阀通过一台电动机进行控制。这种阀按单向阀(蝶形止回阀)的方式根据一个电控制信号来调节通过冷却循环回路的相对体积流量，在所述的情况中，该控制信号根据冷却水的温度导出。

这类调节阀的缺点是，在打开阀的情况下，控制流量的阀舌门的部件对流动体积产生阻挡作用，从而减小了流体横截面。这就是说，通过该阀产生了压力损失，这样的压力损失只能通过增加泵功率并由此通过增加能耗和费用来补偿。

为了实现管道横截面的良好密封，参与的零件必须达到要求的机械配合精度，这也被看成是这类阀的一个缺点。制造公差虽然可通过一种在实际的阀舌门和管道横截面之间设置的弹性密封剂来消除，但这种密封剂由于在供暖和冷却循环回路中部分地经受很大的温差，它本身的膨胀产生严重的变化。

US-4 930 455所述的那种单向阀由于密封元件与管道横截面的大的接触面和尤其是也由于上述原因而需要较大的调节力或较大的扭矩来关闭和打开该阀，而较大的扭矩则需要较大的传动电动机。这样就会增加这种阀的成本以及增加所需的安装空间和重量。

由于US-4 930 455所述的单向阀在操作时需要相当大的调节力，伴随而来的必然是阀的闸板的严重磨损，特别是弹性密封剂的严重磨损，从而减少了这种阀的寿命。

此外，汽车冷却剂的可能的高的污染程度对单向阀的密封性产生负面影响，所以必须采取特殊措施来把沉积物从阀门区域清除掉，如US-4 930 455提出并描述的措施。

从工艺技术已知所谓的偏心阀，这种阀的阀舌门与阀座偏心布置。这种偏心布置导致阀舌门的转动和往复运动并将阀在打开和关闭过程中在密封元件和阀座之间的表面接触减小到最低限度。

由于这种阀要求相当高的几何形状和在打开和关闭时的组合的转动和往复运动，所以这种偏心阀在制造过程中要求保持很小的误差。除了制造公差外，温度和压力的变化也会引起偏心阀的泄漏。偏心阀的这些原则性的缺点至今仍阻碍着这种原理在汽车领域内的应用。

US-5 186 433描述了一种工艺技术方面的偏心阀，其偏心度可从外部调节。该阀的转动轴按熟知的方式偏心支承并可通过其可转动的和同样是偏心的轴承进行移动。这样在原则上该阀就可例如对存在的制造公差进行事后的单独的配合。

US-5 186 433所述的偏心阀的缺点是，阀元件对阀尺寸的相应变化的配合问题比较复杂，因而妨碍了这种原理的阀的大量使用。此外，在使用US-5 186 433所述的偏心阀时，阀元件对变化的运行条件的最佳即快速和连续的匹配也是不可能的。

发明内容