BRPI0706390A2 - módulo de válvula para a alimentação, em particular, de meios em forma de gás - Google Patents
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Abstract
MóDULO DE VáLVULA PARA A ALIMENTAçãO, EM PARTICULAR, DE MEIOS EM FORMA DE GáS. A presente invenção refere-se a um módulo de válvula para a alimentação, em particular, de meios em forma de gás para uma máquina de combustão interna, com uma cápsula da válvula (7), na qual é conduzida, móvel axial, uma armadura da válvula (9), com um membro de fechamento da válvula (11) para o ajuste de uma corrente de fluido entre o lado de afluência (3) e um lado de escoamento (5) em relação a um corpo da sede da válvula (15) disposto fixo na cápsula da válvula (7) com uma sede da válvula (13). Neste caso, de acordo com a invenção, está previsto um dispositivo de vedação (21) constituído de, pelo menos, dois rebordos de vedação (22) executados em forma de anel, que em relação a, pelo menos, uma aberturade passagem (17) está disposto, de tal modo que, na posição de fechamento do módulo de válvula (1) a, pelo menos, uma abertura de passagem (17) se situa entre os rebordos de vedação (22).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÓDULO DEVÁLVULA PARA A ALIMENTAÇÃO, EM PARTICULAR, DE MEIOS EMFORMA DE GÁS".
DESCRIÇÃO
ESTADO DA TÉCNICA
A presente invenção refere-se a um módulo de válvula para aalimentação, em particular, de meios em forma de gás para uma máquinade combustão interna, de acordo com o tipo definido em detalhes no pre-âmbulo da reivindicação de patente 1.
Da patente DE 103 19 920 A1 é conhecida uma válvula para ocomando de um fluido, sendo que, essa válvula conhecida que pode ser a-cionada de modo eletromagnético compreende um membro de fechamentoda válvula, que controla uma corrente de fluido de um lado de afluência paraum lado de escoamento, e que atua em conjunto com uma sede da válvulaexecutada como sede plana, a qual é executada em uma placa da válvula.
Na área da sede da válvula, a válvula compreende um dispositi-vo de vedação que está disposto no lado frontal do membro de fechamentoda válvula, e apresenta um ou também vários lábios de vedação. O elemen-to de vedação pode ser executado em formato de anel, e no lado frontal domembro de fechamento da válvula está acomodado em uma ranhura anularcorrespondente.
As válvulas de injeção ou válvula de soprar conhecidas, que es-tão previstas para o emprego também, ou, em particular, em meios em for-ma de gás, com relação à sua construção e ao funcionamento são deriva-das, em essência, das válvulas de injeção empregadas para os meios líqui-dos, com o que, as exigências específicas que meios em forma de gás a-presentam às válvulas, eventualmente não são preenchidas completamente.
Assim, em um motor de combustão de gás ou em uma célula de combustí-vel geralmente podem ser transportadas quantidades de fluido muito maio-res que em um motor de combustão interna acionado com combustível lí-quido, por isso a seção transversal da válvula e o curso da armadura sãodimensionados de modo correspondente. De forma apropriada, com meiosem forma de gás são empregados estágios finais regulados pela correntepara a abertura das válvulas, que permitem tempos de abertura muito cur-tos, contudo, o membro de fechamento da válvula pode incidir com uma ve-locidade muito alta sobre a sede da válvula.
Neste caso, é problemática a alta carga de um dispositivo devedação entre o membro de fechamento da válvula e a sede da válvula, queao lado do aumento da vedação também serve para o aumento da vida útilda válvula, em conseqüência da redução do desgaste na sede da válvula,bem como, da redução de ruídos. Uma vez que, em oposição às válvulas deinjeção acionadas com combustível líquido, que são Iubrificadas por meiodas propriedades de lubrificação inerentes ao combustível líquido, o compor-tamento de desgaste em válvulas acionadas por gás é visivelmente desfavo-rável entre o membro de fechamento da válvula e a sede da válvula, é atri-buído um significado especial à forma da área da sede da válvula do mem-bro de fechamento da válvula e do dispositivo de vedação previsto nela.
É tarefa da presente invenção criar uma válvula do tipo mencio-nado no início, para a alimentação, em particular, de meios em forma de gáspara uma máquina de combustão interna, na qual a vedação necessária se-ja assegurada ao longo de toda a vida útil, e que possa ser fabricada pormeio de processos simples e de custos favoráveis.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
A solução de acordo com a invenção prevê que, um módulo deválvula para a alimentação, em particular, de meios em forma de gás parauma máquina de combustão interna, com uma cápsula da válvula, na qual éconduzida, axialmente móvel, uma armadura da válvula com um membro defechamento da válvula para o ajuste de uma corrente de fluido entre o ladode afluência e um lado de escoamento em relação a um corpo da sede daválvula disposto fixo na cápsula da executados em formato de anel, que emrelação a, pelo menos, uma abertura de passagem está disposto, de tal mo-do que, na posição de fechamento do módulo de válvula a, pelo menos,uma abertura de passagem se situa entre os rebordos de vedação.
Com a solução de acordo com a invenção, que apresenta umaforma simples e de custos favoráveis otimizada ao longo de toda a vida útilcom respeito à vedação em todos os estados de operação, e que está sujei-to a uma tendência de desgaste muito baixa.
Uma forma vantajosa particularmente simples, de custos vanta-josos e de motivos técnicos de fabricação pode ser obtida por meio da dis-posição do dispositivo de vedação na superfície frontal voltada para a sededa válvula, da armadura da válvula.
Se o dispositivo de vedação for disposto em uma superfície dasede da válvula voltada para a armadura do veículo automotor, então, deforma vantajosa pode ser obtido um funcionamento otimizado do mecanis-mo de fechamento também sem uma guia da armadura da válvula.
Uma execução do dispositivo de vedação particularmente sim-ples prevê que o dispositivo de vedação seja executado com dois rebordosde vedação separados.
Se o dispositivo de vedação for executado com um anel de ve-dação constituído de dois rebordos de vedação, então é realizada uma dis-posição particularmente robusta do dispositivo de vedação no membro defechamento da válvula.
A sede da válvula ou o membro de fechamento da válvula podeser produzido de modo particularmente simples e com baixo custo, se o dis-positivo de vedação estiver disposto radialmente livre, isto é, sem guia lateral.
O dispositivo de vedação pode ser formado com ou de um elas-tômero, ou de modo alternativo, de um termoplástico, e por meio de umavulcanização, de uma injeção ou de uma colagem pode ser fixado, de modomuito simples e com baixo custo, na sede da válvula ou na armadura da válvula.
Em uma outra forma de execução vantajosa de um módulo deválvula de acordo com a invenção, a armadura da válvula, em particular,uma superfície do membro de fechamento da válvula e/ou da sede da válvu-la, voltada na direção da sede da válvula, pode ser executada temperada,de preferência, temperada na camada de borda, para o aperfeiçoamento daresistência ao desgaste.
Outras vantagens e execuções vantajosas do objeto de acordocom a invenção podem ser depreendidas da descrição, do desenho, e dasreivindicações de patente.
Três exemplos de execução de um módulo da válvula de acordocom a invenção estão representados no desenho, e serão explicados emmais detalhes na descrição a seguir.
SÃO MOSTRADOS:
na figura 1 um corte longitudinal simplificado através de ummódulo de válvula com um dispositivo de vedação colocado em um membrode fechamento da válvula, com dois rebordos de vedação separados;
na figura 2 uma vista tridimensional parcial de uma armadurada válvula do módulo de válvula da figura 1, com dois rebordos de vedaçãofixados separadamente na armadura da válvula;
na figura 3 um corte longitudinal esquemático através de ummódulo de válvula, análogo ao módulo de válvula da figura 1, com um dis-positivo de vedação executado de forma alternativa, com um anel de veda-ção que é executado com dois rebordos de vedação; e
na figura 4 um corte longitudinal simplificado através de umoutro módulo de válvula, que corresponde à figura 1 e à figura 3, com umaterceira possibilidade de execução do dispositivo de vedação, com dois re-bordos de vedação fixados separadamente em uma sede da válvula.
As figuras do desenho mostram de modo esquematizado, res-pectivamente, um módulo de válvula 1 de uma válvula de soprar, que é pro-jetada para o emprego em uma célula de combustível ou em um motor decombustão de gás de um veículo automotor, e serve para a regulagem deuma corrente de fluido de um lado de afluência 3 para um lado de escoa-mento 5.
Em forma de construção bastante conhecida, a válvula de so-prar de gás pode ser executada com uma carcaça de várias partes, na qualestá disposta uma unidade de acionamento eletromagnética com uma bobi-na magnética, que envolve o módulo de válvula 1 representado.O módulo de válvula 1 compreende uma cápsula da válvula 7,que pode ser fabricada por meio de repuxamento profundo ou de uma outratécnica de moldagem, e é formada de um material não magnético. Na cáp-sula da válvula 7 está apoiada, podendo se deslocar axialmente, uma arma-dura da válvula 9, que apresenta um membro de fechamento da válvula 11,que é executado para a atuação conjunta com uma sede da válvula 13 deum corpo da sede da válvula 15.
No caso das execuções mostradas, a sede da válvula 13 é exe-cutada em um corpo da sede da válvula 15 inserido na cápsula da válvula 7e fixado nela, por exemplo, por meio de soldagem, o qual no presente casoé executado em forma de cápsula, com um fundo que forma a sede da vál-vula 13, contudo, em uma outra execução também pode ser executado emforma de disco. Na área da sede da válvula 13 estão dispostas várias aber-turas de passagem 17 no tipo de um disco perfurado de injeção.
Durante um estado aberto ativo da válvula de soprar gás, comoestá representado nas figuras 1, 3 e 4, e no qual a armadura da válvula 9magnética com o membro de fechamento da válvula 11 se levanta da sededa válvula 13 através da unidade de acionamento eletromagnético, o meioem forma de gás pode fluir através das aberturas de passagem 17 é ser Ii-berado na câmara de combustão.
Durante um estado fechado não ativo da válvula de soprar gás1, sem uma influência eletromagnética, o membro de fechamento da válvula11 junto com a sede da válvula 13 e com um dispositivo de vedação 21, 21'21" impede uma corrente de fluido do lado de afluência 3 para o lado deescoamento 5, sendo que o membro de fechamento da válvula 11 executa-do na armadura da válvula 9 é mantido na posição de fechamento por meioda força de uma mola de reajuste não representada em detalhes.
O dispositivo de vedação 21, 21' 21", que está disposto entreuma superfície frontal 10 do membro de fechamento da válvula 11 e umasuperfície frontal 16 do corpo da sede da válvula 15, no caso em questãoapresenta, respectivamente, dois rebordos de vedação 22, 22', 22" execu-tados em formato de anel, que em relação à abertura de passagem 17 estãodispostos, de tal modo que, na posição de fechamento da válvula, as abertu-ras de passagem se situam vedadas entre os rebordos de vedação 22, 22',22". Nos exemplos de execução em questão, o dispositivo de vedação 21,21', 21" é executado por meio de um elastômero vulcanizado na superfíciefrontal 16 da sede da válvula 13, ou na superfície frontal 10 da armadura daválvula 9, contudo, ele pode ser executado em uma forma de execução al-ternativa da invenção, também com ou de um termoplástico. Além disso, omaterial de vedação opcionalmente também pode ser injetado.
Nos exemplos de execução mostrados na figura 1 e na figura 3,o dispositivo de vedação 21 ou 21' está disposto radialmente livre na super-fície frontal 10 do membro de fechamento da válvula 11, e em um outro e-xemplo de execução representado na figura 4, o dispositivo de vedação 21"está disposto, do mesmo modo, radialmente livre em uma superfície frontal16 da sede da válvula, sendo que, a referida superfície frontal 10 ou 16 éexecutada plana em uma área em torno do dispositivo de vedação 21, 21', 21".
No exemplo de execução representado na figura 1 e na figura 2,o dispositivo de vedação 21 é executado com dois rebordos de vedação 22separados sobre a superfície do membro de fechamento da válvula 11, sen-do que, os rebordos de vedação 22 no estado fechado do módulo de válvula1 correspondem com as aberturas de passagem 17 dispostas na sede daválvula 13, de tal modo que, é impedida uma corrente de fluido do lado deafluência 3 para o lado de escoamento 5.
Um anel de vedação 23 individual com dois rebordos de veda-ção 22' fixados e ligados radialmente entre si através de uma alma 25, estárepresentado em um exemplo de execução alternativo na figura 3, sendoque, o princípio de funcionamento corresponde ao exemplo de execuçãoanterior.
Em um outro exemplo de execução representado na figura 4, odispositivo de vedação 21", que de modo correspondente ao primeiro e-xemplo de execução é executado com dois rebordos de vedação 22" sepa-rados, está disposto no corpo da sede da válvula 15, em torno das aberturasde passagem 17, de tal modo que as aberturas de passagem 17 não sãoreduzidas em sua superfície de passagem através do dispositivo de vedação 21".
A forma e o material do dispositivo de vedação 21 ou 21' ou 21"podem ser variados por um especialista correspondendo ao respectivo casode aplicação, de tal modo que os diâmetros dos rebordos de vedação po-dem, por exemplo, ser executados mais próximos um do outro, e podem sermantidas tolerâncias do componente muito estreitas.
Para o aperfeiçoamento da resistência ao desgaste do módulode válvula 1, a armadura da válvula 9, com sua superfície frontal 10 voltadana direção da sede da válvula 13, está provida de uma têmpera da camadade borda. Porém, ao especialista é confiado, correspondendo às exigênciasdo módulo de válvula 1, temperar menos ou mais que as superfícies e cor-pos mencionados, e escolher um processo apropriado para o caso de apli-cação correspondente.
Claims (11)
1. Módulo de válvula para a alimentação, em particular, de mei-os em forma de gás para uma máquina de combustão interna, com umacápsula da válvula (7), na qual é conduzida, axialmente móvel, uma armadu-ra da válvula (9) com um membro de fechamento da válvula (11) para o a-juste de uma corrente de fluido entre o lado de afluência (3) e um lado deescoamento (5) em relação a um corpo da sede da válvula (15) disposto fixona cápsula da válvula (7) com uma sede da válvula (13), caracterizado pelofato de que, está previsto um dispositivo de vedação (21, 21' 21") constituí-do de, pelo menos, dois rebordos de vedação (22, 22', 22") executados emformato de anel, que em relação a, pelo menos, uma abertura de passagem(17) está disposto, de tal modo que, na posição de fechamento do módulode válvula (1) a, pelo menos uma, abertura de passagem (17) se situa entreos rebordos de vedação (22, 22', 22").
2. Módulo de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21, 21') está disposto emuma superfície frontal (10) do membro de fechamento da válvula (11) volta-da para a sede da válvula (13).
3. Módulo de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21") está disposto em umasuperfície frontal (16) da sede da válvula (13) voltada para a armadura daválvula (9).
4. Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21, 21', 21")é executado com dois rebordos de vedação (22, 22', 22") separados.
5. Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21') é exe-cutado com um anel de vedação (23) constituído de dois rebordos de veda-ção (22').
6. Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21, 21', 21")está disposto radialmente livre.
7. Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicações de-1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21, 21', 21")é formado com um elastômero.
8. Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicações de-1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21, 21', 21")é formado com um termoplástico.
9. Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicações de-1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de vedação (21, 21', 21")está disposto na superfície frontal (10) do membro de fechamento da válvula(11) ou na superfície frontal (16) da sede da válvula (13) por meio de umavulcanização, de uma injeção ou de uma colagem.
10.
Módulo de válvula, de acordo com uma das reivindicaçõesde 1 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos, a armadura da válvula(9), em particular, a superfície frontal (10, 16) do membro de fechamento daválvula (11) e/ou da sede da válvula (13) são executadas temperadas, depreferência, temperadas na camada de borda.
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