閥殼體以及閥的制作方法

本發明涉及一種用以流體連接廢氣管道與廢氣換熱器的殼體，其中殼體的主流動通道沿著中心軸的方向從進氣口延伸至出氣口，主流動通道具有一個平均流量橫截面。在主流動通道內，殼體設有收容閥桿的至少一個開口。在殼體上設有由連接件所形成的至少一個旁路開口，該旁路開口具有一個平均旁路橫截面以在進氣口與出氣口之間與廢氣換熱器連接。殼體由最多兩個深拉的、由金屬片體制成的子殼體所形成，所述子殼體分別作為上殼體和下殼體。所述上殼體和下殼體分別形成主流動通道的兩部分中的一個，所述上殼體和下殼體相互補充以形成一個整體。所述主流動通道在主流向上自進氣口向出氣口延伸。

背景技術：

美國專利US 7,438,062 B2 和法國專利FR 502 117 A揭示了用以連接換熱器的鑄鐵殼體，其中換熱器中設有用以控制排氣的閥瓣。

所述殼體包括一個法蘭以與換熱器進行螺紋固定。閥瓣的軸被支撐在殼體的孔中。

德國專利DE 10 2012 107 840 A1揭示了一種用閥瓣、閥邊緣以及密封輪廓對流動通道進行密封的裝置。閥瓣的密封輪廓是由流動通道中壁的變形區域而形成的。殼體是由兩個鉸鏈殼制造而成。每一個鉸鏈殼體均連接兩個端口以讓流體流進和流出。

根據法國專利FR 2 989 998 A1，通過兩個子殼體以及一個中間框架所制成的閥殼體是已知的。其中，為了殼體中的旁通口的整個連接件被制造為一個通道。

技術實現要素：

本發明的目的是配置并設置一個殼體，其具有一個被精確地支撐在孔中的閥桿，以便殼體的幾何結構能夠更彈性地進行設計，同時殼體和閥能夠更容易地被制造。

本發明的目的是這樣實現的：由單片式、深拉金屬片體所制成的這兩個子殼體形成一個單片式的殼體及/或部分由上殼體與部分由下殼體所制成的連接件相互補充以形成圍繞旁路軸的整體環形連接件。

這種單片式、深拉金屬片體的優勢是殼體更容易制造，降低起始物料數量的浪費，尤其是當殼體具有不同的幾何結構。在單片殼體的深拉過程中，隨著深拉加工，金屬片體元件被纏繞或者折疊，以將兩個子殼體結合在一起。鑒于通過旁路軸的一個平面對殼體進行劃分，一半連接件能夠在殼體深拉中被分別制造出來。在單獨子殼體的深拉過程中，連接件能夠根據應用的不同情況獲得相對大的尺寸，因為相較于殼體中的通道，它不僅僅只能通過管子的材料所構成。通過深拉所形成的毛胚的大小和形狀決定了連接件的大小。將子殼體上的連接件在任何情況下均分為兩半，因此使得連接件的長度能夠任意變化。如果起始物料或者毛胚具有足夠的尺寸，長度跨度在幾毫米到幾厘米的連接件均能被制造。因此，通過相同的深拉力度有可能制造出不同幾何尺寸的殼體。

此外，相較于鑄鐵殼體，通過金屬片體深拉而形成的殼體，其開口半徑和距離能夠被設計為基本上更小。這意味著能夠節省安裝空間。此外，由金屬片體制成的殼體更不容易受到受熱應力沖擊，其能夠承受更大的范圍，尤其當其與廢氣換熱器連接時。歸因于廢氣換熱器對殼體導出大量的熱，從主流動通道至連接件的溫度梯度是相對較大的。

中心軸、旁路軸以及閥軸基本相互垂直。其中，這兩個子殼體通過一個平面分開，該平面平行于中心軸且與旁路軸對齊。

閥所需的領子可以被制作為一個通道。的確，如果提供了一個通道，可以不用很長的領子，因為根據通道的大小對可用材料進行了限制。然而，事實是領子相比連接件可以相對小以支撐閥桿，意思是一個通道就完全足夠了。

就更彈性的制造而言，它也能夠是有利的：如果通過單獨的子殼體而制成的這兩個子殼體相互接合在一起。

就簡單制造而言，它也能夠是有利的：如果這兩個子殼體中一個的整個連接件是深拉的。在后續的深拉程序中，接合這兩個單獨的子殼體時可以對它們的相對位置進行調整。同樣地，不同的幾何形狀可以用相同的熔合方式進行制造。一個短的連接件對一個非常小的殼體幾何尺寸而言是尤其有利的。

為了連接單獨的子殼體，它能夠是有利的：如果這兩個子殼體相互接觸或者在不同的情況下通過至少部分環繞、增加領子、或者相互插接并焊接的方式對接在一起。這兩個子殼體通過領子的各自平面彼此接觸。

在對接子殼體的情況下，這兩個子殼體通過金屬板片的邊緣端面彼此進行接觸，以便通過金屬片體的材料厚度對接觸面的大小進行限制。

這也能夠是有利的：如果在旁路開口中設有至少一個中間壁，旁路開口被該中間壁分割成一個進口和一個出口，并因此使旁路開口配置為雙流。這導致兩束分隔的廢氣流，其中一束流入換熱器，另一束流出換熱器。可選地，還設有一個第二旁路開口，使得進口和出口被這兩個旁路開口所定義。中間壁作為一個獨立的零件被集成到殼體中。

這也能夠是有利的：如果殼體包括在閥軸方向上對齊的兩個開口，其中一個繞閥軸能夠旋轉的閥桿被布置在所述開口中。其中，用以容納閥軸承的開口被配置為一個通道或者一個孔及/或所述開口包括圍繞閥軸的一個環形領子。對這兩個子殼體中的一個或者這兩個子殼體之間的閥桿的支撐，讓調整殼體設計以在幾乎任何情況下都能夠適應車輛上的各自安裝情況成為可能。

這對更好地密封主流動通道也能夠是有利的：如果在閥瓣上設有固定于閥桿的密封件，該密封件沿著徑向從閥桿向閥軸凸出，閥瓣能夠在流向上位于中間壁的前方。這阻止了閥桿與中間壁之間的泄漏。

為了更好的控制廢氣流，設想將閥桿配置為一個中空桿且被一個閥銷旋轉支撐，其中閥銷被固定到殼體上。因此，具有該密封件的閥瓣能夠被更簡單的制造。

這也能夠是有利的：閥瓣被排布成相對于閥瓣的中點是對中的或者被排布成在偏移垂直于閥軸的方向上偏離閥桿的中心。取決于在閥軸上的閥瓣的支撐，旁路開口可以間接地通過一個閥瓣被密封。該閥瓣比旁路橫斷面基本上更小。

此外，這也能夠是有利的：閥瓣沿垂直于閥軸的方向上被配置為這樣一種輪廓，其中閥瓣的至少一個邊緣區域形成有一個臺階，該臺階將作用到閥瓣上的廢氣流中的部分氣流在殼體的中心平面的方向上大約轉向一個介于5°與45°之間的角度α。閥瓣的輪廓可以被構造成一種波動的形式或者弧形。這樣輪廓的閥瓣的結果是使得防止廢氣流部分流入廢氣換熱器成為可能，即使旁路開口是不完全關閉的。

這對閥具有簡單結構也能夠是有利的：如果閥瓣能夠承受直接抵壓上殼體以及直接抵壓下殼體。這就不需要為閥瓣安裝額外的密封件或者止擋件。

與對閥瓣的偏心支撐有關，這也能夠是有利的：如果閥軸被設置在殼體上且沿徑向相對于中心軸偏離一個尺寸，該尺寸對應于主流動通道的平均直徑的至少30%。這種特別的結構在附圖中更細節的描述。

這在對閥瓣標注尺寸和定位方面也能夠是有利的：如果流量橫截面與旁路橫截面的比率在0.1到2.0或者在0.85到1.15之間。這對深拉以及關于相對準確的加工公差也能夠是有利的：如果在深拉之前，殼體的壁厚尺寸至少部分偏離或者超過來自平均壁厚的制造公差尺寸的30%與200%之間。

進氣口與出氣口被配置成能夠插到廢氣管道上或者能夠被插入廢氣管道中。

上述閥在與廢氣換熱器積極連接及/或通過粘結牢固的方式進行連接中的使用也是有利的：作為制造上述殼體的方法，其中主流動通道與旁路開口是通過深拉的方法同時制造的。具有閥瓣的閥桿在隨后的深拉工藝中因此被插入殼體，并與殼體牢靠連接。

在一種方法中，為了完全打開主流動通道以及打開至最大限度，僅僅是進口或者第一旁路開口在流向上被閥瓣所密封也是有利的。恰當流量管理的利用防止了廢氣流入出口，而不必須密封出口。這減少了所需的零件數量以及降低了調整額外閥瓣的成本。

附圖說明

本發明其它的優勢以及細節，在權利要求和說明書中加以說明且在附圖中示出。附圖中：

圖1a顯示了深拉所形成的、作為殼體的板片金屬殼體的透視圖，其分別具有半通道;

圖1b顯示了根據圖1a所示且呈折疊狀態的板片金屬殼體；

圖2a顯示了深拉所形成的板片金屬殼體的透視圖，其分別具有兩個半通道以及一個中間壁;

圖2b顯示了根據圖2a所示且呈折疊狀態的板片金屬殼體；

圖3顯示了具有旁路開口以及收容閥桿的兩個通道的殼體，該殼體是由包括上殼體以及下殼體的兩個子殼體相互插接而形成的；

圖4顯示了上殼體的側視圖，其具有收容閥桿的通道；

圖5顯示了其內支撐有閥瓣的殼體的示意圖，其顯示了閥瓣處于打開和閉合位置以及連接到殼體上的廢氣換熱器；

圖6a顯示了具有臺階的閥瓣的側視圖；

圖6b顯示了圖6a中閥瓣的俯視圖；

圖7顯示了被偏心支撐的閥瓣的側視圖；

圖8顯示了被稍微偏心支撐的閥瓣的側視圖；

圖9顯示了被中心支撐的閥瓣的側視圖；

圖10顯示了一種對稱的閥瓣；

圖11顯示了一種非對稱的閥瓣。

具體實施方式

圖1a 顯示了一個由深拉（deep-drawn）所形成的板片金屬殼體的透視圖，該板片金屬殼體與圖1b相結合形成一個殼體1。將一個金屬板材坯料（未示出）按照形成殼體1所要求的尺寸進行切割，并通過深拉的方式變形為這樣一個板片金屬殼體。該板片金屬殼體根據圖1b中的后續工藝步驟繞著中心軸X進行接合，最終形成一個主流動通道1.6。該主流動通道1.6沿著主流動方向S從進氣口1.1延伸至出氣口1.2。為此，殼體1包括作為上殼體1a的第一子殼體1a以及作為下殼體1b的第二子殼體1b。這兩個子殼體1a、1b的分隔通過一條平行于中心軸X的線表示出來。當通過這兩個深拉的子殼體1a、1b形成主流動通道1.6的同時，也形成了一個旁路開口1.3。如圖1a 所示的旁路開口1.3局部形成在對應的子殼體1a、1b中，并且也被一個環形連接件1.4結合。旁路開口1.3 和連接件1.4都是各半部分由板片金屬殼體的相應部分形成，以便依照圖1b所示的兩個子殼體1a、1b的卷繞處，主流動通道1.6和連接件1.4相互補充和閉合以形成一個整體。在卷繞處1.3之后，一個中間壁1.7被插入到旁路開口1.3中。該中間壁1.7將旁路開口1.3分成一個進口1.3.1和一個出口1.3.2，因此使旁路開口1.3具有雙流。

主流動通道1.6在中心軸X的方向上沿著流向S延伸。旁路開口1.3定向在旁路軸Y的方向，并與中心軸X垂直。分隔面對應地延伸在由中心軸X與旁路軸Y所產生的平面內。繞著閥軸Z旋轉的閥桿2沿著垂直于中心軸X以及旁路軸Y的方向延伸，閥桿2將在圖5等中被進一步的詳細描述。

根據圖2a和圖2b所示，殼體1包括兩個旁路開口1.3、1.3’，它們的旁路軸Y 相互臨近的平行延伸。這兩個旁路開口1.3、1.3’被各自的環形連接件1.4、1.4’以及殼體部分隔開來，以便每一個旁路開口1.3、1.3’均被連接件1.4、1.4’包圍起來。因此，旁路系統具有雙流。

同樣根據本實施例，主流動通道1.6以及這兩個旁路開口1.3、1.3’，連同這兩個連接件1.4、1.4’，分別由各自的子殼體1a、1b以及這兩個子殼體1a、1b的結合處產生一個整體。

根據圖1b 和圖2b所示的實施例，這兩個子殼體1a、1b通過抵壓面1.6.1的方式被部分地對接在一起以及部分地接觸在一起。在一個未圖示的實施例中，這兩個子殼體1a、1b完全以彼此接觸的方式對接在一起。金屬板材坯料的邊緣為了對接并不是分離的。在這兩個子殼體1a、1b相互接觸的區域，它們通過焊接或者優選地通過釬焊或者粘膠固定在一起。

在圖3所示的其他實施例中，這兩個子殼體1a、1b相互插接并相互臨近地接觸。在這兩個子殼體1a、1b相互接觸的區域或者相互臨近的區域形成一個間隙。牢靠結合處同時實現殼體1的密封。作為焊接的替代，子殼體1a、1b也能夠通過焊接或粘膠彼此連接。在此過程中，受傷的子殼體1a、1b僅僅沿著主流動通道1.6以及連接件1.4的一側被連接起來。在將子殼體1a、1b結合到一起的情況下，在主流動通道1.6的另一側也額外需要連接。在本實施例中，中間壁1.7被插入到連接件1.4中。

沿著閥軸Z的方向，圖3所示的殼體1對應于圖4所示的剖面A-A。

各自的子殼體1a、1b是對比圖1a至圖2b中的實施例被分開制造的。在此殼體1中提供了支撐閥桿2（未圖示）的開口1.5、1.5’，其中開口1.5、1.5’與閥軸Z的方向對齊。這兩個開口1.5、1.5’中的每一個均被領子1.8所包圍，領子1.8也作為子殼體1a、1b在深拉過程中的通道。閥軸Z在相對于中心軸X的徑向上偏離中心面M一個尺寸2.4。這樣使在主流動通道1.6的盡可能的外部排布閥桿2成為可能，閥桿2的進一步細節請參圖5及圖6。

位于進氣口1.1與出氣口1.2之間的主流動通道1.6的平均直徑1.9與主流動通道1.6的平均流量橫截面SQ 成正比。同樣地，旁路開口1.3的平均旁路橫截面BQ也與旁路開口1.3的平均直徑成正比。

根據圖3所示，平均流量橫截面SQ與旁路開口1.3的平均旁路橫截面BQ的比值是1.15。根據圖4所示的具體實施例，平均流量橫截面SQ與旁路開口1.3的平均旁路橫截面BQ的比值是0.85。

根據圖5等所示，閥瓣2.1被固定到閥桿2上并被閥軸承2.2支撐，以便閥瓣2.1能夠繞閥軸Z在主流動通道1.6中旋轉。整個殼體1被集成到一條廢氣管道3中。多片式的廢氣管道3被連接到進氣口1.1與出氣口1.2。

在根據圖5至圖6b所示的實施例中，閥瓣2.1a包括一個臺階2.3。通過該臺階2.3，閥瓣2.1a形成類似于一個擾流板的未卷繞的翼端。沿著流向S以及面向殼體1的內壁的部分氣流SN從平行于中心軸X的方向被臺階2.3轉向成在中心平面M的方向與流向S成角度α。結果是在通過閥瓣2.1以及進口1.3.1后，部分氣流SN并不繼續流向出口1.3.2，而是在殼體1中沿著出氣口1.2的方向進入流量橫截面SQ。在閥瓣2.1處于該位置時，其基本平行于中心軸X，廢氣流因此被防止流入旁路開口1.3。形成出口1.3.2的那部分旁路開口1.3根據閥瓣2.1的形狀因此相對于流入的廢氣是間接關閉的。通過臺階2.3所獲得的轉向的尺寸2.4使得沒有廢氣能夠流穿出口1.3.2以在某些流動狀態下進入到旁路開口1.3中，因此在隨后的廢氣換熱器4中不會產生任何寄生熱量。

為了進一步密封系統，閥瓣2.1上設置了一個密封件2.5。該密封件2.5相較于閥桿2被安排在閥瓣2.1的對面。在其內的閥瓣2.1關閉主流動通道1.6的位置，密封件2.5防止廢氣從閥桿2 和中間壁1.7 之間流過。

廢氣換熱器4通過設置于連接件1.4上的一個法蘭1.4.1被連接到殼體1。如圖6所示，廢氣換熱器4通過法蘭1.4.1被連接到殼體1。一個制冷劑回路通過補給線4.1與廢氣換熱器4相連接。在未圖示的實施例中，廢氣換熱器4連同它的殼體套一起被插入到殼體的連接件1.4中。為此，如果廢氣換熱器4的殼體套傳導的不是熱交換介質而是廢氣時，將會特別有利。

圖6a至圖11顯示了閥瓣2.1的多種形式，其中閥瓣2.1或者構造為異形的或者如實施例圖7至圖11所示的平坦的。

根據圖6a、圖6b、圖7以及圖11所示的具體實施例，它們清楚地顯示出了密封件2.5的工作原理。密封件2.5防止廢氣沿著中心軸X的流向S上從閥桿2和中間壁1.7之間流過。

根據圖9以及圖10，不管閥瓣2.1的輪廓被閥桿2所支撐，例如各自閥瓣2.1的中心在垂直于閥瓣2.1的方向上與閥軸Z對齊。在這種實施例中，不需要提供密封件2.5。

根據圖8所示的閥瓣2.1被設置在偏移垂直于閥軸Z的方向上，也因此偏離閥桿2的中心。通過用雙箭頭所示的實施例優選地是指被設置為在殼體1中偏離中心軸X。在這種實施例中，也不需要提供密封件2.5。