CN102369345A - 活门装置特别是排气活门装置 - Google Patents

Abstract

一种活门装置，特别是排气活门装置（1），其通过壳体侧的轴承机构（6、7）在两侧对活门（4）进行支撑，对其提出一种构造方案，据此，轴承体（20、21）径向地支撑到轴承机构（6、7）的环形束腰（14、15）上，并通过环形束腰（14、15）径向弹性地夹紧地保持到预先确定的径向位置上。

Description

活门装置特别是排气活门装置

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的活门装置特别是排气活门装置。

前述类型的排气活门装置例如由DE 37 07 904 Al已知，且针对具有位于排气道中的活门和位于排气道一侧或两侧的用于带有排气活门的轴的壳体侧的轴承机构的装置，规定了轴承机构的构造，通过这种构造将补偿由温度和制造引起的所产生的误差和偏离轴心度。为此在至少一个在轴方向上侧向突出于排气道的壳体侧的环形束腰中，把轴可转动地支撑在至少一个轴承体中，该轴承体作为球形轴承体在环形束腰的朝向气道呈锥形变窄的部分中导向，且朝向排气道被轴向弹性地加载。这种轴承机构的结构由于轴相对于轴承体可转动地且可轴向移动地导向，特别是考虑到某些工作情况，在轴与轴承体的容纳该轴的柱形孔之间引起一定的径向间隙，该径向间隙通过轴承体的轴向移位能得到的补偿很小，如同轴承体为了补偿扭曲和偏离轴心度而相对于环形束腰的变窄的部分球形地支撑一样。由此特别是结合排气脉动，在轴与轴承体之间产生移动，这种移动会导致轴承磨损增大，并导致轴承机构颤动。

原则上，在如由WO 2008/043429 Al已知的排气活门装置中也会出现类似的情况。

本发明的目的在于，提出另一种改进的活门装置，特别是对前述类型的活门装置进行设计，使得这种活门装置能在制造技术上得到很好的掌控，且其磨损特性即使在大误差的情况下也能令人满意。

这通过开头部分所述类型的具有权利要求1的特征的活门装置来实现。随后的权利要求给出了有益的改型。

在本发明中，针对活门装置，特别是被脉动地施加气流的排气活门装置，认为，相应的气体活门通过轴承体在壳体侧的轴承机构中导向和支撑，该轴承体径向挠曲地特别是弹性地支撑在预先确定的径向位置上。轴承体挠曲地特别是弹性地夹紧在预先确定的径向位置上，这使得轴承体能“无间隙地”、在一定程度上浮动地被导向，这种情况在某些工作条件下例如其用于排气活门时也会产生，因为通过径向弹性的夹紧，至少在径向上，在轴承体的支撑和导向中产生挠曲，通过这种挠曲，无论是轴承体可相对于活门转动，或者是与活门一起转动，都可以补偿由工作引起的所产生的尺寸变化。

径向挠曲地特别是弹性地支撑在预先确定的径向位置上，优选是支撑在轴承体的中央给定位置上，且根据本发明特别是通过轴承机构的环形束腰来进行，轴承体在圆周侧支撑到该环形束腰上，并弹性地夹紧到该环形束腰上，其中该环形束腰被分成在圆周方向上分开的环形区段，这些环形区段在径向上相对于轴承体至少部分弹性地贴靠。根据本发明，环形束腰由此例如可以由夹紧销构成，夹紧销由共同的支撑体引出，横向于其轴承长度径向弹性地形成用于轴承体的容纳笼。所述销特别是也可以补充地通过环绕的“弹簧涨圈”预夹紧在其共同的由位置固定的环形区段确定的中央位置上，其中这种“涨圈”由一个或多个环形弹簧构成，但优选由一个环绕的螺旋弹簧构成。

根据本发明，特别是通过环形束腰以如下方式把径向位置规定为用于轴承体的给定位置，即，在圆周方向上分开的径向弹性地夹紧的环形区段中，至少有一个环形区段形成用于轴承体的径向非挠曲的支撑件，轴承体通过环形束腰的径向弹性的和/或弹性支撑的区段贴靠到该支撑件上。

在这种解决方案中，环形束腰的至少一个环形区段是轴承机构的位置固定的部分，轴承体通过其它径向弹性的环形区段支撑到上述环形区段上。根据本发明，所述弹性支撑的环形区段也可以由单独的部件构成，这些部件仅通过夹紧机构（其径向弹性地把环形束腰夹紧）被保持住，并通过相对于轴承机构位置固定的环形区段一起连接成环形束腰。于是在这种解决方案中，相对于轴承机构位置固定的环形区段形成用于轴承体的径向的定位件（Anlage），同时形成用于其它独立的环形区段的导向基础，这些其它的环形区段与形成基础的所述环形区段通过径向的夹紧件连接。环形束腰因而可以在一定程度上“振动地”且在所需要的较小的调整行程内相对于作为基础的位置固定的环形区段突出。

根据本发明，环形束腰与轴承体之间的接触面无论是柱形还是球形，都能实现此点，从而不仅能补偿由温度引起的尺寸变化，而且能补偿处于相应数量级内的制造误差和同心误差（Achsfehler）。

根据本发明，相应气体活门的轴承体原则上为一体构造。但特别是在气体活门相对于活门装置的壳体彼此相对地支撑时，轴承体优选形成用于活门特别是气体活门的球形轴承结构的相对于活门的轴可转动的组成部分。这种球形轴承结构优选包括截球体和朝向该截球体扩展的且容纳该截球体的凹缺，其中截球体或凹缺设置在轴承体上。

截球体优选形成相对于活门特别是气体活门在其旋转轴线的方向上轴向突出的部分，该部分被设置在轴承体中的凹缺所容纳，其中轴承机构的支撑体支撑着环形束腰，且相对于壳体固定，根据本发明，轴承体相对于该支撑体轴向弹性地支撑。由此实现用于活门特别是气体活门的对误差和由工作引起的污物不敏感的导向，这种导向还以有利的方式实现对调整活门所需要的轴的布置和支撑。

由此得到一种结构简单且对误差不敏感的活门装置，其还可气密地设计，特别是可良好地封装。

本发明的其它细节和特征可由权利要求书、附图说明和附图得到。附图示出：

图1为排气活门装置的示意性的横剖视图；

图2为以图1中的箭头Ⅱ的视角观察的壳体侧的轴承机构的隔离的简化图；和

图3为根据图2的轴承机构的Ⅲ-Ⅲ向剖视图。

在图1所示的排气活门装置1的剖视图中，包围排气道2的壳体标有3。活门4位于排气道2中，该活门可围绕横向于排气道2伸展的轴线5转动，在该实施例中在排气道2的两侧导向。在为此设置的轴承机构6、7中，轴承机构7被与活门4连接的沿轴线5的方向延伸的轴8穿过，用于活门4的伺服驱动器（Stellantrieb）以未示出的方式作用在该轴上。轴8在贯穿孔34中穿过支撑体13，优选通过密封件35被密封（图2和3）。

这种排气活门装置1优选被设置用在电机特别是柴油机的排气系统中，无论是例如作为排气制动系统中的防尘罩（Stauklappe），或者是作为排气反馈系统中的翻板（Umlenkklappe），所述电机静止地或者装在车辆特别是商用车中。

为了接纳在轴线5的方向上进而横向于特别是垂直于排气道2的纵轴线9彼此对置的轴承机构6、7，壳体3具有与轴线5同轴的环形凸缘10、11，轴承箱（Lagergehäuse）的端盖式的支撑体12、13分别在端侧被拧到所述环形凸缘上，所述支撑体带有相应的环形束腰14、15，环形束腰在周向上沿轴线5的方向插入到环形凸缘10、11的相应的接纳孔16、17中。相应的环形束腰14、15包围用于轴承体20、21的轴承孔18、19，轴承体在中央具有朝向排气道2开口的凹缺22、23，与活门4连接的大致为球缺或球形垫圈形式的截球体（Kugelsegment）24、25插入到所述凹缺中。在所述截球体24、25的方向上，相应的轴承体20、21被挠性地支撑，特别是弹性加载地被支撑，在本实施例中，这种弹性支撑件26、27分别由盘形弹簧组构成。

在图1中，作为截球体24，仅设置有弓形垫圈（Segmentscheibe），它特别是由活门4的边缘侧隆起构成。相应的平坦的截球体容纳在截锥形的凹缺22中。对面的截球体25被构造成球缺，且由轴8的配属于活门4的与活门4连接的端部构成。容纳该球缺的凹缺23具有截球形状。

特别是由图2和3可见，如针对环形束腰15所示，相应的环形束腰被分成多个环形区段，在该实施例中被分成三个环形区段28-30，其中的环形区段28作为环形束腰15（其形成用于轴承体21的轴承套）的一部分相对于支撑体13位置固定，特别是与支撑体13一体地构造，而环形区段29、30则形成独立于支撑体13的轴承套部分，这些环形区段与相对于支撑体13位置固定的环形区段28通过弹簧装置31承载地（tragend）且径向朝向轴承体21夹紧地连接。弹簧装置31按照弹簧涨圈（Federmanschette）的方式包围环形区段29-30的外圆周，其中弹簧装置31相对于环形束腰15轴向固定，其方式为，将该弹簧装置置于环形束腰15的圆周侧的环形槽32中。

该实施例示出，弹簧装置31被构造成螺旋弹簧33，其轴向地顶靠在环形槽32的边缘上，从而通过弹簧装置31还使得环形束腰15的分别独立于支撑体13的形成独立构件的环形区段29、30轴向固定。

针对轴承机构7所述的结构以相应的方式也适用于轴承机构6。在两种情况下，用于相应环形束腰14的设置在环形凸缘10、11中的接纳孔16、17也具有较小的径向间隙，该径向间隙无助于支撑相应的轴承体20、21，因为把松动的环形区段29、30相对于相应的环形区段28（其相对于支撑体12或13位置固定）径向夹紧，就能在径向上无间隙地支撑轴承体20、21。

据本发明的在附图中未示出的一种设计，活门与至少一个相应的轴承体，就该实施例而言，特别是与未被轴8贯穿的轴承体20一体地连接，因而并非相对于轴承体20可转动地被支撑，而是可与轴承体20一起转动，于是，容纳该轴承体的环形束腰14以其环形区段形成在圆周方向上被分割的轴承套。

附图标记列表

1 排气活门装置

2 排气道

3 壳体

4 活门

5 轴线

6 轴承机构

7 轴承机构

8 轴

9 气道轴线

10 环形凸缘

11 环形凸缘

12 支撑体

13 支撑体

14 环形束腰

15 环形束腰

16 接纳孔

17 接纳孔

18 轴承孔

19 轴承孔

20 轴承体

21 轴承体

22 凹缺

23 凹缺

24 截球体

25 截球体

26 弹性支撑件

27 弹性支撑件

28 环形区段

29 环形区段

30 环形区段

31 弹簧装置

32 环形槽

33 螺旋弹簧

34 贯穿孔

35 密封件

Claims (15)

1.一种活门装置，特别是排气活门装置（1），具有壳体侧的轴承机构（6、7），轴承机构具有容纳在环形束腰（14、15）中的轴承体（20、21），其特征在于，轴承体（20、21）通过环形束腰（14、15）径向弹性地夹紧地保持到预先确定的径向位置上。

2. 如权利要求1所述的活门装置，其特征在于，环形束腰（14、15）被分成在圆周方向上分开的径向弹性地被夹紧的环形区段（28-30）。

3. 如权利要求1或2所述的活门装置，其特征在于，在环形束腰（14、15）的弹性地被夹紧的环形区段（28-30）中，至少有一个环形区段（28）相对于轴承机构（6、7）位置固定。

4. 如权利要求1-3中任一项所述的活门装置，其特征在于，环形束腰（14、15）设置在轴承机构（6、7）的支撑体（12、13）上。

5. 如前述权利要求中任一项所述的活门装置，其特征在于，环形束腰（14、15）分别由至少一个相对于支撑体（12、13）位置固定的环形区段（28）和相对于支撑体（12、13）可径向移动的环形区段（29、30）构成。

6. 如权利要求5所述的活门装置，其特征在于，至少一个可径向移动的环形区段（29、30）径向弹性地挠曲地与支撑体（12、13）连接。

7. 如权利要求5所述的活门装置，其特征在于，至少一个可径向移动的环形区段（29、30）形成与支撑体（12、13）分开的构件。

8. 如权利要求1-5中任一项所述的活门装置，其特征在于，环形束腰（14、15）包括至少三个环形区段（28-30），其中的一个环形区段形成一体的相对于支撑体（12、13）位置固定的部分。

9. 如权利要求1-8中任一项所述的活门装置，其特征在于，环形区段（28-30）通过环绕的弹簧装置（31）特别是环绕的螺旋弹簧（33）涨圈式被夹紧。

10. 如前述权利要求中任一项所述的活门装置，其特征在于，轴承体（20、21）相对于环形束腰（14、15）的径向位置由至少一个相对于支撑体（12、13）位置固定的环形区段（28）预先确定。

11. 如权利要求1-10中任一项所述的活门装置，其特征在于，轴承机构（6、7）具有用于活门（4）的球形的轴承件，轴承件包括截球体（24、25）和朝向该截球体（24、25）扩展的、容纳该截球体的凹缺（22、23），其中截球体（24、25）或凹缺（22、23）设置在轴承体（20、21）上。

12. 如权利要求11所述的活门装置，其特征在于，凹缺（22、23）特别是采用截球形设计布置在轴承体（20、21）上。

13. 如权利要求11所述的活门装置，其特征在于，截球体（24、25）是与活门（4）连接的轴（8）的一部分。

14. 如前述权利要求中任一项所述的活门装置，其特征在于，活门（4）通过在其轴线（5）的方向上夹紧的弹性件（弹性支撑件26、27）轴向地夹紧到轴承机构（6、7）上。

15. 如权利要求14所述的活门装置，其特征在于，轴承体（20、21）通过弹性件（弹性支撑件26、27）支撑到支撑体（12、13）上。

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