CN102828818A

CN102828818A - 涡轮增压器

Info

Publication number: CN102828818A
Application number: CN2012102019075A
Authority: CN
Inventors: 维尔纳·舍恩胡伯尔; 斯特凡·梅尔
Original assignee: DICHTUNGSTECHNIK MBH SOC GES
Current assignee: DICHTUNGSTECHNIK MBH SOC GES; ElringKlinger AG
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: CN102828818B; US20120317975A1; CN102828817A; US9127590B2; CN102828817B; US20120319020A1; US9080504B2; DE102011077766A1

Abstract

本发明涉及涡轮增压器，其中，旁通阀门装置包括：板状阀门元件；用于阀门元件的阀座；阀门元件支座；心轴；以及以可枢转的方式连接至调节杆的第二区域的调节杆致动元件；为避免或至少最小化由游隙引起的噪音，本发明在下列位置的至少一个中提供环状弹簧元件：在阀门元件和阀门元件支座之间的连接区域中的第一位置和/或在调节杆和调节杆致动元件之间的连接区域中的第二位置，弹簧元件包括至少一个具有弯边部的环状弹簧钢片状盘，弯边部在环轴线的方向上具有弹性，并且弯边部被构造且尺寸设定为使得在阀门元件和其支座之间的游隙或在调节杆和其致动元件之间的游隙至少几乎被消除。

Description

涡轮增压器

技术领域

本发明涉及一种用于往复活塞式内燃机的涡轮增压器，包括用于控制作用在涡轮增压器的涡轮上的发动机排气的体积流的大小的排气旁通路径，该旁通路径设有旁通阀门装置，该旁通阀门装置用于控制被引导穿过旁通路径的排气的体积流的大小，旁通阀门装置包括：板状阀门元件（可选地称为废气门挡板），所述板状阀门元件具有设置在平面中的密封表面和延伸离开密封表面的轴，且板状阀门元件能够在打开位置和关闭位置之间移动；用于阀门元件的阀座，所述阀座包围排气通过开口，且与阀门元件密封表面相互作用；阀门元件支座，所述阀门元件通过其轴连接至阀门元件支座，以能够至少在垂直于阀门元件密封表面的方向上移动；心轴，所述心轴以可旋转的方式被保持在轴承套中，并且一方面的所述阀门元件支座和另一方面的调节杆的第一区域以旋转固定的方式被布置在所述心轴上，调节杆的第一区域相对于所述心轴横向地延伸；以及调节杆致动元件，所述调节杆致动元件连接至调节杆的第二区域，以能够相对于调节杆至少绕与心轴的轴线平行的枢转轴线枢转。

该涡轮增压器可以是单涡轮增压器，但是也可以是多级增压系统、即包括有多个涡轮增压器的系统的涡轮增压器。

背景技术

在开头处定义的这类涡轮增压器是已知的，并且在例如WO2010/135104A的图1中或在DE 10 2009 030 520A的图1中被公开。

在开头处提到的类型的涡轮增压器中，旁通阀门装置的组件的制造公差、但最重要的是在运行期间发生的组件的依时性的温度变化和不同温度不可避免地导致在阀门元件和阀门元件支座之间的且同样在调节杆和调节杆致动元件之间发生游隙。

最近已经增多地将作用在调节杆致动元件上的机电驱动器用于致动旁通阀门。使用机电驱动器致动旁通阀门具有能够明确地、相对精确地设定在阀门元件的打开位置和关闭位置之间的每一个中间位置的优势。最重要的，当阀门元件是废气门挡板时，所述废气门挡板执行在其打开位置和其关闭位置之间的枢转运动，在所述阀门元件即所述废气门挡板和阀门元件支座之间的游隙也允许所述废气门挡板在即将位于其关闭位置时适合于阀座并且然后被设置成以密封的方式抵靠阀座。已发现：在所述废气门挡板的某些角位置中，所述游隙使得排气流导致废气门挡板执行摆动状运动，所述摆动状运动使得当涡轮增压器以某些发动机速度运行时产生卡嗒卡嗒的和格登响的噪音。这些是不利的，不仅是因为噪音也因为由格登响导致的磨损的征兆。

因此，针对在开头处提到的类型的涡轮增压器，WO 2010/135104A提出在阀门元件（废气门挡板）和阀门元件支座的连接区域中使用圆环形弹簧钢片状盘形式的弹簧元件，阀门元件的轴穿过该圆环形弹簧钢片状盘。在该已知旁通阀门装置中，杆状阀门元件支座具有孔，所述板状阀门元件的轴延伸穿过所述孔延伸，且盘状抵接部附接至所述轴的自由端以固定阀门元件至阀门元件支座。所述圆环状弹簧钢片状盘具有锥形构造，即其具有截头锥的外形，所述截头锥具有限定其开口的圆形外边缘和圆形内边缘，所述片状金属在所述边缘之间具有中空的截头锥的外形且（在横截面中）整体上是扁平的。在该已知旁通阀门装置的第一实施例中，弹簧钢片状盘布置在板状阀门元件和阀门元件支座之间，在第二实施例中，弹簧钢片状盘布置在阀门元件支座和与至弹簧元件的轴的自由端相附接的盘状抵接部之间。

在所述两个实施例中，弹簧钢片状盘被按压，其中该弹簧钢片状盘的外缘的一个边缘抵靠阀门元件支座的平坦区域并且其内缘的一个边缘抵靠板状阀门元件的平坦区域或者抵靠盘状抵接部的平坦区域。已发现：在发动机运行时在废气门挡板的区域中当时的高温（排气温度）下，弹簧钢片状盘的材料趋于发生蠕变或在其外边缘和内边缘的区域中流动，因此在运行期间，弹簧钢片状盘显现相当程度的磨损迹象，这不利地影响到在板状阀门元件和阀门元件支座之间的连接中的游隙的消除。

在开头处提到的类型的已知旁通阀门装置中，由于制造公差和/或不可避免的在运行期间的不同组件温度，在调节杆至调节杆致动元件的连接中的游隙也是不可避免的，结果使得：在发动机运动期间，由于所述游隙在该位置处还发生卡嗒卡嗒的或格登响的噪音以及磨损迹象。

发明内容

本发明的目的在于，至少最小化或甚至完全消除在开头处定义的类型的旁通阀门装置中的这些缺点，并且，为实现此目的，根据本发明提出：在下列位置中的至少一个位置处布置基本环状弹簧元件：

（A）在阀门元件和阀门元件支座之间的连接区域中的第一位置，其中弹簧元件至少几乎消除了在阀门元件和其支座之间的在阀门元件轴的纵向方向上的游隙，阀门元件轴穿过弹簧元件；

（B）在调节杆和调节杆致动元件之间的连接区域中的第二位置，其中弹簧元件至少几乎消除了在调节杆和调节杆致动元件之间的在枢转轴线方向上的游隙，该枢转轴线穿过该弹簧元件，

该弹簧元件包括至少一个具有弯边部的基本环状弹簧钢片状盘，弯边部在环轴线的方向上具有弹性且包围环轴线，并且考虑到弹簧钢片状盘的弹簧特性，弯边部被构造且尺寸被设定使得当涡轮增压器运行时，前述游隙也至少几乎被消除。

在根据本发明的旁通阀门装置中，弹簧元件根据本发明并不设置成至少一个弹簧钢片状盘的边缘抵靠旁通阀门装置的邻近弹簧元件的组件，如同WO 2010/135104A中公开的弹簧元件的情况，相反，作用在弹簧元件上的压力根据依据本发明的弹簧元件的构造至少主要地或基本上作用在弹簧元件区域上，所述弹簧元件区域在径向方向上与弹簧元件的径向外缘和径向内缘间隔开：在全弯边部的情况中，该区域是全弯边部的顶点和两个支脚，在半弯边部的情况中，该区域是从半弯边部至弹簧钢片状盘的与半弯边部相邻的两个环状区域的两个环状过渡区域。如果根据本发明的弹簧元件仅具有单个弹簧钢片状盘，那么，根据本发明，在全弯边部的情况中，全弯边部的弯边部顶点和两个弯边部支脚被压靠旁通阀门装置的与弹簧元件相邻的组件，然而，在半弯边部的情况中，其到弹簧钢片状盘的与所述半弯边部相邻的区域的两个前述过渡区域（该过渡区域也可被称为弯边部支脚）被压靠相邻的组件。如果弹簧元件包括相邻彼此的两个弹簧钢片状盘，那么在全弯边部的情况中，全部的弯边部顶点或全部的弯边部支脚被压靠相邻的组件，然而在半弯边部的情况中，两个半弯边部的一个“弯边部支脚”被压靠相邻的组件，且两个其他弯边部支脚被压靠于彼此或被压靠于设置在弹簧元件的两个被弯边的覆盖板之间的环状内层。

然而在已知的弹簧元件中，弹簧钢片状盘的外缘和内缘的被按压边缘至少基本上不能适应相邻的组件，而弹性弯边部则具有相对良好的适应性，因为弯边部的区域沿其周缘在其高度上经受不同的变形是相对容易的。

如果阀门元件不仅能在该阀门元件的轴的纵向方向上相对于阀门元件支座移动，或如果调节杆和调节杆致动元件不仅能在调节杆和调节杆致动元件的连接处的枢转轴线的方向上相对于彼此移动，而是如果由于游隙，所述轴的轴线还能够相对于阀门元件支座倾斜或枢转轴线能够相对于调节杆和/或调节杆致动元件倾斜，那么根据本发明的弹簧元件优选地被构造使得该弹簧元件至少几乎消除了在前述倾斜移动的范围内存在的轴向游隙或游隙。

最后，本发明不仅适用于其中阀门元件执行在其打开位置和其关闭位置之间的枢转运动的旁通阀门装置，而且适用于其中阀门元件执行在其打开位置和其关闭位置之间的直线运动的实施例。

前述DE 10 2009 030 520A仅涉及被构造成环状弹簧元件的密封元件，所述密封元件布置在用于承载废气门挡板的心轴的轴承套和附接至所述心轴的调节杆之间，以能够防止排气从心轴和心轴的轴承套之间的间隙处泄露。弹簧元件由一个或两个环状片状金属盘组成且形成至少一个弹性密封唇，所述弹性密封唇在关于心轴轴向预紧的情况下安装在轴承套的一个端面和调节杆的与该轴承套相反的一侧之间并且以气密密封的方式设置成抵靠轴承套和调节杆。然而，在本发明涉及的旁通阀门装置的情况中，气体密封的问题在阀门元件至阀门元件支座的连接区域中以及在使心轴旋转的调节杆与调节杆致动元件之间的连接区域中均不发生。

最重要的，当根据本发明的弹簧元件布置在前述第一位置中时，在运行期间，弹簧元件暴露至尤其高的温度，因此，对于安装在第一位置的弹簧元件，推荐使用弹簧钢，所述弹簧钢在该位置处的在运行时的主要温度下具有用于足够消除游隙的弹簧特性，即使该弹簧特性低于弹簧钢的室温下的弹簧特性。适用于此的弹簧钢的类型将会在下文中提及，但是特别推荐由镍基合金制成的弹簧钢。

特别有利的是至少一个弹簧钢片状盘的弯边部被构造为半弯边部，因为半弯边部具有优于全弯边部的优势：在相同的或相似的弯边部的弹簧硬度的情况下，半弯边部能够实现弹簧元件（在其环轴线的方向上的）更大的弹簧行程，另外，设有半弯边部的弹簧钢片状盘设置成使得至少大致上仅片状金属盘的平坦环形区域抵靠与之相邻的组件。

根据本发明的设有至少一个半弯边部的弹簧钢片状盘的关于其轴向弹簧行程和其轴向弹簧刚度的尤其良好特性能够通过被这样构造的半弯边部而取得：该半弯边部的在径向方向上测量的宽度是该半弯边部的在弹簧元件的轴向方向上测量的高度的倍数（不必是整数）。特别有利地是：该半弯边部的在弹簧钢片状盘的轴的方向上测量的高度与该半弯边部的在关于该轴的径向方向上测量的宽度的比率在1:2和1:7之间，优选地在1:4和1:6之间，具体地大约为1:5。

如果阀门元件轴（以具有游隙或不具有游隙的方式）穿过设置在阀门元件支座中的孔，并且所述阀门元件轴在其自由端设有抵接部，如在WO 2010/135104A中公开的旁通阀门装置中的情况，则下面的构造具有显著优势：将阀门元件轴穿过的环形垫圈设置在抵接部和阀门元件支座之间，并且将安装在所述第一位置中的弹簧元件布置在抵接部和阀门元件支座之间，优选地布置在垫圈和阀门元件支座之间。通过预备不同厚度的垫圈且通过安装相应厚度的垫圈，在一方面，可容易地补偿制造公差，在另一方面，可容易地确定和设定安装在第一位置中的弹簧元件的预紧，这在阀门元件轴被插入至在阀门元件支座中的孔后并且在所述垫圈已经被推压到阀门元件轴上后，在通过某种铆接过程使阀门元件轴的自由端被加厚从而该自由端形成抵接部且防止阀门元件和垫圈脱离阀门元件支座时是特别有利的。由于该弹簧元件的布置，当关闭阀门时，作用在阀门元件上的闭合力不需要经由弹簧元件传输到阀门元件上。因此，弹簧元件仅用于消除游隙而不会被过高的压力损坏。

安装在第二位置的弹簧元件有利地布置在调节杆和调节杆致动元件之间，因为该两个组件由此保护弹簧元件免受损坏。

如上所述，对于根据本发明的至少一个弹簧钢片状盘，镍基合金尤其良好地适合，但是更为昂贵的钴基合金也是可以的。

为制造该至少一个弹簧钢片状盘，首先从不具有弹簧钢特性的金属片材冲孔形成相应的环形片状金属盘，接着通过冲压形成其最终形状（包括至少一个弯边部），然后通过热处理使该金属片材具有理想的弹簧钢特性和理想的硬度。

附图说明

在所附从属权利要求，附图以及下面对于本发明具体有利实施例的描述中给出了根据本发明的旁通阀门装置的其它有利特征。在图中：

图1以等轴测图示出了具有阀门元件的涡轮增压器的涡轮壳体的剖开部分，其中阀门元件被构造成废气门挡板并包括阀门元件支座；

图2以侧视图示出了设有轴的阀门元件，并且以剖视图示出了涡轮壳体的壁的具有用于阀门元件的阀座的一部分；

图3示出了一组组件的部分剖开侧视图，该一组组件由阀门元件、阀门元件支座、以可旋转的方式保持在轴承套中且设有阀门元件支座的心轴、附接至心轴的调节杆、以及以铰接方式连接至调节杆的调节杆致动元件构成；

图4示出了从图3中的箭头A的方向观看的心轴、阀门元件支座和阀门元件的视图；

图5示出了从图4中的箭头B的方向观看的图4中所示的部分的视图；

图6示出了从图4中的箭头C的方向观看的图4中所示的部分的视图，但以截面图示出了阀门元件支座和垫圈的区域；

图6A以更大的比例示出了图6中的细节D；

图7A、7B和7C示出了根据本发明的弹簧元件的第一实施例，更具体地，示出了根据本发明的弹簧元件的第一实施例的平面图、侧视图和沿图7A中的线7C-7C截取的截面图；

图8A、8B和8C示出了根据本发明的弹簧元件的第二实施例，更具体地，示出了根据本发明的弹簧元件的第二实施例的平面图、沿图8A中的线8B-8B截取的截面图和沿图8A中的线8C-8C截取的截面图；以及

图9A、9B和9C示出了根据本发明的弹簧元件的第三实施例，更具体地，示出了根据本发明的弹簧元件的第三实施例的平面图、侧视图和沿图9A中的线9C-9C截取的截面图。

具体实施方式

图1示出了涡轮壳体10的一部分，用于驱动排气涡轮增压器涡轮（未示出）的排气流穿过排气入口12进入涡轮壳体10中。排气入口12与涡轮壳体10中形成的排气流入路径14相连。排气流入路径14通往涡轮，且在该实施例中构造为废气门挡板的阀门元件16布置在该排气流入路径14中。图1中仅部分示出并且具有板状构造的阀门元件16能够以下述方式在排气流入路径14中相对于涡轮壳体10移动，以允许在涡轮壳体10的壁中形成在阀门元件16的左方的排气通过开口（图1中未示出）被以尽可能气密的方式完全关闭-为此目的，图2中示出的涡轮壳体10的壁10a设有包围排气通过开口16b的阀座16a，阀座16a也示出在图2中。如根据下文将清楚的，在所示出的实施例中，阀门元件16被移动使得：阀门元件16不仅能够完全关闭排气通过开口16b，也能够更大或更小程度地或完全地打开排气通过开口16b。利用阀门元件16，由在涡轮壳体10中形成的通道（未示出）所形成的用于排气流的旁通路径因此能够被关闭或部分地或完全地被打开，从而通过用该旁通路径选择性地将排气流部分地或完全地引导出排气流引入路径14而以排气流完全地、部分地或完全不经由排气涡轮增压器的方式将排气流引导进入涡轮壳体10。

由图1和图2可见：板状阀门元件16具有密封表面16c，所述密封表面16c在该示例中具有圆环形构造，所述密封表面16c设置在平面中且与对应的阀座16a的密封表面相互作用。轴16d形成在板状阀门元件16上，所述轴16d的轴线在图2中被标示为16e，且根据图2，所述轴16d的自由上端设有加厚的头部16f。在该头部和板状阀门元件16之间，根据图2，轴16d具有上部环形肩台16g，且根据图2，下部环形肩台16h设置在从所述轴至阀门元件16的过渡区域处。

下面将参照图3至图6和图6A描述包括有阀门元件、承载阀门元件的部分以及使该部分在打开位置和关闭位置之间移动的部分的一组部件。

轴状心轴20属于该部件组，阀门元件支座22形成在轴状心轴20上，阀门元件支座22以臂的方式横向地延伸背离包括有轴线20a的心轴20，并且在其长度的主要部分上具有大致矩形的横截面且因此具有两个平坦扁面22a和22b。阀门元件支座22在其自由端的近侧具有具体地圆形的孔22c，轴16d穿过该孔22c，使得设置在从该轴至阀门元件16的过渡区域处的环形肩台16h能够被支撑在阀门元件支座22的侧面22b上。

垫圈24布置在轴16d的头部16f与阀门元件支座22之间，垫圈24具有两个端面24a和24b，该两个端面24a和24b优选地整体平坦且平行于彼此，该两个端面中的端面24b被支承在轴16d的环形肩台16g上。根据本发明，两个环形肩台16g和16h彼此相距的间距、阀门元件支座22的设有孔22c的区域的厚度以及垫圈24的厚度被匹配以便在被定位成通过头部16f抵靠环形肩台16g的垫圈24和被设置成抵靠环形肩台16h的阀门元件支座22之间获得环形间隙，第一环形弹簧元件30布置在该环形间隙中，轴16d穿过第一环状弹簧元件30。

在所示的优选实施例中，设置在阀门元件16上的轴16d首先穿过阀门元件支座22的孔22c，由此弹簧元件30以及同样地环形垫圈24被推压到轴16d上，并且垫圈定位成抵靠环形肩台16g。轴16d的起始不具有头部16f的自由端然后通过某种铆接步骤变形以产生加厚的头部16f，在加厚头部16f的成形期间，垫圈24被压靠于环形肩台16g，并且利用加厚的头部16f，阀门元件16被固定在阀门元件支座22上，并且弹簧元件30以及垫圈24被保持在轴16d上。

从图6中将会清楚，根据本发明，弹簧元件30设置成使得其两侧抵靠垂直于轴线16e延伸的平坦表面，在本发明的优选实施例中，所述平坦表面由阀门元件支座22的侧面22a和垫圈24的一个端面24b形成。弹簧元件30的设计和功能将会在下文中描述。

如图3所示，心轴20被轴承套40保持，且安装在轴承套40内，以能够绕心轴轴线20a旋转。轴承套40固定在涡轮壳体10的壁10b（图1中不可见）中。然而，也被认为是属于本发明的范围的是：心轴20被直接保持在被相应地构造的壁10b的开口中且被安装以能够关于心轴轴线20a旋转。

关于图1，必须指出的是：其示出了阀门元件支座的实施例，该实施例是与图4相比的修改例并且在图1中被标示为22’。此外，图1示出了阀门元件16的轴16d的自由端的替代结构，为此，形成抵接部的该自由轴端在图1中被标示为16f’-不同于在图1中的图示，该抵接部在实践中由固定连接到实际的轴的盘例如通过焊接形成。最后，还要提到，图1示出了阀门元件16在阀门元件支座22’上的布置，该布置并非根据本发明。

根据图3，心轴20的上部穿过调节杆42的孔（图3中不可见）并且至少以旋转固定但优选地在心轴轴线20a的方向上不可移位的方式连接至该孔。本领域的技术人员熟悉上述连接所需的手段，因此不必要说明。根据本发明的环状第二弹簧元件44布置在轴承套40（但可选地涡轮壳体10的壁10b）和调节杆之间，心轴20穿过环状第二弹簧元件44，该环状第二弹簧元件44被设置成一方面抵靠调节杆42并且另一方面如图3所示被设置成抵靠轴承套40的上端面（但可选地抵靠壁10b）。弹簧元件44抵靠的调节杆42的区域和轴承套40的端面（或壁10b）的区域优选地被构造成使得那些区域是平坦的且垂直于心轴轴线20a延伸。下面还将描述第二弹簧元件44的设计和功能。

调节杆致动元件46接合调节杆42，调节杆42能够与心轴20一起绕心轴轴线20a旋转。在图3中所示的优选实施例中，调节杆致动元件46具有臂状或杆状构造，但是调节杆致动元件46也可以具有其他形状，因为只需要其完成能够使调节杆42绕心轴轴线20枢转的功能。调节杆致动元件46铰接在调节杆42上使得调节杆致动元件46能够相对于调节杆42至少绕枢转轴线48枢转，枢转轴线48平行于心轴20的轴线20a延伸。球铰式接头例如能够用于在铰接杆42和调节杆致动元件46之间的铰接连接。在图3中所示的优选实施例中，该铰接连接由联接销50形成，联接销50的轴线与枢转轴48重合，且联接销50穿过调节杆42中的孔并且至少结合在调节杆致动元件46中的孔中。该联接销50能够例如具体地通过焊接被附接至调节杆致动元件46，而联接销50能够相对于调节杆42绕枢转轴48旋转。在该情况中，为将调节杆致动元件46固定至调节杆42，可以将固定元件附接至联接销50，根据图3，该固定元件设置成抵靠调节杆42的上侧且被保持在联接销50上以便在轴向方向上不能位移。

根据本发明，根据本发明的第三环状弹簧元件52布置在调节杆42和调节杆致动元件46之间，联接销50穿过第三环状弹簧元件52的开口，且第三环状弹簧元件52设置成一方面抵靠调节杆42并且在另一方面抵靠调节杆致动元件46。然而。可替代地，联接销50穿过的环形垫圈也能够被设置在弹簧元件52和调节杆42和/或调节杆致动元件46之间。在每一种情况中，优选地将弹簧元件52抵靠的那些表面构造成为平坦的且垂直于枢转轴线48延伸。

参照图7A至7C、8A至8C以及9A至9C，现在将描述根据本发明的三种弹簧元件，该三种弹簧元件中的每一种能够被用作第一弹簧元件30、用作第二弹簧元件44和/或用作第三弹簧元件52。然而，图7和8中所示的弹簧元件的其中一个将优选地用作弹簧元件30，图9A至9C中所示的弹簧元件将优选地用作弹簧元件52。就此而论，指出的是：弹簧元件44必须在任意情况中实现气密，以使可能不可避免地穿过在心轴20的周缘和安装该心轴的组件之间的间隙的排气不能逸出至如图3中所示的壳体壁10b或轴承套40的上端的区域中的外部。在另一方面，气密的问题不会发生在弹簧元件30的安装位置处或弹簧元件52的安装位置处，因此，这两种弹簧元件的设计、材料特性和尺寸仅需要被构造使得在阀门元件16的轴16d的轴线16e的方向上的游隙或在枢转轴线48的方向上的游隙至少几乎被这些弹簧元件消除，更具体地，在涡轮增压器的运行温度下同样如此，最重要的是，这对于弹簧元件30具有特别的重要性。

鉴于根据本发明的弹簧元件的上述安装位置，所使用的附图标记30和52未被用于图7至图9中的弹簧元件，而是用了其他的附图标记。

在图7A至7C中示出的根据本发明的弹簧元件60总体具有圆环形形状并且具有关于中心平面的镜像对称的构造，图7C中示出了该中心平面且标示为60a。所述弹簧元件60由两个圆环形弹簧钢片状盘62和64组成且具有中央开口66和垂直于中心平面60a延伸的轴线68。两个圆环形弹簧钢片状盘62和64中的每一个均具有径向外环区域70和径向内环区域72，径向外环区域70和径向内环区域72两者皆是平坦的且平行于中心平面60a延伸，且每一个弹簧钢片状盘均具有在环形区域之间的半弯边部74。在优选实施例中，两个弹簧钢片状盘的两个径向外环区域70设置成抵靠彼此。然而，还能够构思到在该两个径向外环区域之间布置平坦的圆环形内层，该平坦的圆环形内层也由耐高温钢片材组成，但与弹簧钢片状盘62和64不同，不具有任何弹簧钢特性。在所示优选实施例中，两个半弯边部74关于中心平面60a间隔地面向彼此，使得在安装状态下，弹簧元件60设置成使得其径向内环区域72抵靠相邻组件的具体地平坦的表面区域。然而，两个弹簧钢片状盘62和64的具有凹处和/或沿着开口68的边缘设有切除部的区域也能代替径向内环区域72。可替代地，邻近弹簧元件60的两个组件也能够具有用于弹簧元件的支撑区域，该支撑区域不围绕开口68形成连续平坦表面，而是具有例如在平坦表面区域之间的凹陷，这仅是因为该弹簧元件的问题，该弹簧元件在其半弯边部74的范围内以弹性预紧的方式在其中心轴线68的方向上被径向地安装在相邻组件之间。

根据本发明，弹簧元件60也能够被修改使得：两个弹簧钢片状盘62和64的径向内环区域72被设置成抵靠彼此或抵靠环状内层，且两个弹簧钢片状盘的半弯边部在其间形成径向向外开放的间隙，使得两个弹簧钢片状盘设置成使得其径向外环区域70弹性地抵靠相邻组件，在该情况中，关于图7A至7C中所示的实施例，这同样适用于径向外环区域70和两个相邻组件。

应该提出的是：两个弹簧钢片状盘62和62以及可选地设置的内层固定连接至彼此，具体地，通过点焊或本身闭合的周向激光焊缝连接至彼此。

图8A至8C中所示的根据本发明的弹簧元件80仅由具有中央开口84的单个弹簧钢片状盘组成，并且与中央开口84相邻的半弯边部82在片状金属盘中冲压形成，该半弯边部82优选地以闭合构造包围开口84，但该半弯边部82例如由于从片状金属盘冲孔形成的开口或因为弯边部82的在周向方向上彼此间隔的独有的段而也可以在周向方向上是中断的。有利地，半弯边部82径向向外地邻接平坦的环形区域，该平坦的环形区域垂直于开口84的轴线延伸并且用于将片状金属盘设置成以面对面接触的方式抵靠相邻组件，该环形区域的径向外缘可以形成片状金属盘的外周。然而，特别推荐的是：在图中所示的片状金属盘的横截面形状中，所述环形区域邻接关于开口84的轴线倾斜的另一环形区域，即该另一环形区域为锥形环形区域，与图中所示的情况不同的是，该另一环形区域能够延伸入片状金属盘的径向平坦的第三外部环形区域，该第三外部环形区域垂直于开口84的轴线延伸，并且通过该第三外部环形区域，片状金属盘能够设置成以面对面接触的方式抵靠相邻组件。

如图8A和8B所示，弹簧元件80在其外周处设有突出的片状金属突出部分86，所述突出部分86向下延伸超过由开口84限定的平面，即在与半弯边部82突出的方向相反的方向上延伸。根据本发明，弹簧元件80具有至少三个片状金属突出部分86，该至少三个片状金属突出部分86在弹簧元件的周向方向上彼此间隔，并且如在图6中关于弹簧元件30所示的，弹性元件通过该至少三个片状金属突出部分86在相邻组件上对中，以能够使后者关于垫圈24且因此关于轴线16e对中。

最后，图9A至9C示出了根据本发明的另一弹簧元件90，该弹簧元件90同样仅由单个弹簧钢片状盘组成，如果不考虑弹簧元件90的半弯边部92的弹簧刚度，该单个弹簧钢片状盘可以与根据图7A至7C的实施例的弹簧钢片状盘62和64中的一个完全相同，半弯边部92的刚度优选地为大于弹簧钢片状盘62和64中的一个的半弯边部74的刚度，以能够至少几乎消除并且恰有效地消除轴向游隙，如使用弹簧元件60时的情况。半弯边部的更大刚度能够通过半弯边部的相应设计和/或尺寸设定和/或弹簧钢片材的厚度的相应设计和/或尺寸设定和/或通过使用相应的弹簧钢而取得。就此而论，应该注意的是：弯边部的刚度取决于弯边部宽度，但是，在半弯边部的情况中，还取决于倾斜延伸的弯边部区域的倾角。

针对根据本发明的弹簧钢片状盘的生产，特别推荐由下列钢合金制成的片材：

-根据DIN 59746/DIN EN ISO 9445的NiCo20Cr20MoTi(2.4650),合金DIN 17744/17750

-合金625(2.4856)，DIN EN 10095

-Waspaloy(2.4654)（沃斯帕洛伊镍基耐高温耐蚀合金）

-根据DIN 59746/DIN EN ISO 9445的NiCr19Fe19Nb5Mo3（2.4668）

最重要的，推荐前述第一种合金用于安装在与弹簧元件30相同位置中的根据本发明的弹簧元件，特别推荐最后一种合金用于安装在与弹簧元件52相同位置中的根据本发明的弹簧元件。而推荐合金625和Waspaloy用于安装在与弹簧元件30相同位置中的弹簧元件。

在根据本发明的旁通阀门装置中，根据本发明的弹簧元件用于消除游隙而不是用于密封气体，最重要的是，不是用于密封在能够相对于彼此旋转的两个组件之间的气体。因此，优选根据本发明的弹簧元件的实施例，其中至少一个弹簧钢片状盘和/或弹簧元件的至少一个弯边部比在DE 10 2009 030 520A中公开的密封元件的至少一个弹性密封唇或附图3中示出的弹簧元件44具有更大的弹簧硬度。

对于根据本发明将布置在第一位置和/或第二位置中的根据本发明的弹簧元件，因此推荐的是，该弹簧元件被构造使得其在安装状态下在该弹簧元件和与之相邻的组件之间产生如下的压力或弹性力，并且具体地是在冷却状态下，即当涡轮增压器不运行时。

对于待被安装在弹簧元件30的位置中的根据本发明的单层或多层弹簧元件，推荐在150N和300N之间的范围内的力，尤其推荐在170N和320N之间的力，然而对于待被安装在与弹簧元件44相同的位置中的弹簧元件，推荐更低的力的范围，即在50N至150N范围内的力，因为否则由于在该安装位置处的相对旋转运动，会导致更高的磨损。

Claims

1.用于往复活塞式内燃机的涡轮增压器，包括排气旁通路径，该排气旁通路径用于控制作用在所述涡轮增压器的涡轮上的发动机排气的体积流的大小，其中，所述旁通路径设有旁通阀门装置，所述旁通阀门装置用于控制通过所述旁通路径引导的排气的体积流的大小，所述旁通阀门装置包括：

-板状阀门元件，所述板状阀门元件具有设置在平面中的密封表面和离开所述密封表面延伸的轴，且所述板状阀门元件能够在打开位置和关闭位置之间移动，

-用于所述阀门元件的阀座，所述阀座包围排气通过开口，并且与阀门元件密封表面相互作用，

-阀门元件支座，所述阀门元件通过所述阀门元件的轴连接至所述阀门元件支座，以便能够至少在垂直于所述阀门元件密封表面的方向上移动，

-心轴，所述心轴以可旋转的方式被保持在轴承套中，并且一方面的所述阀门元件支座和另一方面的调节杆的第一区域以旋转固定的方式被布置在所述心轴上，所述调节杆的所述第一区域相对于所述心轴横向地延伸，以及

-调节杆致动元件，所述调节杆致动元件连接至所述调节杆的第二区域，以便能够相对于所述调节杆、至少绕与所述心轴的轴线平行的枢转轴线枢转，

其中，基本环状的弹簧元件被布置在下列位置中的至少一个位置中：

（A）在所述阀门元件和所述阀门元件支座之间的连接区域中的第一位置，其中所述弹簧元件至少几乎消除了在所述阀门元件和其支座之间的在阀门元件轴的纵向方向上的游隙，

所述阀门元件轴穿过所述弹簧元件；

（B）在所述调节杆和所述调节杆致动元件之间的连接区域中的第二位置，其中所述弹簧元件至少几乎消除了在所述调

节杆和所述调节杆致动元件之间的在所述枢转轴线的方向上的游隙，所述枢转轴线穿过所述弹簧元件，

其中，所述弹簧元件包括至少一个基本环状弹簧钢片状盘，所述弹簧钢片状盘具有弯边部，所述弯边部在环轴线的方向上具有弹性且包围所述环轴线，并且其中，考虑到所述弹簧钢片状盘的弹簧特性，所述弯边部被构造且尺寸设定成使得当所述涡轮增压器运行时，前述游隙也至少几乎被消除。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其特征在于：至少当所述弹簧元件布置在所述第一位置中时，形成所述弹簧钢片状盘的弹簧钢具有足够的弹簧特性，以用于当所述涡轮增压器运行时在该位置处的当时的温度下消除游隙。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压器，其特征在于：用于所述弹簧钢片状盘的弹簧钢由镍基合金构成。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的涡轮增压器，其特征在于：所述弯边部是半弯边部。

5.根据权利要求4所述的涡轮增压器，其特征在于：所述弹簧钢片状盘仅具有单个弯边部，所述单个弯边部设置在所述盘的径向内环区域和径向外环区域之间，且当所述弹簧钢片状盘未被挤压时，这些环形区域都设置在与所述环轴线垂直的平面中，并且在所述环轴线的方向上彼此偏置。

6.根据权利要求4或5所述的涡轮增压器，其特征在于：所述弹簧元件包括两个弹簧钢片状盘，所述两个弹簧钢片状盘的半弯边部相对于位于所述弹簧钢片状盘之间的平面朝相反的方向突出。

7.根据权利要求6所述的涡轮增压器，其特征在于：所述两个环状弹簧钢片状盘的半弯边部在所述环轴线的方向上彼此相反地设置。

8.根据权利要求6或7所述的涡轮增压器，其特征在于：在所述弹簧元件的环轴线的方向上测量的情况下，所述两个弹簧钢片状盘的设置在所述半弯边部的径向外侧的环形区域设置成比位于所述半弯边部的径向内侧的环形区域彼此更加靠近。

9.根据权利要求6至8中的任意一项所述的涡轮增压器，其特征在于：所述弹簧元件具有关于位于所述两个弹簧钢片状盘之间的平面的镜像对称构造。

10.根据权利要求4至9中的任意一项所述的涡轮增压器，其特征在于：所述半弯边部的在所述弹簧元件的径向方向上测量的宽度是所述半弯边部的在所述弹簧元件的轴向方向上测量的高度的倍数。

11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的涡轮增压器，其特征在于：所述阀门元件轴穿过设置在所述阀门元件支座中的孔，并且在所述阀门元件轴的自由端处设有抵接部，在所述抵接部和所述阀门元件支座之间设置环形垫圈，所述阀门元件轴穿过所述环形垫圈，并且，安装在所述第一位置中的所述弹簧元件被布置在所述垫圈和所述阀门元件支座之间。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的涡轮增压器，其特征在于：安装在所述第二位置中的所述弹簧元件被布置在所述调节杆和所述调节杆致动元件之间。