废气涡轮增压器的限制止挡设备
技术领域
本申请涉及一种用于限制移动部件相对固定部件的调节路径的限制止挡设备。本发明另外涉及一种装料单元,特别是废气涡轮增压器,装备有至少一个这种限制止挡设备。
背景技术
在很多技术领域,需要限制移动部件相对于固定部件的调节路径,以便能在调节路径的端部处限定预定相对位置或端部位置。通常,通过限制止挡实现。这种限制止挡例如能借助于在开始提及类型的限制止挡设备而实现。
为了能够抵消制造容差,期望通过各个限制止挡仅朝向组件的端部限定各个端部位置。为此,这种限制止挡设备能被配置为可调节的。
例如,可要求具有可变几何涡轮的废气涡轮增压器以限制制动器的调节路径,制动器用于制动该可变几何涡轮以便限定可变几何涡轮的打开位置及闭合位置。
从DE 10 2004 058 719 A1已知一种具有可变几何涡轮的废气涡轮增压器,控制台紧固到该废气涡轮增压器的涡轮外壳上,控制台承载用于制动可变几何涡轮的制动器的伺服驱动系统。制动器为可枢轴转动的杆,其调节路径沿枢轴方向被限制止挡所限制。该限制止挡通过螺钉的轴向端面形成,该螺钉被插入形成在控制台上的螺纹孔中。通过旋转螺钉,能调节轴向止挡的位置。
发明内容
本发明解决了陈述在开始提及的这种类型的限制止挡设备或装备有这种限制止挡设备的装料设备的改进的实施方式的问题,其特征特别在于简单的可调节性或可组装性。
该问题通过独立权利要求的主题内容解决。有利实施方式为从属权利要求的主题内容。
本发明基于的一般理念为借助套筒体和核心体的帮助实现限制止挡设备,其中套筒体能插入到形成在固定部件中的开口中,同时核心体被布置在套筒体的内部中并使该套筒体径向支撑抵靠固定部件。然后通过这种支撑实现套筒体在固定部件上的轴向和/或旋转固定的固定。另外,限制止挡设备装备有突出至移动部件的调节路径中的止挡表面,限制其调节路径。已经显示,在固定部件的开口中的套筒体能相对容易且精确地定位,以便调节限制止挡。借助核心体的帮助相对容易地实现径向支撑,从而套筒体与固定部件之间的位置变化不再发生。因此,获得限制止挡的相对简单的可组装性和简单的可调节性。
这种情况下特别有利的是仅仅通过这种支撑实现了套筒体在固定部件上的固定,所述支撑借助核心体而实现。因此,可省略用于将套筒体固定在固定部件上的另外的紧固装置。
根据有利实施方式,在组装状态下的核心体能通过径向支撑抵靠所述套筒体而能轴向地和/或旋转地固定在所述套筒体中。换言之,同样仅通过这种支撑实现了将核心体固定在套筒体上。因此,对于将核心体固定到套筒体上的另外的紧固测量也能在此省略。由于此,该组装特别简单且成本有效。
根据优选实施方式,止挡表面能形成在套筒体上。可替代地,同样能够将止挡表面形成在核心体上。另一可替代方式中,限制止挡体能另外提供在套筒体和核心体上,限制止挡体包括止挡表面且被设置在套筒体上或核心体上,即,附接于其上。因此,根据各种应用,能提供合适的止挡表面。
根据另一实施方式,套筒体能包括在保持段中的内部圆锥体,其与核心体的用于径向支撑的外部圆锥体相互作用。根据该实施方式,一方面,套筒体与固定部件之间的径向支撑,另一方面,核心体与套筒体之间的径向支撑,能够以特别简单的方式实现,这是因为在核心体和套筒体之间产生将两个圆锥体彼此挤压的轴向调节或轴向调节力。通过两个圆锥体彼此的轴向挤压,套筒体径向膨胀,结果发生径向支撑抵靠固定部件。
特别地,内部圆锥体和外部圆锥体的锥角能选择为大小相等,以便实现面积力传递。另外地或可替代地,能设定将两个圆锥体的锥角选择为使得实现自锁,从而两个圆锥体之间的轴向支撑沿轴向方向没有足够大的分力,以便将两个圆锥体再次分开。这种自锁能通过两个圆锥体中至少一个的相应表面构造而由锥角独立支持或实现。例如,两个圆锥体中至少一个能具有例如能通过合适的粗糙度或通过合适的粘结剂涂层等实现的增大的摩擦表面。特别地,还能想到在两个圆锥体之间设置摩擦增加套筒或箔,例如为漏斗形式。摩擦增大层的设置同样可想到,例如其中嵌入有碳化硅颗粒的化学镍基体。
根据另一实施方式,套筒体能包括在保持段中轴向渐缩的内部横截面,而核心体包括向该内部横截面凸出地弯曲的外部横截面。例如,内部横截面能配置为内部圆锥体,而外部横截面能配置为王冠或球形。通过将核心体轴向挤压或推动到套筒体的渐缩的区域中,实现期望的径向支撑。根据特别有利的实施方式,核心体被配置为球体。因此,组装错误能避免。而且,球体能更加成本有效地制得。
根据另一实施方式,保持段中的套筒体在其外侧能包括至少一个径向突出的突部。通过径向支撑,该至少一个突部能进入固定部件封闭开口的内壁中,结果,形成套筒体与固定部件之间的正固定。各个突出能例如以环形循环方式延伸,其改进轴向锁定。同样能想到将各个突部装备有轴向延伸部,其改进旋转锁定。特别地,能提供多个突部,其被轴向地成列布置或沿圆周方向彼此邻近地布置。同样能想到套筒体在保持段中的滚花外轮廓,其基本通过轴向彼此邻近布置的环形突部的交点而形成,其被沿圆周方向彼此邻近布置的直线突部的交点重叠。
可替代地,在此还能在套筒体外侧至少在保持段中装备有增大的粗糙度,其能通过合适的摩擦涂层或表面加工而实现。在此,还能想到在套筒体和固定部件之间布置摩擦增大套筒或箔。在这种情况下,保持段中的套筒体在其外侧包括至少一个摩擦增大层,其例如能借助碳化硅颗粒的帮助而产生,其最终嵌入到化学镍基体中。
根据特定实施方式,至少为了组装,核心体能包括拉杆,拉杆在组装期间从开口突出,使得套筒体被轴向定位和/或相对于其旋转位置定位,轴向力能经由该拉杆引入到核心体中,以便产生径向支撑。通过该拉杆,设置在套筒体内部中的核心体能容易接近,以便能够引入为了产生径向支撑而需要的轴向运动或轴向力。
可替换地,至少为了组装,套筒体能包括拉动套筒部分,拉动套筒部分在组装期间从开口突出,使得套筒体被轴向定位和/或相对于其旋转位置定位,轴向拉力能经由拉动套筒部分引入到套筒体中。同时,核心体上的轴向压力能通过拉动套筒部分引入,用于产生径向支撑。在这种设计下,同样,套筒体与核心体之间的轴向可调节性或力的引入被简化,以便能够产生期望的径向支撑。
特别地,拉杆能被附接到核心体,使得只要实现期望的径向支撑则拉杆由于轴向拉力而折断。与此类似,拉动套筒部分被附接到套筒体,使得只要实现期望的径向支撑则拉动套筒部分由于轴向拉力而折断。通过这种设计,因为不需要执行力测量等以便能够检测达到最终组装状态,所以组装简化。简单解释,由于在此引入的限制止挡设备,各个拉杆或各个拉动套筒部分被拉动,直到折断。组装过程因此终止。各个预定折断点的设计确保一方面实现套筒体与固定部件,另一方面实现核心体与套筒体之间期望固定所需的最小支撑。
优选地,套筒体本身能包括止挡部分,其在组装状态下从开口突出并包括止挡表面。换言之,各个止挡于是形成在套筒体上。这种设计能相对容易地实现并仅需要两个部件,即套筒体和核心体。特别地,止挡表面能通过止挡部分的环形轴向端面或通过止挡部分的封闭轴向端形成。该实施方式于是涉及轴向止挡,其中移动部件轴向地推向抵靠止挡表面。可替换地,同样能够通过止挡部分的径向圆周侧在套筒体上形成止挡表面。根据该实施方式,产生径向限制止挡,其中移动部件径向推动抵靠止挡表面。在此,该实施方式能特别有利,其中套筒体的止挡部分被偏心地设计。通过止挡部分的偏心性,径向止挡的调节能够先于开口中的支撑而将套筒体相对于固定部件旋转。通过该旋转,与位于外侧并形成止挡表面的止挡部分的圆周侧的调节路径对齐的部分的径向位置由于该止挡部分的偏心性而改变。因此,通过转动套筒体,径向限制止挡的径向位置能调节。通过借助核心体的支撑,套筒体的调节位置于是能固定。
根据另一实施方式,止挡表面能形成在限制止挡体上,该限制止挡体设置在套筒体上,即,附接于其上,也就是说,优选附接到套筒体的从开口突出的止挡部分。可替代地,止挡表面也能形成在核心体的从开口突出的止挡部分上。
根据各个安装情况,拉杆或拉动套筒部分能从开口的也定位有止挡表面的相同侧突出。在这种情况下,开口可被配置为通孔或一侧闭合的开口。同样能想到这种设计,其中拉杆或拉动套筒部分从开口的远离止挡表面的一侧突出。在这种情况下,开口必须被配置为通孔。
根据另一实施方式,套筒体能具有径向突出的颈圈部分,颈圈部分轴向地支撑抵靠沿开口边缘的固定部件的围护部上。在这种情况下,核心体沿套筒体的插入方向被轴向挤压或推动到套筒体中,以便产生所需的径向支撑。根据这种实施方式,套筒体相对固定部件的轴向定位由颈圈部分限定。该实施方式因此以特别方式适于实现径向限制止挡,其中关联的止挡表面于是实际形成在颈圈部分区域中的套筒体上。通过相对套筒体被偏心成形或布置的颈圈部分,径向部分的期望的径向定位能通过套筒体在引入核心体之前在开口中的旋转位置而实现。该实施方式特征在于特别简单的可组装性。
根据在此引入的、分别要求保护的且还代表根据本发明的单独的方案的限制止挡设备的特别有利的应用,限制止挡设备能被用于装料设备中,特别是具有可变几何涡轮的废气涡轮增压器中。涡轮侧的可变几何涡轮包括多个能共同地旋转的引导片,以便能够使涡轮的入口开口相对于其横截面变化。为了制动可变几何涡轮,能提供制动器,该制动器通常位于涡轮外壳的外侧并能借助控制设备的帮助驱动。为了限制制动器的调节路径,现在能使用上面描述的类型的限制止挡设备。移动部件于是为制动器,而固定部件为涡轮外壳或布置在涡轮外壳上的控制台。
可变几何涡轮可包括在涡轮外壳的内部中的制动环,该制动环能旋转地调节并且利用该制动环可调节的引导片的制动臂能够共同地旋转,其中制动臂的旋转导致引导片相应地旋转。通常,用于旋转制动的该制动环能被联接到上面描述的制动器。为了限制制动环沿旋转的一个方向和/或另一个方向的调节运动,能采用至少一个上面描述的限制止挡设备。移动部件于是为制动环,固定部件于是为可变几何涡轮的引导片承载器,可调节的引导片能旋转地安装在该引导片承载器上。特别地,根据这种应用,能采用两个限制止挡设备,以便同时沿一个旋转方向和另一个旋转方向限制制动环,使得对于开口位置和闭合位置都能确保限定的端部位置。
本发明的其它重要特征和优点从从属权利要求、附图和借助附图的关联的图片的描述而获得。
将理解,在不偏离本发明的范围的情况下,上面描述的特征和在下面将解释的特征不是仅能够在所阐述的各个组合中使用,而是在其它组合或各自使用。
在附图中显示并且在下面描述中更详细地解释本发明的优选示例实施例,其中相同的附图标记指代功能相同或相似的部件。
附图说明
在每种情况下示意性地显示
图1可变几何涡轮的制动器的区域中的装料设备的部分截面外部视图;
图2~6具有不同实施方式的限制止挡设备的纵向截面的简化示例图;
图7闭合位置中的可变几何涡轮的轴向视图;
图8与图7中相同但是沿相反的观察方向的视图;
图9与图7中相同但是在打开位置的视图;
图10与图9中相同但是沿相反的观察方向的视图;
图11与图2~6中相同但是具有另一实施方式的视图;
图12与图11中相同但是具有再一实施方式的视图。
具体实施方式
根据图1,装料设备1,优选涉及废气涡轮增压器,包括涡轮外壳2,可变几何涡轮4的制动器3被设置在涡轮外壳2的外部,可变几何涡轮4在图7~10中更详细地显示。在这种情况下,制动器3被配置为围绕旋转轴5能枢轴转动地安装在涡轮外壳2上的制动杆,制动构件3通过联接元件6连接到在此未显示的制动驱动器。
通过制动,制动器3通过由双箭头指示的调节路径7。该调节路径7至少沿一个调节方向被限制止挡8所限制,这通过借助于限制止挡设备9而实现。在此,限制止挡设备9直接布置在涡轮外壳2上。同样可想到将限制止挡设备9附接到控制台,该控制台反过来紧固到涡轮外壳2上。
限制止挡设备9通常用于限制移动部件10相对于固定部件11的调节路径7,在图1的实施例中移动部件10由制动器3形成,在图1的实施例中,固定部件11由涡轮外壳2形成。
根据图7~10,在涡轮外壳2的内部中的可变几何涡轮4包括制动环12,借助于制动环12,多个制动臂13能各自围绕自己的枢轴14同时旋转。制动臂13以旋转固定方式通过销15被各自连接到引导片16。引导片16经由各个销15被旋转地安装在盘形的引导片承载器17上。在此,引导片承载器17位于引导片16与制动臂13之间。根据在此显示的实施方式的制动环12经由旋转轴承18被旋转安装在引导片承载器17上。而且,制动环12以合适方式连接到制动器3,而制动构件3与制动环12之间的联接在此未显示。
制动环12于是相对引导片承载器17能调节,其中相应的调节路径7也由双箭头指示。为了将调节路径7限制在一个旋转方向和/或另一个旋转方向,现在可以再次提供至少一个限制止挡设备9。在图7~10的实施例中,提供两个这种限制止挡设备9,以便沿两个旋转方向限制制动环12的调节路径7。因此,第一止挡8a能沿箭头指示的第一旋转方向19限定对于在此未显示的装料设备1的涡轮具有最小通流横截面的闭合的通孔开口位置。该闭合位置在图7和8中反映。根据另一限制止挡设备9,第二限制止挡8能沿同样由箭头指示的相反的第二旋转方向20实现,以便限定对于涡轮具有最大通流横截面的打开位置。该打开位置在图9和10中反映。
根据图7~10中显示的实施方式,制动环12形成用于各个限制止挡设备9的移动部件10,而引导片承载器17形成用于各个限制止挡设备9的固定部件11。
根据图2~6、11和12,各个限制止挡设备9包括套筒体21、核心体22和止挡表面23。套筒体21被插入到开口24中,开口24形成在固定部件11中。在此,套筒体21被插入到开口24中,使得套筒体21的保持段25被设置在开口24的内部中。套筒体21被设计成中空的,于是围绕内部26。而且,套筒体21通过其纵向中心轴27限定轴向方向。
核心体22在组装状态下被设置在套筒体21的内部26中,并在套筒体21的保持部分25与固定部件11的内壁28之间产生径向支撑,固定部件11的内壁28径向限制开口24。通过这种支撑,套筒体21被轴向且旋转地固定在固定部件11上。
止挡表面23形成限制止挡8,并在组装状态下突出到移动部件10的调节路径7中,并因此形成对调节路径7的期望的限制。
核心体22在组装状态下通过径向支撑被轴向且旋转地固定在套筒体21中,该径向支撑也在核心体22与套筒体21的保持部分25之间起作用。
为了实现该径向支撑,根据图2~6和11中显示的实施方式的套筒体21包括在保持段25的内部圆锥体29。与此相配的,核心体22包括外部圆锥体30。为了产生径向支撑,内部圆锥体29与外部圆锥体30相互作用。轴向调节或套筒体21与核心体22之间力的引入由于两个圆锥体29、30之间的楔入作用能导致径向支撑的产生。特别地,至少当达到期望的径向支撑时,圆锥体29、30彼此能够配置或匹配为发生自锁或自动夹住。这能够通过锥度的合适选择和/或通过摩擦系数的合适匹配而实现。特别地,两个圆锥体29、30的锥度被选择为大小相等,以便实现核心体22与套筒体21之间尽可能大的面接触和力传递。
根据图12所示的实施方式,套筒体21包括轴向渐缩的内部横截面,即,沿纵向中心轴线27的方向,用于实现保持段25中的径向支撑。在该实施例中,通过内部圆锥体29再次实现该横截面的渐缩。然而,原则上,其它渐缩轮廓,特别是弯曲轮廓,在此也能想到。而且,根据该实施方式,核心体22提供有相对于内部横截面为凸出地弯曲的外部横截面。例如,核心体22的横截面在面向内部圆锥体29的部分中以王冠球体方式朝向套筒体21弯曲。图12显示特别有利的实施方式,其中核心体22被设计为球体。
为了改进套筒体21与固定部件11的固定,套筒体21在其外侧在保持段25中能包括至少一个径向突出的突部31。在示出的实施例中,提供多个突部31,每个突部31沿圆周方向环形地延伸。另外,突部31被布置为轴向上彼此邻近。在产生径向支撑时,突部31将其自身钻入或进入内壁28中,因此沿轴向方向产生正联合。无论如何,它们增大了套筒体21与固定部件11之间的摩擦。
另外地或可替代地,还可提供特别能轴向延伸的直线突部31。同样,能提供线性地或轴向地延伸的多个这种突部31,其在圆周方向布置为彼此邻近。另外地或可替代地,同样能够将套筒体21的外部以压纹方式嵌入到保持段25中。
替代这种突部31,套筒体21在其外部在保持段25中能具有摩擦增大层(在此同样用31指代)。这种摩擦增大层31能例如借助并入有化学镍基体的碳化硅颗粒产生。这种摩擦增大层31能以特变简单的方式应用。
根据图2、3、6、11和12中显示的实施方式,止挡表面23直接形成在套筒体21上。根据图5中显示的实施方式,止挡表面23为形成在核心体22上的示例。根据图4中所示的实施方式,限制止挡体32另外提供到套筒体21和核心体22上,止挡表面23形成在该限制止挡体32上。在图4的实施例中,限制止挡体32被设置在套筒体21上。根据另一实施方式,限制止挡体32也能布置在核心体22上。
作为图2~5和图11的实施方式的示例,图2显示用于组装的拉杆33位于核心体22上。特别地,核心体22和拉杆33由一片整体形成。组装时,该拉杆33从开口24突出。利用轴向地和/或相对于其旋转位置被定位的套筒体21,轴向拉力能经由拉杆33引入到核心体22中,以便一方面在核心体22与套筒体21之间且另一方面在套筒体21与固定部件11之间产生径向支撑。特别地,一旦实现期望的径向支撑,该拉杆33在这种情况下以其由于上面描述的轴向拉力而折断的这种方式被附接到核心体22。在图2~5和11中值得注意的是,预定的折断点34,拉杆33经过该预定折断点34与核心体22连接。
图6显示可替换的实施方式,其中套筒21包括至少用于组装的拉动套筒部分35。在组装期间,该拉动套筒部分35从开口24突出。利用轴向地和/或相对固定部件11对于其旋转位置被定位的套筒体21,轴向拉力能经由拉动套筒部分35引入到套筒体21中,以便支撑通过拉动套筒部分35抵靠核心体22而引人的轴向压力。期望的径向支撑以这种方式产生。在此,还能实际设定,拉动套筒部分35被附接到套筒体21,使得只要实现期望的径向支撑,则由于轴向拉力而折断。在此,预定折断点36显示拉动套筒部分35与剩余套筒体21之间的破坏的连接。
图12显示实施方式,其在没有可分离的拉杆33或可分离的拉动套筒部分35的情况下操作。根据该实施方式,套筒体21相对于固定部件11的轴向定位借助颈圈部分40而实现,该颈圈部分40从套筒体21突出。利用将套筒体21完全插入在开口24中,该颈圈部分40还轴向支撑抵靠在开口24边缘的围护部41。该围护部41于是形成固定部件11的一部分并并入内壁28中。根据该实施方式,用于实现限制止挡8的止挡表面23设置在套筒体21的径向圆周侧,使得在这种情况下实现径向限制止挡。因此,止挡表面23能再次被形成在套筒体21的从开口24突出的止挡部分37上。在本情况下,颈圈部分40和止挡部分37一致,使得最终保持段37同时形成颈圈部分40,反之亦然。通过在套筒体21与止挡部分37或颈圈部分40之间的偏心(关于图11更详细地解释),通过旋转套筒体21而能执行止挡表面23的径向定位,其先于套筒体21支撑抵靠固定部件11而发生。一旦进行了止挡表面23的期望的径向定位,则能产生用于固定套筒体21与固定部件11之间的旋转位置的径向支撑。因此,核心体22,即,在这种情况下为球体,沿套筒体21的插入方向(即,沿套筒体21被插入到开口24中的方向)被推动或驱动到套筒体21中,该插入方向平行于纵向中心轴线27延伸。将套筒体21锁定反抗旋转并还轴向地锁定在固定部件11上的期望的径向支撑通过相互作用横截面(即,这种情况下内部圆锥体29与球形表面)而发生。
该实施方式特别有利的在于:套筒体21与核心体22能从相同侧安装到固定部件11上,且套筒体21在核心体22的压入期间经由颈圈部分40将其自身轴向地支撑抵靠固定部件11,结果能省略用于产生反作用力的拉杆33或拉动套筒部分35。
根据图2~6中显示的实施方式,开口24被设计为通孔。因此,能够让拉杆33或拉动套筒部分35在面向背离止挡表面23的一侧从开口24突出,以便实现组装。与此相对比,图11和图12各自显示一实施方式,其中开口24在一侧被闭合。在这种情况下,拉杆33(如果存在的话)和止挡表面23在组装期间位于相同侧。
根据图2、3、11和12的实施方式,套筒体21包括止挡部分37,在组装状态下,止挡部分37各自从开口24突出并包括止挡表面23。根据图2中所示的实施方式,止挡表面23通过止挡部分37的环形轴向端面形成。根据图3中所示的实施方式,套筒体21例如通过在核心体22插入之后在止挡部分37的区域中形成闭合的轴向端而被提供。在这种情况下,止挡表面23通过止挡部分的闭合的轴向端形成。根据图11和图12中所示的实施方式,止挡表面23通过止挡部分37的径向圆周侧形成。值得注意的,根据图11和图12中所示的实施方式的该止挡部分37被配置为相对于套筒体21的纵向中心轴线27偏心。在这种情况下,对应的偏心用38指示。在图7和9中也能看到偏心38。例如,止挡部分37能设计成圆形或椭圆形或凸轮形。
根据图6中所示的实施方式,套筒体21在止挡部分37的区域中能被配置为实心或实心体,因为在这种情况下由于拉动套筒部分35,核心体22能在相反侧被插入。因此,根据该实施方式的止挡表面23也能形成在止挡部分37的闭合的轴向端部中。
根据图4中所示的实施方式,止挡表面23形成在限制止挡体32上,其设置在套筒体21上,即在从开口24突出的止挡部分37上。
根据图5中所示的实施方式,止挡表面23形成在核心体22的止挡部分39上,该止挡表面23从开口24突出。在这种情况下,套筒体21被全部布置在开口24的内部中并基本仅由其保持段25组成。
根据图2~6的实施方式,止挡表面23关于纵向中心轴线27轴向布置,结果,在这种情况下,轴向止挡各自借助限制止挡设备9而实现。与此相比,根据图11和12中所示的实施方式的止挡表面23相对于纵向中心轴线27径向取向,使得在这种情况下限制止挡设备9实现径向限制止挡。通过在图11和12中显示的实施方式中提供的止挡部分37与剩余的套筒体21之间的偏心38,径向限制止挡能通过旋转套筒体21而实现,因为在相对于固定部件11旋转套筒体21期间,止挡表面23的形成止挡8的区域的间隔沿相对于纵向中心轴线27的圆周侧改变。
根据在此显示的示例性实施方式,移动部件10和固定部件11为装料设备1的零件。根据图1中所示的实施方式,移动部件10通过制动器3形成,而固定部件11通过涡轮外壳2或通过紧固到涡轮外壳2的控制台形成。根据图7~10中所示的实施方式,移动部件10通过制动环12形成,而固定部件11通过引导片承载器17形成。