CN104813067A - 用于促动一个或多个运动部件的装置,特别是用于机动车辆涡轮增压器 - Google Patents

用于促动一个或多个运动部件的装置,特别是用于机动车辆涡轮增压器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于促动一个或多个运动部件的装置，特别地用于机动车辆涡轮增压器，所述装置包括驱动轴、输出轴、和传动系统，所述传动系统将扭矩从所述驱动轴传递到所述输出轴，所述传动系包括将扭矩从所述驱动轴传递到所述输出轴的至少一个轮(8a、8b)，所述驱动轴和输出轴和所述一个或多个传动轮(8a、8b)能绕各自的枢转轴线(10m、10a、10b、10s)旋转。根据本发明，所述传动轮(8a、8b)的至少一个的枢转轴线从经过所述驱动轴和所述输出轴的枢转轴线的平面P偏移。

Description

用于促动一个或多个运动部件的装置,特别是用于机动车辆涡轮增压器
技术领域
本发明涉及用于促动一个或多个运动部件的装置，以及包含这种促动装置和意图由所述装置促动的运动部件(一个或多个)的组件。其将特别地在涡轮增压器领域得到应用，以用于调节涡轮机叶片位置。然而，多种其他应用也是可行的。
背景技术
在该领域，气动促动器是已知的。然而，在性能和价格方面，它们不能总是提供最佳的折中，特别是在于特别紧张环境(如机动车辆引擎盖下方的应用)中的低成本应用的情况下。
由此，在一些情况下，优选地，用使用电马达的促动器替代它们。该领域中，包括驱动轴、输出轴、和用于借助于传动轮将扭矩从驱动轴传递到输出轴的传动系统的促动装置是已知的。传动系统允许驱动轴与输出轴之间的减速比被固定。
在该情况中，如在车辆热机的空气供应阀的情况中那样(其中通过阀促动的运动部件(一个或多个)，如阀瓣，并行铰接至用于驱动所述驱动轴的马达)，传动系统还确保在驱动轴和输出轴之间存在足够的间隔，以允许输出构件的移位。因此，驱动轴、传动轮和输出轴的枢转轴线在同一平面。换句话说，在垂直于所述枢转轴线的平面中观察，它们是对齐的。
然而，仍需要更紧凑的促动装置。
发明内容
为此，本发明提出一种用于促动一个或多个运动部件的装置，特别是用于机动车辆涡轮增压器，所述装置包括驱动轴、输出轴、和传动系统，所述传动系统用于将扭矩从所述驱动轴传递到所述输出轴，所述传动系统包括用于将扭矩从所述驱动轴传递到所述输出轴的至少一个轮，所述驱动轴和输出轴和所述传动轮(一个或多个)可绕各自的枢转轴线旋转。
根据本发明，所述传动轮的至少一个的枢转轴线从经过所述驱动轴和输出轴的枢转轴线的平面偏移。使用以此方式定位的枢转轴线，装置占据有限量的空间，因为这对于同样的减速比，传递构件(在垂直于所述枢转轴线的平面中观察)更好地分布。
有利地，所述枢转轴线定位为使得，径向地连接所述枢转轴线的线是在每个枢转轴线处改变方向的折线。
根据本发明的第一方面，所述装置可包括用于旋转地驱动所述驱动轴的马达，特别是电马达，所述马达设置有至少两个功率供应连接器，所述连接器从所述马达突出，具有平行于所述驱动轴、特别是平行于所述马达的部段。通过这样的实施例，可以沿相同方向引导所述装置的扭矩传递构件和其马达的电连接器，这允许驱动所述构件的马达的功率供应系统及其控制以少量的部件且以有限的空间实现。
所述连接器可以有利地定位在一角扇形部内，所述角扇形部形成为从驱动轴的枢转轴线延伸且形成小于180°的角度，特别是小于120°，甚至小于90°。根据该后面的特征，进一步改进了装置的紧凑特性。
在这一点上，所述传动轮中的一个轮，即第一轮，可以有利地与所述驱动轴啮合，且所述传动系统的一个或多个其他传动轮定位为至少部分地与所述驱动马达垂直地对准。由此可以充分利用前文所设想的连接器的布置。
已经叙述过，根据本发明的该第一方面，可以使用以下特征，一起或分开地考虑：
-所述装置包括本体，该本体限定座，所述驱动轴和/或所述输出轴在该座内突出，和/或所述传动系统坐落与该座内；
-所述装置包括用于闭合所述座的盖，所述盖包括用于电连接到所述连接器的元件，和/或角度位置传感器，所述角度位置传感器与所述驱动轴、所述输出轴和/或所述传动系统配合；
-所述电连接元件和/或所述角度传感器包覆模制在所述盖上。
根据本发明的可以与前述方面结合的另一方面，所述传动轮(一个或多个)相应地包括轴，该轴用于绕它们的枢转轴线可旋转地安装所述传动轮。所述传动系统包括连接到所述输出轴的输出轮。所述装置还包括，一方面，套筒，该套筒其用于枢转地安装所述传动轮(一个或多个)的轴和/或所述输出轴，另一方面包括隔圈，所述隔圈布置在所述套筒中的一个(即短套筒)与所述传动和/或输出轮的轮(即抬高的轮)之间，所述抬高的轮沿着所述抬高的轮的枢转轴线可枢转地安装在所述短套筒上。
所述隔圈具有的外直径小于所述短套筒的外直径。通过这样的布置，可以通过允许传动轮的更大程度的叠置而改进进一步的紧凑性。
此外，可以注意到，这些特征允许改进紧凑性，而不需要传动构件的枢转轴线坐落于偏移平面中，且本发明还涉及促动装置，所述促动装置具有所述特征，而无论所述枢转轴线的定位如何。
已经叙述过，根据本发明的该另一方面，可以一起或分开地使用以下特征：
-传动轮的套筒具有沿对应轮的枢转轴线的高度，其从一个套筒到另一个是类似的；
-所述抬高的轮与所述其他传动轮中的一个相邻轮啮合，该装置包括小齿轮和大齿轮，所述小齿轮与所述抬高的轮啮合，且所述大齿轮定位为对着所述隔圈旋转；
-所述大齿轮具有径向延伸部，所述径向延伸部大于承载所述小齿轮和大齿轮的轮的枢转轴线与所述短套筒的外直径的最近点之间的距离。
所述装置还可包括曲柄，所述曲柄设计为使用由所述输出轴供应的扭矩来促动所述运动部件。
本发明还涉及一种组件，其包含前文描述的促动装置以及意图通过所述装置促动的运动部件(一个或多个)。
附图说明
通过参考所附的附图阅读以下与实施例的详细示例相关的描述，本发明的进一步特征和优势将变得明显，在附图中，分别地：
图1是根据本发明的促动装置的实施例的示例的分解透视图；
图2是根据图1的装置的侧视图，其处于组装状况中，所述装置被显示为没有盖；
图3是图2的俯视图；
图4显示了根据先前视图所示的装置的盖的、从下方观察的透视图。
具体实施方式
本发明涉及用于促动一个或多个运动部件的装置。这些部件可包含，例如，涡轮增压器的涡轮机叶片，特别是机动车辆的涡轮增压器，所述叶片的方向要被改变，特别是根据所述涡轮机内的排气流量。已经叙述过，多个其他运动部件可以通过根据本发明的装置促动，特别是可旋转的运动部件。
如图1和2所示，所述装置在这里包括本体1，特别是通过铸造获得的本体。所述本体1例如由铝和/或铝合金制造。
所述装置包括驱动轴2、输出轴4和传动系统6，该传动系统用于将扭矩从所述驱动轴2传递到所述输出轴4。所述传动系统6包括至少一个轮8a、8b(在该情况中为两个)，其用于将扭矩从所述驱动轴2传递到所述输出轴4。所述轮包含例如带齿的轮，所述带齿的轮包括若干个齿轮(pinion)，更特别地，带齿的轮包括至少一个小齿轮13a、13b，其在枢转轴11a、11b上与大齿轮15a、15b同轴地相关联，其中一个轮的所述小齿轮与相邻轮的大齿轮啮合。
所述驱动轴2和输出轴4和所述传动轮(一个或多个)8a、8b的枢转轴11a、11b，以及任何相关联的齿轮(一个或多个)可绕在此彼此平行的相应枢转轴线10m、10a、10b、10s旋转。所述装置可进一步包括套筒12a、12b、12s，用于枢转地安装所述传动轮8a、8b的轴11a、11b，和/或所述输出轴4。所述套筒12a、12b、12s可从所述本体1延伸。
在这里，所述装置进一步包括马达14，特别是电马达，用于旋转地驱动所述驱动轴2。所述马达例如包含这样的马达，其定子和转子(不可见)容纳在圆柱形壳体16内。作为变形形式，马达可还包含具有较为扁平构型的马达，还以名称扁平马达已知。在这里，所述马达14容纳在本体1的具有互补形状的腔体18中。
所述马达14可设置有至少两个电功率供应连接器20a、20b，其从所述马达14突出且平行于所述驱动轴2。换句话说，它们沿相同方向延伸，在这里相对于所述马达14的同一纵向端部面22垂直。连接器在这里包含扁平金属插脚。
所述驱动轴2形成所述马达14的转子的周旋延伸部，且终结于与传动系统6啮合的齿轮23。
所述传动系统6在这里包括连接到所述输出轴4的输出轮24。驱动轴的齿轮23、用于传递扭矩的传动系统的齿轮15a、15b、13a、13b、和所述输出轮24确定减速比，该减速比取决于意图的应用而被选择。
所述装置还可包括轴承和/或密封垫片26，其安装在所述本体1与所述输出轮24之间，特别是在所述对应的安装套筒12a内。其还可包括曲柄28，所述曲柄设计为使用由所述输出轴4供应的扭矩来促动运动部件(一个或多个)。可以注意到，所述曲柄28允许径向偏移的布置，使得内部容纳有马达14的壳体16不干扰相关联的运动部件(一个或多个)的移位。作为变形形式，超出壳体16的轴向偏移布置是可行的。
所述促动装置可通过控制单元(未示出)驱动，所述控制单元用于依据供应到马达14的电流的特征而旋转地驱动所述曲柄28以便引起连接至所述曲柄28的运动部件的运动。这里，更精确地，马达14的功率供应引起驱动轴4沿F1指示的箭头方向旋转，这经由其齿轮23而引起传动轮的第一轮8a沿F2指示的箭头方向旋转，这继而引起传动轮的另一轮——第二轮8b——沿F3指示的箭头方向旋转，这最终借助所述输出轮24而引起输出轴4且因而曲柄28沿F4指示的箭头的方向旋转。
如从图3中更清晰可见的，根据本发明，所述传动轮8a、8b中的至少一个的枢转轴线10a、10b从经过所述驱动轴和输出轴的枢转轴线10m、10s的平面P偏移，所述驱动轴和输出轴在这里连接到所述齿轮23和连接到所述输出轮24。换句话说，所述传动轮(一个或多个)8a、8b的所述枢转轴线10a、10b不位于所述平面P内。由此，这由于传递构件在附图平面内的更好的分布而有助于阀的紧凑性。
有利地，所述枢转轴线10m、10a、10b、10s定位为使得，径向地连接所述枢转轴线的线是在每个枢转轴线10m、10a、10b、10s处改变方向的折线。换句话说，在图3的平面中，所述线形成多边形，在这里为四边形，其顶点是所述枢转轴线10m、10a、10b、10s。特别地，其可包含具有大致梯形形状的四边形。
马达14的所述连接器20a、20b可以定位在角扇形部α内，所述角扇形部α形成为从驱动轴2的枢转轴线10m延伸且形成小于180°的角度，特别是小于120°，在这里为约90°。这种布置允许装置的紧凑性进一步被改进。
更特别地，所述传动轮的第一轮8a与驱动轴2啮合，且所述第一轮8a的枢转轴线10a和所述连接器20a、20b定位在角扇形部β内，所述角扇形部β形成为从驱动轮2的枢转轴线10m延伸且形成小于180°的角度。
有利地，由于连接器20a、20b定位在其内的、较小的角扇形部，所述传动系统6的一个或多个其他轮，特别是所述第二传动轮8b和/或所述输出轮24，定位为至少部分地与所述驱动马达14垂直地对准，特别是与所述马达14的纵向端部面22垂直地对准，所述连接器20a、20b从所述端部面突出。
所述本体1在这里限定座30，驱动轴2和/或所述输出轴4浮现在其内，和/或所述传动系统6坐落于其内。所述装置还可包括盖32，其在图1中可见，由于闭合所述座30。所述盖32在这里借助于螺钉33固定到所述本体1上，所述螺钉33经由所述盖32中的孔眼37而接合在所述本体1的螺纹孔35内。密封垫片39(图4)可定位在所述本体1与所述盖32之间，以便改进座30的密闭性。
如图4中清楚可见的，所述盖包括元件34a、34b，特别是端子，用于与所述连接器20a、20b电连接。该情况中其还包括角度位置传感器86，特别是霍尔探头，其与所述输出轴6配合，例如借助于坐落于其上的磁性目标板38。作为变形形式，所述磁性目标板可坐落在所述传动系统6的所述驱动轴上和/或一构件上，在该情况中霍尔探头在盖上的定位明显地被调适。
所述电连接元件34a、34b和/或所述角度传感器86例如包覆模制在所述盖32上，在这里沿着电路的电轨道40，所述电路包括所述电连接元件34a、34b和/或所述角度传感器86。
如图2所示，有利地，所述装置包括隔圈50，其布置在所述套筒12b中的一个(即短套筒，在所述图中其外部轮廓以虚线显示)与所述传动轮的轮(在这里为第二轮8b，即抬高的传动轮，其沿所述抬高的轮8b的枢转轴线10b枢转地安装在所述短套筒12b上)之间。有利地，所述隔圈50具有的外直径小于所述短套筒12b的外直径。这样的特征进一步有利于装置的紧凑性。
隔圈50在这里与抬高的轮8a形成为一件。传动轮8a、8b的套筒12a、12b具有沿对应轮的枢转轴线的高度，其从一个套筒到另一个是类似的。
抬高的轮8b的大齿轮15b与第一传动轮8a的小齿轮13a啮合，所述第一轮8a的大齿轮15a定位为对着所述隔圈50旋转。所述第一轮8a的所述大齿轮15a具有径向延伸部X，其大于所述第一轮8a的枢转轴线10a与所述短套筒12b的外直径的最近点之间的距离x。从图2，可以更好地理解通过这样的特征在紧凑性方面获得的优势，所述特征也可以明显地应用于根据本发明的装置的其他轮。
所述盖32在这里包括套筒80a、80b，其形成为一件，用于接收所述传动轮8a、8b的枢转轴11a、11b的顶部端部。

Claims (13)

1.一种用于促动一个或多个运动部件的装置，特别地用于机动车辆涡轮增压器，所述装置包括驱动轴(2)、输出轴(4)、和传动系统(6)，所述传动系统用于将扭矩从所述驱动轴(2)传递到所述输出轴(4)，所述传动系统(6)包括用于将扭矩从所述驱动轴(2)传递到所述输出轴(4)的至少一个轮(8a、8b)，所述驱动轴(2)和输出轴(4)和所述一个或多个传动轮(8a、8b)能够绕各自的枢转轴线(10m、10a、10b、10s)旋转，所述传动轮(8a、8b)的至少一个的枢转轴线从经过所述驱动轴(2)和所述输出轴(4)的枢转轴线的平面P偏移，
所述促动装置包括用于旋转地驱动所述驱动轴(2)的马达(14)，且其中，所述马达(14)设置有至少两个功率供应连接器(20a、20b)，所述连接器从所述马达(14)突出，所述连接器平行于所述驱动轴(2)且定位在一角扇形部内，该角扇形部形成为从驱动轴(2)的枢转轴线(10m)延伸且形成小于180°的角度。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述枢转轴线(10m、10a、10b、10s)定位为使得，径向地连接所述枢转轴线(10m、10a、10b、10s)的线是在每个枢转轴线(10m、10a、10b、10s)处改变方向的折线。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述角扇形部小于120°。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述传动轮中的一个轮，即第一轮，与所述驱动轴(2)啮合，且其中，所述传动系统(6)的一个或多个其他传动轮(8b、24)定位为，至少部分地与所述驱动马达(14)垂直地对准。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，包括本体(1)，该本体(1)限定座(30)，所述驱动轴(2)和/或所述输出轴(4)在该座内突出，和/或所述传动系统(6)坐落在该座内。
6.如权利要求5所述的装置，包括用于闭合所述座(30)的盖(32)，所述盖(32)包括用于电连接到所述连接器(20a、20b)的元件(34a、34b)，和/或角度位置传感器(86)，所述角度位置传感器与所述驱动轴(2)、所述输出轴(4)和/或所述传动系统(6)配合。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述电连接元件(34a、34b)和/或所述角度传感器包覆模制在所述盖(32)上。
8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述一个或多个传动轮(8a、8b)分别包括用于绕它们的枢转轴线(11a、11b)可旋转地安装所述一个或多个传动轮(8a、8b)的轴(11a、11b)，和/或所述传动系统包括连接到所述输出轴(4)的输出轮(24)，所述装置还包括，一方面，套筒(12a、12b)，其用于枢转地安装所述一个或多个传动轮(8a、8b)的轴(11a、11b)和/或所述输出轴(4)，以及另一方面，包括隔圈(50)，所述隔圈布置在所述套筒中的一个(12b)，即短套筒，与枢转地安装在短套筒(12b)上的所述传动和/或输出轮的轮(8b)，即抬高的轮，之间，沿着所述抬高的轮(8b)的枢转轴线(10b)，所述隔圈(50)具有的外直径小于所述短套筒(12b)的外直径。
9.如权利要求8所述的装置，其中，传动轮(8a、8b)的套筒(12a、12b)具有沿对应的轮(10、10b)的枢转轴线的高度，其从一个套筒到另一个是类似的。
10.如权利要求8或9中任一项所述的装置，其中，所述抬高的轮(8b)与所述其他传动轮的一个相邻轮(8a)啮合，该相邻轮(8a)包括小齿轮(13a)和大齿轮(15a)，所述小齿轮(13a)与所述抬高的轮(8b)啮合且所述大齿轮(15a)定位为对着所述隔圈(50)旋转。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述大齿轮(15a)具有径向延伸部，该径向延伸部大于承载所述小齿轮和大齿轮的轮(8a)的枢转轴线(10a)与所述短套筒(12b)的外直径的最近点之间的距离。
12.如前述权利要求中任一项所述的装置，包括曲柄(28)，该曲柄设计为使用由所述输出轴(4)供应的扭矩来促动所述一个或多个运动部件。
13.一种组件，包括根据前述权利要求中任一项所述的促动装置，以及意图由所述装置促动的一个或多个运动部件。
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