CN105026735A - 操纵装置以及具有这种类型操纵装置的阀门装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，具有驱动装置(23)、第一从动轴(12)、第二从动轴(14)和离合装置，通过该离合装置能够将驱动装置(23)的旋转运动传递到第一从动轴(12)和第二从动轴(14)。为在使用这种类型的操纵装置时达到尽可能高的灵活性，利用该操纵装置，两个从动轴(12、14)可以达到彼此不同的或相同的运动和两个从动轴(12、14)在不同调整角范围内的不同运动，提出离合装置通过行星齿轮传动装置(38)形成，该离合装置可以通过与行星齿轮传动装置(38)啮合的传动齿轮(36)传动。这种类型的操纵装置特别适用于动力传动内燃机内两个待连接的阀门(16、18)。

Description

操纵装置以及具有这种类型操纵装置的阀门装置
本发明涉及操纵装置，用于从驱动装置向两个从动轴传递转矩，具有驱动装置、第一从动轴、第二从动轴和离合装置，通过该离合装置能够将驱动装置的旋转运动传递到第一从动轴和第二从动轴上以及涉及用于内燃机的阀门装置，具有上面设置第一旋转角范围的第一阀门的第一从动轴、上面设置第二旋转角范围的第二阀门的第二从动轴，其中，第一旋转角范围是第二旋转角范围的子集。
这种类型的操纵装置例如用于向需要通过共同的驱动装置操纵，但没有相同的所要实施的旋转角范围的两个阀门上传递转矩。
两个阀门的这种连接的旋转运动在内燃机内例如可以在利用所连接的废气回收阀或空气转向阀驱动废气储存阀或节气阀时或在热回收时使用。
相应公开阀门装置，其中各自控制一个通道并具有不同的旋转角范围的两个相互连接的阀门可以通过共同的促动器进行调整。
DE 10 2010 020 709公开了可以通过共同的促动器操纵的具有涡轮增压器空气转向阀的废气储存阀的连接装置，其中，该促动器在连杆上具有用于传递运动的长孔，由此废气储存阀通过确定的旋转角范围旋转，而无需操纵空气转向阀和同时在第二旋转角范围内操纵连杆阀门。
但对于这些在不同的旋转角范围内的操纵，部分可以彼此独立操纵的阀门来说，始终需要附加的连杆，这种连杆需要发动机内的结构空间并在那里受到污染。
本发明的目的因此在于，提供一种操纵装置和具有这种类型操纵装置的阀门装置，其中可以取消附加的杠杆机构和取代其存在两个阀门轴通过驱动装置直接连接，其中，但实现两个阀门不同的确定运动，特别是调整角范围或调整速度。在此方面，对改变的设定值可以简单配合并因此可以用于具有简单改变的不同范围。特别是一个阀门可以保持在静止状态。在其他阀门继续旋转期间，而对此无需不同的离合元件。附加减少所需的结构空间。
该目的通过具有权利要求1所述特征的操纵装置和具有权利要求17所述特征的阀门装置得以实现。
通过离合装置由行星齿轮传动装置形成，其可以通过与行星齿轮传动装置啮合的传动齿轮传动，产生一种操纵装置，其中根据哪些元件固定或被传动，可以实现不同的速比。为此，两个从动轴与行星齿轮传动装置的可以完成在不同的范围内彼此不同或相同形式分布的确定运动的元件连接。可以取消其他的部件。在可能使用这种类型的操纵装置方面存在非常高的灵活性。
通过从动轴可以通过如前述权利要求之一所述的操纵装置传动，产生一种阀门装置，两个阀门通过该阀门装置无需附加的杠杆机构可以这样相互连接，使这些阀门具有不同的旋转角范围或不同的旋转速度。
行星齿轮传动装置的齿圈和行星齿轮架优选与传动齿轮啮合。通过这种类型的实施方式产生齿圈与太阳轮的确定速比。在从动轴的相应固定情况下，因此在所选取的旋转角范围上产生不同的或相同的旋转运动。
在一种特别优选的实施方式中，行星齿轮架上构成至少两个在切向上依次啮合的段并且传动齿轮作为分级齿轮构成，其一个齿轮在第一旋转角范围内与行星齿轮架的第一啮合段啮合并且分级齿轮的每个其他齿轮在后面的旋转角范围内与行星齿轮架的另一啮合段啮合。通过不同选择行星齿轮架与存在的传动齿轮之间的速比，在两个连续的旋转角范围内产生齿圈与太阳轮的其他速比，由此从动轴也以不同的方式彼此相对旋转。
达到两种不同速比结构转换的一种特别简单的实施方式的是，行星齿轮架的啮合段和分级传动齿轮的齿轮轴向依次设置，从而传动齿轮的各个齿轮与行星齿轮架的各个啮合段啮合。
齿圈在连续的旋转角范围上优选与双齿轮的第一齿轮啮合。因此齿圈进行不断的传动并因此在齿圈与一个从动轴连接时，相应的从动轴也在传动装置整个操纵范围上始终传动。
在第一实施方式中，相应地第一从动轴与行星齿轮传动装置的齿圈抗扭连接。在这种实施方式中，可以在无附加速比的情况下，两个从动轴设置在共同的轴上。
在作为选择的实施方式中，第一从动轴与传动齿轮抗扭连接。这样两个从动轴可以彼此偏移或彼此依次设置。
在进一步构成的实施方式中，传动齿轮与齿圈的速比为1：1，由此与从动轴连接无关该从动轴始终以相同的旋转速度运动。
第二从动轴优选与行星齿轮传动装置的太阳轮抗扭连接。通过适当的选择速比，可以使太阳轮并因此从动轴尽管齿圈旋转仍然停转，从而产生不同的旋转角范围，在这些旋转角范围内，要么两个从动轴，要么仅一个从动轴旋转。
在优选的可作为选择的构成中，太阳轮与一个齿轮段固定连接，该太阳轮与随动齿轮段啮合，该随动齿轮段与第二从动轴抗扭连接。按照这种方式，两个从动轴彼此平行偏移设置和第一与第二从动轴之间具有旋转角的附加速比。
太阳轮可旋转支承在第一从动轴上时，产生没有附加支承的特别紧凑的结构。
进一步简化该结构并使操纵装置更加紧凑的是，太阳轮具有不啮合的轴向段，行星齿轮架径向支承在该轴向段上。
此外有利的是，分级传动齿轮作为双齿轮构成并且在行星齿轮架上构成两个轴向和切向上连续啮合的段，从而仅提供从动轴的两个不同的旋转角范围。
在一种优选的实施方式中，齿圈与行星齿轮架的速比在第一旋转角范围内为1：1，由此齿圈和太阳轮并因此在这种情况下两个从动轴进行相同的运动。
在本发明进一步的优选构成中，齿圈与行星齿轮架的速比在第二旋转角范围内这样选择，以使得太阳轮停转。结果是，第二从动轴停转，而其运动与传动齿轮或齿圈连接的第一从动轴在两个旋转角范围上完成相同形式的运动。
驱动装置优选通过具有传动小齿轮的电动机形成，该传动小齿轮与转换齿轮啮合，该转换齿轮与传动齿轮抗扭连接。通过另一传动级的这种串接，可以进行从动轴非常精确的位置调节。
因此提供一种操纵装置以及具有这种类型操纵装置的阀门装置，利用这种操纵装置可以借助驱动装置不同操纵两个从动轴。特别是可以使一个阀门或一个从动轴在第一和第二旋转角范围上进行移调，而另一从动轴或阀门仅在第一旋转角范围内同时旋转。在驱动装置换向时，在通过第二旋转角范围之后也产生第二从动轴运动的自动输入。根据应用可以实现两个从动轴的不同旋转运动、调整角和速度。在此方面，操纵装置结构紧凑和安装简单。
依据本发明的操纵装置和具有这种类型操纵装置的阀门装置在附图中示出并在后面进行说明。其中：
图1以透视图示出具有取下外壳的依据本发明的操纵装置的依据本发明的阀门装置；
图2示出具有图1所示依据本发明的操纵装置的依据本发明的阀门装置的透视图；
图3示出具有图1和图2所示依据本发明的操纵装置的阀门装置的侧视图。
依据本发明的阀门装置由具有上面各自设置阀门16、18的两个从动轴12、14的操纵装置10组成。阀门16、18控制内燃机废气系统的各自一个通道20、22。
从动轴12、14的旋转运动通过驱动装置23产生，该驱动装置具有电动机24，在其输出轴26上设置传动小齿轮28。该传动小齿轮28与设置在操纵装置10的轴32上的转换齿轮30啮合。该轴32支承在操纵装置10的外壳34内。在轴32上作为对转换齿轮30的附加抗扭设置作为传动齿轮36使用的双齿轮，该双齿轮与转换齿轮30抗扭连接或与该转换齿轮作为三级齿轮构成。
传动齿轮36与行星齿轮传动装置38形式的离合装置作用连接，该行星齿轮传动装置在本实施例中具有齿圈40、太阳轮42、行星齿轮架44以及设置在行星齿轮架44的轴46上的三个行星齿轮，它们以公知的方式与太阳轮42和齿圈40的啮合齿进行啮合。传动齿轮36的第一齿轮50为传动行星齿轮传动装置38与齿圈40的外啮合齿51啮合。该第一齿轮50或传动齿轮36的第二齿轮52与行星齿轮架44的外啮合齿54啮合。因此行星齿轮架44与齿圈40之间的速比固定，这样导致太阳轮42确定的旋转运动。
第一从动轴12与齿圈40抗扭连接，其中，作为选择该第一从动轴也可连接与齿圈40啮合的传动齿轮36的第一齿轮50。太阳轮42形成可旋转支承在第一从动轴12上并设置在齿圈40内部的部件60的三个依次段的第一段。随后的第二圆柱体段62用于可旋转径向支承行星齿轮架44。第三轴向段作为齿轮段64构成，该齿轮段与第二从动轴14抗扭连接的随动齿轮段66啮合。
现在为了在不同的旋转角范围内不仅可以实现两个从动轴12、14的不同角速度，而且也可以使两个从动轴12、14的相对角速度在两个不同的旋转角范围内不同构成，行星齿轮架44的外啮合齿54具有两个在切向上观察连续啮合的段56、58，其中的第一啮合段56与传动齿轮35的第一齿轮50在第一旋转角范围内啮合和第二啮合段58与传动齿轮28的第二更小的齿轮52在第二旋转角范围内啮合。同时第一齿轮50在两个旋转角范围内也与齿圈40的外啮合齿51始终啮合。
在本实施例中，与齿圈40的旋转相关的两个旋转角各自约为90°。齿圈40与行星齿轮架44之间的速比在第一旋转角范围内为1：1，因为齿圈40和行星齿轮架44在该第一范围内以相同的齿数和相同的直径构成，而速比在第二旋转角范围内约为1：0.767，从而在该第二旋转角范围内行星齿轮架44仅如齿圈40的0.767倍快的速度旋转。
从中在第一旋转角范围内，行星齿轮架44完全如齿圈40的速度旋转，从而行星齿轮48本身不是环绕其轴46旋转。这一点的后果是，太阳轮42通过行星齿轮48以与齿圈40和行星齿轮架44相同的速度旋转。通过适当选择太阳轮对齿轮段后面的速比，因此两个从动轴12、14也可以相同的速度旋转。
只要通过第一旋转角范围，传动齿轮36的第一齿轮50就不再与行星齿轮架44的的第一啮合段56啮合，而是仅与齿圈40的外啮合齿51啮合。同时传动齿轮36的第二齿轮52与行星齿轮架44的第二啮合段58啮合。因此从这一时刻起，行星齿轮架44上仅以齿圈40的0.767倍的速度传动，由此强制使行星齿轮48环绕其轴46旋转。为此行星齿轮48必须在太阳轮42上滚动，该太阳轮通过这种运动固定并不能再旋转。相应地第一与齿圈40的运动连接的从动轴12以相同形式继续旋转，而其运动与太阳轮42连接的第二从动轴14静止。
相应地第一阀门16在通道20内通过180°的旋转角进行相同形式的旋转，而第二阀门18仅以90°旋转并随后保持在封闭第二通道22的位置上。
输出轴26在相反方向上的回转相应导致首先仅第一阀门16在相反的方向上旋转并随着达到第一旋转角范围，第二阀门18也重新与第一阀门16向打开各自通道20、22的位置内旋转。
相应地提供一种操纵装置或具有这种类型操纵装置的阀门装置，利用该操纵装置借助驱动装置实现两个从动轴和两个阀门意义明确的不同运动。在此方面，不仅为两个从动轴示出不同的旋转速度，而且也示出从动轴彼此不同的相对运动。特别是可以按照简单方式在第一旋转角范围内两个从动轴相同形式运动并在另一个旋转角范围内仅一个从动轴被传动，而另一个则静止。
显而易见的是，所介绍的操纵装置可以进行不同的修改，而不偏离主权利要求的保护范围。除了从动轴通过第二从动轴与太阳轮的连接设置在一条共同的直线上外，这些从动轴也可以由此彼此偏移设置，即第二从动轴不是与齿圈，而是与传动齿轮连接。通过使用多个行星齿轮传动装置也可以传动两个以上的从动轴，但它们确定与其速度和相对速度相关以不同的方式进行传动。不言而喻，任意多的连续旋转角范围也可以通过选择也就是多个传动齿轮和多个啮合段的速比在行星齿轮架上实现。相应地可以是不同的曲线分布和跃变。也可以设想其他结构上的改变。

Claims (17)

1.一种用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，具有驱动装置(23)、第一从动轴(12)、第二从动轴(14)和离合装置，通过该离合装置能够将驱动装置(23)的旋转运动传递到第一从动轴(12)和第二从动轴(14)，其特征在于，离合装置通过行星齿轮传动装置(38)形成，该离合装置能够通过与行星齿轮传动装置(38)啮合的传动齿轮(36)传动。
2.如权利要求1所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，行星齿轮传动装置(38)的齿圈(40)和行星齿轮架(44)与传动齿轮(36)啮合。
3.如权利要求2所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，行星齿轮架(44)上构成至少两个在切向上依次啮合的段(56、58)，并且具有分级传动齿轮(36)，所述传动齿轮(36)的一个齿轮(50)在第一旋转角范围内与行星齿轮架(44)的第一啮合段(56)啮合并且分级传动齿轮(36)的每个其他齿轮(52)在后面的旋转角范围内与行星齿轮架(44)的另一啮合段(58)啮合。
4.如权利要求3所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，行星齿轮架(44)的啮合段(56、58)和分级传动齿轮(36)的齿轮(50、52)轴向依次设置。
5.如权利要求3或4之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，齿圈(40)在所有旋转角范围上与分级传动齿轮(36)的第一齿轮(50)啮合。
6.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，第一从动轴(12)与行星齿轮传动装置(38)的齿圈(40)抗扭连接。
7.如权利要求1到5之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，第一从动轴(12)与分级传动齿轮(36)抗扭连接。
8.如权利要求7所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，传动齿轮(36)与齿圈(40)的速比为1：1。
9.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，第二从动轴(14)与行星齿轮传动装置(38)的太阳轮(42)抗扭连接。
10.如权利要求1到8之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，太阳轮(42)与齿轮段(64)固定连接，该齿轮段与随动齿轮段(66)啮合，该随动齿轮段与第二从动轴(14)抗扭连接。
11.如权利要求10所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，太阳轮(42)可旋转支承在第一从动轴(12)上。
12.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，太阳轮(42)具有不啮合的轴向段(62)，行星齿轮架(44)径向支承在该轴向段上。
13.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，分级传动齿轮(36)作为双齿轮构成并在行星齿轮架(44)上构成两个轴向和切向上连续啮合的段(56、58)。
14.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，齿圈(40)与行星齿轮架(44)的速比在第一旋转角范围内为1：1。
15.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，齿圈(40)与行星齿轮架(44)的速比在第二旋转角范围内这样选择，以使得太阳轮(42)停转。
16.如前述权利要求之一所述的用于从驱动装置(23)向两个从动轴(12、14)传递转矩的操纵装置(10)，其特征在于，驱动装置(23)通过具有传动小齿轮(28)的电动机(24)形成，该传动小齿轮与转换齿轮(30)啮合，该转换齿轮与传动齿轮(36)抗扭连接。
17.一种用于内燃机的阀门装置，具有上面设置第一旋转角范围的阀门(16)的第一从动轴(12)、上面设置第二旋转角范围的第二阀门(18)的第二从动轴(14)，其中，第一旋转角范围是第二旋转角范围的子集，其特征在于，从动轴(12、14)能够通过如前述权利要求之一所述的操纵装置(10)传动。
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