CN106567938B - 包括机械联接器的阀单元 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种包括机械联接器的阀单元。该阀单元包括：阀(7)，其包括具有旋转轴线的阀轴(30)；致动器(6)，其包括具有旋转轴线的致动器轴(20)；机械联接器(1)，用于旋转地联接所述致动器轴(20)和所述阀轴(30)，所述机械联接器(1)包括：旋转轴线(10)，其与所述致动器轴(20)的旋转轴线和所述阀轴(30)的旋转轴线重合；联接到所述致动器轴(20)的第一旋转构件(2)和联接到所述阀轴(30)的第二旋转构件(3)；以及桥接元件(4)，所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)具有用于接收所述桥接元件(4)的接合销(41)的槽缝(21，31)。

Description

包括机械联接器的阀单元
技术领域
本发明涉及一种包括机械联接器的阀单元，所述机械联接器用于致动器轴和阀轴的旋转联接。特别是，本发明涉及一种具有机械联接器的阀单元，用于致动一阀，该阀用于控制气体(特别是机动车辆(例如汽车)的内燃机的废气)经过所述阀的通道的流速。
背景技术
汽车行业的发动机、机载系统和车辆本身的设计越来越关注于减少燃料消耗、污染物的排放、材料可回收、减少噪音水平以及回收和转化否则将消散的热能。
有源噪音控制变得越来越应用于排气系统中，特别利用停缸技术用在内燃机的排气系统中，停缸一般发生在发动机的部分负荷运转期间。在部分负荷下，这些发动机将关闭一个或多个汽缸，导致噪音的显著降低。出于该目的，使用有源声学阀，一般使用有源声蝶阀。取决于车辆运行条件，声阀可以由致动器从全闭位置经任何中间位置切换到全开位置，以优化噪音减少。因此，有源声学阀允许在内燃机的所有运行条件下实现最佳噪音水平。
至于从内燃机退出的废气在由催化剂或更复杂处理单元处理之后携带的热能的回收和转化，出于各种有用的目的，可以回收大量热能。例如，已经提出，出于(通过更迅速地加热发动机的冷却水)加热车辆的舱室的目的，回收废气的热能，以在发动机冷启动之后将润滑油更迅速地加热至最佳温度(粘度较低)，或者(借助合适的转化器)将热能转化为电能。
在废气热量回收系统(EGHRS)中，例如，来自车辆废气的热量可经由液体冷却剂转移到其它车辆部件，以便在启动车辆时为空气和车辆流体提供更快的加热，由此减少燃料消耗。由废气加热的空气可以用于迅速加热乘客车厢并用于窗口除霜，在寒冷天气启动期间减少对长怠速周期的需要。加热车辆流体(诸如发动机油和传递流体)使它们的粘度较低并且提高启动期间的燃料经济性。在初始启动周期之后，不再期望从废气中回收热量。因此，EGHR系统通常包括旁路，一旦车辆达到正常操作温度，旁路最大限度地减小从废气向液体冷却剂的热量转移。旁路阀因此由致动器操作，用以调节或者经过热交换器或者通过旁路的废气流。旁路调节有助于在发动机预热之后最大限度地减小冷却系统的负荷。此外，即使新技术减少了压力损失，但是如果连续使用，则热交换器的这种压力损失将不利地影响发动机的整体性能。
热量回收部件特别布置得比较接近发动机，发动机的废气流温度很高，以便尽可能有效地利用包含在废气流中热能(热量)。然而，在离开发动机的废气流的流动方向上，歧管连接到发动机的出口，然后通常接着连接到涡轮增压器和废气处理部件(例如催化转化器、微粒过滤器，等等)。进一步在废气流的流动方向上，然后可布置热量回收部件。由此，取决于给定空间环境，热量回收部件特别布置在机动车辆的发动机隔室中或者布置在用于容纳废气系统的各种部件(消声器、管，等等)的“管道”初始处，该“管道”设置在机动车辆的底盘中。
因此，用于EGHR系统或声学阀的这些旁路阀与内燃机生成的废气流体接触，该废气可达到很高的温度，对汽油发动机而言高达1050℃。然而，致动器一般设计为仅承受最高150℃的温度，经常只高达120℃。
由于在发动机隔室内甚至在设置在机动车辆的底盘中的管道内的空间非常有限，存在可用于容纳废气系统的部件的极其有限的空间。由此，部件的体积越大，越难以将该部件布置在发动机隔室中或设置于机动车辆的底盘中的“管道”中。
在示出于US2003/0056836中的联接器的情况下，热去耦通过使用联接构件而获得，该联接构件由相对于第一轴和第二轴呈弹性的一个单一零件制成。由于单一零件构造，热去耦可能不足以用在高温应用中，因此将需要不利的距离以充分减少朝向致动器的温度，因此导致较大零件无法容纳在发动机隔室或设置于机动车辆的底盘中的“管道”中的较小可用空间之中。此外，特别是由提供柔性的弹性材料构成的联接构件的弹性组件不允许准确读出被致动的阀的阀位置，阀位置由传感器确定，出于热方面的原因，传感器将必须布置在致动器中。的确，传感器读出致动器轴的角位置，当弹性联接构件由于施加的扭矩而变形时，致动器轴的角位置一般与阀轴的角位置不重合。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种克服上述缺点的阀单元并提供一种改进的阀单元。
这些及其它目的由根据本发明的热量回收部件(由第一方面的特征指定)实现。根据本发明的热量回收部件的其它有利方面是其它方面的主题。
特别地，提出了一种阀单元，其包括用于旋转地联接致动器轴和阀轴的机械联接器。
本发明涉及一种特别是用于控制废气穿过阀的通道的流速的阀单元，所述阀单元包括：
阀，所述阀具有阀壳体，并具有布置在所述壳体中的至少一个阀瓣，所述至少一个阀瓣被固定地布置在具有旋转轴线的可旋转的阀轴上；
用于致动所述阀瓣的致动器，所述致动器包括具有旋转轴线的致动器轴；
机械联接器，所述机械联接器用于旋转地联接所述致动器轴和所述阀轴，所述致动器轴和所述阀轴同轴，所述机械联接器包括：
旋转轴线，其与所述致动器轴的旋转轴线和所述阀轴的旋转轴线重合；
联接到所述致动器轴的第一旋转构件和联接到所述阀轴的第二旋转构件，以及用于在所述第一旋转构件与所述第二旋转构件之间传递力、特别是传递扭矩的桥接元件，
所述第一旋转构件和所述第二旋转构件具有用于接收所述桥接元件的接合销的槽缝，
其中，所述桥接元件具有从所述第一旋转构件延伸到所述第二旋转构件的平面形状，并且平面桥接元件具有主体和至少两个接合销，所述至少两个接合销在与所述机械联接器的旋转轴线平行的方向上在所述平面桥接元件的所述主体的两个相对端部的每个端部处均从所述平面桥接元件的所述主体突出，所述接合销与旋转构件中的对应槽缝接合，并且平面桥接元件包括至少一个通孔，所述至少一个通孔横穿从所述第一旋转构件延伸到所述第二旋转构件的所述平面桥接元件的所述主体的平面。
根据本发明的阀单元的优点是在可供温度高达1050℃的气体穿过的排气阀的阀轴与通常可在高达120℃的温度下操作的电动致动器之间提供优异的温度下降。另外，根据本发明的阀单元允许经过很短的距离实现温度下降，并且仍将致动器力和扭矩沿轴向传递到所述阀，特别是传递到所述阀。经过很短距离的这种温度下降一方面通过由于所述机械联接器的三部分构造来改进热去耦而获得。热传导路径通过在每个旋转构件的槽缝与所述桥接元件的所述接合销的对应销区域之间的接口处进行强去耦被另外打断，致使热传导较差的部件之间的热阻较高且接触面积较小。另外，热传导的降低通过如下手段实现：因使用所述销以及横穿所述平面桥接元件的通孔而产生的垂直于所述机械联接器的旋转轴线的平面的横截面最小化，仅留下所述平面桥接元件的一部分截面。
温度下降另外通过如下手段增加：经由最大化的热对流来增强桥接元件的热冷却，最大化桥接元件和旋转构件的冷却表面以及从桥接元件的平面截面向周围环境的辐射。此外，本发明机械联接器由传感器提供阀位置的准确读出，所述传感器特别布置在所述致动器壳体中。的确，在操作期间，由于所述平面桥接元件的对称结构以及增加的极惯性矩，联接将具有可忽略不计的变形。
特别地，所述至少一个通孔横穿从所述第一旋转构件延伸到所述第二旋转构件的所述平面桥接元件的所述主体的平面，所述通孔在垂直于由所述平面桥接元件的所述主体形成的平面的方向上横穿所述平面桥接元件的所述主体。
根据本发明的平面桥接元件特别在相交于所述机械联接器的旋转轴线处的两个正交平面中对称。特别是，根据本发明的平面桥接元件沿着所述机械联接器的矢状平面且沿着冠状平面对称。
在本发明的框架中，所述矢状平面是这样的竖直平面，即将所述平面桥接元件的所述主体分为左右两半，正交于由所述平面桥接元件的所述主体形成的平面并且包含所述机械联接器的旋转轴线。所述冠状平面是这样的平面，即由所述平面桥接元件的所述主体形成，在由所述平面桥接元件形成的平面中将所述平面桥接元件的所述主体分为正面部分和背面部分并且包含所述机械联接器的旋转轴线。横向平面是在桥接元件将主体分为上部和下部的假想平面。所述横向平面垂直于所述冠状平面和所述矢状平面，因此垂直于所述机械联接器的旋转轴线。
所述桥接元件或所述旋转构件特别由金属制成，特别由钢或铸铝制成，或者由陶瓷制成。金属桥接元件或旋转构件可由冲压工艺或另一机加工工艺形成，或者通过铸造形成，特别是由铸铝形成。
另外，每个旋转构件和桥接元件均可由不同的材料制成。例如，一个旋转构件可由铸铝制成，所述第二旋转构件可由钢制成，并且所述桥接元件可由陶瓷材料制成。当然，所有组合都是可想到的，并不限于这些枚举材料。
本发明的该方面显示出根据本发明的机械联接器的多功能性，以使所述机械联接器最佳地适应操作条件。例如，在所述机械联接器中使用陶瓷部分将另外增强所述机械联接器的热去耦。通过所述机械联接器的三部分构造而允许该多功能性。
根据本发明的阀单元的另一方面，所述平面桥接元件的所述接合销具有端部，并且接合所述第一旋转构件的所述接合销的所述端部的中心之间的距离不同于接合所述第二旋转构件的所述接合销的所述端部的中心之间的距离。
该方面提供的优点是，提供高度柔性的根据本发明的机械联接器，以使所述第一旋转构件和第二旋转构件最佳地适应可用空间并适应致动器和阀的单独设计。除了便利扭矩转移，所述接合销的所述端部的中心之间的距离大允许阀位置的更准确旋转角度读出。因此，所述接合销的所述端部的中心之间的距离可调整至应用需要的距离。
依据根据本发明的阀单元的另一方面，所述机械联接器呈现出所述旋转构件的所述槽缝与接合所述旋转构件的对应槽缝的所述桥接元件的所述接合销之间的游隙(backlash)。
本发明的该方面特别有利地容纳轴向和径向方向的热膨胀和弯曲负荷并且补偿各部分的轻微错位和容许偏差。当在所述旋转构件的所述槽缝与所述接合销之间的呈现出游隙时，所述接合销的所述端部的中心之间的距离更大允许阀位置的更准确的旋转角度读出。
依据根据本发明的阀单元的另一方面，所述第一旋转构件和第二旋转构件中的至少一个是板，特别是盘、长形板或十字形板，并且垂直于所述机械联接器的旋转轴线。板特别应理解为平坦金属片，特别是钢或铸铝，或陶瓷片，特别具有1mm到4mm的厚度。所述旋转构件还可包括凹陷部或挤出部。当由金属制成的旋转构件由冲压工艺或另一机加工工艺形成时，这些凹陷部或挤出部可由该工艺形成。由金属制成的旋转构件还可通过铸造形成，特别是由铸铝形成，凹陷部或挤出部可在该工艺期间形成。所述旋转构件的厚度应理解为不考虑所述旋转构件中的凹陷部或挤出部。
特别地，所述第一旋转构件和第二旋转构件是平行的盘构件，或者所述第一旋转构件和第二旋转构件均是平行的长形板或者均是十字形板。
所述旋转构件的这些方面提供了力尤其是扭矩的有利传递：从所述第一旋转构件传递到所述桥接元件以及从所述桥接元件传递到所述第二旋转构件。此外，由于所述旋转构件的截面减小，所述长形板或十字形板减少了从热的阀轴向致动器的热能辐射。另外，所述盘构件是有利的，因为旋转盘构件的表面使盘构件的冷却最大化并且增强了相应旋转盘构件相对于阀或致动器的屏蔽效果。由于一方面的桥接元件与另一方面的旋转构件之间的辐射造成的热交换被减少至最低限度，因为它们彼此垂直布置。
依据本发明的又一方面，所述平面桥接元件的所述接合销的所述端部在所述端部的至少一部分上朝向所述接合销的远端渐缩，所述端部特别具有朝向所述接合销的所述远端渐缩的三角形或梯形形状。
术语“近端”和“远端”用于描述所述桥接元件的分别接近或远离所述桥接元件的所述主体的部分。近端指的是所述接合销从所述桥接元件的所述主体突出的点，而远端指的是所述接合销的末梢。替代地，当参照所述接合销的所述端部时，近端指的是所述接合销的所述端部的最接近所述桥接元件的所述主体的点，而远端指的是所述接合销的所述端部的末梢。
该方面允许在组装所述机械联接器期间将所述接合销容易地引入到所述旋转构件的对应槽缝中。而且，该构造还允许补偿例如待组装的零件的侧向或角错位的公差。
根据本发明的另一方面，所述平面桥接元件的所述接合销的所述端部具有缺口，所述缺口在所述接合销的所述端部的近端处包括用于将所述桥接元件锁定在所述第一旋转构件与所述第二旋转构件之间的肩部。
特别地，所述缺口具有的形状使得所述机械联接器在所述缺口的所述肩部与相应旋转构件之间具有间隙。
本发明的该方面有利地允许所述旋转构件容纳轴向和径向方向的热膨胀和弯曲负荷，并且补偿各部分的轻微错位和容许偏差。
依据根据本发明的阀单元的再一方面，所述平面桥接元件是弹簧偏置或磁偏置的，用以维持所述桥接元件在所述机械联接器中被偏置。特别地，所述桥接元件在所述机械联接器的两个旋转构件之间被偏置。
本发明的该方面有利地减少剧烈的噪音，所述剧烈的噪音的发生可能是由于桥接元件的缺口的肩部之间的间隙，或者由于旋转构件的槽缝与接合旋转构件的槽缝的桥接元件的接合销的端部之间的游隙。与此同时，允许弹簧偏置的桥接元件补偿由于间隙和/或游隙造成的热膨胀。
依据本发明的又一方面，所述平面桥接元件具有的形状使得两个桥接元件可通过堆叠沿轴向组装，由此形成十字状形状的组装桥接元件。
桥接元件的堆叠十字形组件有利地增强组装桥接元件的刚性并且允许在所述致动器轴与所述阀轴之间传递较高扭矩，由于组装桥接元件冷却面积增加，仍然呈现不同部分的优异热去耦以及从热的阀轴朝向致动器轴的良好温度下降。
依据根据本发明的阀单元的另一方面，所述平面桥接元件的所述主体在所述机械联接器的旋转轴线的法线方向上具有延长部，所述延长部超过接合所述第一旋转构件和/或所述第二旋转构件的所述接合销的至少一对端部的中心之间的距离达至少20％，特别达至少30％。
通过降低与传导长度成反比的传导率以及通过增加冷却表面，由根据本发明的桥接元件的延长部产生的延伸传导长度进一步增加了从所述阀轴到所述致动器轴的温度下降。
特别地，所述平面桥接元件的所述主体具有至少一个长形通孔，所述至少一个长形通孔沿着所述平面桥接元件的所述主体的所述延长部的方向，并且横穿从所述第一旋转构件延伸到所述第二旋转构件的所述平面桥接元件的所述主体的平面(冠状平面)。
所述平面桥接元件的径向延长部以及横穿所述桥接元件的通孔的径向延长部通过增加路径长度减少了从一个旋转构件向另一个旋转构件的热能传导。
横穿所述桥接元件的所述通孔的所述径向延长部减小了从一个旋转构件向另一个旋转构件传导热的横截面，由此再次增加传导阻力并且减少从一个旋转构件向另一个旋转构件的热传导。与此同时，转移扭矩的良好极惯性矩利用最低限度的扭曲来维持。
根据本发明的另一方面，所述阀单元包括支撑元件，用以维持所述致动器轴与所述阀轴之间的限定距离。特别地，所述支撑元件可至少部分地包围所述旋转构件和所述桥接元件，由此限定出内容积。所述支撑元件还可具有开口，用以允许周围大气进入以及离开所述支撑元件的所述内容积。
在本发明的该方面中，所述支撑元件屏蔽并保护所述机械联接器，以最大限度地减小损坏风险并且限制从阀壳体向致动器的热传导。
所述支撑元件中的开口的构造允许周围大气(特别是周围空气)通过自由进入以及离开所述支撑元件的所述内容积而为所述旋转构件和所述桥接元件降温。
所述支撑元件可进一步包括热屏蔽件。
特别地，所述旋转构件由金属制成，特别由钢或铸铝制成，或者由陶瓷材料制成，所述旋转构件2、3特别具有1mm到4mm的厚度，并且所述桥接元件4由金属制成，特别由钢或铸铝制成，或者由陶瓷材料制成，所述桥接元件4特别具有0.5mm到3mm的厚度。
特别地，所述旋转构件由金属板制成，特别由钢或铸铝制成，或者由陶瓷制成，具有1mm到4mm的厚度；并且所述平面桥接元件由金属板制成，特别由钢或铸铝制成，或者由陶瓷制成，具有0.5mm到3mm的厚度。
在根据本发明的阀单元的另一方面中，所述致动器包括用于读出致动器位置因此用于读出阀位置的传感器。
在根据本发明的阀单元的另一方面中，所述旋转构件均具备中心轴孔，用以将所述致动器轴和所述阀轴插入所述旋转构件的相应中心轴孔中。特别地，所述致动器轴和所述阀轴不形成相应旋转构件的一体部分。所述阀单元的这种设计进一步实现热的阀轴与致动器的热去耦。
本文中描述的每一个特征以及两个或更多个这类特征的每一种组合被包括在本发明的范围内，规定包括在这类组合中的所述特征不相互矛盾。另外，任何特征或特征组合可尤其从本发明的任何实施方式中排除。
附图说明
关于借助附图说明的实施方式进一步描述本发明，其中：
图1是根据本发明的一个实施方式的机械联接器的立体图；
图2是根据本发明的另一实施方式的分解图；
图3是根据本发明的一个实施方式的组装好的阀单元的侧视图；
图4示出了根据本发明的一个实施方式具有联接致动器和阀的机械联接器的阀单元的分解立体图；
图5a至图5d说明了根据本发明的旋转构件的各种实施方式；
图6a至图6f示出了根据本发明的平面桥接元件的各种实施方式；
图7a至图7c描绘了桥接元件的另一实施方式，该桥接元件沿轴向组装，由此形成十字状形状堆叠的桥接元件；
图8说明了根据本发明的一个实施方式的阀单元中的旋转构件与桥接元件之间的间隙；
图9描绘了根据本发明的一个实施方式的阀单元中的弹簧偏置的桥接元件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明处于组装状态下的阀单元的机械联接器1的实施方式。描绘的机械联接器1联接到具有旋转轴线的第一轴20，并联接到具有旋转轴线的第二轴30，特别是致动器轴和阀轴，第一轴和第二轴的旋转轴线同轴并且与机械联接器1的旋转轴线10重合。机械联接器1包括三部分：两个旋转构件2、3，这两个旋转构件2、3具有盘的形状并将因此被称为旋转盘构件；以及作为扭矩链接的一个平面桥接元件4。所有部分2、3和4都组装好以形成机械联接器1。旋转盘构件2、3是平行的，并且它们的平面垂直于同轴的第一轴20和第二轴30及旋转轴线10。
图1示出了桥接元件4的一个特定实施方式，其具有从第一旋转盘构件2延伸到第二旋转盘构件3的平面形状。桥接元件4具有：主体42，主体42具有横穿桥接元件4的平面的通孔43；以及一对接合销41，这一对接合销41在与桥接元件4的主体42相同的平面中沿相反的方向并在桥接元件4的两个相对两端的每端处从方形主体42突出。当然，在机械联接器中，可以使用根据本发明的任何桥接元件。当然，桥接元件4中更高数目的通孔可想象用在机械联接器1中。图6f中说明了具有三个通孔的桥接元件的另一示例。
在该特定实施方式中，接合第一旋转盘构件2的一对接合销411的端部的中心之间的距离不同于接合第二旋转盘构件3的一对接合销412的端部的中心之间的距离。特别是，插入到联接到第一轴20的旋转盘构件2中的一对接合销411的中心之间的距离大于插入到联接到第二轴30的对置旋转盘构件3中的一对接合销412的中心之间的距离。特别地，第一轴20是致动器轴，并且第二轴30是阀轴，但是另一种构造也是可行的。
当然，可以使用不同的桥接元件，例如在各对接合销的端部的中心之间具有相同的距离即可。用于根据本发明的机械联接器的桥接元件的另一示例将在下文中描述。
接合第一旋转构件2或第二旋转构件3的销的中心之间的优选距离在从10到40mm的范围内。
第一旋转盘构件2联接到致动器轴20，并且第二旋转盘构件3联接到阀轴30。第一旋转盘构件2和第二旋转盘构件3具有用于接收桥接元件4的接合销411和412的槽缝。桥接元件4的接合销41插入盘构件2、3的对应槽缝21、31中，以与旋转盘构件2、3连续接合，由此机械联接两个旋转盘构件2、3。桥接元件4的接合销41与旋转盘构件2、3的槽缝21、31的连续接合呈现出旋转构件2、3的槽缝21、31与桥接元件4的接合销41(接合旋转构件2、3的槽缝21、31)之间的游隙。
此外，桥接元件4具有一个方形通孔43，该方形通孔43具有方形的圆形边缘，横穿从第一旋转盘构件2延伸到第二旋转盘构件3的桥接元件4的平面，用以进一步减少从阀轴向致动器轴的热传导并且通过最大化从桥接元件向周围大气的热对流来增强桥接元件4的热冷却，实现从待致动阀发出的热量的优良温度降低。当然，通孔可具有任何其它形状，诸如，圆形、椭圆形、矩形、V形、梯形，等等。
特别是，待致动阀是用于控制气体(特别为废气)穿过由阀轴调节的阀的通道的流速的阀。
如还可以从图1看到的，致动器轴20和阀轴30同轴。第一旋转构件2和第二旋转构件3由桥接元件4联接，该桥接元件4传递由致动器在第一旋转构件2与第二旋转构件3之间产生的扭矩。桥接元件4的接合销41在接合销41的近端处具有缺口，用于将桥接元件4经由缺口的肩部锁定在两个旋转盘构件2、3之间。此外，桥接元件4的接合销41朝向接合销41的远端渐缩，特别具有箭头形末端。接合销41的该箭头形末端允许在组装机械联接器1期间将桥接元件4的接合销41容易引入到旋转盘构件2、3中。例如，致动器可以是机电致动器，但不限于这种特定形式的致动器。任何合适的致动器可用于致动阀。
如图1中说明的，第一轴20和第二轴30借助机械联接器1旋转地联接，该机械联接器1接合第一轴的的末端和第二轴的末端。
图1中示出的机械联接器1能够将力(特别是扭矩)从致动器6传递到阀7，并且由于三部分组件而提供优异的热去耦。机械联接器1还被构造成提供轴30的旋转位置的就绪指示，由此向特别位于致动器6中的传感器61提供阀的位置的就绪指示。
如图2中可以看到的，旋转盘构件2、3具备中心轴孔22、32，并且轴20、30插入旋转盘构件2、3中的中心轴孔22、32，特别地不形成相应旋转构件2、3的一体部分，因此，进一步将阀轴30从致动器20热去耦。在图2的分解图中，可以看到用于接收桥接元件4的接合销41的槽缝21、31。旋转盘构件2、3中的中心轴孔22、32特别地具有在一侧变平以与相应轴20、30配合的圆形横截面，轴20、30的对应圆形横截面也在一侧变平并因此具有对应于旋转盘构件的孔22、32的圆周。轴20、30可以插入中心轴孔22、32中，用于轴20、30与相应旋转盘构件22、32的形式锁定接合。当然，中心轴孔的横截面可具有与待引入的相应轴的形状对应的任何形状，包括圆形形状。可使用其它形状将轴与相应旋转构件联接，例如两侧变平的圆形横截面、星形横截面、椭圆形、三角形或矩形横截面，等等。防止旋转的任何形状是特别有用的，因此不是圆形。
另外，在图2和图3说明的实施方式中，机械联接器1包括支撑元件5，用以维持致动器轴与阀轴之间的限定距离。出于此目的，如图3所示的阀单元看到的，支撑元件5相对于阀7支撑致动器6。支撑元件5包围着旋转盘构件2、3和桥接元件4并且限定出内容积50。支撑元件5具有开口51，用以允许周围大气进入以及离开支撑元件5的内容积50，特别是允许环境空气进入支撑元件5的内容积50以冷却机械联接器1。另外，支撑元件屏蔽并保护机械联接器，以最大限度地减小损坏的风险并且限制从阀壳体向致动器的热传导。
图3是根据本发明的一个实施方式的组装好的阀单元的侧视图。第一旋转构件2联接到致动器6的致动器轴20，而第二旋转构件3联接到阀7的阀轴30，阀7包括阀壳体70和布置在壳体70中的一个阀瓣71。阀瓣71固定地布置在可旋转的阀轴30上。支撑元件5的一端接触致动器6，另一端接触具有一个阀瓣71的阀7的阀壳体70。
在图4中，示出了根据本发明的阀单元的实施方式。机械联接器1联接到用于废气流的阀7的阀轴30，阀7包括阀壳体70、布置在壳体70中的两个阀瓣71、72，阀瓣71、72固定地布置在可旋转的阀轴30上。第一阀瓣71可连接到第一导管、热交换器，取决于操作模式，废气流可流过该第一导管；而替代地，第二阀瓣72连接到导管，取决于操作模式，废气流可流过该导管。借助阀7确定废气流是否流过第一导管和热交换器或者流过第二导管，由此绕过热交换器。当然，任何其它阀组件可与本机械联接器联接。当然，阀7还可包括阀座，阀瓣可与阀座协作。
如图5a至图5d所示，旋转构件2和3可具有各种各样的构造。
图5a和图5b说明了具有盘形状的旋转构件2、3。如图5a所示，旋转构件2、3可具有两个槽缝21、31，用以接收来自桥接元件4的一对接合销41。替代地，旋转盘构件2、3可具有四个槽缝21、31，用以接收来自通过堆叠形成的两个组装好的桥接元件4的两对接合销41。
替代地，如图5c和图5d说明的，旋转构件2、3可具有带两个槽缝21、31的长形板形状，或者具有带四个槽缝21、31的十字形板。在这些图中，旋转构件2、3还包括凹陷部221、321或挤出部222、322。当由金属制成的旋转构件2、3由冲压工艺或另一机加工工艺形成时，这些凹陷部221、321或挤出部222、322可由该工艺形成。由金属制成的旋转构件2、3还可通过铸造形成，特别是由铸铝形成，并且凹陷部221、321或挤出部222、322在该过程中形成。旋转构件的厚度应理解为不考虑旋转构件中的凹陷部或挤出部。
旋转构件的所有说明的实施方式都共有中心轴孔22、32，用于轴20、30与相应旋转构件22、32的形式锁定接合。在优选实施方式中，第一旋转构件和第二旋转构件是平行的盘构件，或者第一旋转构件和第二旋转构件是平行的长形板或十字形板。
特别地，旋转构件2、3由金属制成，特别由钢制成，特别是由钢板制成，或者由铸铝或陶瓷制成。旋转构件特别具有从0.5mm到3mm的厚度，特别具有从1mm到2mm的厚度，很特别具有1.5mm的厚度。
如图6a至图6f说明的，桥接元件也可具有各种各样的构造。说明的所有桥接元件4都具有两个正交对称平面、矢状平面和冠状平面，在机械联接器1的旋转轴线10处相交。
图6a说明了根据本发明的具有梯型形状的一个平面桥接元件4，在由平面桥接元件4形成的长形平面的相对两端的每端处均具有一对接合销41。平面桥接元件的供接合销41从中突出的主体42是矩形，矩形的长形部分沿着机械联接器1的旋转轴线10的方向。该结构是根据本发明的平面桥接元件4中最基本的一个，但就热的阀轴30与致动器轴20之间的最大温度下降的热去耦而言非常有效。
桥接元件4具有从第一旋转构件延伸到第二旋转构件的平面形状，并且平面桥接元件4具有两个接合销41，这两个接合销41在与平面桥接元件4的主体42相同的平面中在平面桥接元件4的长形部分的相对两端的每端处均从方形主体42突出。平面桥接元件4此外包括横穿平面桥接元件4的平面的一个矩形通孔43，矩形通孔43还具有沿着机械联接器的旋转轴线10的方向的矩形长形部分。在该说明实施方式中，主体42还相对于垂直于旋转轴线10的平面(横向平面)对称。
图6b描绘了类似于图6a所示的桥接元件4的另一平面桥接元件4，除了平面桥接元件4的主体42具有方形形状，并且销在与平面桥接元件4的主体42相同的平面中从方形主体突出。通孔43也具有方形形状。接合销41从桥接元件4的主体42突出，在距方形主体的边缘一段距离处。在该说明实施方式中，主体42也相对于垂直于旋转轴线10的平面(横向平面)对称。
图6c和图6d示出了平面桥接元件的其它实施方式，其中桥接元件4的主体42在机械联接器1的旋转轴线10的法线方向上具有延长部，所述延长部超过接合销41的至少一对端部44(接合第一旋转构件2和/或第二旋转构件3)的中心之间的距离达至少20％，特别达至少30％。平面桥接元件4的主体42具有至少一个长形通孔43，该至少一个长形通孔43沿着平面桥接元件4的主体42的延长部的方向、横穿平面桥接元件4(从第一旋转构件2延伸到第二旋转构件3)的主体的平面。在图6c和图6d所示的实施方式中，主体42也沿着旋转轴线10的法线(横向平面)对称。
图6e示出了根据本发明的桥接元件4的另一实施方式。主体42相对于垂直于旋转轴线10的平面(横向平面)对称，并且接合一个旋转构件的接合销41的端部44的中心之间的距离不同于接合第二旋转构件的接合销41的端部44的中心之间的距离。
图6f示出了根据本发明的平面桥接元件4的另一实施方式，其中桥接元件4的主体42在机械联接器1的旋转轴线10的法线方向上具有矩形延长部，延长部超过接合旋转构件的接合销41的端部44的中心之间的距离达至少20％，特别达至少30％。平面桥接元件4的主体42具有三个通孔43，这三个通孔43横穿桥接元件4的主体42的平面。在该说明实施方式中，主体42再次沿着旋转轴线10的法线(横向平面)对称。
当然，横穿桥接元件4的主体42的平面的通孔43可具有任何其它形状，诸如，圆形、椭圆形、矩形、V形、梯形，等等。
图7a至图7c说明本发明的另一实施方式，其中桥接元件4具有的形状使得两个平面桥接元件4可通过堆叠沿轴向组装，由此形成十字状形状的组装桥接元件。出于该目的，平面桥接元件4具有沿着机械联接器的旋转轴线的纵向凹部，其中可引入也具有沿着机械联接器的旋转轴线的纵向凹部的第二平面桥接元件4，由此形成在桥接元件组件的每个相对端上具有四个接合销41的堆叠的桥接元件组件。
特别地，平面桥接元件4由金属制成，特别由钢制成，特别是由钢板制成，或者由铸铝或陶瓷制成。旋转构件特别具有从0.5mm到3mm的厚度，特别具有从1mm到2mm的厚度，很特别具有1.5mm的厚度。桥接元件可通过冲压、激光切割或本领域已知的任何其它方法而形成。
图8说明了根据本发明的机械联接器，其中平面桥接元件4的接合销41的端部44具有缺口45，该缺口45在接合销41的端部44的近端处包括肩部450，如图6e和图6f所示。这些缺口45将桥接元件4经由缺口45的肩部450锁定在第一旋转构件2与第二旋转构件3之间。在该特定实施方式中，缺口45被设计成使得机械联接器具有位于缺口45的肩部450与相应旋转构件2、3中的至少一个之间的间隙(包围部分)。
在优选实施方式中，例如图9所示，机械联接器是弹簧偏置的。为了补偿各部分的错位和容许偏差并且避免可能在某些条件下例如由于振动而从机械联接器发出的剧烈噪音。
在图9中，平面桥接元件4由一个弹簧垫圈8沿轴向被弹簧偏置，该弹簧垫圈在第一旋转构件2与桥接元件4之间，或在第二旋转元件3与桥接元件之间，或在第一旋转构件2与桥接元件4之间以及第二旋转元件3与桥接元件之间。桥接元件或弹簧垫圈8将第一旋转构件相对于第二旋转构件沿轴向偏置。尤其，弹簧垫圈8可以施加力，该力沿着机械联接器1的轴线作用且同时施加反作用力，该反作用力沿着轴的轴线作用。这些相反作用的力趋于消除松弛并且避免桥接元件4在旋转构件之间的运动，由此大幅减少机械联接器1的剧烈噪音。而且，弹簧垫圈将向桥接元件和旋转构件施加足够的摩擦力，并且防止由于径向方向的游隙或轴向方向的间隙造成的剧烈噪音。
根据本发明的机械联接器的各方面已借助各实施方式描述。然而，本发明并不限于实施方式或实施方式中示出的方面的特定组合，所示实施方式的各种改变和修改是可想象的，而不脱离本发明为基础的技术教导。因此，保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (23)

1.一种阀单元，所述阀单元包括：
阀(7)，所述阀具有阀壳体，并具有至少一个阀瓣(71，72)，所述至少一个阀瓣被固定地布置在具有旋转轴线的能够旋转的阀轴(30)上；
用于致动所述阀瓣的致动器(6)，所述致动器包括具有旋转轴线的致动器轴(20)；
机械联接器(1)，所述机械联接器用于旋转地联接所述致动器轴(20)和所述阀轴(30)，所述致动器轴(20)和所述阀轴(30)同轴，所述机械联接器(1)包括：
旋转轴线(10)，该机械联接器的旋转轴线与所述致动器轴(20)的旋转轴线及所述阀轴(30)的旋转轴线重合；
联接到所述致动器轴(20)的第一旋转构件(2)和联接到所述阀轴(30)的第二旋转构件(3)；以及
用于在所述第一旋转构件(2)与所述第二旋转构件(3)之间传递力的桥接元件(4)，
所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)具有用于接收所述桥接元件(4)的接合销(41)的槽缝(21，31)，
其中，所述桥接元件(4)具有从所述第一旋转构件(2)延伸到所述第二旋转构件(3)的平面形状，并且平面桥接元件(4)具有主体(42)和至少两个接合销(41)，所述至少两个接合销在与所述机械联接器(1)的旋转轴线(10)平行的方向上在所述平面桥接元件(4)的所述主体(42)的相对两端的每端处均从所述平面桥接元件(4)的所述主体(42)突出，所述接合销(41)与所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)中的对应槽缝(21，31)接合，并且所述平面桥接元件(4)包括至少一个通孔(43)，所述至少一个通孔横穿从所述第一旋转构件(2)延伸到所述第二旋转构件(3)的所述平面桥接元件(4)的所述主体(42)的平面，其中所述平面桥接元件的所述主体包括冠状平面，所述冠状平面包含所述机械联接器的所述旋转轴线。
2.根据权利要求1所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)的所述接合销(41)具有端部(44)，并且其中接合所述第一旋转构件(2)的所述接合销(41)的所述端部(44)的中心之间的距离不同于接合所述第二旋转构件(3)的所述接合销(41)的所述端部(44)的中心之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的阀单元，其中，所述机械联接器(1)呈现出在所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)的所述槽缝(21，31)与接合所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)的对应槽缝(21，31)的所述桥接元件(4)的所述接合销(41)之间的游隙。
4.根据权利要求1所述的阀单元，其中，所述第一旋转构件(2)和第二旋转构件(3)中的至少一者是盘构件、长形板或十字形板，并且垂直于所述机械联接器(1)的旋转轴线(11)。
5.根据权利要求2所述的阀单元，其中，所述第一旋转构件(2)和第二旋转构件(3)是平行的盘构件。
6.根据权利要求2所述的阀单元，其中，所述第一旋转构件(2)和第二旋转构件(3)均是平行的长形板或者均是平行的十字形板。
7.根据权利要求2所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)的所述接合销(41)的所述端部(44)在所述端部(44)的至少一部分上朝向所述接合销(41)的远端渐缩。
8.根据权利要求2所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)的所述接合销(41)的所述端部(42)具有缺口(45)，所述缺口包括位于所述接合销(41)的所述端部(44)的近端处的肩部(450)，用于将所述桥接元件(4)锁定在所述第一旋转构件(2)与所述第二旋转构件(3)之间。
9.根据权利要求8所述的阀单元，其中，所述缺口(45)具有的形状使得所述机械联接器在所述缺口(45)的所述肩部(450)与相应旋转构件(2，3)之间具有游隙。
10.根据权利要求1或2所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)是弹簧偏置或磁偏置的，用以维持所述桥接元件(4)在所述机械联接器(1)中被偏置。
11.根据权利要求1或2所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)具有的形状使得两个平面桥接元件(4)能够通过堆叠沿轴向组装，由此形成十字状形状的组装桥接元件。
12.根据权利要求1或2所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)的所述主体(42)在所述机械联接器(1)的旋转轴线(10)的法线方向上具有延长部，所述延长部超过接合所述第一旋转构件(2)或所述第二旋转构件(3)的所述接合销(41)的至少一对端部(44)的中心之间的距离达至少20％。
13.根据权利要求12所述的阀单元，其中，所述平面桥接元件(4)的所述主体(42)具有至少一个长形通孔(43)，所述至少一个长形通孔沿着所述平面桥接元件(4)的所述主体(42)的所述延长部的方向，并且横穿从所述第一旋转构件(2)延伸到所述第二旋转构件(3)的所述平面桥接元件(4)的所述主体的平面。
14.根据权利要求1或2所述的阀单元，其中，所述联接器(1)包括支撑元件(5)，用以维持所述致动器轴(20)与所述阀轴(30)之间的限定距离。
15.根据权利要求1或2所述的阀单元，其中，所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)由金属制成，或者由陶瓷材料制成，并且所述桥接元件(4)由金属制成，或者由陶瓷材料制成。
16.根据权利要求1所述的阀单元，其中，所述阀单元用于控制废气穿过阀的通道的流速。
17.根据权利要求1所述的阀单元，其中，所述桥接元件(4)在所述第一旋转构件(2)与所述第二旋转构件(3)之间传递扭矩。
18.根据权利要求7所述的阀单元，其中，所述端部(44)具有朝向所述接合销(41)的所述远端渐缩的三角形或梯形形状。
19.根据权利要求12所述的阀单元，其中，所述延长部超过接合所述第一旋转构件(2)或所述第二旋转构件(3)的所述接合销(41)的至少一对端部(44)的中心之间的距离达至少30％。
20.根据权利要求15所述的阀单元，其中，所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)由钢或铸铝制成。
21.根据权利要求15所述的阀单元，其中，所述第一旋转构件(2)和所述第二旋转构件(3)具有1mm到4mm的厚度。
22.根据权利要求15所述的阀单元，其中，所述桥接元件(4)由钢或铸铝制成。
23.根据权利要求15所述的阀单元，其中，所述桥接元件(4)具有0.5mm到3mm的厚度。
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