CN107612219A - 调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机器部件的机械致动的致动装置(1)，包括：外壳(2)，其具有第二外壳部(4)以及由塑料制成的第一外壳部(3)，电动机(5)，其布置在所述第二外壳部(4)中，至少通过其驱动轴(6)沿轴向突出到所述第一外壳部(3)中，用于驱动布置在所述外壳(2)的外部的用于联接至待致动的部件的致动器，冷却通道(9)，其形成在所述第二外壳部(4)中，冷却剂(10)能够流过所述冷却通道(9)，所述冷却通道(9)流体地连接至设置在所述外壳(2)的外部的冷却剂入口接口(14)以及设置在所述外壳(2)的外部的冷却剂出口接口(15)，电子系统(11)，其布置在所述第一外壳部(3)中，轴向的凹槽(12)，其至少形成在所述电子系统(11)在所述第一外壳部(3)上的区域中，以及轴向导热的凸起(13)，其设置在所述第二外壳部(4)上，至少在所述电子系统(11)的区域中沿轴向延伸到所述凹槽(12)中。

Description

调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于机器部件的机械致动的调节装置。本发明尤其涉及一种装配有这样的调节装置的排气涡轮增压器。
背景技术
在许多机器中存在需要机械地致动的部件，使得各个部件能够在相应的机器内部实现分配至其的功能。在此作为机器优选为排气涡轮增压器，其例如能够具有可变涡轮机几何结构或者作为能够致动部件的废气门阀。因此，这样的排气涡轮增压器能够装配有调节装置，从而根据需要致动可变涡轮机几何结构或者废气门阀。当然，其他机器也能够装配这样的调节装置。例如，泵能够代表这样的具有作为能够致动的部件用于调节体积流量的阀的机器。同样可行的是，将排气再循环系统解释为机器，其具有排气再循环阀，用于作为能够致动的部件调节排气再循环速率。该机器还能够装配有调节装置，用于致动排气再循环阀。
适于机器的部件的机械致动的调节装置包括外壳以及布置在所述外壳中、用于驱动布置在外壳外部的致动器的电动机，所述致动器设置为用于联接至待致动的各个部件。在外壳中能够布置调节装置的另外的部件，诸如例如，驱动地布置在电动机的驱动轴与各个致动器之间的传动装置。同样电子系统能够布置在外壳中，尤其是用于检测当前位置或致动器相对于外壳的旋转位置的传感器。
由于制造技术原因，调节装置的外壳通常具有多个外壳部，通常为两个外壳部。依据应用，作为使用领域的结果，例如依据排气涡轮增压器或排气再循环系统，这样的调节装置暴露至较高的环境温度。在这方面，具有低重量、优良的导热率的铸铝外壳被频繁使用。已知的是，电的以及电子部件的使用寿命强烈地取决于操作温度；操作温度越高，使用寿命越短。在具有电动机的调节装置的情况下，其他的复杂因素为电动机本身在操作期间产生的热量。
通常从现有技术已知的是调节装置一方面具有金属外壳部，而另一方面为塑料制成的外壳部。在由塑料制成的外壳部的构造中，由于塑料具有缺乏的导热率，所以散热经常成为问题。具有以集成的方式布置的、流体能够流动通过的冷却通道的外壳对于这样的调节装置的冷却也是充分已知的。
从WO2014/090946A2已知的是包括由多个外壳部组成的金属外壳的致动器、电动机、致动器、使电动机的运转适应于致动器的传动机构以及用于激发电动机的电子系统，其中至少一个外壳部由塑料组成，并且散热器布置在由塑料组成的外壳部的区域中。散热器具有用于电子系统的热连接表面，并且连接至金属外壳部。
发明内容
本发明关于如下问题：针对上述类型的调节装置提供改进的、或者至少是不同的实施例，其特征在于通过电子系统的减小的热负荷，以及由于更简单的生产过程尤其是能够更节约成本地制造。
该问题通过本发明独立权利要求1的主题调节装置来解决，以及通过权利要求17的主题排气涡轮增压器来解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
本发明基于如下的主要构思：位于第一外壳部中的致动装置、位于第一外壳部中的电子系统，特别是传感器系统，热连接至位于第二外壳部中的冷却通道，从而因此对其进行冷却。为此目的，致动装置具有两部分的外壳，其具有第二外壳部以及由塑料制成的第一外壳部。电动机布置在第二外壳部中，所述电动机通过其驱动轴至少沿轴向突出到第一外壳部中，以驱动布置在外壳的外部的致动器以联接至待致动的部件。而且，冷却通道形成在第二外壳部中，冷却剂能够流过所述冷却通道，所述冷却剂流体地连接至设置在外壳的外部的冷却剂入口接口以及设置在外壳的外部的冷却剂出口接口。对于本发明必要的是，轴向的凹槽至少设置在第一外壳部中的电子系统的区域中，在所述凹槽中在第二外壳部上沿轴向突出的导热凸起至少在电子系统的区域中延伸。
在有益的实施例中，凸起以导热的方式直接或间接地连接至电子系统。而且，凸起因此能够直接抵接电子系统或者经由电绝缘件和/或导热层间接地抵接电子系统。方便地，凸起至少在与电子系统接触的一个表面上具有导电涂层，从而实现电子系统与流过冷却通道的流体之间的电气绝缘。
在优选的实施例中，冷却通道在圆周方向上围绕电动机延伸，并且沿径向限定在第二外壳部向外的液密的外套壁与第二外壳部向内的液密的内套壁之间。内套壁由此在圆周方向上封闭第二外壳部的电动机所插入的接纳空间。方便地，布置在第二外壳部中的冷却通道在面向第一外壳部的一侧开放，并且以液密的方式通过其上的第一外壳部的布置而沿轴向闭合。
在另外的有益的实施例中，设置有腹板，所述腹板从外套壁向内套壁延伸，并且在冷却通道中将连接至冷却剂入口接口的冷却剂入口区域与连接至冷却剂出口接口的出口区域隔开。通过布置这样的腹板，冷却剂在圆周方向上围绕电动机而引导。凸起优选地设置在腹板的区域中。
在根据本发明的第一实施例中，第二外壳部由金属制成，特别是铝。在该实施例中，导热元件一体地形成在第二外壳部上并且在面对第一外壳部的一侧突出。凸起在第一外壳部的电子系统的区域中突出到凹槽中，并且因此将热从电子系统移出并且因此具有冷却的效果。电子系统上的冷却效果能够因此增加，使得电子系统甚至在高的环境温度时能够保持操作。
在根据本发明的第二实施例中，第二外壳部也由塑料制成，特别是作为注塑成型件。为了散热，第二外壳部具有金属导热元件，在所述金属导热元件上形成凸起。导热元件从突出到第一外壳部中的凸起延伸至第二外壳部中的冷却通道。方便地，导热元件以其表面的一部分尽可能以大的面积以导热的方式连接至第一外壳部中的电子系统，其中导热元件能够部分地或完全地包围电子系统。由于简单的生产过程而生产，所描述的两个外壳部均由塑料制成的实施例是有成本效益的。
方便地，导热元件暴露至冷却通道上或冷却通道中的冷却剂中。在该情况下，导热元件应当以如下方式构造：其包括具有最大可能的面积的轮廓件，从而增加用于导热元件与冷却剂之间的热传递的接触表面。同样可行的是，导热元件优选地形成冷却通道外壁的大面积部分。而且，导热元件能够优选地在与冷却剂接触的表面上具有电绝缘涂层，使得能够确保电子系统与冷却剂之间的电隔离。
在优选的实施例中，导热元件形成前述的腹板，用于冷却通道中的冷却剂的入口区域与冷却剂的出口区域的隔离。
特别有益的实施例是，其中导热元件至少部分地由第二外壳部的塑料包裹。可替代的是，导热元件能够至少部分地使用第二外壳部的塑料注塑成型。另外的可能性在于，在注塑成型过程后，导热元件被放置或插入到第二外壳部中。
在有益的实施例中，导热元件作为冷却通道的区域中的独立部件插入到第二外壳部中。在该实施例中，另外至少部分径向上的凹槽能够在面对凸起的区域中的第一外壳部的一侧设置在第二外壳部上。在该情况下，导热元件能够在凸起的区域中具有定位部，其被插入前述的径向凹槽中。定位部因此沿轴向延伸到凸起的区域中的第二外壳部中。插入状态下的导热元件除了凸起与面对第一外壳部的一侧的第二外壳部形成平坦表面。即，除了凸起，导热元件以嵌入的方式被布置在第二外壳部的面对第一外壳部的端面，以这种方式使得导热元件通过该端面终结逆流。
对于两个外壳半部的简化的组装可行的是，外壳部的面对侧除了凸起彼此保持平坦。方便地，轴向密封件设置在两个外壳部之间，其一方面向内和向外密封冷却通道，并且另一方面保护整个外壳免于来自外部的杂质。为了定位相应的密封，为此的合适的沟槽能够形成在第一外壳部上或形成在第二外壳部上。同样能够将密封件注塑成型或发泡到第一或第二外壳部上。原则上，能够使用两个单独的密封环以及有内聚力的单件的密封元件。
在有益的实施例中，用于机动车辆的排气涡轮增压器装配有这样的调节装置。
本发明的进一步重要的特征和益处将从从属权利要求、附图以及参照附图的相关附图描述获得。
应当理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，上述特征以及留待在下文中说明的特征不仅能够用在分别给出的结合中，而且还能够用在其他结合中或者单独使用。
附图说明
本发明的优选示例性实施例呈现在附图中并且在接下来的描述中详细地说明，其中相同的附图标记涉及相同或相似或功能上相同的部件。
在附图中，在每种情况下示意性地
图1示出了调节装置的第二外壳部上的凸起的区域中的截面视图，
图2示出了尤其是金属材料的调节装置的第二外壳部的等轴侧视图，
图3示出了调节装置的第二外壳部上的导热元件的区域中的截面图，
图4示出了导热元件的等轴侧视图，
图5示出了具有插入的导热元件的调节装置的第二外壳部的等轴侧视图，
图6示出了具有布置的密封元件的图5的等轴侧视图。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于或者未示出的机器的部件的机械致动的调节装置1。调节装置1的外壳2包括第一外壳部3和第二外壳部4。布置在第二外壳部4中的电动机5至少使其驱动轴6沿轴向突出到第一外壳部3中，其中其经由具有致动器的传动装置7而相互作用，所述致动器布置在外壳2的外部，用于与待致动的部件联接。布置在第二外壳部4中的是制冷剂10能够流动穿过的冷却通道9，其流体地连接至布置在外壳2的外部、不能在截面图中识别的冷却剂入口接口14，并且流体地连接至同样布置在外壳2的外部的冷却剂出口接口15。电子系统11布置在第一外壳部3中，所述电子系统11例如能够包括用于检测电动机5的位置的霍尔传感器。在该电子系统11的区域中轴向的凹槽12设置在面对第二外壳部4的一侧。在第二外壳部4上还是在第一外壳部3的电子系统11的区域中布置有导热凸起13，其沿轴向延伸到该凹槽13中并且确保改善电子系统11的冷却。
导热凸起13能够直接或间接地以导热的方式连接至布置在第一外壳部3中的电子系统11。方便地，为了避免导热凸起13与电子系统11之间的直接接触，电绝缘层21和/或导热层22能够布置在凸起13与电子系统11之间。电子系统11以及导热凸起13均能够涂覆有这样的电绝缘层21或导热层22。
图2示出了特别是由金属材料，优选由铸铝部件制成的调节装置1的第二外壳部4的等轴侧视图。导热凸起13一体形成在第二外壳部4上并且在第一外壳部3的方向上突出。凸起13以如下方式构造：其至少部分地突出到电子系统11的区域中的第一外壳部3的凹槽12中。
沿圆周方向围绕电动机5延伸的冷却通道9以液密的方式由第二外壳部4的外套壁18沿径向向外限定，并且以液密的方式由第二外壳部的内套壁19沿径向向内限定。第二外壳部4的内套壁19同时沿圆周方向形成电动机5所插入的接纳空间29。冷却剂10起初流动穿过冷却剂入口接口14进入到冷却通道9中的冷却剂入口区域16中，从那里沿圆周方向围绕电动机5流动至冷却通道9的冷却剂进口区域17，并最终经由冷却剂出口接口15流出。设置在冷却通道9中的腹板20，其布置于导热凸起13的区域中并且沿径向从内套壁19向第二外壳部4的外套壁18延伸，将沿着圆周方向延伸的冷却通道9隔开，并且由此形成冷却剂入口区域16与冷却剂出口区域17之间的间隔。
图3示出了调节装置1的第二外壳部4中的导热元件23的区域中的截面图。在具有相关的导热元件23的实施例中，第二外壳部4像第一外壳部3一样由塑料制成，尤其是作为塑料注塑成型件。优选由良好导热的金属材料，特别优选铜制成的导热元件23形成第二外壳部4中的导热凸起13，并且从第一外壳部3中的凹槽12延伸至冷却通道9。方便地，导热元件23直接暴露至在冷却通道9中流动的冷却剂10，并且由此确保电子系统11与冷却剂10的热联接。有益地，导热元件23至少在与冷却剂10直接接触的表面上具有电绝缘涂层21，从而避免电子系统11处的短路。在示出的示例性实施例中，冷却通道9完全沿圆周形成，并且由电动机5本身沿径向向内限定，所述电动机5为此目的构造为不漏水的或者封装的或者设置有密封壳。在该实施例中，没有使用前述的腹板20。导热元件23在该情况下至少能够部分地形成冷却通道9的外边界，并且因此当电绝缘涂层21施加至其时通过流过的冷却剂10而处于直接或间接的接触。清楚的是，在此能够设置未示出的至少一个另外的密封件，其防止冷却剂10沿着导热元件23直到第一外壳部3或进入第一外壳部3的任何蔓延。这样的密封件能够一方面支撑在导热元件23上，并且另一方面能够支撑在第一外壳部3和/或第二外壳部4上。
在优选的实施例中，导热元件23能够形成冷却通道9中的腹板20，并且将冷却通道9在冷却剂入口区域16与冷却剂出口区域17之间隔开。导热元件23从第二外壳部4的内套壁19延伸，或者在封装的电动机5的情况下至少在凸起13的区域中从金属片盖延伸至第二外壳部4的外套壁18。
有益地，导热元件23能够至少部分地由第二外壳部4的塑料包裹或封装，和/或至少部分地由第二外壳部4的塑料二次成型。优选的是，不完整的，即，部分的装箱或二次成型，使得在热传递的区域中，即，在冷却通道9和/或在待冷却的电子系统11的区域中，没有提供包裹或二次成型，这明显地改善了热传递，并且因此改善了电子系统11的冷却。
图4和图5示出了能够作为独立的部件插入到第二外壳部4的冷却通道9中的导热元件23的等轴侧视图。导热元件23在此具有适于冷却通道9、能够沿圆周方向插入到冷却通道9中的导热轮廓件。而且导热元件23具有在背向凸起13的一侧至少部分地在轴向方向上突出到第二外壳部4中的径向的定位部24。导热元件23上的定位部24用于在冷却通道9中定位，并且同时对冷却通道9中的导热元件23的任何不期望的滑动提供保护。在第二外壳部4上至少部分在径向上的凹槽26方便地设置在定位部24的区域中，导热元件23的定位部24能够沿轴向插入到所述凹槽26中。
图6示出了用于在第一外壳部3与第二外壳部4之间密封调节装置1的外壳2的可能的密封配置。优选地，用于接纳密封元件25的轴向上的圆周沟槽27布置在第一外壳部3和第二外壳部4上的密封配置的区域中。同样会可行的是由多个一方面向外密封冷却通道9并且另一方面向内密封电动机5的单独的密封环组成的密封元件25。
对于由第一外壳部3和第二外壳部4组成的外壳2的简化的组装，优选设置为外壳部的除了凹槽12和凸起13的分别面对的侧关于彼此位于一个平面中。
根据本发明，在优选的实施例中，未示出的用于机动车辆的排气涡轮增压器28装配有这样的调节装置1。

Claims (17)

1.一种用于机器的部件的机械致动的致动装置(1)，
-包括外壳(2)，其具有第二外壳部(4)以及由塑料制成的第一外壳部(3)，
-包括电动机(5)，其布置在所述第二外壳部(4)中，通过其驱动轴(6)至少沿轴向突出到所述第一外壳部(3)中，用于驱动布置在所述外壳(2)的外部、用于联接至待致动部件的致动器，
-包括冷却通道(9)，其形成在所述第二外壳部(4)中，冷却剂(10)能够流过所述冷却通道(9)，所述冷却通道(9)流体地连接至设置在所述外壳(2)的外部的冷却剂入口接口(14)以及设置在所述外壳(2)的外部的冷却剂出口接口(15)，
-包括电子系统(11)，其布置在所述第一外壳部(3)中，
-包括轴向的凹槽(12)，其至少形成在所述电子系统(11)在所述第一外壳部(3)上的区域中，
-包括轴向导热的凸起(13)，其设置在所述第二外壳部(4)上，至少在所述电子系统(11)的区域中沿轴向延伸到所述凹槽(12)中。
2.根据权利要求1所述的调节装置，
其特征在于，
所述凸起(13)以导热的方式直接或间接地连接至所述电子系统(11)。
3.根据权利要求1或2所述的调节装置，
其特征在于，
所述凸起(13)直接抵接在所述电子系统(11)上，或者经由电绝缘件(21)和/或导热层(22)间接地抵接在所述电子系统(11)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
所述凸起(13)至少在与所述电子系统(11)接触的一个表面上具有导电涂层(21)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
所述冷却通道(9)在圆周方向上延伸并且沿径向限定在所述第二外壳部(4)的外套壁(18)向外与所述第二外壳部(4)的内套壁(19)向内之间。
6.根据权利要求5所述的调节装置，
其特征在于，
设置有腹板(20)，其从所述外套壁(18)延伸至所述内套壁(19)，并且在所述冷却通道(9)中将连接至所述冷却剂入口接口(14)的冷却剂入口区域(16)与连接至所述冷却剂出口接口(15)的冷却剂出口区域(17)隔开。
7.根据权利要求6所述的调节装置，
其特征在于，
所述凸起(13)设置在所述腹板(20)的区域中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
-所述第二外壳部(4)由金属制成，
-所述凸起(13)一体形成在所述第二外壳部(4)上，并且从其在所述第二外壳部(3)的方向上突出。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
-所述第二外壳部(4)由塑料制成，
-所述第二外壳部(4)具有金属的导热元件(23)，所述凸起(13)形成在所述导热元件(23)上，并且所述导热元件(23)在所述第二外壳部(4)中延伸至所述冷却通道(9)。
10.根据权利要求9所述的调节装置，
其特征在于，
所述导热元件(23)在所述冷却通道(9)上或在所述冷却通道(9)中暴露于所述冷却剂(10)。
11.根据权利要求10所述的调节装置，
其特征在于，
所述导热元件(23)至少在与所述冷却剂(10)接触的表面上具有电绝缘涂层(21)。
12.根据权利要求9至11以及根据权利要求7中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
所述导热元件(23)在所述冷却通道(9)中形成所述腹板(20)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
所述导热元件(23)至少部分地由所述第二外壳部(4)的塑料包裹。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
所述导热元件(23)至少部分地通过所述第二外壳部(4)的塑料注塑成型。
15.根据权利要求9至12中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
所述导热元件(23)在所述冷却通道(9)的区域中插入所述第二外壳部(4)中。
16.根据权利要求9至12以及根据权利要求15中任一项所述的调节装置，
其特征在于，
-至少部分径向的凹槽(26)在所述凸起(13)的区域中，设置在所述第二外壳部(4)的面对所述第一外壳部(3)的一侧，
-所述导热元件(23)在所述凸起(13)的区域中具有沿径向布置在所述凹槽(26)中的定位部(24)。
17.一种用于机动车辆的排气涡轮增压器(28)，具有根据前面权利要求中的一项所述的调节装置(1)。
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