CN217107210U - 涡轮增压器致动器组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种涡轮增压器致动器组件，包括：可运动的致动器操纵杆；能够联接到涡轮增压器的执行机构上的控制连杆，所述控制连杆借助于销栓与所述致动器操纵杆相连接，使得所述控制连杆被设置为相对于所述致动器操纵杆可旋转；以及波形弹簧，其中，所述销栓从所述致动器操纵杆延伸穿过所述控制连杆的端部区域中的贯通的凹口并且延伸穿过所述波形弹簧，使得所述控制连杆和所述波形弹簧被设置在所述致动器操纵杆与销栓固定件之间，所述销栓固定件被设置在所述销栓的背离所述致动器操纵杆的端部区域处。因此，振荡以及由此而来的所引起的效应减小，从而不再必然需要对部件进行专门的热处理，因而涡轮增压器致动器组件的复杂性降低和成本降低。

Description

涡轮增压器致动器组件
技术领域
本实用新型涉及一种涡轮增压器致动器组件，其具有致动器操纵杆和控制连杆。
背景技术
用于涡轮增压器的致动器控制涡轮增压器的运行，其方式为：该致动器经由控制连杆来调节涡轮增压器的执行机构，该执行机构对涡轮增压器的运行产生影响。这样的致动器还被称为执行驱动装置。涡轮增压器例如可以被构造为用于车辆的燃烧发动机或氢燃料电池单元的涡轮增压器。
致动器的控制连杆和操纵杆这样在涡轮增压器致动器组件中相联接，使得控制连杆相对于操纵杆可移动地布置。例如，操纵杆和控制连杆的端部区域可以经由销栓可旋转地相连接。然而，这伴随着轴向游隙和径向游隙以及由于旋转运动而引起的不期望的部件运动，因而可能在运行中导致噪声形成、咔嗒声以及磨损。尤其，球形的销栓是对磨损非常敏感的。可以通过对部件的复杂的热处理来降低磨损。
实用新型内容
所提出的目的是，提供一种改进的涡轮增压器致动器组件。
该目的通过所提出的涡轮增压器致动器组件实现。所述涡轮增压器致动器组件包括：可运动的致动器操纵杆；能够与涡轮增压器的执行机构相联接的控制连杆，所述控制连杆借助于销栓与所述致动器操纵杆相连接，使得所述控制连杆相对于所述致动器操纵杆可旋转地布置；以及波形弹簧。所述销栓从所述致动器操纵杆延伸穿过所述控制连杆的端部区域中的凹口并且延伸穿过所述波形弹簧，使得所述控制连杆和所述波形弹簧布置在所述致动器操纵杆与销栓固定件之间，所述销栓固定件布置在所述销栓的背离所述致动器操纵杆的端部区域处。
涡轮增压器致动器组件是用于涡轮增压器的致动器组件。该致动器组件提供致动器操纵杆作为致动器的可移动的驱动部件，该致动器操纵杆能够经由控制连杆与涡轮增压器的执行机构相联接，以便将致动器操纵杆的运动传递至执行机构并且通过执行机构的运动或位置对涡轮增压器的运行产生影响。
致动器操纵杆是致动器的用于调节涡轮增压器的运行的可移动的、尤其可旋转的部件。致动器操纵杆的运动经由控制连杆被传递至涡轮增压器的执行机构，通过该执行机构的运动或位置来有针对性地干预涡轮增压器的运行。控制连杆(还可以被称为引导机构或联接连杆)被联接在致动器操纵杆与执行机构之间，其中与致动器操纵杆的这种联接借助于销栓来进行并且与执行机构的这种联接可以借助于连接器件或其他部件来进行。
控制连杆是长形的机器元件，其端部能够这样与致动器操纵杆和执行机构相联接，使得能够将致动器操纵杆的运动传递至执行机构。控制连杆通常是刚性的并且可以是一体式或多件式地构造的。在多件式的控制连杆中可以设有端部段，经由这些端部段可以对控制连杆的长度进行适配。控制连杆在朝向致动器操纵杆的端部区域中具有用于接纳销栓的凹口。该凹口还被称为孔眼。
优选地，所述波形弹簧被构造为单层的波形弹簧或多层的波形弹簧。波形弹簧是由环形延伸的、可变形的材料、尤其线材形成的，其中线材沿其回转方向具有带有在轴向方向上彼此交替的波峰和波谷的波形形状。波形弹簧例如可以由带状线、圆线或弹簧板形成。在实施例中，在制造波形弹簧的范围内使圆线变形成带状线。单层的波形弹簧可以具有闭合的环形形状。替代性地，在波形弹簧的端部之间设有游隙或者端部重合。多层的波形弹簧具有由螺旋形延伸的、有波纹的线材形成的多个层。在多层的波形弹簧中，一个层的波谷位于在其下方的层的波峰上。替代性地，多层的波形弹簧包括多个闭合的环，这些环这样彼此上下布置，使得一个环的波峰触碰在其下方的环的波谷。多层的波形弹簧的最终绕圈可以是平坦地(即不具有波纹)并且彼此平行地布置的，从而得到较大的支承面。
销栓固定件防止经由销栓保持在一起的部件松脱，其方式为：销栓固定件突出于销栓，使得控制连杆和波形弹簧不再能够从销栓脱下。
为了将控制连杆与致动器操纵杆相接合以使部件可旋转，部件具有由于制造和使用而引起的运动自由空间，所谓的游隙，该游隙还可以实现旋转运动。具有一个或多个层的波形弹簧减小了控制连杆与致动器侧的销栓之间的游隙，这是因为该波形弹簧由于其预张紧而显著地限制了控制连杆与销栓固定件或致动器操纵杆之间的运动可能性，然而允许部件之间的旋转运动。致动器侧是控制连杆的所谓的冷的那侧，因为热形成小于在其朝向涡轮增压器的那侧。由于轴向作用的弹簧作用而减小了轴向游隙。就波形弹簧而言，由于摩擦而至少衰减了并且在最佳情况下防止了控制连杆与销栓的径向相对运动。由于游隙减小而至少减小了或者消除了在涡轮增压器和致动器运行期间的噪声 (尤其咔嗒声)和/或磨损。总体上，振荡以及由此而来的用关键词“噪声、振动、声振粗糙度”(还被简称为对应的英文术语“Noise,Vibration, Harshness”的缩写“NVH”)命名的、所引起的效应减小。可能不再必然需要对部件进行专门的热处理(与应用相关)，因而在这样的情况下所描述的涡轮增压器致动器组件也可能伴随着复杂性降低和成本降低。
波形弹簧跨过由销栓形成的铰接连接件中的空隙。波形弹簧可以布置在控制连杆与销栓固定件之间或者控制连杆与致动器操纵杆之间。在组装时，销栓尤其针对波形弹簧实现定中心。为此目的，销栓的外直径和形状与波形弹簧的内直径和凹口形状相对应。除了波形弹簧及将其推到销栓上之外，所描述的涡轮增压器致动器组件的耗费不超过常规的涡轮增压器致动器组件的耗费。尤其不需要任何其他高成本的升级或额外的连接器件。波形弹簧可以通过适合的形状的刚性与涡轮增压器致动器组件的运行要求相适配。
在实施方案中，所述销栓的背离所述致动器操纵杆的端部区域具有凹槽，并且所述销栓固定件被构造为接合到所述凹槽中的固定环。凹槽是销栓外侧面中的径向地至少部分环绕的、沟形的凹陷部，销栓固定件接合到该凹陷部中。固定环有利地具有环段形的或U形的、带有游隙的基本形状，在该游隙处将固定环推到凹槽中。固定环由于其弹簧力而保持在凹槽中并且由此在轴向方向上与销栓形成形状配合的连接。
在实施方案中，销栓与致动器操纵杆固定相连。固定连接例如可以通过致动器操纵杆与销栓的压紧连接、焊接连接或作为单一部件的一体式构造来实现。
在实施方案中，销栓具有与致动器操纵杆相邻的第一区域以及在第一区域与端部区域之间的第二区域。第二区域延伸穿过控制连杆的凹口并且第一区域和端部区域位于控制连杆的凹口之外。有利地，第二区域的直径小于第一区域的直径，使得控制连杆支撑在第一区域上并且避免与致动器操纵杆直接接触并且避免随之而来的磨损增大。
在实施方案中，第一区域延伸穿过波形弹簧，使得该波形弹簧布置在控制连杆与致动器操纵杆之间。在这种情况下，第一区域既支撑控制连杆，也对波形弹簧进行定中心。第二区域的直径与波形弹簧的直径相对应，并且第一区域的直径与控制连杆的凹口的直径相对应，从而使得波形弹簧和控制连杆均能够被套设在销栓上。在第二区域处还充分地存在游隙，从而使得控制连杆可移动。第一区域和/或第二区域可以具有柱形或球形的形状。球形的形状与圆桶形的、直径向端侧变小的圆筒形状相对应。这允许更容易将部件套设到销栓上。还可设想其他形状，尤其在第一区域和/或第二区域的背离致动器操纵杆的那侧具有修圆的或倾斜的边缘的形状。通过销栓的成形(其可以是柱形的、球形的或呈其他形状)，在组装时对部件进行定中心并将其引导到其位置。
涡轮增压器致动器组件的实施方案还包括：带有执行机构的涡轮增压器，所述执行机构对所述涡轮增压器的运行产生影响；以及带有致动器操纵杆的致动器，其中所述致动器被构造成用于通过所述致动器操纵杆的位置变化或运动来控制所述涡轮增压器，其中所述控制连杆与所述涡轮增压器的执行机构相联接，使得所述致动器操纵杆的位置变化或运动引起所述执行机构的位置变化或运动。所述执行机构是下组中的一者，所述组包括旁通阀、VTG涡形装置以及调控阀瓣。排气涡轮增压器的旁通阀可以将排气流至少部分地引导绕过涡轮机，以影响涡轮机转速。VTG涡形装置可以实现在可变的涡轮机几何形状下调节涡轮机入口处的导向叶片。调控阀瓣例如可以在两级式的涡轮增压器中提供，以控制这些级的运行。
附图说明
以下，结合附图来详述几个实施例。在附图中：
图1示出带有涡轮增压器和致动器的实施例的三维图示，
图2示出涡轮增压器致动器组件的实施例的三维图示，
图3示出涡轮增压器致动器组件的另一个实施例的三维图示，
图4示出涡轮增压器致动器组件的实施例的控制连杆与致动器操纵杆的连接区域的部分截面视图，
图5示出涡轮增压器致动器组件的另一个实施例的控制连杆与致动器操纵杆的连接区域的部分截面视图，以及
图6示出涡轮增压器致动器组件的还另一个实施例的控制连杆与致动器操纵杆的连接区域的部分截面视图，
在附图中，相同的或功能上起同样作用的部件设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以三维图示输出带有涡轮增压器1和致动器3的实施例。涡轮增压器1被构造成用于压缩被供应给马达的空气。涡轮增压器1例如可以被构造为排气涡轮增压器、电辅助的涡轮增压器或电驱动的涡轮增压器。致动器3被构造成用于控制涡轮增压器1的运行，其方式为：该致动器控制涡轮增压器1的部件的位置和运动。这样的部件是执行机构5，通过该执行机构的运动或位置来有针对性地干预涡轮增压器1的运行。这样的执行机构5例如可以被构造为旁通阀、VTG涡形装置或调控阀瓣。
致动器3包括可移动的致动器操纵杆7，通过该致动器操纵杆的运动来使执行机构5的位置发生变化。在这个实施例中，致动器操纵杆7是可旋转地构造的。在致动器操纵杆7上在旋转轴线那侧布置有销栓9。销栓9通常与旋转轴线平行地延伸并随着致动器操纵杆7运动。在致动器操纵杆7与涡轮增压器1的执行机构5之间联接有控制连杆11，该控制连杆还被称为引导件。控制连杆11的端部区域经由销栓9与致动器操纵杆7相连接，使得控制连杆11相对于致动器操纵杆7可旋转。控制连杆11的另一个端部区域与涡轮增压器1的执行机构5相联接，使得将控制连杆11的运动传递至执行机构5。在这个实施例中，经由杆13来进行联接，该杆可旋转地与控制连杆11相连接并且与执行机构5相连接。致动器3控制涡轮增压器1，其方式为使致动器操纵杆7运动。借助于控制连杆11将该运动传递至执行机构5，使得执行机构5的位置变化或运动影响涡轮增压器1的运行。
图2示出带有致动器3的致动器操纵杆7和控制连杆11(在图2 中展示了该控制连杆的端部段)的涡轮增压器致动器组件的第一实施例的三维图示。涡轮增压器致动器组件可以实现将致动器操纵杆7的运动传递至能够与执行机构5相联接的控制连杆11，其中致动器操纵杆7与执行机构5的运动方向通常不同。
致动器操纵杆7具有装配凹口15，致动器3的轴能够防旋转地装配在该装配凹口中，使得致动器操纵杆7能够可旋转地固定在致动器 3上并且可以经由该轴被置于旋转运动。绕延伸穿过该轴的旋转轴线进行旋转。控制连杆11和致动器操纵杆7借助于销栓9彼此相连接，使得控制连杆11相对于致动器操纵杆7绕销栓9可旋转地布置。
销栓9是与旋转轴线间隔开地布置的并且与该旋转轴线平行地延伸，使得致动器操纵杆7的旋转运动引起销栓9的圆弧形的运动。销栓9与致动器操纵杆7固定相连。固定连接例如可以通过致动器操纵杆7与销栓9的压紧连接、焊接连接或在部件中的一体式构造来实现。突出于致动器操纵杆7的旋转平面的销栓9具有在致动器操纵杆7处带有阶梯状的截面扩展的圆柱形的基本形状。与致动器操纵杆7相邻的截面扩展是销栓9的第一区域21。销栓9还在其背离致动器操纵杆 7的自由端部处具有端部区域25。在端部区域25与第一区域21之间的是销栓9的第二区域27。
销栓9延伸穿过控制连杆11的端部区域中的贯通的凹口并且延伸穿过波形弹簧17。控制连杆11和波形弹簧17彼此上下布置，使得波形弹簧17布置在控制连杆11与致动器操纵杆7之间。销栓9的第一区域21延伸穿过波形弹簧17，而销栓9的第二区域27延伸穿过控制连杆11。
在销栓9的背离致动器操纵杆7的端部区域25处布置有销栓固定件19，使得在没有移除销栓固定件19的情况下无法将控制连杆11和波形弹簧11从销栓9取下。在这个实施例中，销栓固定件19被构造为固定环，该固定环接合到端部区域25中的径向环绕的凹槽31中。卡入的固定环突出于销栓9的外侧面，然而还突出于控制连杆11和波形弹簧17中的凹口的内直径。固定环具有圆环形或U形的外轮廓并且具有游隙，在该游隙处将固定环推到销栓9的端部区域25中的凹槽 31上，使得固定环的弹簧应力使该固定环保持在凹槽31中并且形成在轴向方向上形状配合的连接。环的内轮廓和凹槽31的外轮廓可以这样地彼此相对应，使得固定环具有预先设定的取向。为此目的，例如可以在轮廓中设有突起部或相对应的凹陷部。
波形弹簧17的直径与第一区域21的直径相对应，使得波形弹簧 17在所有情况下均具有较小的径向游隙并且在将波形弹簧17套设到销栓9上的情况下在装配期间销栓9具有定中心作用，该定中心作用将波形弹簧17引导到其预先设定的位置。在第二区域27与控制连杆 11中的凹口之间的径向游隙使得部件之间可以进行旋转运动。
在这个实施例中，波形弹簧17被构造为多层的波形弹簧，其波形的带状线呈螺旋形地延伸。波形弹簧17绕第一区域21延伸并且在控制连杆11与致动器操纵杆7之间预张紧，使得致动器操纵杆7与控制连杆11之间的轴向游隙减小或者甚至被消除，其方式为：波形弹簧 17使控制连杆11压靠销栓固定件19。
图3示出带有致动器操纵杆7和控制连杆11的端部段的涡轮增压器致动器组件的第二实施例的三维图示。为了避免重复，描述将集中于与前述实施例的不同之处。
在这个实施例中，波形弹簧17布置在控制连杆11与销栓固定件 19之间。尽管如此，在这个实施例中，销栓9还在致动器操纵杆7处具有凸缘状地扩展的第一区域21。第一区域21支撑控制连杆11，从而避免控制连杆11与致动器操控杆7之间的直接接触，以及伴随而来的摩擦和磨耗。此外，还避免控制连杆11与致动器操纵杆7被固定其上的轴相触碰。波形弹簧17的直径与第二区域27的直径相对应。销栓9的端部区域25具有倒棱29或修圆部，以便在装配、尤其套设波形弹簧17及对其定中心时进行简化。波形弹簧17在销栓固定件19 与控制连杆11之间预张紧，使得致动器操纵杆7与控制连杆11之间的轴向游隙减小或者甚至被消除，其方式为：控制连杆11压到第一区域21上。
图4示出涡轮增压器致动器组件的实施例的控制连杆11与致动器操纵杆7的连接区域的部分截面视图。致动器操纵杆7、控制连杆11 以及销栓固定件19是以截面展示的。
在这个实施例中，波形弹簧17布置在控制连杆11与致动器操纵杆7之间。
销栓9与致动器操纵杆7固定相连，其方式为：具有圆柱形的形状的销栓9的底部23接合到致动器操纵杆7的相对应的凹口中。部件之间的固定连接例如可以通过压配合来实现。在底部23与销栓固定件 19布置在那里的端部区域25之间，销栓9具有与致动器操纵杆7相邻的第一区域21，该第一区域延伸穿过波形弹簧17；以及第二区域27，该第二区域延伸穿过固定连杆11。端部区域25是有倒棱或被修圆的，以便简化装配。第一区域和第二区域21、27具有圆柱形的基本形状。第二区域27的直径小于第一区域21的直径，其中这两个直径均大于底部23的直径。第二区域27在轴向上由完全或部分径向环绕的凹槽31界定，被构造为固定圈的销栓固定件19接合在该凹槽中。
在这个实施例中，波形弹簧17是单层地、由环形延伸的带状线形成的。波形弹簧17可以具有闭合的环形形状。替代性地，在波形弹簧的端部之间可以设有游隙或者端部重合。
图5示出涡轮增压器致动器组件的另一个实施例的控制连杆11 与致动器操纵杆7的连接区域的部分截面视图。致动器操纵杆7、控制连杆11以及销栓固定件19是以截面展示的。
这个实施例与前述实施例的不同之处在于：波形弹簧17具有在平行的平面上的外绕圈，使得在顶侧和底侧的外部最终绕圈不具有波纹并且平行地延伸。在其间延伸的层具有波纹。经由平坦地置于控制连杆11和致动器操纵杆7上的最终绕圈来均匀地分配弹簧力并且避免波峰和波谷可能压入相邻的部件中。在替代性实施方案中，在平坦的外绕圈之间设有带有波纹的多个层。
图6示出涡轮增压器致动器组件的还另一个实施例的控制连杆11 与致动器操纵杆7的连接区域的部分截面视图。致动器操纵杆7和控制连杆11是以截面展示的。
这个实施例与前述两个实施例的不同之处在于波形弹簧11的类型和销栓9的形状。
波形弹簧是多层构造的并且具有多个层的呈螺旋形环绕的、有波纹的带状线。这允许较大的弹簧形成并且更容易与致动器操纵杆7与控制连杆11之间的所提供的安装控制相适配。
在这个实施例中，销栓的延伸穿过控制连杆11的第二区域27是球形地构造的，使得第二区域27具有直径向上和向下变小的圆桶形状。在这种形状的情况下，销栓9与控制连杆11之间的摩擦由于接触面较小而较小。
在上文中以及在权利要求书中给出的以及可从附图中得到的特征不仅可以单独地、而且可以在各种组合中有利地实现。本实用新型不局限于所描述的实施例，而是可以在本领域技术人员的能力范围内以各种方式来改变。
附图标记清单
1 涡轮增压器
3 致动器
5 执行机构
7 致动器操纵杆
9 销栓
11 控制连杆
13 杆
15 装配凹口
17 波形弹簧
19 销栓固定件
21 第一区域
23 底部
25 端部区域
27 第二区域
29 倒棱
31 凹槽

Claims (12)

1.一种涡轮增压器致动器组件，包括：
可运动的致动器操纵杆(7)；
能够联接到涡轮增压器(1)的执行机构(5)上的控制连杆(11)，所述控制连杆借助于销栓(9)与所述致动器操纵杆(7)相连接，使得所述控制连杆(11)被设置为能够相对于所述致动器操纵杆(7)旋转；以及
波形弹簧(17)，
其特征在于，所述销栓(9)从所述致动器操纵杆(7)延伸穿过所述控制连杆(11)的端部区域中的贯通的凹口并且延伸穿过所述波形弹簧(17)，使得所述控制连杆(11)和所述波形弹簧(17)被设置在所述致动器操纵杆(7)与销栓固定件(19)之间，所述销栓固定件被设置在所述销栓(9)的背离所述致动器操纵杆(7)的端部区域(25)处。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述波形弹簧(17)被设置在所述控制连杆(11)与所述销栓固定件(19)之间。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述波形弹簧(17)被设置在所述控制连杆(11)与所述致动器操纵杆(7)之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述波形弹簧(17)被构造为单层的波形弹簧或多层的波形弹簧。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述销栓(9)的背离所述致动器操纵杆(7)的端部区域(25)具有凹槽(31)，并且所述销栓固定件(19)被构造为接合到所述凹槽(31)中的固定环。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述销栓(9)与所述致动器操纵杆(7)固定相连。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述销栓(9)具有与所述致动器操纵杆(7)相邻的第一区域(21)以及设置在所述第一区域(21)与所述端部区域(25)之间的第二区域(27)，并且所述第二区域(27)延伸穿过所述控制连杆(11)的凹口，而所述第一区域(21)和所述端部区域(25)在所述控制连杆(11)的凹口之外。
8.根据权利要求7所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述第二区域(27)的直径小于所述第一区域(21)的直径。
9.根据权利要求7所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述第一区域(21)延伸穿过所述波形弹簧(17)。
10.根据权利要求9所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述第二区域(27)的直径与所述波形弹簧(17)的直径相对应，并且所述第一区域(21)的直径与所述控制连杆(11)的凹口的直径相对应。
11.根据权利要求7所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述第一区域(21)和/或所述第二区域(27)具有柱形或球形的形状。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮增压器致动器组件，
其特征在于，所述涡轮增压器致动器组件包括：带有执行机构(5)的涡轮增压器(1)，所述执行机构对所述涡轮增压器(1)的运行产生影响；以及致动器(3)，所述致动器被构造成用于通过所述致动器操纵杆(7)的位置变化或运动来控制所述涡轮增压器(1)，所述控制连杆(11)与所述涡轮增压器(1)的执行机构(5)相联接，使得所述致动器操纵杆(7)的位置变化或运动引起所述执行机构(5)的位置变化或运动，所述执行机构(5)是下组中的一者，所述组包括旁通阀、VTG涡形装置以及调控阀瓣。
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