WO2011032828A2 - Adjustment device - Google Patents

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WO2011032828A2
WO2011032828A2 PCT/EP2010/062693 EP2010062693W WO2011032828A2 WO 2011032828 A2 WO2011032828 A2 WO 2011032828A2 EP 2010062693 W EP2010062693 W EP 2010062693W WO 2011032828 A2 WO2011032828 A2 WO 2011032828A2
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WO
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actuator
adjusting device
actuating member
rack segment
drive
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PCT/EP2010/062693
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WO2011032828A3 (en
Inventor
Robert Ragogna
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Mahle International Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/12—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit
    • F02D9/14—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having slidably-mounted valve members; having valve members movable longitudinally of conduit the members being slidable transversely of conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
    • F02M26/67—Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators

Definitions

  • the present invention relates to a linear adjusting device for bidirectionally actuating an actuator, in particular in an internal combustion engine, preferably in a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to an engine equipped with such a positioning device and an associated use.
  • a linear adjusting device is known with the aid of which an actuator designed as a valve member can be actuated or adjusted bidirectionally.
  • the adjusting device has for this purpose an actuator for rotationally driving a drive pinion and a transmission which is drive-coupled on the input side with the drive pinion and the output side is drive-coupled with a linearly guided actuator, which in turn is drivingly connected to the actuator.
  • the transmission is designed such that it converts the input-side rotational movement of the drive pinion in an output-side linear movements of the actuator, to which the transmission has on the output side an output pinion, which meshes with a drive connected to the actuator rack segment.
  • the rack segment is formed on a separate coupling member which is movably coupled to the actuator.
  • a mushroom-shaped pin is formed at one end of the actuator, which engages in a T-shaped groove of the coupling member transversely to the direction of movement of the actuator.
  • the present invention is concerned with the problem of providing for an adjusting device of the type mentioned or for an internal combustion engine equipped therewith or an associated use improved or at least another embodiment, which are characterized in particular by a high reliability and by a low-cost structure.
  • the invention is based on the general idea to attach the rack segment fixed to the actuator and to guide the actuator linearly on both sides of the rack segment.
  • the two-sided guidance of the actuator results in a particularly stable, precise and reliable guidance for the actuator.
  • the immediate arrangement of the rack segment on the actuator ensures a direct and backlash-free force, which also supports a reliable function.
  • a support bracket may be provided which receives the transmission and on which the actuator is guided linearly on both sides of the rack segment.
  • a support bracket With the help of such a support bracket stable support points or management points can be realized for the leadership of the actuator.
  • a bearing bracket is attached, which has a bearing bush in which the actuating member is mounted linearly guided on a side facing away from the actuator side of the Zahnstangenseg- ment. With the help of such a bearing bush, a particularly intensive and stable longitudinal guide for the actuator can be realized.
  • 1 is a perspective view of an adjusting device
  • FIG. 2 is a sectional view of the adjusting device in the region of a rack segment
  • Fig. 3 is a perspective detail view of the adjusting device.
  • a linear actuating device 1 with the aid of which an actuator 2 symbolically indicated in FIG. 3 can be bidirectionally actuated, comprises an actuator 3 and a gearbox 4.
  • the actuator 3 is designed, for example, as an electric motor and serves to rotate Driving a drive pinion 5, which sits on a drive shaft 6 of the actuator 3 for this purpose.
  • the transmission 4 is drive-coupled on the input side with the drive pinion 5 and is drive-coupled on the output side with an actuator 7.
  • the actuator 7 is guided linearly and can be directly or indirectly coupled to the actuator 2 to operate this bidirectional.
  • Such bidirectional actuation comprises linear and rotary adjustment movements of the actuator 2 between two end positions.
  • the actuator 7 itself is driven via the gear 4 to linear adjustment movements.
  • a corresponding direction of movement of the actuating member 7 is indicated in the figures by a double arrow 8.
  • the transmission 4 can convert input-side rotational movements of the drive pinion 5, which are indicated in FIG. 3 by a rotary double arrow 9, into the output-side linear movements 8 of the actuating member 7.
  • the transmission 4 on the output side an output pinion 10, which meshes with a rack segment 1 1, which is drivingly connected to the actuator 7.
  • the transmission 4 has in the example shown two pairs of gears 12 and 13, namely an output-side gear pair 12 and an input-side gear pair 13.
  • the output-side gear pair 12 has the output gear 10 and a sector gear 14 which extends to less than 360 °. In the example shown, said sector gear 14 extends by about 90 °.
  • the toothed segment 14 has a significantly larger diameter than the output pinion 10. Accordingly, the toothed segment 14 has significantly more teeth with respect to the circumference than the output pinion 10.
  • the toothed segment 14 and the toothed segment 14 Drive sprockets 10 may be made integrally from one piece, in particular as an integral injection molded body.
  • the output pinion 10 and the toothed segment 14 are connected to one another in a rotationally fixed manner and thereby form a unit, namely the output-side gearwheel pair 12.
  • This output-side gearwheel pair 12 is rotatably mounted on an output shaft 15.
  • the input-side gear pair 13 has two different sized gear wheels, namely an input gear 16 which meshes with the drive pinion 5 and which has the larger diameter or the larger number of teeth, and an output gear 17 which has the smaller diameter and has the smaller number of teeth.
  • the wheels 16,17 of the input-side gear pair 13 are rotatably connected to each other, in particular integrally made of one piece. In any case, they form a unit, namely the input-side gear pair 13, and are rotatably mounted on an input shaft 18.
  • the rack segment 1 1 is fixedly arranged on the actuator 7, for example screwed or glued or welded. Accordingly, the rack segment 1 1 is designed with respect to the actuator 7 as a separate component. Alternatively, it is also possible to form the rack segment 1 1 integrally on the actuator 7.
  • the actuator 7 is guided linearly on both sides of the rack segment 1 1. On both sides means in this context with respect to the axial linear movement 8 axially before and axially after the rack segment 1 first In other words, the actuator 7 is axially spaced from the rack segment 1 1 on both sides of the rack segment 1 1 linearly guided.
  • the actuator 1 may be equipped with a support bracket 19. At this support bracket 19, the linear guide of the actuator 7 takes place on both sides of the rack segment 1 first The support bracket 19 also serves to receive the transmission. 4
  • the support bracket 19 has a bottom plate 20 and a side adjacent thereto, in particular at right angles thereof projecting side wall 21st the support bracket 19 has in the region of the bottom plate 20 has a passage opening 22 into which a bearing bush 23 is inserted.
  • the actuator 7 is mounted linearly guided on a the actuator 2 facing side of the rack segment 1 1.
  • a bearing bracket 24 may be attached to the support bracket 19.
  • the bearing bracket 24 is attached on the one hand to the side wall 21 and on the other hand to a mounting bracket 25 which is arranged with respect to the side wall 21 at the opposite end of the bottom plate 20.
  • a (further) bearing bush 26 is arranged, in which the actuating member 7 is also mounted linearly guided, on a side facing away from the actuator 2 side of the rack segment 1 first
  • This further bearing bush 26 may form a separate component with respect to the bearing bracket 24, which is fastened in a suitable manner to the bearing bracket 24, for example by means of a screw connection or by means of a welded connection.
  • the respective bushing 23 and 26 may be conveniently made of a different material than the bearing bracket 19.
  • the bearing bracket 19 may be made of a plastic, while for the bearing bushes 23 and 26, a metal material is preferred.
  • the actuator 3 is attached to the bearing bracket 19, namely on the side wall 21st
  • the side wall 21 may be provided on a side facing away from the bottom plate 20 side with a receptacle 27 into which the actuator 3 coaxially to its drive shaft 6 is inserted.
  • the side wall 21 includes a through hole 28 through which the drive shaft 6 can be pushed with it attached drive pinion 5 when the actuator 3 is inserted into the receptacle 27.
  • the bearing bracket 19 may have shafts 29, 30, for example, to receive the shafts 15, 18 of the transmission 4.
  • shafts 29, 30, for example, to receive the shafts 15, 18 of the transmission 4.
  • two mutually aligned shaft receptacles 29 are provided for the output shaft 15 and two further, mutually aligned shaft receptacles 30 for receiving the input shaft 18th
  • the bearing bracket 19 can be closed with a lid, not shown here, whereby they form with the lid enclosing the gear 4 housing.
  • the actuator 2 may preferably be a wastegate valve for bypassing a turbine or a turbine wheel of an exhaust gas turbocharger.
  • the adjusting device 1 for actuating a variable geometry of an exhaust gas turbocharger.
  • a modern exhaust gas turbocharger may be equipped with a variable turbine geometry.
  • a turbocharger may be equipped with a variable compressor geometry.
  • pivotable vanes can be adjusted by means of the adjusting device 1 via a corresponding actuator 2.
  • adjusting device 1 in internal combustion engines, especially in motor vehicles, are for example a fresh air valve or an exhaust valve or an exhaust gas recirculation valve or a flap arrangement, which may be arranged on the fresh air side or on the exhaust side.

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Abstract

The invention relates to a linear adjustment device (1) for the bi-directional actuation of an actuator (2), especially in an internal combustion engine, preferably in a motor vehicle, comprising an actuating drive (3) for rotationally driving a driving pinion (5), and a transmission (4) that is coupled to the driving pinion (5) on the input side in a driving manner and is coupled to a linearly guided actuation member (7) on the output side in a driving manner, said member being, or being able to be, in turn, connected to the actuator (2) directly or indirectly in a driving manner. The transmission (4) converts the input-side rotational movement (9) of the driving pinion (5) into an output-side linear movement (8) of the actuating member (7) and comprises, on the output side, an output gear (10) that meshes with a toothed rack segment (11) connected to the actuating member (7) in a driving manner. An increased operating safety is achieved due to the toothed rack segment (11) being fixed on the actuating member (7) and the actuating member (7) being linearly guided on both sides of the toothed rack segment.

Description

Stellvorrichtung  locking device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lineare Stellvorrichtung zum bidirektionalen Betätigen eines Stellglieds, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine mit einer derartigen Stellvorrichtung ausgestattete Brennkraftmaschine sowie eine zugehörige Verwendung. The present invention relates to a linear adjusting device for bidirectionally actuating an actuator, in particular in an internal combustion engine, preferably in a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to an engine equipped with such a positioning device and an associated use.
Aus der EP 1 647 698 A2 ist eine lineare Stellvorrichtung bekannt, mit deren Hilfe ein als Ventilglied ausgestaltetes Stellglied bidirektional betätigt beziehungsweise verstellt werden kann. Die Stellvorrichtung weist hierzu einen Stellantrieb zum drehenden Antreiben eines Antriebsritzels sowie ein Getriebe auf, das eingangs- seitig mit dem Antriebsritzel antriebsgekoppelt ist und das ausgangsseitig mit einem linear geführten Betätigungsglied antriebsgekoppelt ist, das seinerseits mit dem Stellglied antriebsverbunden ist. Dabei ist das Getriebe so ausgestaltet, dass es die eingangsseitige Drehbewegung des Antriebsritzels in eine ausgangs- seitige Linearbewegungen des Betätigungsglieds wandelt, wozu das Getriebe ausgangsseitig ein Abtriebsritzel aufweist, das ein mit dem Betätigungsglied antriebsverbundenes Zahnstangensegment kämmt. From EP 1 647 698 A2 a linear adjusting device is known with the aid of which an actuator designed as a valve member can be actuated or adjusted bidirectionally. The adjusting device has for this purpose an actuator for rotationally driving a drive pinion and a transmission which is drive-coupled on the input side with the drive pinion and the output side is drive-coupled with a linearly guided actuator, which in turn is drivingly connected to the actuator. In this case, the transmission is designed such that it converts the input-side rotational movement of the drive pinion in an output-side linear movements of the actuator, to which the transmission has on the output side an output pinion, which meshes with a drive connected to the actuator rack segment.
Bei der bekannten Stellvorrichtung ist das Zahnstangensegment an einem separaten Kopplungsbauteil ausgeformt, das beweglich mit dem Betätigungsglied gekoppelt ist. Hierzu ist an einem Ende des Betätigungsglieds ein pilzförmiger Zapfen ausgeformt, der in eine T-förmige Nut des Kopplungsbauteils quer zur Bewegungsrichtung des Stellglieds eingreift. Hierdurch ist das Betätigungsglied und somit das daran antriebsgekoppelte Stellglied um eine sich parallel zur Bewegungsrichtung erstreckende, durch die Zapfen-Nut-Verbindung verlaufende Drehachse drehbar am Kopplungsbauteil gehalten. Ferner ist bei der bekannten Stellvorrichtung das Kopplungsbauteil an einer vom Abtriebsritzel abgewandten Seite an einer Gleitführungsfläche linear geführt. In the known actuator, the rack segment is formed on a separate coupling member which is movably coupled to the actuator. For this purpose, a mushroom-shaped pin is formed at one end of the actuator, which engages in a T-shaped groove of the coupling member transversely to the direction of movement of the actuator. As a result, the actuating member and thus the drive-coupled actuator is held rotatably on the coupling member about a parallel to the direction of movement extending through the pin-groove connection axis of rotation. Furthermore, in the known Adjusting device, the coupling component on a side facing away from the output pinion side on a sliding guide surface linearly guided.
Die vorliegende Erfinden beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art beziehungsweise für eine damit ausgestattete Brennkraftmaschine beziehungsweise für eine zugehörige Verwendung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Funktionssicherheit sowie durch einen preiswerten Aufbau auszeichnen. The present invention is concerned with the problem of providing for an adjusting device of the type mentioned or for an internal combustion engine equipped therewith or an associated use improved or at least another embodiment, which are characterized in particular by a high reliability and by a low-cost structure.
Dieses Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Zahnstangensegment fest am Betätigungsglied anzubringen und das Betätigungsglied beiderseits des Zahnstangensegments linear zu führen. Durch die beidseitige Führung des Betätigungsglieds ergibt sich eine besonders stabile, präzise und zuverlässige Führung für das Betätigungsglied. Gleichzeitig sorgt die unmittelbare Anordnung des Zahnstangensegments am Betätigungsglied für eine direkte und spielfreie Krafteinleitung, was ebenfalls eine zuverlässige Funktion unterstützt. The invention is based on the general idea to attach the rack segment fixed to the actuator and to guide the actuator linearly on both sides of the rack segment. The two-sided guidance of the actuator results in a particularly stable, precise and reliable guidance for the actuator. At the same time the immediate arrangement of the rack segment on the actuator ensures a direct and backlash-free force, which also supports a reliable function.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Tragkonsole vorgesehen sein, die das Getriebe aufnimmt und an der das Betätigungsglied beiderseits des Zahnstangensegments linear geführt ist. Mit Hilfe einer derartigen Tragkonsole können für die Führung des Betätigungsglieds stabile Stützstellen beziehungsweise Führungsstellen realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist nun eine Weiterbildung, bei welcher an der Tragkonsole ein Lagerbügel befestigt ist, der eine Lagerbuchse aufweist, in der das Betätigungsglied an einer vom Stellglied abgewandten Seite des Zahnstangenseg- ments linear geführt gelagert ist. Mit Hilfe einer derartigen Lagerbuchse lässt sich eine besonders intensive und stabile Längsführung für das Betätigungsglied realisieren. According to an advantageous embodiment, a support bracket may be provided which receives the transmission and on which the actuator is guided linearly on both sides of the rack segment. With the help of such a support bracket stable support points or management points can be realized for the leadership of the actuator. Particularly advantageous is now a development in which on the support bracket, a bearing bracket is attached, which has a bearing bush in which the actuating member is mounted linearly guided on a side facing away from the actuator side of the Zahnstangenseg- ment. With the help of such a bearing bush, a particularly intensive and stable longitudinal guide for the actuator can be realized.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Stellvorrichtung, 1 is a perspective view of an adjusting device,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Stellvorrichtung im Bereich eines Zahnstangensegments, 2 is a sectional view of the adjusting device in the region of a rack segment,
Fig. 3 eine perspektivische Einzelteildarstellung der Stellvorrichtung. Entsprechend den Fig. 1 bis 3 umfasst eine lineare Stellvorrichtung 1 , mit deren Hilfe ein in Fig. 3 symbolisch angedeutetes Stellglied 2 bidirektional betätigt werden kann, einen Stellantrieb 3 sowie ein Getriebe 4. Der Stellantrieb 3 ist beispielsweise als Elektromotor ausgestaltet und dient zum drehenden Antreiben eines Antriebsritzels 5, das hierzu auf einer Antriebswelle 6 des Stellantriebs 3 sitzt. Das Getriebe 4 ist eingangsseitig mit dem Antriebsritzel 5 antriebsgekoppelt und ist ausgangsseitig mit einem Betätigungsglied 7 antriebsgekoppelt. Das Betätigungsglied 7 ist linear geführt und kann direkt oder indirekt mit dem Stellglied 2 gekoppelt werden, um dieses bidirektional zu betätigen. Eine derartige bidirektionale Betätigung umfasst dabei lineare und rotatorische Verstellbewegungen des Stellglieds 2 zwischen zwei Endstellungen. Das Betätigungsglied 7 selbst wird über das Getriebe 4 zu linearen Verstellbewegungen angetrieben. Eine entsprechende Bewegungsrichtung des Betätigungsglieds 7 ist in den Figuren durch einen Doppelpfeil 8 angedeutet. Das Getriebe 4 kann eingangsseitige Drehbewegungen des Antriebsritzels 5, die in Fig. 3 durch einen Drehdoppelpfeil 9 angedeutet sind, in die ausgangsseitigen Linearbewegungen 8 des Betätigungsglieds 7 wandeln. Hierzu weist das Getriebe 4 ausgangsseitig ein Abtriebsritzel 10 auf, das ein Zahnstangensegment 1 1 kämmt, das mit dem Betätigungsglied 7 antriebsverbunden ist. Fig. 3 is a perspective detail view of the adjusting device. According to FIGS. 1 to 3, a linear actuating device 1, with the aid of which an actuator 2 symbolically indicated in FIG. 3 can be bidirectionally actuated, comprises an actuator 3 and a gearbox 4. The actuator 3 is designed, for example, as an electric motor and serves to rotate Driving a drive pinion 5, which sits on a drive shaft 6 of the actuator 3 for this purpose. The transmission 4 is drive-coupled on the input side with the drive pinion 5 and is drive-coupled on the output side with an actuator 7. The actuator 7 is guided linearly and can be directly or indirectly coupled to the actuator 2 to operate this bidirectional. Such bidirectional actuation comprises linear and rotary adjustment movements of the actuator 2 between two end positions. The actuator 7 itself is driven via the gear 4 to linear adjustment movements. A corresponding direction of movement of the actuating member 7 is indicated in the figures by a double arrow 8. The transmission 4 can convert input-side rotational movements of the drive pinion 5, which are indicated in FIG. 3 by a rotary double arrow 9, into the output-side linear movements 8 of the actuating member 7. For this purpose, the transmission 4 on the output side an output pinion 10, which meshes with a rack segment 1 1, which is drivingly connected to the actuator 7.
Das Getriebe 4 weist im gezeigten Beispiel zwei Zahnradpaare 12 und 13 auf, nämlich ein ausgangsseitiges Zahnradpaar 12 und ein eingangsseitiges Zahnradpaar 13. Das ausgangsseitige Zahnradpaar 12 weist das Abtriebsritzel 10 sowie ein Zahnsegment 14 auf, das sich um weniger als 360° erstreckt. Im gezeigten Beispiel erstreckt sich besagtes Zahnsegment 14 um etwa 90°. Das Zahnsegment 14 besitzt einen deutlich größeren Durchmesser als das Abtriebsritzel 10. Dementsprechend weist das Zahnsegment 14 bezogen auf den Umfang deutlich mehr Zähne auf als das Abtriebsritzel 10. Das Zahnsegment 14 und das Ab- triebsritzel 10 können integral aus einen Stück hergestellt sein, insbesondere als integraler Spritzgusskörper. Jedenfalls sind das Abtriebsritzel 10 und das Zahn- segment 14 drehfest miteinander verbunden und bilden dadurch eine Einheit, nämlich das ausgangsseitige Zahnradpaar 12. Dieses ausgangsseitige Zahnradpaar 12 ist auf einer Ausgangswelle 15 drehbar gelagert. The transmission 4 has in the example shown two pairs of gears 12 and 13, namely an output-side gear pair 12 and an input-side gear pair 13. The output-side gear pair 12 has the output gear 10 and a sector gear 14 which extends to less than 360 °. In the example shown, said sector gear 14 extends by about 90 °. The toothed segment 14 has a significantly larger diameter than the output pinion 10. Accordingly, the toothed segment 14 has significantly more teeth with respect to the circumference than the output pinion 10. The toothed segment 14 and the toothed segment 14 Drive sprockets 10 may be made integrally from one piece, in particular as an integral injection molded body. In any case, the output pinion 10 and the toothed segment 14 are connected to one another in a rotationally fixed manner and thereby form a unit, namely the output-side gearwheel pair 12. This output-side gearwheel pair 12 is rotatably mounted on an output shaft 15.
Auch das eingangsseitige Zahnradpaar 13 weist zwei unterschiedlich große Zahnradräder auf, nämlich ein Eingangsrad 16, das mit dem Antriebsritzel 5 kämmt und das den größeren Durchmesser beziehungsweise die größere Zähnezahl aufweist, sowie ein Ausgangsrad 17, das den kleineren Durchmesser aufweist und die kleinere Zähnezahl besitzt. Die Räder 16,17 des eingansseitigen Zahnradpaares 13 sind drehfest miteinander verbunden, insbesondere integral aus einem Stück hergestellt. Jedenfalls bilden sie eine Einheit, nämlich das eingangsseitige Zahnradpaar 13, und sind an einer Eingangswelle 18 drehbar gelagert. Also, the input-side gear pair 13 has two different sized gear wheels, namely an input gear 16 which meshes with the drive pinion 5 and which has the larger diameter or the larger number of teeth, and an output gear 17 which has the smaller diameter and has the smaller number of teeth. The wheels 16,17 of the input-side gear pair 13 are rotatably connected to each other, in particular integrally made of one piece. In any case, they form a unit, namely the input-side gear pair 13, and are rotatably mounted on an input shaft 18.
Das Zahnstangensegment 1 1 ist am Betätigungsglied 7 fest angeordnet, beispielsweise damit verschraubt oder verklebt oder verschweißt. Dementsprechend ist das Zahnstangensegment 1 1 bezüglich des Betätigungsglied 7 als separates Bauteil konzipiert. Alternativ ist es ebenso möglich, das Zahnstangensegment 1 1 integral am Betätigungsglied 7 auszuformen. The rack segment 1 1 is fixedly arranged on the actuator 7, for example screwed or glued or welded. Accordingly, the rack segment 1 1 is designed with respect to the actuator 7 as a separate component. Alternatively, it is also possible to form the rack segment 1 1 integrally on the actuator 7.
Das Betätigungsglied 7 ist beiderseits des Zahnstangensegments 1 1 linear geführt. Beiderseits bedeutet in diesem Zusammenhang bezüglich der axialen Linearbewegung 8 axial vor und axial nach dem Zahnstangensegment 1 1 . Mit anderen Worten, das Betätigungsglied 7 ist axial beabstandet zum Zahnstangensegment 1 1 auf beiden Seiten des Zahnstangensegments 1 1 linear geführt. Zur Realisierung dieser Linearführung des Betätigungsglieds 7 kann die Stellvorrichtung 1 mit einer Tragkonsole 19 ausgestattet sein. An dieser Tragekonsole 19 erfolgt die Linearführung des Betätigungsglieds 7 beiderseits des Zahnstangensegments 1 1 . Die Tragkonsole 19 dient außerdem zur Aufnahme des Getriebes 4. The actuator 7 is guided linearly on both sides of the rack segment 1 1. On both sides means in this context with respect to the axial linear movement 8 axially before and axially after the rack segment 1 first In other words, the actuator 7 is axially spaced from the rack segment 1 1 on both sides of the rack segment 1 1 linearly guided. To realize this linear guide of the actuator 7, the actuator 1 may be equipped with a support bracket 19. At this support bracket 19, the linear guide of the actuator 7 takes place on both sides of the rack segment 1 first The support bracket 19 also serves to receive the transmission. 4
Die Tragkonsole 19 besitzt eine Bodenplatte 20 und eine randseitig daran anschließende, insbesondere rechtwinklig davon abstehende Seitenwand 21 . die Tragkonsole 19 weist im Bereich der Bodenplatte 20 eine Durchgangsöffnung 22 auf, in die eine Lagerbuchse 23 eingesetzt ist. In dieser Lagerbuchse 23 ist das Betätigungsglied 7 an einer dem Stellglied 2 zugewandten Seite des Zahnstangensegment 1 1 linear geführt gelagert. Zusätzlich oder alternativ kann an der Tragkonsole 19 ein Lagerbügel 24 befestigt sein. Im gezeigten Beispiel ist der Lagerbügel 24 einerseits an der Seitenwand 21 und andererseits an einem Tragbügel 25 befestigt, der bezüglich der Seitenwand 21 am gegenüberliegenden Ende der Bodenplatte 20 angeordnet ist. An diesem Lagerbügel 24 ist eine (weitere) Lagerbuchse 26 angeordnet, in der das Betätigungsglied 7 ebenfalls linear geführt gelagert ist, und zwar an einer vom Stellglied 2 abgewandten Seite des Zahnstangensegments 1 1 . Diese weitere Lagerbuchse 26 kann bezüglich des Lagerbügels 24 ein separates Bauteil bilden, das auf geeignete Weise am Lagerbügel 24 befestigt ist, zum Beispiel mittels einer Schraubverbindung oder mittels einer Schweißverbindung. Alternativ ist es ebenso möglich, die Lagerbuchse 26 integral am Lagerbügel 24 auszuformen. The support bracket 19 has a bottom plate 20 and a side adjacent thereto, in particular at right angles thereof projecting side wall 21st the support bracket 19 has in the region of the bottom plate 20 has a passage opening 22 into which a bearing bush 23 is inserted. In this bushing 23, the actuator 7 is mounted linearly guided on a the actuator 2 facing side of the rack segment 1 1. Additionally or alternatively, a bearing bracket 24 may be attached to the support bracket 19. In the example shown, the bearing bracket 24 is attached on the one hand to the side wall 21 and on the other hand to a mounting bracket 25 which is arranged with respect to the side wall 21 at the opposite end of the bottom plate 20. At this bearing bracket 24 is a (further) bearing bush 26 is arranged, in which the actuating member 7 is also mounted linearly guided, on a side facing away from the actuator 2 side of the rack segment 1 first This further bearing bush 26 may form a separate component with respect to the bearing bracket 24, which is fastened in a suitable manner to the bearing bracket 24, for example by means of a screw connection or by means of a welded connection. Alternatively, it is also possible to form the bearing bush 26 integrally on the bearing bracket 24.
Die jeweilige Lagerbuchse 23 beziehungsweise 26 kann zweckmäßig aus einem anderen Material hergestellt werden als die Lagerkonsole 19. Beispielsweise kann die Lagerkonsole 19 aus einem Kunststoff hergestellt werden, während für die Lagerbuchsen 23 beziehungsweise 26 ein Metallwerkstoff bevorzugt wird. Im Beispiel ist der Stellantrieb 3 an die Lagerkonsole 19 angebaut, und zwar an deren Seitenwand 21 . Hierzu kann die Seitenwand 21 an einer von der Bodenplatte 20 abgewandten Seite mit einer Aufnahme 27 ausgestattet sein, in die der Stellantrieb 3 koaxial zu seiner Antriebswelle 6 einführbar ist. Die Seitenwand 21 enthält eine Durchgangsöffnung 28, durch welche die Antriebswelle 6 mit daran angebrachtem Antriebsritzel 5 durchsteckbar ist, wenn der Stellantrieb 3 in die Aufnahme 27 eingeführt wird. The respective bushing 23 and 26 may be conveniently made of a different material than the bearing bracket 19. For example, the bearing bracket 19 may be made of a plastic, while for the bearing bushes 23 and 26, a metal material is preferred. In the example, the actuator 3 is attached to the bearing bracket 19, namely on the side wall 21st For this purpose, the side wall 21 may be provided on a side facing away from the bottom plate 20 side with a receptacle 27 into which the actuator 3 coaxially to its drive shaft 6 is inserted. The side wall 21 includes a through hole 28 through which the drive shaft 6 can be pushed with it attached drive pinion 5 when the actuator 3 is inserted into the receptacle 27.
Des Weiteren kann die Lagerkonsole 19 Wellenaufnahmen 29, 30 aufweisen, beispielsweise um die Wellen 15, 18 des Getriebes 4 aufzunehmen. Beispielsweise sind zwei zueinander fluchtende Wellenaufnahmen 29 für die Ausgangswelle 15 vorgesehen sowie zwei weitere, zueinander fluchtende Wellenaufnahmen 30 zur Aufnahme der Einganswelle 18. Furthermore, the bearing bracket 19 may have shafts 29, 30, for example, to receive the shafts 15, 18 of the transmission 4. For example, two mutually aligned shaft receptacles 29 are provided for the output shaft 15 and two further, mutually aligned shaft receptacles 30 for receiving the input shaft 18th
Die Lagerkonsole 19 kann mit einem hier nicht gezeigten Deckel verschlossen werden, wodurch sie mit dem Deckel ein das Getriebe 4 umschließendes Gehäuse bilden. The bearing bracket 19 can be closed with a lid, not shown here, whereby they form with the lid enclosing the gear 4 housing.
Beim Stellglied 2 kann es sich bevorzugt um ein Wastegateventil zur Umgehung einer Turbine beziehungsweise eines Turbinenrads eines Abgasturboladers handelt. Alternativ ist es ebenso möglich, die Stellvorrichtung 1 zum Betätigen einer variablen Geometrie eines Abgasturboladers zu verwenden. Beispielsweise kann ein moderner Abgasturbolader mit einer variablen Turbinengeometrie ausgestattet sein. Ebenso ist es denkbar, einen Turbolader mit einer variablen Verdichtergeometrie auszustatten. In jedem Fall können schwenkbare Leitschaufeln mit Hilfe der Stellvorrichtung 1 über ein entsprechendes Stellglied 2 verstellt werden. The actuator 2 may preferably be a wastegate valve for bypassing a turbine or a turbine wheel of an exhaust gas turbocharger. Alternatively, it is also possible to use the adjusting device 1 for actuating a variable geometry of an exhaust gas turbocharger. For example, a modern exhaust gas turbocharger may be equipped with a variable turbine geometry. It is also conceivable to equip a turbocharger with a variable compressor geometry. In any case, pivotable vanes can be adjusted by means of the adjusting device 1 via a corresponding actuator 2.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten für die Stellvorrichtung 1 bei Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, sind beispielsweise ein Frischluftventil oder ein Abgasventil oder ein Abgasrückführventil oder eine Klappenanordnung, die frischluftseitig oder abgasseitig angeordnet sein kann. Further applications for the adjusting device 1 in internal combustion engines, especially in motor vehicles, are for example a fresh air valve or an exhaust valve or an exhaust gas recirculation valve or a flap arrangement, which may be arranged on the fresh air side or on the exhaust side.
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Claims

Ansprüche claims
1 . Lineare Stellvorrichtung zum bidirektionalen Betätigen eines Stellglieds (2), insbesondere bei einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, 1 . Linear actuating device for bidirectionally actuating an actuator (2), in particular in an internal combustion engine, preferably in a motor vehicle,
- mit einem Stellantrieb (3) zum drehenden Antreiben eines Antriebsritzels (5), - With an actuator (3) for rotationally driving a drive pinion (5),
- mit einem Getriebe (4), das eingangsseitig mit dem Antriebsritzel (5) antriebsgekoppelt ist und das ausgangsseitig mit einem linear geführten Betätigungsglied (7) antriebsgekoppelt ist, das seinerseits mit dem Stellglied (2) direkt oder indirekt antriebsverbunden oder antriebsverbindbar ist, - With a transmission (4), the input side to the drive pinion (5) is drive-coupled and the output side with a linearly guided actuator (7) is drive-coupled, which in turn is directly or indirectly drive-connected or drive-connected to the actuator (2),
- wobei das Getriebe (4) die eingangsseitige Drehbewegung (9) des Antriebsritzels (5) in eine ausgangsseitige Linearbewegung (8) des Betätigungsglieds (7) wandelt,  - wherein the transmission (4) converts the input-side rotational movement (9) of the drive pinion (5) into an output-side linear movement (8) of the actuating member (7),
- wobei das Getriebe (4) ausgangsseitig ein Abtriebsritzel (10) aufweist, das ein mit dem Betätigungsglied (7) antriebsverbundenes Zahnstangensegment (1 1 ) kämmt,  - Wherein the gearbox (4) on the output side an output pinion (10) which meshes with the actuator (7) drivingly connected rack segment (1 1),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass das Zahnstangensegment (1 1 ) fest am Betätigungsglied (7) angeordnet ist,  - That the rack segment (1 1) is fixedly arranged on the actuating member (7),
- dass das Betätigungsglied (7) beiderseits des Zahnstangensegments (1 1 ) linear geführt ist.  - That the actuating member (7) is guided linearly on both sides of the rack segment (1 1).
2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 2. Adjusting device according to claim 1
dadurch gekennzeichnet, dass eine Tragkonsole (19) vorgesehen ist, die das Getriebe (4) aufninnnnt und an der das Betätigungsglied (7) beiderseits des Zahnstangensegments (1 1 ) linear geführt ist. characterized, in that a support bracket (19) is provided which projects over the gear (4) and on which the actuating member (7) is linearly guided on both sides of the rack segment (1 1).
3. Stellvorrichtung nach Anspruch 2, 3. Adjusting device according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Tragkonsole (19) eine Durchgangsöffnung (22) aufweist, in die eine Lagerbuchse (23) eingesetzt ist, in der das Betätigungsglied (7) an einer dem Stellglied (2) zugewandten Seite des Zahnstangensegments (1 1 ) linear geführt gelagert ist. the support bracket (19) has a passage opening (22) into which a bearing bush (23) is inserted, in which the actuating member (7) is linearly guided on a side of the rack segment (11) facing the actuator (2).
4. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 4. Adjusting device according to one of claims 1 to 3
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass an einer Tragkonsole (19) ein Lagerbügel (24) befestigt ist, der eine Lagerbuchse (26) aufweist, in der das Betätigungsglied (7) an einer vom Stellglied (2) abgewandten Seite des Zahnstangensegments (1 1 ) linear geführt gelagert ist. in that a bearing bracket (24) is fastened to a support bracket (19) and has a bearing bush (26) in which the actuating member (7) is linearly guided on a side of the rack segment (1 1) remote from the actuator (2).
5. Stellvorrichtung nach Anspruch 4, 5. Adjusting device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lagerbuchse (26) integral am Lagerbügel (24) ausgeformt ist. in that the bearing bush (26) is integrally formed on the bearing bracket (24).
6. Stellvorrichtung nach allen Ansprüchen 3 bis 5 6. Adjusting device according to all claims 3 to 5
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die jeweilige Lagerbuchse (23, 26) aus einem anderen Material besteht als die Lagerkonsole (19). the respective bearing bush (23, 26) consists of a different material than the bearing bracket (19).
7. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, 7. Adjusting device according to one of claims 2 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Stellantrieb (3) an die Lagerkonsole (19) angebaut ist. the actuator (3) is attached to the bearing bracket (19).
8. Stellvorrichtung nach allen Ansprüchen 2 bis 7, 8. Adjusting device according to all claims 2 to 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lagerkonsole (19) Wellenaufnahmen (29, 30) aufweist, in die Wellen (15, 18) des Getriebes (4) eingesetzt sind. the bearing bracket (19) has shaft receptacles (29, 30) in which shafts (15, 18) of the gearbox (4) are inserted.
9. Stellvorrichtung nach allen Ansprüchen 1 bis 8, 9. Adjusting device according to all claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Zahnstangensegment (1 1 ) integral am Betätigungsglied (7) ausgeformt ist. in that the rack segment (11) is integrally formed on the actuating member (7).
10. Stellvorrichtung nach allen Ansprüchen 1 bis 8, 10. Adjusting device according to all claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Zahnstangensegment (1 1 ) am Betätigungsglied (7) befestigt ist. in that the toothed rack segment (11) is fastened to the actuating member (7).
1 1 . Verwendung einer Stellvorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 1. Use of an adjusting device (1) according to at least one of claims 1 to 10,
- zum Betätigen eines Wastegateventils eines Abgasturboladers, oder  - For actuating a wastegate valve of an exhaust gas turbocharger, or
- zum Betätigen einer variablen Geometrie eines Abgasturboladers, insbesondere einer Turbine oder eines Verdichters des Abgasturboladers, oder  - To actuate a variable geometry of an exhaust gas turbocharger, in particular a turbine or a compressor of the exhaust gas turbocharger, or
- zum Betätigen eines Frischluftventils, oder  - To operate a fresh air valve, or
- zum Betätigen eines Abgasventils, oder  - To operate an exhaust valve, or
- zum Betätigen eines Abgasrückführventils, oder  - To operate an exhaust gas recirculation valve, or
- zum Betätigen einer, insbesondere abgasseitigen oder frischluftseitigen, Klappenanordnung.  - For operating a, in particular exhaust side or fresh air side, flap assembly.
12. Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Stellvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 12. Internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with at least one adjusting device (1) according to one of claims 1 to 10.
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