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1、(10)申请公布号 CN 102369345 A (43)申请公布日 2012.03.07 CN 102369345 A *CN102369345A* (21)申请号 201080013431.1 (22)申请日 2010.03.16 102009014140.5 2009.03.24 DE F02D 9/10(2006.01) F02D 9/04(2006.01) F16C 27/00(2006.01) F16C 25/00(2006.01) F16C 27/02(2006.01) (71)申请人 MTU 腓特烈港有限责任公司 地址 德国腓特烈港 (72)发明人 R. 赫格纳 A. 托斯 (。
2、74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 李永波 杨国治 (54) 发明名称 活门装置特别是排气活门装置 (57) 摘要 一种活门装置， 特别是排气活门装置 （1） ， 其 通过壳体侧的轴承机构 （6、 7） 在两侧对活门 （4） 进行支撑， 对其提出一种构造方案， 据此， 轴承体 （20、 21） 径向地支撑到轴承机构 （6、 7） 的环形束 腰 （14、 15） 上， 并通过环形束腰 （14、 15） 径向弹性 地夹紧地保持到预先确定的径向位置上。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.09.23 (86)PCT申请的申请数据 PCT。
3、/EP2010/001646 2010.03.16 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/108620 DE 2010.09.30 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 102369354 A1/1 页 2 1. 一种活门装置， 特别是排气活门装置 （1） ， 具有壳体侧的轴承机构 （6、 7） ， 轴承机构 具有容纳在环形束腰 （14、 15） 中的轴承体 （20、 21） ， 其特征在于， 轴承体 （20、 21） 通过环形 束腰 （14、 15） 径向弹性地夹紧地保持到预先确定的径。
4、向位置上。 2. 如权利要求 1 所述的活门装置， 其特征在于， 环形束腰 （14、 15） 被分成在圆周方向 上分开的径向弹性地被夹紧的环形区段 （28-30） 。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的活门装置， 其特征在于， 在环形束腰 （14、 15） 的弹性地被 夹紧的环形区段 （28-30） 中， 至少有一个环形区段 （28） 相对于轴承机构 （6、 7） 位置固定。 4. 如权利要求 1-3 中任一项所述的活门装置， 其特征在于， 环形束腰 （14、 15） 设置在 轴承机构 （6、 7） 的支撑体 （12、 13） 上。 5. 如前述权利要求中任一项所述的活门装置， 其特征在于，。
5、 环形束腰 （14、 15） 分别由 至少一个相对于支撑体 （12、 13） 位置固定的环形区段 （28） 和相对于支撑体 （12、 13） 可径向 移动的环形区段 （29、 30） 构成。 6. 如权利要求 5 所述的活门装置， 其特征在于， 至少一个可径向移动的环形区段 （29、 30） 径向弹性地挠曲地与支撑体 （12、 13） 连接。 7. 如权利要求 5 所述的活门装置， 其特征在于， 至少一个可径向移动的环形区段 （29、 30） 形成与支撑体 （12、 13） 分开的构件。 8. 如权利要求 1-5 中任一项所述的活门装置， 其特征在于， 环形束腰 （14、 15） 包括至 少三。
6、个环形区段 （28-30） ， 其中的一个环形区段形成一体的相对于支撑体 （12、 13） 位置固 定的部分。 9. 如权利要求 1-8 中任一项所述的活门装置， 其特征在于， 环形区段 （28-30） 通过环 绕的弹簧装置 （31） 特别是环绕的螺旋弹簧 （33） 涨圈式被夹紧。 10. 如前述权利要求中任一项所述的活门装置， 其特征在于， 轴承体 （20、 21） 相对于环 形束腰 （14、 15） 的径向位置由至少一个相对于支撑体 （12、 13） 位置固定的环形区段 （28） 预 先确定。 11. 如权利要求 1-10 中任一项所述的活门装置， 其特征在于， 轴承机构 （6、 7） 具。
7、有用 于活门 （4） 的球形的轴承件， 轴承件包括截球体 （24、 25） 和朝向该截球体 （24、 25） 扩展的、 容纳该截球体的凹缺 （22、 23） ， 其中截球体 （24、 25） 或凹缺 （22、 23） 设置在轴承体 （20、 21） 上。 12. 如权利要求 11 所述的活门装置， 其特征在于， 凹缺 （22、 23） 特别是采用截球形设 计布置在轴承体 （20、 21） 上。 13. 如权利要求 11 所述的活门装置， 其特征在于， 截球体 （24、 25） 是与活门 （4） 连接的 轴 （8） 的一部分。 14. 如前述权利要求中任一项所述的活门装置， 其特征在于， 活门 。
8、（4） 通过在其轴线 （5） 的方向上夹紧的弹性件 （弹性支撑件 26、 27） 轴向地夹紧到轴承机构 （6、 7） 上。 15. 如权利要求 14 所述的活门装置， 其特征在于， 轴承体 （20、 21） 通过弹性件 （弹性支 撑件 26、 27） 支撑到支撑体 （12、 13） 上。 权 利 要 求 书 CN 102369345 A CN 102369354 A1/4 页 3 活门装置特别是排气活门装置 0001 本发明涉及一种根据权利要求 1 的前序部分的活门装置特别是排气活门装置。 0002 前述类型的排气活门装置例如由 DE 37 07 904 Al 已知， 且针对具有位于排气道 中。
9、的活门和位于排气道一侧或两侧的用于带有排气活门的轴的壳体侧的轴承机构的装置， 规定了轴承机构的构造， 通过这种构造将补偿由温度和制造引起的所产生的误差和偏离轴 心度。为此在至少一个在轴方向上侧向突出于排气道的壳体侧的环形束腰中， 把轴可转动 地支撑在至少一个轴承体中， 该轴承体作为球形轴承体在环形束腰的朝向气道呈锥形变窄 的部分中导向， 且朝向排气道被轴向弹性地加载。这种轴承机构的结构由于轴相对于轴承 体可转动地且可轴向移动地导向， 特别是考虑到某些工作情况， 在轴与轴承体的容纳该轴 的柱形孔之间引起一定的径向间隙， 该径向间隙通过轴承体的轴向移位能得到的补偿很 小， 如同轴承体为了补偿扭曲和。
10、偏离轴心度而相对于环形束腰的变窄的部分球形地支撑一 样。由此特别是结合排气脉动， 在轴与轴承体之间产生移动， 这种移动会导致轴承磨损增 大， 并导致轴承机构颤动。 0003 原则上， 在如由WO 2008/043429 Al已知的排气活门装置中也会出现类似的情况。 0004 本发明的目的在于， 提出另一种改进的活门装置， 特别是对前述类型的活门装置 进行设计， 使得这种活门装置能在制造技术上得到很好的掌控， 且其磨损特性即使在大误 差的情况下也能令人满意。 0005 这通过开头部分所述类型的具有权利要求 1 的特征的活门装置来实现。随后的权 利要求给出了有益的改型。 0006 在本发明中， 针。
11、对活门装置， 特别是被脉动地施加气流的排气活门装置， 认为， 相 应的气体活门通过轴承体在壳体侧的轴承机构中导向和支撑， 该轴承体径向挠曲地特别是 弹性地支撑在预先确定的径向位置上。 轴承体挠曲地特别是弹性地夹紧在预先确定的径向 位置上， 这使得轴承体能 “无间隙地” 、 在一定程度上浮动地被导向， 这种情况在某些工作条 件下例如其用于排气活门时也会产生， 因为通过径向弹性的夹紧， 至少在径向上， 在轴承体 的支撑和导向中产生挠曲， 通过这种挠曲， 无论是轴承体可相对于活门转动， 或者是与活门 一起转动， 都可以补偿由工作引起的所产生的尺寸变化。 0007 径向挠曲地特别是弹性地支撑在预先确定。
12、的径向位置上， 优选是支撑在轴承体的 中央给定位置上， 且根据本发明特别是通过轴承机构的环形束腰来进行， 轴承体在圆周侧 支撑到该环形束腰上， 并弹性地夹紧到该环形束腰上， 其中该环形束腰被分成在圆周方向 上分开的环形区段， 这些环形区段在径向上相对于轴承体至少部分弹性地贴靠。根据本发 明， 环形束腰由此例如可以由夹紧销构成， 夹紧销由共同的支撑体引出， 横向于其轴承长度 径向弹性地形成用于轴承体的容纳笼。 所述销特别是也可以补充地通过环绕的 “弹簧涨圈” 预夹紧在其共同的由位置固定的环形区段确定的中央位置上， 其中这种 “涨圈” 由一个或多 个环形弹簧构成， 但优选由一个环绕的螺旋弹簧构成。。
13、 0008 根据本发明， 特别是通过环形束腰以如下方式把径向位置规定为用于轴承体的给 定位置， 即， 在圆周方向上分开的径向弹性地夹紧的环形区段中， 至少有一个环形区段形成 用于轴承体的径向非挠曲的支撑件， 轴承体通过环形束腰的径向弹性的和 / 或弹性支撑的 说 明 书 CN 102369345 A CN 102369354 A2/4 页 4 区段贴靠到该支撑件上。 0009 在这种解决方案中， 环形束腰的至少一个环形区段是轴承机构的位置固定的部 分， 轴承体通过其它径向弹性的环形区段支撑到上述环形区段上。 根据本发明， 所述弹性支 撑的环形区段也可以由单独的部件构成， 这些部件仅通过夹紧机构。
14、 （其径向弹性地把环形 束腰夹紧） 被保持住， 并通过相对于轴承机构位置固定的环形区段一起连接成环形束腰。于 是在这种解决方案中， 相对于轴承机构位置固定的环形区段形成用于轴承体的径向的定位 件 （Anlage） ， 同时形成用于其它独立的环形区段的导向基础， 这些其它的环形区段与形成 基础的所述环形区段通过径向的夹紧件连接。 环形束腰因而可以在一定程度上 “振动地” 且 在所需要的较小的调整行程内相对于作为基础的位置固定的环形区段突出。 0010 根据本发明， 环形束腰与轴承体之间的接触面无论是柱形还是球形， 都能实现此 点， 从而不仅能补偿由温度引起的尺寸变化， 而且能补偿处于相应数量级内。
15、的制造误差和 同心误差 （Achsfehler） 。 0011 根据本发明， 相应气体活门的轴承体原则上为一体构造。但特别是在气体活门相 对于活门装置的壳体彼此相对地支撑时， 轴承体优选形成用于活门特别是气体活门的球形 轴承结构的相对于活门的轴可转动的组成部分。 这种球形轴承结构优选包括截球体和朝向 该截球体扩展的且容纳该截球体的凹缺， 其中截球体或凹缺设置在轴承体上。 0012 截球体优选形成相对于活门特别是气体活门在其旋转轴线的方向上轴向突出的 部分， 该部分被设置在轴承体中的凹缺所容纳， 其中轴承机构的支撑体支撑着环形束腰， 且 相对于壳体固定， 根据本发明， 轴承体相对于该支撑体轴向弹。
16、性地支撑。 由此实现用于活门 特别是气体活门的对误差和由工作引起的污物不敏感的导向， 这种导向还以有利的方式实 现对调整活门所需要的轴的布置和支撑。 0013 由此得到一种结构简单且对误差不敏感的活门装置， 其还可气密地设计， 特别是 可良好地封装。 0014 本发明的其它细节和特征可由权利要求书、 附图说明和附图得到。附图示出 ： 图 1 为排气活门装置的示意性的横剖视图 ； 图 2 为以图 1 中的箭头的视角观察的壳体侧的轴承机构的隔离的简化图 ； 和 图 3 为根据图 2 的轴承机构的 - 向剖视图。 0015 在图 1 所示的排气活门装置 1 的剖视图中， 包围排气道 2 的壳体标有 。
17、3。活门 4 位 于排气道 2 中， 该活门可围绕横向于排气道 2 伸展的轴线 5 转动， 在该实施例中在排气道 2 的两侧导向。在为此设置的轴承机构 6、 7 中， 轴承机构 7 被与活门 4 连接的沿轴线 5 的方 向延伸的轴 8 穿过， 用于活门 4 的伺服驱动器 （Stellantrieb） 以未示出的方式作用在该轴 上。轴 8 在贯穿孔 34 中穿过支撑体 13， 优选通过密封件 35 被密封 （图 2 和 3） 。 0016 这种排气活门装置 1 优选被设置用在电机特别是柴油机的排气系统中， 无论是 例如作为排气制动系统中的防尘罩 （Stauklappe） ， 或者是作为排气反馈系。
18、统中的翻板 （Umlenkklappe） ， 所述电机静止地或者装在车辆特别是商用车中。 0017 为了接纳在轴线 5 的方向上进而横向于特别是垂直于排气道 2 的纵轴线 9 彼此对 置的轴承机构 6、 7， 壳体 3 具有与轴线 5 同轴的环形凸缘 10、 11， 轴承箱 （Lagergehuse） 的 端盖式的支撑体 12、 13 分别在端侧被拧到所述环形凸缘上， 所述支撑体带有相应的环形束 腰 14、 15， 环形束腰在周向上沿轴线 5 的方向插入到环形凸缘 10、 11 的相应的接纳孔 16、 说 明 书 CN 102369345 A CN 102369354 A3/4 页 5 17 。
19、中。相应的环形束腰 14、 15 包围用于轴承体 20、 21 的轴承孔 18、 19， 轴承体在中央具 有朝向排气道 2 开口的凹缺 22、 23， 与活门 4 连接的大致为球缺或球形垫圈形式的截球体 （Kugelsegment） 24、 25 插入到所述凹缺中。在所述截球体 24、 25 的方向上， 相应的轴承体 20、 21 被挠性地支撑， 特别是弹性加载地被支撑， 在本实施例中， 这种弹性支撑件 26、 27 分 别由盘形弹簧组构成。 0018 在图 1 中， 作为截球体 24， 仅设置有弓形垫圈 （Segmentscheibe） ， 它特别是由活门 4 的边缘侧隆起构成。相应的平坦的。
20、截球体容纳在截锥形的凹缺 22 中。对面的截球体 25 被构造成球缺， 且由轴 8 的配属于活门 4 的与活门 4 连接的端部构成。容纳该球缺的凹缺 23 具有截球形状。 0019 特别是由图 2 和 3 可见， 如针对环形束腰 15 所示， 相应的环形束腰被分成多个环 形区段， 在该实施例中被分成三个环形区段 28-30， 其中的环形区段 28 作为环形束腰 15 （其 形成用于轴承体 21 的轴承套） 的一部分相对于支撑体 13 位置固定， 特别是与支撑体 13 一 体地构造， 而环形区段 29、 30 则形成独立于支撑体 13 的轴承套部分， 这些环形区段与相对 于支撑体13位置固定的环。
21、形区段28通过弹簧装置31承载地 （tragend） 且径向朝向轴承体 21 夹紧地连接。弹簧装置 31 按照弹簧涨圈 （Federmanschette） 的方式包围环形区段 29-30 的外圆周， 其中弹簧装置 31 相对于环形束腰 15 轴向固定， 其方式为， 将该弹簧装置置于环 形束腰 15 的圆周侧的环形槽 32 中。 0020 该实施例示出， 弹簧装置31被构造成螺旋弹簧33， 其轴向地顶靠在环形槽32的边 缘上， 从而通过弹簧装置 31 还使得环形束腰 15 的分别独立于支撑体 13 的形成独立构件的 环形区段 29、 30 轴向固定。 0021 针对轴承机构7所述的结构以相应的方。
22、式也适用于轴承机构6。 在两种情况下， 用 于相应环形束腰 14 的设置在环形凸缘 10、 11 中的接纳孔 16、 17 也具有较小的径向间隙， 该 径向间隙无助于支撑相应的轴承体 20、 21， 因为把松动的环形区段 29、 30 相对于相应的环 形区段 28（其相对于支撑体 12 或 13 位置固定） 径向夹紧， 就能在径向上无间隙地支撑轴 承体 20、 21。 0022 据本发明的在附图中未示出的一种设计， 活门与至少一个相应的轴承体， 就该实 施例而言， 特别是与未被轴 8 贯穿的轴承体 20 一体地连接， 因而并非相对于轴承体 20 可转 动地被支撑， 而是可与轴承体 20 一起转。
23、动， 于是， 容纳该轴承体的环形束腰 14 以其环形区 段形成在圆周方向上被分割的轴承套。 0023 附图标记列表 1 排气活门装置 2 排气道 3 壳体 4 活门 5 轴线 6 轴承机构 7 轴承机构 8 轴 9 气道轴线 说 明 书 CN 102369345 A CN 102369354 A4/4 页 6 10 环形凸缘 11 环形凸缘 12 支撑体 13 支撑体 14 环形束腰 15 环形束腰 16 接纳孔 17 接纳孔 18 轴承孔 19 轴承孔 20 轴承体 21 轴承体 22 凹缺 23 凹缺 24 截球体 25 截球体 26 弹性支撑件 27 弹性支撑件 28 环形区段 29 环形区段 30 环形区段 31 弹簧装置 32 环形槽 33 螺旋弹簧 34 贯穿孔 35 密封件 说 明 书 CN 102369345 A CN 102369354 A1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102369345 A CN 102369354 A2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 102369345 A CN 102369354 A3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102369345 A 。