用于涡轮增压器的阀装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于涡轮增压器的排气旁通路径的阀装置，该阀装置具有：板状的阀元件，该阀元件能够在关闭位置和打开位置之间移动，并且该阀元件具有轴，该轴连接到阀元件支座，用于在轴的方向上的受限移动；芯轴，该芯轴被可旋转地保持，阀元件支座固定地连接到该芯轴；阀座，该阀座用于阀元件，该阀座围绕排气贯通开口；以及弹簧元件，该弹簧元件为环形金属片材，具有由阀元件的轴延伸穿过的开口、外环区域、内环区域，以及在外环区域和内环区域之间的环形过渡区域，内环区域相对于外环区域轴向偏移并且与弹簧元件的开口邻接；弹簧元件的过渡区域的宽度能够围绕弹簧元件的开口变化，使得阀元件能够尽可能容易地适配于阀座。

Valve Device for Turbocharger

The present invention relates to a valve device for the exhaust bypass path of a turbocharger. The valve device has a plate-shaped valve element which can move between the closed position and the open position, and the valve element has a shaft, which is connected to the valve element support for restricted movement in the direction of the shaft, and a mandrel. The mandrel is rotatably maintained, and the valve element support is fixed to the mandrel; the seat is used for the valve element, which opens around the exhaust; and the spring element, which is a ring metal sheet, has an opening, an outer ring area, an inner ring area through which the shaft of the valve element extends, as well as a spring element. In the ring transition region between the outer ring region and the inner ring region, the inner ring region is axially offset relative to the outer ring region and adjacent to the opening of the spring element; the width of the transition region of the spring element can vary around the opening of the spring element, making the valve element as easy as possible to adapt to the seat.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮增压器的阀装置
本专利技术涉及一种用于涡轮增压器的排气旁通路径的阀装置，并且具有：平面或板状的阀元件，该阀元件在其一侧上具有密封表面，并且在其另一侧上具有保持阀元件的轴，并且该阀元件可在关闭位置和打开位置之间移动；还有阀元件支座，阀元件通过其轴被连接到阀元件支座上，但是仍然能够在垂直于阀元件的密封表面的方向上相对于阀元件支座在受限的范围内移动；此外还有芯轴，该芯轴被保持(特别是，保持在涡轮增压器壳壁中)以能够绕芯轴纵向轴线旋转并且被固定地连接到阀元件支座，使得阀元件可以通过芯轴的旋转而在其关闭位置和打开位置之间移动；围绕排气贯通开口的阀座，该阀座被以固定方式保持，特别是被保持在涡轮增压器的壳体中，并且在阀元件的关闭位置中，阀元件的密封表面通过密封压力以至少大致气密的方式抵靠在该阀座上；以及最后，大致环形的、特别是板状的弹簧元件，该弹簧元件由至少大致耐排气温度的金属片材制成，所述弹簧元件具有开口，阀元件的轴延伸穿过该开口。
技术介绍
在这种阀装置的工作期间，阀元件通过芯轴的旋转从其打开位置移动到其关闭位置，反之亦然，并且在这样做时，阀元件的密封表面绕芯轴纵向轴线枢转(倾斜)，更具体地说，是在枢转角范围内枢转，枢转角范围的极限由阀元件的打开和关闭位置限定(这里，枢转角范围限定了一枢转角平面，该枢转角平面垂直于芯轴纵向轴线并且垂直于阀元件的密封表面的平面，并且阀元件的轴的纵向轴线位于该枢转角平面中)。关于弹簧元件的开口的轴线，并且从该轴线的方向上看时，弹簧元件具有(邻接弹簧元件的开口的)径向外环区域和径向内环区域并且在它们之间还具有环形过渡区域，使得在弹簧元件的开口的轴线方向上，径向外环区域相对于径向内环区域偏移，借此，使得可以通过弹簧元件而至少大部分地消除阀元件和阀元件支座之间的(在阀元件的轴的纵向方向上的)游隙。这种阀装置由DE102012101322A1以爱尔铃克铃尔股份公司的名义公开，并且从所述文献可以推断出该阀装置及其在涡轮增压器中的安置的进一步细节。在涡轮增压器工作期间，在任何工作状态下并且因此也在涡轮增压器的任何工作温度下必须能够可靠地关闭涡轮增压器的排气旁通路径，这并非完全没有其问题，因为为阀元件设置的阀座通常被形成在暴露于显着的温度波动的、涡轮机壳体的内壁中，并且因为由芯轴借助于阀元件支座所保持的阀元件在其打开位置和其关闭位置之间进行枢转运动，使得由于在涡轮增压器工作期间发生的显着的温度波动，而且由于不可避免的制造公差，不能假设当排气旁通路径关闭时，阀元件的密封表面以其整个面(entirearea)同时地置靠于阀座上。还需要上述的弹簧元件，使得阀元件的密封表面可以始终适配于阀座的密封表面，并且在阀元件的关闭位置，阀元件的密封表面通过排气旁通路径所必需的密封压力而被压靠在阀座上；由于阀元件的必需的适配性，其轴将通常带有一定的游隙地延伸穿过弹簧元件的开口。如将在下文描述的，在涡轮增压器工作期间，由安装的弹簧元件施加到阀元件上的力一定不能太大，因为在阀元件的一些角位置，所述阀元件可被排气气流激发而进行类似振动的运动，这在涡轮增压器工作期间会导致咔嗒声和嘎嘎声的噪音，不仅由于噪音而且由于由嘎嘎声引起的磨损，这种现象是不利的。因为，为了关闭排气旁通路径，阀元件的密封表面的整个区域必须布置为以密封方式置抵靠在阀座上(也就是说阀元件必须能够适配阀座)，出于上述原因，为了这一目的可能需要弹簧元件的分区地(zonally)不同的形变，并且因为利用市场上可用于芯轴旋转的驱动系统只能施加受限的力或扭矩，所以弹簧元件不得施加特别大的抵抗阀元件与阀座的适配的力。另一方面，弹簧元件应该在最大可能程度上阻尼阀元件的上述的类似振动的运动，并且即使在一段长时间的工作之后，即在一定的老化之后，弹簧元件也应该尽可能完全消除阀元件和阀元件支座之间的游隙；这些是对弹簧元件的要求，该要求与当阀元件适配于阀座时对最小施力的要求相冲突。在这方面应注意到以下内容：关于上述类型的阀装置，以上已经提及的文献DE102012101322A1描述了一种圆环形金属片材弹簧元件，该弹簧元件具有在弹簧元件的平面图中同样为圆环形的半凹部，该半凹部是在各情况下的径向外部圆环形环状区域和径向内部圆环形环状区域之间的过渡区域，所述半凹部的凹部高度等于径向内环区域相对于径向外环区域的轴向偏移。就该弹簧元件来说，轴向刚度或弹簧硬度越大，则半凹部的凹部高度越高，其中，由于涡轮增压器在其废气旁通阀的区域中的高工作温度，弹簧元件的高度尺寸主要在第一形变周期期间影响到所述弹簧元件的形变行为(这里，形变周期被理解为意指当废气旁通阀从其打开位置移入其关闭位置并且再次返回其打开位置时的弹簧元件的形变)。然而，在涡轮增压器中的废气旁通阀区中，可用于弹簧元件的安装空间通常受到严格限制，更具体地说，在弹簧元件的轴向方向以及径向方向上受到限制。本专利技术所解决的问题是提出一种在引言中限定的阀装置，该阀装置能够避免或至少最小化现有技术的缺点中的至少一些缺点。
技术实现思路
从前言中限定的这种阀装置出发，为了解决所述问题，根据本专利技术提出以如下方式形成弹簧元件，使得该弹簧元件的关于在弹簧元件的轴向上定向的压力的刚性不是在各处恒定，而是在各处不同，使得当阀元件枢转到其关闭位置时，阀元件的密封表面以最小的施力适配于阀座，其中在最大量的工作时间内，阀元件仍被保护以至少免受明显的类似振动的移动影响。本专利技术还涉及一种如在阀装置的引言中所限定的用于涡轮增压器的废气旁通阀的弹簧元件，并且根据本专利技术的弹簧元件的特征同样在于，弹簧元件的关于在弹簧元件的轴向上定向的压力的刚性不是在各处恒定，而是按照上述限定的方式在各处不同。根据本专利技术的阀装置被有利地构造成使得：弹簧元件以相对于阀元件支座至少基本不可旋转的方式被保持在阀元件的轴上，并且当环形过渡区域在各处具有至少基本相同的(在弹簧元件的开口的轴线的方向上测量的)高度时，该过渡区域具有至少一个在其中过渡区域具有其最大宽度的第一纵向部分(相比于该至少一个第一纵向部分之外的纵向部分)。如果由此弹簧元件被保持在阀装置中，使得当阀元件处于其关闭位置时，弹簧元件的过渡区域的如上限定的第一纵向部分(在处于阀元件关闭位置的阀元件的轴的纵向上)与阀座的、阀元件的密封表面在阀元件接近其关闭位置时起始地借助第一密封表面区域置靠的区域相对，则需要最小施力用于阀元件对于阀座的适配。由此，弹簧元件的过渡区域的上述的第一纵向部分也与阀元件的密封表面的上述的第一区域相对。在以上参考以下事实时：(当阀元件处于其关闭位置时)，弹簧元件的过渡区域的第一纵向部分(具有最大宽度)与阀元件的密封表面的、起始地置靠于阀座的第一密封表面区域相对，这不是旨在排除阀元件的密封表面的第一密封表面区域相对于弹簧元件的过渡区域的第一纵向部分(横向于阀元件的轴的轴线)偏移的情况。因此，根据本专利技术的阀装置的优选实施例的特征在于：由阀元件的枢转移动限定的枢转角平面延伸穿过弹簧元件的过渡区域的上文限定的第一纵向部分，特别是，其被布置成关于所述平面至少基本对称。原则上，弹簧元件的开口不必要必须位于环形或板状的弹簧元件的中心；相反，也可以偏心地布置该开口，并且除了圆形形式，该开口也可以具有细长形式，特别是椭圆形式，以便在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮增压器的排气旁通路径的阀装置，所述阀装置具有：板状的阀元件，所述阀元件具有位于平面中的密封表面和背离所述密封表面延伸的轴，并且所述阀元件能够在关闭位置和打开位置之间移动；阀元件支座，所述阀元件借助于所述阀元件的轴被连接到所述阀元件支座，但在垂直于所述阀元件的密封表面的方向上，所述阀元件能够相对于所述阀元件支座在受限的范围内移动；芯轴，所述芯轴被保持为能够绕芯轴纵向轴线旋转并被固定地连接到所述阀元件支座，使得所述阀元件能够通过所述芯轴的旋转而在所述阀元件的关闭位置和所述阀元件的打开位置之间移动；阀座，所述阀座围绕排气贯通开口，在所述阀元件的关闭位置中，所述阀元件的密封表面以一密封压力以至少大致气密的方式抵靠在所述阀座上；以及大致环形的弹簧元件，所述弹簧元件由金属片材制成并且具有开口，所述阀元件的轴延伸穿过所述开口，其中，借助于所述阀元件支座，所述阀元件被保持为使得：从所述芯轴纵向轴线的方向上看时，通过旋转所述芯轴，由所述阀元件的密封表面限定的平面能够绕所述芯轴纵向轴线在一枢转角范围内枢转，所述枢转角范围的范围界限由所述阀元件的关闭位置和打开位置限定，并且所述枢转角范围限定了一枢转角平面，所述枢转角平面垂直于所述芯轴纵向轴线并且垂直于所述阀元件的密封表面的平面延伸，所述阀元件的轴的纵向轴线位于所述枢转角平面中；并且关于所述弹簧元件的开口的轴线并且在该轴线的方向上看时，所述弹簧元件具有径向外环区域、与所述弹簧元件的开口邻接的径向内环区域，以及在所述径向外环区域和所述径向内环区域之间的环形过渡区域，使得所述径向外环区域在所述弹簧元件的开口的轴线的方向上相对于所述径向内环区域偏移，使得在所述阀元件和所述阀元件支座之间的在所述阀元件的轴的纵向轴线的方向上的游隙被所述弹簧元件至少大部分地消除，其特征在于，所述弹簧元件以相对于所述阀元件支座至少大致不能够旋转的方式被保持在所述阀元件的轴上，并且，相对于所述弹簧元件的开口的轴线并且在轴向方向上看时，所述弹簧元件的过渡区域的径向宽度且因此所述过渡区域的相对于沿所述弹簧元件的开口的轴线的方向定向的压力的刚度围绕所述弹簧元件的开口变化，并且所述过渡区域具有至少一个在其中所述过渡区域具有其最大宽度的第一纵向部分，并且所述枢转角平面延伸穿过所述过渡区域的、关于所述平面至少大致对称地布置的第一纵向部分。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 DE 102016104840.21.一种用于涡轮增压器的排气旁通路径的阀装置，所述阀装置具有：板状的阀元件，所述阀元件具有位于平面中的密封表面和背离所述密封表面延伸的轴，并且所述阀元件能够在关闭位置和打开位置之间移动；阀元件支座，所述阀元件借助于所述阀元件的轴被连接到所述阀元件支座，但在垂直于所述阀元件的密封表面的方向上，所述阀元件能够相对于所述阀元件支座在受限的范围内移动；芯轴，所述芯轴被保持为能够绕芯轴纵向轴线旋转并被固定地连接到所述阀元件支座，使得所述阀元件能够通过所述芯轴的旋转而在所述阀元件的关闭位置和所述阀元件的打开位置之间移动；阀座，所述阀座围绕排气贯通开口，在所述阀元件的关闭位置中，所述阀元件的密封表面以一密封压力以至少大致气密的方式抵靠在所述阀座上；以及大致环形的弹簧元件，所述弹簧元件由金属片材制成并且具有开口，所述阀元件的轴延伸穿过所述开口，其中，借助于所述阀元件支座，所述阀元件被保持为使得：从所述芯轴纵向轴线的方向上看时，通过旋转所述芯轴，由所述阀元件的密封表面限定的平面能够绕所述芯轴纵向轴线在一枢转角范围内枢转，所述枢转角范围的范围界限由所述阀元件的关闭位置和打开位置限定，并且所述枢转角范围限定了一枢转角平面，所述枢转角平面垂直于所述芯轴纵向轴线并且垂直于所述阀元件的密封表面的平面延伸，所述阀元件的轴的纵向轴线位于所述枢转角平面中；并且关于所述弹簧元件的开口的轴线并且在该轴线的方向上看时，所述弹簧元件具有径向外环区域、与所述弹簧元件的开口邻接的径向内环区域，以及在所述径向外环区域和所述径向内环区域之间的环形过渡区域，使得所述径向外环区域在所述弹簧元件的开口的轴线的方向上相对于所述径向内环区域偏移，使得在所述阀元件和所述阀元件支座之间的在所述阀元件的轴的纵向轴线的方向上的游隙被所述弹簧元件至少大部分地消除，其特征在于，所述弹簧元件以相对于所述阀元件支座至少大致不能够旋转的方式被保持在所述阀元件的轴上，并且，相对于所述弹簧元件的开口的轴线并且在轴向方向上看时，所述弹簧元件的过渡区域的径向宽度且因此所述过渡区域的相对于沿所述弹簧元件的开口的轴线的方向定向的压力的刚度围绕所述弹簧元件的开口变化，并且所述过渡区域具有至少一个在其中所述过渡区域具有其最大宽度的第一纵向部分，并且所述枢转角平面延伸穿过所述过渡区域的、关于所述平面至少大致对称地布置的第一纵向部分。2.一种用于涡轮增压器的排气旁通路径的阀装置，所述阀装置具有：板状的阀元件，所述阀元件具有位于平面内的密封表面和背离所述密封表面延伸的轴，并且所述阀元件能够在关闭位置和打开位置之间移动；阀元件支座，所述阀元件借助于所述阀元件的轴被连接到所述阀元件支座，但在垂直于所述阀元件的密封表面的方向上，所述阀元件能够相对于所述阀元件支座在受限的范围内移动；芯轴，所述芯轴被保持为能够绕芯轴纵向轴线旋转，并且被固定地连接到所述阀元件支座，使得所述阀元件能够通过所述芯轴的旋转而在所述阀元件的关闭位置和所述阀元件的打开位置之间移动；阀座，所述阀座围绕排气贯通开口，在所述阀元件的关闭位置中，所述阀元件的密封表面以一密封压力以至少大致气密的方式抵靠在所述阀座上；以及大致环形的弹簧元件，所述弹簧元件由金属片材制成并且具有开口，所述阀元件的轴延伸穿过所述开口，其中，所述阀元件被所述阀元件支座保持为使得：在所述芯轴纵向轴线的方向上看时，通过旋转所述芯轴，由所述阀元件的密封表面限定的平面能够绕所述芯轴纵向轴线在一枢转角范围内枢转，所述枢转角范围的范围界限由所述阀元件的关闭位置和打开位置限定，并且所述枢转角范围限定了一枢转角平面，所述枢转角平面垂直于所述芯轴纵向轴线并且垂直于所述阀元件的密封表面的平面延伸，所述阀元件的轴的纵向轴线位于所述枢转角平面中；并且关于所述弹簧元件的开口的轴线并且在该轴线的方向上看时，所述弹簧元件具有径向外环区域、与所述弹簧元件的开口邻接的径向内环区域，以及在所述径向外环区域和所述径向内环区域之间的环形过渡区域，使得所述径向外环区域在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克西米利安·霍夫曼，
申请(专利权)人：爱尔铃克铃尔股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE