带有废气门阀装置的充气装置，特别是用于机动车辆的废气涡轮增压器的充气装置的制作方法

本发明涉及一种带有废气门阀装置的充气装置，特别是用于机动车辆的废气涡轮增压器的充气装置。

背景技术：

在具有废气门阀装置的传统废气涡轮增压器中，从发动机出口流出的部分废气可以被引导通过废气涡轮增压器的涡轮机叶轮。为此目的，这种涡轮增压器具有废气门阀装置，该废气门阀装置布置在涡轮机叶轮和用于废气进入涡轮增压器的入口开口之间。由废气门阀装置控制通过涡轮机叶轮的依靠旁路管道的废气的旁路作为内燃机的运行状态来进行。这种废气门阀装置通常具有翼片(flap)，该翼片借助于定位装置压靠在涡轮机壳体的管道孔上，该管道安装在不可旋转地连接到废气门主轴的主轴臂上，使得翼片可以通过绕主轴的轴线旋转来开关废气门管道。在当前典型的废气门阀装置中，翼片通常具有平坦的密封面，该密封面在关闭状态下抵靠阀座的也设计成平坦的座表面，以便密封后者，因而对排出流过涡轮机的废气关闭废气门管道。为了能够补偿由涡轮机壳体中的热应力引起的热变形、以及由废气门主轴和废气门衬套之间的摩擦引起的磨损，这些传统废气门阀装置的翼片通常有间隙(play)地安装在主轴臂上。

为了避免由于废气脉冲激发的翼片的振动等原因引起的恼人的声学噪声、以及翼片对阀座或废气门主轴的相关冲击，翼片通常是弹簧装载到废气门主轴上，例如在de102012216893a1中。

从jps5697530u中已知一种废气门阀装置，其中固定连接到主轴臂的翼片借助于涡轮机壳体中的锥形阀座和翼片的锥形密封面置于中心，由此废气门主轴和废气门衬套之间的径向和轴向间隙的增大确保了翼片的足够自由度，从而在翼板、主轴臂和主轴的一体化设计中确保翼片和阀座之间的密封作用。由于翼板和主轴臂之间的相对运动，具有自然地不会产生干扰噪音的优点。

从jph0643227u中，刚性连接的废气门阀装置也是已知技术，其中与主轴臂和主轴刚性连接的凸形阀体密封在阀座的锥形表面上，这同样导致改善的密封性。

技术实现要素：

本发明的目的是指定一种具有废气门阀装置的充气装置的改进形式的实施例，其特征在于简单且低成本设计。

根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

因此，本发明的总体构思是以一系列彼此相邻布置的至少两个锥形外周面来实施废气门阀翼片的密封面。特别地，该多个锥体可以布置成使它们的纵向轴线彼此同轴，并且可以彼此间隔开，并且锥体的半径可以经选择使得锥形周面连续地并入彼此，由此在朝向翼片的面向废气门管道的一侧的方向观察时，依次布置的锥形表面的倾斜度连续增加，使得翼片的密封面相对于阀座呈凸形，由此，阀座由锥形表面形成。通过多个锥体的同轴布置，可以在涡轮机壳体的热变形并因此在涡轮机壳体中的阀座的热变形的情况下改善密封作用，或者与现有技术中仅具有一个锥体的变型相比，在由于在废气门主轴和衬套直接的间隙引起的翼片的倾斜的情况下，改善密封作用。同时，与现有技术中引用的弯曲密封面相比，可以使加工任务更容易，于是降低了制造成本。

锥形密封面的数量可以变化，从而必须在简单和有效的加工与在热变形或由于磨损引起的翼板倾斜的情况下改进密封之间找到折衷。可以想到，对于典型的汽车涡轮增压器中使用的废气门的尺寸，使用具有至少两个且最多五个锥形表面的废气门在技术上可行。在轴向上相邻的每对锥形外周面之间的角度可以总是相同的，或者可以不同。

本发明的充气装置，特别是用于机动车辆的废气涡轮增压器的充气装置，包括废气门阀装置，其具有翼片，具有主轴臂，具有废气门主轴，具有轴向止动件，并且具有不可旋转地附接到主轴的杠杆臂，利用所述杠杆臂能够引入开关的力。充气装置还包括废气门管道，由此废气门主轴可旋转地安装在衬套中，并且衬套固定在涡轮机壳体中，使得其既不能旋转也不能平移。

涡轮机壳体包括废气门管道，废气门管道定位在管道孔的前面，使得废气门管道的开口端形成管道孔，该管道孔可以通过废气门的翼片围绕其旋转轴线的旋转而开关。废气门管道和翼片相对于彼此设计和定位，使得在翼片的任何管道开口位置处，翼片至少部分地定位在管道孔上方，由此在关闭位置，翼片的密封面抵靠阀座的密封面，因此关闭管道孔以密封管道孔。在此，本发明的基本特征是翼片的密封面由多个锥体形成。特别地，该多个锥体布置成使它们的纵向轴线彼此同轴并且彼此间隔开，并且锥体的半径经选择使得锥形周面连续地并入彼此，由此从朝向翼片的废气门管道的一侧的方向观察，依次布置的锥形表面的倾斜度沿轴向连续增加，使得翼片的密封面相对于阀座呈凸形，由此阀座由锥形表面形成。通过多个锥体的同轴布置，可以在涡轮机壳体的热变形并因此在涡轮机壳体中的阀座的热变形的情况下改善密封作用，或者与现有技术中仅具有一个锥体的变型相比，在由于在废气门主轴和衬套之间的间隙引起的翼片的倾斜的情况下，改善密封作用。同时，与现有技术中引用的弯曲密封面相比，可以使加工任务更容易，于是降低了制造成本。

翼片的任何轴向移位都受到一个或多个轴向止动件的限制，由此可以允许限定的轴向移位，使得翼片可以在阀座中使自身对齐。

在一种有利的构造中，可以想到的是，轴向止动件安装在壳体的外侧，并且限制主轴沿其轴线进入壳体内部和从壳体向外的任何移位。

在轴向止动件的有利实施例中，轴向止动件呈现为两个单独的止动件，以便限制主轴相对于衬套的轴向移位到进入壳体的内部和从壳体移出。这里，壳体外侧的杠杆臂以不可旋转地固定的方式连接到主轴上，限制了移位进入壳体内部，并且由从废气门主轴径向延伸的螺柱形成的内部轴向止动件限制主轴向外的任何移位。在主轴向外移位的情况下，从主轴径向向外延伸的螺柱抵靠衬套的端面，也就是说，它们与衬套的端面接触，从而防止主轴向外的任何进一步的轴向运动。如果在关闭时将翼板拉入阀座的锥形座中，这允许主轴在衬套中在几乎无轴向间隙的情况下移位；这使得废气门管道即使在热变形和磨损的情况下也能够被密封。

径向延伸的螺柱可以在周向上均匀分布，或者以与从轴向止动件吸收的力相对应的不规则距离而分布。

螺柱的数量和螺柱与衬套之间的接触表面可以根据所施加的载荷以及螺柱与衬套的端面之间的相关磨损进行调整。因此可以想到，可能存在具有相对长的螺柱的实施例，其中仅两个螺柱位于主轴的径向相对侧(diametricallyoppositesides，直径上对置的侧)上。或者，也可以想到沿径向几乎没有延伸的多个螺柱(例如，四个螺柱)在主轴的周向上分布。

本发明的其他重要特征和优点由从属权利要求、附图以及参考附图进行的相关描述得出。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下面还要说明的特征不仅可以以指定的特定组合使用，而且可以以其他组合或单独使用。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例的优选示例，并且在以下描述中更详细地解释了本发明的实施例的优选示例，其中相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。

在这里，分别以示意形式：

图1a以平面视图示出了废气门阀的一体化设计，包括翼片、主轴臂和具有径向延伸螺柱的主轴，

图1b以侧视图示出了废气门阀的同样的一体化设计，

图2示出了安装在涡轮机壳体中的图1的废气门阀，

图3示出了图1的废气门阀的多锥形密封面的细节，

图4示出了图1的抵靠阀座的锥形密封面的废气门阀的多锥形密封面的细节，以及

图5示出了沿主轴轴线方向观察的轴向延伸的螺柱的图示。

具体实施方式

图1a和1b示出了废气门阀装置1的优选实施例的废气门阀的一体化设计。废气门阀装置1包括：翼板，其也简称为翼片2或阀体；主轴臂3，其从翼板2延伸到大致圆柱形的废气门主轴4的内端，也就是说，在废气门阀装置1的安装状态下，伸入涡轮机壳体内部并且将它们彼此固定(特别是以不可旋转的方式将它们彼此连接)的一端；以及内部轴向止动件9，其包括从大致圆柱形的主轴4径向延伸的螺柱9ⁱ至9^iv。

除了内端之外，废气门主轴4还具有外端6，其在安装状态下从涡轮机壳体突出，由此在外端6处，杠杆臂(未示出)不可旋转地连接到主轴4。该杠杆臂借助于调节杆(未示出)或运动学将致动装置(例如，控制元件或致动器)的力传递到在废气门主轴4上并因此传递到翼板上。

在优选的实施方式中，废气门主轴4可以通过由被凹槽4ⁱⁱⁱ分开的两个主轴轴承表面4ⁱ和4ⁱⁱ形成，主轴轴承表面形成面向主轴的内端的内轴承表面和面向废气门主轴4的外端6的外轴承表面。

废气门主轴4安装在图2所示的衬套14的大致圆柱形的设计中，其可以在充气装置的涡轮机壳体10中绕其中心轴线5旋转。

废气门管道11形成在涡轮机壳体10中，其具有由阀座围绕的管道孔20，该管道孔在关闭状态下由废气门阀装置1的翼片2关闭。

废气门阀1的翼片2具有背离废气门管道11的上侧7和面向废气门管道11的下侧8、以及布置在上侧7和下侧8之间的密封轮廓或密封面12。

根据本发明，如图3所示，密封面12由多个锥体形成，这些锥体轴向间隔开并彼此同轴对齐。特别地，这些锥体相对于彼此并且彼此间隔开而布置，并且锥体的半径经选择使得锥形周面12ⁱ至12^iv连续地合并到彼此，由此沿着从翼片2的面向废气门管道的一侧8的方向观察，即从下侧8朝向上侧7观察，依次布置的锥形周面12ⁱ至12^iv的倾斜度沿轴向连续增加，使得翼片2的密封面12相对于同样是锥形设计的废气门管道11的阀座13呈凸形。

图3中的本发明的多锥形密封面12的实施例包括外周面12ⁱ，12ⁱⁱ，12ⁱⁱⁱ和12^iv，它们分别相对于下侧8具有角度15ⁱ，15ⁱⁱ，15ⁱⁱⁱ和15^iv。根据本发明，这些角度经选择使得中心周面12ⁱⁱ和12ⁱⁱⁱ之间的边缘抵靠废气门管道11的管道孔的阀座13，并且角度15ⁱⁱ和15ⁱⁱⁱ比阀座13的密封面的锥角分别大一定量和小一定量，即，例如对于阀座13的密封面的45°锥角为35°和55°。

图4示出了翼片2的密封面12如何抵靠阀座13的锥形设计。这里，外周面12ⁱ和12^iv可以倾斜成使得它们对经废气门阀装置1的管道孔从废气门管道11流出的废气的流出具有积极的影响，例如，它们根据所需的管道孔径特性设定设置在阀座13和密封面12之间的间隙。

图5示出了在废气门主轴4的中心轴线5的方向上观察时从废气门主轴4径向延伸的螺柱9ⁱ至9^iv。在所示的本发明实施例中，螺柱9ⁱ至9^iv在周向上均匀地间隔开，由螺柱9ⁱ至9^iv覆盖的周向上的角度范围对应于大约180°。

本发明涉及一种带有废气门阀装置的充气装置，特别是一种用于机动车辆的废气涡轮增压器的充气装置。这种废气门阀装置具有内部轴向止动件，该内部轴向止动件由从废气门主轴径向向外延伸的螺柱形成，这限制了主轴的任何向外移位。在本废气门阀中，本发明的一个基本特征是翼板的密封面由轴向间隔开并彼此同轴地对齐的多个锥体形成。特别地，这些锥体相对于彼此并且彼此间隔开而布置，并且锥体的半径经选择使得锥形周面连续地合并到彼此，由此依次布置的锥形周面的倾斜度沿轴向增加，也就是说，从翼片的下侧朝向翼片的上侧增加，使得翼片的密封面相对于同样是锥形设计的废气门管道的阀座呈凸形。