专利名称：致动器以及包括致动器的涡轮增压器的废气再循环阀，废气门或可变截面涡轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种致动器以及包括这种致动器的涡轮增压器的废气再循环阀，废气门或可变截面涡轮装置。在内燃机领域，把废气再循环到新鲜空气侧作为操作状态以减少燃料的消耗和污染物的排放的功能是众所周知的。在这方面相关的阀门可设置有能平移的挺杆或通过连杆启动的阀瓣，尽管，对于致动器来说设置旋转的驱动器可能有利。这些可以同样的方式应用在废气涡轮增压器的废气门和/或可变截面涡轮装置，即通过能平移的挺杆来调节。
背景技术：
EP1111227A2公开了一种废气再循环阀，其中，驱动器的旋转运动转换成阀元件的平移运动。至少在开启操作的初始阶段，旋转运动就传递给了阀元件。EP1526271A1涉及一种废气再循环阀，其中，驱动器的旋转运动转换成阀元件的往复运动，并且，阀元件在开启操作过程中可随驱动器元件旋转，但并不是强制性的。旋转运动实质上是通过从动“螺杆”转换成往复运动，从动“螺杆”具有与一固定但可旋转的轮啮合的螺纹。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尤其是就其操作特点而改进的致动器。权利要求1所述的致动器解决了该问题。该致动器包括驱动器，至少一个可旋转螺纹元件，和至少一个受平移驱动的输出元件。优选地，致动器的驱动器设计为旋转驱动器，但并不限于此。可旋转螺纹元件比如可以是包括螺纹，螺纹的一部分或另一螺纹元件的螺杆。该螺杆可称为“蜗杆”。平移驱动的输出元件与螺杆以下面的方式啮合，即螺杆通过旋转引起输出元件的平移运动。输出元件比如可以是从阀挺杆突出的部分，轮子或从轮子突出的辊子，并与螺杆啮合，或是具有配合螺纹的元件。根据本发明，螺纹元件具有至少两个螺距不同的区域。换句话说，在某些区域的螺纹比其他区域的螺纹更细或更粗。小螺距可以传递更大的初始力，并伴随更大的旋转移动。 这种相对较大的力比如可用于阀开启运动的开始阶段，以施加非常大的力，从而比如使粘合的接头松开。接头松开后，力就减小了，从而该区域的螺纹可以较粗。需要指出的是，举例来说，阀行程头一毫米比如可产生400到250-300牛的力，而该力在阀行程余下的区域内在200到300牛的范围内。较细的区域比如可对应的旋转为40°到70°。另外，较粗区域的过渡并不一定要是弯曲的形式，也可以是比如90°到100°的平缓曲线的形式。换句话说，设置螺距从细的区域到粗的区域不断增加或在反方向上减少的区域。螺纹元件旋转的整个范围比如可以是300°到500°或者更多。螺纹元件的旋转轴相对输出元件的平移轴倾斜。从截面方面来说，两个轴相互倾
3斜。实质上就是力在螺纹元件和输出元件之间以相对螺纹元件的接触面非倾斜的方向上传递，或至少未达到大的程度。如果螺纹元件的旋转轴和输出元件的平移轴相互平行，则力通常通过相对输出元件的平移轴倾斜的表面从螺杆传递到输出元件。这意味着比如最后作为气压的输出元件施加的直线力可引起螺纹元件旋转，从而造成阀元件意外的移动。在根据本发明的致动器中，输出元件的平移轴和螺纹元件的旋转轴之间的这种倾斜度可减少，这样，螺纹元件的旋转需要更大的力。在实际应用中，这基本上可防止阀由于气体力意外移动。附加的权利要求中对优选改进进行了说明。如上所述，如果螺纹起始段的螺距比其他区域的螺距小，可以特别有利的方式使用根据本发明的基本概念。螺纹的起始段可优选对应于开启操作的开始阶段，这样，可在此处产生特别大的力。特别是，螺纹元件优选具有与输出元件比如上述突出部分或小轮的至少一部分相接触的表面，该表面至少在螺纹的起点与输出元件的平移轴基本垂直。由于这样的配置，输出元件施加的任何力以与上述表面基本垂直的方向作用于螺纹元件上并因此不会造成螺纹元件任何意外的旋转。因此，这有利于确保废气再循环阀即使面对废气反压尤其是再加上螺纹在起点相对较细的情况也不会意外打开。另外，根据本发明的致动器优选与可平移并且不能旋转的阀元件组合。因此，以有利的方式可减少开启运动的响应延迟以及受阻的发生。更优选，输出元件的部分与螺纹元件接触的点至少与平移的阀元件的轴基本对齐。因此，这种由平移的阀元件和与其操作连接的输出元件组成的配置中，不会对输出元件及其导块施加横向或侧向的力。从阀的连续操作来看，这是有利的。就上述方法需要指出的是，即使不相对上述平移轴倾斜，也会发挥其优点，并由此不考虑倾斜情况也应视为本申请的主题。然而，螺纹元件上相对所述阀元件的平移轴的接触点的方向结合上述特征以及下面所述的所有特征是有利的。另外，阀元件优选在相对废气压延伸的方向上开启。因此，废气反压可有利地选用于辅助关闭阀门并因此使关闭状态下的泄漏量最小。单级传动装置优选设置在驱动器和螺纹元件之间。这种单级减速传动装置可提高阀的响应特性，特别是因此减少摩擦并降低质量惯性。或者，该传动装置还可以是两级或多级传动装置，从而产生更大的力。另外，螺纹元件优选与只能旋转的弹簧元件至少间接连接，比如螺旋弹簧。这种弹簧元件可有利地用作确保即使在电气系统出故障或停止的情况下阀关闭的“故障保险”
直ο另外，阀元件设置在其内的阀套内以一体设计，比如阀套为铸套经证实是有利的。 因此，零件的个数可有利地减少。最后，阀套优选安装有至少一个冷却管道。因此，可对阀套进行冷却，尤其是靠近阀挺杆的位置，从而可提高阀挺杆，挺杆密封和导块的耐用性，并因此总体提高废气再循环阀的耐用性。除了废气再循环阀，还公开了根据本发明的至少一个致动器与废气涡轮增压器的废气门和/或可变截面涡轮装置组合的情况。与废气再循环阀和上述废气涡轮增压器部件的组合情况可参考专利EP2172682A1，其中公开的关于致动器，废气再循环阀和/或称为螺纹元件的螺纹元件的详细说明并入本申请的主题中。对于废气涡轮增压器的废气门和/或可变截面涡轮装置，特别适用于以该申请人的名义在同一天申请的名为“用于废气门或可变截面涡轮装置的致动器以及致动器在废气门或可变截面涡轮装置中的应用”。也就是说， 即使与阀特别是废气再循环阀使用时，上述申请公开的所有关于废气门，可变截面涡轮装置和/或致动器详细说明可用于根据本申请所述的致动器。
下面将结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中， 图1为根据本发明的致动器的螺纹元件的侧视图；和
图2为图1所示螺纹元件的螺纹的展开图。
具体实施例方式图1为根据本发明的可绕轴10旋转的致动器的螺纹元件18的侧视图。如图所示， 螺纹元件18具有几乎完整的螺纹12，其中，比如辊子以安装的状态设置并位于阀挺杆的上端。如果轴向引导阀挺杆并因此不能绕轴10旋转，而螺纹元件18绕轴10旋转，则螺纹元件18的旋转运动转换为挺杆的平移(往复)运动。图2示出了螺纹元件18在不同区域螺纹的螺距差异程度。在起始段(区域20)，螺距相对较小，这样，比如在开启运动的开始阶段可在此产生非常大的力。接着是螺距不断增加的区域22，从而产生了总体比20的螺距更大的区域M。尽管这意味着可传递的力较小， 但是该区域的往复运动则更快。需要说明的是，螺纹元件18还可以具有比图1所示的几乎完整的螺纹更多或更少的螺纹。另外，区域20到M的尺寸可与图2所示的尺寸不同。
权利要求
1.致动器，包括驱动器，至少一个可旋转螺纹元件(18)，和至少一个平移驱动的输出元件，其特征在于，螺纹元件(18)具有至少两个螺距不同的区域(20，22，M)，并且螺纹元件(18 )的旋转轴(10 )相对输出元件的平移轴倾斜。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，螺纹在起始段(20)的螺距比其他区域 (22，24)的螺距小。
3.根据上述权利要求任一项所述的致动器，其特征在于，螺纹元件(18)具有与输出元件的至少一部分相接触的表面，该表面至少在螺纹的起始段(20)与输出元件的平移轴基本垂直。
4.根据上述权利要求任一项所述的与只能平移不能旋转的阀元件组合的致动器。
5.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，输出元件的至少一部分与螺纹元件 (18)接触的点至少与平移的阀元件的平移轴基本对齐。
6.根据权利要求5所述的致动器，其特征在于，阀元件在相对废气压延伸的方向上开启ο
7.根据权利要求6或7所述的致动器，其特征在于，具有单级减速传动装置。
8.根据权利要求5到7任一项所述的致动器，其特征在于，螺纹元件(18)与仅在阀致动后旋转的弹簧元件相连。
9.根据上述权利要求任一项所述致动器，还包括一体的阀套。
10.根据权利要求9所述的致动器，其特征在于，阀套具有至少一根冷却管道。
11.根据权利要求1到3任一项所述的与涡轮增压器的废气门或可变截面涡轮装置组合的致动器。
12.包括根据权利要求1到3任一项所述的致动器的废气涡轮增压器的废气再循环阀， 废气门或可变截面涡轮装置。
全文摘要
公开了一种包括驱动器，至少一个可旋转螺纹元件(18)，和至少一个平移驱动的输出元件的致动器，其特征在于，螺纹元件(18)具有至少两个螺距不同的区域，并且其旋转轴(10)相对输出元件的平移轴倾斜。
文档编号F02M25/07GK102400818SQ201110230578
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者伯恩哈德·克利普费尔, 克里斯托夫·蒂里 申请人:库珀-标准汽车(德国)股份有限公司