耦联组件

技术领域

本发明涉及一种用于将驱动轴与枢转轴旋转耦联的耦联组件，所述驱动轴是用于内燃机排气流的排气阀门的枢转驱动装置的驱动轴，所述枢转轴能围绕枢转轴线旋转且支承阀门挡板。

背景技术

由DE102015202211B4已知这种耦联组件。在这种已知的耦联组件中，与枢转轴耦联用以共同旋转的耦联元件从其耦联到枢转轴上的耦联区域出发具有两个基本上沿轴向朝向枢转驱动装置延伸的旋转耦联臂。在这些旋转耦联臂的每一个中，通过孔状的旋转耦联开口提供旋转耦联凹部。两个旋转耦联突出部从与枢转驱动装置的驱动机构耦联用以共同旋转的耦联元件的耦联区域向径向外部延伸并且嵌接到连接到枢转轴上的耦联元件的孔状的旋转耦联开口中。在旋转耦联臂中形成的、孔状的旋转耦联开口在周向上完全闭合，从而它们尤其是也可以朝向与枢转驱动装置耦联的耦联元件的方向闭合并且因此沿轴向背面接合嵌接到耦联元件中的所述旋转耦联突出部。因此，具有所述两个旋转耦联突出部的耦联元件以轴向并且旋转受限的方式可运动地直接设置在具有所述两个旋转耦联开口的耦联元件上，从而通过直接由所述两个耦联元件提供的或者直接作用在所述耦联元件之间的轴向形锁合使所述两个耦联元件防失落地相互保持，因为旋转耦联突出部不能沿轴向从接收旋转耦联突出部的旋转耦联开口中移出。

发明内容

本发明的任务是，给出一种耦联组件，该耦联组件在结构简单并且制造简单的情况下保证了耦联组件的两个耦联元件相互防失落地保持。

根据本发明，所述任务通过一种根据权利要求1所述的用于将驱动机构与枢转轴旋转耦联的耦联组件，所述驱动机构是用于内燃机排气流的排气阀门的枢转驱动装置的驱动机构，所述枢转轴能围绕枢转轴线旋转。

该耦联组件包括：

-第一耦联元件，其具有耦联区域，为了围绕枢转轴线共同旋转该耦联区域要与枢转轴耦联，

-第二耦联元件，其具有耦联区域，为了围绕枢转轴线共同旋转该耦联区域要与驱动机构耦联，

-预紧机构，该预紧机构用于产生将所述第一耦联元件和所述第二耦联元件基本上在周向方向上相对于彼此加载的力并且用于在所述第一耦联元件与所述第二耦联元件之间产生在轴向方向上作用的力，

其中，第一耦联元件和第二耦联元件中的一个耦联元件包括至少两个向径向外部延伸的旋转耦联突出部，并且第一耦联元件和第二耦联元件中的另一个耦联元件与所述一个耦联元件的每个旋转耦联突出部相关联地包括接收该旋转耦联突出部的旋转耦联凹部。

该耦联组件的特征在于，每个旋转耦联凹部沿轴向在背离所述另一个耦联元件的耦联区域的方向上是敞开的，并且所述一个耦联元件通过所述预紧机构沿轴向保持在所述另一个耦联元件上，以防止旋转耦联突出部从接收该旋转耦联突出部的旋转耦联凹部中移出。

在根据本发明的耦联组件的结构中，所述两个耦联元件相互的保持作用不是通过直接在它们之间作用的形锁合来实现，而是通过所述两个耦联元件通过在它们之间作用的预紧机构而相互保持。所述预紧机构确保接合到旋转耦联凹部中的、基本上但能沿轴向从所述旋转耦联凹部移出的旋转耦联突出部保持在旋转耦联凹部中，即使耦联组件没有被沿轴向夹紧地保持在通过该耦联组件要耦联以便共同旋转的结构组合件之间。这显著地简化了耦联组件的制造过程，因为所述耦联元件中的每个已经在与所述另一个耦联元件接合在一起之前尤其是在构成旋转耦联突出部或旋转耦联凹部的那个区域中在为了组装状态而设置的造型中被提供，而不是如在开头所引用的现有技术中的情况那样其中一个耦联元件必须变形，以便由此产生对于防失落所需的直接作用在所述耦联元件之间的形锁合。

为了确保即使在耦联组件没有被轴向夹紧在通过该耦联组件要耦联的结构组合件之间的状态中所述两个耦联元件也以限定的定位彼此保持，建议：在预紧机构沿轴向基本上完全松弛的情况下，旋转耦联突出部嵌接到与其相关联的旋转耦联凹部中地定位。

为了实现要传递的旋转力在周向方向上均匀的分布，可以在耦联元件上设置两个相对于枢转轴线基本上直径相对地背离彼此延伸的旋转耦联突出部。

此外，旋转耦联突出部可以从所述一个耦联元件的耦联区域向径向外部延伸。

为了获得可简单实现的结构，例如作为板材构件提供的耦联元件的耦联区域可基本上板状地构造。

在一个可简单实现的设计方案中，在所述另一个耦联元件上为了提供相应的旋转耦联凹部，可以设置有两个在背离所述另一个耦联元件的耦联区域的方向上基本上沿轴向延伸的、在其自身之间限定在背离所述另一耦联元件的耦联区域的方向上沿轴向敞开的旋转耦联凹部的旋转耦联指状部。在此，所述结构也可以简单地通过如下方式实现，即所述另一个耦联元件也提供作为板材构件。

为了稳定的设计方案，在所述另一个耦联元件上为了提供相应的旋转耦联凹部，可以设置有从所述另一个耦联元件的耦联区域基本上沿轴向延伸离开的并且具有两个旋转耦联指状部的旋转耦联臂。

为了在所述另一个耦联元件的耦联区域与所述旋转耦联臂之间实现小的传热，可以在所述另一个耦联元件的耦联区域中与至少一个、优选每个旋转耦联臂相关联地构造有优选T形的或/和要延伸到所配属的旋转耦联臂上的留空部。

所述另一个耦联元件的耦联区域也可以基本上板状地构造。

为了能够在所述两个耦联元件之间简单地产生沿轴向并且在周向方向上作用的力，建议：所述预紧机构包括预紧弹簧，该预紧弹簧具有相对于第一耦联元件至少沿第一周向方向并且至少沿轴向朝向第二耦联元件支撑的第一支撑区域以及相对于第二耦联元件至少沿与所述第一周向方向相反的第二周向方向并且至少沿轴向朝向第一耦联元件支撑的第二支撑区域。

在此，通过如下方式可以实现将预紧弹簧与所述两个耦联元件限定地保持在一起，即所述第一支撑区域包括预紧弹簧的由第一耦联元件的保持区域沿轴向并且在周向方向上搭接的保持支腿，或/和所述第二支撑区域包括预紧弹簧的由第二耦联元件的保持区域沿轴向并且在周向方向上搭接的保持支腿。

为了将预紧弹簧稳定地保持在所述耦联元件上，所述第一耦联元件的保持区域在第一耦联元件的耦联区域的外周区域上可以包括沿轴向并且在周向方向上弯曲地延伸的保持接片，或/和所述第二耦联元件的耦联区域的保持区域在第二耦联元件的耦联区域的外周区域上可以包括沿轴向并且在周向方向上弯曲地延伸的保持接片。

为了在所述两个耦联元件的相互作用中能够沿轴向并且在周向方向上分别为了产生周向预紧和轴向保持在一起而保持预紧弹簧，建议：所述保持接片在第一耦联元件的耦联区域上沿轴向并且在周向方向上基本上与在第二耦联元件的耦联区域上的保持接片相反地弯曲。

在一个可靠作用的、结构上可简单实现的设计方案中，所述预紧弹簧可以是螺旋弹簧，并且每个保持支腿可以由预紧弹簧的基本上向径向外部延伸的簧圈端部区域提供。

对于所述两个耦联元件彼此的为了传递旋转力所需的周向支撑来说，可以在每个旋转耦联突出部上设置有一个周向支撑区域，并且每个旋转耦联凹部可以在周向方向上由配合周向支撑区域限定，其中，每个接收在旋转耦联凹部中的旋转耦联突出部的周向支撑区域通过预紧机构被预紧贴靠在接收相应的旋转耦联突出部的旋转耦联凹部的配合周向支撑区域上。

为了实现所述两个耦联元件相对于彼此基本上横向于枢转轴线的限定的定位，在所述另一个耦联元件上与至少一个旋转耦联突出部相关联地可以在周向方向上在旋转耦联突出部的至少一侧上设置有基本上沿径向相对于所述另一个耦联元件支撑所述一个耦联元件的径向支撑区域。

为了可简单实现地、尽管如此仍然确保限定的定位地耦接到要相互耦联的结构组合件上，建议：所述第一耦联元件的耦联区域具有用于与枢转轴旋转耦联的形锁合嵌接构型，和/或所述第二耦联元件的耦联区域具有用于与驱动机构旋转耦联的形锁合嵌接构型。替代地或附加地，所述耦联元件中的至少一个耦联元件可以通过摩擦锁合、例如压配合和/或通过材料锁合、例如焊接耦接到与所述耦联元件要耦联的结构组合件上。

本发明还涉及排气阀门、尤其是用于内燃机排气流的排气阀门，该排气阀门包括在阀门管内部在能围绕枢转轴线旋转的枢转轴上支承的阀门挡板以及具有驱动机构的枢转驱动装置，该排气阀门还包括根据本发明构造的用于将枢转轴与驱动机构旋转耦联的耦联组件。

附图说明

下面将借助附图详细说明本发明。在附图中：

图1示出用于内燃机排气流的排气阀门；

图2示出用于排气阀门的耦联组件的透视图；

图3示出图2的耦联组件的侧视图；

图4示出图2的耦联组件沿图2中的观察方向IV的视图。

具体实施方式

图1以侧视图示出总体上用10标绘的并且例如可在内燃机的排气设备中使用的具有阀门驱动器12的排气阀门。排气阀门10包括阀门管14，在该阀门管中总体上用16标绘的阀门挡板以能围绕枢转轴线A枢转的方式支承在枢转轴18上。阀门挡板16包括两个阀门叶片20、22，所述阀门叶片在阀门挡板16定位在闭锁位置中时贴靠在设置在阀门管14的内周边上的叶片止挡部24、26上。

枢转轴18在其两个轴向端部区域28、30处借助相应的轴承装置相对于阀门管14围绕枢转轴线A可旋转地或可枢转地支承。在其第一轴向端部28中，枢转轴18借助接下来所描述的耦联组件32与阀门驱动器12的驱动机构34(例如驱动轴)耦联，以用于围绕枢转轴A共同旋转。

在图2至图4中详细示出耦联组件32。耦联组件32包括抗扭转地耦接在枢转轴18上的第一耦联元件36和抗扭转地耦接在枢转驱动装置12的驱动机构34上的第二耦联元件38。例如作为板材件提供的第一耦联元件36包括板状构造的耦联区域40，该耦联区域具有构造在中央区域中的形锁合嵌接构型42。所述形锁合嵌接构型由具有非旋转对称的开口横截面的开口43提供，枢转轴18的相应成形的区段可嵌接到所述开口中地定位。在耦联区域40的两个关于旋转轴线彼此直径相对地设置的区域上，两个旋转耦联突出部46、48从耦联区域的外周区域44相对于彼此直径相对地向径向外部延伸。

例如也作为板材件提供的第二耦联元件38包括板状的耦联区域47，该耦联区域具有在其中央区域中构造的形锁合嵌接构型50。所述形锁合嵌接构型也可以具有开口52，该开口具有关于枢转轴线A非旋转对称的开口横截面，驱动机构34的相应成形的区域可嵌接到所述开口横截面中地定位。在第二耦联元件38的板状的耦联区域47的外周区域54上，耦联臂56、58在关于枢转轴线A彼此直径相对地对置的区域上从耦联区域47出发基本上沿枢转轴线A的方向朝向第一耦联元件36延伸。在所述两个旋转耦联臂56、58的每个上设置有两个朝向第一耦联元件36要沿轴向延伸的旋转耦联指状部60、62或者说64、66。设置在相应的旋转耦联臂56、58上的旋转耦联指状部60、62或者说64、66在周向方向上分别在其自身之间分别限定一个旋转耦联凹部68、70。所述两个旋转耦联凹部是在背离第二耦联元件38的耦联区域47的方向上沿轴向敞开的，从而在组装耦联组件32时第一耦联元件36可以以其两个旋转耦联突出部46、48沿轴向插入到旋转耦联凹部68、70中，直到它们在周向方向上保持在限定相应的旋转耦联凹部68、70的旋转耦联指状部60、62或者说64、66之间。然而，在第二耦联元件38上不存在在其背离第二耦联元件38的耦联区域47的侧上背面接合第一耦联元件的并且因此产生所述两个耦联元件36、38的轴向形锁合或者说轴向保持在一起的区段。

此外，耦联组件32包括构造成预紧弹簧72的、例如构造成具有多个簧圈的螺旋弹簧的预紧机构74。预紧弹簧72基本上设置在所述两个耦联元件36、38之间并且沿轴向支撑在所述两个耦联元件36、38的耦联区域40、47的朝向彼此的轴向侧上。通过所述预紧机构74，一方面产生加载所述两个耦联元件36、38以便在周向方向上相对于彼此运动的周向力。在图4的示图中，所述周向力沿逆时针方向加载第一耦联元件36，从而第一耦联元件36利用在其两个旋转耦联突出部46、48上构成的周向支撑区域76、78被预紧贴靠在旋转耦联指状部60或者说64上构成的并且因此在周向方向上限定旋转耦联凹部68、70的配合周向支撑区域80、82上。对此要指出的是，周向支撑区域76、78或者说配合周向支撑区域80、82可以通过两个耦联元件36、38的可彼此贴靠的面区域提供。

为了产生在周向方向上相对于彼此加载耦联元件36、38的预紧力，旋转耦联突出部46、48通过该预紧力被预紧贴靠在旋转耦联指状部60、64上，第一耦联元件36在耦联区域40的外周区域44上具有由保持接片84提供的保持区域86。所述保持接片84例如可以通过从第一耦联元件36的耦联区域40的平面弯折来提供并且在预紧弹簧72的周向侧上沿轴向完全地并且在朝向第二耦联元件38的轴向侧上在周向方向上基本完全地搭接预紧弹簧72的基本上向径向外部突出的并且提供预紧机构74的支撑区域的保持支腿88。图3示出，保持接片84也可在另一个周向侧上部分地沿轴向搭接保持支腿88，以便实现通过预紧弹簧72的向径向外部延伸的簧圈端部区域提供的保持支腿88的在两个周向方向上限定的保持。

在第二耦联元件38上提供一个也通过保持接片90提供的用于预紧弹簧72的保持支腿94的保持区域92，该保持支腿通过在预紧弹簧72的另一个轴向端部上向径向外部延伸的并且形成预紧机构74的另一个支撑区域的簧圈端部区域提供。保持接片90沿轴向完全地并且在周向方向上在保持支腿94的沿轴向朝向第一耦联元件36的侧上搭接保持支腿94。同样可以通过从第二耦联元件38的耦联区域47的平面折弯提供的保持接片90也可以在所述另一个周向侧上部分地沿轴向搭接保持支腿94，以便在此也保证保持支腿94的在两个周向方向上限定的定位。

所述两个保持区域86、92或其保持接片84、90在彼此相反的轴向方向和周向方向上搭接配属于其的保持支腿88、94。因此一方面提供了如下可行性，即通过预紧地安装预紧弹簧72产生将所述两个耦联元件36、38在周向方向上相对于彼此预紧的周向力或切向力。同时提供了如下可行性，即将所述两个耦联元件36、38借助预紧弹簧72彼此耦联以便传递轴向力。可以看出，预紧弹簧72在其两个轴向端部区域中不仅借助相应的保持区域86、92以其保持支腿88、94保持在耦联元件36、38上，而且以其相应的最后的簧圈沿轴向支撑在预紧弹簧的耦联区域40、47上。因此，在所述两个耦联元件36、38相对彼此运动时，预紧弹簧72可产生在沿轴向背离彼此的方向上加载所述耦联元件的轴向力，从而在安装状态中在枢转轴18与驱动机构34之间沿轴向压缩地保持的耦联组件32产生沿轴向在背离驱动机构34的方向上加载枢转轴18的力作用，由此将枢转轴18以限定的轴向定位保持在阀门管14中。

由于保持支腿88、94通过分别配属于其的保持接片84、90在朝向相应另一个耦联元件的侧上在周向方向上搭接，当耦联元件36作用有使这些耦联元件以其旋转耦联突出部46、48沿轴向从配属的旋转耦联凹部68、70中移出的力时，预紧弹簧72也在所述两个耦联元件36、38之间沿朝向彼此的方向产生轴向力。在预紧弹簧72的在图2至图4中所示的基本上完全松弛的状态中，第一耦联元件36以其旋转耦联突出部46、48嵌接到所配属的旋转耦联凹部68、70中地定位并且通过借助预紧弹簧72产生的周向力以其周向支撑区域76、78保持贴靠在配合周向支撑区域80、82上。因此，由于预紧弹簧72的轴向的力作用，除了通过彼此贴靠的周向支撑区域76、78与配合周向支撑区域80、82之间的摩擦锁合之外，还提供了防止旋转耦联突出部46、48从接收这些旋转耦联突出部的旋转耦联凹部68、70中轴向移出的轴向力。虽然所述两个耦联元件36、38由于沿轴向敞开的旋转耦联凹部68、70因此不直接以能彼此沿轴向受限制地运动的方式保持，但间接地、即通过与所述两个耦联元件36、38连接的预紧弹簧72提供用于所述两个耦联元件36、38的防失落功能，所述防失落功能防止所述两个耦联元件36、38在集成到在图1中所示的排气阀门10中之前彼此松脱。

因为所述防失落功能由预紧弹簧72提供，所以接收所述两个旋转耦联突出部46、48的旋转耦联凹部68、70可以被构造成沿轴向敞开，这显著简化了耦联组件32的组装。所述两个耦联元件36、38中的每个都可以尤其是在旋转耦联突出部46、48或旋转耦联臂56、58和设置在其上的旋转耦联指状部60、62、64、66的区域中在与相应的另一个耦联元件接合在一起之前以附图中所示的配置来提供。因此，在耦联组件32的组装期间，不需要采取任何变形措施来将所述两个旋转耦联突出部46、48嵌接到接收它们的旋转耦联凹部68、70中地定位。在预紧弹簧72定位在所述两个耦联元件36、38之间时，仅需要使所述两个耦联元件相对于彼此扭转，使得旋转耦联突出部46、48与接收它们的旋转耦联凹部68、70在周向方向上对齐，并且然后沿轴向朝向彼此运动，直至所述两个旋转耦联突出部46、48嵌接到旋转耦联凹部68、70中地定位。在所述运动的过程中，预紧弹簧72能够以其保持支腿88、94在相应的耦联区域40、47上沿轴向支撑地在分别配属于其的保持接片84、90的下方运动。如果达到所述状态，则保持接片84、86可以以其搭接所配属的保持支腿88、94的区域再略微朝向相应的耦联区域40、47弯曲。替代地，保持接片84、90已经可以以附图中所示的造型提供，并且预紧弹簧72可以通过相应地加载保持支腿88、94而在保持接片84、90的下方运动。

通过在所述两个耦联元件36、38之间在周向方向上预紧的状态中的预紧弹簧72的布置结构，不仅产生在周向方向上、即为了相对于彼此旋转基本上围绕枢转轴线A加载所述两个耦联元件36、38的力作用，而且也产生基本上沿径向或横向地相对于彼此加载所述两个耦联元件的力。在图4中示出所述近似沿径向定向的力F，通过该力这样加载第一耦联元件36，使得该第一耦联元件利用耦联区域40的外周区域44在靠近旋转耦联突出部48的区域中在朝向第二耦联元件38的旋转耦联指状部64、66的方向上被加载。

为了在考虑所述力F的情况下确保所述两个耦联元件36、38横向于枢转轴线A相对于彼此限定的定位并且尤其是确保形锁合嵌接构型42、50的开口43、52相对于彼此并且关于枢转轴A基本上居中地定位，在第一耦联元件36的耦联区域40的外周区域44上在旋转耦联突出部48的两侧上设置有径向支撑区域96、98。每个径向支撑区域96、98包括以相对于旋转耦联突出部48具有周向间距地设置的径向支撑突出部100、102，第一耦联元件36利用该径向支撑突出部向径向外部支撑在定位在旋转耦联突出部48的两侧的旋转耦联指状部64、66上。

由于在耦联组件32中第一耦联元件36相对于第二耦联元件38不仅在周向方向上通过彼此贴靠的或相互要预紧的周向支撑区域76、78和配合周向区域80、82支撑，而且附加地也通过在径向支撑突出部100、102与旋转耦联指状部64、66之间的径向作用的接触产生径向的支撑，因此也由预紧弹簧72的预紧作用辅助地确保了所述两个耦联元件36、38相对于彼此横向于枢转轴线A的限定的定位。虽然通过所述两个耦联元件36、38的彼此的附加的接触在径向支撑突出部100、102和旋转耦联指状部64、66的区域中在所述两个耦联元件36、38之间引入本身要避免的附加的传热接触，但由此确保了所述两个耦联元件36、38相对于彼此的限定的定位，所述定位在枢转运行中避免卡死。

与所述另一个旋转耦联突出部46相关联地，没有设置径向支撑区域或径向支撑突出部，从而在旋转耦联突出部46的周向区域中耦联区域40的外周区域44具有相对于第二耦联元件38的旋转耦联指状部60、62的径向间距。由此，一方面在所述周向区域中避免了在所述两个耦联元件36、38之间导致附加的传热的接触。另一方面，在所述两个耦联元件36、38横向于枢转轴线A的位置限定中不采用超定(überbestimmung)。仅通过径向支撑突出部100、102和借助预紧弹簧72生成的力F确保足够限定的定位。

通过如下方式可以对减少传热有进一步的贡献，即在第二耦联元件38中在构造在板状的耦联区域47中的开口52两侧上构成T形留空部104、106，其T形条108基本上沿板状的耦联区域47中的开口52延伸，并且其从相应的T形条108出发的T形腿110在背离开口52的方向上从板状的耦联区域47延伸到过渡区域中直至连接到板状的耦联区域47上的旋转耦联臂56、58并且例如也延伸到旋转耦联臂56、58中。每个这样的留空部104、106尤其是当其完全延伸穿过第二耦联元件38的构造材料时有助于明显减少传热横截面。

在以上描述的并且在附图中所示的排气阀门或为此的耦联组件的结构中，不同的方面在结构上可以不同地实施。因此，例如，作为上述形锁合的替代或补充，一个或两个耦联元件也可以通过摩擦锁合或/和材料锁合而固定地连接到驱动机构或枢转轴。当然，整个耦联组件在关于图1相反的布置结构中可以被集成到排气阀门中，从而第一耦联元件与驱动机构抗扭转地连接并且第二耦联元件与枢转轴抗扭转地连接。设置在第二耦联元件上的旋转耦联凹部也可以被限定在相应的在较大的区域上沿第二耦联元件的耦联区域的外周区域延伸的与沿轴向从耦联区域伸出的壁区段之间。在本发明的意义中，这种壁区段的邻近相应的旋转耦联凹部的周向端部区域被看作旋转耦联指状部。