具有肘节耦联装置的气门设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车辆的气门设备，所述气门设备包括：
2.‑
具有空气通过口的框架，
3.‑
第一气门装置，所述第一气门装置包括至少一个可移动地设置在框架上的第一气门，
4.‑
不同于第一气门装置的第二气门装置，所述第二气门装置包括至少一个可移动地设置在框架上的第二气门，
5.‑
用于移动第一和第二气门装置的共同的运动驱动器，
6.‑
用于将第一和第二气门装置与运动驱动器耦联的运动耦联装置，
7.其中第一气门装置在较多地覆盖空气通过口的第一部段的阻断位置和较少地覆盖空气通过口的第一部段的通过位置之间是可移动的，
8.其中，第二气门设置在较多地覆盖空气通过口的不同于第一部段的第二部段的关闭位置和在较少地覆盖空气通过口的第二部段的打开位置之间是可移动的，
9.其中，运动耦联装置将第一和第二气门装置与运动驱动器耦联，使得第一和第二气门装置可通过运动驱动器在阻断运行状态和通过运行状态之间异步地被驱动，以进行移动运动，在所述阻断运行状态中，第一气门装置处于阻断位置中而第二气门装置处于关闭位置中，在所述通过运行状态中，第一气门装置处于通过位置中而第二气门装置处于打开位置中。
10.本发明还涉及一种具有这种气门装置的机动车辆。


背景技术：

11.从de 10 2017 222 678 a1已知这种用于机动车辆的气门设备和这种机动车辆。
12.该文献教导了通过共同的运动驱动器驱动在侧表面上具有控制槽的换挡鼓以进行旋转，并且借助于控制槽和在其中引导的控制销使第一气门装置和在地点上与所述第一气门装置错开的第二气门装置异步地在所提到的运行状态之间移动。在此，“异步”是指，这两个气门装置通过运动驱动器的运行在阻断运行状态和通过运行状态之间移动，使得第一气门装置和第二气门装置尽管存在运动驱动器对于这两个气门装置而言一致的运行但是在相同的移动时间段内经过不同的移动路径。因此，第一和第二气门装置在阻断运行状态和通过运行状态之间的多个中间运行状态中具有不同程度地覆盖空气通过口的相应部段的气门位置。
13.从de 10 2017 222 678 a1中已知的气门设备实现：通过这两个控制槽的相应的走向和换挡鼓的相应的转动来设定空气通过口的分别与这两个气门装置相关联的部段的不同的覆盖状态。
14.从de 10 2017 222 678 a1中已知的气门设备的缺点是与制造和安装承载控制槽的换挡鼓相关联的耗费。
15.从de 10 2011 055 394 a1中已知另一气门设备，其中第一气门装置和第二气门
装置通过运动耦联装置彼此耦联以进行异步移动。该气门设备使用凸轮盘作为运动耦联装置，并且同样在制造和安装方面是耗费的。
16.从de 10 2019 002 333 a1中已知一种具有第一和第二气门装置的气门设备，所述第一和第二气门装置借助于鲍登线耦联以进行共同的运动。但是，鲍登线在其使用寿命内在负载下经受一定的拉伸，因此其随着运行时间的继续进行而面临精度损失。


技术实现要素：

17.因此，本发明的目的是，改进开始所提及的气门设备，使得在继续使用仅一个运动驱动器时借助于结构上更简单的机构可以可靠地实现第一气门装置和第二气门装置在通过运行状态和阻断运行状态之间的异步移动。
18.本发明通过借助于开始所提及类型的气门设备实现该目的，其中运动耦联装置包括肘杆传动机构，所述肘杆传动机构具有第一和第二肘杆，所述第一和第二肘杆彼此连接以形成可围绕肘节轴线枢转的肘节，其中第一肘杆以距肘节轴线第一距离围绕第一肘杆轴线可枢转的方式与第一气门装置传递运动地耦联，并且其中第二肘杆以距肘节轴线第二距离围绕第二肘杆轴线可枢转的方式与第二气门装置传递运动地连接，并且其中运动驱动器与第一和/或第二肘杆传递运动地耦联。
19.因此，第一和第二气门装置通过仅包括两个肘杆的肘杆传动机构彼此耦联以进行共同的运动。肘杆传动机构的优点通常在于，从折叠的传动机构位置开始，随着对展开的传动机构位置的接近，传动比越来越向着运动减小和力增加改变，移动肘节的驱动运动以所述传动比被传输至肘杆的远离肘节的端部，在所述折叠的传动机构位置中，这两个肘杆围绕其肘节成数值较小的角度，在所述展开的传动机构位置中，这两个肘杆围绕其肘节成180
°
的角度。
20.当前在展开的传动机构位置附近中数值高的力并不重要，然而本发明利用在运动学方面与传动机构位置相关地改变的传动比。
21.有利的是，肘杆传动机构不一定支承在本发明的气门设备上，因为第一和第二肘杆都不相对于作为气门设备的地点固定的参考系统的框架地点固定地支承。因此，肘杆传动机构的这两个肘杆不仅相对于气门设备的作为地点固定的参考系统的框架可枢转，而且可平移地相对于框架移动。由此，在接近展开的传动机构位置时能够实现，尽管存在运动驱动器的运动，但是仅发生气门装置的可忽略的运动，而在肘杆传动机构的较强地折叠的传动机构位置中能够实现这两个气门装置的显著的运动。
22.因此，为了尽可能好地利用通常由肘杆传动机构提供的有利的运动学来实现耦联到肘杆传动机构上的这两个气门装置的异步移动，优选提出，在阻断运行状态中并且在通过运行状态中，与折叠的传动机构位置相比，肘杆传动机构更靠近展开的传动机构位置。优选地，当在阻断运行状态和通过运行状态之间调节气门设备时，将肘杆传动机构从更强地展开的位置起调节到更强地折叠的位置中并且再调节回更强地展开的位置中。整个肘杆传动机构相对于框架正交于肘杆轴线的平移运动与该折叠运动叠加。
23.在阻断运行状态和通过运行状态中，肘杆都能够围绕肘节轴线彼此成数值相同的角度。优选地，以这两个肘杆在所提到的运行状态中所出现的角度中的较大者为参照，肘杆围绕其肘节轴线所成的角度在阻断运行状态中并且在通过运行状态中相差不超过15％，优
选相差不超过10％，尤其优选相差不超过5％。尤其优选地，所成的角度在阻断运行状态和通过运行状态中同样大。
24.然而，当气门设备处于阻断运行状态中时，肘杆传动机构关于其当气门设备处于通过运行状态时的位置，正交于肘节轴线平移移动。这意味着，在阻断运行状态和通过运行状态之间进行过渡时，所有参与肘杆传动机构的轴线：第一肘杆轴线、第二肘杆轴线和肘节轴线正交于其相应的轴线走向移动。
25.参与肘杆传动机构的形成的三个轴线中的每一个的这种平移移动能够通过以下方式实现：第一和第二肘杆轴线分别借助于与其耦联的气门装置来移动。
26.为了尽可能明确地表现第一和第二气门装置的异步移动，也就是说，为了尽可能明确地在共同的运动驱动器运行时将第一和第二气门装置的移动相位分开，有利的是，这两个肘杆的长度大致相同，或者在共同的肘节轴线和分别与肘杆中的一个相关联的第一或第二肘杆轴线之间的第一和第二距离大致是同样长的。因此，根据本发明的一个有利的改进方案提出，以第一和第二距离中数值较大的距离为参照，肘节轴线距第一肘杆轴线的第一距离和肘节轴线距第二肘杆轴线的第二距离相差不超过15％，优选不超过10％，尤其优选不超过5％。
27.原则上，运动驱动器能够以任何方式方法将运动传输到这两个肘杆中的作为被驱动的肘杆的一个肘杆上。优选地，运动驱动器包括曲柄杆，所述曲柄杆可通过运动驱动器围绕驱动器枢转轴线枢转，并且所述曲柄杆距驱动器枢转轴线一定距离地以围绕曲柄轴线可枢转的方式铰接在肘杆中的至少一个上。因此，不仅肘杆传动机构的肘杆，而且传递运动驱动器的运动以及力或扭矩的曲柄杆是可转动运动的。优选地，驱动器枢转轴线固定在框架上。
28.为了实现第一和第二气门装置的尽可能大的移动路径，有利的是，优选仅可通过运动驱动器驱动以进行转动的曲柄杆将运动驱动器的力尽可能靠近肘节导入到肘杆传动机构中。出于该原因，优选地，从曲柄轴线到肘节轴线的待测量的曲柄距离与第一和第二距离中的数值较大的距离相差不超过15％，优选不超过10％，尤其优选不超过5％。尤其优选地，出于所提到的原因，曲柄轴线是肘节轴线，使得肘节轴线能够通过运动驱动器直接移动。当曲柄杆的限定曲柄轴线的构件部段直接铰接在限定肘节轴线的构件或构件部段上时，根据本技术的曲柄杆被认为不仅铰接在第一肘杆上而且铰接在第二肘杆上。由于曲柄杆优选仅具有转动运动性，所以肘节轴线优选尽可沿着围绕驱动器枢转轴线的圆形轨迹移动。
29.在第一和第二气门装置的移动路径大的同时能够借助于尤其简单的机构通过如下方式显著地获得移动的尽可能大的异步性：在阻断运行状态和通过运行状态中的一个运行状态中，驱动器枢转轴线和第一肘杆轴线之间的距离不超过第一距离和第二距离中的数值较大的距离的25％，优选不超过该距离的20％，尤其优选不超过该距离的15％。这意味着，在所提到的运行状态的至少一个中，第一肘杆轴线在驱动器枢转轴线附近，使得曲柄杆和第一肘杆在开始移动运行时首先执行至少类似的枢转运动，因为优选不仅驱动器枢转轴线在第一肘杆轴线附近，如在上文中所说明的那样，而且曲柄轴线总是位于肘节轴线附近。
30.为了在第一和第二气门装置的这两个移动方向中实现相同的运动，进一步优选的是，在阻断运行状态和通过运行状态中的另一运行状态中，驱动器枢转轴线和第二肘杆轴
线之间的距离不超过第一距离和第二距离中的数值较大的距离的25％，优选不超过该距离的20％，尤其优选不超过该距离的15％。
31.虽然有利的是，驱动器枢转轴线在阻断运行状态和通过运行状态中的一个或两个所提到的最终运行状态中靠近肘杆轴线。但是，为了使所涉及的肘杆通过曲柄杆不仅进行旋转，有利的是，在最终运行状态的每一个中在驱动器枢转轴线和两个肘杆轴线之间产生不为零的距离。
32.在遵循上述两个段落中所描述的距离关系的条件下，在曲柄杆借助于曲柄轴线在肘节轴线的在上文中所描述的附近铰接式耦联的同时，能够实现有利的运动学，其中，从最终运行状态之一开始，首先这两个肘杆中的一个主要是转动地运动，而相应另一肘杆主要是平移地运动，其中在靠近相应另一最终运行状态时于是相应另一肘杆主要是转动地运动而所述一个肘杆主要是平移地运动。肘杆传动机构在此允许将肘杆的转动运动用作为一种“空转”，其不将运动驱动器的运动转换为与在相应的移动阶段中恰好主要进行转动运动的肘杆相关联的气门装置的移动或仅转换为所述气门装置的可忽略的移动，而肘杆的平移运动可用作为“有用运动”，所述有用运动将运动驱动器的运动转换为与进行平移运动的肘杆相关联的气门装置的非常显著的移动。
33.第一距离、第二距离和曲柄距离的长度差的上述百分比形成上限，在所述上限内能够有意义地实施本发明，并且即使当针对所有所提到的距离的每个所给出的百分比范围在相同意义上最大程度地用尽也如此。然而，有利的是，所提出的距离并非在相应最大可能的公差范围的边缘处移动，而是距离的差异在数值上是适度的。因此，有利地提出，第一距离、第二距离和曲柄距离中的每个单个的距离与第一距离、第二距离和曲柄距离的算术距离平均值相差不超过15％，优选不超过10％，尤其优选不超过5％。
34.尽管第一和第二气门装置能够分别仅具有一个可移动的气门，但是为了改变量尽可能大的对流的空气流，尽可能大的空气通过口是有利的。如果第一气门装置具有多个彼此连接以进行共同的移动运动的第一气门，和/或第二气门装置具有多个彼此连接以进行共同的移动运动的第二气门，那么也能够有效地影响大的空气通过口的可穿流性。
35.优选地，多个第一气门中的所有第一气门的移动运动是相同类型的，即，所有第一气门可平移地移动或可转动地移动。这在设有多个第二气门的情况下同样适用于所有第二气门的移动运动。通过将相关联的第一或第二肘杆的运动转换成至少一个气门的移动运动，例如通过设置在中间的传动装置或运动偏转装置，第一或第二气门的平移运动是可行的。
36.优选地，至少一个第一气门可围绕第一气门枢转轴线枢转和/或至少一个第二气门可围绕第二气门枢转轴线枢转。可枢转的气门实现：尽可能大程度地改变空气通过口的由气门覆盖的面积，同时为此所要求的结构空间尽可能小。
37.为了避免不必要的传递运动的传动装置和/或连杆，优选地，所有第一气门的所有第一枢转轴线彼此平行，并且所有第二气门的所有第二枢转轴线平行。此外，至少一个第一枢转轴线和至少一个第二枢转轴线优选彼此平行。
38.为了避免不必要的摩擦和/或变形损失，优选地，肘节轴线、第一肘杆轴线和第二肘杆轴线彼此平行，尤其优选地，驱动器枢转轴线也平行。
39.再次为了避免在将运动传输到至少一个第一和/或至少一个第二气门上时不必要
的摩擦和/或变形损失，第一肘节轴线平行于第一气门枢转轴线，而第二肘节轴线平行于第二气门枢转轴线。
40.本发明还涉及一种机动车辆，所述机动车辆优选在其前侧上在散热器格栅的区域中承载以如在上文中所描述和改进的方式构成的气门设备。气门设备的框架在此优选地点固定地与车身连接。
附图说明
41.下面将参考附图详细阐述本发明。附图示出：
42.图1示出具有在阻断运行状态中的本技术的气门设备的机动车辆的根据本发明的实施方式的立体视图，
43.图2至图6示出具有处于在图1的阻断运行状态和图7的通过运行状态之间的中间运行状态中的图1的气门设备的机动车辆的立体视图，其中中间运行状态随着附图序号的增加越来越接近通过运行状态，并且反之亦然，
44.图7示出图1的在气门设备处于通过运行状态中的视图，并且
45.图8示出图1中的肘杆传动机构和曲柄杆沿着彼此平行的轴线的轴向视图，所述彼此平行的轴线即：第一肘杆轴线和第二肘杆轴线、肘节轴线、曲柄轴线和驱动器枢转轴线。
具体实施方式
46.在图1至图7中，示出仅粗略示意性地作为轮廓截面示出的车辆v，所述车辆具有由车辆v承载的气门设备10。在图1中，气门设备10处于阻断运行状态中，在图7中，其处于通过运行状态中。图2至图6示出在气门设备10在阻断运行状态和通过运行状态之间进行过渡时的中间运行状态。
47.气门设备10包括牢固地与车辆v或车身或车辆框架连接的框架12，根据本技术，所述框架被视为气门设备10的地点固定的部件从而应用作为地点固定的参考系统以描述气门设备10的支承在框架上的可运动的部件和其运动。
48.气门设备10包括在图1中位于上部的第一气门装置14，所述第一气门装置示例性地具有三个相同构成的第一气门16，所述第一气门16能够围绕彼此平行的第一气门枢转轴线s16在图1中示出的阻断位置和在例如在图4中最大程度可达到的通过位置之间可枢转地支承在框架12上。
49.第一气门16分别通经由与第一气门16的气门叶片16a刚性连接的枢转杆18与第一连接接片20以可相对枢转的方式耦联以进行共同的移动运动。
50.气门设备10还包括在图1中位于下部的第二气门装置22，所述第二气门装置同样示例性地具有三个相同构成的第二气门24，所述第二气门能够围绕彼此平行的第二气门枢转轴线s24在图1中示出并且直到图3的运行状态大部分被维持的关闭位置和在图7中示出的打开位置之间可枢转地支承在框架12上。
51.实际上，第二气门24和第一气门16基本上相同地构成，这显著简化了其生产和安装。因此，第二气门24也分别经由与第二气门24的气门叶片24a刚性连接的枢转杆26与第二连接接片28以相对可枢转的方式耦联以进行共同的移动运动。
52.第一气门16和第二气门24连同其第一和第二旋转支承销30和32优选一件式地构
成为注塑成型构件。
53.气门设备10还包括运动驱动器34，所述运动驱动器示例性地通过电动机36实现，所述电动机相对于框架12地点固定地设置。运动驱动器34能够设置在框架12上或在车架上或者设置在固定在车辆v的固定于框架的构件上。
54.运动驱动器34具有未示出的、可转动的输出轴，所述输出轴承载曲柄杆36，所述曲柄杆可通过运动驱动器34围绕驱动器枢转轴线38旋转。借助于运动驱动器34，驱动器枢转轴线38也是地点固定或固定于框架的。
55.为了进行第一和第二气门装置14或22的彼此间的运动耦联，设有呈肘杆传动机构42形式的运动耦联装置40。肘杆传动机构42具有第一肘杆44和第二肘杆46。
56.第一肘杆44围绕第一肘杆轴线48可枢转地与第一连接接片20耦联从而与所有第一气门16耦联。
57.如尤其从图8中所看到的那样，第一肘杆44在距第一肘杆轴线48的第一距离a1中围绕肘节轴线50可枢转地与第二肘杆46连接以形成肘节52。
58.第二肘杆46在距肘节轴线50的第二距离a2中围绕第二肘杆轴线54可枢转地与第二连接接片28耦联。在所示出的优选的实施例中，距离a1和a2在数值上是同样大的。
59.也就是说，肘杆传动机构42不具有唯一的相对于框架12地点固定的设置或固定，使得肘杆传动机构42不仅具有可转动地移动的肘杆44和46，而且使得肘杆传动机构42的这两个肘杆44和46也可相对于框架12平移地移动。
60.曲柄杆36在距驱动器枢转轴线38的曲柄距离a3中围绕曲柄轴线56可枢转地与肘节52连接从而与肘杆44和46连接。在当前优选的实施例中，曲柄轴线56与肘节轴线50相同。曲柄距离a3与第一距离a1和第二距离a2中的数值较大的距离相比略大地选择，例如大5％至10％。因为在当前情况下这两个距离a1和a2相同大，所该说明适用于这两个距离。
61.在图1和图8中示出的阻断运行状态下，驱动器枢转轴线38和第二肘杆轴线54之间的距离a4不大于第一距离a1和第二距离a2中的数值较大的距离的25％。因为在当前情况下这两个距离a1和a2相同大，所以该说明适用于这两个距离。
62.在所示出的实例中，在图7中示出的通过运行状态中，肘杆传动机构42的状态基本上与在图1中示出的阻断运行状态中相同，然而肘杆传动机构42于是移动了与肘节轴线50相同的曲柄轴线56在从通过运行状态调节到阻断运行状态中时所经过的枢转路径。于是，在图7的通过运行状态中，第一肘杆轴线48与第二肘杆轴线54相比更靠近地点固定的驱动器枢转轴线38，其中在通过运行状态中在驱动器枢转轴线38和第一肘杆轴线48之间的距离优选同样对应于在阻断运行状态中驱动器枢转轴线38距第二肘节轴线56的距离a4。
63.在图1至图8的优选的实施方式中，由肘杆传动机构42和铰接在其上的曲柄杆36构成的组件在阻断运行状态中并且在通过运行状态中关于包含肘节轴线50并且平分在第一和第二肘杆44或46之间在阻断运行状态和通过运行状态中形成的角的平面e取得镜像的配置。
64.在图2中，从图1至7的观察者的角度来看，曲柄杆36已经顺时针绕驱动器枢转轴线38旋转了一些。然而，因为驱动器枢转轴线38位于第二肘杆轴线54附近，所以曲柄杆36在从图1向图2的过渡中引起第二肘杆46的主要是转动的运动和第一肘杆44的较强的平移运动。因此，第一气门装置14的第一气门16离开其阻断位置的运动与第二气门装置22的第二气门
24离开其关闭位置的运动相比更强。在从图1向图2的过渡中第二气门装置22的移动是可忽略的。
65.在从图2到图3并且进一步到每个随后的附图的过渡中，曲柄杆36始终顺时针围绕驱动器枢转轴线38实施转动的运动增量。从图2起逐步地在每个单独的中间附图上，第二肘杆46的旋转运动分量逐步减小而其平移运动分量逐步增大。相反，第一肘杆44的平移运动分量逐步减小而其旋转运动分量逐步增大。
66.随着肘杆的旋转运动分量的减小，由运动驱动器34经由肘杆传输到耦联在其肘杆轴线上的气门的移动量减小，并且随着肘杆的平移运动分量增大，所传输的移动量增加。因此实现，这两个气门装置14和22能够借助于仅一个运动驱动器34异步地在气门设备10的所示出的阻断运行状态和所示出的通过运行状态之间移动。
67.在通过运行状态和阻断运行状态之间进行过渡时，肘杆传动机构42首先从较强地展开的传动机构位置起被调节到较强地折叠的传动机构位置中，并且继续再次调节到较强地展开的传动机构位置中。在肘杆传动机构42的这种折叠运动的同时，肘杆传动机构42正交于肘杆传动机构42的彼此平行的轴线平移地移动。
68.在图7中通过在该处示出的通过运行状态可以清楚地看到在图1中的位于上部的第一部分空气通过口60a和在图2中位于下部的第二部分空气通过口60b，所述第一部分空气通过口和第二部分空气通过口共同形成气门设备的空气通过口60。