用于阀装置的轴-轴承衬套组件的制作方法

本发明涉及一种用于阀装置的轴-轴承衬套组件，其具有用于空调系统的阀。另外，本发明涉及一种阀装置，其具有这种用于空调系统的轴-轴承衬套组件，并且涉及一种用于对车辆内部进行空气调节的空调系统。

背景技术：

已经在机动车辆中使用了一段时间的空调系统用于对车辆内部进行空气调节。为了改变重要的气候参数(例如空气温度，空气湿度或存在于车辆内部的空气的新鲜空气比例)，常规的空调系统包括具有可调阀的阀装置。借助于该阀，能够影响流体(例如空气)的流体流，该流体能够经由空调系统输送到车辆内部。这种影响能够是对流体流的限流或改变形成流体流的热流体和冷流体的混合比。

这种用于空调系统的阀装置通常包括轴-轴承衬套组件，该轴-轴承衬套组件包括驱动轴，该驱动轴被驱动连接至阀装置的阀。为了影响流体流量，通常可以在第一终端位置和第二终端位置之间调节阀。这样的阀能够例如被实施为旋转阀、鼓阀、枢转阀或滑动阀。为了固定该第一位置和第二位置，常规的空调系统包括止动件，该止动件被布置成固定在围绕阀的壳体的壳体壁上的适当位置。

此外，还存在用于固定所述阀的第一位置和第二位置的解决方案，其中采用了杆元件，该杆元件被用于形成固定所述阀的第一位置或第二位置的止动件，其能够与存在于驱动阀的传动轴上的凹部相接合。

在此认为不利的是，这种用于形成止动件的杆增加了空调系统的零件数量。随之而来的是装配费用的增加。这种止动杆还需要相对较大的安装空间，考虑到空调系统的包装方面，这被证明是不利的。此外，这种杆元件还导致空调系统的重量增加。此外，形成尺寸链的附加部件或这种尺寸链的这些部件之间的接口数量以不希望的方式增加了整个尺寸链的公差。在将止动元件布置在壳体壁上的情况下，证明不利的是，当阀在第一或第二终端位置被驱动抵靠止动元件时，阀承受增大的机械负载。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是示出用于阀装置的轴-轴承衬套组件以及这种具有该轴-轴承衬套组件的阀装置以及具有这种阀配置的空调系统的新方案–特别是用于消除上述缺点。

该目的通过根据独立权利要求的主题解决。优选的实施例是从属专利权利要求的主题。

因此，本发明的基本思想是提供凸出部，凸出部彼此匹配并形成旋转止动件，以用于在轴(其被驱动连接至阀)上以及在安装该轴的轴承衬套上固定阀的第一终端位置和第二终端位置。该旋转止动件限制了轴相对于轴承衬套的旋转运动，从而固定了轴的第一旋转位置和第二旋转位置。由于轴与阀的驱动连接，这些固定的第一旋转位置和第二旋转位置直接实现了阀的第一终端位置和第二终端位置。

有利地，这使得可以特别节省安装空间地固定阀的第一终端位置和第二终端位置。除此之外，能够节省额外的止动杆，这同样对带有轴-轴承衬套组件的空调系统所需的安装空间产生积极影响。同样地，由于能够省去单独的杆元件，因此这带来了成本优势和重量减轻。除此之外，不再需要用于组装这种止动杆的耗费时间和成本的组装过程。最后，有利地减小了作用在阀上的机械负荷，这是因为阀不必被驱动到布置在围绕阀的壳体壁上的止动元件上。除此之外，通过轴端引入阀中的驱动扭矩能够在短距离内被直接引入位于运动端位置的轴承衬套中。由此能够在与阀的驱动连接的区域中有效地避免轴的更大的扭转载荷。

根据本发明，能够被用于阀装置(其具有用于空调系统的阀)的轴-轴承衬套组件包括沿轴向方向延伸的轴。轴-轴承衬套组件实际上是驱动轴-轴承衬套组件，即所述轴实际上是驱动轴。轴能够被驱动连接至用于空调系统的阀装置的阀。此外，轴-轴承衬套组件包括轴承衬套，在第一旋转位置和第二旋转位置之间，轴相对于轴承衬套围绕沿轴的轴向方向延伸的旋转轴线被可旋转地容纳在其中。在轴承衬套上布置有(第一)衬套凸出部，其相对于轴承衬套是不可旋转的。在轴上包括(第一)轴凸出部，其相对于轴是不可旋转的。(第一)衬套凸出部和(第一)轴凸出部是彼此匹配的，使得(第一)衬套凸出部形成用于(第一)轴凸出部的旋转止动件。该旋转止动件被用于将轴的旋转运动限制在第一旋转位置和第二旋转位置之间。旋转止动件因此固定了第一旋转位置和第二旋转位置。有利地，因此能够节省单独的止动元件(例如止动杆)，这在所需的安装空间、公差和成本方面带来了直接的优势。

实际上，在轴-轴承衬套组件的轴上存在有第二轴凸出部。第二轴凸出部被类似于第一轴凸出部地设计，并且沿着轴的周向方向被设置在距第一轴凸出部部的轴凸出部距离处。替代地或附加地，第二衬套凸出部部存在于轴承衬套上，该第二衬套凸出部部被类似于第一衬套凸出部部地形成。沿轴承衬套的周向方向，第二衬套凸出部部被布置在距离第一衬套凸出部部的衬套凸出部距离处。有利地，能够分别借助于第二轴凸出部和第二衬套凸出部特别可靠地实现轴的第一旋转位置和第二旋转位置的固定。

在有利的进一步发展中，从垂直于轴向方向的横截面看，第一轴凸出部部和第二轴凸出部部被布置成从轴凸出，并且相对于彼此偏移了旋转角度，所述旋转角度是在周向方向上，在第一轴凸出部和第二轴凸出部彼此间的轴凸出距离处测得的。替代地或附加地，在垂直于轴向方向的横截面中，第一衬套凸出部部和第二衬套凸出部部被布置成从轴承衬套凸出，并且相对于彼此偏移了旋转角度，所述旋转角度是在周向方向上，在第一衬套凸出部和第二衬套凸出部彼此间的衬套凸出距离处测得的。有利地，能够借助于这种轴-轴承衬套组件特别精确地固定第一旋转位置和第二旋转位置。

轴-轴承衬套组件的另一有利的改进方案规定，在轴上设置第一轴凸出部和第二轴凸出部两者。但是在轴承衬套上仅存在有第一衬套凸出部。替代地，在轴承衬套上设置第一衬套凸出部部和第二衬套凸出部部两者，并且仅第一轴凸出部存在于轴上。有利地，由于仅采用三个凸出部来形成旋转止动件，这使得可以特别节省材料地固定轴的第一旋转位置和第二旋转位置。

实际上，从垂直于轴向的横截面看，沿周向方向，第一衬套凸出部被布置在第一轴凸出部和第二轴凸出部之间。替代地，在垂直于轴向的横截面中，沿周向方向，第一轴凸出部被布置在第一衬套凸出部和第二衬套凸出部之间。有利地，这使得旋转止动件的特别节省安装空间的设计成为可能。

在轴-轴承衬套组件的有利的改进方案中，轴承衬套包括轴承部分，该轴承部分在轴向方向上并入止动部分。在此，轴被可旋转地安装在轴承衬套的轴承部分中。在止动部分中，设置有(第一和/或第二)衬套凸出部。这样，能够特别有利地确保轴在轴承衬套中的可旋转安装，其中，同时还能够可靠地固定轴的第一旋转位置和第二旋转位置。

实际上，(第一和/或第二)衬套凸出部可以被布置在轴承衬套的轴向衬套端面上，该轴向衬套端面存在于轴承部分和止动部分之间的过渡部处。(第一和/或第二)衬套凸出部从衬套端面沿着轴向方向凸出。有利地，以这种方式形成的衬套凸出部具有特别有利的负载能力并且具有特别紧凑的设计。

在一种优选的改进方案中，轴承衬套在轴承衬套的周向方向上具有周向止动部分凸缘，该周向止动部分凸缘从衬套端面轴向地凸出。在止动部分凸缘上，(第一和/或第二)衬套凸出部被布置成径向向内凸出。这样的止动部分凸缘对(第一和/或第二)衬套凸出部具有增强和加强作用，这有利地提高了旋转止动件的负载能力。实际上，轴承衬套和轴以及止动部分凸缘相对于彼此是同轴布置的。

实际上，(第一和/或第二)轴凸出部部被设计成肋状。特别地，(第一和/或第二)轴凸出部部在沿轴向方向测量的肋长度上延伸了4至6mm，并且在从轴的外表面开始测量的肋高度上径向延伸了2至4mm。替代地或附加地，(第一和/或第二)衬套凸出部能够被形成为肋状。特别地，(第一和/或第二)衬套凸出部部在沿轴向方向测量的肋长度上延伸了4mm至6mm，并且在径向测量的肋高度上延伸了2mm至8mm。有利地，这使得旋转止动件的设计成为可能，该旋转止动件具有特别高的负载能力并因此特别可靠。因此，轴或衬套凸出部的尺寸取决于有效驱动扭矩、材料选择以及所选材料的机械和热性能。

根据轴-轴承衬套组件的有利的改进方案，(第一和/或第二)轴凸出部限制了存在于轴上的袋状凹部。替代地或附加地，(第一和/或第二)衬套凸出部部限制了存在于轴承衬套上的袋状凹部。可以通过切削(特别是制造方法)来特别精确地制造这种凹部，通过它们能够特别精确地固定第一旋转位置和第二旋转位置。替代地，这种凹部能够有利地通过注射成型方法整体(即材料一致且一体地)形成在壳体结构内，并且在壳体结构上具有足够的精度。

实际上，在轴-轴承衬套组件的轴上设置有固定装置，通过该固定装置，阀可以相对于轴被不可旋转地固定。特别地，阀能够被整体模制在轴上，使得阀和轴以材料一致且一体的方式形成。替代地，齿轮被不可旋转地设置在轴-轴承衬套组件的轴上，该齿轮被用于传递扭矩，该扭矩被用于使阀运动。有利地，由此，相对于轴承衬套(其通过轴-轴承衬套组件固定)的轴的第一旋转位置和第二旋转位置能够特别有利地传递至阀，以固定阀的第一位置和第二位置。

根据另一有利的改进方案，在轴的容纳区域中，轴被容纳在轴承衬套中。在容纳区域中，轴具有轴承表面。轴承衬套同样包括轴承表面，其实际上与轴的轴承表面是互补设计的。特别地，轴承衬套的轴承表面被设置在轴承衬套的轴承部分中。至少一个轴承衬套(即至少轴的轴承表面或轴承衬套的轴承表面)基本上是光滑的或具有用于容纳润滑剂的结构。这可以有利地将轴安装在轴承衬套中，以便特别平滑地旋转。优选地，润滑剂可替代地或附加地被集成在轴承衬套和/或轴的材料中。替代地，轴和/或轴承衬套能够(自身或成对地)由具有良好滑动特性的材料制成，从而不需要额外的润滑剂。

轴承座衬套组件的另一优选改进方案是，(第一和/或第二)轴凸出部部被整体(即材料一致且一体地)模制在轴上。替代地或附加地，(第一和/或第二)衬套凸出部部被整体模制在轴承衬套上。轴承衬套被整体模制在壳体上，使得轴承衬套和壳体以材料一致且一体的方式形成。有利地，这使得轴承衬套或轴能够被一体地实现。这种一体式的轴或这种一体式的轴承衬套能够在初级模制制造方法中被特别具有成本效益地制造，特别是大量地利用规模经济带来成本优势。

除此之外，本发明涉及一种用于空调系统的阀装置，该阀装置包括用于影响流体流的可调阀。除此之外，阀装置包括如上所述的轴-轴承衬套组件。轴-轴承衬套组件将轴承驱动连接至阀装置的驱动装置。上面所示的根据本发明的轴-轴承衬套组件的优点类似地也适用于具有这种轴-轴承衬套组件的阀装置。实际上，借助于驱动装置可以产生0.2至2.5n/m的驱动扭矩。

除此之外，本发明涉及一种用于对车辆内部进行空气调节的空调系统，其实际上是用于对车辆内部进行空气调节的机动车辆的空调系统。空调系统包括上文所述的用于影响流体流的阀装置。该流体流被输送到车辆内部，以通过空调系统进行空气调节。除此之外，该空调系统包括流体通道，能够通过阀装置影响的流体流能够流过该流体通道。上面所示的具有根据本发明的轴-轴承衬套组件的阀装置的优点类似地也适用于具有这种阀装置的空调系统。

本发明的其他重要特征和优点可从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅可以以所述的相应组合使用，还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优选的实施例，并且在下面的说明中对其进行了详细说明，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。

分别示意性地示出，

图1a是在横向于轴向方向的截面中的根据本发明的轴-轴承衬套组件的示例，轴处于第一旋转位置，

图1b是图1a的示例，轴处于第二旋转位置，

图2示例性地示出了在沿轴向方向的截面中的根据本发明的阀装置，该阀装置具有根据本发明的轴-轴承衬套组件，

图3以透视图示例性地示出了根据本发明的用于轴-轴承衬套组件的轴承衬套，

图4以透视图示出了根据本发明的阀装置的示例，该阀装置具有根据本发明的轴-轴承衬套组件，

图5以透视图示出了根据本发明的阀装置的另一示例，该阀装置具有根据本发明的轴-轴承衬套组件。

具体实施方式

在图1a中，示例性地示出了根据本发明的轴-轴承衬套组件1。轴-轴承衬套组件1能够是驱动轴-轴承衬套组件。轴-轴承衬套组件1适于形成用于空调系统的带有阀k的阀装置ka。轴-轴承衬套组件1包括沿轴向方向a延伸的轴2。轴向方向a沿轴承衬套3的或轴2的中心纵向轴线延伸。径向方向r垂直于轴向方向a地远离轴向方向a延伸。周向方向u绕着中心纵向轴线延伸，并因此垂直于轴向方向a和径向方向r延伸。轴2被如此构造，使得其能够被驱动连接至阀k。

轴-轴承衬套组件1包括轴承套3。轴2被相对于轴承衬套3可旋转地容纳在轴承衬套3中。在图1a中，轴2被布置在第一旋转位置p1中，相对于轴承衬套3，轴2可被从该位置旋转至第二旋转位置p2。

在图1b中，示出了图1a的示例，其中，相对于轴承衬套3将轴2布置在第二旋转位置p2中。相对于轴承衬套3，轴2可绕着轴2(其沿轴向方向a延伸)的旋转轴线d在第一旋转位置p1和第二旋转位置p2之间旋转。在轴承衬套3上存在有第一衬套凸出部4、4a，其相对于轴承衬套3是不可旋转的。在轴2上设置有第一轴凸出部5、5a，其相对于轴2是不可旋转的。

从图1a和1b可以看出，第一衬套凸出部4、4a和第一轴凸出部5、5a是彼此匹配的，使得第一衬套凸出部4、4a形成了用于第一轴凸出部5、5a的旋转止动件6。借助于旋转止动件6，轴2的旋转运动被限制在第一旋转位置和第二旋转位置p1、p2之间。因此，相对于轴承衬套3，旋转止动件6固定轴2的第一旋转位置和第二旋转位置p1、p2。在轴承衬套3上能够设置第二衬套凸出部4、4b。能够类似于第一衬套凸出部4、4a地形成第二衬套凸出部4b。能够沿着轴承衬套3的周向方向u将第二衬套凸出部4、4b设置在相对于第一衬套凸出部4、4a的衬套凸出距离8处。

图2示出了根据本发明的阀装置ka的示例，其包括根据本发明的示例性轴-轴承衬套组件1。在图2中示例性地示出的轴-轴承衬套组件1的轴2能够包括第二轴凸出部5、5b。能够类似于第一轴凸出部5a地设计第二轴凸出部5、5b。能够沿着轴2的周向方向u将第二轴凸出部5、5b设置在相对于第一轴凸出部5、5a的轴凸出距离7处。在轴2的容纳区域18(其中轴2被容纳在轴承衬套3中)中，轴2能够包括轴承表面19。同样，轴承衬套3能够包括轴承表面19。轴2和/或阀k和/或轴承衬套3能够由塑料形成。这种塑料能够是热塑性的。这种塑料能够是混合物。这种塑料能够包括填料和/或增强材料。轴2和/或阀k和/或轴承衬套3能够由塑料形成。轴2、阀k和轴承衬套3能够分别由单组分塑料一体地形成。

第一轴凸出部和第二轴凸出部5、5a、5b都能够被设置在轴2上，并且第一衬套凸出部和第二衬套凸出部4、4a、4b都能够被设置在轴承衬套3上。对应于图1a和1b的示例，能够在轴2上设置第一轴凸出部和第二轴凸出部5、5a、5b，对此，可替代地，在轴承衬套3上仅存在有第一衬套凸出部4、4a。可替代地，如图2所示，可以仅在轴2上设置第一轴凸出部5、5a，其中，轴承衬套3包括第一衬套凸出部和第二衬套凸出部4、4a、4b两者。

如在垂直于图1a和1b的轴向方向a的横截面中所示，能够沿着周向方向u将第一轴凸出部5、5a设置在第一衬套凸出部和第二衬套凸出部4、4a、4b之间。替代于此，在垂直于轴向方向a的横截面中，能够沿周向方向u将第一衬套凸出部4、4a设置在第一轴凸出部和第二轴凸出部5、5a、5b之间，但是这种情况没有在图1a和1b中示出。

图3以透视图示例性地示出了根据本发明的用于轴-轴承衬套组件1的轴承衬套3。轴承衬套3能够包括轴承部分9，在轴向方向a上，该轴承部分在过渡部11中并入止动部分10中。轴2能够被可旋转地安装在轴承衬套3的轴承部分9中。能够在止动部分10中设置第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b。轴承衬套3的轴承表面19能够存在于轴承衬套3的轴承部分9中。至少一个轴承表面19(即轴2的轴承表面19和/或轴承衬套3的轴承表面19)能够是基本光滑的或具有用于容纳润滑剂的结构。

如图1a、1b、2和3所示，能够将第一轴凸出部和/或第二轴凸出部5、5a、5b形成为肋状。被形成为肋状的第一轴凸出部和/或第二轴凸出部5、5a、5b中的至少一个能够具有沿轴向方向a测量的4mm至6mm的肋长度l。第一轴凸出部和/或第二轴凸出部5、5a、5b中的至少一个能够具有从轴2的外表面14开始测量的2mm至8mm的肋高度h。替代地或附加地第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b能够被形成为肋状。被形成为肋状的第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b中的至少一个能够具有沿轴向方向测量的4至6mm的肋长度l，以及沿径向方向测量的2mm至8mm的肋高度h。第一轴凸出部和第二轴凸出部5、5a，5b中的至少一个能够被整体(即材料一致且一体地)模制在轴2上。此外或可替代地，第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b中的至少一个能够被整体(即材料一致且一体地)模制在轴承衬套3上。

可选地，衬套凸出部4、4a、4b能够被径向地连接，以提高旋转止动件6的刚度和强度。替代地或附加地，在轴凸出部5、5a、5b之间也能够存在这种径向的连接。

从图2和3中可以明显看出，第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b能够被设置在轴承衬套3的轴向衬套端面12上。轴向衬套端面12能够被设置在位于轴承部分9和止动部分10之间的过渡部11处。第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b能够被布置衬套端面12上，沿着轴向方向a，所述第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部从轴向衬套端面12凸出。轴承衬套3能够包括周向止动部分凸缘13。止动部分凸缘13能够被设计成从衬套端面12轴向地凸出，并且在轴承衬套3的周向方向u上周向地凸出。第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b能够从止动部分凸缘13径向向内凸出。

如图1a、1b以及图3所示，第一衬套凸出部和/或第二衬套凸出部4、4a、4b能够限制存在于轴承衬套3上的袋状凹部15。轴承衬套3的端面12能够在轴向方向上限制袋状凹部15。根据图1a和1b的示例，在第一旋转位置和第二旋转位置p1、p2之间，第一轴凸出部5、5a能够被可旋转地容纳在袋状凹部15中。止动部分凸缘13能够至少部分地或完全地包围轴2的存在有第一轴凸出部和/或第二轴凸出部5、5a，5b的区域。

替代地或附加地，根据图2的示例的第一轴凸出部和/或第二轴凸出部5、5a、5b能够限制存在于轴2上的袋状凹部15。能够类似于上述轴承衬套3的袋状凹部地形成存在于轴2上的袋状凹部15。轴2能够具有10至30mm的外径da。轴2的外径da能够与轴承部分9中存在的轴承衬套3的内径di相匹配。这意味着轴承衬套3的内径di同样能够为10至30mm。在此，轴2的外径da和轴承衬套3的内径di能够彼此匹配，以形成间隙配合。在轴-轴承衬套组件1的轴2上能够设置固定装置16，能够通过该固定装置将阀k相对于轴2不可旋转地固定。在同样在图2中示出的用于空调系统的阀装置ka中，通过紧固装置16将阀装置ka的阀k相对于轴2不可旋转地固定在轴2上。

作为图2示例的替代，根据图4(该图示出了根据本发明的具有根据本发明的轴-轴承衬套组件1的阀装置ka的另一示例)的示例，能够将齿轮17不可旋转地设置在轴2上。借助于该齿轮17，能够传递用于使阀k运动的转矩m。

在图5中，以透视图示出了根据本发明的阀装置ka的另一示例，该阀装置具有根据本发明的轴-轴承衬套组件1的另一示例。因此，轴承衬套3能够被整体模制在壳体21上。这意味着，轴承衬套3能够与壳体21材料一致且一体地形成。壳体21能够被用于引导阀k。壳体21还能够用于支撑轴承衬套组件1的轴承力、止动力以及驱动转矩。

如上所述，图2、4和5示出了根据本发明的用于空调系统的阀装置ka的替代示例。因此，阀装置ka包括可调阀k，通过该可调阀k能够影响流体流。此外，阀装置ka包括根据本发明的轴-轴承衬套组件1，其被用于调节所述阀k，将阀装置ka的驱动装置20驱动连接至阀k。

根据图2的示例，阀k能够被如此形成，以与轴2一起绕旋转轴线d旋转。这意味着阀k能够以围绕旋转轴线d旋转的节流阀的形式形成。

根据图5的替代示例，阀k能够是可调滑阀。在本领域技术人员的理解中，滑阀是调节阀或可调封闭元件，其沿调节方向是可调节的。在此，不能够围绕轴线折叠滑阀。能够沿着调节方向v调节被形成为滑阀的阀k。调节方向v可以遵循线性过程。在被形成为滑阀的阀k上能够存在有齿条装置z，被不可旋转地设置在轴2上的齿轮17能够接合在其中。通过齿轮17在齿条装置z中的接合，由驱动装置20提供的转矩m能够被转换为被形成为滑阀的阀k的沿调节方向v的调节运动。

图2、4和5的阀装置ka能够被用在用于对未示出的车辆内部进行空气调节的空气调节系统中。这种空调系统还包括流体通道，能够被阀装置k影响的流体流能够通过该流体通道流动。在此，能够通过阀装置ka的阀k来影响流体流。