受電磁驅(qū)動(dòng)的閘閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及閘閥，更具體地說(shuō)，本申請(qǐng)涉及一種受電磁驅(qū)動(dòng)的閘閥，這種受電磁驅(qū)動(dòng)的閘閥適于用減小的電磁操作力，控制空氣或其它流體的流動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，在進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生的或由真空發(fā)生器(例如，真空栗或吸氣器)產(chǎn)生的真空例行地用來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)附件，如驅(qū)動(dòng)動(dòng)力制動(dòng)助力器。發(fā)生器和/或附件的通/斷操作由閘閥頻繁地控制，在該閘閥中，剛性閘門(mén)橫穿導(dǎo)管而布置，以停止穿過(guò)閥的流體(在這個(gè)例示性用途中，該流體是空氣)的流動(dòng)。在自動(dòng)的或“受指令的”閥內(nèi)，閘門(mén)典型地由電磁致動(dòng)器致動(dòng)，并且響應(yīng)施加到電磁線圈上的電流而被打開(kāi)或關(guān)閉。這些受電磁驅(qū)動(dòng)的閘閥還常常包括螺旋彈簧、隔膜、或其它偏置元件，該螺旋彈簧、隔膜或其它偏置元件將閘門(mén)向不受驅(qū)動(dòng)的‘常開(kāi)’或‘常閉’位置偏置。由于偏置力必須克服那些阻止閘門(mén)運(yùn)動(dòng)的摩擦力，以便使閘門(mén)返回其通常位置，并且由于電磁機(jī)構(gòu)必須既克服這些相同的摩擦力又克服任何偏置力，以便將閘門(mén)運(yùn)動(dòng)到其主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的位置，所以摩擦力常常決定所需的電磁操作力的大部分。
[0003]良好密封典型地要求在閘門(mén)與導(dǎo)管的壁之間的某種程度的干涉。因而，增加設(shè)計(jì)干涉以得到可靠的、高質(zhì)量的密封(特別是當(dāng)考慮在合理公差內(nèi)的元件變化時(shí))勢(shì)必既增加那些阻止閘門(mén)運(yùn)動(dòng)的摩擦力，又增加所需的電磁操作力。然而，如果能夠用較低的摩擦阻力保持密封可靠性和質(zhì)量，則電磁操作力的減小會(huì)有益地允許電磁機(jī)構(gòu)的尺寸、重量及動(dòng)力需要的減小，并因而能夠從整體上允許閘閥的尺寸、重量以及散熱量的減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]這里公開(kāi)的是一種受電磁驅(qū)動(dòng)的閘閥，這種受電磁驅(qū)動(dòng)的閘閥以減小的操作力要求而提供可靠的、高質(zhì)量的密封。閥包括電磁線圈和銜鐵，該銜鐵連接至閥機(jī)構(gòu)，閥機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有連接開(kāi)口、相對(duì)地布置的腔窩以及彈性閘門(mén)組件，該彈性閘門(mén)組件能夠在連接開(kāi)口與腔窩之間直線地運(yùn)動(dòng)。彈性閘門(mén)組件包括第一閘門(mén)部件、第二閘門(mén)部件以及環(huán)形彈性帶條，該第二閘門(mén)部件與第一閘門(mén)部件相對(duì)，該環(huán)形彈性帶條保持在第一閘門(mén)部件和第二閘門(mén)部件之間，第一閘門(mén)部件和第二閘門(mén)部件以機(jī)械聯(lián)接的方式與銜鐵相聯(lián)接，用來(lái)在連接開(kāi)口與腔窩之間進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，機(jī)械聯(lián)接包括桿柄，該桿柄相對(duì)于第一閘門(mén)部件和第二閘門(mén)部件的連接開(kāi)口端部至少在與導(dǎo)管的縱向軸線相平行的方向上是可滑動(dòng)的。在一些實(shí)施例中，第一閘門(mén)部件和第二閘門(mén)部件之一包括單向閥部件，該單向閥部件與腔室選擇性地流體連通，該腔室限定在環(huán)形彈性帶條的周界內(nèi)的各閘門(mén)部件之間。
[0005]環(huán)形彈性帶條容許彈性閘門(mén)組件在腔窩內(nèi)產(chǎn)生過(guò)盈配合，而沒(méi)有巨大摩擦力(這些巨大摩擦力可能通過(guò)壓縮由單一、較大剛性材料建造的整體閘門(mén)而產(chǎn)生)，并且還減小對(duì)于狹窄元件公差的需要?？苫瑒?dòng)機(jī)械聯(lián)接容許彈性閘門(mén)組件由電磁機(jī)構(gòu)和機(jī)械聯(lián)接在連接開(kāi)口與腔窩之間直線地移動(dòng)，該機(jī)械聯(lián)接無(wú)需與閘門(mén)組件精確地對(duì)準(zhǔn)，從而進(jìn)一步減小對(duì)于閘門(mén)組件移動(dòng)的潛在摩擦阻力。單向閥當(dāng)閘門(mén)組件在關(guān)閉位置中時(shí)允許高壓力事件對(duì)腔室加壓，從而阻止這樣的事件壓縮彈性閘門(mén)組件和環(huán)形彈性帶條的趨勢(shì)。單向閥還容許環(huán)形彈性帶條具有比否則可能要求的更低的彈簧剛度和/或更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可滑動(dòng)機(jī)械聯(lián)接和單向閥特征是本發(fā)明的有益而潛在的選擇性部分。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是閥的立體圖，該閥包括致動(dòng)器殼體和閥機(jī)構(gòu)。
[0007]圖2是圖1的閥的橫截面圖，該橫截面圖沿閥機(jī)構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線和流動(dòng)方向取得，其中，閘門(mén)在受主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的敞開(kāi)位置中。
[0008]圖3是圖1和2的閥的橫截面圖，該橫截面圖沿閥機(jī)構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線取得，其中，閘門(mén)在未受驅(qū)動(dòng)的關(guān)閉位置中。
[0009]圖4是閥的類(lèi)似實(shí)施例的橫截面圖，該橫截面圖沿與閥機(jī)構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線和流動(dòng)方向相垂直的平面取得，其中，閘門(mén)在主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的關(guān)閉位置中。
[0010]圖5是圖4的閥的橫截面圖，該橫截面圖沿與閥機(jī)構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線相垂直的平面取得，其中，閘門(mén)在未受驅(qū)動(dòng)的敞開(kāi)位置中。
[0011]圖6是與基于吸氣器的真空發(fā)生器和動(dòng)力制動(dòng)助力器組件有關(guān)的非特定實(shí)施例的示意圖。
[0012]圖7-9分別是彈性閘門(mén)組件的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視立體圖、仰視圖以及側(cè)視立體分解圖。
[0013]圖10-11分別是彈性閘門(mén)組件的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視立體圖和側(cè)視立體分解圖。
[0014]圖12-14是一種變化方式彈性閘門(mén)部件的前視圖、變化方式彈性閘門(mén)部件的側(cè)視橫截面以及變化方式彈性閘門(mén)部件的俯視立體圖。為此一對(duì)鎖閂281在圖12中示出。
[0015]圖15-17是彈性閘門(mén)組件的又一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視立體圖、前視圖以及縱向橫截面。
[0016]圖18-19分別是彈性閘門(mén)組件的再一個(gè)實(shí)施例的第一閘門(mén)部件和第二閘門(mén)部件的立體圖。
[0017]圖20是彈性閘門(mén)組件的部分分解圖，該彈性閘門(mén)組件包括在圖18-19中所示的部件。
[0018]圖21是圖20的彈性閘門(mén)組件的一種例示性單向閥部件的立體圖。
[0019]圖22A和22B是圖21的單向閥部件在單向閥部件和閘門(mén)部件的組裝之前(22A)和之后(22B)的立體圖。
[0020]圖23是閥的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖，該橫截面圖沿與閥機(jī)構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線和流動(dòng)方向相垂直的平面取得，其中，圖20的彈性閘閥在驅(qū)動(dòng)關(guān)閉位置中。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如下詳細(xì)描述將說(shuō)明本發(fā)明的一般原理，本發(fā)明的例子在附圖中另外示出。在圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記指代功能相同或類(lèi)似的元素。
[0022]本文使用的“流體”指任何流體、懸浮液、膠體、氣體、等離子體、或它們的組合。
[0023]圖1-3示出閘閥100的一個(gè)實(shí)施例，該閘閥100適于選擇性地控制流體的流動(dòng)，例如，選擇性地控制從進(jìn)口流到制動(dòng)真空助力系統(tǒng)的空氣的流動(dòng)。閘閥100可以具有殼體102，該殼體102包括電磁線圈104和銜鐵106，該銜鐵106能夠連接到閥機(jī)構(gòu)120上。銜鐵106包括插入端部106a和鄰接本體部分107，該插入端部106a容納在電磁線圈104內(nèi)，該鄰接本體部分107在電流施加到線圈時(shí)更充分地容納在電磁線圈內(nèi)。在一種構(gòu)造中，插入端部106a和本體部分107可以是圓筒，這些圓筒由磁性或順磁性材料制造，例如由含鐵合金或含鐵氧體的復(fù)合材料制造。在另一種構(gòu)造中，插入端部106a和本體部分107可以是圓筒，這些圓筒具有內(nèi)部凹口 108，該內(nèi)部凹口 108從插入端部106a在本體部分107的方向上逐漸變細(xì)，以便保證拉入力的逐漸增大。圓錐可以構(gòu)造成使得拉入力大于由偏置元件110產(chǎn)生的相反指向的偏置力。如圖2所示，偏置元件110可以是螺旋彈簧112，該螺旋彈簧112圍繞銜鐵106的本體部分107，并且既鄰接電磁線圈104又鄰接非插入端部106b，但將認(rèn)識(shí)到，偏置元件可以是:隔膜或板簧，與非插入端部鄰接或聯(lián)接到其上；片簧，與非插入端部鄰接或聯(lián)接到其上；等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，螺線管可以代之以是雙穩(wěn)態(tài)螺線管，該雙穩(wěn)態(tài)螺線管包括其它偏置兀件。
[0024]閥機(jī)構(gòu)120可以包括導(dǎo)管122，該導(dǎo)管122具有連接開(kāi)口 124、相對(duì)地布置的腔窩126以及彈性閘門(mén)組件128，該彈性閘門(mén)組件128能夠在連接開(kāi)口與腔窩之間直線地運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)管122可以是管，該管沿縱向軸線“A”從兩個(gè)端部向連接開(kāi)口 124連續(xù)地逐漸變細(xì)或變窄，由此在連接開(kāi)口 124和相對(duì)地布置的腔窩126處具有其最小內(nèi)徑。導(dǎo)管路徑的計(jì)時(shí)沙漏形橫截面125減小在橫穿導(dǎo)管122的運(yùn)動(dòng)期間作用在彈性閘門(mén)組件128的表面上的摩擦力。這個(gè)橫截面125還使橫跨閘閥100的壓力降最小化。在另一些構(gòu)造中，導(dǎo)管122沿其整個(gè)長(zhǎng)度可以具有均勻內(nèi)徑。在所示的構(gòu)造中，與縱向軸線“A”垂直的橫截面是圓形的，但在一些變化方式中，橫截面127可以是橢圓形的(具有均勻或逐漸變小的橫向和共軛直徑)、多邊形的(具有均勻或逐漸變小的特征寬度)、等等。
[0025]在圖1-3的實(shí)施例中，彈性閘門(mén)組件128由桿柄114以機(jī)械聯(lián)接的方式與銜鐵106相聯(lián)接，該桿柄114從內(nèi)部凹口 108內(nèi)伸出。在一些可選擇實(shí)施例中，依據(jù)電磁線圈104和銜鐵106構(gòu)造成將桿柄朝向還是遠(yuǎn)離閥機(jī)構(gòu)120和連接開(kāi)口 124拉動(dòng)，桿柄114可以從銜鐵106的插入端部106a或從銜鐵106的非插入端部伸出。如在圖4_5的實(shí)施例中所示的那樣，可以改變電磁線圈104、銜鐵106、偏置元件110以及桿柄114的相對(duì)布置，以將閘閥100從常閉閥改變到常開(kāi)閥或者反之亦然(依據(jù)彈性閘門(mén)組件128的詳細(xì)構(gòu)造，如下文中進(jìn)一步討論的那樣)。在一些構(gòu)造中，桿柄114可以是來(lái)自銜鐵106的一體化突起，但在另一些構(gòu)造中，桿柄可以是附加突起，該附加突起由另一種(優(yōu)選為非磁性的)材料制造。
[0026]桿柄的連接開(kāi)口端部114a可以附加到彈性閘門(mén)組件128上，但機(jī)械聯(lián)接優(yōu)選地相對(duì)于彈性閘門(mén)組件至少在與導(dǎo)管的縱向軸線相平行的方向上是可滑動(dòng)的。在一些構(gòu)造中，機(jī)械聯(lián)接包括導(dǎo)軌系統(tǒng)160，該導(dǎo)軌系統(tǒng)160容許在桿柄114與彈性閘門(mén)組件128之間在與縱向軸線A相平行的方向上的相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。這種可滑動(dòng)機(jī)械