專利名稱：由共用驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動的雙蝶形閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥，該閥例如被設(shè)計成安裝在熱機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)(air intake system)中。
背景技術(shù)：
這樣的進(jìn)氣系統(tǒng)包括冷卻線路和非冷卻線路，這些線路經(jīng)由閥連接到熱 機(jī)進(jìn)氣管。其結(jié)果是引擎相當(dāng)大的重量和空間需求使得其難以安裝在車輛 中，引擎的相對復(fù)雜性使得其維護(hù)困難，并且相當(dāng)多的部件增加了故障的危險。
發(fā)明目的
本發(fā)明的構(gòu)思是用單閥替代這些閥，該單閥包括限定第 一管道和第二管 道的主體，該第一管道和第二管道分別連接到非冷卻線路和冷卻線路并且敞 開到連接至進(jìn)氣管的第三管道。第一管道和第二管道設(shè)置有第一蝶形閥元件 和第二蝶形閥元件，每個蝶形閥元件具有打開位置和閉合位置。第一蝶形閥 元件必須能夠保持在打開位置和閉合位置之間的位置，以允許對其產(chǎn)生的堵 塞進(jìn)行調(diào)整，而第二蝶形閥元件必須能夠運(yùn)動到其打開位置或運(yùn)動到其閉合 位置而不需要中間位置。因此閥具有正常操作狀態(tài)、閉合狀態(tài)和冷卻狀態(tài)， 在正常操作狀態(tài)下，第一蝶形閥元件處于其打開位置和閉合位置之間的位 置，同時第二蝶形閥元件閉合；在閉合狀態(tài)下，第一蝶形閥元件和第二蝶形 閥元件處于閉合位置；并且在冷卻狀態(tài)下，第一蝶形閥元件處于閉合位置且 第二蝶形閥元件處于打開位置。可能的是設(shè)想借助兩個聯(lián)接(coupled)的馬 達(dá)驅(qū)動蝶形閥元件，每個馬達(dá)與蝶形閥元件中的一個相關(guān)聯(lián)。然而，兩個聯(lián) 接的馬達(dá)的使用將使得閥復(fù)雜、笨重且相對昂貴。
本發(fā)明的目的是提供一種控制蝶形閥元件的簡單且經(jīng)濟(jì)的裝置
發(fā)明內(nèi)容
為此目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種閥，該閥包括限定第一和第二管道的 主體，該第一和第二管道敞開到第三管道中且分別設(shè)置有第一蝶形閥元件和 第二蝶形閥元件。第 一蝶形閥元件安裝在連接至驅(qū)動馬達(dá)輸出軸的第 一傳動 齒輪上，以能夠在第一閉合位置和第二閉合位置之間運(yùn)動，該第一閉合位置 和第二閉合位置分別位于第一管道打開位置的兩側(cè)上。第二蝶形閥元件安裝 成在連接至驅(qū)動馬達(dá)的第二傳動齒輪上樞轉(zhuǎn)，并且第二蝶形閥元件通過單向
有效馬區(qū)動(one-way positive drive )元件連接到第二傳動齒輪，以便當(dāng)?shù)谝坏?形閥元件從其打開位置運(yùn)動到其第二閉合位置時，隨后驅(qū)動第二蝶形閥元件 從第二管道的閉合位置到打開位置，該閥包括用于在第一蝶形閥元件運(yùn)動到 其第 一 閉合位置時使第二蝶形閥元件返回到其閉合位置的構(gòu)件。
因此，第 一蝶形閥元件可位于其打開位置和其第 一 閉合位置之間的位 置，而第二蝶形閥元件不離開其閉合位置，在該閉合位置中，該第二蝶形閥 元件由返回構(gòu)件保持。當(dāng)?shù)谝坏伍y元件運(yùn)動到其第二閉合位置時，單向驅(qū) 動元件使得第二蝶形閥元件運(yùn)動到其打開位置。因此驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動第一傳動 齒輪且由此驅(qū)動第一蝶形閥元件，并且驅(qū)動第二傳動齒輪，第二蝶形閥元件 通過驅(qū)動元件(僅沿一個旋轉(zhuǎn)方向)而旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到第二傳動齒輪。
優(yōu)選地，驅(qū)動馬達(dá)是直流馬達(dá)。
該馬達(dá)具有比扭矩馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩更大的扭矩。
根據(jù)第一實施例，第二蝶形閥元件安裝在轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸具有從主體突 出的一個端部且設(shè)置有徑向支承件，以與安裝在第二傳動齒輪上的擋止件相 互作用，且優(yōu)選地，該徑向支承件安裝有平行于轉(zhuǎn)軸的銷，且滑動地容納在 第二傳動齒輪中形成的圓弧形狀的凹槽內(nèi)，并且凹槽的一端形成驅(qū)動擋止
件。因此，該驅(qū)動元件具有簡單的結(jié)構(gòu)。
有利地，第二傳動齒輪通過第一傳動齒輪連接到驅(qū)動馬達(dá)。 第一傳動齒輪形成將驅(qū)動馬達(dá)的輸出軸的運(yùn)動傳遞給第二傳動齒輪的
簡單裝置。
根據(jù)第二實施例，第二蝶形閥元件安裝在轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸具有從主體突 出的一個端部，且設(shè)置有旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至轉(zhuǎn)軸的支承件，并且第二傳動齒輪安 裝成在該轉(zhuǎn)軸端部上自由地旋轉(zhuǎn)，且通過形成返回構(gòu)件的扭力彈簧連接到支 承件，且定位成使支承件返回到第二蝶形閥元件的閉合位置。
因此，單個彈簧可確保兩個擋板返回到閉合位置。通過閱讀下面的對本發(fā)明的特別地非限制性的實施例的描述，將顯現(xiàn)本 發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。


將參考附圖，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的閥的正;f見圖； 圖2是沿圖1的n-n線的截面圖3是沿圖1的III-m線的截面圖，其中，第一蝶形閥元件處于其打開 位置且第二蝶形閥元件處于其閉合位置； 圖4是沿圖3的IV-IV線的截面圖5是局部透視圖，其中，第一蝶形閥元件處于其閉合位置和其打開位 置之間的中間位置，并且第二蝶形閥元件處于其閉合位置；
圖6和7是類似于圖5的視圖，其中，第一蝶形岡元件處于其第二閉合 位置，且第二蝶形閥元件分別處于其閉合位置和打開位置；
圖8至IO是根據(jù)第二實施例的閥的類似于圖5至7的視圖ll是類似于圖8的視圖，其中，第一蝶形閥元件處于打開位置。
具體實施例方式
參考圖1至7,根據(jù)本發(fā)明的閥包括通常用1表示的主體，該主體1限 定敞開到第三管道2中的第一管道3和第二管道4。在圖5至7中，僅部分 地示出了主體1和管道3、 4。
第一管道3與安裝在轉(zhuǎn)軸6上的第一蝶形閥元件5配合，該轉(zhuǎn)軸6安裝 成在主體1上樞轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸6包括從主體1突出的一個端部，該端部旋轉(zhuǎn)聯(lián)接 到第一傳動齒輪7，該第一傳動齒輪7用齒與中間齒輪8嚙合，該中間齒輪 8自身與安裝在馬達(dá)10的輸出軸上的小齒輪9嚙合，該馬達(dá)10安裝在主體 1上。該馬達(dá)10是本身已知的直流馬達(dá)，該馬達(dá)連接到本身已知的且在附圖 中未示出的電源和控制模塊。扭力彈簧11繞轉(zhuǎn)軸6的所述端部螺旋地延伸， 且具有連接到傳動齒輪7的一端和連接到主體1的一端。該彈簧11使得蝶 形閥元件5返回到打開位置(如圖2至4所示)。該傳動齒輪7設(shè)置有凸塊 12、 13,這些凸塊設(shè)計成與安裝在主體1上的擋止件14相互作用。當(dāng)凸塊 12抵靠擋止件14時，蝶形閥元件5處于第一閉合位置(如圖6所示)，并且當(dāng)凸塊13壓靠擋止件14時，蝶形閥元件5處于第二閉合位置(如圖7所示)。 當(dāng)?shù)伍y元件5處于其第一閉合位置和處于其第二閉合位置時，該蝶形閥元 件5大致垂直于管道3，第一閉合位置和第二閉合位置彼此成大約180。。 用29表示的電阻器(resistor)在管道3中延伸，處于蝶形閥元件5的下游， 并且這些電阻器附連到主體1。電阻器29允許流體通過，并且是鋁片或薄電 阻帶的形式，其厚度和形狀被設(shè)置成不妨礙或中斷流體的流動。電阻器29 包括本身已知的且未示出的用于連接到電力供應(yīng)源的裝置。
第二管道4與安裝在轉(zhuǎn)軸16上的第二蝶形閥元件15配合，該轉(zhuǎn)軸安裝 成在主體1上樞轉(zhuǎn)，且具有從主體1突出的一個端部，第二傳動齒輪17安 裝在該端部上以樞轉(zhuǎn)。支承件附連到轉(zhuǎn)軸16的該端部。該支岸"牛限定兩個 臂18、 19，這兩個臂從轉(zhuǎn)軸6的突出端徑向延伸且彼此相對。每個臂18、 19設(shè)置有銷20、21，這些銷容納在傳動齒輪17中形成的圓弧形狀的凹槽22、 23內(nèi)。臂19包括自由端被設(shè)計成與安裝在主體1上的擋止件24抵靠而限定 蝶形閥元件15的閉合位置(如圖2至6所示)。扭力彈簧25繞轉(zhuǎn)軸16的所 述端部螺旋地延伸，且具有連接到銷21的一端和連接到主體1的相對端， 以使得蝶形閥元件15返回到閉合位置。在打開位置中，蝶形閥元件15大致 沿管道4的軸線延伸。
擋止件14、 24附連到支承件，該支承件能夠相對于主體l調(diào)整位置。
因此，這樣制造的閥具有
-正常或第一操作模式，其中，蝶形閥元件15處于閉合位置，并且蝶 形閥元件5的位置能在其打開位置和其第一閉合位置之間(如圖5所示的中 間位置)調(diào)整；
-停止模式，其中，蝶形閥元件15處于其閉合位置，并且蝶形閥元件5 處于其第一閉合位置(圖6);
-第二操作模式，其中，蝶形閥元件15處于其打開位置，并且蝶形閥 元件5處于其第二閉合位置(圖7 )。
在正常操作模式中，馬達(dá)10能夠使蝶形閥元件5運(yùn)動到位于其打開位 置和其第一閉合位置之間的任何位置(參見圖5所示的中間位置)。當(dāng)?shù)?閥元件5處于打開位置(圖3 )時，銷20、 21容納在凹槽22、 23的一端22.1、 23.1中。當(dāng)傳動齒輪7在蝶形閥元件5的打開位置和其第一閉合位置之間樞 轉(zhuǎn)時，傳動齒輪7驅(qū)動傳動齒輪17 (圖3中的旋轉(zhuǎn)方向40)，使得這些銷在凹槽22、 23的另一端22.2、 23.2的方向上沿凹槽22、 23滑動。因此，蝶形 閥元件15通過彈簧按壓臂18的突出部分抵靠擋止件24而不動地保持在其 閉合位置。
當(dāng)?shù)伍y元件5處于其第一閉合位置時，銷20、 21容納在凹槽22、 23 的端部22.2、 23.2中，并且蝶形閥元件15處于其閉合位置，使得該閥處于 其停止模式(圖6 )。
當(dāng)?shù)伍y元件5從其第一閉合位置返回到其打開位置時，該傳動齒輪7 驅(qū)動傳動齒輪17,并且這些銷從凹槽22、 23的端部22.2、 23.2行進(jìn)到端部 22.1、 23.1，而不使蝶形閥元件15運(yùn)動。
當(dāng)傳動齒輪7運(yùn)動以使得蝶形閥元件5處于其第二閉合位置時，傳動齒 輪7導(dǎo)致傳動齒輪17沿圖3中的方向30旋轉(zhuǎn)。因為銷19、 20抵靠凹槽22、 23的端部22.1、 23.1,因此傳動齒輪17的樞轉(zhuǎn)將導(dǎo)致支承件的樞轉(zhuǎn)，并且 由此導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸16和蝶形閥元件15的樞轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)伍y元件5到達(dá)其第二閉合 位置時，蝶形閥元件15處于其打開位置。該閥處于其第二操作模式(圖7)。
當(dāng)?shù)伍y元件5從其第二閉合位置返回到其打開位置時(再次借助彈簧 11的作用)，傳動齒輪17通過傳動齒輪7沿相反方向(方向40)被驅(qū)動， 并且彈簧25對銷21施加力，以使得蝶形閥元件15返回到其關(guān)閉位置。
因此，銷20、 21和凹槽22、 23形成用于蝶形閥元件15的單向(方向 30)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動機(jī)構(gòu)在蝶形閥元件5從其打開位置被驅(qū)動到其第二閉 合位置時是有效的(positive)(或活動的(active ))。
應(yīng)注意到，蝶形閥元件5、 15的轉(zhuǎn)軸6、 16安裝在第三管道2附近，并
且
-在打開位置中，蝶形閥元件5、 15具有突出到管道2中的部分，優(yōu)選 地一直到管道2的軸線，以引導(dǎo)氣體且形成導(dǎo)流器(deflector);
-在閉合位置中，蝶形閥元件5、 15在管道2的壁的附近，并且優(yōu)選地 大致與管道2平齊且平行于管道2的壁，以限制氣體回流區(qū)域和流動的其它 擾動的形成，從而減少壓力損失。
在參考圖8至11的第二實施例的描述中，與第一實施例中的元件相同 或相似的元件具有相同的參考標(biāo)號。
參考圖8至11，根據(jù)第二實施例的閥與第一實施例中的閥大致相同，除
了-彈簧ll,在第二實施例中沒有該彈簧ll;
-用于將蝶形閥元件15的轉(zhuǎn)軸16連接到傳動齒輪17的裝置。
在該第二實施例中，支承件50附連到轉(zhuǎn)軸16的端部，傳動齒輪17安 裝在該端部上以樞轉(zhuǎn)。支承件50包括臂51被設(shè)計成與安裝在主體1上的擋 止件24抵靠而限定蝶形閥元件15的閉合位置(圖8和9)。傳動齒輪17包 括靠在臂51上的部分。
扭力彈簧25繞轉(zhuǎn)軸16的所述端部螺旋地延伸，且具有連接到支承件50 的一端和連接到傳動齒輪17的相對端，以按壓臂51抵靠傳動齒輪17,且使 臂51返回到擋止件24。
當(dāng)傳動齒輪7運(yùn)動以將蝶形閥元件5從其打開位置引入到其第二閉合位 置，并且相應(yīng)地驅(qū)動傳動齒輪17時，傳動齒輪17抵靠支承件56的臂51。 于是傳動齒輪17借助支承件50使得擋板(flap ) 15從其閉合位置運(yùn)動到其 打開位置(圖10 )。當(dāng)傳動齒輪7沿相反的方向樞轉(zhuǎn)以使得蝶形閥元件5返 回到其打開位置時，使得傳動齒輪17抵靠臂51 ，并且扭力彈簧25使支承件 50移回抵靠擋止件24 (圖11)。
在蝶形閥元件5的打開位置中，臂51抵靠擋止件24,并且傳動齒輪15 抵靠該臂51。
當(dāng)傳動齒輪7運(yùn)動以將蝶形閥元件5從其打開位置引入到其第 一 閉合位 置(圖8)時，傳動齒輪17抵抗扭力彈簧25施加的力遠(yuǎn)離臂51運(yùn)動。支承 件50保持抵靠擋止件24，使得蝶形閥元件16保持處于閉合位置。當(dāng)凸塊 12抵靠承接件(abutment) 14 (圖9)時，蝶形閥元件5處于其第一閉合位 置。當(dāng)傳動齒輪7沿相反方向運(yùn)動時，蝶形閥元件5被引入到打開位置(圖 11)。應(yīng)注意到，如果馬達(dá)10的電力供應(yīng)^^皮斷開，那么扭力彈簧25將傾向 于按壓臂51抵靠擋止件24，且使得傳動齒輪17樞轉(zhuǎn)，以使傳動齒輪17緊 靠在臂51上，使得蝶形閥元件5處于打開位置，并且蝶形閥元件16處于閉 合位置(圖11)。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于所述的實施例，并且還可能得到不脫離權(quán)利要求限 定的本發(fā)明內(nèi)容的變型。
特別地，閥可具有不同于所述結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，特別關(guān)于管道的配置、蝶形 閥元件的幾何結(jié)構(gòu)、第二傳動齒輪的驅(qū)動等。傳動齒輪可借助帶而被驅(qū)動。 馬達(dá)可與第一傳動齒輪和與第二傳動齒輪配合，于是第一傳動齒輪不再被用作馬達(dá)和第二傳動齒輪之間的鏈接。主體可由一個或多個部分組成。 第二蝶形閥元件的返回構(gòu)件可以是機(jī)械或電的馬達(dá)構(gòu)件。 單向驅(qū)動構(gòu)件可具有不同于所述結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，并且例如可包括僅僅一個
銷和一個凹槽。 一個銷還可安裝在傳動齒輪17上以靠在臂19上。
不用說該配置可應(yīng)用于任何類型的三通閥(three-way valve ),例如具有
一個入口和兩個出口的三通閥，并且兩個蝶形閥元件通過一個或兩個馬達(dá)控
制，根據(jù)該配置，蝶形閥元件5、 15的至少一個具有在打開位置時突出到第
三管道2中的部分，并且蝶形閥元件5、 15的至少一個在閉合位置時大致在
第三管道2附件或甚至與該第三管道2齊平而延伸。
類似地，電阻器29可用于任何類型的三通閥，特別是具有一個入口和
兩個出口的三通閥。加熱裝置還可設(shè)置在任一個管道中，并且可具有不同于
所述結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
此外，彈簧的返回方向和蝶形閥元件的返回位置可與所述的不同。 該閥可具有許多應(yīng)用，特別是應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，且更特別地但非排它地
應(yīng)用于熱機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種閥，該閥包括限定第一管道(3)和第二管道(4)的主體(1)，所述第一管道和第二管道敞開到第三管道(2)中且分別設(shè)置有第一蝶形閥元件(5)和第二蝶形閥元件(15)，其特征在于，所述第一蝶形閥元件安裝在連接至驅(qū)動馬達(dá)(10)輸出軸(9)的第一傳動齒輪(7)上，以能夠在第一閉合位置和第二閉合位置之間運(yùn)動，該第一閉合位置和第二閉合位置分別位于所述第一管道的打開位置的兩側(cè)上；并且，所述第二蝶形閥元件安裝成在連接至所述驅(qū)動馬達(dá)的第二傳動齒輪(17)上樞轉(zhuǎn)，并且所述第二蝶形閥元件通過單向有效驅(qū)動元件(18，19，20，21，22，23)連接到所述第二傳動齒輪，以便當(dāng)所述第一蝶形閥元件從其打開位置運(yùn)動到其第二閉合位置時，隨后將所述第二蝶形閥元件從所述第二管道的閉合位置驅(qū)動到打開位置，所述閥包括用于在所述第一蝶形閥元件運(yùn)動到其第一閉合位置時使所述第二蝶形閥元件返回到其閉合位置的構(gòu)件(25)。
2、 如權(quán)利要求l所述的閥，其中，所述驅(qū)動馬達(dá)(10)是直流馬達(dá)。
3、 如權(quán)利要求1所述的閥，其中，所述第二蝶形閥元件(15)安裝在 轉(zhuǎn)軸(16)上，所述轉(zhuǎn)軸具有從所述主體(1)突出的一個端部且設(shè)置有徑 向支承件(18， 19),以與安裝在所述第二傳動齒輪(17)上的擋止件(22.1， 23.1 )相互作用。
4、 如權(quán)利要求3所述的閥，其中，所述徑向支承件(18， 19)安裝有 平行于所述轉(zhuǎn)軸的銷(20, 21)，且所述銷滑動地容納在所述第二傳動齒輪 中形成的圓弧形狀的凹槽(22, 23)內(nèi)，并且所述凹槽的一端(22.1, 23.1 ) 形成驅(qū)動擋止件。
5、 如權(quán)利要求1所述的閥，其中，所述第二傳動齒輪(17)通過所述 第一傳動齒輪(17)連接到所述驅(qū)動馬達(dá)(10)。
6、 如權(quán)利要求1所述的閥，其中，所述返回構(gòu)件是安裝在所述第二蝶 形閥元件(15)和所述主體(1)之間的扭力彈簧(25)。
7、 如權(quán)利要求1所述的閥，其中，所述第二蝶形閥元件(15)安裝在 所述轉(zhuǎn)軸(16)上，該轉(zhuǎn)軸具有從所述主體(1)突出的一個端部并設(shè)置有 旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)軸(16)的支承件(50)，并且所述第二傳動齒輪(17) 安裝成在所述轉(zhuǎn)軸端部上自由地旋轉(zhuǎn)并通過扭力彈簧(25 )連接到所述支承件，所述扭力彈簧形成所述返回構(gòu)件，且定位成使所述支承件(50)返回到 所述第二蝶形閥元件(15)的閉合位置。
8、 如權(quán)利要求l所述的閥，其中，所述蝶形閥元件(5, 15)的至少一 個具有在打開位置時突出到所述第三管道(2)中的部分。
9、 如權(quán)利要求l所述的閥，其中，所述蝶形閥元件(5， 15)的至少一 個在閉合位置時大致與所述第三管道(2)平齊地延伸。
10、 如權(quán)利要求8和9所述的閥，其中，所述蝶形閥元件在所述第三管 道(2)的附近具有樞轉(zhuǎn)軸(6， 16)。
11、 如權(quán)利要求1所述的闊，其中，所述第一管道(3)和所述第二管 道(4)中的任意一個或兩個結(jié)合有加熱裝置(29)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閥，該閥包括進(jìn)氣管道(2)的主體(1)，該進(jìn)氣管道具有進(jìn)入第一和第二排氣管道(3，4)的出口，該第一和第二排氣管道分別具有第一蝶形閥(5)和第二蝶形閥(15)，該第一蝶形閥與鏈接到驅(qū)動馬達(dá)(10)的第一齒輪(7)連接，以能夠在打開位置的兩側(cè)上的兩個閉合位置中運(yùn)動，該第一齒輪鏈接到第二齒輪(17)，當(dāng)?shù)谝坏伍y從其打開位置運(yùn)動到其閉合位置中的一個時，第二蝶形閥通過有效的單向驅(qū)動裝置(18，19，20，21，22，23)鏈接到該第二齒輪，以此方式使得第二蝶形閥從閉合位置運(yùn)動到打開位置。為實現(xiàn)此效果，該閥具有彈簧機(jī)構(gòu)(25)，以在第一蝶形閥運(yùn)動到其另一個閉合位置時，使第二蝶形閥返回到其閉合位置。
文檔編號F16K11/052GK101432514SQ200780015035
公開日2009年5月13日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月26日
發(fā)明者勞倫特·艾伯特, 吉勞姆·達(dá)沃爾特, 塞繆爾·勒魯 申請人:法雷奧電機(jī)控制系統(tǒng)公司