受電磁驅(qū)動的閘閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及閘閥，更具體地說，本申請涉及一種受電磁驅(qū)動的閘閥，這種受電磁驅(qū)動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。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車發(fā)動機中，在進氣歧管內(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驅(qū)動氣動附件，如驅(qū)動動力制動助力器。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，剛性閘門橫穿導(dǎo)管而布置，以停止穿過閥的流體(在這個例示性用途中，該流體是空氣)的流動。在自動的或“受指令的”閥內(nèi)，閘門典型地由電磁致動器致動，并且響應(yīng)施加到電磁線圈上的電流而被打開或關(guān)閉。這些受電磁驅(qū)動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向不受驅(qū)動的‘常開’或‘常閉’位置偏置。由于偏置力必須克服那些阻止閘門運動的摩擦力，以便使閘門返回其通常位置，并且由于電磁機構(gòu)必須既克服這些相同的摩擦力又克服任何偏置力，以便將閘門運動到其主動地驅(qū)動的位置，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與導(dǎo)管的壁之間的某種程度的干涉。因而，增加設(shè)計干涉以得到可靠的、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)勢必既增加那些阻止閘門運動的摩擦力，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有益地允許電磁機構(gòu)的尺寸、重量及動力需要的減小，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]這里公開的是一種受電磁驅(qū)動的閘閥，這種受電磁驅(qū)動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，該銜鐵連接至閥機構(gòu)，閥機構(gòu)包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有連接開口、相對地布置的腔窩以及彈性閘門組件，該彈性閘門組件能夠在連接開口與腔窩之間直線地運動。彈性閘門組件包括第一閘門部件、第二閘門部件以及環(huán)形彈性帶條，該第二閘門部件與第一閘門部件相對，該環(huán)形彈性帶條保持在第一閘門部件和第二閘門部件之間，第一閘門部件和第二閘門部件以機械聯(lián)接的方式與銜鐵相聯(lián)接，用來在連接開口與腔窩之間進行往復(fù)直線運動。在一些實施例中，機械聯(lián)接包括桿柄，該桿柄相對于第一閘門部件和第二閘門部件的連接開口端部至少在與導(dǎo)管的縱向軸線相平行的方向上是可滑動的。在一些實施例中，第一閘門部件和第二閘門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)的各閘門部件之間。
[0005]環(huán)形彈性帶條容許彈性閘門組件在腔窩內(nèi)產(chǎn)生過盈配合，而沒有巨大摩擦力(這些巨大摩擦力可能通過壓縮由單一、較大剛性材料建造的整體閘門而產(chǎn)生)，并且還減小對于狹窄元件公差的需要?？苫瑒訖C械聯(lián)接容許彈性閘門組件由電磁機構(gòu)和機械聯(lián)接在連接開口與腔窩之間直線地移動，該機械聯(lián)接無需與閘門組件精確地對準，從而進一步減小對于閘門組件移動的潛在摩擦阻力。單向閥當(dāng)閘門組件在關(guān)閉位置中時允許高壓力事件對腔室加壓，從而阻止這樣的事件壓縮彈性閘門組件和環(huán)形彈性帶條的趨勢。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/或更簡單的設(shè)計。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，可滑動機械聯(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。
【附圖說明】
[0006]圖1是閥的立體圖，該閥包括致動器殼體和閥機構(gòu)。
[0007]圖2是圖1的閥的橫截面圖，該橫截面圖沿閥機構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線和流動方向取得，其中，閘門在受主動驅(qū)動的敞開位置中。
[0008]圖3是圖1和2的閥的橫截面圖，該橫截面圖沿閥機構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線取得，其中，閘門在未受驅(qū)動的關(guān)閉位置中。
[0009]圖4是閥的類似實施例的橫截面圖，該橫截面圖沿與閥機構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線和流動方向相垂直的平面取得，其中，閘門在主動驅(qū)動的關(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構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線相垂直的平面取得，其中，閘門在未受驅(qū)動的敞開位置中。
[0011]圖6是與基于吸氣器的真空發(fā)生器和動力制動助力器組件有關(guān)的非特定實施例的示意圖。
[0012]圖7-9分別是彈性閘門組件的一個實施例的側(cè)視立體圖、仰視圖以及側(cè)視立體分解圖。
[0013]圖10-11分別是彈性閘門組件的另一個實施例的側(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部件的前視圖、變化方式彈性閘門部件的側(cè)視橫截面以及變化方式彈性閘門部件的俯視立體圖。為此一對鎖閂281在圖12中示出。
[0015]圖15-17是彈性閘門組件的又一個實施例的側(cè)視立體圖、前視圖以及縱向橫截面。
[0016]圖18-19分別是彈性閘門組件的再一個實施例的第一閘門部件和第二閘門部件的立體圖。
[0017]圖20是彈性閘門組件的部分分解圖，該彈性閘門組件包括在圖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部件的組裝之前(22A)和之后(22B)的立體圖。
[0020]圖23是閥的一個實施例的橫截面圖，該橫截面圖沿與閥機構(gòu)的導(dǎo)管的縱向軸線和流動方向相垂直的平面取得，其中，圖20的彈性閘閥在驅(qū)動關(guān)閉位置中。
【具體實施方式】
[0021]如下詳細描述將說明本發(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)的附圖標記指代功能相同或類似的元素。
[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的一個實施例，該閘閥100適于選擇性地控制流體的流動，例如，選擇性地控制從進口流到制動真空助力系統(tǒng)的空氣的流動。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，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，但將認識到，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)人員還將認識到，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]閥機構(gòu)120可以包括導(dǎo)管122，該導(dǎo)管122具有連接開口 124、相對地布置的腔窩126以及彈性閘門組件128，該彈性閘門組件128能夠在連接開口與腔窩之間直線地運動。導(dǎo)管122可以是管，該管沿縱向軸線“A”從兩個端部向連接開口 124連續(xù)地逐漸變細或變窄，由此在連接開口 124和相對地布置的腔窩126處具有其最小內(nèi)徑。導(dǎo)管路徑的計時沙漏形橫截面125減小在橫穿導(dǎo)管122的運動期間作用在彈性閘門組件128的表面上的摩擦力。這個橫截面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沿其整個長度可以具有均勻內(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的實施例中，彈性閘門組件128由桿柄114以機械聯(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離閥機構(gòu)120和連接開口 124拉動，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的相對布置，以將閘閥100從常閉閥改變到常開閥或者反之亦然(依據(jù)彈性閘門組件128的詳細構(gòu)造，如下文中進一步討論的那樣)。在一些構(gòu)造中，桿柄114可以是來自銜鐵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]桿柄的連接開口端部114a可以附加到彈性閘門組件128上，但機械聯(lián)接優(yōu)選地相對于彈性閘門組件至少在與導(dǎo)管的縱向軸線相平行的方向上是可滑動的。在一些構(gòu)造中，機械聯(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與彈性閘門組件128之間在與縱向軸線A相平行的方向上的相對滑動運動。這種可滑動機械