由共用驅動馬達驅動的雙蝶形閥的製作方法

2023-05-18 00:50:16 2

專利名稱：由共用驅動馬達驅動的雙蝶形閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥，該閥例如被設計成安裝在熱機進氣系統(air intake system)中。
背景技術：
這樣的進氣系統包括冷卻線路和非冷卻線路，這些線路經由閥連接到熱 機進氣管。其結果是引擎相當大的重量和空間需求使得其難以安裝在車輛 中，引擎的相對複雜性使得其維護困難，並且相當多的部件增加了故障的危險。
發明目的
本發明的構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並且敞 開到連接至進氣管的第三管道。第一管道和第二管道設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，以允許對其產生的堵 塞進行調整，而第二蝶形閥元件必須能夠運動到其打開位置或運動到其閉合 位置而不需要中間位置。因此閥具有正常操作狀態、閉合狀態和冷卻狀態， 在正常操作狀態下，第一蝶形閥元件處於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；在閉合狀態下，第一蝶形閥元件和第二蝶形 閥元件處於閉合位置；並且在冷卻狀態下，第一蝶形閥元件處於閉合位置且 第二蝶形閥元件處於打開位置。可能的是設想藉助兩個聯接(coupled)的馬 達驅動蝶形閥元件，每個馬達與蝶形閥元件中的一個相關聯。然而，兩個聯 接的馬達的使用將使得閥複雜、笨重且相對昂貴。
本發明的目的是提供一種控制蝶形閥元件的簡單且經濟的裝置
發明內容
為此目的，根據本發明提供了一種閥，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動馬達輸出軸的第 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動，該第一閉合位置 和第二閉合位置分別位於第一管道打開位置的兩側上。第二蝶形閥元件安裝 成在連接至驅動馬達的第二傳動齒輪上樞轉，並且第二蝶形閥元件通過單向
有效馬區動(one-way positive drive )元件連接到第二傳動齒輪，以便當第一蝶 形閥元件從其打開位置運動到其第二閉合位置時，隨後驅動第二蝶形閥元件 從第二管道的閉合位置到打開位置，該閥包括用於在第一蝶形閥元件運動到 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件。
因此，第 一蝶形閥元件可位於其打開位置和其第 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 元件由返回構件保持。當第一蝶形閥元件運動到其第二閉合位置時，單向驅 動元件使得第二蝶形閥元件運動到其打開位置。因此驅動馬達驅動第一傳動 齒輪且由此驅動第一蝶形閥元件，並且驅動第二傳動齒輪，第二蝶形閥元件 通過驅動元件(僅沿一個旋轉方向)而旋轉聯接到第二傳動齒輪。
優選地，驅動馬達是直流馬達。
該馬達具有比扭矩馬達產生的扭矩更大的扭矩。
根據第一實施例，第二蝶形閥元件安裝在轉軸上，該轉軸具有從主體突 出的一個端部且設置有徑向支承件，以與安裝在第二傳動齒輪上的擋止件相 互作用，且優選地，該徑向支承件安裝有平行於轉軸的銷，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，並且凹槽的一端形成驅動擋止
件。因此，該驅動元件具有簡單的結構。
有利地，第二傳動齒輪通過第一傳動齒輪連接到驅動馬達。 第一傳動齒輪形成將驅動馬達的輸出軸的運動傳遞給第二傳動齒輪的
簡單裝置。
根據第二實施例，第二蝶形閥元件安裝在轉軸上，該轉軸具有從主體突 出的一個端部，且設置有旋轉地聯接至轉軸的支承件，並且第二傳動齒輪安 裝成在該轉軸端部上自由地旋轉，且通過形成返回構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明的特別地非限制性的實施例的描述，將顯現本 發明的其它特徵和優點。


將參考附圖，其中
圖1是根據本發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，第一蝶形閥元件處於其打開 位置且第二蝶形閥元件處於其閉合位置； 圖4是沿圖3的IV-IV線的截面圖5是局部透視圖，其中，第一蝶形閥元件處於其閉合位置和其打開位 置之間的中間位置，並且第二蝶形閥元件處於其閉合位置；
圖6和7是類似於圖5的視圖，其中，第一蝶形岡元件處於其第二閉合 位置，且第二蝶形閥元件分別處於其閉合位置和打開位置；
圖8至IO是根據第二實施例的閥的類似於圖5至7的視圖ll是類似於圖8的視圖，其中，第一蝶形閥元件處於打開位置。
具體實施例方式
參考圖1至7,根據本發明的閥包括通常用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與安裝在轉軸6上的第一蝶形閥元件5配合，該轉軸6安裝 成在主體1上樞轉。轉軸6包括從主體1突出的一個端部，該端部旋轉聯接 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10的輸出軸上的小齒輪9嚙合，該馬達10安裝在主體 1上。該馬達10是本身已知的直流馬達，該馬達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設置有凸塊 12、 13,這些凸塊設計成與安裝在主體1上的擋止件14相互作用。當凸塊 12抵靠擋止件14時，蝶形閥元件5處於第一閉合位置(如圖6所示)，並且當凸塊13壓靠擋止件14時，蝶形閥元件5處於第二閉合位置(如圖7所示)。 當蝶形閥元件5處於其第一閉合位置和處於其第二閉合位置時，該蝶形閥元 件5大致垂直於管道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，處於蝶形閥元件5的下遊， 並且這些電阻器附連到主體1。電阻器29允許流體通過，並且是鋁片或薄電 阻帶的形式，其厚度和形狀被設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於連接到電力供應源的裝置。
第二管道4與安裝在轉軸16上的第二蝶形閥元件15配合，該轉軸安裝 成在主體1上樞轉，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。支承件附連到轉軸16的該端部。該支岸"牛限定兩個 臂18、 19，這兩個臂從轉軸6的突出端徑向延伸且彼此相對。每個臂18、 19設置有銷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。臂19包括自由端被設計成與安裝在主體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，該支承件能夠相對於主體l調整位置。
因此，這樣製造的閥具有
-正常或第一操作模式，其中，蝶形閥元件15處於閉合位置，並且蝶 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)調整；
-停止模式，其中，蝶形閥元件15處於其閉合位置，並且蝶形閥元件5 處於其第一閉合位置(圖6);
-第二操作模式，其中，蝶形閥元件15處於其打開位置，並且蝶形閥 元件5處於其第二閉合位置(圖7 )。
在正常操作模式中，馬達10能夠使蝶形閥元件5運動到位於其打開位 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)。當蝶形 閥元件5處於打開位置(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 轉時，傳動齒輪7驅動傳動齒輪17 (圖3中的旋轉方向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。
當蝶形閥元件5處於其第一閉合位置時，銷20、 21容納在凹槽22、 23 的端部22.2、 23.2中，並且蝶形閥元件15處於其閉合位置，使得該閥處於 其停止模式(圖6 )。
當蝶形閥元件5從其第一閉合位置返回到其打開位置時，該傳動齒輪7 驅動傳動齒輪17,並且這些銷從凹槽22、 23的端部22.2、 23.2行進到端部 22.1、 23.1，而不使蝶形閥元件15運動。
當傳動齒輪7運動以使得蝶形閥元件5處於其第二閉合位置時，傳動齒 輪7導致傳動齒輪17沿圖3中的方向30旋轉。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的樞轉將導致支承件的樞轉，並且 由此導致轉軸16和蝶形閥元件15的樞轉。當蝶形閥元件5到達其第二閉合 位置時，蝶形閥元件15處於其打開位置。該閥處於其第二操作模式(圖7)。
當蝶形閥元件5從其第二閉合位置返回到其打開位置時(再次藉助彈簧 11的作用)，傳動齒輪17通過傳動齒輪7沿相反方向(方向40)被驅動， 並且彈簧25對銷21施加力，以使得蝶形閥元件15返回到其關閉位置。
因此，銷20、 21和凹槽22、 23形成用於蝶形閥元件15的單向(方向 30)驅動機構，該驅動機構在蝶形閥元件5從其打開位置被驅動到其第二閉 合位置時是有效的(positive)(或活動的(active ))。
應注意到，蝶形閥元件5、 15的轉軸6、 16安裝在第三管道2附近，並
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，優選 地一直到管道2的軸線，以引導氣體且形成導流器(deflector);
-在閉合位置中，蝶形閥元件5、 15在管道2的壁的附近，並且優選地 大致與管道2平齊且平行於管道2的壁，以限制氣體回流區域和流動的其它 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號。
參考圖8至11，根據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;
-用於將蝶形閥元件15的轉軸16連接到傳動齒輪17的裝置。
在該第二實施例中，支承件50附連到轉軸16的端部，傳動齒輪17安 裝在該端部上以樞轉。支承件50包括臂51被設計成與安裝在主體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。
當傳動齒輪7運動以將蝶形閥元件5從其打開位置引入到其第二閉合位 置，並且相應地驅動傳動齒輪17時，傳動齒輪17抵靠支承件56的臂51。 於是傳動齒輪17藉助支承件50使得擋板(flap ) 15從其閉合位置運動到其 打開位置(圖10 )。當傳動齒輪7沿相反的方向樞轉以使得蝶形閥元件5返 回到其打開位置時，使得傳動齒輪17抵靠臂51 ，並且扭力彈簧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,並且傳動齒輪15 抵靠該臂51。
當傳動齒輪7運動以將蝶形閥元件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施加的力遠離臂51運動。支承 件50保持抵靠擋止件24，使得蝶形閥元件16保持處於閉合位置。當凸塊 12抵靠承接件(abutment) 14 (圖9)時，蝶形閥元件5處於其第一閉合位 置。當傳動齒輪7沿相反方向運動時，蝶形閥元件5被引入到打開位置(圖 11)。應注意到，如果馬達10的電力供應^^皮斷開，那麼扭力彈簧25將傾向 於按壓臂51抵靠擋止件24，且使得傳動齒輪17樞轉，以使傳動齒輪17緊 靠在臂51上，使得蝶形閥元件5處於打開位置，並且蝶形閥元件16處於閉 合位置(圖11)。
當然，本發明不限於所述的實施例，並且還可能得到不脫離權利要求限 定的本發明內容的變型。
特別地，閥可具有不同於所述結構的結構，特別關於管道的配置、蝶形 閥元件的幾何結構、第二傳動齒輪的驅動等。傳動齒輪可藉助帶而被驅動。 馬達可與第一傳動齒輪和與第二傳動齒輪配合，於是第一傳動齒輪不再被用作馬達和第二傳動齒輪之間的連結。主體可由一個或多個部分組成。 第二蝶形閥元件的返回構件可以是機械或電的馬達構件。 單向驅動構件可具有不同於所述結構的結構，並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。
不用說該配置可應用於任何類型的三通閥(three-way valve ),例如具有
一個入口和兩個出口的三通閥，並且兩個蝶形閥元件通過一個或兩個馬達控
制，根據該配置，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，並且蝶形閥元件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可用於任何類型的三通閥，特別是具有一個入口和
兩個出口的三通閥。加熱裝置還可設置在任一個管道中，並且可具有不同於
所述結構的結構。
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。 該閥可具有許多應用，特別是應用於汽車領域，且更特別地但非排它地
應用於熱機的進氣系統。
權利要求
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)中且分別設置有第一蝶形閥元件(5)和第二蝶形閥元件(15)，其特徵在於，所述第一蝶形閥元件安裝在連接至驅動馬達(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動，該第一閉合位置和第二閉合位置分別位於所述第一管道的打開位置的兩側上；並且，所述第二蝶形閥元件安裝成在連接至所述驅動馬達的第二傳動齒輪(17)上樞轉，並且所述第二蝶形閥元件通過單向有效驅動元件(18，19，20，21，22，23)連接到所述第二傳動齒輪，以便當所述第一蝶形閥元件從其打開位置運動到其第二閉合位置時，隨後將所述第二蝶形閥元件從所述第二管道的閉合位置驅動到打開位置，所述閥包括用於在所述第一蝶形閥元件運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件(25)。
2、 如權利要求l所述的閥，其中，所述驅動馬達(10)是直流馬達。
3、 如權利要求1所述的閥，其中，所述第二蝶形閥元件(15)安裝在 轉軸(16)上，所述轉軸具有從所述主體(1)突出的一個端部且設置有徑 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、 如權利要求3所述的閥，其中，所述徑向支承件(18， 19)安裝有 平行於所述轉軸的銷(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，並且所述凹槽的一端(22.1, 23.1 ) 形成驅動擋止件。
5、 如權利要求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)連接到所述驅動馬達(10)。
6、 如權利要求1所述的閥，其中，所述返回構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 所述轉軸(16)上，該轉軸具有從所述主體(1)突出的一個端部並設置有 旋轉地聯接到所述轉軸(16)的支承件(50)，並且所述第二傳動齒輪(17) 安裝成在所述轉軸端部上自由地旋轉並通過扭力彈簧(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)的附近具有樞轉軸(6， 16)。
11、 如權利要求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合有加熱裝置(29)。
全文摘要
本發明涉及一種閥，該閥包括進氣管道(2)的主體(1)，該進氣管道具有進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)，該第一蝶形閥與連結到驅動馬達(10)的第一齒輪(7)連接，以能夠在打開位置的兩側上的兩個閉合位置中運動，該第一齒輪連結到第二齒輪(17)，當第一蝶形閥從其打開位置運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動裝置(18，19，20，21，22，23)連結到該第二齒輪，以此方式使得第二蝶形閥從閉合位置運動到打開位置。為實現此效果，該閥具有彈簧機構(25)，以在第一蝶形閥運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 優先權日2006年4月26日
發明者勞倫特·艾伯特, 吉勞姆·達沃爾特, 塞繆爾·勒魯 申請人:法雷奧電機控制系統公司