開啟針的製作方法

2023-05-24 17:21:41 2

專利名稱：開啟針的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於氣門嘴接頭的開啟針(activating pin)，該開啟針被設計成在氣門嘴接頭的聯接殼體中移動的一個具有一活塞杆的活塞，開啟針具有一個中心鑽孔和一個被彈簧力保持在合閉狀態的活塞閥門。
背景技術：
眾所周知(WO96/10903)在聯接殼體內的開啟針設計成一個活塞，它設有適當密封裝置，具有一個可在圓筒形聯接殼體中滑動的活塞杆，活塞在沒有施加物理力的情況下可被保持在縱向位置上壓靠氣缸閥，使得在放置氣門嘴接頭後活塞的滑動利用來自壓力源的壓縮空氣自動地發生，並使得，在活塞打開內閥門的距閥門的近側位置，活塞對通向閥門的空氣通道敞開，在距閥門的遠側位置，活塞沒有100％地緊靠氣缸壁。
圖14(WO96/10903)示出一種必須靠在活塞控制裝置上關閉的閥門(360)。不利之處是，上述兩密封裝置必須在滑動的一定區間處起作用。這要求非常精確地校準氣缸壁與活塞運動。此外，活塞具有精確限定的開口區域，並因此僅可小範圍地適應所涉及的泵閥的容差。
圖8、9、10、14、15(WO96/10903)示出多種開啟針，它們設有一個中心盲鑽孔或是設有一個中心鑽孔，並設有若干側鑽孔和一個在垂直於活塞中心軸向鑽孔的底部處的V形銑面。其結果是，在泵氣時，尤其是在以高空氣速度泵氣時，必須施加超過需要的更大的力。
圖9(WO96/10903)中示出了一種開啟針，它具有一個中心鑽孔和若干側鑽孔以及一個位於底部的V形銑面。當聯接器連接至例如一個設有內裝的單向閥的高壓泵時，彈簧在施拉德爾式氣門嘴脫開時將開啟針的閥門保持在閉合位置。如果一個帶有斯克拉弗蘭德式氣門嘴的輪胎緊接著需要泵氣，人們則必須施加一個大的力以便能夠滑動開啟針，開啟針隨後會打開斯克拉弗蘭德式氣門嘴的內閥門。空氣將會逸出，結果，如果輪胎已經被部分泵氣的話則泵氣時間將大大延長。這一最後所提到的問題在圖10、15(WO96/10903)所示的實施例中也存在。

發明內容
本發明的目的是，提供一種可靠的活塞杆，它價廉，具有低氣動阻力，並因而方便泵氣使用且使泵氣時間儘可能最短。
按本發明，這一目的是利用權利要求1中所述的發明實現的，其中在組裝好的開啟針中，由活塞杆和/或活塞閥門杆限定出一個或多個通道，上述通道相對開啟針的中軸線位於大致的縱向上，其橫截面可近似地由至少一個封閉曲線限定，上述封閉曲線可由兩個唯一的模參量化傅立葉級數展開式定義，每個坐標函數的展開式為f(x)=c02+p=0cpcos(px)+p=0dpsin(px)]]>式中cp=20xf(x)cos(px)dx]]>dp=20f(x)sin(px)dx]]>0≤x≤2π，x∈Rp≥0，p∈Ncp＝f(x)的餘弦加權平均值，dp＝f(x)的正弦加權平均值，p＝三角精度的階次，結果是，形成大的通流橫截面積。所有類型的封閉曲線都可用這一公式描述，例如C曲線。這些曲線的一個特徵是當自位於剖切平面內的數學極點引出一條直線時，它至少與曲線交一次。一條界定一個相對於至少一條位於過數學極點的剖切平面內的直線對稱的區域的正則曲線可由一個單一的傅立葉級數展開式限定f(x)=c02+p=0cpcos(px)]]>式中cp=20f(x)cos(px)dx]]>0≤x≤2π，x∈Rp≥0，p∈Ncp＝f(x)的加權平均值，p＝三角精度的階次。
當自數學極點引出一條直線時，它將總是只交曲線一次。為了使空氣動力摩擦最小化，通道主要平行於開啟針的中軸線設置。當曲線近似地由下述公式定義時，通道的橫截面積利用某一給定的橫截面，例如一近似地形成層流並能導引中心活塞閥門杆的截面，得以最優化。於是還可以獲得用於施拉德爾式氣門芯的接觸面積。這意味著，連橋是不必要的。在以下的說明中，由下述公式定義的曲線已經稱之為「花形」曲線。該公式為f(x)=c02+p=0cpcos(3px)]]>式中f(x)=r0+2msin2(n2)x]]>cp=603f(x)cos(3px)dx]]>0≤x≤2π，x∈Rp≥0，p∈N
cp＝f(x)的加權平均值，p＝三角精度的階次；而且，極坐標內的這一橫截面利用下式表示 式中r0≥0，a≥0，m≥0，m∈R，n≥0，n∈R，0≤≤2π，r＝開啟針的圓形橫截面內的「花瓣」的極限，r0＝繞開啟針軸線的圓形橫截面的半徑，a＝「花瓣」長度的比例因子，rmax＝r0+a，m＝限定「花瓣」寬度的參數，n＝限定「花瓣」數的參數。
按本發明，開啟針保證了大的通流橫截面，而大的通流橫截面則藉助輻射葉片還形成了有助於在流動時減少壓降的大致的層流。同樣，上述葉片可不阻塞通氣道地控制任何居中定位的閥門。
在本發明的第一優選實施例中，活塞杆設有兩個平行於中軸線的盲鑽孔，這兩個盲鑽孔在開啟針的兩端延伸進開啟針中，並設有一個同心閥門，它用彈性材料例如用在鄧洛普-伍茲氣門嘴上的閥門橡膠(valve rubber)製造，並可在例如上部和下部之間擠壓在活塞杆上蓋住靠近壓力源的輻射鑽孔。沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，該輻射鑽孔相對活塞的中軸線的方位角α大於或等於90°。此外，沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，遠側輻射鑽孔相對活塞的遠側中心鑽孔的方位角β大於或等於90°。為了保證活塞與在施拉德爾式氣門嘴中的內閥門之間的相互作用，遠側盲鑽孔的半徑r0小於中心鑽孔近側部分的半徑r0由於在確定旁路尺寸方面的明顯的布置，活塞控制裝置在近側設有若干縱向通氣孔，以及/或它具有較大的直徑。此外，活塞的側面是開槽的。如果連至例如一個具有內置單向閥的泵上，接頭需要具有一個換氣閥(airing lvalve)或一個類似的裝置，以形成最短的泵氣時間。這導致一種可靠的開啟針，因為針閥與活塞控制配合以及有關的泵閥的容差無關地工作。具有低氣動阻力的針便於泵氣使用，且製造便宜。
如果聯接器連至例如一個具有內置單向閥的高壓泵上，則第二優選實施例是第一實施例的改進。藉助加壓空氣和在偏心位置通過活塞的閥杆的結合而產生的彈簧力，保證了儘可能最短的泵氣時間。偏心閥杆的作用是在泵的單向閥與開啟針之間的空間內的氣壓等於外界的壓力，因為如果施拉德爾式氣門嘴斷開的話，閥杆打開上述空間。於是，始終可以將斯克拉弗蘭德式氣門嘴沒有空氣從輪胎洩漏地連接。或者，當接頭連接至氣門嘴或者當開啟針接觸施拉德爾式氣門嘴的氣門芯時，可以在上述空間內形成一個經常關閉的換氣閥。這種情況可發生在例如換氣道成形為相對開啟針的遠端位於開啟針的加壓側的一個窄通道時。在一特別優選的實施例中，提出將偏心閥杆與活塞閥門製成一體，這樣使開啟針的製造便宜。該針與活塞控制配合無關地工作。
第三優選實施例包括與在第二實施例中所述的結合相類似的結合，但不同之處是針具有一個中心鑽孔。合乎目的的是在每一端的中心鑽孔通過圓形橫截面逐漸擴孔，並相對開啟針的中軸線分別具有一個角γ或δ，每個角均大於0°小於20°，通常位於6°至12°的區間內。在一種合適的實施例中，開啟針活塞的頂部形成一個用於閥門(304)的閥座。這樣利用偏心閥杆的小運動導致大的開口面積。在一特別優選的實施例中建議，偏心閥杆在活塞內是鬆動的，為其運動設有一個止動裝置，用在活塞閥門的止動裝置與其製成一體，並相對其可彈性變形。活塞閥門杆具有例如「花形」橫截面，活塞杆例如具有圓形橫截面，由此形成通氣道(321)。該開啟針是非常可靠的，且製造便宜。氣門嘴接頭中的氣流大致為保證低氣動阻力的層流，使得即便在沒有成一體的單向閥的(低壓)泵的情形下，在泵氣時開啟針也能令人滿意地工作。在減小泵氣力和泵氣時間方面，對示於圖9(WO96/10903)中的開啟針的改進是相當大的。
第四實施例是第三實施例的替換方案。在活塞閥門相對活塞頂部以角θ旋轉時，如果被偏心閥杆致動。旋轉利用一止動裝置限制。活塞杆的橫截面按具體的公式可具有兩種形狀具有不同參數的「花形」，兩種形狀均導致近似的層流。在一特別合適的實施例中，半徑r0小於施拉德爾式氣門芯的半徑，而空氣流過「花形」橫截面的末端。偏心閥杆類似於圖5D所示的鬆動類型，不同之處是，頂部是修圓的。這種形式的特點差不多與第三實施例的特點一致。
在本發明的第五優選實施例中，開啟針設計為一個具有一個可在圓筒形聯接殼體內滑動的活塞杆的活塞，這時，開啟針具有一個中心鑽孔，在中心鑽孔內有可軸向滑動的閥門，它被彈簧力保持在合閉狀態，其中，開啟針的中心鑽孔具有例如一種「花形」橫截面(D-D，圖8B)，活塞閥門杆具有一種圓形橫截面，由此形成可靠的控制和有效的空氣通道，每一端的中心鑽孔以圓形橫截面逐漸擴孔。漸變擴孔段的壁分別形成角ρ或φ，每個角位於0°至20°之間(通常位於6°至12°的區間內)。靠近中心鑽孔的活塞部分的漸變擴孔段的壁形成一個閥座，用於閥門的密封面。利用一彈簧例如一彈性帶將閥門的密封面壓入正確位置。在一特別合適的實施例中，密封面為一個小區域，沿著氣流自壓力源一側流出的氣流方向看，相對中軸線具有大致為90°-150°(包括端點)的角Ψ，從而能夠改進密封。在一特別優選的實施例中，閥門設有配合在鄧洛普-伍茲內閥門的邊沿頂部上的至少一個葉片或者一個類似的裝置。它配合在施拉德爾式氣門嘴之氣門芯的頂部，或者配合在施拉德爾式氣門嘴的連橋，而不配合該氣門芯的頂部，如開啟針那樣。在上面最後一個實施例中，葉片設有一個垂直於葉片的裝置。此外，在上述最後一個實施例中的中心鑽孔還可以設計成，在圍繞活塞部分的葉片的區域內形成合適的氣流。如果例如與設有內置單向閥的泵結合，則接頭與單向閥之間的空間需要具有一個換氣裝置或一類似裝置。開啟針是可靠的，因為它與活塞控制配合以及泵閥的容差無關地工作。它製造便宜，提供低的泵氣力，特別是在沒有單向閥的泵的情形下。它與活塞控制配合或泵閥的容差無關地工作。
在本發明的第六優選實施例中，開啟針具有一個中心鑽孔，並具有一個可在中心鑽孔內軸向滑動的閥門，它被一彈簧保持在閉合狀態。閥門和彈簧用具有適當彈性模量的可變形材料製成一件。可軸向滑動的閥門和彈簧有一部分為一個帶頂角(2ε)錐段，還有一部分為具有大致圓形橫截面的近似的圓柱段。彈簧利用一緊固裝置緊固於開啟針的活塞部分中。有利的是，開啟針內中心鑽孔的壁逐漸擴孔，相對開啟針的中軸線分別具有角η或ν。角η或ν均大於0°小於20°(通常位於6°至12°的區間內)。於是，中心鑽孔的漸變擴孔段的壁形成一個用於閥門密封面的閥座。該閥座被彈簧拉至靠緊位置。在本發明的一特別有利的實施例中，活塞部分設有配合在施拉德爾或氣門芯頂部的至少一個葉片或者一個類似的裝置。在本發明開啟針的另一個合適的實施例中，可滑動的閥門具有兩個相互挨靠的錐部。這樣將圍繞閥門及在溝槽內的氣流變為近似的層流。活塞閥門杆和活塞杆限定了例如一個圓柱形的通氣道，而活塞杆的其餘部分則具有「花形」橫截面。氣流的實施例保證了低氣動阻力，使得即便在沒有成一體的單向閥的泵的情形下，在泵氣時本發明也能令人滿意地工作。此外，本發明是價廉的。它與活塞控制配合以及泵閥的容差無關地工作。在一特別合適的實施例中，錐部的密封面為一個小區域，沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，相對中軸線具有近似為90°-150°(包括端點)的角ξ，由此改進了密封。在將這一實施例與帶有內置單向閥的泵相結合的情況下，在接頭與單向閥之間的空間需要設有換氣裝置或類似裝置。取代空氣，任何種類的氣體和/或液體可致動並流過和圍繞開啟針的實施例。本發明可用於所有類型的氣門嘴接頭中，這裡，可聯接至少一種施拉德爾式氣門嘴或任何具有彈簧控制的氣門芯的氣門嘴，與聯接方法或接頭中的聯接孔的數量無關，可聯接在任何壓力源上。示於說明書中的實施例的任何可能的組合均落在本發明的範圍內。上述各個實施例藉助圖示提供，並不應理解為對本發明的限制。本領域技術人員會很容易地認識到，在沒有嚴格地遵循例示的實施例和在此圖示及說明的應用的情況下，以及，在不脫離本發明的真實精神和範圍的情況下，可對本發明可作出多種改型和變化。


下面，利用其主要結構零件示於附圖中的優選實施例詳細說明本發明。附圖中圖1A示出一種由兩個唯一的模參量化傅立葉級數展開式所限定的通道曲線的圖例。
圖1B示出「花形」橫截面的數學模型的圖解。
圖2示出開啟針的第一實施例，圖中開啟針在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭中距離壓力源處於遠端位置。
圖2A示出按圖2所示的活塞閥門的放大圖。虛線示出處於打開狀態時的閥門。
圖2B示出圖2所示實施例的位於活塞杆中的遠側的側鑽孔以及中心盲鑽孔。
圖3A示出開啟針的第二實施例的進一步發展的放大圖，其中開啟針中的閥門被一偏心閥杆致動。
圖3B示出按圖3A的開啟針，其中開啟針中的閥門被氣壓保持在關閉狀態。
圖3C為圖3A的A-A剖面。
圖3D示出從上面看圖3A所示開啟針的活塞及閥門的俯視圖(X向視圖)。
圖4示出開啟針的第三實施例，圖中開啟針在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭中距離壓力源處於遠端位置。
圖5A示出按圖4的開啟針的放大圖。開啟針的閥門被偏心閥杆所致動。
圖5B示出按圖5A的開啟針，其中閥門被氣壓關閉。
圖5C示出圖5A的B-B剖面(活塞未示出)。
圖5D示出一個可在開啟針的活塞中自由運動的偏心閥杆。
囹6A示出類似於圖5的開啟針的第四實施例，具有一個被偏心閥杆致動的可轉動的活塞閥門。
圖6B示出按圖6A的開啟針，其中活塞閥門被氣壓關閉。
圖6C為圖6A的Z向視圖。
圖6D示出圖6B的C-C橫剖面。
圖7示出本發明的第五實施例，圖中開啟針在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭中距離壓力源處於遠端位置。
圖8A示出按圖7的本發明的放大圖，其中開啟針中的閥門被致動。
圖8B為圖8A的D-D剖面。
圖8C示出按圖7的本發明的放大圖，其中開啟針中的閥門被彈簧保持在關閉位置。
圖8D示出按圖8C的實施例，具有一個不同的密封面。
圖9示出本發明的第六實施例，圖中開啟針在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭中距離壓力源處於遠端位置。
圖10A示出圖9實施例的放大圖，其中開啟針中的閥門處於關閉位置或開啟位置(虛線)。
圖10B示出具有彈簧懸掛和進氣口的按圖10A的開啟針的俯視圖(Y向視圖)。
圖10C為圖10A中線E-E之後的截面。
圖10D為圖10A中線F-F之後的截面。
圖11A示出按圖10A的實施例，具有一不同的密封面。
圖11B示出圖11A的實施例的密封面的放大圖。
具體實施例方式
圖1A示出例如一具有通道802的活塞杆801的橫截面。通道的曲線由兩個唯一的模參量化傅立葉級數展開式所限定。
圖1B示出提供一種適當的近似程度的「花形」橫截面的數學模型。這一橫截面的通式如上述。在所示模型中r0≈0.4rmax，m＝4和n＝6。
由中心鑽孔303、410、533、653至擴孔段312、313、411、412、538、539、658的圓的圓截交線的變化在數學上在保持其他參數的情況下可用下式表示r0→rmax。
圖2所示為第一實施例，圖中活塞121在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭中距離壓力源處於遠端位置。活塞121具有一個活塞杆122並設有一個分岔為至少一個輻射鑽孔124的中心盲鑽孔123。兩個盲孔123、128例如具有「花形」橫截面，其中，盲孔123的半徑r0大於盲孔128的半徑r0。從壓力源方向看，鑽孔123的近部和鑽孔128的遠部可設有漸變的擴孔段(未示出)。
圖2A示出輻射鑽孔124，它相對活塞121的中軸線125具有一方位角α。圖中的角α大於90°。輻射鑽孔124通至閥門126的內側。閥門126的打開位置在圖中以虛線126a表示。閥門126通過被擠壓在例如活塞杆的上部和下部(未示出)之間而固定。
圖2B示出輻射鑽孔127，它開設成相對盲鑽孔128呈角β。圖中的角β大於90°。輻射鑽孔127在活塞杆122上的遠端位置通至例如中心盲鑽孔128。
圖3A示出按圖2開啟針的進一步發展，其中，軸向可動的活塞閥門225利用與之成一體的偏心閥杆226處於開啟位置，而且，活塞閥門杆227具有一個位於端部的密封面228，以保證活塞閥門225始終打開，並使得氣流可以例如從泵的單向閥與開啟針之間的空間流至外界，這時施拉德爾或氣門嘴沒有連接上。活塞杆223具有一個帶密封面230的密封裝置229。活塞閥門225具有一個帶密封面239的密封裝置238，且活塞222的頂部具有一個密封面240。鑽孔248的半徑r0小於鑽孔224的半徑r0。空氣流過具有「花形」斷面的中心鑽孔224，並圍繞具有圓斷面的活塞杆227，結果形成了構成中心鑽孔224的若干通氣道234(截面A-A)。一止動裝置231防止活塞閥門在其撞擊活塞杆223時被拉出開啟針。輻射鑽孔247位於遠端。圖中示出了開啟針的中軸線237。活塞閥門可具有鄰近壓力源的漸變擴孔段(未示出)。
圖3B示出按圖3A的開啟針，其中，活塞閥門225被氣壓保持在關閉狀態。閥門功能完全按圖2是利用密封裝置236實現的。止動裝置231具有一個止動面232，且活塞杆223具有一個止動面233。
圖3C示出活塞閥門223及活塞閥門杆227的A-A截面，前者具有「花形」截面，而後者具有圓形橫截面，結果形成了通氣道234，從而在活塞閥門杆227的可靠導流下經該截面實現適當的流動。
圖3D示出開啟針頂部的X向視圖，其中，活塞閥門杆227懸掛在鉤環235中。此外，該圖還示出了偏心閥杆226，它與活塞閥門225成一體並且是具有圓柱面的一部分。在一未示出的適當的實施例中，閥杆利用至少兩個可圍繞開啟針的中軸線237旋轉對稱布置的腿製成。圖3D中所示的實施例當然與其他實施例共同適用。
圖4示出開啟針的第三實施例，其中活塞301在可被擠壓在輪胎氣門嘴上的氣門嘴接頭的聯接殼體中距離壓力源處於其遠端位置。活塞301具有一個活塞杆302並具有一個中心鑽孔303。該開啟針具有一個活塞閥門304和一個偏心閥杆305。圖中還示出了中軸線337。
圖5A示出圖4所示開啟針的放大圖，其中，軸向可動的活塞閥門304利用偏心閥杆305處於開啟位置，且它具有一個帶密封面307的密封裝置306。活塞301具有一個密封面309。空氣流過中心鑽孔303的近側漸變擴孔段310，而中心鑽孔303直至遠側漸變擴孔段311為止例如具有「花形」截面。壁312、313與中心鑽孔303的中軸線337分別形成角γ和δ，且這些角均大於0°小於20°，並且通常位於6°至12°之間的區間。兩個擴孔段310、311具有大致圓形的斷面。同時，活塞閥門杆322的「花形」橫截面限定出若干通氣道321，例如可採用四個通氣道，以便得到大致的層流氣流。上動裝置315防止活塞閥門304在聯接器連接到沒有單向閥的活塞泵情況下被拉出開啟針。止動裝置315藉助在活塞閥門杆322的底部317內的杆316彈性安裝。開啟針在遠端具有根據氣流進行形狀優化的至少一個葉片或一個鉤環318。
圖5B示出按圖5A的開啟針，其中，活塞閥門304被氣壓保持在關閉狀態。止動裝置315具有一個止動面319，且止動面320是活塞杆302的一部分。
圖5C示出B-B截面，圖中通氣道311具有適當的通過截面區域的氣流。此外，圖中還示出止動裝置315和葉片318。
圖5D示出處於開啟位置的開啟針，其中具有一個可在開啟針的活塞301中自由運動的偏心閥杆350，活塞閥門353在頂部351處壓在其上。止動裝置352保證閥杆不會落入活塞301。在一未示出的合適的實施例中，閥杆具有至少兩個可圍繞開啟針的中軸線337旋轉對稱定位的腿。閥杆還可設計成圖3A中所示的閥杆226。圖5D中所示的實施例當然與其他實施例共同適用。
圖6A示出類似於第三實施例的開啟針的第四實施例，開啟針處在活塞閥門401被致動的偏心閥杆402打開的位置。活塞閥門401可相對開啟針的中軸線403在一個角θ的範圍內轉動。它圍繞垂直於中軸線403的軸線404轉動。活塞閥門401的轉動受到止動裝置405的限制。活塞閥門401具有一個帶密封面406的密封裝置，而活塞407具有一個密封面408。除了活塞杆420和具有如圖5D所示的圓形頂部421的偏心閥杆402之外，開啟針的其他方面類似於圖5A。
圖6B示出類似於圖6A的開啟針，其中活塞閥門401關閉。活塞杆409具有不同的中心鑽孔418「花形」橫截面參數。在此也是有兩個漸變擴孔段410、412和壁411、412，它們分別具有按圖5中的特徵相對中軸線403的角μ和κ。開啟針與施拉德爾式氣門嘴的接觸區域413(亦見圖6B)具有錐形形狀。不需要連橋，因為r0小於施拉德爾式氣門嘴的氣門芯的直徑。
圖6C示出具有葉片415和孔416的圖6A的Z向視圖。
圖6D為圖6B的C-C橫截面，示出限定通氣道417的活塞杆409的「花形」橫截面。還示出與施拉德爾式氣門芯的接觸區域413。
圖7示出第五實施例，圖中活塞531在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭的聯接殼體中距離壓力源處於遠端位置。活塞531具有一個活塞杆532並設有一個中心鑽孔533。
圖8A示出處於開啟位置的開啟針，其中一個可軸向滑動的閥門534具有一個密封面535。空氣流過中心鑽孔533的近側(相對壓力源而言)漸變擴孔段536並經中心鑽孔533流至遠側漸變擴孔段537。壁538、539相對中心鑽孔533的壁540分別形成角ρ和φ。這兩個角大於0°小於20°(通常位於6°至12°的區間內)。兩個擴孔段536、537在遠離與中心鑽孔533相接處具有大致圓形的橫截面。圖中還示有中軸線543和活塞閥門杆544。
圖8B為圖8A的D-D截面，圖中示出通氣道533由活塞杆532的「花形」橫截面和閥門杆544的圓形橫截面所限定。此外，還示有一個葉片542。
圖8C示出具有合閉的閥門的開啟針。緊固於活塞531中的彈簧541為一個彈性帶，它向下壓軸向可滑動的閥門534，以使閥門的密封面535壓靠在擴孔段536的壁538上。密封面535可具有如圖11A、11B中所示的與壁538的類似密封裝置(未示出)。
圖8D示出一種改進的密封面結構。密封裝置550具有密封面551而活塞杆553具有密封面552。角Ψ位於90°至150°之間(閉區間)。
圖9示出第六實施例，圖中活塞651在可被擠壓在氣門嘴上的氣門嘴接頭的聯接殼體中(距壓力源)處於遠端位置。活塞651具有一個活塞杆652並設有一個中心鑽孔653。
圖10A示出處於其合閉位置及開啟位置(虛線)的開啟針，其中，軸向可滑動的閥門654具有一個密封面655。空氣流過中心鑽孔653的擴孔段656並經中心鑽孔653流至遠側漸變擴孔段657以及具有「花形」橫截面的活塞杆的遠側部分。壁658、659與中心鑽孔653的壁660分別形成角η和ν。這些角均大於0°小於20°(通常位於6°至12°之間的區間)兩個擴孔段656、657具有大致圓形的橫斷面。閥門654具有一個緊固於一支架662中的彈簧部分661。在遠側，開啟針具有至少一個葉片或支架663。此外，圖中還示有一個錐部664 。
圖10B為圖10A所示開啟針的俯視圖(Y向視圖)，圖中示出三個擴孔段656和支架662。支架用作閥門彈簧的緊固裝置，而擴孔段656保證合適的氣流橫截面。
圖10C示出圖10A中的E-E截面，該截面導致了圓柱形的通氣道。合適的氣流橫截面在此也得到了保證。
圖10D為圖10A中的F-F截面。在內部，活塞杆652的這一截面為「花形」，以保證合適的氣流橫截面。此外，圖中還示出了設計成支架663的葉片。
圖11A所示為一個與圖10中類似的開啟針，其中，不同之處在於沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，錐部702的密封面704和活塞杆701的相應面703相對中軸線665具有等於或大於90°小於約150°的角ξ。
一種用於氣門嘴接頭的開啟針，該開啟針被設計成在氣門嘴接頭的聯接殼體中移動的一個具有一活塞杆122，223，302，409，420，532，652，701的活塞121，222，301，407，531，651，開啟針具有一個中心鑽孔123，128，224，248，303，418，533，653和一個被彈簧力保持在合閉狀態的活塞閥門126，225，304，401，534，654，702，其中，在組裝好的開啟針中，由活塞杆122，223，302，409，420，532，652，701和/或活塞閥門杆227，322，544，661限定出一個或多個通道123，128，224，234，303，321，417，418，533，653，657，上述通道123，128，224，234，303，321，417，418，533，653，657相對開啟針的中軸線125，237，337，403，543，665位於大致的縱向上，其橫截面可近似地由至少一個封閉曲線限定，上述封閉曲線可由兩個唯一的模參量化傅立葉級數展開式定義，每個坐標函數的展開式為f(x)=c02+p=0cpcos(px)+p=0dpsin(px)]]>式中cp=20xf(x)cos(px)dx]]>dp=20f(x)sin(px)dx]]>0≤x≤2π，x∈Rp≥0，p∈Ncp＝f(x)的餘弦加權平均值；dp＝f(x)的正弦加權平均值；p＝三角精度的階次。
上述曲線近似地由至少一個界定一區域的正則曲線限定，上述區域相對位於通過數學極點的截面內的至少一條線對稱並可由下述單一的傅立葉級數展開式限定
f(x)=c02+p=0cpcos(px)]]>式中cp=20f(x)cos(px)dx]]>0≤x≤2π，x∈Rp≥0，p∈Ncp＝f(x)的加權平均值；p＝三角精度的階次。
上述曲線近似地由以下公式限定f(x)=c02+p=0cpcos(3px)]]>式中f(x)=r0+2msin2(n2)x]]>cp=603f(x)cos(3px)dx]]>0≤x≤2π，x∈Rp≥0，p∈Ncp＝f(x)的加權平均值；p＝三角精度的階次；而且，極坐標內的這一橫截面利用下式表示 式中r0≥0，a≥0，m≥0，m∈R，n≥0，n∈R，0≤≤2π，
r＝開啟針的圓形橫截面內的「花瓣」的極限；r0＝繞開啟針軸線的圓形橫截面的半徑；a＝「花瓣」長度的比例因子；rmax＝r0+a；m＝限定「花瓣」寬度的參數；n＝限定「花瓣」數的參數。
上述通道123，128，224，234，303，321，417，418，533，653，657定位成大致與開啟針的中軸線125，237，337，403，543，665平行。
中心鑽孔123，128設計成兩個平行於中軸線125的盲鑽孔這兩個盲鑽孔在開啟針的兩端延伸進開啟針中直至與適當的輻射鑽孔124，127相連通處；沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，距壓力源近的近側輻射鑽孔124相對活塞121的中軸線125的方位角α大於或等於90°；活塞杆122設有一個由彈性材料製成的同心閥門126，它被擠壓在活塞杆122上蓋住側鑽孔124。
沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，遠側輻射鑽孔127相對活塞杆122的中心盲鑽孔128的方位角β大於或等於90°。
遠側中心盲鑽孔128的半徑r0小於中心鑽孔123近側部分的半徑r0。
上述彈簧力藉助加壓空氣和偏心地通過活塞222，301，407的閥杆226，305，402的結合而產生。
活塞閥門225，304軸向可動。
活塞閥門225，304設有一個止動裝置231，315。
活塞杆223設有至少一個輻射鑽孔244，247並設有一個由彈性材料製成的同心閥門236，後者擠壓在活塞杆223上並蓋住輻射鑽孔244。
沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，輻射鑽孔224相對活塞223的中軸線237的方位角α大於或等於90°。
輻射鑽孔247位於還具有一個中心鑽孔248的活塞杆223上的遠側，其特徵在於輻射鑽孔247相對活塞杆223中心鑽孔248的中軸線237具有大於或等於90°的方位角β，輻射鑽孔247終止於中心鑽孔248中。
活塞閥門杆227利用一個緊固裝置235懸掛起來。
中心鑽孔303，418在每一端以大致圓形的橫截面310，311，410，419逐漸擴孔。
擴孔壁312，313，411，412相對開啟針的中軸線337，403分別具有角γ，μ或δ，κ，每個角均大於0°小於20°。
上述角γ，μ或δ，κ分別位於6°至12°的區間內。
開啟針的活塞222，301，407的頂部240，309，408在中心鑽孔224，303處形成一個用於活塞閥門225，304，401密封裝置238，306，414的閥座。
活塞閥門杆227的底部228形成一個用於在中心鑽孔224底部內的密封裝置229的閥座。
閥杆350通過頂面351可軸向自由移動，其中，可動性受到活塞閥門353以及通過止動裝置352受到活塞301的限制。
閥杆226，305設有至少兩個腿。
閥杆226，305的上述腿布置成圍繞中軸線237，337旋轉對稱。
閥杆226為活塞閥門225上的與之成一體的部分，是具有圓柱面的一部分。
活塞杆302，420設有至少一個葉片318。
活塞閥門401可繞一垂直於中軸線403的軸線404轉動。
上述活塞閥門401的轉動受到一止動裝置405的限制。
閥杆402可軸向自由運動，其可動性通過頂面351受到活塞閥門401的限制並通過止動裝置受到活塞407的限制。
中心鑽孔418的半徑r0小於施拉德爾式氣門嘴的氣門芯接觸區域413的直徑。
中心鑽孔533穿過整個活塞杆532。
活塞閥門杆544，553受到活塞的控制，以及，閥門彈簧裝置541由一彈性帶組成。
在活塞杆532，553每一端的中心鑽孔的壁538，539在每一端均逐漸擴孔成大致圓形橫截面。
漸變擴孔段526，537的壁538，539相對中軸線543分別具有角ρ或φ，每個角均大於0°小於20°。
角ρ或φ分別位於6°至12°的區間內。
靠近中心鑽孔533的活塞部分的漸變擴孔段536的壁538形成一個閥座，用於活塞閥門534的密封面535。
活塞閥門534設有至少一個葉片542。
沿著氣流自壓力源一側流出的氣流方向看，密封裝置550的密封面551相對開啟針的中軸線543形成一個角Ψ，它大於或等於90°且小於或等於150°。
活塞閥門654和彈簧661用具有適當彈性模量的可變形材料製成一件。
可滑動的閥門654和彈簧661有一部分為一個帶頂角2ε錐段，還有一部分為具有大致圓形橫截面的近似的圓柱段；彈簧661利用一緊固裝置662緊固於開啟針的活塞部分651中。
開啟針內中心鑽孔653的壁658，659逐漸擴孔，相對開啟針的中軸線665分別具有角η或ν。
上述分別相對開啟針的中軸線665的夾角η或ν均大於0°，小於20°。
上述角η或ν分別位於6°至12°的區間內。
中心鑽孔653的漸變擴孔段657的壁659形成一個用於閥門654密封面655的閥座。
可滑動閥門654的錐段由兩個相互挨靠的錐部組成。
上述葉片542設有一個垂直於此葉片的裝置。
沿著氣流自壓力源流出的氣流方向看，錐部702的密封面704相對開啟針的中軸線665具有等於或大於90°小於約150°的角ξ。
權利要求
1.一種用於一連接至氣門嘴的氣門嘴接頭的開啟針，該接頭包括一個連接至一壓力源的殼體，在該殼體內包括一個具有中軸線的聯接孔，該聯接孔與氣門嘴接頭連接，具有與氣門嘴的外徑相應的內徑；和一個氣缸和用於引導位於氣缸和壓力源之間氣態介質的裝置；以及，所述開啟針為用於上述氣門嘴的一個中央彈簧力控制的閥杆；所述開啟針位於殼體內，設置在與聯接孔的中軸線同軸的聯接孔的延伸部位上；且所述開啟針包括一個具有一活塞的活塞部分，該活塞位於氣缸內，可動地位於一個第一活塞位置和一個第二活塞位置之間；其特徵在於上述開啟針還包括一個通道；上述活塞部分包括一個第一端部和一個第二端部，上述活塞位於所述第一端部，上述通道在上述第一端部具有開口；一閥門部分設置在上述通道內，由不同的作用於上述閥門部分表面的力驅動，在第一閥門位置和第二閥門位置之間可動，上述第一閥門位置遠離上述開口，上述第二閥門位置靠近上述開口；活塞部分的頂部形成有閥座，用於氣門嘴裝置氣門嘴的密封面。
2.如權利要求1所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述通道包括部分向閥門部分延伸的部分，延伸壁相對於開啟針中軸線的角度為0～20度，例如6～12度。
3.如權利要求1或2所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於還包括當活塞在上述第一活塞位置時，驅動上述閥門部分進入上述第一閥門位置的裝置。
4.如權利要求1所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述閥門部分被設置為可沿上述活塞部分縱向方向移動。
5.如權利要求1所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述閥門部分可旋轉地設置在轉動軸上，上述轉動軸安裝在與上述活塞部分的縱向軸垂直的上述第一端部上。
6.如權利要求4所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於還包括止動裝置，用於限定上述閥門部分沿上述活塞部分縱向方向的移動。
7.如權利要求5所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於還包括止動裝置，用於限定上述閥門部分在第一閥門位置的轉動。
8.如權利要求4所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述活塞部分包括一第一端部和一第二端部，上述活塞設置在上述第一端部；上述通道包括一第一通道部分和第二通道部分，上述兩個通道部分沿所述活塞部分的縱向設置並在一過渡點處相互連通；及所述閥門部分包括一個布置在所述第一通道部分內運動，並具有一個自由端的閥門杆；所述第一閥門位置，對應於所述閥門部分沿所述活塞部分的縱向移動至所述閥門杆的自由端，使位於所述第一通道部分和所述第二通道部分之間的過渡點打開的位置；以及，所述第二閥門位置，對應於所述閥門部分沿所述活塞部分的縱向移動至所述閥門杆的自由端，使位於所述第一通道部分和所述第二通道部分之間的過渡點關閉的位置。
9.如權利要求8所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述第一通道部分和上述第二通道部分的至少一端在其另一端的橫截面面積大於在其鄰近所述過渡點一端的橫截面面積。
10.如權利要求4所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述活塞部分包括一第一端部和一第二端部，上述活塞設置在上述第一端部；上述通道包括從上述第一端部延伸至上述第二端部的鑽孔，所述鑽孔在上述第一端部的開口是圓形的；及所述閥門部分包括一個具有一個沿所述閥門部分的縱向定位的通道的閥門杆，所述閥門杆布置在所述鑽孔內運動；和一個在所述閥門杆的一端的圓柱形閥門密封裝置，所述圓柱形閥門密封裝置的軸線沿著所述活塞部分、所述鑽孔和所述閥門杆的縱向設置，且所述閥門密封裝置的外徑大於所述鑽孔在所述第一端部圓形開口的直徑；所述第一閥門位置，對應於所述閥門部分沿所述活塞部分的縱向移動至所述閥門密封裝置，使所述鑽孔在所述第一端部的圓形開口打開的位置；而所述第二閥門位置，對應於所述閥門部分沿所述活塞部分的縱向移動至所述閥門密封裝置使所述鑽孔在所述第一端部的圓形開口關閉的位置。
11.如權利要求3所述的在用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中的開啟針，其特徵在於上述裝置與閥門部分形成一體。
12.如權利要求1所述的開啟針的用途，用於連接至氣門嘴的氣門嘴接頭中。
全文摘要
一種開啟針，被設計成在氣門嘴接頭的聯接殼體中移動的一個具有一活塞杆(302)的活塞(301)，開啟針具有一個中心鑽孔和一個被彈簧力保持在合閉狀態的活塞閥門(304)，該開啟針提供一種可靠的活塞杆，它價廉，具有低氣動阻力，並方便泵氣使用且使泵氣時間儘可能最短。在組裝好的開啟針中，由活塞杆(302)和/或活塞閥門杆(322)限定出一個或多個通道(303，321)，上述通道(303，321)相對開啟針的中軸線(337)位於大致的縱向上，其橫截面可近似地由至少一個封閉曲線限定，上述封閉曲線可由兩個唯一的模參量化傅立葉級數展開式定義，每個坐標函數的展開式為,(見式1)c
文檔編號F16K15/00GK1487226SQ0314650
公開日2004年4月7日 申請日期1997年5月14日 優先權日1996年5月14日
發明者尼古拉斯·范德布洛姆, 尼古拉斯 範德布洛姆 申請人:Nvb國際公司