BR102017006049B1

BR102017006049B1 - Válvula de armadura basculante e método de fabricação da mesma

Info

Publication number: BR102017006049B1
Application number: BR102017006049-7A
Authority: BR
Inventors: Röther Friedbert; Deeg Markus; Niedermeier Stefan
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2023-01-31
Also published as: US20190360609A1; US10711914B2; EP3222897A1; BR102017006049A2; CN107420613A; DE102016105532A1; EP3222897B1; CN107420613B

Abstract

VÁLVULA DE ARMADURA BASCULANTE E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DA MESMA, por tratar a presente invenção de uma válvula de armadura basculante (100) compreendendo pelo menos um elemento de bobina (110) tendo pelo menos um núcleo de bobina (135) e uma bobina (140) que se encontram localizados radialmente em torno do núcleo de bobina (135). A válvula de armadura basculante (100) também compreende uma armadura (115) montada em uma face lateral da armadura (115) por meio de um mancal (145), sendo que a armadura (115) é móvel de uma primeira posição (147) para uma segunda posição (149), sendo que a armadura (145) é formada por uma protuberância (160) localizada em uma porção de suporte (162) da armadura (115) ou no elemento de bobina (110). Além disso, a válvula de armadura basculante (100) compreende um elemento de vedação (125) localizado sobre o lado da armadura (115) voltado para o elemento de bobina (110) ou afastado do mesmo. Além disso, a válvula de armadura basculante (100) também compreende um assento de válvula (150) que apresenta uma saída (155) e uma entrada (157) para um fluido (158), sendo que a saída (155) pode ser fechada em um modo estanque a fluidos por meio do elemento de vedação (125) na primeira posição (147) da armadura (115) e/ou sendo que a saída (155) é liberada na segunda posição (149) da armadura (115), o assento de válvula (150) sendo particularmente (...).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a uma válvula de armadura basculante e a um método de fabricação da mesma, de acordo com as reivindicações principais.

Fundamentos da Invenção

[002] Em válvulas de armaduras basculantes são frequentemente utilizados mancais de agulhas para o suporte da armadura basculante. O mencionado mancal de agulhas se estende, por exemplo, para o lado externo de uma carcaça de uma válvula de armadura basculante para a fixação de um eixo, em torno do qual a armadura pode se movimentar. Frequentemente também é necessária a utilização uma fixação lateral para este eixo, em torno da qual a armadura pode se movimentar, para que a montagem da armadura basculante seja a mais simples possível. No entanto, este processo requer a utilização de um número significativo de pequenos componentes, cuja montagem aumenta os custos das válvulas de armaduras basculantes fabricadas por meio deste processo, e também prejudica a robustez das válvulas de armadura basculante.

[003] Portanto, um dos objetivos da presente invenção é o de revelar uma modalidade de execução exemplificativa que proporciona uma melhora da robustez e que reduz os custos de fabricação de uma válvula de armadura basculante, bem como, que proporciona uma operação de baixo desgaste para uma válvula de armadura basculante.

[004] Este objetivo é atingido pelo assunto objeto das reivindicações principais.

Descrição da Invenção

[005] A abordagem aqui apresentada revela uma válvula de armadura basculante, particularmente para um módulo de regulagem de pressão de um veículo, a válvula de armadura basculante tendo pelo menos as seguintes características: - um elemento de bobina que compreende pelo menos um núcleo de bobina e uma bobina arranjada radialmente em torno do núcleo da bobina; - uma armadura, que se encontra montada por meio de um mancal em uma face de extremidade da armadura, a armadura sendo móvel, particularmente com a aplicação de uma corrente elétrica na bobina, de uma primeira posição para uma segunda posição, o mancal sendo formado por meio de uma protuberância localizada em uma porção do mancal da armadura ou no elemento de bobina; - um elemento de vedação, que se encontra localizado no lado da armadura voltado ou virado para o elemento de bobina; e - um assento de válvula que apresenta uma saída e uma entrada para um fluido, sendo que a saída pode ser vedada fluidicamente na primeira posição da armadura por meio do elemento de vedação e/ou, sendo que a saída é liberada na segunda posição da armadura, o assento de válvula sendo particularmente localizado no lado da armadura voltado ou virado para o elemento de bobina.

[006] Como veículo pode ser entendido um veículo equipado com um sistema eletrônico ou pneumático de frenagem de serviço. Como veículo também pode ser entendido um veículo adequado para o transporte de cargas ou um veículo sobre trilhos. O veículo pode ser equipado com um módulo de regulagem de pressão. O módulo de regulagem de pressão pode consistir de uma parte do sistema eletrônico de frenagem de serviço. A protuberância pode apresentar um formato adequado, por exemplo, um formato pelo menos parcialmente redondo.

[007] O elemento de bobina pode ser equipado com uma interface para o recebimento de um sinal de controle. O elemento de controle pode ser configurado de tal maneira que na presença de um sinal de controle ou em resposta a um sinal de controle, um campo magnético é gerado. A válvula de armadura basculante pode ser configurada para direcionar um fluido presente na abertura de entrada para a abertura de saída. O fluxo do fluido pode ser direcionado por meio do posicionamento da armadura. Uma vantagem desta modalidade de execução exemplificativa reside no fato de que a válvula de armadura basculante pode ser utilizada como uma válvula de fechamento, respectivamente como uma válvula de entrada/saída, como uma válvula de abertura, por exemplo, para uma aplicação de reserva, ou para uso universal como comutadora ou válvula de comutação.

[008] Uma porção do mancal pode ser entendida como sendo uma área parcial da armadura. Uma protuberância pode ser entendida como sendo uma saliência ou elevação, que se eleva da porção do mancal a partir de um plano longitudinal principal da armadura. Neste caso, a protuberância pode ser formada, por exemplo, por uma esfera arranjada na porção do mancal, fixada por meio de colagem ou prensagem. No entanto, também é concebível que a protuberância possa ser formada por meio de uma etapa de estampagem na qual, por exemplo, um carimbo é pressionado a partir de um dos lados da porção do mancal sobre a armadura, tendo como resultado o aparecimento de uma protuberância no lado oposto da armadura. A protuberância pode apresentar um formato pelo menos parcialmente redondo, de tal maneira que durante o movimento da armadura seja proporcionada a menor resistência possível ao deslizamento em função do deslizamento do material sobre a protuberância. No entanto, também é concebível que a pelo menos uma protuberância no elemento de bobina se encontre localizada, por exemplo, no lado voltado para a armadura. A pelo menos uma protuberância também pode ser produzida por meio de um processo de moldagem por injeção, por exemplo, na forma de uma protuberância de plástico injetado ou na forma de uma esfera de plástico sobre uma superfície principal da armadura ou de uma carcaça do elemento de bobina.

[009] A abordagem aqui revelada de uma modalidade de execução exemplificativa de uma válvula de armadura basculante baseia-se na constatação de que a utilização da protuberância na porção do mancal da armadura proporciona uma solução muito simples e robusta para a movimentação da armadura. Neste caso, a armadura pode ser movimentada por meio de um movimento de rolagem sobre a protuberância em um lado oposto da protuberância, sem oferecer uma resistência significativa ao deslizamento. A abordagem aqui revelada oferece a vantagem de que a protuberância localizada na porção do mancal da armadura pode ser produzida de uma maneira tecnicamente muito simples e econômica, ao mesmo tempo proporcionando uma operação robusta e menos propensa a erros para assegurar a mobilidade da armadura.

[010] Também é concebível uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, na qual a protuberância encontra- se localizada sobre um dos lados da porção do mancal da armadura voltado para a bobina. A mencionada modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada apresenta a vantagem de que, em função da presença da protuberância, um espaço livre pode ser mantido entre a bobina e a armadura, sendo que este espaço pode ser utilizado como espaço de movimentação para a armadura. Consequentemente, torna-se possível produzir um espaço livre de movimentação para a armadura, de uma maneira tecnicamente e extremamente simples.

[011] Em uma outra modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, a protuberância também pode ser produzida de tal maneira a orientar o movimento da armadura em uma direção radial em relação ao elemento de bobina da válvula de armadura basculante.

[012] De acordo com outra modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, a protuberância pode apresentar, pelo menos parcialmente, um formato de esfera ou um formato de calota de esfera. A mencionada modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada apresenta a vantagem de que a protuberância pode ser formada de uma maneira muito simples, por exemplo, pelo menos parcialmente com o formato de um carimbo esférico ou de uma calota esférica, que é fixado por prensagem em um dos lados da armadura na área da porção do mancal, com isto produzindo a protuberância no lado oposto da armadura, e/ou que esferas previamente fabricadas, por exemplo de metal e preferencialmente de aço podem ser utilizadas para serem incorporadas na armadura na porção do mancal.

[013] Especialmente vantajosa é uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, na qual pelo menos uma protuberância adicional, por exemplo uma protuberância parcialmente redonda é providenciada na porção do mancal. A mencionada pelo menos uma protuberância adicional pode ser configurada de maneira semelhante ou idêntica à protuberância anteriormente descrita. A mencionada modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada apresenta a vantagem de que, com pelo menos duas elevações, a mobilidade da armadura pode ser limitada em uma direção preferencial de tal maneira que, por um lado, a suscetibilidade a interferências de uma válvula de armadura basculante deste tipo seja reduzida e, por outro lado, sem que os custos de produção sejam substancialmente aumentados.

[014] Particularmente, a protuberância adicional pode ser arranjada em um dos lados da armadura voltado para a bobina ou voltado para fora da porção do mancal da armadura, e/ou apresentar pelo menos parcialmente o formato de uma esfera ou o formato de uma calota de esfera. Também por meio da mencionada modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, pode ser produzida uma válvula de armadura basculante robusta e com meios tecnicamente simples, na qual a direção preferencial do movimento da armadura pode ser assegurada.

[015] A armadura da válvula de armadura basculante pode ser movimentada de modo particularmente fácil se, de acordo com a modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, a protuberância e a protuberância adicional estiverem alinhadas em uma direção que forma o eixo de rotação da armadura.

[016] Também é concebível uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, na qual a protuberância e/ou a protuberância adicional apresentam o formato de uma esfera que é introduzida na porção do mancal da armadura, sendo que a esfera é pressionada e/ou fundida no interior da porção do mancal da armadura. Por exemplo, uma esfera deste tipo pode ser pressionada em uma reentrância com o formato de um símbolo ômega no material da armadura. A mencionada modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada apresenta a vantagem de que a esfera é fabricada de um material diferente da armadura, por exemplo de metal e particularmente de aço, o que provoca um desgaste e/ou um atrito particularmente reduzido durante o movimento da armadura. Além disso, uma esfera deste tipo pode ser produzida com meios tecnicamente simples, fazendo com que uma esfera deste tipo se encontre disponível a baixo custo e também possa ser incorporada de modo tecnicamente simples e econômico na armadura.

[017] Uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada e particularmente robusta e insensível a interferências compreende uma carcaça, sendo que uma porção da carcaça da válvula de armadura basculante oposta à protuberância apresenta uma reentrância para o recebimento da protuberância, a porção da carcaça envolvendo particularmente ou acomodando pelo menos parcialmente a bobina. Desta maneira a protuberância pode ser fixada localmente, tendo como resultado que qualquer movimento errôneo da armadura é amplamente evitado, com isto permitindo minimizar ou eliminar completamente qualquer mau funcionamento da válvula de armadura basculante.

[018] Outra vantagem da modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada reside no fato de que a carcaça da válvula de armadura basculante apresenta um formato essencialmente cilíndrico. A mencionada modalidade de execução exemplificativa oferece a vantagem de um desenho extremamente compacto, porém bastante robusto da válvula de armadura basculante.

[019] De acordo com outra modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, a válvula de armadura basculante pode compreender uma mola para pressionar pelo menos uma protuberância contra o elemento de bobina ou contra a carcaça do elemento de bobina, a mola sendo projetada particularmente como uma mola de lâmina. A mencionada modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada apresenta a vantagem de que, com a utilização da mola a armadura pode ser mantida seguramente em uma posição inicial definida, respectivamente, para que durante o movimento da armadura, a armadura deslize essencialmente apenas sobre a protuberância. Desta maneira um mau funcionamento da válvula de armadura basculante também pode ser largamente evitado. Também é concebível que a mola realize a orientação lateral da armadura, particularmente sem envolver a armadura. Desta maneira a mola pode impedir um deslizamento da armadura em uma direção lateral em relação ao elemento de bobina.

[020] Uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada pode ser implementada de um modo particularmente simples do ponto de vista técnico, na qual a mola encontra-se localizada em um lado da armadura oposto à bobina. Desta maneira, a válvula de armadura basculante pode ser produzida de um modo tecnicamente muito simples durante a montagem das peças individuais.

[021] Uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada também é vantajosa como método para a produção de uma válvula de armadura basculante, de acordo com uma das modalidades de execução propostas, o método compreendendo as seguintes etapas: - fornecimento de um elemento de bobina que apresenta pelo menos um núcleo de bobina e uma bobina arranjada radialmente em torno do núcleo da bobina, uma armadura que é acomodada em um lado frontal da armadura por meio de um mancal, o mancal sendo formado, por exemplo, por pelo menos uma protuberância parcialmente redonda localizada em uma porção do mancal da armadura, um elemento de vedação, e um invólucro de cobertura no qual se encontra localizado um assento de válvula tendo uma saída e uma entrada para um fluido; e - montagem do elemento de bobina, da armadura, do elemento de vedação e do invólucro de cobertura, de tal maneira que a armadura, particularmente com a aplicação de uma corrente elétrica à bobina, possa ser movida de uma primeira posição para uma segunda posição, que o elemento de vedação se encontre localizado em um lado da armadura oposto ao elemento de bobina, e que a saída na primeira posição da armadura possa ser vedada em um modo estanque a fluidos por meio do elemento de vedação e/ou a saída possa ser liberada na segunda posição da armadura.

[022] Em uma modalidade de execução exemplificativa, a abordagem aqui apresentada também revela um método para a operação de uma variante de uma válvula de armadura basculante aqui descrita, o método compreendendo a seguinte etapa: - aplicação de uma corrente elétrica à bobina do elemento de bobina para conectar a armadura da primeira posição à segunda posição.

[023] A abordagem aqui apresentada também revela um dispositivo de controle que é projetado para executar, controlar e respectivamente realizar as etapas de uma variante de um método aqui apresentado em dispositivos correspondentes. Também em função desta modalidade de execução exemplificativa e alternativa da presente invenção, na forma de um dispositivo de controle, a tarefa destinada à invenção pode ser executada rápida e eficientemente.

[024] Para este propósito, o controlador pode compreender pelo menos uma unidade de processamento para o processamento de sinais ou dados, pelo menos uma unidade de armazenamento para o armazenamento de sinais ou dados, pelo menos uma interface para um sensor ou atuador para a leitura dos sinais do sensor ou para a emissão de sinais de controle para o atuador, e/ou pelo menos uma interface de comunicação para a leitura ou emissão de dados que se encontram incorporados em um protocolo de comunicação. A unidade de processamento pode consistir, por exemplo, de um processador de sinais, de um microcontrolador ou semelhante, sendo que a unidade de armazenamento pode consistir de uma memória flash, de uma EPROM ou de uma unidade de armazenamento magnético. A interface de comunicação pode ser configurada para a leitura ou emissão de dados em uma modalidade sem fios e/ou com fios, sendo que uma interface de comunicação com capacidade de leitura ou emissão de dados através de uma linha de fios apresenta a capacidade de ler os mencionados dados eletricamente ou opticamente de uma linha de transmissão de dados e a capacidade de emitir os mencionados dados em uma linha de transmissão de dados correspondente.

[025] Como controlador pode ser entendido um aparelho elétrico que processa sinais de sensores e que, dependente destes sinais, emite sinais de controle e/ou de dados. O controlador pode compreender uma interface que pode ser configurada em termos de hardware e/ou software. Se a mesma for configurada como hardware, as interfaces podem, por exemplo, fazer parte de um sistema denominado ASIC, que compreende as mais diversas funções de um controlador. No entanto, também é possível que as interfaces consistam de circuitos integrados discretos, ou que sejam pelo menos parcialmente constituídas por componentes discretos. Se a mesma for configurada como software, as interfaces podem consistir de módulos de software, que se encontram disponíveis, por exemplo, em um microcontrolador juntamente com outros módulos de software.

[026] Vantajoso também é um produto de programa de computador ou programa de computador com um código de programa, que pode ser armazenado em um suporte ou meio de armazenamento legível por máquina, tal como uma memória semicondutora, uma memória de disco rígido ou uma memória óptica, sendo o mesmo utilizado para executar, rodar e/ou controlar as etapas do método de acordo com uma das modalidades de execução anteriormente descritas, particularmente quando o produto de programa ou programa é executado em um computador ou em um dispositivo.

[027] Também é vantajosa uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui apresentada, na qual a mola é formada para direcionar a armadura lateralmente e/ou para manter a armadura em uma posição predeterminada. Uma modalidade de execução exemplificativa deste tipo apresenta a vantagem de proporcionar uma utilização múltipla e vantajosa da mola.

[028] Ainda de acordo com outra modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, também pode ser providenciado um elemento de orientação para direcionar a armadura axialmente em uma direção entre a cobertura da carcaça e o elemento de bobina, o elemento de orientação sendo formado particularmente como um mancal de agulhas. Com a utilização de uma modalidade de execução exemplificativa deste tipo, a armadura pode ser montada axialmente de uma maneira extremamente segura.

[029] Também é concebível uma modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui revelada, na qual o assento de válvula é formado como um elemento de múltiplas partes, particularmente na qual os elementos do assento de válvula foram fixados uns aos outros antes do acionamento da válvula de armadura basculante. Desta maneira, por exemplo, pode ser formado um bocal de múltiplas partes que permite o ajuste preciso da localização da armadura da válvula de armadura basculante na região do assento de válvula.

[030] Alternativamente ou adicionalmente, em outra modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, o elemento de vedação pode ser utilizado como um elemento de amortecimento, e/ou o elemento de vedação pode ter sido conectado à armadura por meio de um método de vulcanização, e/ou a armadura pode ser formada como um elemento de amortecimento ou vedação. A válvula de armadura basculante a ser fabricada pode também ser produzida de uma maneira tecnicamente muito simples, porém confiável, por meio de uma modalidade de execução exemplificativa deste tipo, da abordagem aqui apresentada.

Breve Descrição dos Desenhos

[031] As modalidades de execução da abordagem aqui revelada encontram-se ilustradas nos desenhos anexos e serão explicadas com mais detalhes na descrição subsequente. Nas figuras: - a Figura 1A ilustra uma seção transversal de uma válvula de armadura basculante de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, sendo que a armadura se encontra na primeira posição; - a Figura 1B ilustra uma seção transversal de uma válvula de armadura basculante de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, sendo que a armadura se encontra na segunda posição; - a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de uma armadura a ser utilizada em uma válvula de armadura basculante de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção; - a Figura 3 ilustra um fluxograma de um método de produção de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção; - a Figura 4 ilustra um fluxograma de um método de funcionamento de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção; e - a Figura 5 ilustra um diagrama de blocos de uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção como um controlador.

Descrição Detalhada da Invenção

[032] Na descrição seguinte das modalidades vantajosas de execução da presente invenção, serão utilizados números de referência idênticos ou semelhantes para os elementos ilustrados nas diversas figuras e que atuam de modo semelhante, sendo que uma descrição repetida destes elementos será omitida.

[033] A Figura 1A mostra uma ilustração em corte transversal através de uma válvula de armadura basculante (100) de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, na qual a armadura se encontra na primeira posição. A válvula de armadura basculante (100) compreende um elemento de bobina (110), uma armadura (115), uma mola (120), um elemento de vedação (125) e um invólucro de cobertura (130). O elemento de bobina (110) compreende pelo menos um núcleo de bobina (135) e uma bobina (140) arranjada radialmente em torno do núcleo de bobina (135). Uma face frontal da armadura (115) encontra-se acomodada por meio de um mancal (145). A armadura (115) é móvel entre uma primeira posição (147) e uma segunda posição (149). A armadura (115) é configurada de tal maneira a ser movida da primeira posição (147) para a segunda posição (149) durante a ativação da bobina (140). Com a bobina (135) ativada, a armadura (115) pode ser mantida na segunda posição (149). Além disso, o elemento de vedação (125) encontra-se localizado no lado da armadura (115) afastado do elemento de bobina (110). No invólucro de cobertura (130) encontra-se localizado um assento de válvula (150) tendo uma saída (155) e uma entrada (157) para um fluido (158). Neste caso, a saída (155) pode ser fechada em um modo estanque a fluidos por meio do elemento de vedação (125) quando a armadura (115) se encontra localizada na primeira posição (147). Neste caso, o elemento de vedação (125) também pode atuar como um elemento de amortecimento de maneira a impedir que a armadura (115) impacte contra o assento de válvula (150). Neste caso, o mencionado elemento de vedação (125) pode ser fixado à armadura (115) ou a um elemento de suporte por meio de um processo de vulcanização. Também é concebível, que um ângulo para o impacto da armadura (115) ou do elemento de vedação (125) sobre o assento de válvula (150) seja produzido por meio de um bocal inclinado, ou por meio de um elemento de vedação (125) com formato inclinado, ou por meio de uma armadura curvada (115). Um bocal deste tipo, que não se encontra explicitamente ilustrado na Figura 1A, não precisa ser necessariamente integrado na válvula de armadura basculante (100), mas também pode ser proporcionado por componentes externos da carcaça.

[034] Também é concebível que o assento de válvula (150) se encontre localizado no elemento de bobina (110), o que, no entanto, não se encontra explicitamente ilustrado na Figura 1A por razões de clareza. Neste caso, o que seria vantajoso é um atuador para efetuar a liberação da saída por meio da armadura (115).

[035] A armadura (115) compreende pelo menos uma protuberância (160) pelo menos parcialmente redonda em uma porção do mancal (162), sendo que a protuberância (160) engata vantajosamente em uma reentrância (165) ou abertura que se encontra localizada em uma porção da carcaça (170) da válvula de armadura basculante (100) oposta à protuberância (160). Desta maneira, ao se deslocar da primeira posição (147) para a segunda posição (149) depois da aplicação de um fluxo de corrente elétrica através da bobina (140), a armadura (115) pode deslizar na reentrância e também ser mantida em uma posição fixa na carcaça (170) ou em relação ao invólucro de cobertura (130). Vantajosamente, a reentrância apresenta um formato trapezoidal, de tal maneira a proporcionar um mínimo atrito quando a protuberância desliza através da superfície da reentrância (165). A reentrância (165) pode ser produzida, por exemplo, de um material plástico e, consequentemente, facilmente e economicamente.

[036] Na modalidade de execução exemplificativa da presente invenção ilustrada na Figura 1A, a protuberância (160) apresenta o formato de uma esfera pressionada ou colada no material da armadura (115) na porção do mancal (162) do mancal (145). Também é concebível que a esfera seja soldada com o material da armadura (115) na porção do mancal (162). Desta maneira é obtida uma conexão extremamente forte da esfera à armadura (115). A esfera pode ser produzida de um metal, por exemplo de aço, e/ou compreender um material diferente do material da armadura (115). Para este propósito, o material da esfera pode ser selecionado de acordo com um critério de mínimo desgaste, enquanto que o material da armadura (115) pode ser selecionado de acordo com um critério de fluxo magnético otimizado, respectivamente máximo. No entanto, também é concebível que ao invés de uma esfera, a protuberância (160) possa ser formada apenas por meio de uma gravação unilateral no material da armadura (115). Desta maneira pode ser omitida a incorporação em separado de uma esfera no material da armadura (115), permitindo ainda assim a formação de uma protuberância pelo menos parcialmente redonda sobre uma superfície da armadura (115) e que cumpre as mesmas funções de uma esfera. Também podem ser providenciadas duas esferas uma ao lado da outra, o que será explicado com mais detalhes na descrição que segue.

[037] Nesta modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, a mola (120) encontra-se configurada como uma mola de lâmina e arranjada na porção do mancal em um lado da armadura (115) oposto à bobina (140). Neste caso a mola (120) possui a função de pressionar sem folgas, por exemplo, a(s) esfera(s) fixada(s) na armadura (115), para o interior da contra-concha (por exemplo de formato trapezoidal) ou da reentrância (165) da carcaça (170) do elemento de bobina (110). A armadura (115) pode ser fixada pela mola (120) de tal maneira que a armadura (115) seja mantida em uma posição predeterminada pela mola (120). Esta modalidade de execução exemplificativa oferece a vantagem de que uma força constante de pré-carga pode ser exercida na armadura (115), e a força exercida pela mola (120) sobre a armadura (115) pode ser introduzida o mais próximo possível de um ponto de aplicação de força no eixo de rotação sobre a armadura (115).

[038] Alternativamente, a armadura (115) também pode ser engatada no elemento de bobina (110). Neste caso, a mola (120) que é configurada, por exemplo, como uma mola de lâmina, pode ser omitida.

[039] Uma outra modalidade de execução exemplificativa da abordagem aqui apresentada também é concebível, na qual um mancal de agulhas não ilustrado na Figura 1A pode ser utilizado para realizar a orientação lateral da armadura (115). Desta maneira pode ser obtida uma orientação extremamente estável da armadura (115).

[040] Ao contrário das modalidades de execução das válvulas de armadura basculante nas quais a região exposta ao meio é separada da região na qual é constituído o fluxo magnético, a modalidade de execução exemplificativa aqui ilustrada apresenta uma função dupla. A região em torno da armadura (115) é selada e separa as regiões expostas ao meio. Estas regiões também conduzem o fluxo magnético.

[041] A Figura 1B mostra uma ilustração em corte transversal de uma válvula de armadura basculante (100) de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção, na qual a armadura (115) se encontra na segunda posição (149). Neste caso, uma corrente elétrica encontra-se conectada através da bobina (140) e a armadura (115) é atraída, provocando a formação de um campo magnético ilustrado por meio das linhas de campo (180). Quando a corrente elétrica conectada através da bobina (140) é desligada, a armadura (115) pode retornar, por exemplo, para a primeira posição (147) por meio do efeito da gravidade.

[042] Em função da força magnética presente no estado ligado da bobina (140), a força de suporte sobre as protuberâncias (160) é aumentada. No caso de um campo magnético não magnetizado, a força de apoio pode, no entanto, ser reduzida, porque as forças laterais também são reduzidas. Neste caso, o suporte da armadura (115) no estado não magnetizado pode ser realizado com um nível de força muito reduzido, o que por sua vez é vantajoso em função do menor desgaste.

[043] A Figura 2 mostra uma ilustração em perspectiva de uma armadura (115) a ser utilizada em uma válvula de armadura basculante (100) de acordo com uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção. Nesta modalidade de execução exemplificativa, a armadura compreende além do elemento de vedação (125), várias (neste caso duas) esferas como protuberâncias (160) e/ou (160)a, as quais se encontram arranjadas em uma direção que forma um eixo de rotação na armadura (115) após a aplicação de uma corrente elétrica através da bobina (140). Estas esferas como protuberâncias (160) e/ou (160)a podem, por exemplo, ser pressionadas cada uma com uma força constante no interior de uma reentrância com o formato de um símbolo ômega na armadura (115), fazendo com que, por um lado, a tensão no material ao pressionar as esferas (160) e/ou (160)a na armadura (115) possa ser reduzida, e por outro lado, ainda assim assegurando uma fixação segura para as esferas.

[044] Resumidamente, deve ser observado que, contrastando com as abordagens convencionais, a abordagem aqui apresentada propõe um suporte que dispensa um mancal de agulhas e que não necessita de uma orientação axial para o mancal de agulhas por meio de uma mola. Deste modo, pode ser descartada a utilização de uma mola complexa. Na abordagem aqui apresentada, o mancal de agulhas é substituído por pelo menos uma protuberância na armadura (115), particularmente por duas esferas de suporte. Deste modo, por exemplo, podem ser fixadas duas direções axiais, e a orientação axial por meio da mola pode ser omitida. Deste modo, também é possível realizar um suporte mais preciso da armadura (115) na segunda direção axial.

[045] No conceito aqui apresentado com pelo menos uma protuberância (160), particularmente tendo duas esferas como protuberâncias (160), um suporte flutuante para a armadura (115) não pode mais ser realizado, mas sim um suporte fixo, permitindo desta maneira uma centralização melhorada, menores forças magnéticas transversais resultantes da mesma, e consequentemente um menor desgaste do mancal.

[046] Outra vantagem da abordagem aqui apresentada reside no fato de que, em função da omissão da orientação axial do mancal de agulhas por meio da mola, o local do suporte pode ser posicionado, por exemplo, no interior de uma carcaça cilíndrica (170). Uma manufatura significativamente melhorada da carcaça (170) pode ser obtida com esta modalidade de execução exemplificativa.

[047] Além disso, a abordagem aqui apresentada é vantajosa pelo fato de que, desta maneira, torna-se possível disponibilizar um método econômico de produção da armadura, pois as mencionadas esferas podem ser prensadas e fixadas sobre a mesma, respectivamente, a protuberância pode ser prensada ou estampada diretamente na armadura durante o processo de estampagem.

[048] Além disso, é vantajoso que o corpo da bobina seja produzido de tal maneira que as reentrâncias (165) presentes no material plástico do corpo da bobina, respectivamente, do elemento de bobina (110), respectivamente, da sua carcaça (170), e que operam como posições de suporte, sejam produzidas com um formato trapezoidal. Além disso, é vantajoso que uma das posições de contra-suporte das esferas seja formada como um orifício alongado. Desta maneira, o desvio de tolerância da distância das duas esferas como protuberâncias (160) pode ser compensado, ou seja, uma das esferas fixa então o segundo eixo. O primeiro eixo passa, portanto, através das duas esferas.

[049] Contrastando com as abordagens convencionais nas quais é utilizada uma mola envolvendo a armadura e tendo diversas funções simultâneas, a utilização de duas molas é vantajosa, por exemplo a utilização uma mola para cada função remanescente. De acordo com a abordagem aqui apresentada, a armadura (115) pode ser montada isenta de folgas por meio de uma das molas remanescentes, se a mola (120) engatar entre as posições de suporte ou a(s) protuberância(s) (160). Esta mola (120) pode ser configurada como uma mola de lâmina, introduzindo a sua força centralmente entre as esferas de suporte operando como protuberâncias (160), por exemplo. Alternativamente também podem ser utilizadas duas molas helicoidais atuando diretamente sobre as esferas de suporte operando como protuberâncias (160), por exemplo. Isto significa que as esferas de suporte operando como protuberâncias (160) servem tanto como posições de suporte, como de assentos de mola. Particularmente, aqui é apresentada uma modalidade de execução exemplificativa da presente invenção tendo uma válvula de armadura basculante com esferas de suporte.

[050] A Figura 3 ilustra um fluxograma de um método (300) de produção de acordo com uma modalidade de execução da presente invenção. O método (300) de produção de uma válvula de armadura basculante (100) de acordo com uma variante da modalidade de execução aqui apresentada compreende uma etapa (310), que consiste em providenciar um elemento de bobina que apresenta pelo menos um núcleo de bobina e uma bobina localizada radialmente em torno do núcleo de bobina, uma armadura suportada por meio de um mancal montado em um lado frontal da armadura, o mencionado mancal sendo formado por uma protuberância pelo menos parcialmente redonda localizada na porção de suporte da armadura, um elemento de vedação e um invólucro de cobertura no qual se encontra localizado um assento de válvula com uma saída e uma entrada para um fluido. Além disso, o método (300) de produção compreende uma etapa (320) de montagem do elemento de bobina, da armadura, do elemento de vedação e do invólucro de cobertura, de tal maneira que a armadura seja móvel de uma primeira posição para uma segunda posição, particularmente com a aplicação de uma corrente elétrica na bobina. O elemento de vedação encontra-se localizado no lado da armadura que se afasta do elemento de bobina, e a saída pode ser fechada em um modo estanque a fluidos na primeira posição da armadura por meio do elemento de vedação e/ou a saída é liberada na segunda posição da armadura.

[051] A Figura 4 ilustra um fluxograma de um método (400) de operação de uma válvula de armadura basculante (100) de acordo com uma variante da modalidade de execução exemplificativa aqui apresentada. O método (400) de operação de uma válvula de armadura basculante (100) compreende uma etapa (410) de aplicação de uma corrente elétrica à bobina do elemento de bobina, tendo o propósito de mover a armadura da primeira posição para a segunda posição.

[052] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos de cada uma das modalidades de execução exemplificativas da presente invenção como um controlador (500A) e/ou (500B). O controlador (500A) compreende uma unidade (510) para proporcionar um elemento de bobina que apresenta pelo menos um núcleo de bobina e uma bobina que se encontra arranjada radialmente em torno do núcleo de bobina, uma armadura montada em uma face lateral da armadura por meio do mancal, sendo que o mancal é formado por uma protuberância pelo menos parcialmente redonda na porção de suporte da armadura, um elemento de vedação e um invólucro de cobertura no qual se encontra localizado um assento de válvula tendo uma saída e uma entrada para um fluido. Além disso, o controlador (500) compreende uma unidade (520) para a montagem do elemento de bobina, da armadura, do elemento de vedação e do invólucro de cobertura, de tal maneira que a armadura seja móvel de uma primeira posição para uma segunda posição, particularmente com a aplicação de uma corrente elétrica à bobina, o elemento de vedação se encontra localizado no lado da armadura que se afasta do elemento de bobina, e a saída pode ser fechada em um modo estanque a fluidos na primeira posição da armadura por meio do elemento de vedação e/ou a saída é liberada na segunda posição da armadura.

[053] O controlador (500B) compreende uma unidade (530) para a aplicação de uma corrente elétrica à bobina do elemento de bobina com o propósito de mover a armadura da primeira posição para a segunda posição.

[054] O lado posterior da válvula de armadura basculante (100) pode ser utilizado tanto como amortecedor como elemento de vedação, por exemplo, para válvulas solenoide 2/2 NO ou 3/2. Desta maneira, a válvula de armadura basculante (100) pode ser utilizada vantajosamente como um subcomponente de diversas famílias de válvulas de solenoide, fazendo com que a flexibilidade de utilização da válvula de armadura basculante (100) possa ser significativamente aumentada.

[055] Como vantagem da abordagem aqui apresentada em oposição à utilização de uma armadura de mergulho, também deve ser mencionado que uma circulação livre do ar pode ser possibilitada através do núcleo ou através de uma região localizada entre o corpo da bobina e o núcleo.

[056] As modalidades de execução exemplificativas da presente invenção de uma válvula de armadura basculante e o método de produção e de funcionamento da válvula de armadura basculante aqui apresentada, podem ser utilizados em todas as aplicações, tais como em setores de hidráulica, pneumática e de ímãs operacionais, e particularmente em todas as aplicações em setores de veículos, tais como freios, suspensões a ar, ar condicionado, transmissões e válvulas magnéticas variáveis, e para válvulas de comutação. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 100 válvula de armadura basculante 110 elemento de bobina 115 armadura 120 mola 125 elemento de vedação 130 invólucro de cobertura 135 núcleo de bobina 140 bobina 145 mancal 147 primeira posição 149 segunda posição 150 assento de válvula 155 saída 157 entrada 160 protuberância 160a protuberância adicional 162 porção de suporte 165 reentrância 170 carcaça 300 método de produção de uma válvula de armadura basculante 310 etapa de fornecimento 320 etapa de montagem 400 método de operação de uma válvula de armadura basculante 410 etapa de aplicação 500A controlador para a execução de um método de produção operação 510 unidade para o fornecimento 520 unidade para a montagem 500B controlador para a execução de um método de 530 unidade para a aplicação

Claims

1. VÁLVULA DE ARMADURA BASCULANTE (100), que compreende pelo menos um elemento de bobina (110) tendo pelo menos um núcleo de bobina (135) e uma bobina (140) que se encontram localizados radialmente em torno do núcleo de bobina (135); uma armadura (115) montada em uma face lateral da armadura (115) por meio de um mancal (145), sendo que a armadura (115) é móvel de uma primeira posição (147) para uma segunda posição (149), sendo que a armadura (115) é formada por uma protuberância (160) localizada em uma porção de suporte (162) da armadura (115); um elemento de vedação (125) localizado sobre o lado da armadura (115) voltado para o elemento de bobina (110) ou afastado dele; e um assento de válvula (150) que apresenta uma saída (155) e uma entrada (157) para um fluido (158), sendo que a saída (155) pode ser fechada em um modo estanque a fluidos por meio do elemento de vedação (125) na primeira posição (147) da armadura (115) e/ou sendo que a saída (155) é liberada na segunda posição (149) da armadura (115), o assento de válvula (150) sendo particularmente arranjado em um lado voltado para o elemento de bobina (110) ou afastado do mesmo em relação à armadura (115), caracterizada pelo fato de que a protuberância (160) é formada por uma esfera introduzida na porção de suporte (162) da armadura (115).

2. VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a protuberância (160) se encontra localizada em um lado da porção de suporte (162) da armadura (115) voltado para a bobina (140).

3. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 2, caracterizada pelo fato de compreender pelo menos uma protuberância adicional (160a) na porção de suporte (162), em particular em que a protuberância adicional (160a) é formada por uma esfera introduzida na porção de suporte (162) da armadura (115).

4. VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a protuberância adicional (160a) se encontra localizada em um lado da porção de suporte (162) da armadura (115) voltado para a bobina (140) e/ou apresenta pelo menos um formato pelo menos parcialmente esférico ou um formato de uma tampa esférica.

5. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a protuberância (160) e a protuberância adicional (160a) encontram-se orientadas uma para a outra em uma direção que forma o eixo de rotação da armadura (115).

6. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a esfera é particularmente pressionada e/ou moldada na porção de suporte (162) da armadura (115) e/ou a esfera introduzida é encaixada em uma reentrância com o formato de um símbolo ômega na armadura (115).

7. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 6, com uma carcaça (170), caracterizada pelo fato de que uma porção da carcaça (170) da válvula de armadura basculante (100) oposta à protuberância (160) compreende uma reentrância (165) para a acomodação da protuberância (160), a mencionada porção envolvendo particularmente pelo menos parcialmente ou acomodando a bobina (140).

8. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 7, caracterizada pelo fato de compreender uma mola (120) para empurrar a pelo menos uma protuberância (160) contra o elemento de bobina (110) ou contra a carcaça (170) da válvula de armadura basculante (100), a mola (120) sendo formada particularmente como uma mola de lâmina, uma mola de perna ou um elemento dobrado de arame.

9. VÁLVULA (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a mola (120) se encontra arranjada em um lado da armadura (115) oposto à bobina (140).

10. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 8 a 9, caracterizada pelo fato de que a mola (120) é configurada para direcionar a armadura (115) lateralmente e/ou para manter a armadura (115) em uma posição predeterminada.

11. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 10, caracterizada pelo fato de que um elemento de orientação projetado para direcionar a armadura (115) axialmente em uma direção se encontra localizado entre o invólucro de cobertura (130) e o elemento de bobina (110), sendo que o mencionado elemento de orientação consiste particularmente de um mancal de agulhas.

12. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o assento de válvula (150) é formado como um elemento de múltiplas partes, sendo que os elementos do assento de válvula (150) foram particularmente fixados uns aos outros antes da ativação da válvula de armadura basculante (100).

13. VÁLVULA (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o elemento de vedação (125) pode ser utilizado como um elemento de amortecimento, e/ou o elemento de vedação (125) foi acoplado na armadura (115) por meio de um processo de vulcanização, e/ou a armadura (115) é formada como um amortecedor ou elemento de vedação (125).

14. MÉTODO (400) DE PRODUÇÃO DE UMA VÁLVULA DE ARMADURA BASCULANTE (100), conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 13, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: - providenciar (410) um elemento de bobina (110) tendo pelo menos um núcleo de bobina (135) e uma bobina (140) arranjada radialmente em torno do núcleo de bobina (135), uma armadura (115) que é acomodada em um lado frontal da armadura (115) por meio de um mancal (145), sendo que o mancal (145) é formado por uma protuberância (160) localizada em uma porção de suporte (162) da armadura (115), em que a protuberância (160) é formado por uma esfera introduzida na porção de suporte (162) da armadura (115), um elemento de vedação (125) e um invólucro de cobertura (130) no qual se encontra localizado um assento de válvula (150) tendo uma saída (155) e uma entrada (157) para um fluido (158); e - montar (420) o elemento de bobina (110), a armadura (115), o elemento de vedação (125) e o invólucro de cobertura (130) de tal maneira que a armadura (115) seja móvel de uma primeira posição (147) para uma segunda posição (149), o mencionado elemento de vedação (125) estando localizado no lado da armadura (115) que se afasta do elemento de bobina (110), e a saída (155) pode ser fechada em um modo estanque a fluidos por meio do elemento de vedação (125) na primeira posição (147) da armadura (115) e/ou a saída (155) é liberada na segunda posição (149) da armadura (115).