BR112012018612B1

BR112012018612B1 - Válvula eletromagnética

Info

Publication number: BR112012018612B1
Application number: BR112012018612-4A
Authority: BR
Inventors: Tim Ferguson; William Doyle; David E. Collins
Original assignee: Kelsey-Hayes Company
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2011-02-03
Publication date: 2020-02-18
Also published as: EP3246218A1; CN102741599B; WO2011097392A2; EP2531757A4; US20120326065A1; US8985549B2; EP2531757B1; BR112012018612A2; EP2531757A2; CN102741599A; EP3246218B1; WO2011097392A3

Abstract

válvula eletromagnética. uma válvula eletromagnética (32) para utilização no controle de fluxo de fluido entre primeira e segunda passagem (p1,p2) em um bloco de válvula hidráulica (4) inclui um corpo de válvula (51). o corpo de válvula (51) define um eixo central (a), possui uma abertura central (51a) através do meso, possui uma extremidade inferior (54) adaptada para ser inserida em um orifício (19) do bloco de válvula (4), e é provida com uma abertura cilíndrica inferior (70). uma armadura (56) é axialmente móvel dentro do corpo de válvula (51) e é inclinada por uma mola em uma direção axial (57a). um elemento de fecho (88) é transportado por uma extremidade inferior (54) da armadura (56). uma bobina eletromagnética (64) circunda coaxialmente a armadura (56) e é operável para efetuar movimento axial oposta a uma direção (57b). um membro de assento de válvula (62) é transportado pela extremidade inferior (54) do corpo de válvula (51) e possui um orifício (98) provendo fluxo de fluido entre a primeira e segunda passagem de bloco de válvula (p1,p2). o membro de assento de válvula (62) define um assento de válvula (96) que circunda o orifício (98) e coopera com o elemento de fecho (88) para fechar seletivamente o orifício (98). o membro de assento de válvula (62) inclui uma porção tubular cilíndrica (90) retida friccionalmente na abertura cilíndrica inferior (70) do corpo de válvula (51). a abertura cilíndrica inferior (70) do corpo de válvula (51) é provida com uma superfície de parada (68) na sua extremidade superior, e uma parte superior (92) da porção cilindrica (90) do membro de assento de válvula (62) inclui um flange (100) acoplásvel com a superfície de parada (68) para limitar movimento descendente do membro de assento de válvula (62) relativo ao corpo de válvula (51).

Description

VÁLVULA ELETROMAGNÉTICA

Inventores: Tim Ferguson, David E. Collins e William Doyle. FUNDAMENTOS [001] A presente invenção será descrita agora com referência ocasional às modalidades ilustradas da invenção. Esta invenção pode, no entanto, ser incorporada em diferentes formas e não deve ser construída como que limitada às modalidades aqui estabelecidas, tampouco em qualquer ordem de preferência. Pelo contrário, estas modalidades são providas de tal forma que esta divulgação será mais completa, e vai transmitir o escopo da invenção para aqueles versados na técnica.

[002] A menos que definido de modo contrário, todos os termos técnicos e científicos usados aqui têm o mesmo significado, como entendido comumente por alguém versado ordinariamente na técnica a qual esta invenção pertence. A terminologia usada na descrição da presente invenção é para descrever apenas modalidades particulares e não é destinada a ser limitante da invenção. Como utilizadas na descrição da invenção e nas reivindicações em anexo, as formas singulares “um”, “uma” e “o/a” são destinadas a incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique claramente o contrário.

[003] A menos que indicado de modo contrário, todos os números expressando quantidades de ingredientes, propriedades tais como peso molecular, condições de reação e assim por diante, como usado na especificação e nas reivindicações, devem ser entendidas como sendo modificadas em todos os casos pelo termo “cerca de/aproximadamente”. Consequentemente, a menos que indicado de outro modo, as propriedades numéricas exibidas na especificação e nas reivindicações são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas procuradas para ser obtidas em modalidades da presente invenção. Não obstante o fato de que as faixas numéricas e parâmetros exibindo o amplo escopo da invenção são aproximações, os valores numéricos exibidos nos exemplos específicos

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2/17 são reportados o mais precisamente possível. Quaisquer valores numéricos, porém, contêm inerentemente certos erros necessariamente resultantes do erro encontrado em suas respectivas medições.

[004] Várias modalidades de uma válvula de controle são descritas aqui. Em particular, as modalidades descritas aqui são montadas em uma unidade de controle hidráulico de um sistema de frenagem controlado eletronicamente.

[005] Sistemas de frenagem controlados eletronicamente para veículos são bem conhecidos. Um tipo de sistema de frenagem controlado eletronicamente inclui uma unidade de controle hidráulico (HCU) conectada em comunicação fluida entre um cilindro mestre e uma pluralidade de freios de roda. A HCU inclui normalmente um alojamento contendo válvulas de controle e outros componentes para controlar seletivamente a pressão de frenagem hidráulica nos freios de roda.

[006] Válvulas de controle para HCU são comumente formadas como válvulas solenóides eletronicamente atuadas. Uma válvula solenóide típica inclui uma armadura cilíndrica recebida de modo deslizante em uma manga ou tubo de fluxo para movimento em relação a um assento de válvula. Uma mola é usada para inclinar a armadura em uma posição aberta ou fechada, portanto, permitindo ou bloqueando, respectivamente, fluxo de fluido através da válvula. Um conjunto de bobina é provido sobre a manga. Quando a válvula é energizada, um campo eletromagnético ou fluxo gerado pelo conjunto de bobina faz a armadura deslizar respectivamente da posição aberta ou fechada inclinada para uma posição fechada ou aberta.

[007] Válvulas de controle montadas em uma HCU são atuadas por uma unidade de controle eletrônico (ECU) para prover funções desejadas de frenagem, tais como frenagem anti-travamento, controle de tração e controle de estabilidade de veículo.

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3/17 [008] A fim de prover respostas de frenagem desejadas, uma armadura deve responder rapidamente e de maneira previsível a um campo eletromagnético gerado por um conjunto de bobina energizado.

RESUMO [009] O presente pedido descreve várias modalidades de uma válvula eletromagnética para uso no controle de fluxo de fluido entre primeira e segunda passagem em um bloco de válvula hidráulica. Uma modalidade da válvula eletromagnética inclui um corpo de válvula. O corpo de válvula define um eixo central, possui uma abertura central através do mesmo, possui uma extremidade inferior adaptada para ser inserida em um orifício do bloco de válvula e é provido com uma abertura cilíndrica inferior. Uma armadura é axialmente móvel dentro do corpo de válvula e é inclinada por força de mola em uma direção axial. Um elemento de fecho é transportado por uma extremidade inferior da armadura. Uma bobina eletromagnética circunda a armadura e é operável para efetuar movimento axial da armadura em uma direção axial oposta a uma direção. Um membro de assento de válvula é transportado pela extremidade inferior do corpo de válvula e possui um orifício que provê fluxo de fluido entre a primeira e segunda passagem de bloco de válvula. O membro de assento de válvula define um assento de válvula que circunda o orifício e coopera com o elemento de fecho para fechar seletivamente o orifício. O membro de assento de válvula inclui uma porção tubular cilíndrica retida friccionalmente na abertura cilíndrica inferior, com uma superfície de parada na sua extremidade superior, e uma parte superior da porção cilíndrica do membro de assento de válvula inclui um flange acoplável com a superfície de parada para limitar movimento descendente do membro de assento de válvula relativo ao corpo de válvula.

[0010] Outras vantagens da válvula eletromagnética se tornarão aparentes para aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhada a seguir, quando lidas sob a luz das figuras que a acompanham.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

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4/17 [0011] Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de frenagem veicular que possui uma válvula de esvaziamento normalmente fechada.

[0012] Figura 2 é uma visualização em corte transversal da válvula de esvaziamento ilustrada na figura 1.

[0013] Figura 3 é uma visualização ampliada da válvula de fornecimento normalmente fechada ilustrada na figura 1.

[0014] Figura 4 é uma visualização em perspectiva ampliada da válvula de esvaziamento ilustrada na figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0015] Um sistema de frenagem veicular hidráulico é indicado de modo geral por 10 na figura 1. A modalidade ilustrada do sistema de frenagem veicular 10 inclui válvulas e outros componentes descritos abaixo para prover uma capacidade de controle de frenagem eletrônica. O sistema de frenagem veicular 10 é projetado para ser exemplar, e será apreciado que existem outras configurações de sistema de controle de frenagem que podem ser utilizados para implementar as várias modalidades de válvulas descritas aqui. Em outras modalidades, o sistema de frenagem 10 pode incluir componentes para prover uma frenagem anti-travamento, controle de tração e/ou função de controle de estabilidade veicular.

[0016] O sistema de frenagem veicular 10 possui dois circuitos de frenagem separados 11A e 11B, respectivamente, os quais estão representados nas metades da esquerda e da direita da figura 1. Na modalidade exemplar ilustrada na figura 1, os circuitos fornecem pressão para uma fonte e frenagem de roda traseira. A frenagem de roda traseira ilustrada é disposta diagonalmente em relação à frenagem de roda dianteira. Somente um circuito de frenagem esquerdo 11A na figura 1 é descrito a seguir com mais detalhes, no entanto, um circuito de frenagem direito 11B na figura 1 é estruturado da mesma maneira.

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5/17 [0017] O sistema de frenagem 10 inclui uma primeira unidade geradora de pressão controlada por acionador 12 com um pedal de freio 14, uma unidade de potência de frenagem 16 e um cilindro de freio mestre tandem 18, o qual pressiona o fluido de freio para fora de um reservatório 20 nos dois circuitos de frenagem 11A e 11B. É disposto atrás de uma saída do cilindro de freio mestre tandem 18 um sensor de pressão 22 para detectar a entrada do acionador.

[0018] Sob condições normais de acionamento, uma pressão de fluido de freio que emana a partir da primeira unidade geradora de pressão controlada por acionador 12 continua através da disposição de válvula de bloqueio 24 e uma disposição de válvula 26 de sistema de frenagem antitravamento (ABS) para os cilindro de freio de roda 28. A disposição de válvula ABS 26 inclui uma entrada ABS ou válvula de isolamento 30 e uma válvula de esvaziamento ou descarga ABS 32. A válvula de entrada ABS 30 está normalmente aberta, e a válvula de descarga ABS 32 está normalmente fechada. Cada cilindro de freio de roda 28 inclui uma disposição de válvula ABS 26 e a pressão de fluido de freio de ambos os circuitos de frenagem é distribuído diagonalmente no veículo para um respectivo par de cilindros de frenagem de roda 28 (esquerda dianteira (FL) e direita traseira (RR), ou direita dianteira (FR) e esquerda traseira (RL)), respectivamente. A disposição de válvula de bloqueio ilustrada 24 é parte de um controle de tração ou sistema de controle de estabilidade veicular e inclui uma válvula de isolamento 25 que está normalmente aberta em um estado sem corrente. Em um estado carregador de corrente a disposição de válvula de bloqueio 24 é bloqueada a partir de um refluxo do fluido de freio dos cilindros de frenagem de roda 28 para o cilindro de freio mestre 18.

[0019] Pressão de fluido de freio pode ser construída independentemente da primeira unidade geradora de pressão controlada por acionador 12 através de uma segunda unidade geradora de pressão autônoma 34. A segunda unidade geradora de pressão autônoma 34 inclui

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6/17 uma bomba 36 acionada por um motor de bomba 39, um atenuador 44 e um orifício 38. O atenuador 44 está em comunicação fluida com uma saída de bomba 46 e com o lado de entrada 40 do orifício 38. Pulsações que emanam da bomba 36 são flutuações periódicas no fluxo de fluido de freio. O atenuador 44 admite fluido de freio durante os picos de pulsação e os libera novamente entre os picos de pulsação. Como resultado, o atenuador 44 nivela uma progressão de pressão temporal no lado interno 40 do orifício 38.

[0020] São dispostos no lado de admissão da bomba 36 um acumulador de baixa pressão (LPA) 48 e uma entrada de bomba ou válvula de fornecimento 50. A válvula de entrada de bomba ilustrada 50 é uma válvula normalmente fechada. Quando a válvula de entrada de bomba 50 está sem corrente ou fechada, a bomba 36 é fornecida com fluido de freio do LPA 48. Quando a válvula de entrada de bomba 50 está carregando corrente ou aberta, a bomba 36 também pode sugar fluido de freio do cilindro de freio mestre 18.

[0021] A primeira unidade geradora de pressão controlada por acionador 12 e a segunda unidade geradora de pressão autônoma 34 transporta fluido de freio em um ramo de frenagem comum 52 de um ou dois circuitos de frenagem. Como resultado, ambas as unidades geradoras de pressão 12, 34 podem formar pressão de fluido de frenagem para os cilindros de frenagem de roda 28 do circuito de frenagem independentemente um do outro.

[0022] O sistema de frenagem veicular 10 descrito acima utiliza a segunda unidade geradora de pressão autônoma 34 para gerar pressão de frenagem dentro do escopo de um controle de estabilidade veicular (função VSC). Além disso, a unidade geradora de pressão autônoma 34 também é utilizada para o controle de cruzeiro adaptativo (função ACC). No processo, a segunda unidade geradora de pressão autônoma 34 pode formar pressão de fluido de freio para frear autonomamente o veículo no curso de uma função pare e siga em sucessão frequente e não apenas em situações de

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7/17 condução extraordinárias ou relativamente raras. Isso também ocorre com baixa predominância para velocidade de direção moderadas, nas quais o nível de ruído básico no interior do veículo é relativamente baixo. Sob tais condições, unidades geradoras de pressão conhecidas representam uma fonte de ruído e pulsação que é incômoda em termos de conforto ao dirigir.

[0023] Será entendido que o sistema de frenagem veicular 10 pode incluir um bloco de válvula hidráulica ou unidade de controle hidráulico (HCU) 4 (não mostrado na figura 1) conectada em comunicação fluida entre o cilindro de freio mestre 18 e cilindros de frenagem de roda 28. Como melhor mostrado na figura 2, a HCU 4 tipicamente inclui um alojamento 2 contendo as várias válvulas de controle e outros componentes descritos aqui para controlar seletivamente a pressão de frenagem hidráulica nos cilindros de frenagem de roda 28.

[0024] Como mostrado em 54 na figura 1, o sistema de frenagem veicular 10 pode incluir uma unidade de controle eletrônico (ECU) que recebe sinais de entrada de sensores, tais como taxa de guinada, pressão de cilindro mestre, aceleração lateral, ângulo de direção e sensores de velocidade de roda. A ECU também pode receber dados de velocidade de solo do sistema ACC 56. O sistema ACC pode receber dados de entrada de um radar e do sensor de taxa de guinada veicular. Um exemplo de um sistema de controle veicular adaptado para controlar pressão de fluido em um sistema de frenagem veicular controlado eletronicamente e em um sistema ACC controlado eletronicamente é divulgado em U.S. Patent número 6,304,808 para Milot, que é incorporado aqui por referência.

[0025] Uma visualização seccional de uma modalidade exemplar da válvula de esvaziamento 32 é mostrada na figura 2. A válvula de esvaziamento 32 é recebida em um orifício 19 formado no alojamento 2. A válvula de esvaziamento 32 inclui um corpo de válvula ou manga 51 que possui uma primeira extremidade (a extremidade superior quando visualizada na figura 2) e uma segunda extremidade 54 (a extremidade

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8/17 inferior quando visualizada na figura 2). A manga 51 define um eixo central ou longitudinal A. Uma armadura 56 possui uma primeira extremidade 58 e uma segunda extremidade 60 e é recebida de modo deslizante na manga 51.

[0026] A válvula de esvaziamento 32 inclui adicionalmente um membro de assento de válvula 62 e uma montagem de bobina 64 disposta sobre a manga 51. Porque a válvula de esvaziamento 32 é uma válvula normalmente fechada, a armadura 56 é inclinada em contato com o membro de assento de válvula 62 através de uma mola 66 quando a montagem de bobina 64 da válvula de esvaziamento 32 não é energizada, bloqueando, portanto, fluxo de fluido através da válvula de esvaziamento 32. Quando a montagem de bobina 64 é energizada, a armadura 56 é impelida do membro de assento de válvula 62 para permitir fluxo de fluido entre uma primeira passagem P1 e uma segunda passagem P2 e através da válvula de esvaziamento 32, como indicado pelas setas 29.

[0027] Na modalidade ilustrada, a manga 51 possui uma abertura central 51A através da mesma e é formada como uma peça individual de material não ferromagnético em um processo de repuxo profundo. Um exemplo de material ferromagnético adequado é aço inoxidável. Um exemplo de material ferromagnético adequado é aço inoxidável. No entanto, será entendido que aço de baixo carbono não é necessário e que a manga 51 pode ser formada a partir de qualquer outro material não ferromagnético desejado.

[0028] A primeira extremidade 52 da manga 51 define uma porção cilíndrica que se estende axialmente. A segunda extremidade 54 da manga 51 inclui uma parede que se estende radialmente para dentro, a qual define uma superfície de parada ou ombro 68. O ombro 68 define, adicionalmente, uma abertura de manga ou abertura cilíndrica inferior 70. A abertura 70 inclui uma porção cilíndrica que esse estende axialmente 72. O ombro 68 possui pelo menos uma abertura de fluxo de fluido 74 formada nele.

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9/17 [0029] Um colar de montagem substancialmente cilíndrico 76 é anexado, tal como por soldagem, sobre uma superfície externa da segunda extremidade 54 da manga 51. O colar ilustrado 76 inclui um flange circunferencial que se estende para fora 78 em uma extremidade (a extremidade inferior quando visualizada na figura 2). Um centro magnético 82 é anexado dentro da primeira extremidade 52 da manga 51, fechando, portanto, a primeira extremidade 52 da manga 51. O centro 82 pode ser anexado à primeira extremidade 52 da manga 51 por quaisquer meios adequados, tais como com uma soldagem individual a laser. Alternativamente, o centro 82 pode ser anexado à primeira extremidade 52 da manga 51 através de qualquer outro método desejado.

[0030] A armadura 56 é recebida de modo deslizante na primeira extremidade 52 da manga 51. Na modalidade exemplar ilustrada, a primeira extremidade 58 da armadura 56 inclui uma cavidade de mola 84. A mola 66 é disposta na cavidade 84 e se acopla à armadura 56 e ao centro 82 para impelir a armadura 56 em direção ao membro de assento de válvula 62 (na direção da seta 57A) quando a válvula de bomba 32 está na posição fechada. Quando a montagem de bobina 64 é energizada, a armadura 56 se distancia do membro de assento de válvula 62 (na direção da seta 57B), de tal modo que a armadura 56 é disposta em um extremo de afastamento do membro de assento de válvula 62 e fica em uma posição de abertura (não ilustrada).

[0031] Um recesso substancialmente cilíndrico 86 é formado em uma superfície de extremidade da segunda extremidade 60. Um elemento de fechamento esférico ou esfera 88 é pressionado no recesso 86. Na modalidade ilustrada, a esfera 88 é formada de aço. Alternativamente, a esfera 88 pode ser formada de qualquer outro metal ou não-metal substancialmente não deformável. A esfera 88 atua como um elemento de selagem de válvula e se acopla ao membro de assento de válvula 62 quando a válvula 32 está na posição fechada (por exemplo, a montagem de bobina 64 não é energizada, como mostrado na figura 2). Será entendido que a

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10/17 esfera 88 não é necessária e que um elemento de selagem de válvula pode ser integralmente formado na armadura 56 na segunda extremidade 60 da armadura 56.

[0032] Na modalidade ilustrada, a armadura 56 é formada de material ferromagnético em um processo de formação a frio. Um exemplo de material ferromagnético adequado é aço de baixo carbono. Será entendido, no entanto, que aço de baixo carbono não é necessário e que a armadura 56 pode ser formada de qualquer outro material ferromagnético desejado.

[0033] O membro de assento de válvula 62 inclui um corpo ou porção tubular geralmente cilíndrica 90, uma parte superior ou primeira extremidade 92 e uma parte inferior ou segunda extremidade 94. A primeira extremidade 92 define um assento de válvula 96 que circunda um orifício ou furo 98. Um flange circunferencial que se estende radialmente para fora 100 é formado na primeira extremidade 92, adjacente ao assento de válvula 96.

[0034] Na modalidade ilustrada, o assento de válvula 96 inclui um rebordo circunferencial 96A que circunda o furo 98. O rebordo ilustrado 96A possui um contorno de superfície toroidal ou substancialmente arredondado, de tal forma que a esfera 88 se acopla de modo estanque ao rebordo 96A quando a válvula de esvaziamento 32 está na posição fechada.

[0035] Na modalidade ilustrada, o membro de assento de válvula 62 é formado como uma peça individual de material não ferromagnético em um processo de repuxo profundo. Um exemplo de material não ferromagnético adequado é aço inoxidável. Será entendido, no entanto, que aço inoxidável não é necessário e que o membro de assento de válvula 62 pode ser formado de qualquer outro material não ferromagnético desejado. Na modalidade ilustrada, o membro de assento de válvula 62 é alargado a uma distância a partir da primeira extremidade 92 para definir o flange 100. O flange ilustrado 100 inclui uma dobra definida entre duas porções de parede que se estendem de modo substancialmente transversal 110 e 112.

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As porções de parede 110 e 112 encostam uma contra a outra substancialmente sem qualquer espaço entre elas.

[0036] O corpo 90 pode ser encaixo por pressão dentro da porção cilíndrica 72 da abertura de manga 70, de tal modo que o corpo 90 se acopla à porção cilíndrica inferior 72 da manga 51.

[0037] A montagem de bobina 64 é disposta sobre a manga 51, armadura 56 e centro magnético 82 e induz seletivamente um fluxo magnético na armadura 56.

[0038] Um filtro de banda interno que se estende de modo circunferencial 104 pode ser colocado sobre o corpo 90 do membro de assento de válvula 62, embora tal filtro de banda 104 não seja necessário. A superfície interna do filtro 104 sela contra a superfície externa do corpo 90 do membro de assento de válvula 62. Um percurso de fluxo de retorno é definido entre a superfície externa do filtro 104 e a parede do orifício 19 e entre a superfície externa do corpo 90 do membro de assento de válvula 62 e a parede do orifício 19.

[0039] O orifício 19 inclui uma porção de sulco de selo labial 3. Como mostrado na figura 2, a porção de sulco de selo labial 3 é formada de maneira tronco-cônica, como melhor descrito na Publicação da WIPO número WO/2008/097534, a descrição do selo labial e ranhura de selo labial divulgada nesse documento é incorporada aqui por meio de referência.

[0040] Um selo labial 106 é disposto sobre o corpo 90 na segunda extremidade 94 do membro de assento de válvula 62. O selo labial 106 é substancialmente em forma de V em seção transversal, e inclui um corpo anular resiliente 106A. Uma aba de vedação anelar resiliente 106B inclui uma superfície circunferencial externa e se alarga radialmente para fora e para cima do corpo 106A, na direção geral do membro de assento de válvula 62.

[0041] Durante a montagem da modalidade ilustrada da válvula de esvaziamento 32 no alojamento 2, a manga 51 é disposta dentro do

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12/17 orifício 19 do alojamento 2, de tal forma que o flange 78 é suportado sobre uma porção de ombro 23 do orifício 19.

[0042] Na modalidade ilustrada, o flange 78 do colar 76 e, portanto, da válvula de esvaziamento 32 na qual o colar 76 é anexado, é retido e selado dentro do orifício 19 por meio de rebites, em que o material do alojamento 2 é forçado para acoplagem com uma primeira superfície (uma superfície oposta para cima quando visualizada na figura 2) do flange 78. O colar 76 também pode ser retido no orifício 19 por meio de quaisquer meios mecânicos operativos desejados para reter a válvula de esvaziamento 32 dentro do orifício 19.

[0043] Uma visualização seccional de uma modalidade exemplar da válvula de fornecimento é indicada, de modo geral, em 50 na figura 3. A válvula de fornecimento 50 é recebida em um orifício 5 formado no alojamento 2 e controla fluxo de fluido entre uma primeira passagem P1 e uma segunda passagem P2. A válvula de fornecimento 50 inclui um corpo de válvula ou manga 200 que possui uma primeira extremidade 202 (extremidade superior quando visualizada na figura 3) e uma segunda extremidade 204 (extremidade inferior quando visualizada na figura 3) e que define um eixo central B. Uma armadura 206 possui uma primeira extremidade ou extremidade superior 208 e uma segunda extremidade ou extremidade inferior 210 e é recebida de modo deslizante na manga 200. A válvula de fornecimento 50 inclui, adicionalmente, uma montagem de bobina (não mostrada) disposta sobre a manga 200.

[0044] Na modalidade ilustrada, a manga 200 possui uma abertura central 201 através da mesma e é formada como uma peça individual de material não ferromagnético em um processo de repuxo profundo. Um exemplo de material não ferromagnético adequado é aço inoxidável. No entanto, será entendido que aço inoxidável não é necessário e que a manga 200 pode ser formada a partir de qualquer outro material não ferromagnético desejado.

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13/17 [0045] A manga 200 inclui uma primeira porção de corpo ou porção de corpo superior 212 que possui um primeiro diâmetro, uma segunda porção de corpo ou porção de corpo intermediário 214, que possui um segundo diâmetro, e uma terceira porção de corpo ou porção de corpo inferior 216, que possui um terceiro diâmetro. A segunda extremidade 204 da manga 200 inclui um primeiro ombro que se estende radialmente para dentro 218 e que se estende entre a segunda porção de corpo 214 e a terceira porção de corpo 216 e que define um assento de válvula 218. A segunda extremidade 204 define, adicionalmente, uma abertura cilíndrica inferior 207. Uma pluralidade de passagens de fluido 205 é formada na manga 200. Um centro 220 é anexado à primeira extremidade da manga 200, fechando, assim, a primeira extremidade 202 da manga 200. Na modalidade ilustrada, o centro 220 é pressionado dentro da manga 220 com um ajuste de interferência. Além disso, o centro 220 pode ser selado hidraulicamente para a primeira extremidade 202 da manga 200 por meio de quaisquer meios adequados, tais como uma soldagem a laser individual. Alternativamente, o centro 220 pode ser selado para a primeira extremidade 202 da manga 200 por meio de qualquer outro método desejado. Na modalidade ilustrada, o centro 220 é formado a partir de material ferromagnético, tal como aço de baixo carbono.

[0046] A armadura 206 é recebida de modo deslizante na manga 200. Na modalidade exemplar ilustrada, a primeira extremidade 208 da armadura 206 inclui uma cavidade de mola 222. A primeira mola 224 é disposta na cavidade 222 e acopla a armadura 206 e o centro 220 para impelir a armadura 206 e o assento cônico 226 (descrito em detalhes abaixo) em direção ao assento de válvula 218 (na direção da seta 57A), quando a válvula de fornecimento 50 está na posição fechada. Quando a montagem de bobina, representada pela linha fantasma 64', é energizada, a armadura 206 e o assento cônico 226 são dispostos em um extremo de distância do

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14/17 assento de válvula 218, de tal modo que a válvula de fornecimento 50 está em uma posição de abertura (não mostrada).

[0047] Um recesso 228 é formado em uma superfície de extremidade da segunda extremidade 210 da armadura 206. Um elemento de fecho ou esfera 230 é pressionado no recesso 228. Na modalidade ilustrada, a esfera 230 é formada a partir de aço. Alternativamente, a esfera 230 pode ser formada a partir de qualquer metal ou não metal substancialmente não deformável. Na modalidade ilustrada, a armadura 206 é formada a partir de material ferromagnético em um processo de formação a frio. Um exemplo de material ferromagnético adequado é aço de baixo carbono. No entanto, será entendido que aço de baixo carbono não é necessário e que a armadura 206 pode ser formada a partir de qualquer outro material ferromagnético desejado.

[0048] A esfera 226 é disposta entre a armadura 206 e o assento de válvula 218 e inclui um corpo geralmente cilíndrico 232 que possui uma primeira extremidade 234 (extremidade superior quando visualizada na figura 3), e segunda extremidade 236 (extremidade inferior quando visualizada na figura 3), e um orifício 238 através dos mesmos. A primeira extremidade 234 define uma porção de assento 240. Um ombro circunferencial que se estende radialmente para fora 242 é definido em uma superfície externa do assento cônico 226 que intermedia a primeira extremidade 234 e a segunda extremidade 236. Uma segunda mola 244 se estende entre a segunda extremidade 210 da armadura 206 e o ombro 242. Um flange circunferencial que se estende para fora 245 também é formado em uma superfície externa do assento cônico 226.

[0049] Na modalidade ilustrada, o assento de esfera 226 é formado com uma peça individual de material plástico. Um exemplo de material plástico adequado é cetona de éster de poliéster (PEEK). Altemativamente, o assento de esfera 226 pode ser formado a partir de nylon,

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15/17 tal como nylon 136. Será entendido que o assento de esfera 226 também pode ser formado a partir de qualquer outro material desejado.

[0050] Uma armação substancialmente em forma de taça 246 inclui uma primeira extremidade 248 (extremidade superior quando visualizada na figura 3), uma segunda extremidade 250 (extremidade inferior quando visualizada na figura 3), e uma abertura central 251 formada através das mesmas. A segunda extremidade 250 da armação 246 inclui um ombro que se estende radialmente para dentro 252 e que define uma abertura de armação 254. Uma pluralidade de passagens de fluido 255 é formada na armação 246. Na modalidade ilustrada, a armação 246 é formada como uma peça individual em um processo de repuxo profundo. Um exemplo de material adequado é aço de baixo carbono. Será entendido, no entanto, que aço de baixo carbono não é necessário e que a armação 246 pode ser formada a partir de qualquer outro material ferromagnético ou não ferromagnético desejado.

[0051] O flange 245 do assento cônico 226 é recebido de modo deslizante dentro da armação 246. A segunda extremidade 236 do assento cônico 226 se estende através da abertura 254 da armação 246 e se acopla, adicionalmente e de maneira estanque, ao assento de válvula 218.

[0052] Um colar de montagem substancialmente cilíndrico 276 é anexado, como que através de soldagem, sobre outra superfície da segunda extremidade 204 da manga 200. O colar ilustrado 276 inclui um flange circunferencial que se estende para fora 278 em uma extremidade (a extremidade inferior quando visualizada na figura 3).

[0053] Uma bobina elétrica (mostrada esquematicamente em 64') é disposta sobre a manga 200, armadura 206 e centro 220, e induz seletivamente um fluxo magnético. O fluxo magnético induzido pela bobina correrá através do centro 220, da armadura 206 e através da armação 246, quando a armação 246 é formada a partir de material ferromagnético. Pelo fato de que a válvula de fornecimento 50 é uma válvula normalmente

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16/17 fechada, a primeira mola 224 impele a armadura 206 e o assento cônico para contato com o assento de válvula 218, quando a montagem de bobina da válvula de fornecimento 50 não é energizada, bloqueando, assim, fluxo de fluido através da válvula de fornecimento 50. Quando a montagem de bobina é energizada, a armadura 206 e o assento cônico são impelidos para longe do assento de válvula 218, a fim de permitir fluxo de fluido através da válvula de fornecimento 50.

[0054] Um filtro de banda interna se estendendo de modo circunferencial 256 inclui uma primeira extremidade 258 e uma segunda extremidade 260, e pode ser posicionada sobre a segunda porção de corpo 214 da manga 200. Na modalidade ilustrada, a segunda extremidade 260 inclui uma abertura 261 através da qual a terceira porção de corpo 216 se estende. A segunda extremidade 260 do filtro 256 se acopla, adicionalmente, ao primeiro ombro 218. No entanto, será entendido que tal filtro de banda 256 não é necessário. Um selo labial 262 é disposto sobre a terceira porção de corpo 216 do assento cônico 226 entre o filtro 256 e a segunda extremidade 236 do assento cônico 226.

[0055] A esfera 230 atua como um elemento de selagem de válvula e se acopla à porção de assento 240 do assento cônico 226, quando a válvula 50 está na posição fechada (por exemplo, quando a montagem de bobina 134 não é energizada).

[0056] Se uma diferença de pressão entre o lado interno (ver a seta 264) e o lado externo (ver a seta 226) do alojamento 2 é relativamente pequena, e se a força de fechamento atuando no assento cônico 226 é menor do que a força exercida pela segunda mola 244, então o assento de válvula 218 é aberto sem movimento do assento cônico 226 relativo à armadura 206.

[0057] Quando a diferença de pressão entre o lado interno 196 e o lado externo 266 do alojamento 2 é relativamente maior, então a força de fechamento hidráulico que atua sobre o assento cônico 226 pode ser maior

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17/17 do que a soma da força magnética exercida na armadura 206, e a força da segunda mola 244, quando tenta tirar o assento cônico 226 da manga 200.

[0058] A força magnética, a qual é menor no início da armadura 206, irá (para cima, como visualizado na figura 3), sobre movimento da armadura 206, na direção do centro 220, superar a força pré-estresse da primeira mola 224 e da força de fechamento hidráulico que atua na armadura 206, a fim de abrir o assento cônico 226 (através de movimento da esfera 230 da armadura 206 para longe da porção de assento 240 do assento cônico 226).

[0059] Ao abrir a porção de assento 240 do assento cônico 226 ao longo do curso do movimento da armadura 206, fluido pode fluir através do orifício 238 do assento cônico 226 para o lado externo 266. Como resultado da abertura da porção de assento 240, a diferença de pressão é reduzida, em cujo ponto o assento cônico para selo de manga (no assento de válvula 218) é aberto para fluxo de fluido aumentado, especificamente o segundo estágio de fluxo, relativo às taxas de fluxo somente através da porção de assento 240 do assento cônico 226.

[0060] O princípio e o modo de operação da válvula de controle têm sido descritos em suas várias modalidades. No entanto, deve-se notar que as válvulas de controle descritas aqui podem ser exercidas de outra forma que não as especificamente ilustradas e descritas e sem se afastar do seu escopo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula eletromagnética (32) para utilização no controle de fluxo de fluido entre primeira e segunda passagem (P1, P2) em um bloco de válvula hidráulica (4), compreendendo:

um corpo de válvula (51) que define um eixo central (A) e que possui uma abertura central (51A) através do mesmo, o corpo de válvula (51) que possui uma extremidade inferior (54) adaptada para ser inserida em um orifício (19) do bloco de válvula (4) e provida com uma abertura cilíndrica inferior (70);

uma armadura (56) axialmente móvel dentro do corpo de válvula (51);

uma mola (66) para inclinar a armadura (56) em uma direção axial (57A);

um elemento de fecho (88) transportado por uma extremidade inferior (60) da armadura (56);

uma bobina eletromagnética (64) que circunda coaxialmente a armadura (56) e operável para efetuar movimento axial da armadura (56) em uma direção axial (57B) oposta a uma direção (57A); e um membro de assento de válvula (62) transportado pela extremidade inferior (54) do corpo de válvula (51) e que possui um furo (98) que provê fluxo de fluido entre a primeira e a segunda passagem do bloco de válvula (P1, P2), o membro de assento de válvula (62) que define um assento de válvula (96) que circunda o furo (98) e que coopera com o elemento de fecho (88) para fechar seletivamente o furo (98), caracterizada pelo fato de que o membro de assento de válvula (62) inclui uma porção tubular cilíndrica (90) posicionada dentro da abertura cilíndrica inferior (70) do corpo de válvula (51), em que uma parte inferior (94) da porção cilíndrica (90) do membro de assento de válvula (62) se projeta descendentemente abaixo da extremidade mais inferior (54) do corpo de válvula (51) e transporta um selo labial (106) acoplável ao orifício (19) do bloco de válvula (4),

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2/2 em que a abertura cilíndrica inferior (70) do corpo de válvula (51) é provida com uma superfície de parada (68) em sua extremidade superior, e uma parte superior (92) da porção tubular cilíndrica (90) do membro de assento de válvula (62) inclui um flange (100), sendo o flange acoplável com a superfície de parada (68) para limitar movimento descendente do membro de assento de válvula (62) relativo ao corpo de válvula (51).

2. Válvula eletromagnética (32), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo de válvula (51) é uma parte de repuxo profundo de peça individual.
3. Válvula eletromagnética (32), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o assento de válvula (96) do membro de assento de válvula (62) inclui um rebordo circunferencial (96A) que circunda o furo (98), em que o rebordo circunferencial (96A) possui um contorno de superfície substancialmente toroidal.
4. Válvula eletromagnética (32), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro de assento de válvula (62) é uma parte de repuxo profundo de peça individual.
5. Válvula eletromagnética (32), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o corpo de válvula (51) inclui uma porção cilíndrica inferior (72) que define a abertura cilíndrica inferior (70) para receber o membro de assento de válvula (62), e uma seção da porção cilíndrica superior (52) para receber a armadura (56), a porção cilíndrica superior (52) que define um diâmetro interno maior do que um diâmetro interno da abertura cilíndrica inferior (70), e em que as porções cilíndricas inferior e superior são conectadas por uma parede radial que define a superfície de parada (68).