CN101668974B - 具有双构件变速机构的控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有双构件变速机构的控制阀(100、200)。该特殊的控制阀具有两个杆,一个是密封杆(106、206),另一个是变速杆(104、204)。密封杆(106、206)在其一端上具有通道(116、216),该通道用于将不同的端口(SP、S、P、IS)连接在一起以改变气流方向。每个杆都具有自己的轴线。变速杆和密封杆通过椭圆形开口(114)和圆柱形凸起(112)相互作用,获得两个角度范围的运动。当在变速杆上施加小的角度输入时,将在密封杆的第二端处产生大的角度输出。它将实现多位置切换。

Description

具有双构件变速机构的控制阀
技术领域
本发明涉及控制阀领域,具体地涉及具有双构件变速机构的控制阀。
背景技术
控制阀被用于多种目的。控制阀的一个示例应用是用于控制重型车辆的变速器。很多重型车辆的变速器具有多个范围。典型地,驾驶者可利用滑动开关在多个范围之间选择。不幸的是,驾驶者必须操纵多个滑动开关以获得所有不同的变速器范围。
因此,存在对能够利用单个杆在多个位置之间选择的控制阀的需求。
发明内容
公开了一种用于多位置切换的具有双构件变速机构的控制阀。该控制阀包括具有多个端口的本体。密封杆在一端上具有通道,且配置成将该多个端口的子集以及变速杆连接在一起。密封杆以角运动的第一范围绕第一轴线旋转。变速杆的一端连接于密封杆的另一端。变速杆以角运动的第二范围绕第二轴线旋转,其中,由于该特殊的双构件变速机构,使得角运动的第一范围大于角运动的第二范围。方面
本发明的一个方面包括一种阀,该阀包括:本体,具有多个形成在本体中的端口;变速杆,连接于本体并配置成以角运动的第一范围绕第一轴线旋转,变速杆具有第一端;密封杆,连接于本体并配置成以角运动的第二范围绕第二轴线旋转,其中角运动的第二范围大于角运动的第一范围,密封杆具有第一端和第二端,其中密封杆的第一端连接于变速杆的第一端,密封杆具有形成在密封杆的第二端中的通道,其中通道配置成将多个端口(SP、S、P、IS)的子集连接在一起。
优选地,密封杆配置成具有第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置,其中,在该三个操作位置中的每个位置上,所述通道将该多个端口的不同子集连接在一起。
优选地,止动器配置成将变速杆保持在对应于密封杆的该三个操作位置的三个地点中的每个地点处。
优选地,该多个端口包括端口SP、S、P和IS,针对第一操作位置的端口子集包含端口S、P和IS,针对第二操作位置的端口子集包含端口SP、S和P,针对第三操作位置的端口子集包含端口SP和S。
优选地,变速杆在三个地点之间移动,其中,第一地点对应于密封杆的第一操作位置,第二地点对应于密封杆的第二操作位置,第三地点对应于密封杆的第三操作位置,并且其中变速杆通过绕第一轴线旋转而从第一地点移动到第二地点,变速杆通过平行于第一轴线平移然后绕第一轴线旋转而从第二地点移动到第三地点。
优选地,形成在密封杆的第一端中的椭圆形开口以及形成在变速杆的第一端上的圆柱形凸起,其中,通过使圆柱形凸起位于椭圆形开口内,而将密封杆的第一端连接于变速杆的第一端。
优选地,第一轴线平行于第二轴线。
本发明的另一个方面包括一种使用控制阀的方法,该方法包括:通过沿第一方向移动变速杆,将控制阀从第一操作位置切换到第二操作位置;通过沿第二方向移动变速杆然后沿第一方向移动变速杆,将控制阀从第二操作位置切换到第三操作位置。
优选地,该方法还包括:控制阀包括端口1、2、3和4,且当控制阀处于第一操作位置时,控制阀将端口1、2和3连接在一起,当控制阀处于第二操作位置时,控制阀将端口2、3和4连接在一起,当控制阀处于第三操作位置时,控制阀将端口3和4连接在一起。
优选地,该方法还包括:第二方向与第一方向正交。
优选地,该方法还包括:第一方向为绕着一轴线的旋转,第二方向为沿着该轴线的平移。
本发明的另一个方面包括一种制造控制阀的方法,该方法包括:形成具有多个端口的本体;将变速杆安装到本体中,该变速杆配置成以角运动的第一范围绕第一轴线旋转,变速杆具有第一端;将密封杆安装到本体中,该密封杆配置成以角运动的第二范围绕第二轴线旋转,其中角运动的第二范围大于角运动的第一范围,密封杆具有第一端和第二端,其中密封杆的第一端连接于变速杆的第一端,密封杆具有形成在密封杆的第二端中的通道,其中通道配置成将多个端口的子集连接在一起。
优选地,该方法还包括:密封杆配置成具有第一、第二和第三操作位置,其中,在该三个操作位置中的每个位置上,所述通道将该多个端口的不同子集连接在一起。
优选地,该方法还包括:止动器配置成将变速杆保持在对应于密封杆的该三个操作位置的三个地点中的每个地点处。
优选地,该方法还包括:该多个端口包括端口SP、S、P和IS,针对第一操作位置的端口子集包含端口S、P和IS,针对第二操作位置的端口子集包含端口SP、S和P,针对第三操作位置的端口子集包含端口SP和S。
优选地,该方法还包括:变速杆在三个地点之间移动,其中,第一地点对应于密封杆的第一操作位置,第二地点对应于密封杆的第二操作位置,第三地点对应于密封杆的第三操作位置,并且其中变速杆通过沿第一方向移动而从第一地点移动到第二地点,变速杆通过沿第二方向移动然后沿第一方向移动而从第二地点移动到第三地点。
优选地,该方法还包括:在密封杆的第一端中形成椭圆形开口,并在变速杆的第一端上形成圆柱形凸起,其中,通过使圆柱形凸起位于椭圆形开口内,而将密封杆的第一端连接于变速杆的第一端。
优选地,该方法还包括:第一轴线平行于第二轴线。
本发明的另一个方面包括一种控制阀,该控制阀包括:具有多个端口的阀体;密封器件,配置成具有第一、第二和第三操作位置,其中密封器件具有第一、第二和第三操作位置之间的第一运动范围,并且其中密封器件具有密封部件,该密封部件用于在第一、第二和第三操作位置中的每个位置上将该多个端口的不同子集连接在一起;和驱动部件,用于使密封器件在第一、第二和第三操作位置之间转换,其中,驱动部件具有比第一运动范围小的运动范围。
附图说明
图1是本发明示例实施例中的控制阀100的立体图。
图2a是本发明示例实施例中处于第一位置的控制阀200的俯视图。
图2b是本发明示例实施例中处于第二位置的控制阀200的俯视图。
图2c是本发明示例实施例中处于第三位置的控制阀200的俯视图。
图3是示出了本发明示例实施例中的变速杆的移动路径的图。
具体实施方式
图1-图2和下面的说明描述了具体示例,以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。出于教导发明原理的目的,简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员将从这些示例中理解出落入本发明范围内的变形。本领域技术人员将理解,下面说明的特征可以以各种方式组合以形成本发明的多种变形。因此,本发明不局限于下面所说明的具体示例,而只是由权利要求及其等同物限定。
图1是本发明示例实施例中的控制阀100的立体图。控制阀100包括本体102、变速杆104和密封杆106。变速杆104也可能公知为拇指杆(thumb lever)。通道116形成在密封杆106的第一端处。密封杆106配置成当通道116处于不同位置时引导在形成于本体102中的不同端口之间的流动。变速杆104配置成将密封杆106移动到不同的地点或位置。变速杆104绕圆柱108的圆柱轴线旋转。密封杆106绕圆柱110的圆柱轴线旋转。在密封杆106的第二端中形成有椭圆形开口114。在变速杆104的一端处形成有圆柱形凸起112。圆柱形凸起112配合在椭圆形开口114内。操作时,当变速杆104旋转时,圆柱形凸起112与椭圆形开口114的内表面相互作用,使得密封杆106旋转。调节变速杆104的长度与密封杆106的长度之间的比率,使得密封杆106作出比变速杆104的角位移大的角位移。在本发明的一个示例实施例中,变速杆104的20度角位移引起密封杆106大于20度的角位移。
在本发明的一个示例实施例中,控制阀是配置成具有三个不同位置的三通控制阀。图2a是本发明示例实施例中处于第一位置的控制阀200的俯视图。控制阀200包括变速杆204、本体202和密封杆206。端口SP、S、P和IS形成在本体202中。在第一位置,形成于密封杆206的第一端中的通道216将端口S、P和IS连接在一起。图2b是本发明示例实施例中处于第二位置的控制阀200的俯视图。在第二位置,通道216将端口SP、S和P连接在一起。图2c是本发明示例实施例中处于第三位置的控制阀200的俯视图。在第三位置,通道216将端口SP和S连接在一起。在本发明的一个示例实施例中,可使用止动器来将控制阀保持在该三个不同位置上。在本发明的另一个示例实施例中,控制阀可以只具有两个位置。
在本发明的一个示例实施例中,该控制阀可用来在重型车辆的不同变速器范围之间转换。很多重型车辆具有三个不同的变速器范围,例如高范围、低范围和急减速(deep reduction)范围。从高范围直接变速到急减速范围可能是不安全的或者可能损坏车辆。图3是示出了本发明示例实施例中的变速杆的移动路径的图。移动路径发生在通道336中。示出的变速杆330处于三个不同的位置。位置1在地点332处,位置2在地点334处,位置3在地点338处。可利用单次运动将变速杆从位置1移动到位置2。将变速杆从位置2移动到位置3需要两步运动;必须首先向下移动变速杆,然后变速杆可以被向右移动。图3中所示变速杆的移动路径是帮助防止将阀从第一位置直接转换到第三位置的安全特征。在本发明的一个示例实施例中,可使用弹簧来向上(或向下)偏置变速杆。

Claims (17)

1.一种阀,包括:
本体(102),具有多个形成在所述本体(102)中的端口;
变速杆(104),连接于所述本体(102)并配置成以角运动的第一范围绕第一轴线旋转,所述变速杆(102)具有第一端;以及
密封杆(106),连接于所述本体(102)并配置成以角运动的第二范围绕第二轴线旋转,其中角运动的第二范围大于角运动的第一范围,所述密封杆(106)具有第一端和第二端,其中所述密封杆(106)的第一端连接于所述变速杆(104)的第一端,所述密封杆(106)具有形成在所述密封杆(106)的第二端中的通道(116),其中所述通道(116)配置成将多个端口(SP、S、P、IS)的子集连接在一起。
2.如权利要求1所述的阀,其中,所述密封杆(106)配置成具有第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置,并且其中在所述三个操作位置中的每个位置上,所述通道(116)将所述多个端口的不同子集连接在一起。
3.如权利要求2所述的阀,其中,止动器配置成将所述变速杆(104)保持在对应于所述密封杆(106)的所述三个操作位置的三个地点中的每个地点处。
4.如权利要求2所述的阀,其中,所述多个端口包括端口SP、端口S、端口P和端口IS,针对第一操作位置的端口子集包含端口S、端口P和端口IS,针对第二操作位置的端口子集包含端口SP、端口S和端口P,针对第三操作位置的端口子集包含端口SP和端口S。
5.如权利要求2所述的阀,其中,所述变速杆在三个地点之间移动,并且其中第一地点(332)对应于所述密封杆的第一操作位置,第二地点(334)对应于所述密封杆的第二操作位置,第三地点(338)对应于所述密封杆的第三操作位置,并且其中所述变速杆通过绕第一轴线旋转而从所述第一地点(332)移动到所述第二地点(334),所述变速杆通过平行于第一轴线平移然后绕第一轴线旋转而从所述第二地点(334)移动到所述第三地点(338)。
6.如权利要求1所述的阀,还包括:
形成在所述密封杆(106)的第一端中的椭圆形开口(114)、以及形成在所述变速杆(104)的第一端上的圆柱形凸起(112),其中,通过使所述圆柱形凸起(112)位于所述椭圆形开口(114)内,而将所述密封杆(106)的第一端连接于所述变速杆(104)的第一端。
7.如权利要求1所述的阀,其中,第一轴线平行于第二轴线。
8.一种使用如权利要求1所述的阀的方法,包括:
通过沿第一方向绕所述第一轴线旋转所述变速杆(104),将所述阀从第一操作位置切换到第二操作位置;
通过沿第二方向沿所述第一轴线平移所述变速杆(104)然后沿第一方向绕所述第一轴线旋转所述变速杆(104),将所述阀从第二操作位置切换到第三操作位置。
9.如权利要求8所述的使用阀的方法,其中,所述多个端口包括端口SP、端口S、端口P和端口IS,且当所述阀处于第一操作位置时,阀将端口S、端口P和端口IS连接在一起,当所述阀处于第二操作位置时,控制阀将端口SP、端口S和端口P连接在一起,当所述阀处于第三操作位置时,阀将端口SP和端口S连接在一起。
10.一种制造控制阀的方法,包括:
形成具有多个端口的本体(102);
将变速杆(104)安装到所述本体(102)中,该变速杆(104)配置成以角运动的第一范围绕第一轴线旋转,所述变速杆(104)具有第一端;以及
将密封杆(106)安装到所述本体(102)中,该密封杆(106)配置成以角运动的第二范围绕第二轴线旋转,其中角运动的第二范围大于角运动的第一范围,所述密封杆(106)具有第一端和第二端,其中所述密封杆(106)的第一端连接于所述变速杆(104)的第一端,所述密封杆(106)具有形成在所述密封杆(106)的第二端中的通道(116),其中所述通道(116)配置成将多个端口的子集连接在一起。
11.如权利要求10所述的制造控制阀的方法,其中,所述密封杆(106)配置成具有第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置,并且其中在该三个操作位置中的每个位置处,所述通道(116)将所述多个端口的不同子集连接在一起。
12.如权利要求11所述的制造控制阀的方法,其中,止动器配置成将所述变速杆(104)保持在对应于密封杆(106)的所述三个操作位置的三个地点中的每个地点处。
13.如权利要求11所述的制造控制阀的方法,其中,所述多个端口包括端口SP、端口S、端口P和端口IS,针对第一操作位置的端口子集包含端口S、端口P和端口IS,针对第二操作位置的端口子集包含端口SP、端口S和端口P,针对第三操作位置的端口子集包含端口SP和端口S。
14.如权利要求10所述的制造控制阀的方法,其中,所述变速杆(104)在三个地点之间移动,并且其中第一地点(332)对应于密封杆(106)的第一操作位置,第二地点(334)对应于密封杆(106)的第二操作位置,第三地点(338)对应于密封杆(106)的第三操作位置,并且其中所述变速杆(104)通过沿第一方向移动而从第一地点移动到第二地点,所述变速杆(104)通过沿第二方向移动然后沿第一方向移动而从第二地点移动到第三地点。
15.如权利要求10所述的制造控制阀的方法,还包括:
在所述密封杆(106)的第一端中形成椭圆形开口(114),并在所述变速杆(104)的第一端上形成圆柱形凸起(112),其中,通过使所述圆柱形凸起(112)位于所述椭圆形开口(114)中,而将所述密封杆(106)的第一端连接于所述变速杆(104)的第一端。
16.如权利要求10所述的制造控制阀的方法,其中,所述第一轴线平行于所述第二轴线。
17.一种控制阀,包括:
具有多个端口的阀体;
密封器件,配置成具有第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置,其中所述密封器件具有第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置之间的第一运动范围,并且其中所述密封器件具有密封部件,该密封部件用于在第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置中的每个位置上将所述多个端口的不同子集连接在一起;以及
驱动部件,用于使所述密封器件在第一操作位置、第二操作位置和第三操作位置之间转换,其中,所述驱动部件具有比第一运动范围小的运动范围。
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