CN107810336A - 具有在预定的活塞位置中的活塞旁通的直线致动器 - Google Patents
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Abstract
用于控制汽缸(12)的位置依赖的阀装置(10)包括在控制汽缸(12)的汽缸壳体(14)的壁和设置在汽缸壳体(14)中的内部活塞(20)的壁中的一个中形成的至少一个通道(24)，和包括柔性构件的密封件(26)，该密封件适于设置在汽缸壳体(14)的壁和活塞(20)的壁中的另一个中的凹槽中，当活塞(20)处于限定位置中时，密封件(26)与至少一个通道(24)协配，以允许空气流经过活塞(20)，而当活塞(20)处于限定位置外的位置中时，密封件与汽缸壳体(14)和活塞(20)中的一个协配，以防止空气流经过活塞(20)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月12日提交的待审的美国临时专利申请第62/160,364号的权益，其全部公开以参见的方式纳入本文。
背景技术
1.技术领域
本发明总地涉及用于控制汽缸的阀装置，并且更具体地涉及用于控制汽缸的取决于位置的阀装置。
2.相关技术描述
已知提供用于致动诸如在变速箱中的齿轮和离合器的在动力系中的部件的气动致动控制汽缸。控制汽缸通常包括设置在其内的腔室中的可动的内部活塞。对于气动致动的控制汽缸的阀结构，供应阀中的泄漏将导致在控制汽缸的腔室中缓慢的压力累积，接着控制汽缸的活塞不期望地移动。于是，需要防止这种移动。
也已知提供给阀密封件以防止诸如空气的流体流经过阀的一部份。通常，这些密封件由诸如橡胶或金属的柔性材料制成。
由此，希望提供用于气动致动的控制汽缸的位置依赖的阀装置，其防止不期望的移位、不具有移动部件、除了流量依赖之外是位置依赖的并且是低成本的。由此，在本领域中需要提供满足这些要求中的至少一个的位置依赖的阀装置。
发明内容
由此，本发明提供位置依赖(即、取决于位置)的阀装置以允许小气流通过，防止控制汽缸的内部活塞的诸如向前移动的移位。
在一实施例中，本发明提供用于控制汽缸的位置依赖的阀装置，包括在控制汽缸的汽缸壳体的壁和设置在汽缸壳体中的内部活塞的壁中的一个中形成的至少一个通道和包括柔性构件的密封件，该密封件适于设置在汽缸壳体的壁和活塞的壁中的另一个中的凹槽中。当活塞处于向后位置中时，密封件与至少一个通道协配以允许空气流经过活塞，而当活塞处于向前位置中时，密封件与汽缸壳体和活塞中的一个协配以防止空气流经过活塞。
在另一实施例中，本发明提供用于控制汽缸的位置依赖的阀装置，包括空气通路、与汽缸壳体的腔室连通的第二孔、和密封件，该空气通路适于在控制汽缸的汽缸壳体的壁中形成并且具有用于与汽缸壳体的腔室连通的第一孔，该密封件适于放置在凹槽中，该凹槽位于设置在腔室中的活塞的壁中。当活塞处于限定位置中时，密封件与第二孔协配以允许空气流经过活塞，而当活塞处于在限定位置外的位置中时，密封件与汽缸壳体协配以防止空气流经过活塞。
本发明的一个优点是提供了用于气动致动控制汽缸的位置依赖的阀装置。本发明的另一优点是位置依赖的阀装置不具有移动部件。本发明的还有一优点是位置依赖的阀装置既依赖于位置又依赖于流量。本发明还有另一优点是位置依赖的阀装置是相对低成本的装置。
在阅读以下结合附图的描述之后，将更容易地理解本发明的其它特征和优点，因为这些特征和优点变得更好理解。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的用于控制汽缸的位置依赖的阀装置的局部视图。
图2是示出在第一操作位置的图1的位置依赖的阀装置和控制汽缸的放大局部视图。
图3是示出在第二操作位置的图1的位置依赖的阀装置和控制汽缸的放大局部视图。
图4是图1的位置依赖的阀装置和控制汽缸的一部分的局部立体图。
图5A、5B、5C和5D是图1至4的位置依赖的阀装置的通道的各种实施例的立体图。
图6是根据本发明的、示出在第一操作位置的、图1至4的位置依赖的阀装置和控制汽缸的另一实施例的放大局部视图。
图7是示出在第二操作位置的图6的位置依赖的阀装置和控制汽缸的放大局部视图。
图8是根据本发明的、示出单个小孔通路和第一操作位置的、图1至4的位置依赖的阀装置的又一实施例的放大局部视图。
图9是示出在第二操作位置的图8的位置依赖的阀装置的放大局部视图。
图10是示出在第一操作位置的图8的位置依赖的阀装置的放大局部视图。
图11是示出在第二操作位置的图9的位置依赖的阀装置的放大局部视图。
具体实施方式
如在图1至4中所示的，根据本发明的位置依赖的阀装置10的一实施例示出为用于总体标示为12的控制汽缸。在一实施例中，控制汽缸12是用于使诸如在自动变速箱中的齿轮和离合器的车辆传动系的部件(未示出)运动的气动致动器。应理解的是，控制汽缸12可用于除了传动系之外的车辆的其它实施例中。
参照图1，控制汽缸12包括轴向延伸的汽缸壳体14。在一实施例中，控制汽缸12是单作用类型的。汽缸壳体14是具有大致圆形截面的大致圆柱形的。汽缸壳体14具有形成在其内的腔室16的壁15。在一实施例中，壁15径向延伸以形成汽缸壳体14的封闭端部并且从该封闭端部轴向延伸。汽缸壳体14包括在其中延伸并且与腔室16流体连通的开口或孔18。在一实施例中，孔18延伸穿过汽缸壳体14的封闭端部。孔18允许空气从源(未示出)进入到腔室16中。应理解的是，汽缸壳体14可具有任何合适的形状，并且孔18位于任何合适的位置。
控制汽缸12也包括设置在腔室16中的可动的内部活塞20。活塞20大致呈圆柱形。活塞20具有比汽缸壳体14的直径小的直径，以允许活塞20在汽缸壳体14的腔室16中可动。活塞20的后端具有略减小的直径，以允许空气流通过其端部。控制汽缸12可包括连接到活塞20并且从其轴向延伸的活塞杆22，用于部件(未示出)的致动。应理解的是，与单作用的控制汽缸12的实施例相比，控制汽缸12也可形成为双作用的控制汽缸12，在该控制汽缸中除了用于活塞杆22的伸出的腔室16之外，设有用于活塞杆22的缩回的另一活塞腔室。还应理解的是，也可提供给该另一活塞腔室用于升高和降低压力的阀。
参照图2和3，位置依赖的阀装置10示出为安装在控制汽缸12上。在该实施例中，位置依赖的阀装置10包括在汽缸壳体14的壁中的至少一个狭槽或通道24。该通道24径向延伸到汽缸壳体14的壁15中。在一实施例中，通道24可部分或完全地周向延伸。在如图4所示的另一实施例中，多个通道24可沿着汽缸壳体14的壁15直线地并且轴向地延伸。在该实施例中，通道24由任何合适的工序产生，从而以预定的长度和深度产生通道24。应理解的是，一根或多个通道24具有对于预定的空气泄漏或“呼吸”区域足够的宽度、长度和深度。
通道24可具有任何合适的形状。在一实施例中，通道24可以是如图5A所示弓形的。在另一实施例中，通道24可以是如图5B所示抛物线形的。在还有一实施例中，通道24可成形为如图5C和5D所示的具有比深度α2大的深度α1。应理解的是，通道24可具有任何合适的形状以允许空气泄漏的预定的流率。还应理解的是，通道24可以这样的方式制成，即，不以任何方式损坏要描述的密封件26。
在一实施例中，该位置依赖的阀装置10也包括设置在活塞20的凹槽28中的密封件26。该凹槽28是大致环形和矩形的，但可具有任何合适的形状。凹槽28向内径向延伸到活塞20的壁中。密封件26大致呈环形。在一实施例中，密封件26具有大致向后的“C”形。在该实施例中，密封件26具有轴向延伸的内部30、从内部30的一端径向延伸的中部32和从中部32的一端轴向并且径向成角度延伸的外部34。外部34接合汽缸壳体14的壁15。在一实施例中，外部34构成柔性构件。密封件26由诸如橡胶的柔性弹性体材料制成。密封件26是一体的、单一的和一件式的。应理解的是，密封件26在腔室16中的活塞20相对于汽缸壳体14的某些位置中与一根或多个通道24协配。还应理解的是，密封件26可以是诸如唇密封件、o形环等的任何合适类型的密封件。
如图2所示，在位置依赖的阀装置10的操作中，当活塞20靠近汽缸壳体14的端部时，密封件26的外部34与一根或多个通道24协配。密封件26定位为使得空气流A能在恰好这一点处通过密封件26。这将仅在活塞20处于限定的“呼吸”(示出为在最后部(最后面))位置的情况下，让空气流A通过密封件26。应理解的是，在该位置中，一根或多个通道24让空气流A泄漏通过密封件26。还应理解的是，如果活塞20的位置稍稍运动离开该限定位置或在限定位置外(示出为向前)，则一根或多个通道24用作阀。
如图3所示，当活塞20向前运动离开汽缸壳体14的端部时，密封件26的外部34接合汽缸壳体14的壁15的内表面。从活塞20的后部进入的空气流A可流进密封件26中，但接合内表面的上部34防止空气流经过活塞20泄漏。应理解的是，在该位置中，活塞20运动经过一根或多个通道24，并且密封件26关闭空气流A或空气泄漏。也应理解的是，阀装置10是位置依赖的，以让小空气流经过，防止在腔室16中压力累积，导致活塞20在控制汽缸12的腔室16中不期望的移位。
参照图6和7，示出了根据本发明的位置依赖的阀装置10的另一实施例。相同的部分具有相同的附图标记。在该实施例中，位置依赖的阀装置10包括在活塞20的壁中的至少一个狭槽或通道24。该至少一个通道24径向延伸到活塞20的壁中。在一实施例中，至少一个通道24可以是可沿着活塞20的壁直线地和轴向地延伸的多个通道24。位置依赖的阀装置10也包括设置在活塞壳体14的凹槽28中的密封件26。凹槽28径向向内延伸到汽缸壳体14的壁15中。在该实施例中，密封件26具有轴向延伸的内部30、从内部30的一端径向延伸的中部32和从中部32的一端轴向并且径向成角度延伸的外部34。在一实施例中，外部34构成柔性构件并且接合活塞20的壁。应理解的是，位置依赖的阀装置10的操作与图2和3的阀装置的操作类似。
参照图8至11，示出了根据本发明的位置依赖的阀装置10的又一实施例。相同的部分具有相同的附图标记。在该实施例中，位置依赖的阀装置10消除了通道24，而包括在汽缸壳体14的壁15中形成的沟道40，该沟道具有与控制汽缸12的腔室16连通的单独的小孔42。当如图8所示活塞20处于它最后部的位置中时，小孔42位于密封件26的外部34的前方。如图10所示，在操作中，当活塞20位于其最后面的位置时，来自沟道40的空气通过小孔42泄漏到汽缸壳体14的腔室16中，从而绕过密封件26，以避免在控制汽缸12中的压力累积。如图11所示，在活塞20向前运动预定的距离之后，通过小孔42的空气被引导到活塞20之后，从而有助于通过入口端口或孔18的流动。应理解的是，在该实施例中，阀装置10是单孔被动型泄漏阀。
因此，在本发明中，位置依赖的阀装置10有利地不提供移动部件、除了流量依赖还是位置依赖的，并且是低成本的。位置依赖的阀装置10有利地允许小空气流动经过，从而避免在控制汽缸12中活塞20的向前运动和压力累积。
以说明性方式对本发明进行了描述。应理解的是，已使用的术语往往是说明性文字而非限制。
受到上述讲授的启发可以对本发明进行多种变化和修改。因此，本发明可不像具体所述的那样实施。
Claims (20)
1.用于控制汽缸(12)的位置依赖的阀装置(10)，所述阀装置(10)包括：
至少一个通道(24)，所述至少一个通道在所述控制汽缸(12)的汽缸壳体(14)的壁和设置在所述汽缸壳体(14)中的内部活塞(20)的壁中的一个中形成；
包括柔性构件的密封件(26)，所述密封件适于设置在所述汽缸壳体(14)的壁和活塞(20)的壁中的另一个中的凹槽中；并且
当所述活塞(20)处于限定位置中时，所述密封件(26)与所述至少一个通道(24)协配，以允许空气流经过所述活塞(20)，而当所述活塞(20)处于所述限定位置之外的位置中时，所述密封件与所述汽缸壳体(14)和所述活塞(20)中的一个协配，以防止空气流经过所述活塞(20)。
2.如权利要求1所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述柔性构件从所述密封件(26)向外延伸，并且适于接合所述汽缸壳体(14)的壁的表面。
3.如权利要求2所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述至少一个通道(24)径向向内延伸到所述汽缸壳体(14)的壁(15)中。
4.如权利要求3所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述至少一个通道(24)包括周向围绕所述汽缸壳体(14)的壁设置的多个通道。
5.如权利要求1所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述柔性构件从所述密封件(26)向外延伸并且适于接合所述活塞(20)的壁的表面。
6.如权利要求5所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述至少一个通道(24)径向向内延伸到所述活塞(20)的壁中。
7.如权利要求6所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述至少一个通道(24)包括周向围绕所述活塞(20)的壁设置的多个通道。
8.如权利要求1所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述至少一个通道(24)具有对于预定的空气泄漏来说足够的宽度和深度。
9.如权利要求1所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件(26)是环形的。
10.如权利要求1所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件(26)具有“C”形。
11.如权利要求1所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件(26)具有轴向延伸的内部(30)、从所述内部(30)的一端径向延伸的中部(32)和从所述中部(32)的一端轴向地和径向地成角度延伸的并且构成所述柔性构件的外部(34)。
12.用于控制汽缸(12)的位置依赖的阀装置(10)，所述阀装置(10)包括：
空气通路，所述空气通路适于在所述控制汽缸(12)的汽缸壳体(14)的壁中形成，并且具有与所述汽缸壳体(14)的腔室连通的第一孔；
与所述汽缸壳体(14)的所述腔室连通的第二孔；以及
密封件(26)，所述密封件适于设置在凹槽中，所述凹槽位于设置在所述腔室中的内部活塞(20)的壁中，当活塞(20)处于在后位置中时，所述密封件(26)与所述第二孔协配以允许空气流经过所述活塞(20)，而当所述活塞(20)处于在前位置中时，所述密封件与所述汽缸壳体(14)协配以防止空气流经过所述活塞(20)。
13.如权利要求12所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述第二孔包括在所述汽缸壳体(14)的壁中形成的沟道(40)。
14.如权利要求13所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述沟道(40)具有与所述汽缸壳体(14)的所述腔室(16)连通的单个小孔(42)。
15.如权利要求14所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，当所述活塞(20)处于其最后面的位置中时，所述单个小孔(42)位于所述密封件(26)的前方。
16.如权利要求12所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述第二孔与所述空气通路连通。
17.如权利要求12所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件(26)是环形的。
18.如权利要求12所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件(26)具有“C”形。
19.如权利要求12所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件包括柔性构件，所述柔性构件向外延伸，并且适于接合所述汽缸壳体(14)的壁的表面。
20.如权利要求19所述的位置依赖的阀装置(10)，其特征在于，所述密封件(26)具有轴向延伸的内部(30)、从所述内部(30)的一端径向延伸的中部(32)、和从所述中部(32)的一端轴向地和径向地成角度延伸的并且构成所述柔性构件的外部(34)。
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