KR20220027147A - 온도 구동 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 위한 관통 개구(16)를 갖는 유체를 수용하기 위한 2개의 챔버(4, 5)의 유체 전도 연결을 위한 채널 섹션(13)을 포함하는 온도 구동 밸브 조립체(6) 및 개방 온도 범위의 개방 구성 및 폐쇄 온도 범위의 폐쇄 구성을 갖는 적어도 하나의 스위칭 소자(8)를 나타낸다. 스위칭 소자(8)는 적어도 부분적으로는 온도 구동 방식으로 이동 축(A)을 따라 채널 섹션(13)에 대해 이동 가능하다. 관통 개구(16)의 개구 법선은 스위칭 소자(8) 쪽으로 배향된다. 채널 섹션(13)은 이동 축(A) 주위의 채널 벽(9)에 의해 원주 방향으로 둘러싸여 있다. 밸브 조립체(6)는 채널 벽(9) 둘레에서 원주방향으로 연장되는 적어도 하나의 밀봉 수단(10)을 포함한다. 실링 수단(10)은 장착 위치에서 채널 벽(9)의 적어도 하나의 밀봉 표면(9A)에 인접한다. 밀봉 표면(9A)의 표면 법선은 스위칭 소자(8) 쪽으로 배향된다. 장착 위치에서 하나 이상의 밀봉 수단(10)은 폐쇄 구성에서 하나 이상의 밀봉 표면(9A) 및 하나 이상의 스위칭 소자(8)와 밀봉 방식으로 협력하고 관통부를 폐쇄한다.
설치 위치에 있을 때 적어도 하나의 밀봉 수단(10)은 이동 축(A)을 따라 개방 구성에서 적어도 하나의 스위칭 요소(8)로부터 이격되어 1차 유체 경로(11)가 유체적으로 2개의 챔버(4, 5)를 관통 개구(16)를 통해 그리고 적어도 하나의 스위칭 요소(8)와 적어도 하나의 밀봉 수단(10) 사이에 연결한다.
밸브 조립체(6)는 채널 벽(9)에 적어도 하나의 오목부(14)를 포함한다. 이동 축(A)을 따른 적어도 하나의 오목부(14)의 돌출부는 이동 축(A)을 따른 밀봉 표면(9A)의 돌출부에 의해 완전히 둘러싸인다. 밀봉 수단(10)의 작동 위치에서, 밀봉 수단(10)은 이동 축(A)을 따른 적어도 하나의 밀봉 표면(9A)으로부터 이격되고, 보조 유체 경로(15)는 적어도 하나의 오목부(14)를 통해 유체 전도 방식으로 두 개의 챔버(4, 5)를 상호연결한다.

Description

온도 구동 밸브 조립체

본 발명은 유체를 위한 통로 개구를 갖는 유체를 수용하기 위한 2개의 챔버의 유체 전도 연결을 위한 채널 섹션, 개방 온도 범위에서 개방 구성 및 폐쇄 온도 범위의 폐쇄 구성을 포함하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함하는 온도 구동 밸브 장치에 관한 것이다. 스위칭 소자는 채널 섹션에 대해 적어도 부분적으로 이동 축을 따라 온도 구동되며, 관통 개구의 법선은 스위칭 소자와 정렬된다. 채널 섹션은 이동 축 주위의 채널 벽에 의해 원주방향으로 둘러싸여 있으며, 채널 벽 주위를 연장하는 적어도 하나의 밀봉 수단, 여기서 밀봉 수단은 채널 벽의 적어도 하나의 밀봉 표면에 설치된 위치에 놓여 있고, 표면 법선 씰링 표면의 스위칭 요소가 정렬되고, 하나 이상의 밀봉 수단이 하나 이상의 밀봉 표면과 폐쇄 구성의 하나 이상의 스위칭 소자가 밀봉 방식으로 협력하는 설치 위치 및

통로 개구는 닫힌 상태에서, 설치된 위치에 있는 적어도 하나의 밀봉 수단은 이동 축을 따라 개구 구성의 적어도 하나의 스위칭 소자로부터 이격되어, 1차 유체 경로가 유체-통로 개구를 통해 적어도 하나의 스위칭 소자와 적어도 하나의 밀봉 수단 사이에서 전도 방식.

본 발명은 또한 유체를 수용하기 위한 적어도 2개의 분리된 챔버를 포함하는 가스 압력 스프링에 관한 것이다.

종래 기술에서, 예를 들어, 가스 압력 스프링은 엔진 커버, 테일게이트 및 승용차, 스테이션 왜건 및 승합차의 후방 도어에 대한 중량 보상을 위해 완전히 또는 부분적으로 제공되어, 이들이 용이하게 열리고 완전히 또는 부분적으로 열린 위치에서 유지될 수 있도록 하는 데 사용된다. 가스 압력 스프링의 힘 전달은 분명히 온도 의존적이라는 것도 알려져 있다. 저온에서 가스 압력 스프링에 의해 생성된 힘은 고온에서 생성된 힘보다 훨씬 작을 수 있다.

따라서 가스 압력 스프링은 매우 낮은 온도(예: -30°C까지)에서도 충분히 높은 힘을 생성하여 보닛, 트렁크 도어, 테일게이트 또는 이와 유사한 것(이하 "로드")을 열린 상태로 유지할 수 있도록 설계해야 한다. 동시에, 가스 압력 스프링에 대한 이러한 요구 사항은 고온(예: 20-50°C)에서 가스 압력 스프링에 의해 상응하는 더 큰 힘이 제공됨을 의미한다. 이것은 사용자 또는 전동 드라이브가 가스 압력 스프링의 힘에 대항하여 부하를 다시 닫는 것을 어렵게 만든다.

또한, 이와 같이 온도에 따른 힘의 높은 변동성은 사용자에게 문제를 가져올 수 있는데, 예를 들어 사용자가 고온(예: 여름철)에서 가해지는 큰 힘에 익숙해지면, 상당히 낮은 온도에서 짐을 닫기 위해 과도한 힘을 가하여 특정 상황에서 짐이 손상될 수 있다.

감소된 온도가 알려진 부피의 가스 압력을 낮추는 비례 효과로 인해 가스 압력 스프링은 낮은 온도에서 감소된 리프팅 힘 또는 확장력을 제공한다. 이 문제를 회피하기 위해, 예를 들어 특허 출원 DE11 2006 000 335 T5로부터 온도에 따라 유체 연결을 가능하게 하거나 불가능하게 하는 가스 압력 스프링 본체에 온도 보상 밸브를 설치하는 것이 알려져 있다.

가스 압력 스프링의 메인 챔버 및 보조 챔버 허용여부

예를 들어 4°C 이상의 온도에서 밸브가 닫히면, 가스 압력 스프링은 메인 챔버만 사용하여 작동한다. 그러면 가스 압력 스프링은 메인 챔버에 포함된 가스 질량과 가스 부피를 기반으로 하는 힘 전달을 제공한다

예를 들어 4°C 미만의 낮은 온도에서 밸브가 열리면 가스 압력 스프링이 두 챔버 모두에서 작동하고 두 챔버의 전체 가스 질량과 전체 가스 부피를 기반으로 하는 힘 전달을 제공한다. 추가 보조 챔버는 힘 전달을 증가시킨다.

결과적으로, 이상적인 경우에, 가스 압력 스프링 힘의 온도 의존성은 이러한 방식으로 감소되어, 저온에서 충분히 큰 힘을 제공하고 고온에서 너무 크지 않은 힘을 제공할 수 있다.

DE11 2006 000 335 T5의 온도 균형 밸브 조립체는 밸브 통로 부분 주위에 배열된 O-링과 협력하는 바이메탈 스프링의 밸브 요소를 사용하여 온도 균형 밸브 조립체의 닫힌 위치에 밀봉을 형성하고 챔버를 연결하는 밸브 통로 부분을 통해 유체 경로를 닫는다. 저온에서 바이메탈 스프링은 열린 위치로 스프링하고 두 챔버는 함께 가스 압력 스프링의 유효 부피를 제공한다

그러나 이 솔루션의 경우 실제로 가스 압력 스프링의 신뢰성을 더욱 향상시키기 위한 최적화가 바람직하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명의 목적은 저렴하고 간단한 방식으로 제조될 수 있는 온도 구동 밸브 조립체 및 이러한 밸브 조립체를 포함하는 가스 압력 스프링을보다 신뢰성 있고 안전한 가스 압력 스프링의 작동을 가능하게 하는 제공하는 것이다.

본 발명의 주제는 상기 기술적 과제를 해결하는 청구항 1에 따른 온도구동 밸브 조립체를 제공한다. 마찬가지로, 상기 목적은 청구항 9에 따른 가스 압력 스프링에 의해 해결된다. 유리한 실시예들은 종속항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 온도 구동 밸브 조립체는 유체를 위한 통로가 개방된 유체 및 개방 온도 범위의 개방 구성 및 폐쇄 온도 범위의 폐쇄 구성을 갖는 적어도 하나의 스위칭 소자를 가지며, 유체를 수용하기 위한 2개의 챔버의 유체 전도 연결을 위한 채널 섹션을 갖는다. 스위칭 요소는 적어도 섹션에서 온도 구동되며 채널 섹션에 대해 이동 축을 따라 움직일 수 있다. 관통 개구의 법선은 스위칭 소자를 향하고 있으며 채널 섹션은 이동 축 주위의 채널 벽. 채널 섹션은 예를 들어 실질적으로 원통형 및/또는 이동 축과 동축이다.

본 발명의 의미 내에서, 용어 "평행하게/따라/함께"는 예를 들어 0° 내지 10°, 특히 0° 내지 5°, 바람직하게는 0° 내지 1°의 각도를 포함하는 실질적으로 평행한 배향을 지칭한다. 관통 개구의 법선 개구는 특히 이동 축을 따라 배향될 수 있다.

밸브 조립체는 채널 벽 주위에 원주방향으로 연장되는 적어도 하나의 밀봉 수단을 포함하고, 밀봉 수단은 장착 위치에서 채널 벽의 적어도 하나의 밀봉 표면에 인접한다. 밀봉 표면의 법선 표면은 스위칭 소자를 향하고 있고, 장착 위치에서 적어도 하나의 밀봉 수단은 밀봉 방식으로 적어도 하나의 밀봉 표면 및 적어도 하나의 스위칭 소자와 상호 작용한다. 구성을 닫고 통해 열림을 닫는다. 적어도 하나의 밀봉 수단은, 장착 위치에서, 이동 축을 따라 개구 구성의 적어도 하나의 스위칭 소자로부터 이격되어 있어서, 1차 유체 경로가 관통 개구를 통해 그리고 적어도 유체 전도 방식으로 하나의 스위칭 소자 및 하나 이상의 밀봉 수단을 포함한다.

밀봉 수단은 예를 들어 O-링을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 예를 들어 바이메탈 스프링을 포함할 수 있으며, 특히 폐쇄 구성에서 O-링 및 바이메탈 스프링은 씰(seal)을 형성할 수 있다. O-링 및 바이메탈 스프링을 포함하는 밸브 조립체는 예를 들어 DE 11 2006 000 335 T5 단락 [0030] 내지 [0041]에 설명된 TCV 배열처럼 구성될 수 있으며, 거기에 설명된 이점을 가져오는 O-링 및 바이메탈 스프링이 포함된다. 특허 출원 DE 11 2006 000 335 T5의 언급된 단락 [0030] 내지 [0041]은 참조로 여기에 포함된다.

밀봉 수단은 특히 폐쇄 구성의 스위칭 소자와 함께, 바람직하게는 이동 축과 동축인 관통 개구 둘레로 원주방향으로 연장되는 밀봉 형태일 수 있다.

밸브 조립체는 채널 벽에 적어도 하나의 오목부를 포함한다. 이동 축을 따른 적어도 하나의 오목부의 돌출부는 특히 이동 축을 따른 밀봉 표면의 돌출부에 의해 완전히 둘러싸여 있다. 이는 오목부가 이동 축으로부터 밀봉 표면 너머 외부로 축방향으로 돌출하지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 전체 오목부는 적어도 이동 축에 가장 가까운 밀봉 표면의 지점만큼 이동 축에 가깝다. 특히, 오목부는 밀봉 표면을 통해 또는 폐쇄 구성에서 스위칭 소자와 밀봉 표면에 의해 형성된 밀봉 주위를 통해 유체 전도 방식으로 챔버를 연결하는 바이패스를 형성하지 않는다. 따라서 밸브 조립체는 오목부와 상관없이 폐쇄 구성에서 확실하게 폐쇄된다.

일 실시예에서, 오목부는 이동 축에 대해 장착 위치에서 반경방향으로 밀봉 수단 내에 완전히 있다. 이러한 방식으로, 2차 유체 경로는 장착 위치로부터의 밀봉 수단의 이동에 의해서만 차단 해제될 수 있기 때문에 2차 유체 경로가 폐쇄 구성에서 임의의 원치 않는 누출을 일으키지 않는 것이 보장될 수 있다.

밀봉 수단이 이동 축을 따라 적어도 하나의 밀봉 표면으로부터 이격되어 있는 밀봉 수단의 작동 위치에서, 2차 유체 경로는 유체 전도 방식으로 적어도 하나의 오목부를 통해 2개의 챔버를 연결한다. 실런트가 작동 위치에서 밀봉 표면으로부터 너무 멀리 이동하여 개방 구성에서 스위칭 소자에 대항하여 놓일 때, 이에 의해 1차 유체 경로가 폐쇄될 수 있다. 그러면, 개방 구성에서도 유체는 1차 유체 경로를 통해 챔버 중 하나에서 다른 챔버로 통과할 수 없다.

본 발명자들은 알려진 가스 압력 스프링에 대한 테스트를 통해 바이메탈 스프링으로 O-링을 의도된 위치 밖으로 이동시키는 것이 대부분의 경우 알려진 가스 스프링이 열리지 않는 원인임을 발견했다. 그 결과, O-링과 바이메탈 스프링 사이의 기본 유체 경로는 닫힌 상태로 있는데, O-링과 바이메탈 스프링이 바이메탈 스프링의 개방 구성에서 서로 기대어 있기 때문이다.

2차 유체 경로는 1차 유체 경로에 대한 2개의 챔버의 대안적인 유체 전도 연결을 제공한다. 이러한 방식으로, 밸브 조립체는 밀봉 수단이 주요 유체 경로를 폐쇄하는 작동 위치에 있을 때 또한 확실하게 열릴 것이다.

2차 유체 경로는 바람직하게는 스위칭 소자가 개방 구성에 있고 밀봉 수단이 스위칭 소자와 함께 장착 위치에서 벗어났을 때만 열린다. 이러한 방식으로, 밸브 조립체가 폐쇄 구성에서 안정적으로 폐쇄된 상태를 유지하는 것이 보장된다.

밀봉 수단은, 예를 들어, 이동 축을 따른 축 방향 및 장착 위치에서 이동 축에 반경 방향 모두에서 채널 벽에 적어도 부분적으로 접할 수 있다. 예를 들어, 작동 위치에서 밀봉 수단은 축 방향으로 채널 벽, 특히 밀봉 표면에 접하지 않는다.

개방 구성에서 밸브 조립체의 보다 확실한 개방을 보장하는 본 발명의 대안적인 실시예에서, 2차 유체 경로를 가능하게 하는 오목부가 생략될 수 있다. 이를 위해 밀봉 수단은 예를 들어 채널 벽에 고정될 수 있다. 고정은, 예를 들어, 특히 채널 벽의 홈에 적어도 부분적으로 밀봉 수단을 배열함으로써 이동 축을 따라 포지티브(positive)일 수 있다. 고정은 예를 들어, 특히 밀봉 수단을 채널 벽에 접착식으로 접합하는 재료일 수 있다. 그러나 채널 벽에 실런트를 형태에 맞게 부착하는 것은 생산하기 어렵다. 밀봉 수단을 접착하는 것은 마찬가지로 생산 비용을 증가시키고 장기간 사용시 특히 차량에 사용되는 가스 압력 스프링의 경우에 발생하는 빈번하고 큰 온도 변동의 경우에 충분히 신뢰할 수 없다.

2차 유체 경로는 스위칭 소자가 개방 구성에 있을 때마다 반드시 작동하는 것은 아니지만 밸브 조립체의 신뢰성을 향상시키기 위한 이중화 역할을 한다. 또한, 복수의, 예를 들어 2, 3, 4 또는 5개의 오목부가 제공되어 중복성을 추가로 증가시키기 위해 복수의 2차 유체 경로를 제공할 수 있다. 복수의 오목부는 특히 오목부 중 하나가 예를 들어 먼지 입자에 의해 막힌 경우에도 밸브 조립체가 안정적으로 열리는 것을 보장한다.

균일한 기계적 변형 및 채널 벽의 간단한 생산을 보장하기 위해, 복수의 오목부는 바람직하게는 이동 축 주위에, 즉 규칙적인 각도 간격으로 균일하게 분포된다.

적어도 하나의 오목부는 바람직하게 포함하거나 원주 운동의 축 주위로 연장되는 채널 벽의 외면으로의 이동의 축을 따라 유체 수송 용 홈이고, 외측 표면은 바람직하게는 축 원통형 및 / 또는 동축 인 움직임. 특히 단순한 방식으로, 상기 오목 홈의 길이 방향 축이 이동의 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 경우, 특히, 외부 표면에 홈을 형성 할 수있다.

그 후, 홈은 밀봉 수단이 장착 위치에 있을 때 밀봉 수단에 의해 덮일 수 있고, 밀봉 수단이 장착 위치에서 벗어날 때 유체 통과를 위해서만 차단되지 않을 것이다.

이동 축 주위의 원주 방향으로 적어도 하나의 오목부의 폭은 바람직하게는 채널 벽의 원통형 외부 표면의 외부 반경보다 더 작다. 이러한 방식으로, 오목부가 너무 커서 채널 벽에 대한 밀봉 수단의 확실한 고정에 부정적인 영향을 미치지 않는 것이 보장된다. 바람직하게는, 채널 벽의 외부 표면의 반경은 오목부 폭의 1 내지 3배, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2배, 특히 바람직하게는 1.7 내지 1.8배 크다.

다른 실시예에서, 오목부는 원형 실린더 섹션의 형태를 갖는다. 원통 형상의 오목부는 컴팩트한 부품의 경우에도 비교적 쉽게 제조 공차를 충분히 낮추고 생산할 수 있다. 동시에 댐핑 유체에 대해 지나치게 큰 흐름 저항을 나타내지 않는다.

바람직하게는, 밀봉 수단은 이동 축을 가로지르고 채널 벽에 대해 확실하게 고정되며, 무부하 상태에서 이동 축을 따른 밀봉 수단의 두께는 바람직하게는 채널 벽의 이동 축을 따른 거리보다 크다. 개방 구성에서 스위칭 소자는 개방을 통해 개방된다.

이동 축을 따른 포지티브 고정보다 생성하기 실질적으로 더 쉬운 이동 축을 가로지르는 포지티브 고정은 밸브 조립체에서 밀봉 수단의 제어되지 않은 이동을 방지한다. 특히, 밀봉 수단의 충분히 큰 두께는 밀봉 수단이 스위칭 소자의 기능을 차단할 수 있는 관통 개구와 스위칭 소자 사이에 들어가는 것을 방지한다.

밀봉 수단은, 예를 들어, 이동 축을 따라 연장되는 채널 섹션 둘레로 원주방향으로 연장되고 이에 의해 이동 축을 가로질러 확실하게 고정되는 O-링을 포함할 수 있다.

밀봉 수단은 스위칭 소자의 개방 구성에서 바람직하게는 이동 축을 따라 채널 벽에 대해 이동 가능하다. 오목부에 의해 제공되는 2차 유체 경로로 인해, 이동 축을 따른 이동에 대해 밀봉 수단을 정교하게 고정할 필요가 없다.

이동 축을 따른 밀봉 수단의 두께는 무부하 상태에서 밀봉 표면으로부터 개방 구성의 스위칭 소자의 이동 축을 따른 거리보다 작은 것이 바람직하고 밀봉 수단의 두께는 바람직하게는 밀봉 표면으로부터 폐쇄 구성에서 스위칭 소자의 이동 축을 따른 거리 이상이 바람직하다. 이러한 설계로 인해, 밀봉 수단은 밀봉 방식으로 폐쇄 구성에서 밀봉 표면과 스위칭 소자 사이의 공간을 폐쇄할 수 있고, 개방 구성에서, 밀봉 수단과 스위칭 소자 및/또는 밀봉 표면 사이의 제1 및/또는 제2 유체 경로는 두 챔버의 유체 전도 연결을 위해 자유로이 유지될 수 있다.

스위칭 소자는 개방 온도 범위와 폐쇄 온도 범위 사이의 스위칭 온도에서 이동 축을 따라 변형되는 바이메탈을 포함하거나 바람직하게는 바이메탈이다. 하나, 특히 디스크 모양의 바이메탈(예: 바이메탈 스프링)은 특히 비용 효율적이고 신뢰할 수 있으며 유지 보수가 필요 없는 온도 구동 방식을 나타낸다. 바이메탈 스프링은 특히 특허 출원 DE 11 2006 000 335 T5에서와 같이 구성 및/또는 배열될 수 있다. 설명된 바이메탈 스프링에서 설명된 이점이 발생한다. 대응하는 단락 [0030] 내지 [0041]은 참고로 본 명세서에 포함된다.

채널 섹션, 관통 개구의 개구 법선, 및/또는 밀봉 표면의 법선 표면은 바람직하게는 이동 축에 평행하다. 이동 축에 대한 하나 이상의, 바람직하게는 모든 위에서 언급한 구성요소의 평행한 배향으로 인해, 밸브 조립체는 특히 제조하기 간단하다. 또한, 밀봉 수단은 밀봉 표면을 향한 이동 축을 따라 폐쇄 구성으로 스위칭 소자가 이동하는 경우 밀봉 방식으로 밀봉 표면과 특히 신뢰성 있게 협력할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 목적은 유체를 수용하기 위한 적어도 2개의 분리된 챔버를 포함하는 가스 압력 스프링에 의해 해결되고, 챔버는 본 발명에 따른 밸브 조립체를 통해 서로 연결된다.

밸브 조립체로 인해, 2개의 챔버 사이의 유체 전도 연결은 예를 들어 온도 제어 방식으로 가스 압력 스프링의 스프링력을 증가 또는 감소시키기 위해 온도 구동 방식으로 확실하게 열리고 닫힐 수 있다.

일 실시예에서, 밸브 조립체는 적어도 2개의 챔버가 유체 연결되도록 스위칭 온도 미만의 개방 온도 범위에서 개방되고, 밸브 조립체는 스위칭 온도 이상의 폐쇄 온도 범위에서 폐쇄되어 적어도 두 개의 챔버는 유체가 새지 않는 방식으로 서로 분리되어 있다.

이러한 방식으로, 2개의 챔버는 스위칭 온도 미만의 가스 압력 스프링의 공동 유효 가스 부피를 제공할 수 있는 반면, 챔버 중 하나만 스위칭 온도 이상의 가스 압력 스프링의 유효 가스 부피를 제공한다. 따라서, 일반적으로 온도가 낮아짐에 따라 감소하는 가스 압력 스프링의 스프링력의 온도 의존성은 스위칭 온도 아래의 제2 챔버를 연결함으로써 적어도 부분적으로 확실하게 보상될 수 있다.

본 발명의 추가 이점, 목적 및 특징은 본 발명에 따른 주제가 예로서 예시된 첨부 도면 및 하기 설명의 도움으로 설명될 것이다. 기능과 관련하여 적어도 실질적으로 일치하는 특징은 여기 도면에서 동일한 참조 번호로 지정될 수 있으며, 이러한 특징은 모든 도면에서 반드시 지정 및 설명되지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 압력 스프링의 실시예의 종단면도를 도시한다.
도 2는 닫힌 밸브 위치에서 종래 기술에 따른 온도 구동식 밸브 조립체의 종단면도를 도시한다.
도 3은 밀봉 수단이 장착 위치에 있는 개방 구성의 종래 기술에 따른 도 2의 온도-구동 밸브 조립체의 종단면도를 도시한다.
도 4는 밀봉 수단이 작동 위치에 있는 폐쇄 구성의 종래 기술에 따른 도 2 및 3의 온도-구동 밸브 조립체의 종단면도를 도시한다.
도 5는 폐쇄 구성의 본 발명에 따른 온도-구동 밸브 조립체의 일 실시예의 종단면도를 도시한다.
도 6은 밀봉 수단이 장착 위치에 있는 개방 구성의 본 발명에 따른 도 5의 온도 구동식 밸브 조립체의 종단면도를 도시한다.
도 7은 밀봉 수단이 작동 위치에 있는 개방 구성의 본 발명에 따른 도 5 및 도 6의 온도-구동 밸브 조립체의 종단면도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 온도-구동 밸브 조립체의 실시예의 채널 섹션의 단면도를 도시한다.

그림 1

도 1은 가스 압력 스프링의 길이방향 축(L)을 따른 길이방향 단면에서 본 발명에 따른 가스 도 1은 가스 압력 스프링의 길이방향 축(L)을 따른 길이방향 단면에서 본 발명에 따른 가스 압력 스프링(1)의 실시예를 도시한다. 가스 압력 스프링은 하우징(2)과 가스 압력 스프링(1)의 길이 방향 축(L)을 따라 하우징(2) 내에서 활주 가능한 피스톤(3)을 포함한다. 가스 압력 스프링(1)은 2개의 챔버(4, 5)와 온도 구동 밸브 조립체를 추가로 포함한다. 밸브 본체(7)를 포함하는 6. 온도 구동 밸브 조립체(6)의 온도에 따라 메인 챔버(4)와 보조 챔버(5) 사이에 유체 전도 연결을 설정하거나 설정하지 않는다.

폐쇄 온도 범위에서, 예를 들어 4°C 이상의 온도에서 밸브 조립체는 닫히고 가스 압력 스프링(1)은 메인 챔버(4)만을 사용하여 작동한다. 그러면 가스 압력 스프링 1은 메인 챔버에 포함된 가스 질량 및 가스 부피를 기반으로 하는 힘 전달을 제공힌다.

개방 온도 범위, 예를 들어 4°C 미만에서 온도 구동 밸브 조립체(6)가 열려 가스 압력 스프링(1)이 두 챔버(4, 5)를 모두 사용하고 두 챔버(4)의 전체 가스 부피를 기반으로 힘 전달을 제공한다. 따라서, 메인 챔버(4)와 보조 챔버(5)의 연결은 개방 온도 범위에서 증가된 힘 전달을 제공할 것이다.

결과적으로, 가스 압력 스프링 힘의 온도 의존성은 저온에서 충분히 큰 힘을 제공하고 고온에서 과도한 힘이 얻어지지 않도록 이러한 방식으로 감소될 수 있다.

그림 2

도 2 내지 도 4는 종래 기술에 따른 공지된 온도-구동 밸브 조립체(6)를 도시하며, 각각은 밸브 조립체(6) 및 스위칭 소자(8)의 이동 축(A)을 따른 길이방향 단면을 도시한다. 밸브 조립체(6)는 개방 온도에서의 개방 구성 및 폐쇄 온도에서의 폐쇄 구성으로 온도-구동되는 이동 축 A를 따라 적어도 부분적으로 이동가능한 스위칭 소자(8), 예를 들어 바이메탈 스프링을 포함한다.

가스 압력 스프링(1)에 장착된 상태에서, 이동 축(A)은 예를 들어 가스 압력 스프링(1)의 길이 방향 축(L)과 일치할 수 있고, 밸브 조립체(6)는 예를 들어 메인 챔버 사이에 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 도면에 따르면, 예를 들어 밸브 조립체(6) 아래에, 그리고 도면에 따르면, 예를 들어 밸브 조립체(6) 위에 보조 챔버(5)가 배치된다.

도 2에 도시된 폐쇄 구성에서, 스위칭 소자(8)는 예를 들어 O-링과 같은 밸브 조립체(6)의 채널 섹션(13)의 관통 개구(16) 주위에 배열된 밀봉 수단(10) 및 이동 축(A)에 직교하는 채널 섹션의 채널 벽(9)의 밀봉 표면(9A)과 밀봉 방식으로 협력한다. 따라서, 폐쇄 구성에서, 밀봉 수단은 유체 내의 관통 개구(16)를 폐쇄하는 밀봉을 형성하고, 예를 들어, 가스 압력 스프링(1)의 보조 챔버(5)에서 메인 챔버(4)를 분리한다.

그림 3

도 3은 개방 구성에 있는 스위칭 소자(8)를 갖는 도 2의 온도-구동 밸브 조립체(6)를 도시한다. 예를 들어, 스위칭 온도(예: 4°C) 아래에서, 스위칭 소자(8)는 이동 축(A)을 따라 밀봉 표면(9A)으로부터 멀어지게 부분적으로 이동하는데, 예를 들어 바이메탈 스프링은 밀봉 표면(9A)으로부터 멀어지게 만곡하고, 따라서 장착 위치에 남아 있는 밀봉 수단(10)과 스위칭 소자(8) 사이에서 연장되는 주요 유체 경로(11)를 개방한다.

1차 유체 경로(11)는 예를 들어 다수의 입구(12)를 통해 밸브 조립체(6)로 그리고 관통 개구(16) 및 채널 섹션(13)을 통해, 예를 들어 밸브의 반대쪽에 있는 이동 축(A)을 따라 안내한다. 밸브 조립체(6) 외부의 조립체(6)는 예를 들어 메인 챔버(4)를 가스 압력 스프링(1)의 보조 챔버(5)에 연결한다.

그림 4

도 3과 마찬가지로 도 4는 개방 구성의 스위칭 소자(8)를 갖는 밸브 조립체(6)를 도시하며, 스위칭 소자(8)는 폐쇄 구성과 비교하여 이동 축(A)을 따른 단면에서 밀봉 표면(9A)으로부터 멀어진다. 그러나, 밀봉 수단(10)은 스위칭 소자(8)와 함께 이동 축(A)을 따라 밀봉 표면(9A)으로부터 이격된 작동 위치로 장착 위치에서 벗어나 스위칭 소자(8)에 계속 인접하여 밀봉되고, 입구(12)로부터 채널 섹션(13)으로의 유체 흐름이 불가능해진다. 결과적으로, 밸브 조립체(6)는 스위칭 소자(8)가 개방 구성에 있더라도 유체에 대해 폐쇄된다.

그림 5

도 5 내지 도 7은 각각 밸브 조립체의 스위칭 소자(8)의 이동 축(A)을 따른 길이방향 단면에서 본 발명에 따른 온도-구동 밸브 조립체(6)의 실시예를 도시한다.

밸브 조립체(6)는 스위칭 소자(8), 예를 들어 개방 온도에서 개방 구성을 갖고 폐쇄 온도에서 폐쇄 구성을 갖는 바이메탈 스프링을 포함하며, 이는 적어도 부분적으로 이동 축(A)을 따라 온도 구동된다.

가스 압력 스프링(1)에 설치된 상태에서, 이동 축(A)은 예를 들어 가스 압력 스프링(1)의 길이 방향 축(L)과 일치할 수 있고, 밸브 조립체(6)는 예를 들어 메인 챔버 사이에 배치될 수 있다. 도 4에서, 예를 들어, 도 5에서 밸브 조립체(6) 아래에, 그리고 도 5에서, 예를 들어 밸브 조립체(6) 위에 보조 챔버(5)가 있다.

도 5에 도시된 폐쇄 구성에서, 스위칭 소자(8)는 밸브 조립체(6)의 채널 섹션(13)의 관통 개구(16) 주위에 배열된 예를 들어 O-링과 같은 밀봉 수단(10) 및 이동 축(A)에 수직인 채널 섹션(13)의 채널 벽(9)의 밀봉 표면(9A)과 밀봉 방식으로 협력한다. 폐쇄 구성에서, 예를 들어, 밀봉 수단은 유체-타이트한 방식으로 관통 개구(16)를 통해 닫는 씰을 형성하고, 가스 압력 스프링 1의 보조 챔버(5)로부터 메인 챔버 4를 분리한다.

채널 벽 (9), 특히 이동축(A)에 대해 동축이고 원통형인 채널 벽 (9)의 외면 (9B)에서, 오목부, 예를 들어 이동축(A)을 따른 유체 수송을 위한 홈이 제공된다. 오목부는 예를 들어 이동 축선(A)에 대해 설치 위치에서 밀봉 수단(10)의 반경방향으로 완전히 내부에 위치된다. 따라서 오목부(14)는 도시된 폐쇄 구성에서 밸브 조립체(6)의 기밀성을 손상시키지 않는다.

그림 6

도 6은 개방 구성에 있는 스위칭 소자(8)를 갖는 도 5의 온도-구동 밸브 조립체(6)를 도시한다. 예를 들어, 스위칭 온도(예: 4°C) 아래에서 스위칭 소자(8)는 이동 축(A)을 따라 섹션에서 밀봉 표면(9A)으로부터 멀어지게 이동하여, 장착 위치에 남아 있는 밀봉 수단(10)과 스위칭 소자(8) 사이를 통과하는 주요 유체 경로(11)를 연다.

1차 유체 경로(11)는 예를 들어 다수의 입구(12)를 통해 밸브 조립체(6) 내로 그리고 관통 개구(16) 및 채널 섹션(13)을 통해 이끄는데, 채널 섹션(13)은, 예를 들어 이동 축(A)을 따라 반대인 밸브 조립체(6)의 측면에 있고, 예를 들어 밸브 조립체(6) 외부에 있으며, 메인 챔버(4)를 가스 압력 스프링(1)의 보조 챔버(5)와 연결한다.

오목부(14)는 밸브 조립체(6)의 이러한 구성에서 흐름 성능에 실질적인 영향을 미치지 않는다.

그림 7

도 6과 마찬가지로 도 7은 개방 구성의 스위칭 소자(8)를 갖는 밸브 조립체(6)를 도시하며, 여기서 스위칭 소자(8)는 폐쇄 구성과 비교하여 이동축을 따른 섹션에서 밀봉 표면(9A)으로부터 멀어지게 이동된다.

그러나 실런트(10)는 스위칭 소자(8)가 이동 축(A)을 따라 설치 위치에서 밀봉 표면(9A)으로부터 이격된 작동 위치로 이동되고 밀봉 방식으로 스위칭 소자(8)에 계속해서 놓임에 따라, A의 아날로그 구성에서와 같이 스위칭 소자(8)와 밀봉 수단(10) 사이의 1차 유체 경로(11)가 도 1에 도시된 종래 기술로부터 밸브 조립체(6)를 구성하는 것이 가능하다.

그러나, 선행 기술에 따른 것과는 달리, 도 7에 도시된 본 발명에 따른 밸브 조립체(6)의 구성에서 2차 유체 경로(15)는 오목부(14)를 통해 개방된다. 2차 유체 경로(15)는 주 유체 경로(11)와 같이, 예를 들어 다수의 입구(12)를 통해 밸브 조립체(6) 내로 그리고 관통 개구(16) 및 채널 섹션(13)을 통해, 예를 들어 이동 축(A)을 따라 밸브 조립체(6)의 반대쪽에서 밸브 조립체(6) 밖으로 연결되고, 예를 들어, 가스 압력 스프링(1)의 보조 챔버(5)를 메인 챔버(4)로 연결한다.

2차 유체 경로(15)는 바람직하게는 스위칭 소자(8)가 개방 구성에 있고 밀봉 수단(10)이 그 장착 위치로부터 이동 축(A)을 따라 스위칭 소자(8)와 함께 작동 위치로 이동한 경우에만 개방되어, 주 유체 경로(11)는 닫힌 상태로 유지된다.

그림 8

도 8은 본 발명에 따른 온도-구동 밸브 조립체(6)의 실시예의 채널 벽(9)의 단면을 도시한다. 밸브 조립체(6)의 오목부(14)는 예를 들어 밸브 조립체(6)의 스위칭 소자(8)의 이동 축(A)을 따른 유체 수송을 위한 홈이고, 오목부(14)는 예를 들어 이동 축과 동축인 채널 벽(9)의 원통형 외부 표면(9B)에 위치된다.

오목부(14)는 이동축(A)을 중심으로 원주 방향으로 폭(B)을 가지며, 예를 들어 곡률 반경(r)을 갖는 원형 실린더 섹션의 형상을 갖는다. 외부 표면(9B)의 외부 반경(R)은 오목부(14)의 폭(B)보다 더 크고, 예를 들어 폭(B)의 1.5배 내지 2배 더 크다. 이러한 방식으로, 오목부(14)가 외부 표면(9B) 주위에서 원주방향으로 흐르는 실런트(미도시)를 유지하여 밸브 조립체(6)에 영향을 미치지 않는 것이 보장된다.

1 가스 스프링 11 기본 유체 경로
2 하우징 12 흡입구
3 피스톤 13 채널 섹션
4 메인 챔버 14 오목부
5 보조 챔버 15 보조 유체 경로
6 밸브 배열 16 통로 개방
7 밸브 몸체 A 운동 축
8 스위칭 소자 B 폭
9 덕트 벽 L 세로 축
9A 밀봉면 r 곡률 반경
9B 외부 표면 R 외부 반경
10 밀봉 수단(실런트)

Claims (10)

1. 온도 구동 밸브 조립체(6)로서,
   a) 유체를 위한 관통 개구(16)를 통해 유체를 수용하기 위한 2개의 챔버(4, 5)의 유체 전도 연결을 위한 채널 섹션(13);
   b) 개방 온도 범위에서의 개방 구성 및 폐쇄 온도 범위에서의 폐쇄 구성을 갖는 적어도 하나의 스위칭 소자(8) ― b1) 스위칭 소자(8)는 적어도 일부 섹션에서, 채널 섹션(13)에 대향한 이동 축(A)을 따라 온도 구동 방식으로 이동가능하고, b2) 여기서 관통 개구(16)의 개구 법선은 스위칭 소자(8)를 향해 배향되고, b3) 여기서 채널 섹션(13)은 이동 축(A) 주위의 채널 벽(9)에 의해 원주방향으로 둘러싸여 있음 ―;
   c) 채널 벽(9) 주위에 원주방향으로 연장되는 적어도 하나의 밀봉 수단(10) ― c1) 밀봉 수단(10)은 장착 위치에서 채널 벽(9)의 적어도 하나의 밀봉 표면(9A)에 접하고, 밀봉 표면(9A)의 법선 표면은 스위칭 소자(8) 쪽으로 배향됨, c2) 장착 위치에서 상기 적어도 하나의 밀봉 수단(10)은 폐쇄 구성에서 하나 이상의 밀봉 표면(9A) 및 하나 이상의 스위칭 소자(8)와 밀봉 방식으로 협력하여 관통 개구(16)를 닫고, c3) 장착 위치에서 상기 적어도 하나의 밀봉 수단(10)은 이동 축(A)을 따라 개방 구성에서 적어도 하나의 스위칭 소자(8)로부터 이격되어, 1차 유체 경로(11)가 유체 전도 방식으로 관통 개구(16)를 통해 적어도 하나의 스위칭 소자(8)와 적어도 하나의 밀봉 수단(10) 사이에서 두 개의 챔버(4, 5)를 연결함 ―; 및
   d) 채널 벽(9)의 적어도 하나의 오목부(14) ― d1) 여기서, 이동 축(A)을 따른 적어도 하나의 오목부(14)의 돌출부는 특히 완전히 이동 축(A)을 따른 밀봉 표면(9A)의 돌출부에 의해 둘러싸이고, d2) 밀봉 수단(10)의 작동 위치에서, 밀봉 수단(10)이 이동 축(A)을 따라 적어도 하나의 밀봉 표면(9A)으로부터 이격되어, 2차 유체 경로(15)가 적어도 하나의 오목부(14)를 통해 두 개의 챔버(4, 5)를 유체 전도 방식으로 서로 연결함 ―;
   를 포함하는, 밸브 조립체(6).
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 오목부 (14)는 이동 축(A)을 둘라싸는 채널 벽(9)의 외부 표면(9B)의 이동 축(A)을 따라 유체를 운반하기 위한 홈을 포함하고, 상기 외부 표면(9B)은 이동 축(A)에 대해 원통형 및/또는 동축인 것이 바람직한, 밸브 조립체(6).
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동 축(A) 주위의 원주 방향으로 적어도 하나의 오목부(14)의 폭(B)은 채널 벽(9)의 원통형 외부 표면(9B)의 외부 반경(R)보다 작은, 밸브 조립체(6).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밀봉 수단(10)은 이동 축(A)에 대해 횡방향으로 채널 벽(9)에 대해 확실하게 고정 되고 , 무부하 상태에서 이동축을 따른 밀봉 수단(10)의 두께가 관통 개구(16)의 개방 구성에서 스위칭 소자(8)의 이동축을 따른 거리보다 더 큰, 밸브 조립체(6).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   스위칭 소자(8)의 개방 구성에서 밀봉 수단(10)은 이동 축(A)을 따라 채널 벽(9)에 대해 이동 가능한, 밸브 조립체(6).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 무부하 상태에서 이동 축(A)을 따른 밀봉 수단(10)의 두께는 밀봉 표면(9A)으로부터 개방 구성에서 스위칭 소자(8)의 이동 축을 따른 거리보다 더 작고,
   b) 밀봉 수단(10)의 두께는 밀봉 표면(9A)으로부터 폐쇄 구성에서 스위칭 소자(8)의 이동 축을 따른 거리보다 크거나 같은,
   밸브 조립체(6).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스위칭 소자는 개방 온도 범위와 폐쇄 온도 범위 사이의 스위칭 온도에서 이동 축(A)을 따라 변형되는 바이메탈을 포함하는, 밸브 조립체.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 채널 섹션(13), 상기 관통 개구(16)의 법선 개구 및/또는 밀봉 표면(9B)의 법선 표면은 이동 축(A)에 평행한, 밸브 조립체(6).
9. 유체를 수용하기 위한 적어도 두개의 분리된 챔버(4, 5)를 포함하는 가스 압력 스프링(1)으로서,
   상기 챔버(4, 5)는 제1항 내지 제8항에 따른 밸브 조립체(6)를 통하여 서로 연결된,
   가스 압력 스프링(1).
10. 제 9 항에 따른 가스 압력 스프링(1)으로서,
    a) 밸브 조립체(6)는 스위칭 온도 미만의 개방 온도 범위에서 개방되어 적어도 2개의 챔버(4, 5)가 유체 연결되고,
    b) 밸브 조립체(6)는 스위칭 온도 이상의 폐쇄 온도 범위에서 폐쇄되어 적어도 2개의 챔버(4, 5)가 유체 기밀 방식으로 서로 분리되는,
    가스 압력 스프링(1).
    

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