MXPA97000412A - Valvula de control por solenoide de fuerzaproporcional variable mejorada - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una válvula solenoide de fuerza proporcional variable para controlar la presión de un fluido en un sistema de control de fluido, que comprende una bobina solenoide, un inducido que puede moverse en respuesta a una corriente eléctricaaplicada a la bobina solenoide y a un campo magnético permanente de medios de imán permanentes, medios de resorte para impulsar el inducido en una dirección para establecer una respuesta de presión de fluido de válvula a una corriente de bobina solenoide, y un cierre de alojamiento de válvula que tiene una región periférica para acoplar un alojamiento de válvula, una región rebajada que tiene una sección transversal relativamente más pequeña que la región periférica ubicada en dirección interna de la misma, y una región central que se acopla a los medios de resorte y tiene una indentación en la misma de deformación permanente impartida selectivamente a la región central en una dirección que se opone a los medios de resorte en una condición de válvula ensamblada para colocar el cierre de alojamiento de válvula en relación con los medios de resorte de manera que la válvula presente respuesta de presión de fluido de válvula ajustada a la corriente de bobina solenoide en la condición de válvula ensamblada.

Description

VÁLVULA DE CONTROL POR SOLENOIDE DE FUERZA PROPORCIONAL VARIABLE MEJORADA CAMPO DE LA INVENCION La presente invención hace referencia a una válvula operada por solenoide de fuerza proporcional variable que controla la presión del fluido en respuesta a la corriente eléctrica aplicada a una válvula solenoide y, más particularmente a una válvula operada por solenoide de fuerza proporcional variable que tiene características de respuesta de ajuste de la válvula mejoradas y requerimientos de tamaño reducidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número 4,988,074 de Najmlohoda expedida el 29 de Enero de 1991, se describe una válvula de control por solenoide de fuerza proporcional variable cuyo costo de fabricación es relativamente bajo y es compacta en su tamaño aunque mantiene sustancialmente el control de flujo lineal proporcional de la cesionaria común con la presente. La válvula de control por solenoide de fuerza proporcional variable patentada comprende un alojamiento solenoide externo de acero y un alojamiento del miembro de la válvula de aluminio unidos entre conjunto de manera mecánica los que mediante apéndices sobre el alojamiento solenoide de acero se encrespan alrededor de las regiones del alojamiento del miembro de válvula de aluminio. La válvula de control de fuerza proporcional variable incluye un inducido ferromagnético (por ejemplo acero) suspendido mediante resorte de bajo índice de velocidad de uelleo en los extremos opuestos del inducido con un orificio perforado de un carrete solenoide sin núcleo para un movimiento reciprocable entre las posiciones que corresponden a la posición de válvula cerrada y la posición de válvula completamente abierta en respuesta a la corriente eléctrica aplicada a una bobina electromagnética. Se controla la posición del inducido mediante el balanceo de la fuerza variable de un campo electromagnético de una bobina electromagnética y la fuerza de un campo magnético de un imán permanente de anillo contra la fuerza de un resorte de espiras de compresión que fuerza a la válvula hacia la posición cerrada de la válvula. La bobina electromagnética, carrete e inducido residen en el alojamiento solenoide de modo que el alojamiento de acero proporciona una concentración de flujo del campo electromagnético en el inducido. La válvula de control de fluido al extremo del inducido se mueve en relación al asiento de la válvula dispuesto en el alojamiento de válvula de aluminio para comunicar una entrada de fluido a las compuertas de escape de fluido para regular la presión de fluido en las compuertas de control de fluido de una manera proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada. Se modificó una versión fabricada comercialmente de válvula de control por fluido solenoide de fuerza proporcional variable patentada anteriormente mencionada para incluir una válvula de bola de acero inoxidable y un asiento de válvula de acero inoxidable separado insertado a presión en la boquilla. La válvula de bola se captura en una jaula de acero inoxidable y entre el asiento de la válvula y un inducido de acero de forma cilindrica semejante a una varilla que se mueve en relación con el asiento de la válvula de una manera proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada a la bobina electromagnética. A medida que el inducido se mueve en relación con el asiento de la válvula para impulsar la válvula, la válvula de bola comienza a seguir el extremo del inducido por virtud de la presión del fluido en el alojamiento del miembro de la válvula y en el confinamiento de la jaula de la válvula de bola en el carrete. La entrada de fluido se comunica con las compuertas de escape de fluido mediante la compuerta de la válvula de bola para regular la presión de fluido en las compuertas de control de fluido de una manera proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica aplicada a la bobina. Se coloca una válvula de carrete en el alojamiento del miembro de válvula para proporcionar una capacidad de flujo alto de dos etapas donde el fluido presurizado suministrado a la compuerta de entrada inicialmente se dirige para desviarse de las compuertas de control y fluye hacia un extremo de la válvula del carrete para moverla desde una posición del carrete de flujo de fluido cero a una posición de carrete de flujo de fluido máximo en relación con las compuertas de control según lo determinado por la presión de ruptura establecida con anterioridad para la válvula de bola mediante el ajuste de la fuerza del resorte de espiras. Después de esto, Una segunda etapa de operación involucra el control del flujo del fluido a través de las compuertas de control mediante el movimiento de la válvula de carrete entre las posiciones mínima y máxima del carrete de flujo en una forma proporcional a la magnitud de la corriente eléctrica hacia la bobina. Tales válvulas de control por solenoide de fuerza proporcional variable comercialmente fabricadas hasta la fecha se montan operativamente a un cuerpo de transmisión de aluminio fundido o a una caja mediante una placa de sujeción un tornillo con tuerca, o ambos, acoplando con una muesca de boquilla externa. Un objeto de la presente invención es proporcionar una válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable que tenga una regulación de respuesta de la válvula mejorada y simplificada durante el ajuste de la producción. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una válvula de control por solenoide de fuerza proporcional variable que tenga una configuración del inducido de imán permanente, simplificada y mejorada, que reduzca los requerimientos de tamaño de la válvula.

COMPENDIO DE LA INVENCION La presente invención proporciona una válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable para controlar la presión de un fluido presurizado en un sistema de control de fluidos en proporción al nivel de corriente de una señal de entrada eléctrica. En una modalidad de la presente invención, la válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable comprende un inducido en acoplamiento con una válvula de control de presión de fluido, y que se puede mover en respuesta a la corriente eléctrica aplicada a un elemento de resorte de solenoide para forzar el inducido en una dirección para establecer la respuesta de presión de fluido de la válvula a un nivel de corriente proporcionado al solenoide (es decir, presión del fluido contra la corriente del solenoide) , y un cierre del alojamiento de válvula que se acopla con el elemento de resorte y que se deforma permanentemente después del ensamble de válvula para colocar el cierre de alojamiento de la válvula en relación con el elemento de resorte de tal manera que se ajusta la respuesta de presión de fluido de la válvula a una especificación de funcionamiento deseada. El cierre del alojamiento incluye típicamente un labio periférico que se asegura y recibe en una cámara terminal del alojamiento de válvula, a un cubo central que se acopla con el elemento de resorte, y una región anular ahuecada o muescada entre al cubo y el labio periférico y concéntrica con el labio. El cierre del alojamiento se ensambla al alojamiento de la válvula con un cubo de cierre que se acopla con el elemento de resorte, y entonces se deforma permanentemente el cierre mediante una herramienta de ajuste que se acopla con el cubo central de forma que ajusta permanentemente la posición del cubo de cierre en relación con el elemento de resorte para ajustar la respuesta de la válvula a la corriente del solenoide. Se deforman el cubo de cierre y la región anular ahuecada o muescada para ajustar la posición del cubo de cierre en relación con el elemento de resorte para ajustar la respuesta de la válvula a la corriente del solenoide. El ajuste de la respuesta de la válvula usando los componentes y en la manera descrita anteriormente en la presente se mejora y se simplifica porque se elimina un costoso tornillo de ajuste de válvula roscado y usado hasta ahora elimina porque la deformación del cierre es permanente y se mantiene la respuesta de la válvula ajustada de manera que mejora la confiabilidad de la válvula en servicio. La invención es útil para proporcionar un dispositivo de control de regulación de presión de flujo bajo de presión o un dispositivo de control amplificador del flujo del carrete. En otra modalidad de la presente invención la válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable comprende una disposición del inducido de imán permanente que es ventajosa para reducir los requerimientos de tamaño de la válvula. Por ejemplo, el inducido comprende un imán cilindrico permanente que tiene una longitud reducida que termina en un extremo axial plano más exterior y que se acopla mediante un resorte de sesgo que determina la respuesta de la válvula y está encuadrado mediante la bobina solenoide cuando el solenoide se desenergiza. Una carrete de bobina incluye una perforación longitudinal cilindrica, que recibe el inducido de imán permanente y una ceja terminal agrandada radialmente que se acopla con un resorte de placa mediante el cual se coloca al inducido en la perforación del carrete. La perforación del carrete incluye una región perforada agrandada axialmente próxima a la ceja terminal y acompasada mediante la bobina solenoide para recibir un miembro retenedor del resorte de placa colocado sobre el extremo axial del inducido. Los anteriores y otros anteriores, características y ventajas de la invención se harán explícitas a partir de la siguiente descripción más detallada tomada con los siguientes dibujos aco pañaltes BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en planta de una válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable de conformidad con una modalidad de la invención. La Figura 2 es una vista elevada de extremo de la válvula de control de fluido solenoide de fuerza proporcional variable de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en sección transversal longitudinal de la válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable de la Figura 1. La Figura 4A es una vista elevada de una herramienta de ajuste para deformar un cierre de extremo ajustable del alojamiento de válvula para fijar la presión de ruptura de la válvula. La Figura 4B es una vista en sección transversal del cierre de extremo se acoplado con la herramienta de ajuste para fijar la presión de ruptura de la válvula. La Figura 5 es una vista en corte transversal longitudinal de un dispositivo de control regulador de baja presión de flujo sin carrete en conformidad con otra modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION Haciendo referencia a las Figuras 1-3, una válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable 10 incluye un miembro de válvula 12 y un solenoide 14 dispuesto en un alojamiento de válvula común 19 para proporcionar una unidad de control de fluido compacto según se describe en la solicitud de patente relacionada con número de serie 08/337 613 de cesionario común con la presente, cuyas enseñanzas se incorporan a la presente mediante referencia. El alojamiento 19 comprende de preferencia un material de alojamiento sustancialmente no magnético que tiene poca o ninguna permeabilidad magnética, por ejemplo, en comparación a la permeabilidad magnética de un material ferromagnético, como el acero. Un materia.1 particularmente apto para el alojamiento 19 comprende el aluminio y sus aleaciones o termopiástico formado por vaciado o moldeo de inyección a la configuración del alojamiento requerido para recibir el miembro de válvula 12 y al solenoide 14. Un alojamiento de aluminio 19 ofrece los beneficios de material a bajo costo y fabricación rápida.' Aunque se prefieren el aluminio y sus aleaciones de manera particular para la fabricación del alojamiento, la invención no se limita y puede practicarse usando un material ferromagnético, como el acero, para el material de alojamiento común, aunque se prefiera menos este. El solenoide 14 incluye una bobina electromagnética 16 devanada alrededor de un carrete plástico moldeado 18 que tiene una perforación de forma cilindrica 20 a través del eje del mismo. El carrete 18 se hace de termopiástico lleno de gas. Un inducido de imán sólido permanente semejante a una varilla se suspende dentro del hoyo perforado 20 del carrete plástico 18 mediante un resorte de baja velocidad de uelleo montado en un extremo último posterior, del inducido. El inducido 22 comprende un imán permanente de tierras raras de forma cilindrica (u otro material de imán permanente disponible) que haya mejorado las características magnéticas, como el producto de energía y la estabilidad magnética a temperaturas elevadas. El resorte de placa 24 es del tipo descrito en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4 988 074, cuyas enseñanzas se incorporan en la presente mediante referencia. Esto es, la placa de resorte se forma a partir de un acero inoxidable no magnético austenítico muy delgado, como acero inoxidable austenítico totalmente duro, el cual suministra un muelleo de muy baja velocidad para la configuración de resorte que se muestra en la Figura 5 de la patente '074 anteriormente mencionada. La periferia interna del resorte de placa 24 se monta mediante el miembro retenedor de la placa de latón semiduro 25 y el retenedor de imán de latón semiduro 27 al extremo último posterior 22a del inducido 22, para suspender el inducido 22 para el movimiento longitudinal axial adentro del carrete 18 mientras levanta el extremo más interno, frontal opuesto 22b del inducido sin apoyo mediante una placa de resorte. La periferia externa da la placa de resorte 24 se monta entre la ceja de extremo agrandada 18h del carrete del carrete 18 y un cierre o tapa del alojamiento de la válvula 46 hecho de aleación de aluminio (por ejemplo Al alloy 6061 T6) . En conformidad con una modalidad de la invención es ventajoso reducir el tamaño, en particular la longitud, de la válvula de control de fluido 10, el inducido de imán permanente 22 comprende un imán permanente cilindrico que tiene una longitud reducida que termina en el extremo axial plano más exterior 22a que está dispuesto adentro o encuadrado mediante la bobina solenoide 16 cuando no se suministra corriente eléctrica a la bobina solenoide 16 ese mismo resorte de bobina 42 coloca al inducido 22. La longitud del inducido de imán permanente 22 (por ejemplo 0.510 pulgadas) es sustancialmente más corto en comparación con la longitud (por ejemplo 0.635 pulgadas) de los inducidos de imán' permanentes usados con anterioridad a la presente. Para acomodar el inducido de imán permanente más corto 22, se proporciona al orificio perforado del carrete solenoide 20 una región perforada agrandada radialmente 20a próxima a la ceja de extremo 18h para recibir el extremo del inducido más externo 22a adentro de la bobina solenoide 16 cuando se desenergiza la bobina solenoide 16. Por ejemplo, se dimensiona radial y axialmente la región perforada agrandada 20a para recibir con holgura el miembro retenedor del resorte de placa 25 dispuesto sobre el extremo del inducido 22a que permita el movimiento libre del inducido 22 en el orificio perforado 20. Un diámetro interno típico de la región perforada agrandada 20a es de 0.350 pulgadas en comparación con el diámetro (por ejemplo 0.3000 pulgadas) del residuo del orificio perforado 20. Una longitud axial típica de región perforada agrandada 20a es de 0.125 pulgadas en comparación con una longitud axial de 0.530 pulgadas para el orificio perforado total. El inducido de imán permanente 22 y el carrete solenoide 18 descrito en el párrafo precedente e ilustrado en la Figura 3 en conformidad con esta modalidad son ventajosos para reducir la longitud total de la válvula de control de fluido 10. En particular, el inducido de imán permanente acortado 22 y la región perforada del carrete agrandado 20a permiten que se reduzca sustancialmente la longitud total del alojamiento de la válvula 19; por ejemplo, a .680' pulgadas en comparación con la longitud previa de alojamiento de la válvula de 0.800 pulgadas. El alojamiento acortado de la válvula 19 es ventajoso porque ocupará una región menor en una caja de transmisión en la que se instala para modular la presión de línea principal a varias válvulas de carrete de un sistema de control de transmisión electrónica.

Sobre la pared interna del carrete se forma una variedad de pestañas de guía del inducido que se extienden hacia adentro de manera radial y longitudinalmente o axialmente para guiar el movimiento axial del inducido en el orificio perforado 20. Las pestañas guía 18a se moldean en una relación espaciada circunferencialmente sobre la pared interna del carrete 18 y típicamente se colocan separadas de manera equidistante en dirección circunferencial. Hay poca holgura entre el diámetro externo del inducido entre el diámetro interno de la pestaña y el diámetro externo del inducido. Las pestañas guía 18a se extienden axialmente a lo largo de una porción de la longitud del orificio perforado 20 próximo al extremo más interno 22b del inducido 22. Se coloca un lavador de flujo anular de acero 28 (por ejemplo acero al carbono laminado en frío 1008 ó 1010) en el extremo frontal 18b del carrete 18 para concentrar el flujo electromagnético de la bobina 16 en el extremo más interno 22b del inducido 22. El lavador de flujo se sitúa entre una ceja de extremo del alojamiento 19 y una ceja radial 18c del carrete 18. Como se muestra mejor en la Figura 3, el extremo más interno 22b del inducido 22 se acopla con una válvula de bola elastomérica 38 que coopera con un asiento de válvula 18d moldeado sobre el carrete 18. La válvula de bola 38 y el asiento de válvula 18d definen una válvula de desviación de fluido para desviar el fluido a una compuerta de escape en la manera descrita abajo en la presente. Se recibe y confina la válvula de bola 38 lateralmente en una jaula o cajuela de lados planos 18e moldeada en el carrete 18 entre el extremo más interno 22b del inducido y el asiento de la válvula 18d moldeado en el carrete 18. En este ordenamiento de la válvula, la válvula de bola 38 se fuerza contra el extremo del inducido 22b y sigue el movimiento del inducido 22 en una dirección hacia o lejos del asiento de la válvula 18d por virtud de la presión de fluido sobre la válvula de bola y por virtud de capturarse en la jaula 18e. La válvula de bola 38 se hace de un elastómero durómetro alto que tiene un valor durómetrico de 80 o más. El uso de la válvula de bola de elastómero durómetro alto 38 y un asiento de válvula de carrete moldeado 18d son ventajosos para eliminar la resonancia en la regulación de la presión del fluido debido a la presión de fluido de línea baja a alta temperatura, una condición que puede ocurrir durante la operación en caliente de una transmisión electrónica en donde el mismo fluido se adelgaza y que puede dar como resultado características de control de fluido no lineales. Se atrapa el resorte de compresión de bobina 42 (elemento de forzado del resorte) entre el extremo del inducido axial y el cubo central 46a del cierre o capa del alojamiento de válvula 46. El cubo cental 46a incluye un resorte cilindrico que se extiende axialmente y hacia el interior, localizando la proyección o perno 46g que recibe el resorte de espiras 42 con el extremo del resorte 42 acoplando con la superficie interna o pared del cubo central 46a como se muestra mejor en la Figuras 3 y 4B. El inducido de imán permanente 22 se fuerza a un sangrado de válvula o posición cerrada mediante el resorte de espiras 42 cuando la bobina solenoide 16 se desenergiza. De conformidad con otra modalidad de la invención, la tapa del alojamiento de la válvula o cierre 43 se deforma por sí mismo de tal manera que ajusta la fuerza ejercida por el resorte de espiras 42 sobre el inducido 22 y así la respuesta de presión de fluido de la válvula al nivel de corriente eléctrica suministrado al solenoide 14 (es decir, presión de fluido contra corriente del solenoide) . En particular, la fuerza ejercida por el solenoide mediante el resorte de espiras 42 sobre el inducido 22 se ajusta para proporcionar una velocidad de sangrado deseada de la válvula de bola fluido pasado 38 o presión de ruptura de la válvula de bola 38 en la manera descrita abajo en la presente para proporcionar una presión de fluido deseada contra la respuesta de la orriente del solenoide. El cierre del alojamiento de la válvula 46 incluye una región periférica 46b acoplada con la región de extremo del alojamiento de válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable 19 de modo que el cubo central engrane con el resorte 42. La región periférica 46b comprende típicamente uno labio cilindrico que se extiende axialmente 46c que se recibe en una cámara de extremo cilindrica 21 del alojamiento de válvula 19 como se muestra en la Figura 3. El cierre 46 comprende una aleación de aluminio 6061 maquinado. El cierre de alojamiento de válvula 46 se deforma en una región definida por una región anular ahuecada y muescada 46d que encierra en círculos un cubo central de cerradura plana 46a. La región ahuecada o muescada 46d se dispone concéntricamente alrededor del cubo central 46a entre el cubo central y el labio periférico 46c. La región anular ahuecada o muescada 46d tiene un corte transversal relativamente más pequeño, Figura 3 , en comparación con la región periférica 46b. El cubo central 46a sufre típicamente la deformación permanente primaria o mayor mediante el acoplamiento con la herramienta T para permitir el movimiento de ajuste axial del cubo 46a en relación con la región periférica 46b, aunque la región muescada también puede sufrir alguna deformación al mismo extremo. La región muescada 46d ayuda a confinar la mayoría de las deformaciones al cubo central 46a. El cubo central 46a se ajusta permanentemente en la posición axial después que el cierre 46 se asegura al alojamiento de la válvula 19 para ajustar la respuesta de la válvula. El alojamiento de válvula 19 incluye un hombro de extremo anular que se extiende internamente 23 próximo a la cámara de extremo 21. El hombro de extremo 23 descansa sobre y se acopla con la superficie externa o lado del cierre del alojamiento de la válvula 46 eegún se muestra en la Figura 3 para retener el cierre del alojamiento de la válvula asegurado en el alojamiento de la válvula. En el ensamble de la válvula de control de fluido 10 descrita abajo en la presente en conformidad con una modalidad de la presente invención, el inducido de imán permanente 22 se coloca en el alojamiento de la válvula 19 seguido de la colocación del resorte 42 en el alojamiento de la válvula 19 para forzar el inducido en la dirección para establecer la respuesta de la válvula. Entonces, el cierre del alojamiento de la válvula 46 se inserta en la cámara de extremo 21 del alojamiento 19 y el hombro 23 se riza o dobla sobre ei lado externo del cierre del alojamiento de la válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable 46 para asegurarlo en el alojamiento 19. De allí en adelante, la válvula de control de fluido ensamblada 10 se ajusta a una calibración en la estación de prueba de ajuste ST; Figuras 4A y 4B. Se sostiene el alojamiento de la válvula 19 en una presa hidráulica HP mediante un fijador o placa de abrazadera P que se puede mover recibida en la muesca 63 de modo que simula la fijación de la válvula ensamblada 10 en la solicitud de servicio de la válvula pretendida; por ejemplo, la sujeción del alojamiento de la válvula 19 en un alojamiento de transmisión con el alojamiento de la válvula sostenido contra la carga de extremo, se lleva una herramienta de ajuste T adentro del acoplamiento axial con el cubo central 46a del cierre del alojamiento de la válvula 46 para colocar axialmente y de manera selectiva el cubo central 46a internamente en relación con la región periférica 46b para ajustar la posición del cubo central 46a en relación con el extremo del resorte 42 para ajustar la respuesta de la válvula a la corriente del solenoide. Las Figuras 4A y 4B ilustran la herramienta T axialmente acoplada con el cubo central 46a a este extremo con el cubo central deformado para ajustar su posición en relación con el resorte 42. Se dispone la herramienta T en una placa de soporte Sp montada a y que se puede mover con una tuerca de bola N. La placa de soporte SP incluye casquillos B guiados para movimiento sobre las respectivas flechas de guía GS de la prensa. El tornillo de globo S se acciona para girar mediante el servomotor de accionamiento del tornillo eléctrico M. Se mide el punto de ajuste de calibración de la válvula mediante una presión hidráulica y una prueba de soporte conectada con las boquillas de compuerta 72, 80. La calibración y la estación de prueba ST incluye un transductor de presión corriente arriba (que no se muestra) para medir la presión de control para propósitos de calibración de la válvula. Se mantiene una presión de suministro controlada en la compuerta de entrada 72 y se suministra un nivel de corriente eléctrica del punto de ajuste determinado con anterioridad a la bobina solenoide 16. El servomotor M avanza la herramienta de ajuste T de modo que el cubo central 46a del cierre de alojamiento de la válvula 46 se deforma plásticamente y elásticamente hasta una presión de calibración previa inicial mediante el transductor de presión corriente abajo (control) . El servomotor M retracta entonces la herramienta T desde el cubo de cierre 46a para relajar cualquier deformación elástica. El transductor de presión corriente arriba (control) mide entonces la presión actual que se compara con una unidad de cómputo contra la presión especificada (punto de ajuste de especificación de presión) y calcula la deformación adic • .idl del cubo de cierre 46a que se puede necesitar para lograr el punto de ajuste de especificación de presión. El servomotor avanza la herramienta T para deformar posteriormente el cubo central 46a, retracta, y el transductor de presión corriente arriba mide nuevamente la presión para comparación mediante la unidad de cómputo para el punto de ajuste de especificación de presión para determinar si se requiere información adicional. Cuando la presión de control medida alcanza el punto de ajuste especificado, se cicla la válvula a lo largo de su escala de corriente de operación y se analiza la presión de salida (control) medida mediante el transductor de presión corriente arriba para la respuesta adecuada sobre la escala de operación total. Una vez que se ajusta de esta manera el punto de ajuste, la válvula de control de fluido está lista para servicio. El ajuste de respuesta de la válvula usando el componente y en la manera descrita arriba en la presente se mejora y simplifica porque el tornillo de ajuste enroscado y costoso usado hasta ahora en la presente se elimina y en que la deformación del cierre de extremo es permanente y mantiene la respuesta de la válvula ajustada dentro de la escala deseada para mejorar la confiabilidad de la válvula en servicio. Más aún, la deformación mecánica o materiales de cierre de rosca que se usan para retener el tornillo de ajuste de la válvula en la posición de ajuste durante el servicio de la válvula también se puede eliminar en la práctica de la presente invención. Aunque se ilustra en la Figura 3 arriba en la presente el cierre de extremo del alojamiento de la válvula ajustable 46 con respecto al uso en combinación con el inducido de imán permanente acortado 22, la invención no es tan limitada.. Por ejemplo, se puede usar el cierre de extremo del alojamiento de válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable ajustable 46 con un inducido permanente más largo (que no se muestra) o un inducido ferromagnético (por ejemplo acero) , descrito en la ya mencionada Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4 988 074 y la solicitud de patente relacionada con No. de serie 08/ 337 613, cuyas enseñanzas se incorporan en la presente como referencia. Se monta un cuerpo conector de plástico 52 mostrado en la Figura 2 sobre el carrete 18 y sale el alojamiento 19 en un extremo posterior del mismo. Aunque no se muestran en la Figura 3 , los contactos eléctricos se extienden a través del carrete 18 y a través de aperturas en el cuerpo del conector 52. Esos contactos eléctricos 54 se muestran en la anteriormente mencionada Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 4 988 074. Se conectan los extremos de los contactos eléctricos 54 a los alambres de la bobina 16 para recibir una señal de corriente eléctrica desde la fuente de corriente variable (que no se muestra) . El miembro de válvula 12 incluye una sección de boquillas del alojamiento 19a que se forma integralmente con el alojamiento común 19. La sección de boquillas 19a incluye un paso longitudinal 66 que tiene una configuración cilindrica para recibir el extremo frontal 18c del carrete 18 y un carrete de aleación de aluminio 67 (por ejemplo aleación de aluminio 6262) la que se recibe en el paso 66 en un ajuste cerrado, de manera deslizable para un movimiento axial reciprocable. La sección de boquillas 19a del alojamiento común 19 incluye un suministro de fluido presurizado del alojamiento común o una compuerta de entrada 72, una variedad de compuerta de control 80, una variedad de primeras compuertas de escape 81 asociadas con las salidas de control, y una variedad de segundas compuertas de escape 74 asociadas con la válvula de bola 38. Se pueden vaciar estas compuertas, maquinar o formar de otra manera en la sección de boquillas 19a. Las compuertas de control 80, las compuertas de escape 81, y las compuertas de escape 74 se separan circunferencialmente alrededor de la sección de boquillas 19a. Típicamente, se proporcionan dos compuertas de control 80, cuatro compuertas de escape 81, y cuatro compuertas de escape 74 sobre la sección de boquillas 19a. El extremo frontal 18c del carrete 18 incluye compuertas de escape 74a que comunican con las respectivas compuertas de escape 74 de la sección de boquillas 19a por medio deuna cámara anular formada entre el extremo frontal cilindrico 18c del carrete y la porción de diámetro reducida de la sección de boquillas 19a. La compuerta de entrada comunica con una cámara anular 73 que, a su vez, está en comunicación con un paso de fluido radial 67a del carrete 67 como se muestra en la Figura 3. El paso 67a se comunica con un paso central longitudinal 67b del carrete 67. Se ajusta a presión un enchufe de flujo 69 hecho de latón en la válvula de carrete para permanecer en el paso 67b e incluye un orificio 69a dimensionado para suministrar flujo de fluido a la cámara 75 y al orificio 18f del carrete 18. La cámara 75 se define entre el extremo interno 18c del carrete 18 y el extremo posterior frontal 18f del carrete 18 que, a su vez, comunica con el asiento de la válvula 18d moldeado sobre el carrete. Un sello de anillo-0 82 se dispone alrededor del extremo frontal 18b del carrete 18 entre el alojamiento 19 y el extremo frontal del carrete 18b para evitar el desvío alrededor de la válvula 38. Se forma una ranura anular o canal 63 sobre el exterior del alojamiento 19 en la sección de boquillas 19a para recibir una abrazadera de sujeción o placa (que no se muestra) para asegurar la sección de boquillas 19a al cuerpo de transmisión de aluminio vaciado (que no se muestra) u otro sistema de control de fluido. Se dispone la válvula de carrete deslizable 67 en la sección de boquillas 19a para proporcionar una operación de dos estados de la misma, en el primer estado, el fluido presurizado se proporciona a la compuerta de suministro o entrada 72 el extremo hacia adelante del carrete 18 y el extremo posterior 67c de válvula de carrete apoyado y con la válvula de bola 38 asentada contra el asiento de la válvula 18d, como se muestra en la Figura 3, sin corriente eléctrica para la bobina 16. En consecuencia, el flujo de fluido que entra se debe al desvío de las compuertas de control 80 y en cambio se dirige a través de los pasos del carrete 67a, 67b a la cámara 75 (extremo posterior 67c de la válvula de carrete) . La válvula de bola 38 se asienta inicialmente sobre el asiento de la válvula 18d en virtud de la fuerza del resorte de espira 42. La posición de la válvula de carrete 67 corresponde a una posición de la válvula de carrete de fluido de flujo mínimo en relación con las compuertas de control 80 en donde la tierra de control del carrete anular 67e no se comunica con la puerta de entrada 72. Sin embargo, una vez que el fluido alcanza la cámara 75, la presión del fluido aumenta a un nivel que mueve la válvula de carrete 67 hacia la izquierda en la Figura 3 lo suficiente para comunicar la tierra del control anual 67e a la puerta de entrada 72. Esta posición de la válvula de carrete corresponde a una posición de la válvula de carrete de flujo de fluido máximo en relación con las compuertas de control 80 en donde la cámara de control del carrete anular 67e se comunica con la puerta de entrada 72. La comunicación de la tierra de control de carrete 67e con la compuerta de entrada 72 también comunica el extremo frontal 67d de la válvula de carrete 67 con la compuerta de entrada 72 por medio del paso 67g. Así, cuando se dan las condiciones de flujo en estado estable, los extremos opuestos 67c, 67d de la válvula de carrete se sujetan a una presión de fluido igual. De aquí en adelante, un segundo estado de la operación incluye el control de fluido a través de las compuerta de control 80 mediante el movimiento de la válvula de carrete 80 las posiciones de carrete de flujo máximo y mínimo antes mencionadas. Se controla el movimiento de la válvula de carrete mediante el desvío de fluido desde la cámara 75 fuera de las compuertas de escape 74 para variar la presión de fluido en la cámara 75 en una forma proporcional lineal. Por ejemplo, se suministra corriente eléctrica a la bobina 16 por medio de los contactos 54 para crear un campo electromagnético que, además de la' presión del fluido de fuerza en la cámara 75, supera al resorte de espiras y la fuerza leve de la placa de resorte 24 para mover el inducido 22 en una manera proporcional al nivel de corriente aplicado a la bobina 16. Debido a que la válvula de bola 38 mueve al inducido 22, la válvula de bola 38 abrirá de una manera proporcional lineal a la corriente aplicada a la bobina 16 y desviará el fluido fuera de las compuertas de escape para desbalancear la presión de fluido sobre los extremos de los miembros de las válvulas de carrete 67c y 67d para controlar la posición de la válvula de carrete de manera proporcional lineal entre las posiciones del carrete de flujo de fluido máximo y mínimo antes mencionadas en relación con las compuertas de control 80 y compuertas de escape 8"1 en la sección de boquillas 19a. Esto proporciona un flujo de fluido controlado fuera de las compuertas de control 80 en proporción directa a la compuerta de la válvula de bola 38 de conformidad con el movimiento lineal del inducido 22 que, a su vez, es directamente proporcional a la cantidad de corriente eléctrica suministrada a la bobina 16 del solenoide 24. Ese movimiento axial según se describe de aquí en adelante proporciona un modo de ganancia negativa de control de fluido de flujo en donde mismo hay un decremento de presión de fluido en las compuertas de control 80 en proporción a un incremento de la corriente eléctrica a la bobina 16. Sin embargo, también se puede lograr un modo de ganancia positivo de control de fluido de flujo mediante la válvula de control de fuerza variable proporcional 10 descrita mediante la reversión del flujo de la corriente eléctrica en la bobina 16 y mediante la introducción de presión de suministro a través de la compuerta de entrada 72 con la válvula de bola 38 en la posición de abertura total según se determinó mediante la posición del inducido 22 corriente que fluye en la bobina 16. Esto establece una posición de flujo de fluido mínimo on relación con las compuertas de control 80 donde el flujo de fluido máximo se desvía a través de las compuertas de escape 74. Se establece una posición del carrete de flujo de fluido máximo cuando no fluye corriente a la bobina 16. En particular, bajo la una condición de flujo de corriente que no es de bobina, la fuerza ajustada del resorte de espiras 42 asentará la váivula de bola 38, o sólo agrietará levemente la válvula de bola 38, en relación con el asiento de la válvula 18D y aplicará el fluido a una presión do suministro total al extremo 67c del miembro de válvula de carrete 67 para moverla a la posición de la válvula de carrete de fluido de flujo máximo donde se comunica el control de tierra 67e con la compuerta de entrada 72. Se puede variar la posición del miembro de válvula de carrete 67 a partir de la posición del carrete de fluido mínimo a la posición de la válvula de carrete de fluido de flujo máximo aplicado a la bobina 16 para proporcionar un modo de ganancia positiva de control de fluido de flujo en las compuertas de control 80 en donde hay un aumento lineal de incremento en la presión de fluido a las compuertas de control 80 en proporción al incremento de corriente eléctrica a la bobina 16. En particular, el suministro de corriente eléctrica incrementado a la bobina 16 causará que el inducido 22 permita el movimiento de la válvula de bola 38 desde la posición de abertura total hacia la posición de válvula de bola cerrada, o posición de válvula de bola ligeramente fraccionada. Se puede operar la válvula de control de fluido por solenoide de fuerza proporcional variable 10 en • un modo de ganancia negativa en donde la compuerta de entrada 72, las compuertas de escape 74, y las compuertas de control 80 de la sección de boquillas 19a del alojamiento 19 se conectan al sistema de fluido presurizado en el que se suministra el fluido presurizado a la compuerta de entrada 72 y fluye fuera de las compuertas de control 80. Inicialmente se cierra la válvula de bola o sólo se fracciona ligeramente por la fuerza de la presión del fluido como se describió anteriormente para controlar la posición del miembro de válvula de carrete 67 en relación con las compuertas de control 80 y las compuertas de escape 81 para controlar la presión del fluido que fluye fuera de las compuertas de control 80. La compuerta de la válvula de bola 38 se controla por un desplazamiento lineal del inducido 22 en proporción a la cantidad de corriente eléctrica suministrada al solenoide 14 por medio de los contactos eléctricos 54. En la posición normalmente cerrada de la válvula de bola Pl como se muestra en líneas llenas en la Figura 3 sin flujo de corriente a la bobina 16, no hay campo electromagnético, y el resorte de espiras fuerza el inducido 22 a la posición Pl en donde la válvula de bola 38 se asienta contra el asiento de válvula 18d, evitando de ese modo el flujo del fluido presurizado a través de las compuertas de escape 74. La fuerza del resorte de espiras 42 es suficiente para superar la fuerza del fluido presurizado contra la válvula de bola 38. Con la válvula de bola asentada contra el asiento de válvula 18d o ligeramente fraccionada, el fluido presurizado que entra por la compuerta de entrada 72 fluye a través de la cámara anular 73 a través de los pasos 67a, y 67b para mover la válvula de carrete a su posición de flujo de fluido máximo en donde la tierra de control 67e se comunica con la compuerta de entrada 72 y la válvula de carrete 67 se somete a igual presión en los extremos opuestos. Esto proporciona un fluido máximo fuera de las compuertas de control 80 que puede reducirse en una manera regulada mediante la aplicación de corriente al resorte 16 vpor medio de los contactos 54 para crear así un campo electromagnético que, además de la fuerza del fluido presurizado a través del orificio 18f supera la fuerza del resorte de espiras 42 fuerza relativamente ligera del resorte de placa 24, moviendo así el inducido 22 hacia la posición P2 que se muestra en las líneas cortadas en la Figura 3 que corresponden a la válvula de bola en la posición abierta. Esta posición permite el flujo del máximo fluido fuera de las compuertas de escape 74 y da como resultado el movimiento del miembro de válvula de carrete a su posición de flujo de fluido mínimo que se muestra en la Figura 3 apoyado contra el carrete 18 donde las compuertas de control 80 no se comunican con la compuerta de entrada 72. La presión del fluido fuera de las compuertas de control 80 así puede variarse de manera directamente proporcional la cantidad de corriente aplicada al resorte 16. Por ejemplo, en una aplicación típica de la válvula de control de fuerza proporcional variable de la invención, se inserta la sección de tosberas 19a del alojamiento común 19 dentro del cuerpo de transmisión de un automóvil o caja para modular la presión de línea principal para controlar varias válvulas de carrete dispuestas en el sistema de control de transmisión electrónica controlando así la suavidad del cambio entre los acoplamientos de la transmisión electrónica. En esa aplicación , se suministra el fluido presurizado a la compuerta de entrada 72. De conformidad con la presente invención, la fuerza del resorte del resorte de espiras 42 ee ajusta por medio de la deformación permanente del cierre de extremo 46 según se describió anteriormente en la presente para abrir ligeramente la válvula de bola 38 sin flujo de corriente a la bobina 16, creando así un sangrado leve de fluido entre el asiento de la válvula 18d y la válvula de bola 38 y fuera de las compuertas de escape 74 y estableciendo una posición de la válvula de carrete de flujo de fluido mínimo para suministrar una presión de fluido contra la respuesta de la válvula de corriente del solenoide dentro de una especificación determinada con anterioridad. La presión del fluido que flota entonces fuera de las compuertas de control 80 ee controla linealmente en proporción a la cantidad de corriente suministrada subsecuentemente a la bobina 16 por medio de los contactos 54 en la forma descrita anteriormente en la presente. En referencia a la Figura 5, se ilustra otra modalidad de la invención como un dispositivo simple de control regulador de la presión de flujo de estado bajo. Se representan en la Figura 5, como características de las Figuras anteriores con referencias semejantes numerales simples. La modalidad de la Figura 5 difiere de la modalidad amplificada del flujo del carrete de las Figuras 1-4 en que tiene un orificio de medida 71' u otro elemento para proporcionar una presión de fluido piloto en la compuerta de control 80'. Esto es, el carrete 67 de las Figuras 1-4 no está presente. Se comunica el orificio de medición 71' usado para establecer la presión del fluido del piloto a la válvula de bola 38' por medio del orificio de carrete 18f. La válvula de bola 38' en respuesta al movimiento del inducido 22' en respuesta a la corriente eléctrica suministrada al resorte solenoide 16' en la forma descrita anteriormente en la presente para expulsar o desviar el flujo de fluido a través de uno o más compuertas de escape 74'. La presión del fluido del piloto en las compuertas de control 80' se controla o regula de la misma forma dentro de una escala especificada. Aunque se muestran y describen en detalle algunas modalidades preferidas de la válvula solenoide de fuerza proporcional variable y el dispositivo de control de fluido para una transmisión electrónica de la invención, se comprenderá que ee podrán hacer variaciones o modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la presente invención.

Claims (33)

REIVINDICACIONES

1. Una válvula solenoide de fuerza proporcional variable para controlar la presión de un fluido en un sistema de control de fluido, la cual comprende una bobina solenoide, un inducido que se mueve en respuesta a la corriente eléctrica aplicada a la bobina solenoide, un elemento de resorte para forzar el inducido en una dirección para establecer una respuesta de presión de fluido de la válvula a la corriente do la bobina solenoide, y un cierre del alojamiento de la válvula que se acopla con el elemento de resorte y se deforma permanentemente para colocar el cierre del alojamiento de la válvula en relación con el elemento de resorte de una manera que ajuste la respuesta de presión de fluido de la válvula a la corriente de la bobina solenoide.

2. La válvula de la reivindicación 1, la cual incluye además una válvula de carrete que se puede mover para controlar la presión del fluido de presurización en el sistema de control de fluido, pudiéndose mover la válvula de carrete que se puede mover en respuesta a la corriente de la bobina solenoide.

3. La válvula de la reivindicación 2 en donde la válvula de carrete se puede mover en relación con cuando menos una compuerta de control.

4. La válvula de la reivindicación 3 la cual comprende además una válvula de desviación de fluido acoplada al inducido para desviar el fluido desde un extremo de la válvula de carrete para controlar su movimiento en relación con cuando menos una compuerta de control .

5. La válvula de la reivindicación 4 en donde la válvula de desviación de fluido comprende una válvula de bola dispuesta entre un asiento de válvula y extremo más interno del inducido.

6. La válvula de la reivindicación 5 en donde el asiento de la válvula está dispuesto sobre un carrete de bobina solenoide.

7. La válvula de la reivindicación 1 incluye además un elemento para suministrar una presión del piloto que se controla en respuesta a la corriente de la bobina solenoide.

8. La válvula de la reivindicación 7 en donde el elemento para proporcionar la presión del piloto comprende un orificio de medición del fluido comunicado cuando 'menos a una compuerta de control.

9. La válvula de la reivindicación 8 comprende además una válvula operable acopl da con el inducido para desviar el fluido desde el orificio de medición para controlar la presión del piloto en relación con cuando menos una compuerta de control.

10. La válvula de la reivindicación 9 en donde la válvula comprende una válvula de carrete dispuesta entre un asiento de válvula y un extremo más interno del inducido.

11. La válvula de la reivindicación 10 en donde el asiento de válvula se dispone sobre un carrete de bobina solenoide.

12. La válvula de la reivindicación 1 en donde el cierre del alojamiento de la válvula comprende una región periférica acoplada con un elemento de resorte, y una región muescada periférica dispuesta entre el cubo y la región periférica, siendo el cubo central deformado permanentemente para ajustar su posición axial en relación con el elemento de resorte para ajustar la respuesta de presión del fluido de la válvula.

13. La válvula de la reivindicación 12 en donde el cubo central incluye una saliente hacia adentro de ubicación del resorte que se extiende axialmente.

14. La válvula de la reivindicación 13 en donde la región periférica comprende un labio cilindrico, extendida axialmente que se recibe en una cámara de extremo del alojamiento de la válvula.

15. La válvula de la reivindicación 12 en donde la región ahuecada ee dispone de manera concéntrica con el cubo central .

16. La válvula de la reivindicación 12 en la que el alojamiento de la válvula incluye un hombro de extremo anular, que se extiende hacia adentro próximo a la cámara de extremo, acoplándose con el hombro de extremo con una superficie externa del cierre del alojamiento de válvula en el alojamiento de válvula.

17. Una válvula de control por solenoide de fluido de fuerza proporcional variable para controlar la presión de un fluido en un sistema de control de fluido, que comprende una bobina solenoide, un inducido de imán permanente ubicado en una perforación de la bobina y que se puede mover en respuesta a la corriente aplicada a la bobina, teniendo el inducido de imán permanente un tramo que termina en un extremo axial más saliente encuadrado por la bobina eolenoide cuando la bobina solenoide está desenergizada, y el elemento de forzado para acoplarse con el extremo axial y sesgando el inducido en una dirección para establecer una respuesta de la presión de fluido de la válvula a la corriente de bobina solenoide.

18. La válvula de la reivindicación 17' en donde el inducido de imán permanente comprende un imán permanente cilindrico que tiene un extremo axial plano más extremo perpendicular al eje longitudinal del inducido.

19. La válvula de la reivindicación 17 que incluye además un resorte de placa para disponer el inducido en una perforación del carrete de bobina solenoide y un sujetador del resorte de placa dispuesto en el extremo del eje axial del inducido de imán permanente.

20. La válvula de la reivindicación 19 en donde el carrete de bobina solenoide incluye una perforación longitudinal en la que el inducido de imán permanente se recibe para movimiento y una ceja de extremo agrandada axialmente que se acopla el resorte de placa, siendo la perforación longitudinal encuadrada mediante la bobina solenoide y que incluye una región perforada agrandada radialmente próxima a la ceja de extremo para recibir un miembro del sujetador del resorte de placa en la perforación longitudinal .

21. La válvula de la reivindicación 17 comprende además una válvula de carrete que se puede mover hasta cuando menor una compuerta de control.

22. La válvula de la reivindicación 21 que comprende además una válvula para desviar el fluido, operable acoplada con un extremo más interno del inducido para desviar el fluido desde un extremo de la válvula de carrete para controlar su movimiento en relación con al menos una compuerta de control.

23. La válvula de la reivindicación 22 en donde la válvula de desviación de fluido comprende una válvula de bola dispuesta entre el asiento de la válvula y el extremo del inducido.

24. La válvula de la reivindicación 17 que incluye además un elemento para suministrar una presión del piloto.

25. La válvula de la reivindicación 24 en donde el elemento para proporcionar la presión del piloto comprende un orificio de medición del fluido comunicado cuando menos con una compuerta de control.

26. La válvula de la reivindicación 25 que comprende además una válvula de desviación del fluido, operable acoplada mediante el inducido para desviar el fluido desde el orificio de medida para controlar la presión del piloto en relación con cuando menos una compuerta de salida.

27. La válvula de la reivindicación en donde la válvula de desviación de fluido comprende una válvula de bola dispuesta entre el asiento de la válvula y un extremo más interno del inducido.

28. La válvula de la reivindicación 17 en donde el elemento de forzado se dispone entre el inducido de imán permanente y el cierre del alojamiento de la válvula quo está permanentemente deformado para colocar el cierre del alojamiento de la válvula en relación con el elemento de forzado de una manera que se ajuste la respuesta de la válvula.

29. La válvula de la reivindicación 28 en donde el cierre del alojamiento de la válvula comprende una región periférica acoplada con una región de extremo de un alojamiento de válvula, un cubo central que se acopla con el elemento de forzado y una región muescada periférica anular entre el cubo y la región periférica, estando el cubo permanentemente deformado mediante el ajuste de la posición axial del cubo central en relación con el elemento de resorte para ajustar la respueeta de la presión de fluido de la válvula.

30. La válvula de la reivindicación 19 en donde la región muescada se dispone concéntricamente con el cubo central del cierre del alojamiento de la válvula.

31. Un método para hacer una válvula solenoide de fuerza proporcional variable, que comprenda la colocación de un inducido en un alojamiento, la colocación del elemento de resorte en el alojamiento para forzar al inducido en una dirección para establecer una respuesta de la presión de fluido de la válvula a la corriente del solenoide, y que conecte un cierre del alojamiento de la válvula con el alojamiento de modo que el cierre del alojamiento de la válvula engrane con el elemento de resorte, • y deforme permanentemente al cierre del alojamiento de la válvula en relación con el elemento de resorte para ajustar la respuesta de la presión del fluido a la corriente del solenoide.

32. El método de la reivindicación 31 en donde el cierre del alojamiento de la válvula ee conecta con el alojamiento de modo que el cubo central del cierre del alojamiento de la válvula engrane con el elemento de resorte y ee coloque para ajuetar la respuesta de la válvula.

33. Un método de la reivindicación 32 en donde la región muescada anular del cierre del alojamiento de la válvula se dispone alrededor del cubo central y en donde una herramienta se acopla con el cubo central para colocar el cubo central en relación con el elemento de reeorte para ajustar la respuesta de la válvula el cubo central permanezca en deformación permanente mediante la herramienta para retener la posición del cubo ajustada.