專利名稱：用于閥的致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來移動位于閥的導(dǎo)管中的關(guān)閉件(closure member)的電磁致動器。 致動器包括具有圓柱形空腔的螺線管，該圓柱形空腔在下端面中的下開口與上端面中的上 開口之間延伸。致動器還包括固定裝置和磁軛，所述固定裝置附接在上端面的凹部中并且 在彈力下可接合在導(dǎo)管的凹口中，導(dǎo)管位于所述空腔中，所述磁軛具有朝向上端面的內(nèi)表 面。本發(fā)明還涉及用于這種致動器的彈簧，涉及包括這種致動器的閥，以及涉及通過使用單 個絲彈簧而將磁軛和導(dǎo)管固定到螺線管的方法。
背景技術(shù)：
用于閥的電磁致動器在例如US6， 459， 348中公開，其中用于可移動電樞的軸向引 入的導(dǎo)管，通過使用絲彈簧的彈力被保持在致動器的空腔中。所述彈簧位于所述致動器的 內(nèi)部。 用于閥的致動器通常包括螺線管和磁軛，所述磁軛部分圍繞螺線管，以便沿著導(dǎo) 管將磁場傳導(dǎo)到所需的位置，因此確保了電樞在管中正確的移動。磁軛有時是與螺線管不 可拆的固定在一起，參考上述所提及的美國專利，其中封殼覆蓋螺線管和磁軛。這簡化了設(shè) 計，使磁軛保持在正確的位置，并且可以進(jìn)一步提供致動器的所需外觀。然而，有些時候需 要提供磁軛作為獨(dú)立的部分，或者甚至容易對磁軛進(jìn)行更換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例的一個目的是能夠?qū)⒋跑椇喕铱煽康墓潭ㄖ谅菥€管。因此，發(fā) 明提供了致動器，其中固定裝置包括了能夠接合在磁軛中的部分，以便提供將磁軛固定至 螺線管。 因為固定裝置可接合在磁軛和導(dǎo)管兩者中，所以同一彈簧能夠同時將導(dǎo)管和磁軛 保持就位。 就螺線管來說意味著包括圓柱形絕緣導(dǎo)線的線圈的元件，在電流存在的情況下線 圈建立了磁場。通常，螺線管還包括線軸，線圈纏繞線軸，并且有時螺線管也是陶瓷制造的， 線圈和線軸被模制在其中以提供電絕緣的單個元件。 就磁軛來說意味著傳導(dǎo)由線圈產(chǎn)生的磁場的元件，磁軛通常形成為包含金屬框架 的鐵器，該金屬框架布置到螺線管的周圍的一部分或者至少部分地布置在螺線管的周圍。
在一個實(shí)施例中，固定裝置可以將導(dǎo)管可釋放地固定在空腔中和/或?qū)⒋跑椏舍?放地固定至螺線管。 固定裝置可以定位于上端面與磁軛的內(nèi)表面之間，例如在該端面與內(nèi)表面之間的
管狀通道中，例如由端面和內(nèi)表面中的一個或兩者中的凹部提供的管狀通道，使得固定裝
置被鎖定，擠壓，楔入或任何其他方式保持在螺線管與磁軛之間的固定位置。
固定裝置可以是絲彈簧，例如由單根絲(例如金屬絲)彎曲而成，例如紙夾中已知
種類的材料彎曲而成等。絲彈簧可以包括中央部，中間部分，以及凸緣部。
中間部分被定義成保持在凹部中并因此在磁軛附接至螺線管時將絲彈簧固定至 螺線管的部分。凹部可以例如與空腔相切，也就是說與沿徑向平面成直角或平行于空腔的 表面或者與沿著空腔的開口邊緣的向量在相同的方向上。 中央部可以處于空腔中，例如通過與空腔的開口相交。就與開口相交來說保持絲 彈簧中間部分的凹部從開口的兩個相對側(cè)延伸進(jìn)入開口。換句話說，凹部形成在端面中，并 且在端面的邊緣部分與開口之間，以及在開口與另一端面之間延伸。 中間部分可以優(yōu)選以這樣的方式被保持在凹部中，這種方式通過絲彈簧的彈性變 形提供了足夠的彈力作用，以允許導(dǎo)管穿過彈簧直到它到達(dá)空腔中的位置，在該位置彈簧 急速回到導(dǎo)管的凹部中。通過提供具有寬度的凹部這將變得容易，該寬度在從邊緣部分朝 向開口的方向上是增加的。 在一個實(shí)施例中，磁軛是U形的，具有與底部平行的頂部，頂部和底部橫向于中心 部。磁軛可優(yōu)選地定尺寸使螺線管精確安裝在頂部和底部之間，下端面和上端面都面向磁 軛的內(nèi)表面。在這個實(shí)施例中，在螺線管被布置到頂部與底部之間前，絲彈簧的中間部分可 以布置在上端面的凹部中。如果磁軛設(shè)置成使得螺線管安裝在頂部與底部之間，間隙小于 絲彈簧的厚度，那么磁軛的頂部阻止絲彈簧從凹部的位置中脫離，磁軛因此將絲彈簧固定
在螺線管中的凹部內(nèi)。 磁軛的U形可特別地阻止螺線管相對于磁軛在橫向于螺線管上端面和下端面的
方向上的移動。為了阻止磁軛相對于螺線管在其他方向上的移動，絲彈簧的凸緣部可包括
鎖定部，所述鎖定部在彈力的作用下能夠接合到磁軛的鎖定結(jié)構(gòu)中。為了提供將絲彈簧的
鎖定部偏壓進(jìn)入磁軛的鎖定結(jié)構(gòu)中的彈力，凸緣部可以進(jìn)一步包括具有彈簧功能的撓曲
部。撓曲部可以被定位在鎖定部與中間部分之間。撓曲部可以是充分彈性變形的，以使鎖
定部能夠在與磁軛鎖定結(jié)構(gòu)接合的位置和與磁軛鎖定結(jié)構(gòu)脫離的位置之間移動。 凸緣部可以形成絲彈簧的第一和第二相對端部，它們位于中間部分的相對側(cè)上，
并且至少一部分，也就是至少是凸緣部的撓曲部，橫向于中間部分延伸。鎖定部可終止在彈
簧軸向兩端，并且它們可橫向于撓曲部延伸，例如使得絲彈簧的自由端朝著彼此。在一個實(shí)
施例中，絲彈簧是環(huán)形的從而沒有自由端。在這個實(shí)施例中，絲彈簧僅包括一個鎖定部，在
它的相反側(cè)上有撓曲部。 在一個實(shí)施例中，撓曲部橫向于中間部分延伸，并且鎖定部平行于中間部分延伸。
絲彈簧可以大體上在平面中延伸，也就是，可以由兩條相交的直線限定的基本的 二維對象，在下面稱為固定平面。固定平面可以平行于螺線管與磁軛之間的分界面。然而， 絲彈簧的鎖定部可以在遠(yuǎn)離固定平面的向上方向上延伸以形成至少一個向上部，該向上部 能夠進(jìn)入磁軛內(nèi)表面中的凹部內(nèi)。向上部可以優(yōu)選位于絲彈簧軸向相對的自由端與撓曲部 之間。 可以期望鎖定部相對深地接合入磁軛內(nèi)，因此鎖定部必須在橫向于固定平面的方 向上被移動相對大的距離。為了脫離磁軛，因此需要在遠(yuǎn)離磁軛的方向上移動鎖定部相應(yīng)
大的距離，例如在制成絲彈簧的絲的直徑的i-io倍的范圍內(nèi)。 為了能夠相對廣的移動鎖定部，撓曲部可以比鎖定部長。作為一個例子，構(gòu)成撓曲
部的絲部分的長度可以是構(gòu)成鎖定部的絲部分的長度的2-15倍，比如4-12倍。 在第二方面，本發(fā)明提供了用于將導(dǎo)管和磁軛固定至螺線管的絲彈簧，絲彈簧由彈性可變形的絲通過彎曲制成，以便形成中央部，中央部每一側(cè)上的中間部分，以及兩個由
絲軸向相對端部形成的凸緣部，其中每個凸緣部的至少一部分橫向于中間部分延伸。 所述彈簧可以包括關(guān)于發(fā)明的第一方面所提及的任何特征。作為一個例子，每個
凸緣部可以包括至少一個鎖定部以及至少一個撓曲部，鎖定部使絲彈簧軸向終結(jié)并且橫向
于撓曲部延伸。絲彈簧的自由端朝著彼此，撓曲部可橫向于中間部分延伸，并且鎖定部可平
行于中間部分延伸。此外，撓曲部可比鎖定部長，并且如果絲彈簧是環(huán)狀的，也就是沒有自
由端，那么可只形成位于兩個撓曲部之間的一個鎖定部。 在第三方面，本發(fā)明提供了具有所描述種類的致動器的閥。 在第四方面，本發(fā)明提供了通過使用前面提及的種類的彈簧將磁軛可拆卸地固定 至螺線管的方法。


現(xiàn)在將參考附圖來進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1和2顯示了附接到閥上的致動器，圖3顯示了沒有磁軛的螺線管，圖4顯示了沒有螺線管的磁軛，圖5顯示了沒有磁軛以及沒有固定裝置的螺線管，圖6顯示了固定裝置，圖7和8顯示了附接到閥上的致動器的可選擇實(shí)施例，圖9-11顯示了圖7和8示出的致動器實(shí)施例中不帶磁軛的螺線管，圖12顯示了用于圖7-11示出的致動器實(shí)施例的固定裝置，圖13顯示了用于圖7-12示出的致動器實(shí)施例中不帶螺線管的磁軛，圖14和15顯示了圖7-12示出的致動器實(shí)施例中固定裝置與磁軛之間接合的詳
細(xì)情形，以及，圖16和17顯示了與閥的導(dǎo)管中的凹槽接合的彈簧。
具體實(shí)施例方式
圖1-6涉及本發(fā)明的一個實(shí)施例而圖7-14涉及本發(fā)明的另一個實(shí)施例。兩個實(shí) 施例不同之處在于固定裝置與磁軛接合方式的細(xì)節(jié)。這個不同點(diǎn)將在下面作進(jìn)一步詳細(xì)描 述。 下面總體上參考圖1-6，致動器1包括具有圓柱形空腔3的螺線管2，該圓柱形空 腔3在下端面9的下開口與上端面6的上開口之間延伸。導(dǎo)管4通過下開口 (在圖16和 17中可見)被插入到空腔中，并且稍微伸出上端面6中的上開口 5，參考圖3。致動器包括 呈絲彈簧形式的固定裝置7。固定裝置在圖3和圖6中最清楚，圖3顯示了附接在凹部8中 的絲彈簧，凹部8位于螺線管2的上端面6中，而圖6中的絲彈簧顯示是孤立的。
螺線管通過接線端10被提供電力，并且磁軛11包括向上的凸起12，該凸起阻止磁 軛相對于閥13在錯誤的方向上的附接。 導(dǎo)管4屬于閥13并且包括凹口 (在圖16和17中可見)。當(dāng)導(dǎo)管4被插入空腔3 中時，導(dǎo)管接合于固定裝置7，該固定裝置在彈力作用下允許在凹部中變形。為了這個目的，
6凹部8包括了變寬的中間部分14(在圖5中最清楚)，該變寬的中間部分給固定裝置7的中 央部的變形提供了空間。凹部8的深度的尺寸等于固定裝置7的厚度，使得上端面6基本 是平的。 如圖4所示，磁軛11是U形的并且包括頂部15和底部16，螺線管精確地安裝在它 們之間，并且使得磁軛11與螺線管2之間的間隙小于固定裝置7的厚度。磁軛11具有內(nèi) 表面17，當(dāng)螺線管2被插入到頂部15和底部16之間時，下端面和上端面6都面向內(nèi)表面 17，并且內(nèi)表面17與下端面和上端面6之間的間隙小于固定裝置7的厚度，使得固定裝置7 不能夠從凹部8脫離。頂部15和底部16都包括了通孔18， 19，閥的導(dǎo)管可以穿過通孔18， 19而被容納。磁軛11包括由兩個切口 20， 21構(gòu)成的鎖定結(jié)構(gòu)，通過與它們接合，固定裝置 可以相對于螺線管2鎖定磁軛11。 圖5顯示了不帶磁軛以及固定裝置的螺線管2，因此變寬的中間部分14變得更加 清楚可見。 圖6顯示了絲彈簧形式的固定裝置7由單根鋼絲制成，該鋼絲被彎成所示的形狀。 絲彈簧包括中央部22。中央部22用黑色顯示，但是實(shí)際上，它僅僅是絲的非特別部分，當(dāng)絲 插入到凹部8中時，它是在絲彈簧被布置在凹部8中時延伸進(jìn)入空腔3中的那部分絲。絲彈 簧包括中間部分，該中間部分在中央部的兩側(cè)形成第一和第二中間部分23，24。第一和第二 中間部分23， 24是在凹部8中絲彈簧被保持就位的部分。絲彈簧進(jìn)一步包括形成第一和第 二相對凸緣端部的凸緣部。第一和第二凸緣端部被限定成在絲彈簧的彎曲區(qū)域25，26與絲 彈簧的自由端27，28之間延伸的絲部分。凸緣部因此包圍了中間部分23， 24和中央部22。 每個凸緣端部包括鎖定部29，30以及撓曲部31，32。撓曲部31，32橫向于中間部分23，24 延伸(在所示的實(shí)施例中，撓曲部31， 32垂直于中間部分23， 24以及中央部22延伸)，并 且鎖定部從彎曲區(qū)域33，34延伸，并且軸向地終止該彈簧(在所示的實(shí)施例中，撓曲部31， 32垂直于鎖定部29， 30延伸)。清楚看到的是，撓曲部比鎖定部長，以便當(dāng)附接磁軛11時 能夠有好的撓性，從而利于相對深地將鎖定部接合到磁軛11的凹部或切口中。
中間部分23， 24是彈性可變形的，以便使得中央部22在空腔3中能夠移動。這使 得在導(dǎo)管插入空腔3中時，中央部22在彈力作用下能夠從中間部分23， 24被轉(zhuǎn)移。
圖7-15顯示了致動器的可選實(shí)施例。圖7-15中的致動器與已經(jīng)描述過的致動器 的不同僅僅在于固定裝置7與磁軛11的相互作用的方式。相同的附圖標(biāo)記因此被應(yīng)用于 所有相同的技術(shù)特征，從而可以參考已經(jīng)對圖1-6所做的描述。 依照前面描述過的實(shí)施例，固定裝置7的可選實(shí)施例是彈簧絲，例如，由單根絲通 過彎曲制成。在可選的實(shí)施例中，絲的自由端27，28朝著彼此。絲被彎曲以形成朝向上方向 延伸的向上部35，該向上的方向由從絲彈簧的其它部分所處的平面開始的箭頭36來表示， 參見圖13。向上部構(gòu)成了鎖定部從而在磁軛中給絲彈簧提供了固定，而無需暴露出絲的可 能尖銳的自由端。絲彈簧的自由端27， 28被保持在磁軛11與螺線管2之間。
向上部35被容納在磁軛11中的切口 37， 38內(nèi)。撓曲部31， 32具有柔性以便將向 上部35移進(jìn)移出切口 37，38，參考圖7，8和12。平行部39，40容納在磁軛11中的凹部內(nèi)， 從而進(jìn)一步有利于磁軛11固定到螺線管2上。 圖16顯示了閥13，該閥具有螺線管2，磁軛11，以及導(dǎo)管4。在半圓41中，磁軛11 的一部分以及螺線管2的一部分以截面視圖顯出。截面視圖顯示了凹口 42，絲彈簧的中央
7部接合在其中。圖17顯示了該區(qū)域的放大視圖，其中絲彈簧7接合在凹口 42中。在這個 實(shí)施例中，凹口由周向延伸的凹槽構(gòu)成。
權(quán)利要求
一種用來移動位于閥(13)的導(dǎo)管(4)中的關(guān)閉件的電磁致動器(1)，該致動器(1)包括具有圓柱形空腔(3)的螺線管(2)，該圓柱形空腔(3)在下端面(9)中的下開口與上端面(6)中的上開口(5)之間延伸；附接在上端面(6)中凹部(8)內(nèi)的固定裝置(7)，所述固定裝置(7)在彈力下能夠接合在位于空腔(3)內(nèi)的導(dǎo)管的凹口(42)中；具有面向下端面和上端面(5，6)的內(nèi)表面的磁軛(11)，其中，固定裝置(7)包括能夠接合在磁軛(11)內(nèi)的部分(27，30)，以將磁軛(11)固定到螺線管(2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的致動器，其中，磁軛(11)包括頂部和底部(15，16)，螺線管安 裝在它們之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的致動器，其中，通過磁軛的內(nèi)表面(17)，固定裝置(7)被固定 在上端面6中的凹部(8)內(nèi)。
4. 根據(jù)前面權(quán)利要求任一項所述的致動器，其中，固定裝置(7)是絲彈簧(7)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的致動器，其中，絲彈簧(7)包括中央部(22)，中間部分(23， 24)，以及凸緣部(29，30，31，32，33，34，35，39，40)，絲彈簧(7)是彈性可變形的以便有利于 中央部(22)在空腔(3)內(nèi)移動，中間部分被容納在上端面(6)中的凹部(8)內(nèi)，并且凸緣部 (29， 30， 31， 32， 33， 34， 35， 39， 40)能從它的至少一部分被接合在磁軛(11)的鎖定結(jié)構(gòu)(20， 21)中的位置朝向它脫離鎖定結(jié)構(gòu)(20，21，37，38)的位置彈性變形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的致動器，其中，凸緣部(29，30，31，32)形成絲彈簧(7)的第一 和第二相對的端部，該第一和第二端部位于中間部分(23,24)的相對側(cè)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5-6中任一項所述的致動器，其中，凸緣部(29，30，31，32，33，34，35， 39,40)的至少一部分(31,32)橫向于中間部分(23,24)延伸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6-7中任一項所述的致動器，其中，每個端部包括鎖定部(29，30，35， 39，40)以及撓曲部(31，32)，鎖定部(29，30)與磁軛(11)的鎖定結(jié)構(gòu)(20， 21， 37， 38)接合， 并橫向于撓曲部(31、32)延伸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的致動器，其中，絲彈簧(7)的自由端(27,28)朝著彼此。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8-9中任一項所述的致動器，其中，撓曲部(31，32)橫向于中間部分 (23,24)延伸，并且鎖定部(29,30)的至少部分平行于中間部分(23,24)延伸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項所述的致動器，其中，撓曲部(31,32)比鎖定部(29， 30)長。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項所述的致動器，其中，撓曲部是彈性可變形的以在平 行于空腔的中心軸線的方向上移動凸緣部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求5-12中任一項所述的致動器，其中，中間部分(23,24)包括在中央部 (22)相對側(cè)上的第一和第二中間部分(23,24)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的致動器，其中，第一和第二中間部分(23,24)彼此平行或者 它們彼此對準(zhǔn)。
15. 根據(jù)前面權(quán)利要求任一項所述的致動器，其中，凹部(8)切向于上開口 (5)延伸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求5-15中任一項所述的致動器，其中，凹部(8)包括變寬的中間部分 (14)，以有利于中央部(22)的移動。
17. 根據(jù)前面權(quán)利要求任一項所述的致動器，其中，凹部(8)具有的深度至少是固定裝 置(7)的厚度尺寸，并且內(nèi)表面(17)鄰接上端面(6)。
18. 根據(jù)前面權(quán)利要求任一項所述的致動器，其中，內(nèi)表面(17)鄰接下端面(9)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求5-18中任一項所述的致動器，其中，鎖定結(jié)構(gòu)(20， 21)包括至少一個 位于磁軛(11)邊緣內(nèi)的凹口。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的致動器，其中，凹口具有的深度至少為絲彈簧的厚度尺寸， 以便能夠?qū)⒔z彈簧的鎖定部埋入凹口中。
21. 根據(jù)前面權(quán)利要求任一項所述的致動器，其中，固定裝置(7)由單根絲通過彎曲而 形成。
22. 根據(jù)前面權(quán)利要求任一項所述的致動器，其中，固定裝置(7)大體上在平的固定平 面中延伸，該固定平面平行于在螺線管(2)與磁軛(11)之間的分界面。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的致動器，其中，固定裝置(7)形成了向上部(35)，所述向上 部(35)從固定平面沿向上方向延伸進(jìn)入磁軛(11)中的凹部(37,38)內(nèi)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的致動器，其中，向上部(35)由構(gòu)成固定裝置(7)的絲的向 上彎曲的部分形成。
25. —種用于將導(dǎo)管(4)和磁軛(11)固定至螺線管(2)的絲彈簧，絲彈簧(7)由彈性 可變形的絲通過彎曲制成，以形成中央部(22)，在中央部(22)每側(cè)上的中間部分(23,24) 和由絲的軸向相對的端部形成的兩個凸緣部(29， 30， 31， 32， 33， 34， 35， 39， 40)，其中，每個 凸緣部(7)的至少一部分橫向于中間部分(7)延伸。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的彈簧，其中，每個凸緣部包括鎖定部(29，30，35)以及撓曲 部(31，32)，鎖定部(29，30，35)適合于與磁軛(11)的鎖定結(jié)構(gòu)(20， 21， 37， 38)相接合，并 且撓曲部(31,32)有利于鎖定結(jié)構(gòu)的移動。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的彈簧，其中，絲彈簧的自由端(27,28)朝著彼此。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的彈簧，其中，撓曲部(31，32)橫向于中間部分(23，24)延 伸，并且鎖定部(29,30)平行于中間部分(23,24)延伸。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26-28中任一項所述的彈簧，其中，撓曲部(31,32)比鎖定部(29， 30)長。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25-29中任一項所述的彈簧，其中，中間部分(23,24)彼此平行或者 它們彼此對準(zhǔn)。
31. —種閥(13)，包括權(quán)利要求l-24任一項所述的致動器。
32. —種通過使用單個絲彈簧將閥的導(dǎo)管和磁軛固定至螺線管的方法，該方法包括 提供權(quán)利要求25-30任一項所述的絲；提供具有鎖定結(jié)構(gòu)的磁軛；提供具有導(dǎo)管的閥，該導(dǎo) 管具有凹部用于容納絲彈簧的中央部；以及通過鎖定部接合在磁軛的鎖定結(jié)構(gòu)中而將彈簧 的鎖定部附接至磁軛。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于移動閥(13)的關(guān)閉件的電磁致動器(1)。致動器包括螺線管(2)，磁軛(11)以及用于固定導(dǎo)管(4)至螺線管的絲彈簧(7)，在導(dǎo)管(4)中的關(guān)閉件是可移動的。絲彈簧形成為使得它進(jìn)一步將磁軛固定至螺線管。因此，減少了元件的數(shù)量并且可容易促使磁軛脫開。
文檔編號F16K31/06GK101790656SQ200880022574
公開日2010年7月28日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者O·H·克里斯滕森 申請人:丹福斯有限公司