專利名稱：具有多功能彈簧的排氣閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于排氣閥的彈簧，所述彈簧構造成在安裝期間施 加扭轉負荷和軸向負荷，從而將排氣閥保持在期望的搮作位置同時防止
廢氣泄漏。
背景技術：
排氣閥用在排氣部件中以控制排氣流量。排氣閥一般包括位于由排 氣部件限定的排氣流動路徑內的閥體。閥體能夠在閉合位置與打開位置 之間移動，在所述閉合位置中，排氣流動路徑的至少相當大的一部分由 閥體封堵，而在所述打開位置中，排氣流動路徑的封堵最小化。
閥體固定于由軸套支撐的軸。排氣閥彈簧用來將扭轉負荷施加于軸 上以使閥體朝向閉合位置偏置。這種傳統(tǒng)構形的一個缺點在于廢氣能夠 沿著形成在軸與軸套之間的路徑泄漏。
所以，需要一種用于排氣閥的彈簧和軸構形，所述構形除了消除任 何廢氣泄漏之外，還能夠使閥體偏置于期望的操作位置。

發(fā)明內容
排氣閥包括能夠與軸一起在打開位置與閉合位置之間旋轉的閥體。 軸由至少 一個軸套可旋轉地支撐.單個彈簧構造成在軸上施加扭轉負荷 和軸向負荷.扭轉負荷用于使軸偏置以使閥體保持在閥閉合位置。軸向 負荷用于將軸頂靠在軸套上而密封以防止廢氣泄漏。
在示出的示例中，彈簧由線直徑(wire diameter)限定，所述線直 徑小于在彈簧處于自由長度或未安裝狀態(tài)時的第一螺距尺寸.當已安裝 時，彈簧受到扭轉和軸向壓縮，從而形成了小于第一螺距尺寸的第二螺 距尺寸。這提供了扭轉力，從而使軸和相關的閥體朝向閉合位置偏置。
6在示出的示例中，軸由第一直徑限定并包括由第二直徑限定的軸環(huán) 部分，所述第二直徑大于所述第一直徑。當已安裝時，彈簧沿軸向方向 被壓縮，這造成軸環(huán)部分頂靠在軸套的端面上而密封。這防止了廢氣在 軸與軸套之間漏出。
所以，本發(fā)明利用單個彈簧，從而不僅使岡體偏置在期望的操作位 置，而且還通過使軸頂靠著支撐軸套而密封而防止了廢氣泄漏。
根據以下描述和附圖，能夠更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征， 下面是附圖的簡要說明。


圖l示出了體現(xiàn)本發(fā)明的排氣部件和排氣閥組件的立體圖； 圖2示出了用在圖1的組件中的閥軸、軸套和彈簧的示意圖； 圖3示出了圖2的彈簧的剖視圖。
具體實施例方式
排氣部件10 (圖1)包括能夠在打開位置與閉合位置之間移動的排 氣閥組件12。在示出的示例中，排氣部件10包括限定廢氣流動路徑16 的管體14。排氣閥組件12包括閥體18，所述閥體18在處于閉合位置 時封堵廢氣流動路徑16的至少相當大的一部分，并且所述閥體18能朝 向打開位置樞轉以使封堵最小化。
閥體18利用柄舌22固定于軸20。在管體14的外表面內形成有槽 口 24。在本示例中示出為方形金屬結構的殼體26容納在該槽口 24內并 且焊接至管體14,也可以采用其它殼體構形.軸20通過第一軸套28 及第二軸套30可旋轉地支撐在殼體26內。在示出的示例中，柄舌22 包括一片片狀金屬，所述片狀金屬的一部分焊接至軸20,而另一部分從 殼體26向外伸出并焊接至閥體18。所以，閥體18和軸20—起繞著軸 線A樞轉。柄舌22僅僅是能夠將軸20附接至閥體18的方式的示例， 應當理解，也可以采用其它附接機構。第一軸套28大致定位于第一軸端32處。如圖2所示，第一軸套28 包括用于第一軸端32的密封界面。軸20包括由第一直徑D2限定的軸 體34。靠近第一軸端32的是第一軸環(huán)36，所述第一軸環(huán)36由大于第 一直徑Dl的第二直徑D2限定。第一軸套28包括容納第一軸端32的 第一孔38,使得第一軸端32不會軸向延伸超出笫一軸套28。第一軸環(huán) 36直接抵靠在第一軸套28的端面40上，使得廢氣不能夠沿著軸20與 第一軸套28之間的路徑從第一軸套28漏出。
第二軸套30包括第二孔44,軸體34穿過所述第二孔44延伸至第 二軸端46。軸20包括第二軸環(huán)48，所述第二軸環(huán)48由大于第一直徑 D1的第三直徑D3限定。第二直徑D2和第三直徑D3可以相同，或者 彼此不同。第二軸環(huán)48定位于第二軸套30的軸向內側。
軸20穿過第二孔44延伸至相對于第二軸套30的軸向外側位置。 彈簧50利用彈簧承座52聯(lián)接至第二軸端46。彈簧承座52包括固定于 殼體26的第一承座件54和固定于第二軸端46的第二承座件56。 一個 彈簧端58固定于第一承座件54，第二彈簧端60 (圖3 )固定于軸20。
彈簧50包括螺旋彈簧，所述螺旋彈簧構造成在安裝期間在沿著軸 線A的軸向方向上和在繞著軸線A的扭轉方向上都被壓縮。扭轉負荷 形成了使軸20和閥體18朝向閉合位置偏置的預負荷力。隨著氣流增大， 該扭轉力被克服，從而使閥體18移向打開位置，軸向力用于主動 (positively)地使第二軸環(huán)48頂靠著第二軸套30的端面66而固定并 密封。這通過密封住軸20的外表面與第二軸套30的孔表面之間的通路 而防止任何廢氣從第二軸套30漏出。所以，使用單個彈簧來提供軸向 負荷和扭轉負荷，從而形成了能夠將排氣閥組件12保持在期望的操作 位置同時防止廢氣泄漏的構形。
圖3中更詳細地示出了彈簧50。彈簧50是由具有直徑Dw的線形 成的螺旋彈簧。在安裝之前，彈簧50由自由長度狀態(tài)FL限定，在自由 長度狀態(tài)中第一螺距尺寸Pl大于直徑Dw。這種關系導致相鄰線團之 間以間隙70間隔開。相鄰線團之間的間隙70使得彈簧50能夠在安裝 期間在軸向方向上和在扭轉方向上被壓縮。這形成了小于第一螺距尺寸 Pl的第二螺距尺寸P2 (圖1 )。50具有大約為1.8mm的線直徑Dw以及 大于2mm的第一螺距尺寸Pl。彈簧50還具有17mm的整體外徑、以 及大約為30mm的自由長度FL。當為了安裝而被壓縮時，該自由長度 FL減小了大約5mm。應當理解，這僅僅是一種示例構形，可以根據需 要采用其它構形以提供期望的特性。
通過采用在扭轉方向上和在軸向方向上都能夠作用的單個彈簧，使 軸能夠受到負荷而頂靠著軸套，這將使軸與軸套之間的廢氣泄漏最小 化。而且，能夠采用該構形來使制造偏差最小化，因為軸總是主動地頂 靠著軸套定位。
盡管已公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本領域普通技術人員將認識 到， 一些改型將落入本發(fā)明的范圍內。為此，為了確定本發(fā)明的確切范 圍和內容，應當對以下權利要求進行研究。
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權利要求
1.一種排氣閥組件，包括閥體；軸，所述軸固定于所述閥體；至少一個軸套，所述軸套以可旋轉方式支撐所述軸；以及彈簧，所述彈簧聯(lián)接至所述軸，其中，所述彈簧在所述軸上施加扭轉負荷以使所述軸朝向閥閉合位置偏置，并且所述彈簧在所述軸上施加軸向負荷以使所述軸頂靠在所述至少一個軸套上而密封。
2.根據權利要求l所述的排氣閥組件，其中，所述軸由第一直徑 限定，并且，所迷軸包括具有笫二直徑的至少一個軸環(huán)，所述第二直徑 大于所述第一直徑，所述至少一個軸環(huán)通過所述彈簧而壓靠在所述至少 一個軸套的端面上。
3.根據權利要求2所述的排氣閥組件，其中，所述至少一個軸套 包括容納所述軸的孔，并且，其中所述軸延伸穿過所述孔、并超出所述 至少一個軸套而延伸至與所述彈簧聯(lián)接的軸端。
4.根據權利要求3所述的排氣閥組件，包括彈簧承座，所述彈簧 承座的第一部分固定于一個非旋轉結構，而第二部分固定于所述軸，其 中，所述扭轉彈簧包括固定于所述彈簧承座的所述第一部分的第一彈黃 端以及固定于所述軸的第二彈簧端.
5.根據權利要求l所述的排氣閥組件，其中，所述彈簧包括具有 線直徑的螺旋彈黃，并且，所述螺旋彈簧限定安裝前自由狀態(tài)和限定安 裝后狀態(tài)，所述安裝前自由狀態(tài)具有大于所述線直徑的第一螺距尺寸， 而所述安裝后狀態(tài)具有小于所述第 一螺距尺寸的第二螺距尺寸。
6.根據權利要求l所述的排氣閥組件，包括限定排氣流動路徑的 排氣管，所述閥體定位于所述排氣流動路徑內并通過所述軸而能夠在閥打開位置與所述閥閉合位置之間樞轉。
7.根據權利要求6所述的排氣閥組件，其中，所述排氣管包括容 納殼體的槽口，所述軸和所述至少一個軸套安裝在所述殼體內，使得所 述閥體的外邊緣部固定于所述軸。
8.根據權利要求7所述的排氣閥組件，包括彈簧承座，所述彈簧 承座向所述排氣管之外延伸并包括固定于所述殼體的第一部分和固定 于所述軸的第二部分，并且，所述彈簧具有固定于所述彈黃承座的所述 第一部分的一個彈簧端以及固定于所述軸的另一彈簧端。
9. 一種排氣閥組件，包括閥體，所述閥體能夠在排氣管內、于閥打開位置與閥閉合位置之間 移動；軸，所述軸具有第一端、第二端和本體部分，所述本體部分由第一 直徑限定且在所述第一端與所述第二端之間延伸，其中，所述閥體固定 于沿著所述本體部分的一位置處以^it與所述軸一起旋轉；軸環(huán)，所迷軸環(huán)形成為鄰近所述軸的所述第一端和所述第二端中的 一個，所述軸環(huán)由大于所述笫一直徑的第二直徑限定；至少一個軸套，所述軸套以可旋轉方式支撐所述軸；以及單個彈簧，所述單個彈簧聯(lián)接至所述軸，其中，所述單個彈簧在所 述軸上施加扭轉負荷以使所述軸朝向所述閥閉合位置偏置，并且所述彈 簧在所述軸上施加軸向負荷以使所述軸環(huán)頂靠在所述至少一個軸套上 而密封.
10.根據權利要求9所述的排氣閥組件，其中，所述彈簧由線直徑 限定并在被安裝時能夠從自由長度狀態(tài)移動至被壓縮狀態(tài)，并且，所述 彈簧在處于所述自由長度狀態(tài)時具有大于所述線直徑的第一螺距尺寸， 并在處于所述被壓縮狀態(tài)時具有小于所述第 一螺距尺寸的笫二螺距尺 寸。
11.根據權利要求9所述的排氣閥組件，包括安裝在槽口內的殼體， 所述槽口形成在所述排氣管內，所述軸安裝在所述殼體內并包括將所述 閥體緊固至所述軸的柄舌。
12.根據權利要求ll所述的排氣閥組件，包括彈簧承座，所述彈黃 承座具有固定于所述殼體的第一承座件以及與所述笫一承座件間隔開并固定于所述軸的第二承座件，并且，所述彈黃包括固定于所述第一承 座件的第一彈簧端以及固定于所述軸的第二彈簧端。
13.根據權利要求12所述的排氣岡組件，其中，所述至少一個軸套 包括第一軸套和第二軸套，所述第一軸套安裝在所述殼體內并以可旋轉 方式支撐所述軸的所述第一端，所述第二軸套安裝在所述殼體內并以可 旋轉方式支撐所述軸的、靠近所述第二端的所述本體部分，所述軸的所 述第二端延伸穿過并超出所述第二軸套，使得所述彈簧聯(lián)接至所述軸的 所述第二端。
14. 一種控制閥體在排氣管內的移動的方法，包括如下步驟提供岡體，所述閥體固定成與一個軸一起旋轉，所述軸由至少一個 軸套以可旋轉方式支撐；并且使用單個彈簧，以在所述軸上施加扭轉負荷，從而使所述閥體朝向 閥閉合位置偏置，并且在所述軸上施加軸向負荷，從而使所迷軸頂靠在 所述至少一個軸套上而密封。
15.根據權利要求14所述的方法，包括在所述軸上形成軸環(huán)部分， 所述軸環(huán)部分的直徑大于所迷軸的直徑，并且，其中所述單個彈簧施加 的軸向負荷使得所述軸的軸環(huán)部分頂靠在所述至少一個軸套的端面上 而密封地接合.
16.根據權利要求14所述的方法，其中，所述單個彈簧由線直徑限定并能夠從自由長度狀態(tài)移動至被壓縮及安裝后狀態(tài)，在所述自由長度 狀態(tài)中第一螺距尺寸大于所述線直徑，而在所述被壓縮及安裝后狀態(tài)中 第二螺距尺寸小于所述第 一螺距尺寸.
全文摘要
一種排氣閥，包括閥體(18)，所述閥體(18)固定成與由至少一個軸套(30)支撐的軸(20)一起旋轉。使用單個彈簧(50)以使軸偏置從而將閥體保持在閥閉合位置，并且在軸上施加軸向負荷從而將軸頂靠在軸套上而密封以防止廢氣泄漏。
文檔編號F16K1/22GK101646888SQ200880010553
公開日2010年2月10日 申請日期2008年1月24日 優(yōu)先權日2007年3月29日
發(fā)明者克溫·艾布拉姆, 戈文達拉揚·卡利亞納薩米 申請人:排放控制技術有限公司