[发明专利]弹簧以及结合这种弹簧的阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种由线材制成的弹簧，弹簧围绕纵向延伸的轴线卷绕。弹簧包括中间部分，其中间绕圈在大致卷绕方向上围绕中心轴线卷绕，并且在于第一和第二端部绕圈处终止弹簧的轴向相对端部之间定位。第一端部绕圈包括其中线材围绕纵向轴线卷绕的弧形部分、朝着中间部分延伸的连接线材部分以及自由线材端部。

本发明还涉及一种用于流动系统中流体控制并且结合这种弹簧的阀。阀在入口和出口之间形成通道，并且包括在关闭和开启位置之间运动的阀构件以便关闭和开启流体通道。阀还包括可以操作以便在关闭和开启位置之间运动阀构件的柱塞。柱塞可经由手柄手动操作，或者经由螺线圈自动操作。柱塞和阀构件通过弹簧互连。

背景技术

通常，其中阀构件通过弹簧影响的阀在本领域是公知的。在此方面，弹簧可用于多种目的。作为实例，柱塞可从“关闭”位置手动操作到“开启”位置，由此弹簧被加载，以便将开启力施加在阀构件上。但是如果阀构件牢固固定在其阀座上，例如由于阀的入口和出口之间的大压力差，阀构件的实际运动可延迟到压力平衡的时刻。在US2003/0132409中，阀的关闭构件通过弹簧力偏压阀座。在US申请的配置中，阀通过螺线圈启动，并且在此特定应用中，主阀通过第一弹簧在开启方向上偏压，并且为了有助于特定需要，该对比文件教导使用另外的弹簧来抵抗导阀开口通过电磁体开启的力作用。

通过弹簧与阀构件互连的柱塞最为常见地与伺服阀相结合。在伺服阀中，导阀控制主阀。在受力的伺服阀中，主阀通过导阀构件和主阀的关闭构件之间的弹性连接保持在预定位置上。伺服阀结合与阀的主阀通道相比具有小截面尺寸的导引通道。导引通道将阀的入口或出口与导引腔室连接，并且经过导引通道的流动以及导引腔室内的压力经由导引关闭构件来控制。导引腔室定位成使得导引腔室的内部压力作用在主阀构件的一个表面上，同时阀的主通道的至少一个入口或出口的压力作用在主阀构件的相对表面上。通过使用作用在阀构件的两个相对侧表面上的压力，阀构件通过使用作用在导引关闭构件上的相对低的力进入开启或关闭状态。在这种阀结构中，主阀构件通过入口、出口以及导引腔室之间的压力差保持在其开启位置上，并且由于压力差在某些应用中会消失，或者减小到不足以将主阀构件保持在开启位置上的程度，主阀构件有时通过弹簧保持在开启位置上。

在阀组装过程中，已经发现到将弹簧牢固的连接到阀构件以及柱塞上是复杂的，并且弹簧因此对于阀制造的成本具有很大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹簧和结合这种弹簧并容易组装的阀。因此，本发明在第一方面中提供引言中提到的弹簧，其特征在于自由线材端部的至少一部分向外延伸离开中心轴线，例如以便形成抓握装置和形成突出部分，可以用来在将弹簧例如安装在例如主阀构件的细长构件和阀的导引阀构件上的过程中在轴向上加压弹簧，或者形成用于将构件径向推动与端部绕圈接合的引导件。

由于自由端部，有助于弹簧连接在细长构件上，例如以便将端部绕圈紧固在凹槽内，并且特别是与阀(例如具有非常紧凑结构的阀)的制造相结合，有助于弹簧连接在阀构件上。在组装过程中，例如活塞或冲头的组装工具可通过将压力施加在向外延伸的自由线材端部上而在轴向上向下冲压弹簧。为了进一步有助于这种压制过程，连接线材部分的一部分也向外延伸，以便形成加压工具由其将弹簧轴向压靠在细长构件上的突出部分。

在此说明书的其它部分中，弹簧将与例如伺服阀的阀相结合地描述。但是，弹簧可与许多其它装置结合应用，特别是在其中通过将端部绕圈紧固在另一部件的凹槽内从而将弹簧的端部绕圈紧固在另一部件上的应用中。

弧形部分最好可以是圆形部分。为了将弹簧连接在柱塞或阀构件上，圆形弧形部分可插入柱塞或阀构件内的具有圆形截面形状的圆形周向延伸的凹槽。为了形成牢固连接，圆形部分可具有内部径向尺寸，即穿过绕圈的开口，该开口尺寸略微小于凹槽的底部部分的外部径向尺寸。在此实施例中，整个弹簧(即端部绕圈和中间部分)可类似地具有圆形绕圈，因此形成螺旋线圈的形状，包括由自由线材端部形成的抓握装置以及任选地具有向外延伸的连接线材部分。

线材可以是挤压成形线材，例如由弹簧钢制成，使用标准的弹簧卷绕技术将线材大致围绕纵向轴线卷绕。但是在一个实施例中，弹簧例如通过模制由聚合物或合成材料制成。弹簧可具有来自于三个绕圈的任何情况，即两个端部绕圈以及形成中间部分的一个绕圈到任何数量的绕圈。在一个特定实施例中，弹簧可甚至只由两个绕圈形成，即由端部绕圈形成。在此实施例中，中间部分通过可选择的轴向柔性装置来代替，例如通过波纹管来代替。