BR112015016785B1

BR112015016785B1 - Atuador de pistão

Info

Publication number: BR112015016785B1
Application number: BR112015016785-3A
Authority: BR
Inventors: Dave Fletcher; Brian Graichen; Matt Gilmer; James H. Miller; Keith Hampton
Original assignee: Dayco Ip Holdings, Llc
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2022-02-08
Also published as: JP6506176B2; KR101998917B1; EP2943706B1; JP2016503155A; BR112015016785A2; MX2015004705A; US20140197345A1; KR20150106871A; IN2015DN03112A; WO2014123664A1; EP2943706A1; US9671034B2; CA2888540A1; CN104919233B; RU2015134185A; CN104919233A; EP2943706A4

Abstract

atuador do pistão que controla uma válvula e método para a operação do mesmo. são descritos os atuadores de pistão e os métodos de sua operação. os atuadores de pistão incluem um alojamento que define uma câmara que apresenta nela um pistão e uma mola assentada contra o pistão para forçá-lo para uma posição inicial. o pistão inclui um material ferromagnético, um magneto ou ambos e, um material ferromagnético ou magneto secundário, que formam um primeiro par magnético/ferromagnético com o pistão, são posicionados para manter o pistão na posição secundária. um material ferromagnético ou magneto terciário, formando um segundo par ferromagnético/magnético com o pistão, ajuda a mola na manutenção do pistão na posição inicial. durante a operação, a introdução na, ou a remoção a partir da câmara, de uma quantidade de fluído suficiente para superar a força da mola (e do material ferromagnético/magnético) habilita a atração entre os membros do primeiro par ferromagnético/magnético para mover o pistão para a posição secundária como um movimento de engate rápido.

Description

Pedidos relacionados

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório dos Estados Unidos N° 61/752.291, depositado em 14 de janeiro de 2013, e do pedido de patente provisório dos Estados Unidos N° 61/894.159, depositado em 22 de outubro de 2013.

Campo técnico

[002] Este pedido se refere aos atuadores de pistão que engatam rapidamente entre as posições ativada e desativada, mais particularmente, aos atuadores de pistão auxiliados magneticamente ou ativados por pressão para a operação de uma válvula para o uso em um motor de combustão interna para mover a válvula entre posições aberta e fechada sem nenhum atraso ou “flutuação” entre as ditas posições.

Fundamento

[003] Nos atuadores atuais a operação de ativação/desativação em um dispositivo pneumático é conseguida com um solenóide elétrico. A força de vácuo é aplicada ao atuador apenas quando o solenóide é “ativado” e apenas quando a força de vácuo é suficientemente elevada para deslocar o atuador em toda a extensão de seu curso, um exemplo de um atuador conhecido desta maneira é revelado em WO2011/006536. Como alternativa, sem um solenóide que controla a exposição do atuador ao vácuo, um atuador exposto à força do vácuo sob qualquer condição irá “flutuar” entre a posição ativada e a posição desativada. A flutuação é indesejável, ineficiente, e oferece um péssimo controle da válvula conectada ao atuador. Há uma necessidade de tornar os atuadores energeticamente eficientes, os quais sejam eficazes no controle de uma válvula sem o uso de um solenóide elétrico. A eliminação do solenóide reduz o consumo de energia do dispositivo, o seu peso, o seu custo e complexidade.

Síntese

[004] Os atuadores da presente invenção são descritos para o controle de válvulas sem o uso de um solenóide, mas que ainda apresentam a funcionalidade de ativação-desativação. Os atuadores irão permanecer em uma posição inicial, que pode corresponder tanto a uma posição aberta quanto a uma posição fechada para uma válvula conectada, até que uma força limiar seja aplicada ao pistão. Uma vez que a força limiar seja atingida, o pistão irá ser movido em toda a extensão de seu curso para a sua posição secundária, movendo a válvula para a posição alternada a partir da sua posição inicial aberta ou fechada, e irá permanecer nesta posição secundária até que uma força limiar menor seja atingida, ponto em que o pistão é movido para trás, para a sua posição inicial, novamente através do movimento em toda a sua extensão de seu curso. Os atuadores incluem um alojamento que define uma câmara, e apresentam uma porta de comunicação fluída com a câmara, um pistão encerrado na câmara, e uma mola assentada contra o pistão, para o pressionar para uma posição inicial. O pistão inclui, ao menos parcialmente, dentre um ou mais um material ferromagnético ou, um ou mais magnetos. Um primeiro magneto ou um primeiro material ferromagnético é posicionado para auxiliar a mola na manutenção do pistão na posição inicial e, um segundo magneto ou um segundo material ferromagnético, é posicionado para manter o pistão na posição secundária, quando o pistão é movido para a posição secundária.

[005] O movimento do pistão a partir de sua posição inicial para a sua posição secundária pode ser descrito como um movimento de “engate rápido”. Este “engate rápido” é um movimento rápido, quase instantâneo, do pistão em toda a extensão de seu curso entre as posições inicial e secundária sem um atraso ou flutuação do pistão entre as mesmas. A ação “engate rápido” do atuador à medida que ele se desloca entre a posição inicial e a posição secundária é facilitada pela presença dos magnetos, que atraem e puxam o pistão entre as duas posições. Este é um movimento tão rápido que, sem amortecedores para reduzir o ruído, pode ser ouvido um som de tipo engate conforme o pistão entra em contato com o alojamento, uma vez que atinge a posição alternada, que dependendo da configuração do atuador, pode ser uma posição de “ativação” ou “desativação” da válvula conectada.

[006] Em uma forma de realização, o atuador de pistão inclui um alojamento que define uma câmara que compreende uma porta em comunicação fluída com a câmara, um pistão no interior da câmara e apresentando um material ferromagnético, um magneto ou ambos incluídos no pistão, uma mola assentada contra o pistão para pressionar o pistão para uma posição inicial, e um magneto secundário ou material ferromagnético formando um primeiro par magnético/ferromagnético com o pistão e posicionado de modo a manter o pistão em uma posição secundária, uma vez que o pistão seja movido para a posição secundária. Durante a operação, a introdução ou a remoção, a partir da câmara, de uma quantidade de fluído suficiente para superar a força da mola, permite a atração entre os membros do primeiro par magnético/ferromagnético para mover o pistão para a posição secundária como um movimento de engate. O primeiro par magnético/ferromagnético em seguida mantém o pistão na posição secundária até que a quantidade de fluído introduzido ou removido a partir da câmara seja suficiente para superar a atração entre os mesmos. Uma vez que a atração do primeiro par magnético/ferromagnético é superada, a mola move o pistão para a posição inicial.

[007] Em outra forma de realização, o atuador descrito acima também inclui um material ferromagnético ou magneto terciário formando um segundo par ferromagnético / magnético com o pistão. O material ferromagnético ou magneto terciário é posicionado para auxiliar a mola a manter o pistão na posição inicial. Portanto, durante a operação, a introdução ou a remoção, a partir da câmara, de uma quantidade de fluído suficiente para superar a força da mola e o segundo par magnético/ferromagnético permite que a atração entre os membros do primeiro par magnético/ferromagnético move o pistão para a posição secundária como um movimento de engate. O primeiro par magnético/ ferromagnético em seguida mantém o pistão na posição secundária até que a quantidade de fluído introduzido ou removido a partir da câmara seja suficiente para superar a atração entre os mesmos. Uma vez que a atração do primeiro par ferromagnético/ magnético é superada, a mola e a atração entre os membros do segundo par magnético/ ferromagnético movem o pistão para a posição inicial como um movimento de engate.

[008] Os métodos para operar os atuadores de pistão também são aqui descritos. Os métodos incluem o fornecimento de um dos atuadores de pistão e, inicialmente, a introdução ou remoção, a partir da câmara, de uma quantidade de fluído suficiente para superar a força da mola ou a força da mola e a atração entre um segundo par magnético/ferromagnético (se presente) retendo o pistão na posição inicial, e assim, a atração entre os membros do primeiro par magnético/ferromagnético move o pistão para a posição secundária como um movimento de engate e, a seguir, mantém o pistão na posição secundária. O método também inclui, em oposição a qualquer introdução ou remoção inicial de uma quantidade de fluido ter sido realizada, posteriormente, a introdução ou remoção, a partir da câmara, de uma quantidade de fluído suficiente para superar a atração entre o segundo par ferromagnético/magnético e, assim, a mola e a atração entre os membros do segundo par magnético/ferromagnético movem o pistão para a posição inicial, como um movimento de engate.Breve descrição dos desenhos- a figura 1 é uma vista em perspectiva frontal de uma forma de realização de um atuador por engate rápido e da válvula.- a figura 2 é uma vista em corte transversal do atuador de engate rápido e da válvula da figura 1, feito ao longo do eixo longitudinal da porção do duto da válvula com a válvula em uma posição inicial.- a figura 3 é uma vista em corte transversal do atuador de válvula de engate rápido e da válvula, transversal ao eixo longitudinal, do duto através do elemento obturador, com a válvula em uma posição inicial.- a figura 4 é uma vista em corte transversal do atuador de engate rápido e da válvula, transversal ao eixo longitudinal, do duto através do elemento obturador, com a válvula em uma posição secundária.- a figura 5 é uma vista em perspectiva frontal de outra forma de realização de um atuador de engate rápido e da válvula.- a figura 6A é uma vista em plano superior de um magneto anular.- a figura 6B é uma seção transversal longitudinal do magneto anular na figura 6A.- a figura 7 é uma seção transversal longitudinal de uma forma de realização de um atuador de engate rápido.- a figura 8 é uma seção transversal longitudinal de outra forma de realização de um atuador de engate rápido.

Descrição detalhada

[009] A descrição detalhada a seguir irá ilustrar os princípios gerais da presente invenção, exemplos dos quais são adicionalmente ilustrados nos desenhos acompanhantes. Nos desenhos, números de referência iguais indicam elementos idênticos ou funcionalmente semelhantes.

[0010] Conforme aqui utilizado, “fluido” significa qualquer tipo de fluído, suspensão, colóide, gás, plasma, ou combinações dos mesmos.

[0011] As figuras de 1 a 4 ilustram uma forma de realização de um dispositivo 100 para utilização em um motor de combustão interna. Em uma forma de realização, o dispositivo 100 é incluído em um sistema de hidro-vácuo. O dispositivo 100 inclui um alojamento 102 que inclui uma porção de recipiente 130 e uma tampa 132 que define uma câmara interna 103 (figura 2) e apresentando uma porta 108 em comunicação fluída com a câmara 103. Conforme visto nas figuras 1 e 2, a porta 108 entra no alojamento 102 através da porção de recipiente 130. No entanto, na forma de realização alternativa ilustrada na figura 5, o alojamento 102’ inclui novamente uma porção de recipiente 130 e uma tampa 132, mas aqui a porta 108’ entra no alojamento 102’ através da tampa 132. De preferência, a tampa 132 é conectada de maneira estanque na porção de recipiente 130 em ambas as formas de realização.

[0012] Com referência às figuras 2 a 4, alojado no interior da câmara 103 se encontra um atuador 104 que inclui um pistão 110 apresentando uma haste 114 passível de ser conectada a um mecanismo 120 da válvula. A haste 114 apresenta uma extremidade proximal 152 na proximidade do mecanismo 120 da válvula e uma extremidade distal 154 removida do mecanismo 120 da válvula (marcado na figura 2). O mecanismo 120 da válvula, nesta forma de realização, inclui um duto 122 que apresenta uma abertura 124 da válvula e um bolso 126 e inclui um elemento obturador 128, ao menos, parcialmente passível de ser recebido no bolso 126 e apresentando uma passagem 129 através do mesmo. Outras válvulas podem ser conectadas no atuador 104, tal como uma válvula reguladora de pressão [poppet], uma válvula borboleta, ou outras válvulas conhecidas.

[0013] Conforme pode ser visto na figura 2, o duto 122 pode ser um tubo que apresenta um orifício 123 que se afunila continuamente, gradualmente ou, estreita, a partir de ambas as extremidades 156, 157 em direção à abertura 124 da válvula, apresentando assim a sua menor dimensão interna na abertura 124 da válvula. O orifício pode ser de qualquer formato circular, formato de elipse, ou algum outro formato poligonal e as dimensões internas gradualmente, continuamente, afuniladas podem definir, mas não limitada a, um hiperbolóide ou um cone. Esta seção transversal 125 conformada em ampulheta do orifício 123, centrada na abertura 124 da válvula, reduz o deslocamento necessário do obturador. Em outra forma de realização, conforme visto na figura 5, o duto 122 pode apresentar um diâmetro interno uniforme 127 ao longo de todo o seu comprimento.

[0014] Na forma de realização das figuras 1 a 4, com o mecanismo 120 da válvula apresentando um elemento obturador 128, o elemento obturador 128 é conectado ao pistão 110 por meio de um sistema de trilhos 160, conforme mais facilmente compreendido a partir das figuras 3 e 4, fornecendo o movimento deslizante do elemento obturador 128 ao longo do eixo longitudinal A (figura 2) do duto 122, formando assim uma vedação no interior do duto 122 em resposta à pressão no interior do duto 122. O sistema de trilhos 160 (melhor visto nas figuras 3 e 4) inclui um trilho de guia 162 próximo da extremidade proximal 152 da haste 114. O trilho de guia 162 inclui os sulcos corrediços 164 em lados opostos do mesmo. O elemento obturador 128 inclui um deslizador 166 conformado e configurado para encaixar sobre o trilho de guia 162 e de acordo com os sulcos corrediços 164.

[0015] O atuador 104 controla a abertura e o fechamento do mecanismo 120 da válvula, em particular, o elemento obturador 128, nas figuras 2 a 4, por meio do movimento do pistão 110. Conforme se vê nas figura 3 e 4, o pistão 110 é móvel entre uma posição inicial 140 (figura 3) e uma posição secundária 142 (figura 4). A posição inicial 140 nesta forma de realização (figura 3) se encontra em uma posição aberta do mecanismo 120 da válvula. Em outras formas de realização, a posição inicial pode ser uma posição fechada da válvula. O pistão 110 inclui, ao menos parcialmente, um material de acoplamento magnético 111, também referido como um material ferromagnético, de tal modo que o pistão 110 é magneticamente conectável a um primeiro magneto 116 e a um segundo magneto 118 (visto na seção transversal da figura 2). Uma mola 112 é assentada contra o pistão 110 para em geral pressionar o pistão 110 na posição inicial 140 (figuras 2 e 3) e o primeiro magneto 116 é posicionado para auxiliar a mola 112 a manter o pistão 110 na posição inicial 140. O segundo magneto 118 é posicionado para manter o pistão 110 na posição secundária 142 (figura 4), quando o pistão 110 é movido para a posição secundária 142.

[0016] A haste 114 do pistão também pode se estender a partir dele em oposição ao mecanismo da válvula e, conforme pode ser visto nas figuras 2 a 4, ser recebido em um canal de guia 146 no interior da tampa 132. A tampa 132 também pode incluir uma sede 148 para a mola 112. Estas características da tampa 132 fornecem o alinhamento do atuador e impedem a torção e/ou a deformação da mola e do pistão.

[0017] O atuador 104 pode incluir um primeiro amortecedor 138 posicionado para reduzir o ruído entre o pistão 110 e o alojamento 102 quando chegar na posição inicial 140 (figuras 2 e 3) e um segundo amortecedor 139 posicionado para reduzir o ruído entre o pistão 110 e o alojamento 102 ao chegar na posição secundária 142 (figura 4). Em uma forma de realização, a abertura 150 (entre o alojamento 102 e o mecanismo 120 da válvula) pode ser definida em geral por uma superfície tronco-cônica e o primeiro amortecedor 138 pode ser disposto na proximidade da abertura 150. Os primeiro e segundo amortecedores 138, 139 podem ser assentados nos sulcos anulares no interior do alojamento 102 ou sobre um componente do pistão 110, tal como a haste 114.

[0018] Ainda com referência às figuras 2 a 4, o pistão 110 também pode incluir um elemento de vedação 134 em torno de sua periferia externa como uma vedação de tipo lábio contra a superfície interna da câmara 103. A periferia externa do pistão 110 pode incluir um sulco anular 136 em que se assenta o elemento de vedação 134. Em uma forma de realização, o elemento de vedação 134 pode ser um O-ring, um V-ring, ou um X-ring. Alternativamente, o elemento de vedação 134 pode ser qualquer outra vedação anular feita de material de vedação para um engate estanque contra o outro elemento.

[0019] Em operação, o atuador 104 move o pistão 110 por meio da introdução de fluído na, ou a remoção de fluido a partir da, câmara 103 através da porta 108 e, da assistência dos magnetos 116, 118 e da mola 112. O pistão 110 é assentado em uma posição inicial 140 (figura 3) e permanece nesta posição, mantido ali por meio da força da mola e da força magnética do primeiro magneto 116, que pode corresponder tanto a uma posição aberta quanto fechada para uma válvula conectada, até que uma força limiar seja aplicada ao pistão 110, a qual supera a força da mola e da força magnética do primeiro magneto 116. Uma vez que esta força limiar seja atingida, o pistão 110 é movido em toda a extensão de seu curso para a sua posição secundária 142 (figura 4) com a ajuda da força magnética do segundo magneto 118, a qual, posteriormente, mantém o pistão 110 na posição secundária 142. O movimento do pistão 110 através de toda a sua extensão de curso é um movimento rápido, quase instantâneo, substancialmente sem pausas entre as posições inicial e secundária, ou seja, não há nenhum atraso ou flutuação do pistão entre a posição inicial 140 e a posição secundário 142, o qual pode ser descrito como um movimento de “engate rápido” do pistão. Este “engate rápido”, que sem os amortecedores seria um som audível, é um resultado da atração magnética do segundo magneto 118 atraindo o pistão 110 para, e em contato, com o segundo magneto 118, que atua para mover rapidamente o pistão para a posição secundária 142. O segundo magneto 118 posteriormente retém ou mantém o pistão 110 na posição secundária até que uma força limiar menor seja atingida, altura em que o pistão retorna para a sua posição inicial de 140 novamente por meio do movimento por toda a extensão de seu curso como um movimento de tipo engate rápido.

[0020] Em uma forma de realização, o primeiro magneto 116 e o segundo magneto 118 tanto pode ser um ou mais magnetos discretos. Em outra forma de realização, o primeiro magneto 116, o segundo magneto 118, ou ambos, podem ser um magneto anular.

[0021] Nas figuras 6A a 7, um magneto anular 218 na posição do segundo magneto 118 na figura 2, é descrito como exemplo ilustrativo, mas é igualmente aplicável para o primeiro magneto 116. O magneto anular 218 apresenta um diâmetro interno ID e um diâmetro externo OD, e tipicamente apresenta uma espessura ou altura uniforme. Qualquer uma ou mais destas dimensões pode ser seletivamente variada para alterar a atuação da força magnética para atrair o pistão. O magneto anular 218 pode incluir um revestimento resistente à corrosão aplicado às suas superfícies externas 222, 224. Como resultado do formato circular do magneto, a força magnética gerada pelo magneto é circunferencialmente uniforme contra o pistão, o que significa que o fluxo, ou força magnética por unidade de área, da face do magneto pode ser menor do que o necessário quando o primeiro ou o segundo magnetos 116, 118 são, cada, um ou mais magnetos discretos. Isto permite que os primeiros magnetos sejam mais finos, o que beneficamente também reduz o custo.

[0022] Na forma de realização ilustrada na figura 7, a porção superior do alojamento 102 do atuador 100, o qual pode ser parte de uma tampa, inclui o magneto anular 218 e, opcionalmente, uma placa 226 disposta adjacente a uma segunda superfície 224 do magneto anular 218 que se encontra em posição oposta a uma primeira superfície 222 que é mais próxima do pistão 110. A placa 226 é montada contra a superfície externa do alojamento 102 para direcionar o fluxo magnético que emana a partir do magneto anular 218 (ou o(s) um ou mais magnetos ilustrados nas figuras 2 e 3) em torno e em direção ao interior do atuador para aumentar a força geral de atração que atua sobre o pistão 110 e, como tal, é composta de um material adequado para direcionar o fluxo magnético. Em uma forma de realização, a placa 226 pode ser uma placa anular apresentando um diâmetro interno, um diâmetro externo, e uma espessura ou altura. O tamanho e formato da placa 226 são selecionados para atuar sobre o fluxo magnético, conforme descrito acima e, é ajustável através da alteração do tamanho e da forma da mesma. Em uma forma de realização, a placa 226 é um anel anular de aço. A adição opcional da placa 226 aumenta a força total gerada pelo magneto, que se encontra disponível para atuar no pistão 110 através de um caminho magneticamente condutor para o fluxo ser redirecionado em direção ao pistão 110. Isto proporciona a vantagem de aumentar a força magnética e o aumento da taxa de mudança da força magnética conforme o pistão 110 é movido para longe do magneto anular 218 (ou de um ou mais magnetos). Isto vantajosamente permite magnetos menores e/ou mais baratos no atuador.

[0023] Conforme pode ser visto na figura 7, a espessura do magneto anular 218 pode ser substancialmente igual à altura da porção do alojamento em que se encontra presente. A expressão substancialmente igual, em relação a esta forma de realização, significa que a espessura do magneto anular 218 é, ao menos, 90% da espessura da porção do alojamento em que é incluído. O magneto anular 218 é contido como parte do alojamento 102 em uma maneira que fornece uma vedação por pressão de modo que um vácuo pode ser conectado à câmara 103 acima do pistão 110.

[0024] O magneto anular 218 pode ser colocado no interior um molde, em uma máquina de moldagem por injeção e, um material plástico é injetado no mesmo. O molde pode ser construído para permitir que o plástico seja moldado por injeção no interior do diâmetro interno do magneto anular 218, bem como em torno da sua superfície externa, que define o diâmetro externo. O magneto anular 218 pode incluir características de superfície (não mostradas) para reforçar a ligação entre o material plástico moldado por injeção e o material do magneto anular.

[0025] Em uma forma de realização, o magneto anular 218 pode ser um anel sólido de material magnético de ferrite ou cerâmico. Em outra forma de realização, o magneto anular 218 pode ser formado por moldagem por injeção de uma mistura de um ligante, tal como um material plástico, e um pó magnético que inclui, mas não é limitado a, neodímio, ferrite, ou misturas dos mesmos. Em uma forma de realização, o ligante pode ser um Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 12, ou sulfeto de polifenileno (PPS) misturado com um material de neodímio, tais como o neodímio ferro boro (NdFeB). O neodímio ferro boro (NdFeB) moldado por injeção pode ser fabricado por um processo de injeção de pó magnético pré-misturado com ligantes termoplásticos, o que produz uma peça magnética precisa e homogênea. Uma vantagem deste método é que diversas formatos de magnetos podem ser diretamente moldados, nos ou sobre os, componentes do atuador, eliminando assim algumas etapas na montagem. Com o processo de moldagem por injeção podem ser conseguidos magnetos de conformação muito complexa com tolerâncias extremamente pequenas e uma ampla gama de propriedades e características magnéticas. Os magnetos moldados por injeção também são benéficos devido a eles apresentarem boa resistência à corrosão em água e solventes industriais. Em uma forma de realização, o método de moldagem por injeção inclui um sistema de câmara quente para minimizar o desperdício/resíduo de pó de magneto. Se este processo for utilizado para produzir apenas o magneto anular 218, em vez de construí-lo no ou sobre uma parte do atuador, o magneto, após a formação, pode ser transferido para um molde com o formato do alojamento 102 ou uma porção do mesmo em uma máquina de moldagem por injeção e sobremoldado com um material moldável por injeção selecionado.

[0026] Em uma forma de realização alternativa, o magneto anular 218 pode ser formado a partir de um dos pós magnéticos descritos acima em um processo de sinterização após a formação e, o magneto é transferido para um molde no formato de uma porção do alojamento 102, em uma máquina de moldagem por injeção, e é sobremoldado com um material moldável por injeção selecionado. Tal como a moldagem por injeção descrita acima, o magneto pode incluir características de superfície (não mostradas) para aumentar a ligação entre o material moldável por injeção e o magneto.

[0027] Ainda com referência à figura 7, a primeira superfície 222 do magneto anular 218 é alinhada com uma primeira superfície interna 105 do alojamento 102 na porção do mesmo em que o magneto anular é contido. Esta primeira superfície interna 105 é a parede disposta acima da superfície superior 171 do pistão. Esta construção permite que a primeira superfície 222 do magneto anular 218 entre em contato físico com a superfície superior 171 do pistão, o que aumenta a força gerada pelo magneto quando o pistão se encontra em contato com o mesmo e também fornece uma vedação para o vácuo. Como resultado, pode ser usado menos material magnético no magneto, mas ainda apresenta uma força magnética efetiva.

[0028] As características de superfície dos magnetos em qualquer uma dentre as formas de realização aqui descritas podem incluir textura de superfície e/ou outras irregularidades nas superfícies dos mesmos, tais como saliências, retentores, recessos, etc., de tal forma que o material moldável por injeção se fixa firmemente ao magneto.

[0029] Apesar das formas de realização terem sido ilustradas e descritas aqui como apresentando magnetos no alojamento e o material ferromagnético como parte do pistão, a configuração oposta também é adequada. Como tal, um ou mais magnetos ou um magneto anular 317 pode ser incluído no pistão 110 e o material ferromagnético 311 pode ser parte do alojamento, tal como ilustrado na figura 8. O atuador, designado pelo número de referência 300, ainda opera como descrito acima em relação às outras formas de realização.

[0030] Uma vantagem com o presente atuador é que ele é sintonizável. A força limiar pode ser ajustada na força magnética dos primeiro e segundo magnetos, a proporção da mola e da força da mola, e o diâmetro do pistão, que são equilibrados contra as forças de atrito e as forças gravitacionais que atuam sobre o pistão e a válvula.

[0031] Uma vez descrita a invenção em detalhe e com referência às formas de realização preferidas da mesma, será evidente que são possíveis modificações e variações sem se afastar do escopo da invenção, o qual é definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. Atuador de pistão (104) compreendendo:- um alojamento (103) que define uma câmara e compreende uma porta (108) em comunicação fluida com a câmara;- um pistão (110) que compreende ao menos parcialmente um material ferromagnético, um magneto ou ambos, e possuindo um elemento de vedação (134) em torno de sua periferia externa, o pistão (110) disposto no interior da câmara (103) e com o elemento de vedação (134) posicionado como uma vedação de lábio contra uma superfície interior da câmara;- uma mola (112) assentada contra o pistão (110) para pressionar o pistão em uma posição inicial (140); e- um material ferromagnético ou magneto secundário formando um primeiro par magnético/ferromagnético com o pistão (110) e posicionado para auxiliar a mola (112) a manter o pistão (110) em uma posição secundária (142) uma vez que o pistão (110) seja movido para a posição secundária (142);- um magneto terciário ou material ferromagnético formando um segundo par magnético / ferromagnético com o pistão (110) e posicionado para auxiliar a mola (112) na manutenção do pistão (110) na posição inicial (140);caracterizado pelo fato de que, durante a introdução do fluido na, ou a remoção do fluido a partir da, câmara através da porta (108), supera-se a força da mola (112) e a atração entre o segundo par magnético/ferromagnético que mantém o pistão (110) na posição inicial (140), a atração entre os elementos do primeiro par ferromagnético/magnético move o pistão (110) para a posição secundária (142) como um movimento de engate rápido e, em seguida, mantém o pistão (110) na posição secundária (142) e quando a atração entre o primeiro par magnético / ferromagnético é superada pela força da mola (112) e a introdução ou remoção de fluido da câmara, a atração entre os membros do segundo par magnético / ferromagnético adicionalmente a força da mola (112), move o pistão (110) para a posição inicial (140) como um movimento de pressão e, em seguida, mantém o pistão (110) na posição inicial (140);em que um ou ambos magneto secundário ou material ferromagnético e o magneto terciário ou material ferromagnético fazem parte do alojamento (103) como um magneto anelar ou material ferromagnético anelar (218) definindo uma primeira superfície (222) que está nivelada com uma primeira superfície interior (105) do alojamento e a primeira superfície (222) tem contato físico com uma superfície superior (171) do pistão (110) na posição secundária para criar uma vedação para um vácuo conectado à câmara (103) via porta (108).

2. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante a introdução de fluido na, ou a remoção de fluido a partir da câmara através da porta (108), supera-se a atração entre o primeiro par magnético/ferromagnético, a mola (112) e a atração entre os membros do segundo par magnético/ferromagnético move o pistão (110) para a posição inicial (140), como um movimento de engate rápido.

3. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento (103) inclui uma tampa (132) e a porta (108) de entrada da câmara através da tampa (132).

4. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender:- um ou mais amortecedores (138) posicionado para entrar em contato com o pistão (110) na posição inicial (140) ou na posição secundária (142) para reduzir o ruído produzido pelo pistão (110) quando chega em qualquer uma de ditas posições.

5. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma válvula (120) operacionalmente conectada no pistão (110).

6. Atuador do pistão, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a válvula (120) é uma válvula obturadora (120) que compreende um duto e um elemento obturador (128).

7. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo de que o elemento obturador (128) é conectado ao pistão (110) por meio de um sistema de trilhos (160) que fornecem o movimento deslizante do elemento obturador (128) ao longo de um eixo longitudinal do duto formando assim uma vedação no interior do duto.

8. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo de que o duto se afunila a partir de ambas as extremidades na direção da abertura (124) da válvula, apresentando, assim, o seu menor diâmetro na abertura (124) da válvula.

9. Atuador de pistão de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo de que a válvula (120) é uma válvula reguladora de pressão ou uma válvula borboleta.

10. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo de que ao menos um dentre os magnetos no pistão (110) e o magneto secundário são em geral um magneto em conformação anelar.

11. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo de que ao menos um dentre os magnetos no pistão (110) e o magneto secundário é um magneto moldado por injeção.

12. Atuador de pistão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo de que o pistão (110) inclui o material ferromagnético, o alojamento (103) inclui o magneto secundário, o magneto secundário apresenta uma primeira superfície principal na proximidade do pistão (110) e uma segunda superfície principal oposta à primeira superfície principal; e sendo que o atuador (104) do pistão compreende ainda uma placa disposta adjacente à segunda superfície principal do magneto secundário, direcionando assim o fluxo magnético para dentro na direção do pistão (110).