CN101184944B - 自铆接瓣阀 - Google Patents

Abstract

用于流体装置的铆接类型瓣阀组件具有主体部分，该主体部分限定了与流体装置连通的阀孔。主体部分包括与阀孔相邻地间隔开的铆钉的销或杆。主体部分例如通过钎焊永久性安装在流体装置上。瓣阀然后安装在铆钉杆上，以便覆盖阀孔，且铆钉杆被变形，以便使瓣阀保持就位。

Description

自铆接瓣阀

技术领域

本发明涉及阀，特别是涉及瓣阀。

背景技术

汽车流体例如发动机润滑油或传动液将在使用时吸收热量。为了防止流体退化，通常需要除去该热量。热交换器通常用于该目的。而且，已知热交换器将在合适环境情况下充分实现该功能。不过，在寒冷环境情况下，发动机润滑油和传动液可能有很高的粘性。在这种情况下，这些汽车流体不容易流过热交换器。因此，在这种情况下，热交换器布置在润滑回路中可能会不利地阻碍流通。一些下游部件(例如传动装置)甚至可能缺乏该流体。

为了避免这些不利影响，已知提供一种用于旁通绕过热交换器的机构。过去使用的一种方法是提供旁通导管。旁通导管与热交换器并联连接，且与热交换器相比相对高粘性流体流具有相对较低的阻力。这种结构已知用于避免下游部件缺乏该流体，但是在正常工作情况下，流体将在热交换器和旁通回路之间分开。这需要使热交换器成比例地制成为更大和更重，以便使冷却***获得相同的总体热交换性能。这样增加的尺寸和重量以及相关成本是汽车制造商所不希望的。

为了改善分开流动问题，现有技术已知提供旁通阀。有时这些旁通阀由压力驱动，并与热交换器构成一体或安装在该热交换器上。前述结构实例在美国专利No.5236043(Armbruster)中示出，该美国专利No.5236043的公开日为1993年8月17日。该结构包括偏压成关闭位置的弹簧钢瓣阀，以便阻挡旁通流，且在通过热交换器的正常通道的流阻太高时(在寒冷起动情况下)，将迫使它打开。这种类型的热交换器可以避免下游润滑部件缺乏流体，并能够使得旁通流在正常工作情况下基本为零，从而能够有紧凑的热交换器结构。不过，在Armbruster的文献中，瓣阀与热交换器本体的连接通过压配合柱栓来实现。这样的结构难以实现，且易于泄漏。

另一种瓣阀如美国专利No.3998571(Falke)中所示，该美国专利No.3998571的公开日为1976年12月21日，其中表示了用于往复运动压缩机的气缸的瓣阀。该瓣阀是挡板子组件的一部分，该挡板子组件有铆接就位的挡板安装部分。不过，铆钉结构也易于泄漏，且铆接子组件需要单独处理，并增加了装置的成本和复杂性。

发明内容

在本发明中，提供了一种铆接类型的瓣阀，其中，主体部分包括铆钉的销部分。主体部分永久性安装在任何热交换器或其它流体装置上。然后，瓣阀定位在销部分上，该销部分很容易变形，以便完成瓣阀组件。

根据本发明的一个方面，提供了一种瓣阀组件，用于控制从流体装置的流动腔室流出的流体流动。瓣阀组件包括主体部分，该主体部分有穿过其的阀孔，用于与流动腔室连通。主体部分包括与阀孔间隔开的横向销，该销有扩大的头部。柔性瓣阀有安装端部分，该安装端部分限定一孔口，销延伸穿过该孔口，瓣阀通过该扩大头部保持就位。瓣阀还有自由端部分，该自由端部分可从第一位置运动至第二位置，在该第一位置处，自由端部分至少部分阻止流过阀孔，在该第二位置处，自由端部分开通阀孔。还提供有偏压装置，用于将自由端部分推入第一位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种热交换器，该热交换器包括具有端板的热交换元件。热交换元件包括进口歧管、出口歧管和在它们之间的流动通道，该流动通道用于使一种热交换流体通过该热交换元件。端板限定了至少一个流动腔室，该流动腔室与进口歧管和出口歧管中的至少一个连通。瓣阀组件安装在该端板上，并包括主体部分，该主体部分有穿过其的阀孔，该阀孔与流动腔室连通。主体部分包括与阀孔间隔开的横向销，该销有扩大的头部。柔性瓣阀有安装端部分，该安装端部分限定一孔口，销延伸穿过该孔口，瓣阀通过该扩大头部保持就位。瓣阀还有自由端部分，该自由端部分可从第一位置运动至第二位置，在该第一位置处，自由端部分至少部分阻止流过阀孔，在该第二位置处，自由端部分开通阀孔。还提供有偏压装置，用于将自由端部分推入第一位置。

根据本发明的还一方面，提供了一种将瓣阀装配至具有流动腔室的流体装置上的方法。该方法包括以下步骤：提供主体部分，该主体部分有穿过其的阀孔和在该主体部分上的横向销，该横向销与阀孔间隔开。主体部分和销永久性安装在流体装置上，且阀孔与流动腔室连通。弹性瓣阀安装在该销上。销穿过瓣阀延伸，且瓣阀至少部分关闭阀孔。还有，销进行变形，以便将瓣阀固定在主体部分上。

附图说明

附图只是用于示例说明，而不是用于限制本发明，附图中：

图1是包括热交换器和离心式润滑油过滤器的组件的透视图，该热交换器包括本发明优选实施例的瓣阀组件；

图2是图1的结构的分解透视图，它将安装在发动机体上；

图3是图2的包围区域3中的结构的分解图；

图4是图3的包围区域4中的结构的分解图；

图5是图2的包围区域3中的结构的俯视平面图；

图6是沿图5的线6-6的局部剖视图，其中，瓣阀的自由端部分表示为处于关闭位置；

图6A是本发明还一优选实施例的、类似于图6的视图，其中，瓣阀的自由端部分表示为处于关闭位置；

图7是类似于图6的视图，其中，瓣阀的自由端部分表示为处于打开位置；以及

图7A是图6A所示实施例的、类似于图7的视图，其中，瓣阀的自由端部分表示为处于打开位置。

具体实施方式

图1显示了热交换器22，该热交换器22上安装有离心式润滑油过滤器24或类似流体装置。热交换器22包括本发明优选实施例的瓣阀组件20以及热交换元件28。优选是，热交换器22为环形润滑油冷却器，但是它也可以为任意其它类型的热交换器或任意其它类型的流体装置。在本说明书中，热交换元件28和离心式润滑油过滤器24的确切形式并不是本发明的一部分。

热交换器或环形冷却器22用于冷却剂回路以及润滑或其它流体回路，且如图2中所示，例如安装在螺纹管26上，该螺纹管26安装在发动机体27(图2中只局部表示)上。螺纹管26穿过热交换器22中的间隙或孔29延伸，以便能够随后将润滑油过滤器24螺纹安装在管26上，如图1中所示，还使得热交换器22在发动机体27上保持就位。

最好如图3中所示，热交换器22包括热交换元件28，该热交换元件28有端板31、顶面板30以及位于它们之间的中间瓣阀组件20。热交换元件28为堆垛板类型，并有冷却剂进口32和冷却剂出口34。热交换元件28由钎焊在一起的铝板而形成。各板中有间隔开的弓形开口，这些开口对齐，以便形成各流动通道或腔室或歧管36、40。这些歧管中的一个可以是进口歧管，例如歧管36。另一歧管可以是出口歧管40，但是也可以相反。

当歧管36为进口歧管时，润滑油通过形成于发动机体27中的孔37(见图2)而接收至歧管36中。该润滑油通过热交换元件28至出口歧管40，然后向上进入润滑油过滤器24，最终向下流过管26，以便返回发动机体27。不过，当该流动反向时，它可以通过管26向上至过滤器24，然后进入歧管40，通过热交换元件28至歧管36，然后通过孔37，以便返回发动机。

应当知道，热交换元件28为普通结构，因此，只有理解本发明所需的这些部件表示于附图中并在这里介绍。

当加热的润滑油流压入进口歧管36，且冷却剂流传送给冷却剂进口32时，在出口歧管40处产生冷却的润滑油流，且在冷却剂出口34处产生加热的冷却剂流。该流动也可以相反。

面板30具有密封表面42和一对开口44、46。密封表面42用于与过滤器24啮合。该对开口44、46与在润滑油过滤器24底部的环形槽道(未示出)连通。该对开口44、46中的一个与出口歧管40流体连通，用于接收冷却的润滑油流，如图3中的箭头45所示。另一开口46允许旁通流过润滑油过滤器24，如下面进一步所述。

下面介绍瓣阀组件20，可以看见，它包括主体部分或挡板支承结构54和弹性瓣阀52，该弹性瓣阀52由弹簧钢构成。挡板支承结构54布置在各热交换元件28和面板30之间并固定在它们上面，并有流体口部分58，该流体口部分58限定了用于在进口歧管36和面板开口46之间连通的通道或阀孔60。为了清楚，流体口部分58应当理解为主支承结构54的、直接包围阀孔60的部分。

如图4中最好地所示，挡板支承结构54包括一对板76、78。板76有普通铝合金形成，板78由钎焊包层铝形成。铆钉或销62有第一头部部分80和销或杆82，该销或杆82穿过形成于板76中的孔84延伸。板78有凹口88，该凹口与孔84连通，且尺寸设置成接收铆钉62的第一头部部分80，这样，铆钉62由该对板76、78卡住或捕获。不过，凹口88可以形成为在板76底侧的埋头孔，在孔84下面，且板78为扁平板，以便卡住和保持铆钉62就位。凹口88还可以局部形成于两个板76、78中。

瓣阀52有安装端部分68和自由端部分70。安装端部分68有孔72，该孔72的尺寸设置成接收铆钉杆82。在工作位置，安装端部分68抵靠主体部分或支承结构54的顶表面。

图5显示了开口46例如通过具有弦部分47可以被扩大。这将在瓣阀52打开以便允许旁通流时提供更大空间来释放润滑油流，并减小压力降。

如图6和7中最好地所示，销62的上部远端敲击或变形成第二头部部分64。在图3中，为了更好地表示各个部件的布置方式，第二头部部分64与销62间隔开地以虚线表示，但是销62和第二头部部分64实际上形成一体，如图6和7中所示。这样，瓣阀52由铆钉62来保持或捕获，而不是紧固件例如螺钉或螺栓。瓣阀52的自由端部分70由于柔性而可在第一或关闭位置(以与阀孔60交叠或覆盖阀孔60的方式抵靠流体口部分58，如图6中所示)和第二或打开位置(在阀孔60上面间隔开，如图7中所示)之间运动。自由端部分70的尺寸为这样，当布置在它的第一或关闭位置时，将限制(更具体地说基本阻止)流过通道60。不过，当希望有一些永久性的旁通流时，自由端部分70的尺寸将设置成只部分地关闭阀孔。

图6至7A还表示了板30的厚度即使在瓣阀打开时也能够使瓣阀52能够凹入或隐藏在开口46的内部。这在面板30上提供了光滑(clean)或平坦的表面42，用于安装部件例如过滤器24，或者用于将热交换器22安装在其它物体(例如发动机)上。这也在运输时和将热交换器22装配在其它部件上时保护瓣阀。

在正常工作情况下(其中，相对较热的、基本自由流动的油被传送给进口歧管36)，由弹簧钢瓣阀52或它的安装端部分68提供的偏压使得瓣阀52的自由端部分70保持抵靠流体口部分58，以便限制或阻止流过阀孔60。这样，到达进口歧管36的大部分流体以热交换关系经过热交换元件28至出口歧管40，从而在该处理中向热交换元件28中的冷却剂传热。然后，润滑油经过面板30中的出口或开口44至润滑油过滤器24以便过滤，且随后以普通方式返回润滑油回路。

相反，在一些情况下(例如发动机在相对寒冷的天气情况下起动，其中，润滑油相对较冷和有粘性)，在进口歧管36和出口歧管40之间的压阻相对较大，因此，粘性的润滑油迫使瓣阀52的自由端部分70离开流体口部分58，如图6、7顺序所示，这样，润滑油从进口歧管36流过阀孔60和开口46直接至过滤器24。在润滑油回路中的、周期性或瞬时的压力峰值或喷流也这样绕过热交换元件28。

瓣阀52的机械特征选择为适合热交换元件和润滑回路(瓣阀52用于它们)的工作参数，如本领域普通技术人员所知。

前述结构具有特别的优点，当需要冷却时，它在正常工作情况下获得相对较高的冷却性能，因为基本所有润滑油都经过热交换元件，以便在这种情况下向冷却剂传热。同时，结构避免了机械部件在正常瞬时高压情况下的缺乏流体，例如在寒冷天气起动时，它还避免了金属疲劳(该金属疲劳可能由于在形成热交换元件的薄壁板中的压力峰值)，因为在这种情况下产生旁通流。

在热交换器22的装配中，挡板支承结构54永久性安装在热交换元件或其它流体装置28上，且阀孔60与流动腔室连通(希望控制该流动腔室流出的流体流)。铆钉或销62从支承结构54横向伸出。挡板支承结构54永久性地安装在流体装置28上，优选是通过钎焊，优选是在流体装置28的部件钎焊在一起的同时进行，但是挡板结构54可以以其它方式安装。然后，瓣阀52的安装端部分68置于它的工作位置。也就是，其中有孔72的、瓣阀52的底部布置在与主体部分54相抵的铆钉62上。然后，铆钉62的头部64变形，以便使瓣阀52保持就位。

下面参考图6A和7A，图中表示了另一优选实施例，其中，主体部分或挡板支承结构54以及销或铆钉62形成为一体(没有头部80)，优选是由铝形成。支承结构54在面板30和热交换元件28之间布置成层叠关系。然后，组件进行钎焊操作，大致如上所述，以便将支承结构54固定在流体装置28上。然后，瓣阀52操作定位在铆钉62上，且销或铆钉62的头部64进行变形，以便将瓣阀52保持就位。

尽管已经介绍了本发明的优选实施例，但是应当知道，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对上述结构进行各种变化。

首先，尽管这里所述的瓣阀组件表示为用于热交换器，但是应当知道，本发明并不局限于此，且可以用于具有流动腔室(希望有从该流动腔室流出的间歇流)的任何流体装置。

当流体装置是热交换器时，不同类型的热交换器也可以落入本发明的范围内。例如，可以使用并不为环形类型的热交换器。还有，热交换器并不必须由堆垛板形成，也不必须使各个部件相互钎焊。还有，面板30并不是必须的，主体部分自身可以设置成与润滑油过滤器或任意其它流体装置匹配。

作为又一变化形式，尽管优选实施例的瓣阀由简单的弹簧钢条构成，但是也可以很容易地由弹性双金属条来代替。这时，瓣阀通常将在寒冷流动情况下打开，并在正常工作情况下关闭。当然，双金属瓣阀还可以有柔性，并即使在较热流动情况下也提供压力峰值保护。瓣阀还可以由其它材料制成，例如塑料，且在需要时它可以进行涂覆，以便提高它的密封特性。

还有，尽管在所示的优选实施例中，瓣阀用于在它的自由端布置在第一或关闭位置时基本阻止流动，但是并不必须如此。例如，自由端部分的尺寸可以只部分地覆盖通道，从而在所有时间都能够测量旁通流。

在图2至7所示的实施例中，铆钉可以由弹性材料制成，该材料具有预成形的头部64和80，并在支承结构54钎焊在热交换元件28上之后伸出或卡住就位。

最后，挡板支承结构或主体部分54可以在安装它的流体装置上进行不同的定位和定向。例如，当润滑油流动方向反向时，它首先通过过滤器24，然后通过热交换元件28，如上所述，瓣阀组件20将上下颠倒，这样，瓣阀52将向内打开至装置的流动通道或歧管中。瓣阀52也可以位于出口通道或歧管中，而不是在进口歧管中。

如上所述，本领域技术人员应当知道，本发明的范围只由特意提出的附加权利要求来限制。

Claims (18)

1.一种瓣阀组件，用于控制来自流体装置的流动腔室的流体流动，该瓣阀组件包括：

主体部分，该主体部分具有穿过其的阀孔，该阀孔用于与所述流动腔室连通；

该主体部分包括与所述阀孔间隔开的横向销，该横向销具有扩大头部；

柔性的瓣阀，该柔性的瓣阀具有安装端部分，该安装端部分限定一孔口，所述横向销延伸穿过该孔口，所述瓣阀通过所述扩大头部保持就位；

所述瓣阀还具有自由端部分，该自由端部分可从第一位置运动至第二位置，在该第一位置处，所述自由端部分至少部分地阻止流体流过阀孔，在该第二位置处，所述自由端部分开通阀孔；以及

偏压装置，用于将所述自由端部分推入所述第一位置；

其中：

所述主体部分包括形成所述横向销的一体的凸出部；

或者

所述主体部分包括以层叠关系相互固定的一对板，该对板中的一个具有形成于其内的孔，所述横向销穿过所述孔，该对板共同形成在它们之间的凹口，该凹口与所述孔连通，且所述横向销包括第二扩大头部，该第二扩大头部布置在该凹口中，所述横向销被机械地卡在所述板之间。

2.根据权利要求1所述的瓣阀组件，其中：所述主体部分包括形成所述横向销的所述一体的凸出部。

3.根据权利要求1所述的瓣阀组件，其中：所述主体部分包括以层叠关系相互固定的所述一对板，该对板中的所述一个具有形成于其内的孔，所述横向销穿过所述孔，该对板共同形成在它们之间的所述凹口，该凹口与所述孔连通，且所述横向销包括所述第二扩大头部，该第二扩大头部布置在该凹口中，所述横向销被机械地卡在所述板之间。

4.根据权利要求3所述的瓣阀组件，其中：所述凹口形成于没有孔的板中。

5.根据权利要求3所述的瓣阀组件，其中：所述凹口形成于具有孔的板中。

6.根据权利要求3所述的瓣阀组件，其中：所述凹口部分地形成于该对板的各个板中。

7.根据权利要求2所述的瓣阀组件，其中：所述主体部分是单个板。

8.根据权利要求1和3-6中任意一项所述的瓣阀组件，还包括：面板，该面板与所述主体部分交叠，该面板具有在其内的开口，该开口与流动腔室和流体口连通。

9.一种热交换器，包括：

具有端板的热交换元件；

该热交换元件包括进口歧管、出口歧管和在它们之间的流动通道，该流动通道用于使一种热交换流体通过该热交换元件；

所述端板限定了至少一个流动腔室，该流动腔室与进口歧管和出口歧管中的至少一个连通；

瓣阀组件，其安装在所述端板上，该瓣阀组件包括：主体部分，该主体部分具有穿过其的阀孔，该阀孔与所述流动腔室连通；

所述主体部分包括与阀孔间隔开的横向销，该横向销具有扩大头部；

柔性的瓣阀，该柔性的瓣阀具有安装端部分，该安装端部分限定一孔口，所述横向销延伸穿过该孔口，该瓣阀通过该扩大头部保持就位；

所述瓣阀具有自由端部分，该自由端部分可从第一位置运动至第二位置，在该第一位置处，所述自由端部分至少部分地阻止流体流过阀孔，在该第二位置处，所述自由端部分开通阀孔；以及

偏压装置，用于将所述自由端部分推入所述第一位置；

其中：

所述主体部分包括形成所述横向销的一体的凸出部；

或者

所述主体部分包括以层叠关系相互固定的一对板，该对板中的一个具有形成于其内的孔，所述横向销穿过所述孔，该对板共同形成在它们之间的凹口，该凹口与所述孔连通，且所述横向销包括第二扩大头部，该第二扩大头部布置在该凹口中，所述横向销被机械地卡在所述板之间。

10.根据权利要求9所述的热交换器，其中：偏压装置是由弹簧钢形成的瓣阀。

11.根据权利要求9所述的热交换器，其中：偏压装置是由双金属条形成的瓣阀，该瓣阀定向成在正常的热交换器工作条件下运动至所述第一和第二位置中的一个。

12.根据权利要求9、10或11所述的热交换器，其中：瓣阀的尺寸设置成只部分地阻挡流体口。

13.根据权利要求9、10或11所述的热交换器，其中：瓣阀的尺寸设置成完全地阻挡流体口。

14.根据权利要求13所述的热交换器，其中：所述主体部分包括形成所述横向销的所述一体的凸出部。

15.根据权利要求13所述的热交换器，其中：所述主体部分包括以层叠关系相互固定的所述一对板，该对板中的所述一个具有形成于其内的孔，所述横向销穿过所述孔。

16.一种将瓣阀装配至具有流动腔室的流体装置上的方法，该方法包括以下步骤：

提供主体部分，该主体部分具有穿过其的阀孔和在该主体部分上的横向销，该横向销与阀孔间隔开；

将所述主体部分和横向销永久性地固定在流体装置上，且阀孔与流动腔室连通；

将弹性瓣阀安装在所述横向销上，该横向销延伸穿过该瓣阀，且该瓣阀至少部分地关闭阀孔；以及

使所述横向销进行变形，以便将瓣阀固定在所述主体部分上；

其中：

所述主体部分包括形成所述横向销的一体的凸出部；

或者

所述主体部分包括以层叠关系相互固定的一对板，该对板中的一个具有形成于其内的孔，所述横向销穿过所述孔，该对板共同形成在它们之间的凹口，该凹口与所述孔连通，且所述横向销包括第二扩大头部，该第二扩大头部布置在该凹口中，所述横向销被机械地卡在所述板之间。

17.根据权利要求16所述的方法，其中：所述主体部分包括形成所述横向销的所述一体的凸出部；以及

所述主体部分这样提供，即：提供板，并使该板的一部分横向变形以便形成所述横向销。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中：在安装弹性瓣阀的步骤之前，所述主体部分通过钎焊固定在流体装置上。

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