CN100458249C - 具有温度补偿的磁路的电动气动压力转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动气动压力转换器(10),在此压力转换器中装入一个磁阀(11)。该磁阀包括一个装入到一个壳体(12)中的励磁线圈(13)以及一个在壳体(12)中可移动导向的电枢(16)。在形成工作空气间隙(20)时一个磁芯(19)设置在该电枢(16)的对面。磁芯(19)具有一个通孔(25),在此通孔上存在的是环境压力水平p大气。磁阀(11)包括一个膨胀元件(22),该膨胀元件由在温度变化时产生膨胀的材料制成,并且该膨胀元件限定电枢(16)和磁芯(19)之间的工作空气间隙(20)。
Description
技术领域
电动气动压力转换器可用在汽车中,它可以提供一种在环境压力和一个可预定的低压之间的消耗器压力(消耗器低压)。消耗器压力的数值是通过提供给一个磁阀线圈架的控制电流进行调节的。
背景技术
DE 195 00 567.8公开了一种电动气动的压力转换器。一个与供给磁阀线圈架的控制电流成比例的磁力将一个电枢支承顶住在密封座上,该密封座对一个与环境压力相连接的接头与一个在其上有消耗器压力的接头进行密封。在磁阀为无电流状态时该密封座被封闭。其中的缺点是,在一个可提供低压的接头和具有消耗器压力的接头之间出现系统内在的不密封性。在磁阀无电流状态时在后一接头上有一个比较大的消耗器低压。
DE 196 23 960 A1也涉及一种电动气动压力转换器。该公开的电动气动压力转换器包括一个磁阀,该磁阀具有一个励磁线圈以及一个对着一个形成密封座的挡块可移动地导向的电枢。该电枢借助一个弯曲弹性的支承元件进行支承。当励磁线圈无电流状态时该电枢与挡块间隔距离地如此支承,使得在一个可被环境压力加载的区域和一个可被低压加载的电动气动压力转换器区域之间产生一个环形间隙。可借助弯曲弹性形成的支承元件对该环形间隙进行调节。经计量,支承元件的一个将电枢保持在水平位置中的弹力比一个沿挡块方向压住电枢的弹簧元件的垂直地作用到电枢上的弹力要大。
为了使电动气动压力转换器的功能在温度上保持恒定,要求所述作用到磁阀电枢上的磁力保持恒定。这例如可通过下述措施达到:采用附加的构件,例如热敏电阻和由康铜丝制成且为并联的线圈。通过这些措施可使线圈电阻保持恒定,也能通过电流的影响使磁力保持恒定。然而这种类型的温度补偿要求附加的构件。这些构件对于取得温度补偿虽然很有帮助,但是这却是一笔附加的强制性的费用。
发明内容
采用根据本发明建议的方案可以对于一种电动气动压力转换器设置一个具有简单结构的构件的温度补偿装置。根据按照本发明所建议的方案使用一个由一种合适的塑料材料制成的简单的膨胀元件。优选地使用具有一个合适的热膨胀特性的耐高温的塑料,例如PA 6.6不加固。
所采用的由一种塑料材料制成的膨胀元件通过与温度有关的热膨胀如此地改变在磁阀的电枢和磁芯之间的工作空气间隙,使得通过与它相关的磁路的磁阻的变化补偿励磁线圈的电阻的变化。这样就能省掉附加设置的构件,例如热敏电阻或者并联的由康铜丝制成的线圈。根据按照本发明所建议的方案,所述功能通过一个简单的可集成到磁阀中的、由一种塑料制成的膨胀元件承担。
电动气动压力转换器的磁路包括一个励磁线圈、一个磁轭、一个弓形件、磁芯以及电枢。在电枢的一个优选方案中它的端面设计成密封件,这样,按照所通电流通过所述调节的磁力实现环境压力p大气的一种准确计量的流入,并且由此调节一种所希望的、且可预先规定的调节压力。磁力与温度有关。因为在励磁线圈中的线圈电阻随着温度的升高而增加,并且由此使电流、并因此也使磁力下降,因此可以通过减小工作空气间隙抵消这种效应。这可以通过下述措施达到:磁阀包括一个一侧夹紧的、且由合适的塑料制成的膨胀元件,该膨胀元件通过一个集成的磁极根据温度减小或者扩大所述工作空气间隙。
下面借助附图对本发明进行更详细的说明。
唯一的一个附图表示一个根据本发明设计的电动气动压力转换器的一个温度补偿的磁路。
具体实施方式
从附图中可以看到一个其中容纳有一个磁阀11的电动气动压力转换器10。磁阀11容纳在电动气动压力转换器10的一个壳体12中。该壳体本身可通过一个壳体盖30封闭。在壳体盖30和壳体12之间装入一个盖薄膜29,在将壳体盖30固定在壳体12上时该盖薄膜的外环夹紧在空隙中。
磁阀11包括一个励磁线圈13,该励磁线圈在壳体12中由一个罐形结构的磁轭17包围。励磁线圈13是一个磁路31的一个元件,并且安装在一个电枢导向装置42上,该电枢导向装置沿轴向方向通过电动气动压力转换器10的壳体12延伸。电枢导向装置42例如可以包括在它的圆周表面上设计为槽的通道。此外,磁路31除了励磁线圈13外还包括一个弓形件15、一个电枢16、一个已经提到的磁轭17、以及一个用附图标记19表示的磁芯。电枢16具有一个作为密封件18设计的端面。电枢16的端面包围一个集成在电枢16中的磁极21,该磁极由金属材料制成。装入到膨胀元件22中的磁极21包括一个插头脚26,通过该插头脚使所述磁极21与一个也被电枢16包围的、且由塑料制成的膨胀元件22连接。磁极21的插头脚26设置有一个枞树轮廓,通过该枞树轮廓所述磁极21与膨胀元件22固定连接。由塑料制成的膨胀元件22在磁芯16中一侧地夹紧在夹紧部位23上。磁极21具有一个端面28,该端面大体上和包围膨胀元件22以及磁极21的磁芯16的、环形地设计为密封件18的端面对齐。
磁芯16的设计为密封件18的端面以及磁极21的端面28限定了一个工作空气间隙20。工作空气间隙20的对置的边界通过一个磁芯19的端面形成,该磁芯也是磁阀11的磁路31的一个元件。
一个封闭所述壳体12的盖子30包括一个接管14。通过该接管可向一个在图1中未示出的消耗器提供消耗器低压pv。此外,壳体盖30还包括一个孔,该孔上有低压级pu。其中,一个间接地给弓形件15加载的弹簧元件24容纳在该壳体盖30中。在壳体12的下侧面上形成一个孔,在该孔上有大气压力p大气。通过可以作为电枢导向装置42中的槽设计的通道,一个第一环形腔室32通过所述作为密封座起作用的密封件18-也就是说当它敞开时-和大气压力p大气连接。
所述容纳在电动气动压力转换器10中的磁阀11的磁路31主要包括下列元件:励磁线圈13、磁轭17、弓形件15、电枢16以及磁芯19。通过在壳体12的底部形成的孔以及磁芯19中的通孔25使得工作空气间隙20处为环境压力p大气。通过将电枢16的端面设计成密封件18,根据励磁线圈13的接通电流、通过正在调节的磁力来调节所述环境压力p大气准确计量的流入,并且形成所希望的调节压力。这个力必须与温度无关。通过下述措施达到所调节的磁力与温度的无关性:温度上升时实现工作空气间隙20变小。随着温度的升高,励磁线圈13的电阻也增大。由此原因,所述电流、并且因此所产生的磁力也减小。由于随着温度的升高由一种合适的塑料制成的、且一侧地夹紧在夹紧部位23处的膨胀元件22也发生热膨胀,所以通过它的热膨胀使得工作空气间隙20变小。由塑料制成的、且一侧夹紧的膨胀元件22的热膨胀使得磁极21朝向磁芯19的与电枢16对置的端面进行膨胀,并且因此工作空气间隙20的净宽度发生变化。因为所述由一种合适的塑材料制成的、且一侧在夹紧部位23处夹紧的膨胀元件22由所述套筒形状设计的电枢16完全包围,所以膨胀元件22的热膨胀只能在轴向方向进行。由于膨胀元件22的这样一种预先规定的变形能力,所以固定在膨胀元件22上的磁极21的端面28朝向工作空气间隙20的方向前进,并且使该工作空气间隙变小。
通过在温度升高时由于膨胀元件22的热膨胀使得工作空气间隙20发生如此的变化、也就是变小,从而达到通过磁路31的与此相关的磁阻的变化、以及由于随着温度升高线圈电阻的升高使得励磁线圈13中的电阻变化得到补偿。由于励磁线圈13的温度的变化和随之而出现的线圈电阻的升高所造成的磁力的下降通过工作空气间隙20同时发生的变小而得到补偿,这样,电动气动压力转换器10的磁阀11的功能是与温度无关的,也就是说,磁阀11的磁力是通过工作空气间隙20的与温度有关的变大或者变小而保持恒定的。这样,采用根据本发明建议的方案就可避免到目前为止所要求的附加的构件、如热敏电阻和由康铜丝制成的且为并联的线圈。
下面对电动气动压力转换器的气动调节部分的工作方式加以说明。
盖薄膜29和缸体35形成一个结构单元,该结构单元例如可以设计成一个用橡胶外部注塑的塑料件。在缸体35中设置一个外部的密封座36。在静止状态时一个设有橡胶层的垫板41通过一个弹簧元件39压到该密封座上。所述包括缸体35和盖薄膜29的结构单元通过弹簧元件24压向止挡筋37。在用于提供低压的接管14上的一个内部的密封座40敞开着。所述两个用附图标记32和33表示的环形腔室的压力得到平衡,因为为了改进调节特性并为了降低空气消耗在缸体35中设置了一个平衡孔38。
在接通低压和调节流时,通过所述低压使得由缸体35和盖薄膜29组成的结构单元升起。在加速时一个垫板41封闭所提到的、内部的密封座40,而一个外部的密封座36则打开,这样,到第一环形腔室32的流入口被打开。在电枢16上形成的密封座18则通过所设置的调节流而关闭。
若在电枢16上存在的来自第一环形腔室32的低压的力达到磁力的数值、并且超过这个数值,则可以流入环境空气,这样在环形腔室32和33中就调节了所希望的调节压力。
一个通过消耗器低压pv控制的、且构成为汽车的排气循环阀的调节元件可以连接到其上存在消耗器低压pv的接管14上,其中通过采用根据本发明建议的电动气动压力转换器10、通过采用如膨胀元件22的简单构件就可达到温度补偿,并且放弃附加的构件、如热敏电阻和由康铜制成的并且费事地并联的线圈。由于在夹紧部位23上一侧夹紧的膨胀元件22的热膨胀特性,所以在磁路31中的工作空气间隙20可以如此地变化,即通过磁路31中的由此产生的磁阻的变化可以补偿励磁线圈13的线圈电阻的变化。这样,所述可通过电动气动压力转换器10的磁阀11所产生的磁力是与温度无关的。
附图标记表
10电动气动压力转换器 24弹簧元件
11磁阀 25磁芯中的通孔
12壳体 26插头脚(枞树轮廓)
13励磁线圈 27容纳孔
pv消耗器低压 28磁极的端面
pu低压 29盖薄膜
p大气环境压力 30壳体盖
14接管 31磁路
15弓形件 32第一环形腔室
16电枢 33第二环形腔室
17磁轭 34低压源接头
18密封件 35缸体
19磁芯 36外部的密封座
20工作空气间隙 37止挡筋
21具有(枞树轮廓的) 38平衡孔
插头脚的磁极 39缸体弹簧
22膨胀元件 40内部的密封座
23膨胀元件夹紧部位 41开槽的电枢导向装置
Claims (8)
1.具有一个磁阀(11)的电动气动压力转换器(10),该磁阀包括一个装入到壳体(12)中的励磁线圈(13)以及一个在壳体(12)中可移动地导向的电枢(16),一个磁芯(19)设置在该电枢(16)的对面,在所述电枢(16)和磁芯(19)之间形成工作空气间隙(20),该磁芯(19)具有一个通孔(25),在此通孔上存在环境压力(p大气),其特征在于,磁阀(11)具有一个膨胀元件(22),该膨胀元件由一种在温度变化时发生膨胀的材料制成,在该膨胀元件的下端面上设置有一容纳孔,一磁极包括一插头脚,通过将所述插头脚插入该容纳孔中将所述磁极与该膨胀元件固定连接,该膨胀元件在因温度升高而只是沿轴向热膨胀时减小所述电枢(16)和磁芯(19)之间的工作空气间隙(20),从而使得由励磁线圈(13)通电产生的、作用在电枢(16)上的磁力与温度无关。
2.按照权利要求1所述的电动气动压力转换器,其特征在于,膨胀元件(22)在一个夹紧部位(23)上一侧地被夹紧在电枢(16)中,该夹紧部位设在膨胀元件(22)上的背离磁极(21)的端部处。
3.按照权利要求1所述的电动气动压力转换器,其特征在于,膨胀元件(22)被电枢(16)包围。
4.按照权利要求1所述的电动气动压力转换器,其特征在于,电枢(16)的指向工作间隙(20)的一个端面构成为一个密封件(18),并且与所述壳体(12)中形成的密封座共同起作用。
5.按照权利要求4所述的电动气动压力转换器,其特征在于,电枢(16)的所述构成密封件(18)的、并对所述工作空气间隙(20)进行密封的端面和磁极(21)的一个端面(28)位于一个平面内。
6.按照权利要求1所述的电动气动压力转换器,其特征在于,所述膨胀元件(22)相对于电枢(16)沿轴向方向可变形,并且当所述励磁线圈(13)中的线圈电流增加时该膨胀元件扩大所述工作空气间隙(20),或者在该励磁线圈(13)中的线圈电流下降时该膨胀元件减小所述工作空气间隙(20)。
7.按照权利要求1所述的电动气动压力转换器,其特征在于,膨胀元件(22)由塑料材料制成。
8.按照权利要求1所述的电动气动压力转换器,其特征在于,所述磁阀(11)具有一个磁路(31),该磁路包括的组件是:所述励磁线圈(13)、一个磁轭(17)、一个弓形件(15)、所述磁芯(19)和所述电枢(16)以及所述磁极(21),所述电枢具有集成在该电枢中的所述膨胀元件(22),其中该膨胀元件(22)与所述磁极(21)固定地相连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090204 Termination date: 20110311 |