CN101848829B - 用于电磁阀的阀芯和相应的电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电磁阀的阀芯以及一种相应的电磁阀。所述阀芯包括外壳(17.1)、在外壳(17.1)内可动地被导向的衔铁(14)、插入外壳(17.1)中的阀嵌件(18)以及具有主阀座(13.1)的阀体(13)，其中，产生的磁力使衔铁(14)运动，而衔铁(14)使由阀嵌件(18)导向的挺杆(12)运动，该挺杆(16)具有带有密封元件(12.2)的关闭元件(12.1)；为了实现密封功能，该密封元件(12.2)密封地沉入主阀座(13.1)中。根据本发明，阀嵌件(18)通过至少两个凸条径向支承在外壳(17.1)上，其中，挺杆(12)通过至少两个相应的纵向板条(23)在阀嵌件(18)和外壳(17.1)之间被导向；阀嵌件(18)的至少两个凸条(21)的尺寸与挺杆(12)的至少两个相应的纵向板条(23)的尺寸彼此匹配。

Description

用于电磁阀的阀芯和相应的电磁阀
技术领域
本发明涉及一种如独立权利要求1前序部分所述类型的用于电磁阀的阀芯和相应的电磁阀。
背景技术
在图1中示出了一种常规电磁阀，特别是用于液压装置的电磁阀，该液压装置例如用在防抱死系统(ABS系统)或驱动防滑控制系统(ASR-系统)或电子稳定程序系统(ESP-系统)中。如从图1可见，例如作为失电打开型调节阀构成的常规电磁阀1包括用于产生磁通的电磁组件5和阀芯7，电磁组件5包括壳体套5.1、绕组支架5.2、线圈绕组5.3和防护盖5.4，阀芯7包括外壳7.1、与外壳7.1通过密封焊接部连接的阀嵌件8，带有挺杆2的衔铁4以及复位弹簧6，其中，挺杆2具有关闭元件2.1和密封元件2.2。电磁组件5通过经电接头5.5给线圈绕5.3通电产生磁力，该磁力使可纵向运动的带有挺杆2的衔铁4克服复位弹簧6的力朝着阀嵌件8运动。阀嵌件8引导从电磁组件5经由防护盖5.4引入的磁通朝着衔铁4的方向沿轴向通过气隙。此外，阀嵌件8容纳所谓的阀体3，该阀体包括主阀座3.1，由密封帽形式构成的密封元件2.2密封地沉入该主阀座3.1中，以实现电磁阀1的密封功能。如从图1还可见，旋转对称的阀嵌件8从外面对具有密封元件2.2的挺杆2进行导向。这意味着，具有密封元件2.2的挺杆2在阀嵌件8内的内孔中被导向。阀嵌件8与衔铁4一起也构成了由电磁组件5产生的磁路的一部分。通常为非磁性的外壳7.1在磁路中形成了附加气隙。在外壳7.1中被导向的衔铁4在具有小的外径的相对较小的表面上压到挺杆2上，挺杆通过其由密封帽形式构成的密封元件2.2密封在阀体3的由锥形座构成的主阀座3.1中或者打开一个规定的缝隙以调节压力。阀嵌件8对外液压密封且通过其填密结构液压密封地填密在流体块40中。压力弹簧6在电磁阀的失电状态下使挺杆2保持在打开位置。
发明内容
与此相比，具有独立权利要求1的特征的根据本发明的用于电磁阀的阀芯具有以下优点：阀嵌件通过至少两个凸条径向支承在外壳上，其中，挺杆通过至少两个相应的纵向板条在阀嵌件和外壳之间被导向。阀嵌件的至少两个凸条的尺寸与挺杆的至少两个相应纵向板条的尺寸彼此匹配，使得挺杆的纵向板条在阀嵌件的凸条之间的空出区段中被导向，并且使得阀嵌件的凸条在挺杆纵向板条之间的空出区段中被导向。因此，与现有技术不同，挺杆设置在阀嵌件外，或者说阀嵌件被向内转移。此外，挺杆具有带有密封元件的关闭元件且在外壳内可运动地被导向的衔铁使挺杆运动，其中，为了实现密封功能，密封元件密封地沉入到阀体的主阀座中。在由凸条构成的阀嵌件支承部位上非常好地耦合由电磁组件产生的磁通。挺杆通过关闭元件的密封元件密封在阀体的主阀座中，其中，挺杆的纵向板条在阀嵌件的空出区段中被导向直到衔铁的极面。
通过本发明的阀芯，使得存在的磁力对于挺杆运动更加有效且可提供相应电磁阀的内力平衡。此外，在不改变阀芯外部尺寸或者具有相似的阀芯外部尺寸的情况下，通过减小自由度，改善了挺杆和衔铁的导向性。此外，可以有利地简化阀嵌件和挺杆的零件几何结构，从而可以采用替代的制造方法，这些方法可以得到成本更低和/或更加精密的零件。这样，例如，由于挺杆直径的增大，可以通过金属拉深工艺来制造挺杆，以改善挺杆特别是在密封元件区域中的精密度。
本发明的阀芯有利地加大了可提供较大磁力的位于阀嵌件和衔铁之间的极面。这有利地通过在利用有利的磁力工作点时的更多自由空间，实现了相应的电磁阀关于压力可调节性的更加有利的设计。
作为其它的优点，挺杆在衔铁极面上的支承直径变大，这使得衔铁与挺杆之间的连接更稳定且提高了调节精度，因为由于相对较小的径向移动而减小了挺杆的倾斜趋势。
作为其它优点，通过在阀嵌件的空出区段中对挺杆板条进行轴向导向，限制了挺杆的自由度。由此，有利地限制了挺杆的转动并提高了压力调节精度。
通过从属权利要求给出的技术方案和改进方案可以有利地改进由独立权利要求1限定的电磁阀。
特别有利的是，阀嵌件具有至少三个凸条，而挺杆具有至少三个相应的纵向板条，其中各个凸条之间或各个纵向板条之间的角度不相等。如果在至少三个凸条之间的角度不是相等的，而是被设计成不同的且只能在一个角度位置上配合，并且与阀体的角度编码相结合，则可以迫使阀零件只能在一个规定的相对角度位置上进行安装。这有利于实现阀样件之间的尽可能小的功能偏差，从而可以减小批次差异。
在本发明阀芯的一种设计方案中，挺杆的纵向板条例如通过平面抵靠在衔铁的极面上。作为替代方案，挺杆的纵向板条嵌入衔铁极面的相应凹部中，从而挺杆区段与在衔铁极面中的相应凹部可以有利地进行角度匹配。
在本发明阀芯的一种改进方案中，挺杆具有在其上形成的用于复位弹簧的环形支座，该复位弹簧支承在阀体的端面上。
挺杆的纵向板条与阀嵌件的外部轮廓相匹配地在总体上呈现弓形或波浪形或三角形。但挺杆形状不限于这些形状，而是可以呈现任意形状。通过挺杆形状，例如可以改善阀嵌件上侧和下侧之间的体积补偿，或可以适当地影响和优化外壳和阀嵌件之间的挺杆导向。
在本发明阀芯的另一种设计方案中，外壳通过阀套在填密部位上与流体块填密，以及具有主阀座的阀体嵌入外壳中。由此，外壳在阀芯填密在流体块之后也承担密封作用。由于外壳也承担了阀芯对外的密封作用，所以有利地简化了阀的组装。与现有技术相比，不再需要外壳与阀芯之间的密封焊接部。因此省去了为此所需的昂贵焊接设备和相应的工艺步骤。填密力由阀套承受。此外，阀体可以与流体块流体密封地压紧。
附图说明
在附图中示出了下面要描述的本发明的优选实施方式以及为了更好的理解而在上面说明的惯用实施例。在附图中，相同的附图标记表示具有执行相同或类似功能的部件或元件。
图1示出了一种常规电磁阀的示意性剖视图；
图2示出了根据本发明的电磁阀阀芯的一个实施例的示意性剖视图；
图3示出了沿图2中的线III-III的示意性剖视图；
图4a示出了用于如图2和3的阀芯的挺杆的立体图；
图4b示出了用于如图2和3的阀芯的阀嵌件的立体图；
图5a和5b分别示出了沿图2中的线V-V的阀芯的示意性剖视图；
图6a和6b分别示出了沿图2中的线VI-VI的挺杆的示意性剖视图；
图7示出了本发明的电磁阀阀芯的另一个实施例的示意性剖视图。
具体实施方式
如从图2可见，本发明的用于电磁阀的阀芯17包括外壳17.1、在外壳17.1内可动地被导向的衔铁14、插入外壳17.1中的阀嵌件18以及具有主阀座13.1的阀体13。衔铁14由磁力使之运动，该磁力由未示出的电磁组件产生，该电磁组件例如相当于图1所示的惯用电磁组件5。衔铁14使由阀嵌件18导向的且具有带有密封元件12.2的关闭元件12.1的挺杆12朝着阀体13的方向运动，以使密封元件12.2密封地沉入主阀座13.1。如还从图2可见，本发明阀芯17的与图1的惯用阀芯7相比加长的外壳17.1通过阀套18.1在填密部位上与流体块40填密，以及具有主阀座13.1的阀体13嵌入外壳17.1中并与流体块40在区域25中流体密封地压紧。流体经过阀体13中的相应通孔13.2流入，以及流体经过外壳17.1中的径向孔26流出阀嵌体17。
如从图2-4b还可见，在所示实施例中，阀嵌件18通过三个凸条21径向支承在外壳17.1上，挺杆12通过三个相应的纵向板条23在阀嵌件18和外壳17.1之间被径向导向。阀嵌件18的凸条21的尺寸与挺杆12的相应纵向板条23的尺寸彼此匹配。
本发明的要点在于，将挺杆12设置成位于阀嵌件18外部或者说将阀嵌件18向内转移。在此，阀嵌件18只在凸条21处径向支承在外壳17.1上，以便能够在这些位置上非常好地耦合由未示出电磁组件产生的磁通。与图1的惯用阀芯7类似，挺杆12密封在阀体13的主阀座13.1中且在由阀嵌件18空出的区段22中通过纵向板条23被导向直到衔铁14的极面14.1。如图3和4a所示，挺杆12不是呈完整的圆形，而是具有纵向板条23和用于阀嵌件18的凸条21的空出区段24。特别是由图3的剖视图可以看出挺杆12与阀嵌件18的相嵌情况。
与图1的惯用阀芯7相比较，本发明的阀芯加大了能够提供较大磁力的位于阀嵌件和衔铁之间的有效极面。这通过在利用有利的磁力工作点时的更多自由空间，实现了阀芯17或相应电磁阀关于压力可调节性的更加有利的设计。此外，可以简化阀嵌件18和挺杆12的零件几何结构。这样，由于挺杆12的直径增大，挺杆例如更适合于金属拉深工艺，由此可以提高挺杆12特别是在由密封帽形式构成的密封元件12.2处的精密度。此外，挺杆12在衔铁极面14.1上的支承直径更大。这使得衔铁14与挺杆12之间的连接更稳定且由于较小的相对径向移动减小了挺杆12的倾斜趋势。由此，总的来说提高了本发明阀芯17的调节精度。
通过在阀嵌件18的空出区段22中对挺杆12的纵向板条23进行轴向导向或者在挺杆12的空出区段24中对阀嵌件18的凸条21进行轴向导向，限制了挺杆的自由度，避免了挺杆12可能的转动，以及提高了压力调节精度。各个板条23之间或各个区段24之间的角度可以被设计成相等，对于具有三个板条23或区段24的情况，例如为120度。作为替代方案，各个板条23之间或各个区段24之间的角度也可以被设计成不相等，对于具有三个板条23或区段24的情况，例如为118度、120度和122度。挺杆12的纵向板条23与阀嵌件18的凸条21的布置彼此这样匹配，使得它们只在一个角度位置上彼此配合。这可以与阀体13的角度编码相结合。由此，可以迫使阀零件只能在一个规定的相对角度位置上进行安装。这有利于实现阀样件之间的尽可能小的功能偏差，即小的批次差异。
如从图5a和5b的剖视图中可见，根据图5a所示的实施方式，挺杆12的纵向板条23通过平面抵靠在衔铁14的极面14.1上。作为按照图5a挺杆板条23通过平面抵靠在衔铁14的极面14.1上的实施方式的替代方案是，挺杆板条23也可以与衔铁14极面14.1中的相应凹部14.2进行角度匹配。如从图5b可知，挺杆12的纵向板条23嵌入极面14.1的相应凹部14.2中。
如从图6a和6b的剖视图可见，由板条23和空出区段24形成的挺杆形状与阀嵌件18的外部轮廓相匹配地不限于圆形，而是可以呈现任意形状。如图6a的横截面示出了板条23’的波浪形，而作为替代方案，如图6b的横截面示出了板条23”的三角形。由此，例如可以改善阀嵌件18上侧和下侧的体积补偿，或者可以适当地影响外壳17.1和阀嵌件18之间的挺杆导向情况。
如图7所示，本发明阀芯17的一种实施方式可以具有复位弹簧36，该复位弹簧支承在由在挺杆12上形成的环形支座35构成的弹簧支座上以及支承在阀体13的端面上。在所示实施例中，复位弹簧36保持主阀座在失电状态下打开。
本发明的阀芯17的原理可以用在失电打开或关闭的电磁阀中。
本发明的阀芯使存在的磁力对于挺杆运动更加有效且能够提供电磁阀的内力平衡。此外，在不改变阀芯尺寸或具有相似阀芯尺寸的情况下，通过减小自由度，改善了挺杆和衔铁的导向性。通过改变的零件几何结构，可以采用改变的加工方法，这些方法有利地产生成本更降和/或更加精密的零件。

Claims (10)

1.用于电磁阀的阀芯，其包括外壳(17.1)、在外壳(17.1)内可动地被导向的衔铁、插入外壳(17.1)中的阀嵌件(18)以及具有主阀座(13.1)的阀体(13)，其中，产生的磁力使衔铁(14)运动，而衔铁(14)使由阀嵌件(18)导向的挺杆(12)运动，该挺杆(12)具有带有密封元件(12.2)的关闭元件(12.1)；为了实现密封功能，密封元件(12.2)密封地沉入主阀座(13.1)中，其特征在于：阀嵌件(18)能够通过至少两个凸条(21)径向支承在外壳(17.1)上，其中，挺杆(12)通过至少两个相应的纵向板条(23)在阀嵌件(18)和外壳(17.1)之间被导向；阀嵌件(18)的至少两个凸条(21)的尺寸与挺杆(12)的至少两个相应的纵向板条(23)的尺寸彼此匹配。
2.如权利要求1所述的阀芯，其特征在于：阀嵌件(18)具有至少三个凸条(21)，而挺杆(12)具有至少三个相应的纵向板条(23)，其中，各个凸条(21)之间或各个纵向板条(23)之间的角度不相等。
3.如权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于：挺杆(12)通过阀嵌件(18)的设置在凸条(21)之间的空出区段(22)中的纵向板条(23)被轴向导向。
4.如权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于：挺杆(12)的纵向板条(23)通过平面抵靠在衔铁(14)的极面(14.1)上。
5.如权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于：挺杆(12)的纵向板条(23)嵌入衔铁(14)的极面(14.1)的相应凹部(14.2)。
6.如权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于：挺杆(12)具有在其上形成的用于复位弹簧(36)的环形支座(35)，该复位弹簧支承在阀体(13)的端面上。
7.如权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于：挺杆(12)的纵向板条(23，23’，23”)与阀嵌件(18)的外轮廓相匹配地在总体上呈现弓形或波浪形或三角形。
8.如权利要求1或2所述的阀芯，其特征在于：外壳(17.1)通过阀套(18.1)在填密部位上与流体块(40)填密，具有主阀座(13.1)的阀体(13)嵌入外壳(17.1)中。
9.如权利要求8所述的阀芯，其特征在于：阀体(13)与流体块(40)流体密封地压紧。
10.电磁阀，其特征在于：具有根据权利要求1-9之一所述的阀芯(17)。
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