CN102686461B - 电磁阀以及具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置 - Google Patents

电磁阀以及具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有阀体(3)的电磁阀(1)，其中在阀体(3)内设有可通过密封元件(14)关闭的阀座(12)、至少一条通入电磁阀(1)的至少部分地容纳密封元件(14)的流体腔(15)的排出通道(13)和至少部分地包围密封元件(14)的导流元件(16)，其中密封元件(14)与设置在衔铁腔(17)内的衔铁(5)有效连接，所述衔铁腔被构造在导流元件(16)的背离流体腔(15)的一侧上。在此规定，阀体(3)和导流元件(16)构成至少一条建立流体腔(15)和衔铁腔(17)之间的流体连通的连接通道(21)。此外本发明还涉及具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置。

Description

电磁阀以及具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置
技术领域
本发明涉及一种带有阀体的电磁阀，其中在阀体内设置有可通过密封元件关闭的阀座、至少一条通入电磁阀的至少部分容纳密封元件的流体腔的排出通道和至少部分包围密封元件的导流元件，其中密封元件与设置在衔铁腔内的衔铁有效连接，该衔铁腔构造在导流元件的背离流体腔的一侧。本发明还涉及一种驾驶员辅助装置。
背景技术
由现有技术已知开头部分所述类型的电磁阀。这种电磁阀，例如无流关闭的二位二通电磁阀以及无流关闭的二位二通电磁阀，可以应用在ABS、TCS或者ESP系统中使用。电磁阀具有阀座，该阀座可用密封元件关闭。为此该密封元件可至少在关闭位置和打开位置之间移动。在关闭位置将该密封元件设置为，该密封元件覆盖阀座从而关闭阀座。在打开位置密封元件例如离开阀座一段距离，使得流体能够穿过阀座流过。在关闭位置该电磁阀对于流体是不可通过的，而在打开位置流体能够流动穿过电磁阀。该密封元件至少部分设置在电磁阀的流体腔内。阀座也可以位于流体腔的壁上。此外至少一条排出通道通入到流体腔中，其中在流体腔和排出通道之间可以存在恒定的流体连接。通过流入通道可以向电磁阀输送流体，其中流体通过流入通道被输送到阀座。如果密封元件位于打开位置，则流体可以穿阀座到达流体腔内并且接着通过排出通道从流体腔被排出。
在打开位置上，密封元件通常被设置在阀座上方，使得该密封元件或与其连接的衔铁受到流动穿过阀座的流体的冲流作用。此外流入的流体的流动方向通常表现为从排出通道离开，从而使流体在能够流入排出通道之前首先在流体腔内被抑制。这里也可以发生的是，流体到达衔铁和电磁阀的壳体之间的区域内。无论是密封元件和/或衔铁受到的流入流体的冲流作用还是在衔铁和壳体之间渗入的流体都对于密封元件的可移动性有影响，因为通过该流体会在密封元件上或者在与密封元件连接的衔铁上施加附加的轴向力。这可能对电磁阀的调节质量产生负面影响。这是由于，该附加力对在弹簧元件的复位力和用于使密封元件移动的作用在衔铁上的磁力之间的力平衡以及在设计电磁阀时考虑的流体的压力产生影响。在流体腔内的排出通道的通口被设置在阀座旁边的电磁阀中则特别如此，使得流体穿过阀座的流入和经过排出通道的流出在相反的方向上实现。
原则上，当代替沿轴向作用在密封元件或者衔铁上的附加的力而仅产生旋转对称的径向力时是有利的，因为这不会对轴向的力平衡造成影响。出于这个原因，可以设有导流元件，其例如具有一个导流面，通过该导流面使流入的流体朝排出通道的方向偏转或者导向至排出通道。在此，该导流面可以至少是部分弯曲的，优选地朝排出通道的方向弯曲。在此，导流元件把衔铁腔与电磁阀的其中设有阀座的流体腔分开。在衔铁腔内设有与密封元件有效连接的衔铁。通过该有效连接密封元件可借助于衔铁移动，其中其至少设置在关闭位置和打开位置之间。
例如由DE19802464A1已知一种这样的电磁阀。它描述了一种液压的磁性操作的阀，该阀具有一个设置在电磁阀的壳体内的用于压力介质的导向体，其由一个关闭体贯穿，并且把一个与阀座压力介质导通连接的具有阀壳体的至少一个圆周侧排出孔的环形通道与包含阀的操作介质的腔室分开。在这里，该导向体应该以在端侧贴靠在阀体上的方式支撑在其上，并且具有轮廓搭接通口侧阀座的引导通道，其在排出侧通入环形通道。在已知的电磁阀中流体腔和衔铁腔之间的压力平衡或者说流体交换是通过导流元件的孔实现的，密封元件至少部分地被设置在该孔中内或者至少部分地在该孔中被导向。
发明内容
与此相对的是，具有权利要求1所述特征的电磁阀具有能够改善电磁阀的可调节性的优点。为此根据本发明规定，阀体和导流元件共同构造至少一条在流体腔和衔铁腔之间建立流体连通的连接通道。通过该连接通道流体能够在流体腔和衔铁腔之间流动，从而实现这两个腔之间的压力平衡。通过这种方式例如可以防止由于衔铁在衔铁腔内的移动而产生抵抗衔铁移动的压力。因此可以通过经由连接通道的流体连通显著改善电磁阀的可调节性。根据本发明规定，连接通道由阀体和导流元件共同构成。例如连接通道为此可以一部分由阀体的区域另一部分由导流元件的区域包围。“连接通道”这一术语特别不应理解为仅在阀体或者仅在导流元件内构造的通道。导流元件防止穿过阀座流入流体腔内的流体与设置在衔铁腔内的衔铁或者阀体直接连接并且由此可能施加不希望的力。为此目的，导流元件把衔铁腔与流体腔分开，使得流体仅在导流元件上施力。为防止导流元件由于该力而朝衔铁的方向移动，导流元件在电磁阀内不可移动，即被位置固定地保持。为此目的，该导流元件可以在流体腔内例如通过形状配合连接、传力和/或材料连接来固定。优选地，导流元件被压入阀体中，使得在导流元件和阀体之间存在传力连接方式的连接。
本发明的一种改进方案规定，连接通道位于阀体的内壁和导流元件的外壁之间。即导流元件应该设置在阀体内，使得在这两个元件之间构成连接通道。例如当阀体和导流元件的横截面均基本上是环形时，连接通道至少部分可以作为环形通道存在。为构成连接通道，阀体和/或导流元件当然至少部分区域的横截面必须与环形不同。替代地，也可以使阀体和导流元件基本上构成为环形并且通过支柱隔开，该支柱可以设置在阀体上或设置在导流元件上。
本发明的一种改进方案规定，在阀体内构造至少一条径向通道，该径向通道建立排出通道和连接通道之间的流体连通。排出通道位于阀体内，而连接通道由阀体和导流元件共同构造。为在排出通道和连接通道之间建立流通连接从而也在流体腔和衔铁腔之间建立流体连通，设有构造在阀体内的径向通道。径向通道在此处指这样的通道，其适合将流体基本上沿径向引导，其中流体的主流动方向具有至少一个径向分量。因此，径向通道也被设置用于下述目的：建立从相对于电磁阀的纵向轴线更加靠内的排出通道到相对于电磁阀的纵向轴线更加靠外的连接通道的流体连通。径向通道例如作为阀体的凹槽或者说凹部存在。
本发明的一种改进方案规定，导流元件贴靠在流体腔的底部上，并且径向通道穿过(durchgreifen)导流元件的支承面。如果导流元件连续地被布置在流体腔的底部板上或者被设置为贴靠在其上，则在流体腔和在设置在导流元件径向外侧的区域之间不存在任何流体连通。为此设有径向通道。该径向通道穿过在流体腔的底部上的导流元件的支承面，从而建立流体腔或者排出通道和在设置在导流元件的径向外侧的区域、特别是连接通道之间的流体连通。因此导流元件的支承面不是连续的，而被径向通道穿过。
本发明的一种改进方案规定，阀体在它的内壁中和/或导流元件在它的外壁中具有共同构成连接通道的凹部。该凹部被设置用于使得阀体和导流元件相互间隔开，以便流体能够在它们之间穿流过并且因此构成连接通道。在这里，该凹部原则上可以在电磁阀的周向上具有任意的深度(Erstreckung)。有利的是，设置多个凹部，它们在圆周上均匀分布。优选地构造偶数个凹部，此时每两个凹部在径向上相互对置。该凹部穿过内壁或者外壁，从而存在边缘敞开的凹槽。此外通过该凹部还得到了内壁或者外壁的连续的轮廓，该轮廓仅部分地不同于确定的外形，例如圆形。通过这种方式能够建立内壁和外壁之间的连接通道。
本发明的一种改进方案规定，连接通道和/或径向通道的横截面至少部分是圆形的，特别是环形的。这特别是当阀体的内部空间即流体腔和导流元件同样基本上是圆形的或者环形的情况下适用。在这种情况下连接通道至少部分地能够作为环形通道存在，其中，该环形通道在外侧由阀体的内壁限定，在内侧由导流元件的外壁限定。径向通道也可以至少部分被构造为圆形的。例如径向通道仅作为沿轴向在阀体上钻的孔存在。通过这种方式能够简单地制造径向通道。这里将孔的直径选择为，使得在排出通道和连接通道之间建立流体连通。
本发明的一种改进方案规定，导流元件由金属或者塑料制成。原则上导流元件可以由任意的材料制成。然而金属或者塑料是有利的。通过这种方式能够制造具有非常高的疲劳强度的电磁阀。
本发明的一种改进方案规定，导流元件能够被构造为冲压弯曲件或者注塑件。特别地，当导流元件由金属制造时，被构造为冲压弯曲件是有利的。相对的，用塑料制造的导流元件可特别简单地作为注塑件实现。
本发明的一种改进方案规定，提供用于将导流元件在流体腔内在周向上对准的对准装置。在连接通道通过构造在导流元件的外壁中的凹部构成时，该对准装置是特别需要的。在这种情况下需要把连接通道相对于在阀体内构造的径向通道对准，以建立排出通道和连接通道之间的流体连通。由此，须把导流元件在流体腔内关于周向对准。为此目的，提供该对准装置。该对准装置例如可以由凸起部组成，其被构造在阀体上或者导流元件上，并且与相应的另一个元件的凹部共同作用，以实现导流元件的对准。
本发明还涉及一种驾驶辅助装置，特别是ABS、TCS或者ESP装置，该装置具有至少一个具有阀体的特别地根据上述实施方式的电磁阀，其中在阀体内设有可用密封元件关闭的阀座、至少一个通入电磁阀的至少部分地容纳密封元件的流体腔的排出通道和至少部分地包围密封元件的导流元件，其中密封元件与设置在衔铁腔内的衔铁有效连接，所述衔铁腔构造在导流元件的背离流体腔的一侧。在这里设置为，阀体和导流元件共同构成至少一条建立流体腔和衔铁腔之间的流体连通的连接通道。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细说明本发明，而不对本发明进行限制。附图中：
图1示出了穿过电磁阀的第一实施方式的一个区域的横剖面，
图2示出了由图1已知的电磁阀的一个替代的视图，
图3示出了由图1已知的电磁阀的阀体，
图4示出了由图1已知的电磁阀的导流元件，
图5示出了穿过电磁阀的第二实施方式的一个区域的横剖面，
图6示出了由图5已知的电磁阀的一个替代的视图，
图7示出了由图5已知的电磁阀的阀体，以及
图8示出了由图5已知的电磁阀的导流元件。
具体实施方式
图1示出了电磁阀1的一个区域的横剖面，该电磁阀被设置在一个在这里仅示意性表示的外部装置2内。电磁阀1具有阀体3和壳体4，其中在壳体4内沿轴向可动地支撑着衔铁5。在阀体3内构造一个上升通道6，其与至少一个流入通道7流动连通。通过该流入通道7可以给电磁阀1输送流体。这里上升通道6沿(相对于电磁阀1的纵向轴线8的)轴向构造。与此相对的，流入通道7沿径向从上升通道6开始通到阀体3或者电磁阀1的周面9内。
为了构造上升通道6，从电磁阀1或者阀体3的端面10开始首先在阀体3中沿轴向钻一个孔。随后在流入通道7的通入上升通道6的入口之下借助于封闭元件11封闭该孔，从而使通过流入通道7到达上升通道6的流体朝阀座12的方向流动。这里阀座12被构造在阀体3内。此外阀体3具有至少一个排出通道13。在本实施方式中不但设有四个流入通道7还设有四个排出通道13，其中仅示出了一个流入通道7和两个排出通道13。
借助衔铁5密封元件14可沿电磁阀1的轴向移动。在这里密封元件14在关闭位置(如图1所示)与阀座12共同作用，从而中断流入通道7和排出通道13之间的流体连通。如果密封元件14借助衔铁5沿轴向移动，则现在它被设置在阀座12的上方，使得流体能够通过阀座12流过，由此建立流入通道7和排出通道13之间的流体连通。在此处，密封元件14至少部分地设置在流体腔15中。流体腔15由阀体3和导流元件16构成，其中导流元件16被设置在阀体3内，使得既存在流体腔15也存在衔铁腔17。无论是密封元件14还是衔铁5都至少部分地设置在衔铁腔17中。在此，衔铁腔17位于导流元件16的背离流体腔15的一侧上。
导流元件16具有一个中心孔18，该中心孔被密封元件14穿过。导流元件16被设置用于通过使经由阀座12流入流体腔15的流体在流体腔15中优选地朝排出通道13的通口19转向，从而改善流体在流体腔15中的流动。在密封元件14从关闭位置移开时出现的流动用箭头20表示。然而导流元件16还特别地被设置用于防止经阀座12流入的流体在衔铁5或者密封元件14上施加不希望的力。为此目的，它能够防止流入流体腔15的流体与设置在衔铁腔17内的衔铁5或者密封元件14的区域直接接触。
在于图1中示出的电磁阀1的实施方式中，导流元件16沿周向完全包围密封元件14。然而这意味着，首先，仅通过孔18形成流体腔15和衔铁腔17之间的流体连通。因此在衔铁5或者密封元件14沿轴向移位时导致在流体腔15和衔铁腔17内出现不同的压力，或者在衔铁腔17内产生抵抗衔铁5的移动的压力。由此，应该提供至少一条改善流体腔15和衔铁腔17之间的流体连通的连接通道21，从而防止在衔铁腔17内形成上面所述的压力。通过这种方式能够显著改善电磁阀1的可调节性。
连接通道21应该由阀体3和导流元件16共同构成。为此目的，如图1所示，它位于阀体3的内壁22和导流元件16的外壁23之间。由此产生的流体连通与流体的可能的流动方向一起通过双箭头24表示。在本实施方式中设有四个连接通道21，它们均匀地分布在阀体3的圆周上，然而其中仅示出了两个连接通道21。给每一个连接通道21分配一个构造在阀体3内的径向通道25。通过这些通道在排出通道13和各连接通道21之间建立起流体连通。
在径向通道25内出现的流动与可能的流动方向一起通过双箭头26表示。通常规定，导流元件16贴靠在阀体3的底部27上。因此为了构成径向通道25设置成，穿过导流元件16的在底部27上的支承面28。为形成连接通道21，在图1中示出的电磁阀1的实施方式中在阀体3的内壁22中形成凹部29。在凹部29的区域内导流元件16的外壁23与阀体3的内壁22相间隔，从而在该位置形成连接通道21。在其他区域内壁22和外壁23彼此贴靠，以通过这种方式实现导流元件16在阀体3内传力连接地保持。
图2示出了由图1已知的电磁阀1的一个替代的视图。这里仅示出了阀体3以及导流元件16。阀体3以及导流元件16根据上述实施方式构造，从而就这点而言是可参照这种实施方式。在图2中可明显看出，在内壁22和外壁23之间的连接通道21由阀体3和导流元件16共同构成，为此在阀体3内设有凹部29。
图3和4示出了阀体3和导流元件16的立体图。这里也是参照上述实施方式。根据图4可以清楚看出，导流元件16具有连续的环形的外圆周，而凹部29-如从图3可见-被构造在阀体3内。
图5示出了穿过电磁阀1的第二实施方式的一个区域的横剖面。该实施方式基本上相应于已经根据图1说明的实施方式。就这方面而言，参照了前面所述的实施方式。图5中所示出的实施方式与上述的区别仅在于，现在凹部29不是构造在阀体3内而是构造在导流元件16或者更确切的说在其外壁23内。因此导流元件16的外壁23不同于环形的轮廓。与此相反，阀体3的内壁22至少在与外壁23共同作用的区域内连续地延伸并且不同于圆形。因此这里也通过内壁22和外壁23的共同作用构成连接通道21，然而其中在阀体3内实现了为此所需要的凹部29。
为了将连接通道21和径向通道25对准，设置一个在此未图示的对准装置是有利的。这例如可以由一个构造在导流元件16上的凸起部和一个容纳该凸起部的配合元件(Gegenelement)组成。该配合元件被设置在这里在阀体3上。当然也可以正好相反地在阀体3上设置凸起部，在导流元件16上设置配合元件。
后面的图6、7和8示出了电磁阀1的根据图5说明的实施方式的构造。因此也参照上述实施方式。

Claims (11)

1.一种具有阀体(3)的电磁阀(1)，其中在所述阀体(3)中设有能用密封元件(14)关闭的阀座(12)、至少一条通入电磁阀(1)的至少部分地容纳所述密封元件(14)的流体腔(15)的排出通道(13)和至少部分地包围所述密封元件(14)的导流元件(16)，其中所述密封元件(14)与设置在衔铁腔(17)中的衔铁(5)有效连接，所述衔铁腔被构造在所述导流元件(16)的背离所述流体腔(15)的一侧，其中，所述阀体(3)和导流元件(16)构成至少一条建立所述流体腔(15)和所述衔铁腔(17)之间的流体连通的连接通道(21)；
其特征在于，在所述阀体(3)内构造至少一个径向通道(25)，所述径向通道建立所述排出通道(13)和所述连接通道(21)之间的流体连通；以及
其中，至少一条所述排出通道(13)形成在所述阀体(3)的底部(27)上，其中，所述排出通道(13)相对于所述电磁阀(1)的纵向轴线比所述连接通道(21)更加靠内。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述连接通道(21)位于在所述阀体(3)的内壁(22)和所述导流元件(16)的外壁(23)之间。
3.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述导流元件(16)贴靠在所述阀体(3)的底部(27)上，并且所述径向通道(25)穿过所述导流元件(16)的支承面(28)。
4.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述阀体(3)在其内壁(22)中和/或所述导流元件(16)在其外壁(23)中具有共同构成连接通道(21)的凹部(29)。
5.根据权利要求1至4之一所述的电磁阀，其特征在于，所述连接通道(21)和/或所述径向通道(25)的横截面至少部分是圆形的。
6.根据权利要求1至4之一所述的电磁阀，其特征在于，所述连接通道(21)和/或所述径向通道(25)的横截面是环形的。
7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述导流元件(16)由金属或者由塑料制成。
8.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述导流元件(16)被构造为冲压弯曲件或者注塑件。
9.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，设有用于将所述导流元件(16)在所述阀体(3)中在周向上对准的对准装置。
10.一种驾驶员辅助装置，具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的具有阀体(3)的电磁阀(1)，其中在所述阀体(3)内设有能用密封元件(14)关闭的阀座(12)、至少一条通入电磁阀(1)的至少部分地容纳密封元件(14)的流体腔(15)的排出通道(13)和至少部分地包围密封元件(14)的导流元件(16)，其中所述密封元件(14)与被设置在衔铁腔(17)中的衔铁(5)有效连接，所述衔铁腔构造在导流元件(16)的背离流体腔(15)的一侧，其中，所述阀体(3)和导流元件(16)共同构成至少一条建立所述流体腔(15)和所述衔铁腔(17)之间的流体连通的连接通道(21)；其特征在于，在所述阀体(3)内构造至少一个径向通道(25)，所述径向通道建立所述排出通道(13)和所述连接通道(21)之间的流体连通；其中，至少一条所述排出通道(13)形成在所述阀体(3)的底部上，其中，所述排出通道(13)相对于所述电磁阀(1)的纵向轴线比所述连接通道(21)更加靠内。
11.根据权利要求10所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述驾驶员辅助装置是ABS、TCS或者ESP装置。
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