CN102686924B - 具有弹簧塞的螺线管 - Google Patents

Abstract

提供了一种螺线管阀，该螺线管阀包括一个阀门构件、用于移动该阀门构件的一个电枢、以及用于使该电枢运动的一个电磁线圈。提供了用于与该电枢相接合的一个螺旋弹簧，该螺旋弹簧具有至少一个总体上为圆柱形的第一末端和一个与该电枢相接触的第二末端。提供了一个塞，该塞沿着该弹簧的一个可调节长度与该弹簧的第一末端以螺纹方式接合。

Description

具有弹簧塞的螺线管

技术领域

本发明涉及螺线管阀，尤其涉及比例螺线管阀及其调节方法。

背景技术

当使用比例液压螺线管阀时，尤其是在控制自动变速器的环境中使用它们时，所希望的是在位置上偏置一个控制阀的电枢的压缩弹簧的弹簧刚度与螺线管磁力的“弹簧刚度”相匹配，这样使得两种弹簧刚度的组合互相抵消，从而导致贯穿螺线管阀的冲程范围的一种均匀的净力。这些弹簧刚度的抵消提供了一种液压螺线管阀设计，该设计独立于供给压力和温度而调节控制压力。由于弹簧和螺线管磁性元件的制造公差，在大多数应用中都不能自由地使用以上所述的螺线管阀。对于实现这种所希望的性能而言，这些弹簧刚度的匹配不是足够精确的。令人希望的是提供一种装置和方法从而提供一种校准压缩弹簧刚度的能力。

在本发明之前，通常一个压缩弹簧的载荷是通过将一个调节部件压入或拧入另一个螺线管部件中以便在一个特定的高度处在螺线管的电枢上达到一个载荷来进行校准的。然而，调节了该弹簧的这些调节部件没有提供任何手段来调节压缩弹簧的刚度。令人希望的是提供一种装置和方法，该装置和方法就其使用而言可以调节使用在比例液压控制阀中的压缩弹簧的弹簧刚度。

发明内容

为了实现以上提到的以及其他的希望，在此给出了本发明的披露。在本发明的一个优选实施方案中，提供了一个可调节的塞。该塞具有一个螺旋形槽或螺纹。该槽被设计成具有一个节距，该节距紧密地配合压缩弹簧的节距。该压缩弹簧具有向左开放的（而非“关闭的”）至少一个末端，这样使其可拧到该调节塞的螺旋线上。通过将更多的线圈扭转在螺旋线上，减少了活动线圈的数量，并且因此降低了调节的弹簧的弹簧刚度。由调节塞和压缩弹簧构成的这种调节子组件可以被测量和调节，从而在并入螺线管组件之前使得弹簧刚度被精确地设定。一旦将以上说明的子组件添加到该螺线管组件上，该塞就可以被压入螺线管部件中（在多数情况下为极靴），直到实现所希望的载荷和相关性能（在多数情况下为“零放大压力”（“zero amp pressure”））。

本发明的可应用性的其他领域将从以下提供的详细说明中变得更清楚。应该理解，详细的说明和特定的实例（虽然表明了本发明的优选实施方案）是旨在仅用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。

从详细的说明和这些附图中本发明将得到更完全地理解。

附图说明

图1为本发明的优选实施方案的螺线管阀的剖视图。

具体实施方式

以下的优选实施方案的说明在本质上仅是示例性的而绝非旨在限制本发明、其应用、或其用途。

参照图1，示出了本发明的控制阀7的一种常高形式。控制阀门7具有一个螺线管部分10。控制阀门7还具有一个液压部分12。液压部分12具有一个阀门套管14。阀门套管14可以是由多种适合的金属或聚合物材料制成的，但是在多数情况下，它典型地优选是由一种压铸并机加工的铝制成的。阀门套管14具有一个中心滑柱孔16。滑柱孔16具有一条中心轴线18，这条中心轴线与一个杆孔20的轴线是共终端的。阀门杆14具有截断了滑柱孔16的一系列径向通道。通道22与围绕阀门套管14的阀壳体（未示出）中的一个控制压力通道相连接。控制压力（Pc）典型地是在自动变速器中的一个离合器（未示出）的控制压力。径向入口通道24通过一个壳体通道（未示出）将滑柱孔14与一个通常由液压泵（未示出）提供的压力供应源相连接。通道26和22与径向通道24并置。径向通道26通过一个壳体通道（未示出）连接控制压力。径向通道26典型地用作控制压力的一个入口。径向通道22典型地用作控制压力的一个出口。径向出口通道28通过一个壳体通道9（未示出）而典型地用于将液压排气装置或槽13与滑柱孔16连接。在这些控制和排出压力通道22和28附近，孔16具有两个环形的扩大部分30和32。

阀门套管14在其最末端具有一个轴向开口，在这个轴向开口中插入有装配到一个环形的扩大部分36中的一个帽件34。环形的扩大部分36与一个环形的扩大部分38相连接。环形的扩大部分36，38沿着帽件34形成一个下反馈室40。环形的扩大部分38与一个径向孔口42径向地相交。孔口42的面积与反馈室40的体积之比是足够小的，这样使得反馈室40为阀门滑柱60的移动提供一种阻尼功能。

朝向滑柱孔16的上端，该阀门套管具有一个环形的扩大部分44。环形的扩大部分44形成一个上反馈室。上反馈室46具有一个径向孔口48。孔口48典型地大于孔口42。径向孔口48与一个纵向槽缝50是流体连接的，该纵向槽缝沿着阀门套管14的一个外径向表面延伸。纵向槽缝50沿着其外径向边缘52接触壳体15。纵向槽缝50将下反馈室40与上反馈室46流体地相连接。纵向槽缝50还通过一个径向孔口54而与阀门滑柱孔16流体地相连接。

阀门构件或阀门滑柱60可滑动地安装在阀门滑柱孔16内。阀门滑柱60具有一个下台面62、一个中间台面64以及一个上台面66。将台面62与64分离的是一个直径减小的部分或柄68。将台面66与64分离的是一个柄70，这个柄另外地暴露给径向孔口54。在滑柱60顶端处的是一个杆72。滑柱60还具有一系列的平衡用环形凹槽73。在所示构形中的滑柱60具有一种用于从供应压力到控制压力的计量流出式构形、以及一种用于从控制压力到排放出口的计量流出式构形。阀门滑柱60从图1所示位置向下的移动导致邻近滑柱柄68的流体从该供应压力计量流出到该控制压力并且之后离开控制压力出口通道22。阀门套管14的一个顶端部分伸展出来进入一个环形轭76中。环形轭76与一个径向侧孔78相交。螺线管部分10具有一个包套或壳体80。壳体80具有一个中央顶端开孔82。壳体80被卷折（crimped）到该阀门套管的轭76上并且还具有一个侧开口84以便允许在一个电连接器86之内的一种连接。一个环形缠线管88被定位在壳体80之内。缠线管88支撑了一个线圈束90。在缠线管88内侧是一个通量管92。通量管92沿着其上部分具有一个在其外径向表面上的纵向环形凹槽94。在凹槽94上通过一种过盈配合支撑了一个对准管96。对准管96典型地是由一种非磁性材料（例如黄铜或者不锈钢）制成的。该对准管定位了一个过盈配合的极靴98。极靴98具有一个环形凹槽用来接受对准管96。极靴98具有一个中心孔100，该中心孔的最末端由一个塞102封闭。

塞102作为一个用于偏置弹簧104的保持器来起作用。

偏置弹簧104在位置上将一个电枢120偏置抵靠阀杆72上。一个铁磁性通量垫圈106被定位在通量管92之下。当一个壳体外围部分108被卷折向该阀门套管的轭76时，轭76与通量垫圈106、通量管92、对准管96、极靴98、以及该壳体的顶盖部分112一起处于压缩状态。当线圈90被激励时，磁通回路包括极靴98、通量管92、以及通量垫圈106和壳体80。

对准管96精确地将通量管92定位到极靴98上。一个电枢120可滑动地安装在磁通管92之内。电枢120在外侧直径上镀有或者涂有厚度大致为50微米的一种硬的、低摩擦的、非磁性或者半磁性材料，例如镍磷合金或者铬。这种镀层或者涂层随后用于双重目的，即提供一个硬的、低摩擦的支承表面并且保持一个非磁性（或者半磁性）的“气隙”。该被镀的或者涂覆的电枢在外侧直径上直接在通量管92的内侧直径上滑动。在电枢120外侧直径与磁通管92内侧直径之间的间隙被最小化，以便因此使这些管部件的相对偏心度最小化。通过使该相对偏心度最小化，磁性滑动负荷也被最小化，这进而使得摩擦以及磁滞最小化。同时返回磁隙也被保持为一个非常小的距离（等于层厚度；大致50微米），这样使得螺线管的效率最大化。一个非磁性垫圈105防止了电枢120与极靴98的“锁定”。

一个膜片130被定位在阀门套管14的轭76与螺线管部分10之间，以便防止被污染的油（典型地在自动变速器流体中存在）转移到螺旋管部分10中。典型地，会将膜片130成形，从而使得螺线管阀7的螺线管部分内的体积排量（volume displacement）最小化，而无须考虑阀门滑柱60的位置。

如先前所述，螺线管阀7被偏置为常高状态。因此，在多数情况下，弹簧104将电枢120定位以便将阀门滑柱60定位，这样使得围绕阀门滑柱的环形凹槽68的油从供应入口通道24到控制压力出口22正在被计量流出。在正常位置中，从孔口54出来的流体行进通过槽缝50并且之后通过孔口42以便对反馈室40加压。反馈室40作用在该阀门滑柱的、沿着表面132（由于杆20的直径，该表面大于在上反馈室46之内受作用的表面）的整个横截面的表面积上。因此，存在作用在滑柱60上的向上的偏置力，该力使滑柱60保持与电枢120处于接触。在一个实施方案（未示出）中，该偏置力可以被一个定位在室40之内的、顶推在阀门滑柱60上的弹簧所补充。为了颠倒该阀门的位置，螺线管线圈90被激励，从而导致电枢120抵抗弹簧104的偏置力而被吸引以便被吸引到极靴98，由此导致当来自控制压力入口26的流体与排放出口28相连接时在直径减小的部分70附近的流体计量流出到该排放出口。当流体正流向该排放出口时，这些瞬时流动因素在一个方向上作用到阀门滑柱60上以便使其关闭，因此具有稳定性效果。

通过使用彼此相对地作用的两个反馈室40和46，泵送进入以及泵送离开反馈室40和46的油的总体积被最大化。较大的反馈室46具有一个孔口42，该孔口被确定尺寸以便平衡阻尼用于滑阀60的稳定性以及冷响应。对于给定的离合器或变速器，孔口42的尺寸可以是定制的。

弹簧104具有一个第一末端136。末端136总体上为圆柱形并且是开放的。弹簧138的一个第二底端138与电枢120接合地相接触，以便将电枢120在位置上偏置抵靠滑阀60。塞102具有螺旋形槽或螺纹140。槽140被设计成具有一种节距，该节距与弹簧104的节距接近地相匹配。因此，塞的底端142可以旋入该弹簧的第一末端136。通过将弹簧104的更多线圈扭在塞102上，就减少了活动线圈的数量并且因此降低了弹簧刚度。塞102和弹簧104的子组件可以被测量和调节，从而使得弹簧104的弹簧刚度在通过极靴98的中心孔100装配到螺线管组件中之前被精确地设定。

塞102可以是聚合材料或金属材料或其他合适的替代物。

塞102在极靴的中心孔100内的轴向位置也起着设定弹簧104在电枢120上的预载荷的作用。塞102典型地被压力配合在中心孔100内，以便设定弹簧104在电枢120上的以上提及的预载荷。另外，因为塞102是可变形的，所以其变形性能可以被利用以便围绕弹簧104变形或使弹簧104相对于塞102而抑制在位，以防止弹簧在其使用寿命内旋转，并且因此通过改变弹簧中活动线圈的数量来修改最终调节的弹簧刚度。这种抑制功能可以是作为压力配合操作的结果而实现的。希望的是，弹簧104上的预载荷和弹簧104的这种弹簧载荷的设定使得一种特定的“零放大压力”状态得以实现。在示出了螺线管阀的实施方案中的是一种常“高压或开”式的螺线管阀，然而，本发明可用于常“低压或关”式的螺线管阀应用。

本发明的说明在本质上仅仅是示例性的，因此，不背离本发明精髓的多种变体是旨在处于本发明的范围之内。这类变体不得被认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种螺线管阀的弹簧调节装置包括：

一个螺旋弹簧，该螺旋弹簧具有第一末端和第二末端，至少所述第一末端总体上为圆柱形；以及

一个塞，该塞能够以螺纹方式接合所述弹簧的第一末端的一个可调节长度。

2.如权利要求1所述的螺线管阀的弹簧调节装置，其中出于对所述弹簧中的活动线圈的数量进行调节的目的所述塞被旋入到所述弹簧的一个内径中。

3.如权利要求1所述的螺线管阀的弹簧调节装置，其中所述塞在活动线圈的最后调节完成之后被变形以抵抗相对于所述弹簧的旋转。

4.如权利要求1所述的螺线管阀的弹簧调节装置，其中所述塞是取自一组材料中的至少一种材料，该组材料包括聚合物材料和金属材料。

5.一种螺线管阀，包括：

一个阀门构件；

用于移动所述阀门构件的一个电枢；

用于使所述电枢运动的一个电磁线圈；

用于与所述电枢接合的一个螺旋弹簧，所述螺旋弹簧具有一个总体上为圆柱形的第一末端和一个与所述电枢相接触的第二末端；以及

一个塞，该塞沿着所述弹簧的一个可调节的长度与所述弹簧的第一末端以螺纹方式相接合。

6.如权利要求5所述的螺线管阀，其中出于调节所述弹簧中的活动线圈的数量的目的，所述塞与所述弹簧的一个内径相接合。

7.如权利要求5所述的螺线管阀，进一步包括一个极靴，并且其中所述塞与所述极靴连接。

8.如权利要求5所述的螺线管阀，其中所述塞在所述极靴的腔内具有一种过盈配合。

9.如权利要求5所述的螺线管，其中出于调节所述弹簧中的活动线圈的数量的目的，所述塞被旋入所述弹簧的内径中。

10.一种校准螺线管阀的方法，该螺线管阀具有一个由电枢来移动的阀门构件，该阀门构件由一个弹簧来在位置上偏置，该弹簧具有第一末端和第二末端，而所述弹簧的第一末端总体上为圆柱形，并且所述弹簧的第二末端与所述电枢接合，所述方法包括：

使所述弹簧的第一末端以螺纹方式接合一个塞，以便通过调节所述弹簧中的活动线圈的数量来设定所述弹簧的弹簧刚度。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括与所述螺线管的电磁线圈的弹簧刚度相关联地调节所述弹簧的弹簧刚度。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括在活动线圈的最后调节完成之后将所述塞变形以抵抗相对于所述弹簧的旋转。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括将所述塞压力配合在所述螺线管的一个圆形开口中。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括通过所述压力配合来设定所述弹簧在所述电枢上的一个预载荷。

15.如权利要求13所述的方法，其中在所述弹簧插入所述螺线管阀之前所述塞相对于所述弹簧的第一末端是可调节地定位的。