CN102753872B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有阀套（4）的磁阀（1），在该阀套中滑动引导阀体（6）例如阀芯或阀杆。用阀体（6）可以控制至少一个压力介质通路。阀体（6）与衔铁（8）尤其扁平衔铁连接。通过扁平衔铁可以由往复磁铁（10）操作阀芯（6）。该往复磁铁（10）具有容纳磁体盆（46）的线圈（56）。在磁体盆（46）的指向衔铁（8）的端侧的侧面上布置至少一个至少部段环形的元件（62）用于收紧沿径向和轴向作用到衔铁（8）上的磁通。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种磁阀。

背景技术

在DE 10 2004 009 460 A1中公开了这种磁阀。该磁阀具有阀套连同导入阀套中的阀芯用以控制压力介质通路。在此，由往复磁铁操作该阀芯。阀芯具有环形的或者说管状的容纳在磁体盆中的线圈，其中磁体盆在此由阀芯穿过。所述线圈大致与阀芯同轴地布置并且围卡阀芯。通过从磁体盆中伸出的端部段将阀芯与磁性衔铁固定地连接。为了移动阀芯，通过线圈以磁力加载磁性衔铁，由此该磁性衔铁沿着磁体盆的方向运动，直到磁性衔铁的指向阀芯的环形端面靠在磁体盆的环形端面上。

在EP 1 088 182 B1中示出了另一磁阀。在此，代替阀芯设置了可经由起动磁铁操作的阀杆，该阀杆在操作中开启布置在阀座上的阀球。往复磁铁具有围卡长形的磁极铁心的线圈。在此，该磁极铁心由阀杆穿过，该阀杆在磁极铁心的两个端部上伸出。通过阀杆的第一端部段可以用闭合力加载阀球。在第二端部段上将阀杆与扁平衔铁固定地连接。该阀杆在线圈通电时远离该线圈运动，由此降低了通过阀杆作用到阀球上的闭合力。

前面所解释的解决方案具有以下缺点，即磁阀在装置技术上设计麻烦并且转换地比较慢。

发明内容

相应地，本发明的任务是实现一种磁阀，该磁阀比较快地转换并且可以以很小的花费进行制造。

该任务通过按本发明的磁阀得到解决。

按本发明，磁阀具有阀套，在该阀套中可轴向移动地引导阀体尤其阀芯或阀杆用于控制至少一个压力介质连接。在此，阀体与衔铁尤其扁平衔铁进行连接。与衔铁的端侧对置地布置带有具有线圈的磁体盆的往复磁铁用于以磁力加载衔铁。至少一个至少部段环形的元件布置在磁体盆的指向衔铁的端侧的侧面上用以收紧作用到用于操作的衔铁上的磁通。

所述解决方案具有以下优点，即用装置技术上较少的花费提高作用到衔铁上的尤其沿移动方向的磁力。较高的磁力引起衔铁的较大的加速，由此可以较快地连接磁阀。

优选所述至少部段环形的元件就是大致与衔铁同轴布置的极环。

有利的是，所述衔铁的外直径小于极环的内直径，由此所述衔铁在磁体盆的方向进行往复运动时至少可以部段地进入极环中。通过衔铁进入极环中在衔铁的往复运动中提高了作用在其上的径向的磁力，而降低了经由极环沿轴向作用到其上的磁力。由此降低了衔铁大致在其往复运动结束时的加速度，由此降低了衔铁例如到止挡上的碰撞速度和碰撞力并且降低了衔铁的磨损。

在本发明的有利的改进方案中，极环具有基本上圆柱形的内罩面以及两个大致与之垂直布置的环形面，其中极环的远离磁体盆的环形面和衔铁的指向磁体盆的端面在衔铁的基本位置中大致处于共同的平面内。由此，衔铁的在其端面与其圆周面之间环绕的衔铁边缘对置于极环的环形边缘，由此强烈地收紧所述边缘之间沿轴向和径向的磁通并且由此将较大的磁力作用到衔铁上。通过在该基本位置中较大的磁力使得衔铁连同阀体在磁阀的接通过程中经历了沿磁体盆的方向较大的起始加速度。

衔铁的对置于往复磁铁的端侧可以远离阀体地布置，由此所述磁体盆相对于现有技术在装置技术上简单地不被阀体穿过。

所述极环可以作为径向突起一体地构造在阀套中容纳往复磁铁和衔铁的壳体凹处中。这可以成本特别便宜地进行制造，因为例如阀芯孔作为阀体和衔铁的引导面与极环的内罩面可以以共同的夹紧进行制造。这改善了衔铁和极环之间的同心度，这明显降低了横向力。

在将极环一体地构造在阀套中时，该阀套由铁磁材料制成。

在本发明的另一优选实施方式中，所述极环布置在阀套的在壳体底部与磁体盆的端侧之间的容纳往复磁铁和衔铁的壳体孔中。在这种情况下所述阀套优选由非铁磁的材料制成。

所述极环在装置技术上可以以较小的花费直接布置在非铁磁的壳体的壳体底部上或者通过支撑在壳体底部上的非铁磁的环形元件间接布置在壳体底部上，其中该磁体盆又以指向衔铁的端侧支撑在极环上。

在本发明的另一有利的设计方案中，所述极环作为盆突起构造在磁体盆的指向衔铁的端侧上。

为了简单地固定所述磁体盆，该磁体盆在其远离衔铁的端侧上以支撑在壳体盖上的弹簧的大致在其朝衔铁的纵向的弹簧力进行加载。

本发明的有利的改进方案由附图以及相应的说明书中获得。

附图说明

下面根据示意性的附图详细解释本发明的优选实施方式。附图示出：

图1是按第一实施例的磁阀的截取部分的纵剖图；

图2是图1中磁阀的放大的截取部分；

图3是按第二实施例的磁阀的截取部分的纵剖图；

图4是按第三实施例的磁阀的截取部分的纵剖图；以及

图5是按第四实施例的磁阀的纵剖图。

具体实施方式

图1以纵剖图示出了按第一实施例的磁阀1的截取部分。该磁阀具有在阀套4的阀孔2中滑动引导的阀芯6。该阀芯可以经由扁平衔铁8由往复磁铁10进行操作。阀套4构造成弹药筒状的并且例如插入没有示出的控制块的阶梯孔中。经由阀芯6可以控制至少一个压力介质连接，其中在图1中该压力介质连接例如是两个沿径向设置在阀孔2中并且沿纵向相互隔开的控制室12和14之间的压力介质连接。其分别经由星状孔16或者说18与没有示出的控制块的压力介质通道连接。

所述阀芯6的端部段20伸出到阀套4的沿径向比阀孔2扩大的大致圆柱形的壳体凹处22中。所述阀芯6的端部段20沿径向缩进，由此实现了用于扁平衔铁8的容纳阶梯24。在此，它以通孔26固定地例如通过压配合大致与阀芯6同轴地布置到容纳阶梯24中。该扁平衔铁8以环形端面28大致靠在容纳阶梯24的环形面30上。在此，扁平衔铁8的指向往复磁铁10的端面32大致位于和阀芯6的端面34相同的平面中，其中该平面大致垂直于图1中的图平面延伸。

所述阀芯6具有以没有示出的控制块的泄漏接口沿纵向与之同轴地引入的通孔36。另一具有比该通孔36更大直径的容纳孔38从阀芯6的端面34大致与之同轴地引入并且用作压力弹簧40的插口。该弹簧支撑在轴向穿过往复磁铁10的止档杆42上并且经由通过通孔36和容纳孔38形成的环形面44以在离开往复磁铁10方向的弹簧力对阀芯6进行加载。

所述往复磁铁10具有插入阀套4的壳体凹处22中的大致空心柱形的磁体盆46，该磁体盆围卡所述止档杆42。在该磁体盆46中从其指向扁平衔铁8的端侧48起大致与磁阀1的纵向轴线52同轴地引入大致空心柱形的线圈插口50。由合成材料插口54部段围卡的线圈56固定地插入其中。它可以通过没有示出的接触销进行电接触，该接触销在图1中从磁阀1中向左伸出。

通过大致空心柱形的线圈插口50，所述磁体盆46具有环形内部的以及环形外部的指向扁平衔铁8的端面32的极面58和60。磁体盆46以外部的极面60大致靠在与阀套4一体形成的并且沿径向向内伸入壳体凹处22中的极环62上。经由磁体盆46的远离扁平衔铁8的端面64，其通过弹簧元件65尤其波纹弹簧片朝极环62压紧，其中波纹弹簧片支撑在固定地插入阀套4中的密封片66上。该密封片66插入壳体凹处22的沿径向扩展的阶梯68中并且例如通过没有示出的拧入阀套4中的空心螺栓进行固定。所述密封片66具有大致与磁阀1的纵轴线52同轴引入的容纳孔68。沿径向从止档杆42缩进的固定销70插入该容纳孔中，该固定销具有带有O形密封圈72的环形槽，该O形密封圈密封地布置在环形槽与容纳孔68之间。

在图2中为了更好地示出，示出了图1中磁阀1的放大的截取部分I。与阀套4一体构造的极环62具有大致圆柱形的内罩面74以及两个大致与之垂直延伸的环形面76、78。磁体盆46以其外部的极面60支撑在极环62的在图2中位于左边的环形面76上。为了实现磁体盆46的极面60与极环62的环形面76之间大致平坦的抵靠，从环形面76起将退刀槽80沿径向引入阀套4中。在磁阀1的在图2中所示的基本位置中将扁平衔铁8大致布置在极环62的环形面78的右边。在此，扁平衔铁8的端面32与阀芯6的端面34大致位于和极环62的环形面78相同的平面内。

所述扁平衔铁8具有大致圆柱形的外罩面82，由此与端面32一起构造环绕的指向极环62的衔铁边缘84。所述极环62在图2中具有由内罩面74和右边的环形面78形成的环绕的并且指向扁平衔铁8的环形边缘86。

为了操作图1中的磁阀1并且由此为了将阀芯6连同扁平衔铁8从所示出的基本位置移动到连接位置从而例如打开控制室12、14之间的压力介质连接，经由没有示出的触点对往复磁铁10的线圈56进行通电。形成了从磁体盆46通过外部的极面60、极环62、环形边缘86以及衔铁边缘84到扁平衔铁8的磁通以及从此通过内部的极面58到磁体盆46的磁通。通过极环62将磁通收紧并且基本上通过环形边缘86和衔铁边缘84与扁平衔铁8抵消。通过收紧磁通提高了沿轴向作用到扁平衔铁8上的磁力。

通过极环62传导到衔铁8上的磁通将轴向和径向的磁力施加到扁平衔铁8上。在扁平衔铁8在图2中向左的往复运动中，极环62的内罩面与扁平衔铁8的外罩面82沿轴向重叠，由此由于磁通经过极环62作用到扁平电枢8上的磁力沿轴向降低并且沿径向增加。

在没有极环62的实施方式中，如在开头所示的现有技术中，径向的磁力基本上保持相同。此外，没有极环62的话，那么扁平衔铁8的端面32与磁体盆46之间的轴向气隙88是对磁通来说非常大的阻碍，由此会减少往复开始时作用到扁平衔铁8上的磁力。

除了通过由极环62引起的收紧的磁通引起的轴向和径向的磁力之外，轴向的磁力经由内部和外部的极面58、60与扁平衔铁8的端面32之间的气隙88作用到扁平衔铁8上。在扁平衔铁8连同阀芯6的往复运动中减小了轴向的轴向气隙88，由此提高了通过气隙88作用的轴向的磁力。

通过由于扁平衔铁8的外罩面82与极环62的内罩面74之间的重叠而在扁平衔铁8的往复运动中增加的径向的磁力，往复运动的整体作用到扁平衔铁8上的轴向的磁力相对于没有极环的现有技术来说变小了。由此，阀芯6的端面34以及扁平衔铁8的端面32的作用到止档杆42的端面90上的碰撞力降低了。

在扁平衔铁8的外罩面82与极环62的内罩面74之间是径向的气隙90或者说滑动气隙。为了避免不同的沿径向作用到扁平衔铁8上的磁力，气隙90的环绕的厚度应该大致相同并且由此其是同心的。径向磁力的差会引起较大的摩擦力以及阀芯6在阀孔2中的倾斜以及阀芯6与阀孔2之间增加的磨损。这还会使得用于移动阀芯6的轴向磁力由于较高的摩擦而必须更大。对于大致同心的气隙90来说，需要所述极环62的内罩面74以及扁平衔铁8的外罩面82具有较小的转动公差，并且由于扁平衔铁8经由阀芯6导入阀孔2中，所以也要求其具有较小的转动公差。为了用较小的制造成本来实现这一点，阀孔2以及极环62的在阀套4中构造的内罩面74简单地以夹紧方法成本低廉地进行制造。

在图1和2中示出的实施方式具有磁体盆46的非常简单的几何形状的进一步的优势，而在极面60、58中没有额外的阶梯。磁体盆46的高度公差不会对剩余气隙和阀门行程的公差产生影响。获得了剩余气隙的最大的平行性。此外，为了相对于其它实施方式构造极环62不需要额外的插入件。由此取消了额外的接合缝隙，该接合缝隙对极环62与扁平衔铁8之间的同心度产生不利影响。

图1中阀套4的壳体凹处22的区段布置在磁体盆46中并且磁体盆46的外罩面92可以具有相对于阀孔2以及极环62的内罩面74更大的公差，因为磁体盆46的转动公差和磁体盆46与壳体凹处22之间的接合缝隙不会对径向的气隙90产生影响。

可以有利地在止档杆42的外罩面94与磁体盆46的内罩面96之间存在环绕的缝隙，由此由于在该区域中较高的制造公差使得制造成本是很小的。

图3按第二实施例的磁阀1的纵剖图。在此，图1中的极环62不再与阀套4一体地构成，而是作为单独的极环98或者说插入环布置在阀套4的壳体孔100中。该极环98以其在图3中右边的环形面102支撑在大致空心柱形的支撑环104上。它又靠在阀套4的壳体孔100的孔基底106上。支撑环104的内直径略微大于极环98的内直径。

为了实现支撑环104大致平坦地靠在孔基底106上，将退刀槽径向地从孔基底106置入阀套4中。磁体盆46以其外部的极面60靠在极环98的其在图3中左边的环形面110上。所述磁体盆46通过弹簧元件65经由极环98和支撑环104朝孔基底106压紧。在磁阀1的这个实施方式中，极环98为了收紧磁体盆46和扁平衔铁8之间的磁通而由铁磁材料制成而不是如图1中第一实施例所示的整个阀套4就已足够。

图4描绘了按第三实施例的磁阀1的纵剖图。在此，图1中的极环62没有与阀套4构造成一体的，而是作为极环110与磁体盆46一体地构造。在此，磁体盆46的轴向长度基本上由图3中的磁体盆46与极环110组成。在制造中所述磁体盆46从其端侧48起沿轴向以圆柱形阶梯缩进，其内直径大致相应于图3中极环98的内直径。在此，如此选择所述阶梯112的深度，使得轴向的气隙88基本上相应于图1和3中的气隙。为了使扁平衔铁8和极环10之间的径向气隙90的宽度基本上沿圆周方向恒定，所述磁体盆46的外罩面92和壳体孔100具有较小的转动和配合公差。此外，在该实施方式中阀孔2、壳体孔100和极环110的导向轴线或者说柱形轴线特别精确地相互协调。

图5示出了按第四实施例的磁阀1。在此可以看到磁阀1的整个结构。该阀芯6在其基本位置中以环形端面114支撑在大致同轴地拧入阀套4中的止挡螺母116上。所述压力弹簧40在磁阀1中没有像前面的实施例一样参照图1容纳在阀芯6中的容纳孔38中，而是容纳在止档杆120的容纳孔118中。其大致构造成圆柱形并且以其远离扁平衔铁8的端面122支撑在密封片66上，磁体盆46同样以其端面64支撑在该密封片上。支撑环104、磁体盆46连同极环110以及密封片66经由从图5中左边拧入阀套4的空心螺栓124朝壳体孔100的孔基底106压紧。此外，在图5中的磁阀1中示出了用于电接触线圈56的接触销126、128，它从磁体盆46沿纵向伸出，穿过密封片66并且终止在空心螺栓124的内部区域中。

公开了一种具有阀套的磁阀，其中滑动地引导阀体例如阀杆或阀芯。用阀体可以控制至少一个压力介质连接。该阀体与衔铁尤其扁平衔铁固定地连接。经由扁平衔铁可以由往复磁铁操作阀芯。往复磁铁具有容纳在磁体盆中的线圈。在磁体盆的指向衔铁的端侧的侧面上布置了至少一个至少部段环形的元件用于收紧沿径向和轴向作用到衔铁上的磁通。

附图标记列表

1         磁阀

2         阀孔

4         阀套

6         阀芯

8         扁平衔铁

10        往复磁铁

12、14    控制室

16、18    星状孔

20        端部段

22        壳体凹处

24        容纳阶梯

26        通孔

28        环形端面

30        环形面

32、34    端面

36        通孔

38        容纳孔

40         压力弹簧

42        止档杆

44        环形面

46        磁体盆

48        端侧

50        线圈插口

52        纵向轴线

54        合成材料插口

56        线圈

58        内部的极面

60        外部的极面

62        极环

64        端面

65        弹簧元件

66        密封片

68        容纳孔

70        固定销

72        O形密封圈

74        内罩面

76、78    环形面

80        退刀槽

82        外罩面

84        衔铁边缘

86        环形边缘

88        轴向的气隙

90        径向的气隙

92        外罩面

94        外罩面

96        内罩面

98        极环

100       壳体孔

102       环形面

104       支撑环

106       孔基底

108       退刀槽

110       极环

112       阶梯

114       环形端面

116       止挡螺母

118       容纳孔

120       止档杆

122       端面

124       空心螺栓

126、128 接触销。

Claims (12)

1.具有阀套（4）的磁阀，在该阀套中可轴向移动地引导阀体（6）用于控制至少一个压力介质连接，其中阀体（6）与衔铁（8）连接，并且其中对置于衔铁（8）的端面（32）布置带有具有线圈（56）的磁体盆（46）的往复磁铁（10）用于以磁力加载衔铁（8），其特征在于，至少部段环形的元件（62；98；110）布置在磁体盆（46）的面对衔铁（8）的端侧（48）的侧面上用于收紧传递到衔铁（8）上的磁通。

2.按权利要求1所述的磁阀，其中，至少部段环形的元件（62；98；100）是与衔铁（8）大致同轴布置的极环。

3.按权利要求2所述的磁阀，其中，衔铁（8）的外直径小于极环的内直径，并且衔铁（8）在磁体盆（46）的方向上的往复运动中至少部段地插入极环中。

4.按权利要求2或3所述的磁阀，其中，所述极环具有大致圆柱形的内罩面（74）以及两个大致与其垂直延伸的环形面（76、78）。

5.按权利要求4所述的磁阀，其中，极环的远离磁体盆（46）的环形面（78）和衔铁（8）的面向磁体盆（46）的端面（32）在阀体（6）的基本位置中大致布置在共同的平面内。

6.按权利要求1所述的磁阀，其中，衔铁（8）的对置于往复磁铁（10）的端面（32）远离阀体（6）地布置。

7.按权利要求2所述的磁阀，其中，所述极环作为容纳往复磁铁（10）和衔铁（8）的壳体凹处（22）上的径向突起与阀套（4）一体地构造。

8.按权利要求7所述的磁阀，其中，所述阀套（4）由铁磁材料制成。

9.按权利要求2所述的磁阀，其中，极环布置在阀套（4）的在壳体底部和磁体盆（46）的端侧（48）之间的容纳往复磁铁（10）和电枢（8）的壳体孔（100）中。

10.按权利要求2所述的磁阀，其中，磁体盆（46）以指向衔铁（8）的端侧（48）支撑在极环的环形面（76；110）上。

11.按权利要求2所述的磁阀，其中所述极环构造成磁体盆（46）的指向衔铁（8）的端侧（48）上的盆状突起。

12.按权利要求1所述的磁阀，其中，磁体盆（46）在其远离衔铁（8）的端面（64）上以支撑在壳体盖或密封片（66）上的弹簧元件（65）的大致沿着其纵向的朝衔铁（8）的弹簧力进行加载。

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