CN103221724A - 具有至少部分是圆柱形的移动元件的阀设备 - Google Patents

Abstract

阀设备（10），具有至少部分是圆柱形的移动元件（20）和引导元件（32），引导元件具有用于引导所述移动元件（20）的引导缺口（64）并且被压入到阀壳体（14）中，其中，所述引导元件（32）包括径向内部的环形部分（60）和径向外部的环形部分（62），其中，所述引导缺口（64）布置在所述内部的环形部分（60）中，其中，所述外部的环形部分（62）在它的外周缘（66）上具有数个（N）接触部分（68），它们均匀分布地布置在所述周缘上并且所述外部的环形部分（62）借助它们被压入到所述阀壳体（14）中，并且其中，所述内部的环形部分（60）经由相同数量（N）的连接部分（70）连接到外部的环形部分（62），所述连接部分在圆周方向上均匀分布地布置，其中，当在圆周方向上观察时，所述连接部分（70）相对于所述接触部分（68）径向偏移一180°/N的角度（W2）。

Description

具有至少部分是圆柱形的移动元件的阀设备

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的阀设备。

背景技术

电磁开关阀在市场上是已知的。在这种电磁开关阀中，衔铁的往复直线运动常常通过阀针传递到阀体上，在密封支座上实现固有的阀功能。所述阀针通常被引导到圆柱形侧面的部分上（引导面）。这些引导面优选具有一个刚性的上表面，用其在寿命周期中最小限度地保持封闭。这尤其有利的是，这个开关阀开关制动液、汽油燃料和柴油燃料并且它们由此流过，因为这些介质具有小的润滑性能。在这里提议借助例如被硬化的单独部件实现所述阀针的引导。如果将单独的引导部件压入到所述转换阀的壳体部分中，成本适宜地安装这些引导部件是可能的。

这个技术领域的专利公开文献例如是DE10 2008 043 237A1，DE102007 034 038A1，DE10 2007 028 960A1，DE10 2005 022 661A1，DE102004 061 798，DE2004 016 554A1，DE103 27 411A1，DE198 34 121A1，EP1 701 031A1，EP1 471 248A1，EP1 296 061A2和DE198 33 461A1。

发明内容

本发明基于的技术问题通过权利要求1的阀设备解决。有利的改进方案在从属权利要求中给出。在下面的附图和说明中也发现本发明的重要特征，其中，这些特征单独地和以不同的组合对本发明是重要的，除非再次对其明示。

除部件的硬化外，引导间隙对在引导区域中阀闭合具有大的影响。在描述引导部件的压入时，根据本发明，它也几乎发生压力由所述引导部件的外部部分传递到引导阀针的径向内孔上。因此阻止所述压力的传递导致所述内孔不圆和/或导致所述内孔直径变小。因此在选定引导间隙时，这种情况必须被全面考虑，因而所述额定间隙通常被选定为非常小。

根据本发明的阀设备具有的优点是用于引导移动元件（例如阀针）的引导元件可被压入到阀壳体中，紧密配合在引导元件的径向外部的环形部分上的压力基本上由引导缺口去耦。由此，所述径向引导间隙能够变小并且所述引导元件或者阀针的磨损被减小。

本发明从这样的想法出发，即紧密配合在径向外部的环形部分上的压力原则上导致径向取向的压缩应力，它能够使所述引导缺口的横截面变小。因此，所述引导元件根据本发明具有径向内部的环形部分（“内部部分”）和径向外部的环形部分（“外部部分”）。所述外部部分在它的周缘上具有数量N个优选均匀分布地布置在所述周缘上的接触部分，所述引导元件借助所述接触部分压入所述阀壳体中。由此达到径向上从外面施加的压力只在所述接触部分作用到所述引导元件上。

进一步地，根据本发明，所述内部部分和外部部分之间布置最多N个同样优选在圆周方向上均匀分布地布置的连接部分。在径向上或者在圆周方向上布置相对于所述连接部分具有更小刚性的区域到所述连接部分之间。根据本发明，这样构成的连接部分在圆周方向上观察时相对于所述接触部分偏移地布置，更确切地说再次优选偏移180°/N的角度。因此，所述引导元件优选关于数量N径向对称。当然在这里，每个连接部分能够又具有多个刚性不同的部分，只要一个连接部分的刚性总体上大于位于两个相邻连接部分之间的部分的刚性。

因为在圆周方向上观察时所述接触部分相对于所述连接部分偏移，在所述接触部分作用到所述引导元件上的压力能够不是直线性地在径向方向上传递到所述内部部分上。简单地讲，这个力通过位于所述连接部分之间的、具有更小刚性的部分的变形被吸收。由此，所述引导缺口由所述压力基本上去耦并且相应地通过它轻微地变形。

本发明的设计方案提供N是三。具有三个接触部分和三个连接部分的引导元件能够持续地被压入并且所述引导缺口产生特别小的变形。此外，这种引导元件能够简单且便宜地被制造。

当在圆周方向上观察缺口设置在所述连接部分之间时，本发明是尤其有利的。由此能够在所述引导元件中提供所述阀设备的运行所需要的轴向开口，例如燃料能够流过所述轴向开口。优选地，所述缺口具有与所述接触部分和连接部分相同的数量N并且同样在圆周方向上均匀分布地布置。特别地，所述缺口径向布置在所述连接部分之间（对应上面所述的具有更小刚性的区域），以使得所述引导缺口根据本发明被卸载。所述缺口同时满足两个功能并且还能够成本适宜地制造。

本发明的设计方案提供所述缺口是肾形的。所述肾形能够具有足够大的横截面以输出燃料，并且降低因圆的形状而局部升高的机械应力。当然，所述缺口也可构造为除肾形外的任意形状。

所述阀设备的另一设计方案提供，在圆周方向上观察时，在外部的环形部分的外周缘上在所述接触部分之间设有平滑部分。所述接触部分能够例如借助位于其间的平滑部分用所述引导元件的圆形基本形式构成。所述平滑部分能够被简单地、成本适宜地且不更大材料侵蚀地制造。

补充地，所述平滑部分具有凹的或凸的外轮廓。由此所述外部部分能够关于刚性或机械应力分布来优化。由此，所述外部部分的“过梁宽度”也沿着所述周缘径向适配，其中，优选所述引导元件的径向对称得到保持。当然，所述“平滑部分”也可能是“空隙”或者具有任意其他几何形状的结构。

如果所述引导元件可一体地制造，则它结构简单。一体式引导元件可在一个加工过程中制造并且在所有部分上具有限定的强度，该强度主要取决于引导元件的材料和引导元件的几何形状。

进一步提出，所述引导元件借助冲压、切削去除方法或者MIM（“金属喷射模制”，粉末喷射铸造）。由此所述引导元件依赖于它的具体结构以各种适当的方法成本适宜且精确地制造。例如冲压过程需要所述引导元件的部分相对于材料厚度的确定的最小宽度。塑料喷射铸造方法根据本发明也适用于所述引导元件的制造。

所述阀设备尤其能够用于开关燃料、液压油或者制动液。在这些应用中需要特别精确地引导所述用于阀功能的移动元件。这通过所述引导缺口根据本发明可以相同的小间隙制造来实现。此外，通过所述引导元件的缺口能够供燃料、油或者制动液流过，所述引导元件的缺口集成到所述阀功能中。

所述阀设备的又一设计方案提供，所述阀设备是燃料高压泵的量控制阀。量控制阀用来精确地测量供给的燃料量。根据本发明改进的引导元件的引导性能在这里有利地起作用。

附图说明

下面将参照附图更详细地阐明本发明的示例性实施例。在附图中示出：

图1以部分剖面图示出阀设备的简单示意图；

图2以部分剖面图示出量控制阀；

图3引导元件的俯视图；和

图4图3的引导元件的剖面图IV-IV。

具体实施方式

功能相同的元件和尺寸在不同实施例的所有视图中也用相同的附图标记表示。

图1以非常示意性的简单示意图示出阀设备10的部分视图。阀设备10是未示出的内燃机的量控制阀的元件，并且是基本上围绕纵轴12旋转对称。阀设备10包括壳体14的多个可移动的部分，阀设备10的元件布置在壳体14中。在附图的上部区域中布置轴向可移动的衔铁16，衔铁16具有轴向衔铁孔18。衔铁16刚性固定在阀元件20的端部区域中（在视图的上部）。阀元件20可移动并且因而制成移动元件20。衔铁16的在视图上部的端面在衔铁16的示出的轴向位置中距离磁极铁芯26大约衔铁间隙24，阀设备10的线圈22的绕组径向围绕衔铁16和磁极铁芯26布置。在衔铁16的上面，在衔铁16或者阀元件20的端部部分和壳体14的一部分之间布置衔铁弹簧30，衔铁弹簧30对衔铁16和因此阀元件20在视图中向下加载。阀元件20借助两个引导元件32被径向引导。引导元件32具有缺口34，燃料在轴向方向上能够流过缺口34。

阀元件20的在视图中的下端部区域紧密配合在板形阀体36上。阀元件20对阀36在视图中向下加载以克服阀弹簧38的力，从而阀体36紧密配合在静止支座40上。阀弹簧38支承在壳体14的一部分上。

壳体14还包括径向开口42，燃料可通过径向开口42流到阀设备10的流体腔44中。在视图中，在阀36的上面布置密封支座48，阀体36可碰撞在密封支座48上。

图1中示出阀设备10的开启状态。此时，线圈22不被通电并且阀体36借助衔铁弹簧30和阀元件20在所示开启位置中加载。

当线圈22被通电时，衔铁16通过电磁力在附图中向上拉动磁极铁芯26，从而衔铁间隙24基本上消失。阀弹簧38对阀体36在视图中向上靠着密封支座48加载，从而阀设备10可闭合。

图2示出内燃机的燃料高压泵的量控制阀10的部分剖面图。基本结构和结构功能与图1的阀设备10至少类似。因而各个元件可用它的附图标记表示。

在图2的阀设备10中，衔铁弹簧30布置在引导元件32和针台肩50之间，其中，衔铁弹簧30同样对阀元件20在视图中向下加载。引导元件32被压入在壳体14中。缺口34被示例性地制备。在图2的正上部区域中布置接触部分52以连接线圈22。

图3以俯视图示出引导元件32。引导元件32关于数量N（对此下面还将认真探讨）径向对称地构建并且包括径向内部的环形部分60（“内部部分”）和径向外部部分（“外部部分62”）。数量N是三。在内部部分60中，引导缺口64构造为中心孔。外部部分62具有在它的外周缘66上在周缘上均匀分布地布置的N=3个接触部分68，各个接触部分68构成角度W1120°。内部部分60与外部部分62通过同样在圆周方向上均匀分布地布置N=3个连接部分70连接。连接部分70在圆周方向上观察时相对于接触部分68偏移角度W2.角度W2用下面的公式得到：W2=180°/N=60°，在这里，N=3。

缺口34布置到连接部分70之间，缺口34当前是肾形的。外部部分62布置在外接圆72内部，其中，外部部分62在接触部分68之间具有三个相对于外接圆72的平滑部分74。当前，平滑部分74实现为“平面”。在未示出的第一替代结构中，平滑部分74具有凸的外轮廓，而在第二替代结构中具有凹的外轮廓。

当前通过冲压过程一体式制造的引导元件32借助三个接触部分68压入到径向内部圆柱形的部分中。在这里，壳体部分的内半径比外接圆72的半径稍微更小，以能够达到希望的压力或者强度。在被压入状态下，作用到引导元件32上的径向力通过三个箭头76对称地表示。

人们知道所述压力在箭头76的方向上作用到接触部分68或者外部部分62上，然而不能从那里径向向内继续作用，因为缺口34阻止这种情形。所述压力通过缺口34的变形吸收。由此引导缺口64由作用到接触部分68上的压力完全去耦。因此，引导缺口64的几何形状或者半径基本上保持不变。相应地，引导移动元件20所必需的径向间隙不需要或者考虑到引导缺口64因压力引起的可能变形，只需要小的附加容差。

图4示出图3的引导元件32沿着线IV-IV的剖面图。引导元件32具有一厚度或者材料强度78。

当然，不强制要求接触部分68、缺口34和/或连接部分70分别均匀地分布在周缘上。同样，根据本发明，接触部分68的数量也能够大于连接部分70的数量。

Claims (12)

1.阀设备（10），具有移动元件（20）和引导元件（32），所述引导元件（32）具有用于引导所述移动元件（20）的引导缺口（64）并且被压入到阀壳体（14）中，其特征在于，所述引导元件（32）包括径向内部的环形部分（60）和径向外部的环形部分（62），其中，所述引导缺口（64）布置在所述径向内部的环形部分（60）中，其中，所述径向外部的环形部分（62）在它的外周缘（66）上具有接触部分（68），所述径向外部的环形部分（62）借助所述接触部分（68）被压入到所述阀壳体（14）中，并且所述径向内部的环形部分（60）与所述径向外部的环形部分（62）通过连接部分（70）连接，所述连接部分（70）在圆周方向上观察时相对于所述接触部分（68）偏移地布置。

2.根据权利要求1所述的阀设备（10），其特征在于，所述阀设备（10）具有数量N个至少大约均匀分布地布置到所述周缘上的接触部分（68），并且所述连接部分（70）相对于所述接触部分（68）偏移一大约180°/N的角度（W2）地布置。

3.根据权利要求2所述的阀设备，其特征在于，所述连接部分（70）的数量最大与所述接触部分（68）的数量N相等。

4.根据权利要求2或3所述的阀设备（10），其特征在于，所述数量（N）是三。

5.根据任一项前述权利要求所述的阀设备（10），其特征在于，在圆周方向上观察时，在所述连接部分（70）之间设有缺口（34）。

6.根据权利要求5所述的阀设备（10），其特征在于，所述缺口（34）是肾形的。

7.根据任一项前述权利要求所述的阀设备（10），其特征在于，在所述外部的环形部分的外周缘（66）上，在圆周方向上观察时，在所述接触部分（68）之间设有平滑部分（74）。

8.根据权利要求7所述的阀设备（10），其特征在于，所述平滑部分（74）具有凸的或凹的外轮廓。

9.根据至少一项前述权利要求所述的阀设备（10），其特征在于，所述引导元件（32）是一体地制造的。

10.根据至少一项前述权利要求所述的阀设备（10），其特征在于，所述引导元件（32）借助冲压、切削去除方法或者MIM制造。

11.根据任一项前述权利要求所述的阀设备（10），其特征在于，所述阀设备（10）用于开关燃料、液压油或者制动液。

12.根据权利要求11所述的阀设备（10），其特征在于，所述阀设备（10）是燃料高压泵的量控制阀。

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