CN103582773B - 可电磁操纵的阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可电磁操纵的阀(1)，尤其是用于机动车辆液压系统的可电操纵的阀，所述阀具有套管(2)，磁芯(3)固定地布置在所述套管(2)中并且操纵阀元件(6)的衔铁(4)可轴向移动地布置在所述套管(2)中，其中，在所述磁芯(3)的面对所述衔铁(4)的磁芯端面(11)和所述衔铁(4)的面对所述磁芯(3)的衔铁端面(12)之间以夹紧／可夹紧的方式保持有可弹性变形的弹簧元件(13)，并且所述弹簧元件(13)与所述衔铁端面(12)和所述磁芯端面(11)分别形成至少一个贴靠点(16、17)。在此规定，所述弹簧元件(13)、所述衔铁端面(12)和／或所述磁芯端面(11)在径向延伸方向上的轮廓成形为，所述贴靠点(16、17)中的至少一个的径向位置根据所述衔铁端面(12)相对于所述磁芯端面(11)的距离而改变。

Description

可电磁操纵的阀
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的可电磁操纵的阀，尤其是用于机动车辆液压系统的可电磁操纵的阀。
背景技术
这种类型的阀从现有技术中已知并且常常应用在机动车的液压系统中、尤其地应用在与安全性相关的液压系统中、例如制动系统等中。例如，欧洲专利文献EP1232082B1公开了一种可电磁操纵的阀，其包括固定地布置在套管中的磁芯，该磁芯在启动运转时对可轴向移动地布置在套管中的衔铁施加磁力。在此，该衔铁与用于其操纵的阀元件相连接，其中，该阀元件在操纵时开启电磁阀的通流孔。通常，为了操纵阀，由磁芯吸引衔铁，从而减小在衔铁和磁芯之间的距离并且将阀元件从阀座中拉出。即，该电磁阀在此为所谓的断电关闭阀，其在断电的、即未被操纵的状态下确保可靠地关闭通流孔。此外，在衔铁和磁芯之间设有弹簧元件，其可弹性变形并且以夹紧或可夹紧的方式保持在磁芯和衔铁之间。为此，弹簧元件贴靠在磁芯的面对衔铁的磁芯端面上和衔铁的面对磁芯的衔铁端面上，由此，分别在衔铁端面和磁芯端面上形成至少一个贴靠点。通过弹簧元件将衔铁进而将阀元件挤压到关闭位置中。
如同样在文献EP1232082B1中描述的那样，端面、即衔铁端面和磁芯端面通常构造成，其在径向延伸上、即从中心线或旋转轴线开始向外，倾斜地延伸，从而在阀的纵剖视图中观察，端面具有基本上V形的轮廓，这尤其允许例如磁芯局部地伸入衔铁中，由此保证了小的间距并且由此保证了磁力的有效利用。
发明内容
根据本发明的可电磁操纵的阀的特征在于权利要求1所述的特征。根据本发明的(电磁)阀具有的优点是，根据阀行程改变在磁芯和衔铁之间作用的弹簧力，由此，可产生或者还可提高弹簧元件的递增的力-位移-特征曲线走向。根据本发明的阀的特征在于，弹簧元件、衔铁端面和／或磁芯端面在径向延伸方向上的轮廓成形为，贴靠点中的至少一个的径向位置根据衔铁端面相对于磁芯端面的距离而变化。通过适当地选择端面和／或弹簧元件的几何结构或轮廓可实现，贴靠点中的至少一个根据阀行程或在端面之间的距离径向地移动。优选地，对轮廓进行选择，使得所述至少一个贴靠点随着端面的距离减小而移动，并且其移动方式使得弹簧力提高。由此，在其操纵时将实现对衔铁运动的有利减振。在此，相应元件在径向延伸方向上的轮廓始终可理解为该元件从中心或旋转轴线起的延伸。优选地，弹簧元件的轮廓相应地成形，而端面的轮廓直线地或垂直于衔铁运动轴线地延伸。根据一种替代的优选的实施方式，所述端面中的至少一个相应地成形，而弹簧元件构造成平的弹簧元件或构造成位于一个平面中的弹簧元件、尤其是位于一个垂直于衔铁运动轴线的平面中的弹簧元件。
根据本发明的一种有利改进方案规定，弹簧元件、衔铁端面和／或磁芯端面、更确切地说它们的轮廓成形为，贴靠点至少在径向上观察时相对彼此的距离根据衔铁端面相对于磁芯端面的距离而改变。由此实现，弹簧元件的弹簧行程或杠杆行程根据端面相对于彼此的距离而变化，由此，当弹簧盘在其整个延伸长度上具有相同的强度／厚度时，弹簧力也改变。如果弹簧盘在径向延伸方向上具有不同的强度／厚度，则除了杠杆臂缩短外弹簧力也改变。
尤其优选地，弹簧元件与衔铁端面和／或与磁芯端面分别形成大量贴靠点作为贴靠线或贴靠面。尤其优选地，该贴靠线或贴靠面在优选为圆形的弹簧元件的整个周边上延伸，从而实现均匀的负载和力分布或力传递。有利地，磁芯端面、衔铁端面和弹簧元件构造成旋转对称的。
优选地，弹簧元件构造成尤其是平的盘形弹簧，其尤其构造成环形，从而其在中心具有开口。这种类型的盘形弹簧已经非常普遍，从而该盘形弹簧的使用可以实现阀的尤其成本低廉的实施方式。
根据本发明的一种有利改进方案规定，相应的在径向延伸方向上的轮廓构造成弯曲的或呈阶梯状。该轮廓的弯曲或梯度(Stufung)通过简单的方式允许贴靠点根据端面相对彼此的距离而移动。在此，根据实施方式，可使贴靠点连续地或逐步地变化。尤其地，在呈阶梯状的轮廓构造方案中贴靠点逐步地改变，而在弯曲的构造方案中也可实现贴靠点沿着相应的端面连续地移动。当然也可设想混合方式，即，在该混合方式中端面中的至少一个和／或弹簧元件在径向延伸方向上既成形为弯曲的也成形为呈阶梯状。
优选地，相应的弯曲部具有至少一个半径、优选地具有多个不同的相继的半径。由此，可以简单的方式产生弹簧元件的期望的力-位移-特征曲线。
相应的呈阶梯状的轮廓具有至少一个、优选多个相继的具有相同或不同梯度且相对于彼此具有相同或不同距离的台阶部。在此，梯度应理解为台阶部的高度。由此，不仅通过多个台阶部相对彼此的距离，而且也通过各个台阶部的高度影响弹簧元件的力-位移-特征曲线。
根据本发明的一种优选实施方式规定，衔铁端面和磁芯端面构造成至少基本上彼此互补。尽管设置了弯曲部或至少一个台阶部，这允许磁芯和衔铁可至少局部地接合到彼此中，以实现在端面之间的最小距离。由此，在衔铁和磁芯之间所谓的气隙保持很小并且最优地利用了磁力。
根据本发明的一种有利改进方案规定，弹簧元件构造成碟形弹簧并且磁芯端面和／或衔铁端面构造成弯曲的或呈阶梯状的。在此还规定，作为在至少一个端面中的弯曲部或台阶部的附加，弹簧元件在径向延伸方向上具有与盘形构造方案不同的走向并且就此而言本身在径向延伸方向上形成不垂直于旋转轴线的轮廓。在此，该轮廓可构造成倾斜的或者也可构造成弯曲的或呈阶梯状的。
附图说明
由权利要求以及附图中示出的且下面进行描述的实施例得到其它实施方式。其中：
图1以纵剖视图示出了可电磁操纵的阀，
图2A和2B示出了有利的实施例，以及
图3示出了另一有利的实施例。
具体实施方式
图1以纵剖视图示出了可电磁操纵的阀1，其特别地可安装在机动车辆液压系统中。该阀1具有基本上柱形的套管2，该套管2在一个端部上承载着磁芯3，该磁芯3与套管2固定连接。在此未示出的线圈被分配给磁芯3，通过对该线圈通电，磁芯3吸引可轴向移动地布置在套管中的衔铁4。
衔铁4具有呈阶梯状的通孔5，在该通孔5中在远离磁芯3的一侧上保持有阀元件6，该阀元件6具有阀顶端7，该阀顶端7与阀座或者说阀孔8共同作用以封闭或开启通流横截面。在通孔5中此外还保持有可轴向移动的压力件9，其在一个端部被构造成螺旋弹簧10的弹簧元件加载，该弹簧元件在一个端部支撑在阀元件6上并且在另一端部支撑在磁芯3上。在此，该磁芯3具有面对衔铁4的旋转对称的磁芯端面11，并且衔铁4具有面对磁芯3的旋转对称的衔铁端面12。压力件9超过衔铁端面12伸出并且贴靠在磁芯端面11中心。
在磁芯3和衔铁4之间设置另一可弹性变形的弹簧元件13，其在此构造成旋转对称的盘形弹簧14并且以夹紧或预紧的方式保持在磁芯端面11和衔铁端面12之间。然而，在所示出的初始位置、即在未被操纵的状态下，不一定必须保持弹簧元件13预紧或夹紧。根据一种替代的实施方式，也可构造成，弹簧元件13在操纵阀1时才被夹紧在两个端面11和12之间。盘形弹簧14在中心具有孔15，压力件9穿过该孔15以贴靠在磁芯端面11上。
在此，磁芯端面11在中心具有这样的区域，即，在该区域中磁芯端面11垂直于阀1的轴线延伸并且压力件9平放于该区域上。该区域具有圆角，其超过压力件9伸出并且由此形成用于盘形弹簧14的支承面。衔铁4在其衔铁端面12上具有外部区域，在该外部区域中，衔铁端面12同样基本上垂直于阀的轴线18(通过点划线示出)定向。在此，该区域构造成环形并且位于衔铁端面12的最外部的边缘上。盘形弹簧14以其外边缘区域置于该区域上。由此，该盘形弹簧14与衔铁4和磁芯3分别形成贴靠点16或17，所述贴靠点在该实施例中构造成环形的支承面。此外，磁芯端面11和衔铁端面12构造成在径向延伸方向上、即从阀1的轴线开始倾斜地延伸，其中，倾斜延伸的区域基本上彼此平行地延伸，从而磁芯端面11和衔铁端面12就此而言构造成互补的。
在工作中，当电磁阀被通电或被操纵时，磁芯3吸引衔铁4，由此使以夹紧的方式保持在其之间的盘形弹簧14变形并且由此产生在磁芯3和衔铁4之间作用的弹簧力。
图2示出了根据两个优选实施方式的阀1的放大细节图，其中，在阀1的轴线18左侧示出了第一实施例(图2A)并且在轴线的右侧示出了第二实施例(图2B)。
这两个优选实施例共同的是，磁芯端面11和衔铁端面12构造成，使在盘形弹簧14和两个端面11、12之间的贴靠点的径向位置根据衔铁端面12相对于磁芯端面11的距离改变。为此，端面11、12在径向延伸方向上具有相应的轮廓，其中，该轮廓根据图2A通过多个彼此相继的半径R1至R3或R4至R6并且根据图2B通过多个彼此相继的台阶部S1和S2或S3和S4形成或成型而成，而盘形弹簧14作为平面的或平坦的盘形弹簧14存在。
因此，在根据图2A的实施例中，相应的端面11、12的轮廓构造成弯曲的，其中，设置多个彼此相继的半径，以形成弯曲部。有利地，半径R1至R3和半径R4至R6分别大小不同并且尤其优选地具有不同的起始点，如在图2A中示出的那样。如以上提及的那样，端面11、12的轮廓设计成，当在磁芯3和衔铁4之间的距离变化时，贴靠点中的至少一个、优选两个贴靠点径向移动。通过相应地选择半径R1至R6，实现当衔铁4接近磁芯3并且在衔铁4和磁芯3之间所谓的气隙变小或减小时，例如贴靠点16或相应的贴靠面从内向外移动。因此，贴靠点16例如在磁芯端面11上从半径R1移动到半径R2直至半径R3。同时，贴靠点17沿径向从外向内经过半径R6、R5和R4。优选地，将轮廓选择成，贴靠点16和17相对彼此的距离随着气隙的减小而减小，从而盘形弹簧14的起作用的弹簧长度或者说起作用的弹簧臂或者说弹簧区域减小，由此提高了弹簧力。通过相应地选择半径，由此可产生递增的力-位移-特征曲线，其有利地作用于阀1的工作特性。例如，由此可实现，在接近磁芯3时实现衔铁4的有利的减振。
在根据图2B的轮廓的阶梯形实施方式中，也是这种情况。将台阶部S1至S4的梯度或确切地说高度以及其相对彼此的距离选择为，通过当气隙减小时贴靠点16、17向外或向内移动，得到递增的弹簧-位移-特征曲线。
通过端面11、12轮廓的有利的、基本上互补的构造方案实现了，确保尤其小的气隙，由此更有效地利用起作用的磁力。端面11、12构造成，磁芯端面11基本上构造成突起状并且磁芯端面12构造成凹入状。由此，在衔铁4中得到凹入部，磁芯3通过其突出的磁芯端面11伸入该凹入部中。
图3示出了另一优选实施例，在该实施例中贴靠点16、17根据衔铁4相对于磁芯3的距离径向移动。在此，盘形弹簧14的轮廓构造成在径向延伸方向上呈阶梯状，而磁芯端面11和衔铁端面12是弯曲的，其中，该弯曲部基本上仅具有一个半径，从而衔铁端面12构造成凹形的并且磁芯端面11构造成凸形的。通过盘形弹簧14的轮廓在径向延伸上阶梯形的构造方案，该盘形弹簧14具有不同的强度，确切地说在纵剖视图中不同的高度x、y1、y2、y3和y4。由此根据贴靠点16、17位于哪个半径上，盘形弹簧的不同强度的区域在衔铁4和磁芯3之间作用，由此影响盘形弹簧14的力-位移-特征曲线。当然，根据图3和2的实施例也可相互组合，以得到特别有利的实施方式。
根据另一在此未示出的实施例，弹簧元件13不是构造成盘形弹簧14，而是构造成碟形弹簧，其以夹紧的方式保持在弯曲的端面11和12之间。端面11、12的轮廓在此不一定必须通过多个半径或台阶限定。相反地，如在根据图3的实施例中示出的那样，也可为简单的弯曲。通过在纵剖视图中观察至少基本上构造成圆锥形或锥体状的碟形弹簧的形状，实现贴靠点16和／或17移动，从而在此也根据衔铁4相对于磁芯3的距离，不同的弹簧杠杆臂或弹簧力发挥作用。
也可设想，设置仅仅一个台阶部或仅仅两个半径，以仅仅得到两个不同的用于贴靠点16和／或贴靠点17的位置。同样，在端面11、12或弹簧元件13上还可设置其它半径或台阶部。

Claims (13)

1.一种可电磁操纵的阀(1)，所述阀具有套管(2)，磁芯(3)固定地布置在所述套管(2)中并且操纵阀元件(6)的衔铁(4)以能轴向移动的方式布置在所述套管(2)中，其中，在所述磁芯(3)的面对所述衔铁(4)的磁芯端面(11)和所述衔铁(4)的面对所述磁芯(3)的衔铁端面(12)之间以夹紧/能夹紧的方式保持有能够弹性变形的弹簧元件(13)，并且所述弹簧元件(13)与所述衔铁端面(12)和所述磁芯端面(11)分别形成至少一个贴靠点(16、17)，其特征在于，所述弹簧元件(13)、所述衔铁端面(12)和/或所述磁芯端面(11)在径向延伸方向上的轮廓成形为，所述贴靠点(16、17)中的至少一个的径向位置根据所述衔铁端面(12)相对于所述磁芯端面(11)的距离而改变。
2.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀(1)是用于机动车辆液压系统的可电磁操纵的阀。
3.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，所述弹簧元件(13)、所述衔铁端面(12)和/或所述磁芯端面(11)的轮廓成形为，所述贴靠点(16、17)相对彼此的距离根据所述衔铁端面(12)相对于所述磁芯端面(11)的距离而改变。
4.按照上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述弹簧元件(13)与所述衔铁端面(12)和/或所述磁芯端面(11)分别形成贴靠线或贴靠面。
5.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，所述弹簧元件(13)构造成盘形弹簧(14)。
6.按照权利要求5所述的阀，其特征在于，所述盘形弹簧(14)是平的。
7.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，相应的在径向延伸方向上的轮廓是弯曲的或呈阶梯状。
8.按照权利要求7所述的阀，其特征在于，相应的弯曲部具有至少一个半径。
9.按照权利要求8所述的阀，其特征在于，相应的弯曲部具有多个不同的半径(R1-R6)。
10.按照权利要求7所述的阀，其特征在于，相应的呈阶梯状的轮廓具有至少一个台阶部。
11.按照权利要求10所述的阀，其特征在于，相应的呈阶梯状的轮廓具有多个相继的具有相同或不同梯度且相对彼此具有相同或不同距离的台阶部(S1-S4)。
12.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，所述衔铁端面(12)和所述磁芯端面(11)至少基本上彼此互补。
13.按照权利要求1所述的阀，其特征在于，所述弹簧元件(13)为碟形弹簧并且所述磁芯端面(11)和所述衔铁端面(12)是弯曲的或呈阶梯状。
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