CN103648866A - 电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁阀(1)，其带有阀结构元件(26)和帽式地且在至少一个密封区域(31)中密封地包围所述阀结构元件(26)的一个区域的阀体(10)，其中，在所述阀体(10)和阀结构元件(26)的端面(28)之间构造有流动空间(27)，并且为了形成用于流体的轴向通路(15)，所述阀结构元件(26)具有轴向延伸的、穿过所述端面(28)的且通入所述流动空间(27)中的贯穿通道(29)，并且所述阀体(10)具有在流体技术上而言与所述流动空间(27)连接的贯穿孔(11)，其中，所述贯穿孔(11)可通过以可移位的方式布置在所述阀体(10)的远离所述流动空间(27)的一侧上的关闭元件(6)封闭。在此规定，所述贯穿通道(29)具有恒定的横截面。根据本发明的一种有利的改进方案，所述端面(28)实施成唇式密封环(30)的形式。

Description

电磁阀
技术领域
本发明涉及一种电磁阀，其带有阀结构元件和帽式地且在至少一个密封区域中密封地包围该阀结构元件的一个区域的阀体，其中，在阀体和阀结构元件的端面之间构造有流动空间，并且为了形成用于流体的轴向通路，阀结构元件具有轴向延伸的、穿过所述端面的且通入所述流动空间中的贯穿通道，并且所述阀体具有在流体技术上而言与流动空间连接的贯穿孔，其中，该贯穿孔可通过以可移位的方式布置在阀体的远离流动空间的一侧上的关闭元件封闭。
背景技术
从现有技术中已知开头所述类型的电磁阀。该电磁阀例如应用在机动车辆的防抱死系统(ABS)和/或电子稳定程序(ESP)中。这种类型的电磁阀用于调整流体、尤其是制动液的体积流。为了该目的，该电磁阀的一个通路形成用于流体的入口或出口。该通路通过阀结构元件和帽形地包围该阀结构元件的阀体构成。为此，该阀结构元件具有贯穿通道，该贯穿通道通入被阀结构元件和阀体限制的流动空间中。为了确保通路、也就是说在阀结构元件和阀体之间的良好的密封作用，贯穿通道的横截面在其进入流动空间中的入口部的区域中通过形成台阶被扩大，从而阀结构元件在该区域中形成相对薄壁的通道壁。在高压下流经该通路、尤其是贯穿通道的流体将力施加到阀结构元件上。由于通道壁构造得薄，使通道壁压靠到在通道壁的区域中包围阀结构元件的阀体上。由此，在阀结构元件和阀体之间实现良好的密封作用并且防止了电磁阀的通路的可能的泄漏。由于通路的横截面几何结构，可导致不期望的流体流动特性以及周期的流动中断。这尤其是在电磁阀的高流体流量时导致噪声，该噪声具有不期望的同时在运行中以干扰的方式被感觉到的声学分量。
发明内容
在开头所述类型的电磁阀中，根据本发明规定，贯穿通道具有恒定的横截面。通路通过构造在阀结构元件中的贯穿通道、沿轴向紧接着贯穿通道的被阀结构元件和阀体包围的流动空间和贯穿孔形成。流体在流动方向上先后被引导通过贯穿通道、流动空间和流动孔。由于贯穿通道的横截面在其整个长度上恒定，在贯穿通道中存在均匀的流动特性。即，不出现所述的导致不期望的干扰噪声的流动中断，如在已知的电磁阀中由于具有台阶部的贯穿通道而存在的那种情况。由于贯穿通道的恒定的横截面，通路的可具有不同横截面的区域被限制到流动空间上，也就是说，限制到在贯穿通道进入流动空间中的入口部和优选构造在贯穿通道的轴向延长上的贯穿孔之间的通路区域上。由此且尤其是通过基于本发明可实现的在入口部和贯穿孔之间很小的距离，可能的噪声的声学分量由于在通路中的流动特性而移动到超过12kHz的对于人的听觉来说非干扰性的范围中。优选地，在入口部和贯穿孔之间的距离小于贯穿通道的在横截面中的最大尺寸、确切地说小于贯穿通道的直径。贯穿通道的横截面优选地构造成圆形。贯穿通道的“恒定的”横截面也可理解为以下这样的横截面尺寸，即，其与恒定的横截面尺寸相比具有很小的、例如由制造公差引起的偏差。
沿流动方向在贯穿通道之前可设置具有基本上任意的横截面的通道入口。该横截面可沿流动方向变化。例如，该通道入口作为扩散管存在，其横截面沿流动方向减小。在流动方向上观察，通道入口的纵向延伸小于贯穿通道的纵向延伸，以便实现所描述的均匀的流动特性。尤其地，通道入口的纵向延伸最大为贯穿通道的纵向延伸的20％、优选为10％，或者最大为贯穿通道的在横截面中最大的尺寸、确切地说贯穿通道的直径。贯穿通道的入口部位于阀结构元件的在流动方向上最远的下游位置上。
根据本发明的一种改进方案规定，阀结构元件具有与贯穿通道径向间隔开地布置的作用到密封区域上的密封装置。该密封装置在阀结构元件和阀体之间的密封区域中实现良好的密封作用，并且由此确保无泄漏地构造的通路。由于贯穿通道的在其整个长度上恒定的横截面，密封装置构造成与贯穿通道具有径向距离。因此，贯穿通道和密封装置在空间上分离。优选地，密封装置与阀结构元件构造成一体。
本发明的一种改进方案规定，密封装置构造成阀结构元件的至少一个可由于流体的压力变形的材料区。通过该材料区的可变形性在密封区域中实现了提高的密封作用。由于在高压下流过通路的流体，该流体对该材料区施加力，这引起该材料区的变形、尤其是塑性变形或弹性变形。优选地，该材料区域为此构造成如此薄，使得材料的刚性在该区域中减小。优选地，阀结构元件和由此所述材料区由塑料构成。有利地，该材料区局部地限制出流动空间，从而通过位于流动空间中的流体的压力使该材料区变形。
优选地规定，由阀结构元件和阀体构成的密封区域由所述材料区的外部区域和阀体的内部区域形成。由于阀体局部地包围阀结构元件，材料区的外部区域和阀体的内部区域彼此贴靠并且由此无泄漏地密封电磁阀的通路。由于材料区的优选的可变形性，通过流体的压力使该材料区压靠到包围阀结构元件、尤其是包围该材料区的阀体上，尤其是压靠到该阀体的内部区域上。这优选地基本上在径向方向上实现。由此，实现了密封区域的提高的密封作用。
有利的是，材料区构造成阀结构元件的外部的腹板、尤其是外部的环形腹板。就此而言，该外部的腹板在阀结构元件的周缘处延伸。通过材料区作为外部腹板的构造方案，形成相对薄壁的材料区，该材料区优选地可通过流体的压力变形。该外部的腹板的高度优选地在轴向的方向上延伸。该外部的腹板可构造成连续的环形腹板、尤其是圆形的腹板、或者构造成断开的或者说不连续的腹板，其具有多个腹板区段。在本申请文献中，该“腹板”理解为三维的几何体，其长度尺寸大于其宽度尺寸并且尤其地大于其高度尺寸。
在本发明的一种有利的改进方案中规定，限定该材料区的轴向的通入流动空间中的凹入部，尤其是槽，构造在阀结构元件的端面处。如果通路被流体流经，则流体也位于凹入部中。通过流体的压力，使该凹入部径向向外扩开并且材料区相应地变形，尤其地使其在径向方向上变形。由此引起密封区域的所述的良好的密封作用。通过该轴向的凹入部，该材料区优选地构造成外部的腹板的形式。在优选的实施方式中，该凹入部通过多个、在周向上彼此间隔开的凹入部区段形成。
在本发明的一种有利的改进方案中规定，该凹入部构造成围绕贯穿通道且相对于该贯穿通道具有径向距离地延伸的、环形的、尤其是圆环形的凹入部。该环形的凹入部在周边完全包围贯穿通道并且构造成连续的，其中，该凹入部始终与贯穿通道成间距。此外，在一种优选的实施方式中规定，通过环形的凹入部沿着阀结构元件的整个周缘实现相对薄壁的材料区。优选地，该凹入部相对于密封区域的径向距离在阀结构元件的整个周边上是恒定的，以在密封区域的每个部位处实现同样好的密封作用。
此外有利的是，阀结构元件具有构造在贯穿通道和凹入部之间的内部的腹板、尤其是内部的环形腹板。该内部的腹板可构造成断开的、也就是说具有多个腹板区段并且由此沿着贯穿通道的周边在该贯穿通道进入流动空间的入口部区域中区段式地限定出贯穿通道。该内部的环形腹板构造成连续的且完全限定出所述区域。
根据本发明的另一设计方案规定，阀结构元件(沿径向从内向外观察)先后地具有贯穿通道、内部的腹板、凹入部和外部的腹板。
优选地规定，(在轴向方向上观察)内部的腹板和外部的腹板的高度同样大。在阀结构元件的一种优选的构造方式中，内部的和外部的腹板的端面位于一个垂直于轴向方向延伸的平面中。由此，内部的和外部的腹板具有相同的高度、也就是说尤其地在流动方向上具有相同的延伸。根据加工，该高度也可稍微彼此不同。
此外有利的是，阀结构元件以局部地被压入阀体中的方式布置。通过该被压入的布置方案，已经在阀体和阀结构元件之间实现一定的密封。此外，由此实现简单的机械装配。
此外有利的是，阀体由拉深的或车削的钢制成。
附图说明
附图根据不同实施例说明了本发明，而且在附图中：
图1示出了根据第一实施例的电磁阀的示意纵剖视图，
图2示出了根据图1的电磁阀的一个区域的示意纵剖视图，以及
图3示出了根据第二实施例的电磁阀的一个区域的示意纵剖视图。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施例的电磁阀1的示意纵剖视图。该电磁阀1具有套管2，活塞式的衔铁3以可沿着电磁阀1的纵轴线4运动的方式布置在该套管2中。构造成推杆5的关闭元件6在其一个端部7上与衔铁3有效连接。与衔铁3相对的关闭元件6的自由端部8构造成密封几何结构9，其形成为球冠形。该密封几何结构9在电磁阀1的关闭位置与构造在阀体10中的具有贯穿孔11的漏斗形的阀座12共同作用。此外，电磁阀1具有基本上呈空心柱形的阀嵌入件13，该阀嵌入件局部地被套管2包围。通过套管2、阀嵌入件13和局部地布置在阀嵌入件13中的阀体10限制出用于流体的阀腔14。该阀腔14在流体技术上而言与构造成用于流体的入口16并且通过阀体10的贯穿孔11共同构成的通路15连接。该通路15在轴向方向上沿着电磁阀1的纵轴线4延伸。以下将详细阐述该通路15。
阀腔14此外在流体技术上而言与至少一个、然而通常为多个的径向通道17连接，其中，在图1的剖视图中可看到两个这种径向通道17。径向通道17形成用于流体的出口18并垂直于纵轴线4构造在阀嵌入件13中。此外，在阀腔14中布置有弹簧垫块19，其被压入阀嵌入件13中并且至少局部地环形地包围关闭元件6。弹簧元件20在一侧支撑在弹簧垫块19上并且在另一侧支撑在关闭元件6的台肩21上。此外，电磁阀1具有旁路通道22，该旁路通道在流体技术上而言将阀腔14和通路15连接。在旁路通道22中设置有止回阀23，该止回阀包括球形的止回阀关闭体24和止回阀座25。
如果在电磁阀1的运行中对在衔铁3的区域中包围套管2的励磁线圈(在图1中未示出)通电，则衔铁3和关闭元件6沿着纵轴线4克服弹簧元件20的复位力向阀座12的方向运动。由此，将密封几何结构9压入阀座12中，并且通路15和阀腔14之间的连通关闭。在此，旁路通道22通过止回阀23关闭，因为止回阀关闭体24通过作用到其上的在通路15中的流体压力被压入止回阀座25中。由此位于通路15中的流体不可流入电磁阀1的阀腔14中。即，电磁阀1位于关闭位置中。如果励磁线圈未被通电，则密封几何结构9位于从阀座12处抬起的位置中，因为支撑在弹簧垫块19上的弹簧元件20沿着纵轴线4向上挤压关闭元件6和衔铁3。即，流体通过通路15流入阀腔14中并且通过径向通道17离开阀腔14。电磁阀1因此位于打开位置中。尤其地，电磁阀1为断电打开的电磁阀1。根据电磁线圈的通电强度也可实现通路15的部分打开。当流体与以上描述的流动方向相反地流动时，通过在阀腔14中的流体压力打开止回阀23，也就是说，止回阀关闭体24从止回阀座25处抬起，从而流体从阀腔14中通过旁路通道22流入通路15中。
在图2中放大地示出了电磁阀1的在图1中标出的区域。相同的附图标记表示电磁阀1的相同的结构元件，从而在此方面参考相关的描述内容。在图2中可看到阀体10，该阀体优选由拉深的钢构成和/或构造为套筒形。阀座12构造在阀体10的面对阀腔14的一侧上。阀体10至少部分地包围优选由塑料构成的阀结构元件26。优选地，阀结构元件26局部地被压入阀体10中。通过阀结构元件26和阀体10限制出流动空间27，该流动空间尤其处于阀结构元件26的端面28和阀体10之间。在此，端面28构造成平的且优选垂直于纵轴线4。阀结构元件26具有沿着纵轴线4延伸的贯穿通道29，该贯穿通道具有在其整个长度上恒定的、尤其是圆形的横截面。贯穿通道29穿过端面28，通入流动空间27中。此外，在阀结构元件26中构造有通道入口29′。该通道入口29′轴向地连接到贯穿通道29的远离流动空间27的端部处。优选地，该通道入口29′同样具有圆形的横截面。从贯穿通道29进入通道入口29′中的过渡部(在该处它们的横截面相同)开始，通道入口29′的横截面连续地变大。就此而言通道入口29′形成扩散管。通道入口29′在轴向方向上构造成比贯穿通道29更短、优选地短多倍。(在轴向方向上向上观察)基本上相继的通道入口29′、贯穿通道29、流动空间27和贯穿孔11形成通入阀腔14中的电磁阀1的通路15。在此，具有比贯穿通道29更小的横截面的贯穿孔11与贯穿通道29同轴。旁路通道22和止回阀座25构造在阀结构元件26中。
阀结构元件26具有密封装置30。该密封装置30与阀结构元件26构造成一体、也就是说由阀结构元件26的材料构成。密封装置30密封地作用到密封区域31上，该密封区域31无泄漏地密封电磁阀1的通路15并且通过阀结构元件26和阀体10构成。该密封装置30通过在阀结构元件26的端面28处的轴向的通入流动空间27中的凹入部32构成。该凹入部32环形地包围贯穿通道29并且在此在径向方向上与其间隔开。阀结构元件26的位于凹入部32径向之外的区域形成材料区33，其构造成阀结构元件26的外部的腹板(Steg)34、尤其是外部的环形腹板35。阀结构元件26的位于贯穿通道29和凹入部32之间的区域形成阀结构元件26的内部的腹板36、尤其是内部的环形腹板37。外部的环形腹板35和内部的环形腹板37在轴向方向上具有相同的高度，相应地，其端面在径向方向上相互平齐。内部的环形腹板37在纵截面中基本上具有矩形形状。外部的环形腹板35基本上具有梯形的纵截面，其中，其径向宽度向着贯穿孔11的方向减小。这意味着，外部的环形腹板35在阀结构元件26的端面28的区域中构造在最薄处，即，具有最小宽度。外部的环形腹板35形成密封装置30。构造在阀结构元件26和阀体10之间的密封区域31由材料区33的外部区域38和阀体10的内部区域39形成。
在图3中示出了根据第二实施例的电磁阀1的一个区域。相同的附图标记表示相同的结构元件，从而在此方面参考上述实施方案。根据图3示出的电磁阀1相应于在图2中示出的、然而其中未设置密封装置30且就此而言在阀结构元件26中没有设置凹入部32。
得到电磁阀1的以下功能：在电磁阀1打开的状态中通过通路15流入阀腔14中的流体的特征在于在贯穿通道29中均匀的流动特性。这可归因于贯穿通道29沿着其整个轴向长度恒定的横截面，由此，得到至少部分地形成的流动轮廓直至达到贯穿通道29的入口部。由此，不会导致可产生不期望的噪音效果的不利的流动效应或流动中断。由于沿轴向构造在贯穿通道29之前的通道入口29′设有沿着流动方向变小的横截面，当流体进入贯穿通道29时已经使不期望的流动效应最小化。在贯穿通道29进入流动空间27中的入口部和与该入口部对置的贯穿孔11之间、也就是说在流动空间27中，该通路15具有更大的和可变的横截面。如果例如由于在流动空间27中的流体和从贯穿通道29进入流动空间27中的流体的速度不同而在通路15的该区域中出现与均匀的流动特性不同的流动特性，仅仅产生高频的、对于人的听觉来说不是干扰性的噪声，因为该区域、即流动空间27的轴向延伸很短，尤其是比贯穿通道29的在横截面上最大的尺寸或直径更短。
此外，根据图1和图2的第一实施例实现良好地密封的通路15。流过通路15的流体也流入通入流动空间27中的凹入部32中并且由此将力、尤其是以径向分量作用到腹板34上。该腹板34径向向外被压靠到包围阀结构元件26的阀体10上，由此，确保无泄漏地引导流体通过通路15。通过腹板34的梯形的纵截面，该腹板在阀结构元件26的端面28的区域中构造在最薄的部位处，从而在该区域中产生最好的密封作用，因为腹板34的材料以相应很小的弹性力反作用于通过流体引起的在径向方向上向外作用的力。通过形成凹入部32并且由此形成密封装置30，此外该结构在密封作用方面相对于加工公差不敏感。当根据图3的实施例没有凹入部32时，在给定的加工公差下在将阀结构元件26压入阀体10中时需要更高的装配力，因为阀结构元件26比带有凹入部32的阀结构元件26刚性更大。

Claims (10)

1.一种电磁阀(1)，所述电磁阀带有阀结构元件(26)和帽式地且在至少一个密封区域(31)中密封地包围所述阀结构元件(26)的一个区域的阀体(10)，其中，在所述阀体(10)和阀结构元件(26)的端面(28)之间构造有流动空间(27)，并且为了形成用于流体的轴向通路(15)，所述阀结构元件(26)具有轴向延伸的、穿过所述端面(28)的且通入所述流动空间(27)中的贯穿通道(29)，并且所述阀体(10)具有在流体技术上而言与所述流动空间(27)连接的贯穿孔(11)，其中，所述贯穿孔(11)能够通过以能移位的方式布置在所述阀体(10)的远离所述流动空间(27)的一侧上的关闭元件(6)封闭，其特征在于，所述贯穿通道(29)具有恒定的横截面。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀结构元件(26)具有与所述贯穿通道(29)径向间隔开地布置的作用于所述密封区域(31)的密封装置(30)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述密封装置(30)构造为所述阀结构元件(26)的至少一个能由于所述流体的压力变形的材料区(33)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，由所述阀结构元件(26)和所述阀体(10)构造成的密封区域(31)由所述材料区(33)的外部区域(38)和所述阀体(10)的内部区域(39)形成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述材料区(33)构造为所述阀结构元件(26)的外部的腹板(34)、尤其是外部的环形腹板(35)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，限定出所述材料区(33)的轴向的通入所述流动空间(27)中的凹入部(32)、尤其是槽，构造在所述阀结构元件(26)的端面(28)处。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述凹入部(32)构造为围绕所述贯穿通道(29)且相对于所述贯穿通道具有径向距离地延伸的、环形的、尤其是圆环形的凹入部(32)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述阀结构元件(26)具有构造在所述贯穿通道(29)和所述凹入部(32)之间的内部的腹板(36)、尤其是内部的环形腹板(37)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，沿径向从内向外观察，所述阀结构元件(26)先后地具有所述贯穿通道(29)、所述内部的腹板(36)、所述凹入部(32)和所述外部的腹板(34)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，在轴向方向上观察，所述内部的腹板(36)和所述外部的腹板(34)的高度同样大。
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