CN105324822B - 电磁的阀设备以及线圈支承体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁的阀设备，其具有设计用于执行流体通道的打开或者关闭过程的衔铁单元(10)，所述衔铁单元作为对至少局部包围衔铁单元的固定的线圈器件(18、20、22)通电的反应、能够相对线圈器件沿着轴向方向(12)可运动地被驱动，其中，所述线圈器件具有线圈支承体(20)，所述线圈支承体设有设置用于通电的绕组(22)的绕组部段(20)，其中，所述线圈支承体、尤其在绕组部段的区域内设有轴向延伸的并且设计用于导引衔铁单元的、尤其空心圆柱形的内部壳体，在内部壳体的壳体表面内模制凹槽或沟纹式的、并且能够实现衔铁运动空间的排泄的通道(54)。

Description

电磁的阀设备以及线圈支承体

技术领域

本发明涉及一种电磁的阀设备。此外，本发明还设计一种用于实现电磁的调节设备、尤其上述的电磁的阀设备的线圈支承体。

背景技术

由现有技术通常已知，为了进行阀控制设置电磁的调节机构。具体地说，这样的电磁调节机构由衔铁单元实现，该衔铁单元相对于固定的芯单元和固定的线圈单元作为对该线圈单元通电的反应能够运动，其中，典型地结构上如此构造这样的电磁调节设备(也被称为执行器)，使得由具有其上设置的、适合通电的绕组的线圈支承体(典型地设计为塑料注塑件)构成的线圈单元包围衔铁单元并且因此在它的自由的内部空间中形成衔铁-移动空间。能够相应地沿着轴向纵向方向移动的衔铁单元具有典型的、在轴线端侧的、设计为弹性垫的封闭部段，该封闭部段根据相应的轴向衔铁位置而被敞开并且因此打开或关闭轴向上指向衔铁单元的和典型的、已知的电磁阀的固定的阀座。

这种以公知为前提条件的技术用于满足变化最多的应用目的，并且尤其还在大多数观点看来能够被成本低廉地制造或完成。

同样出于这种原因，上述技术也被用于汽车或机动车制造领域，并且解决了变化最多的调节技术问题或阀技术问题，因此例如作为用于机动车空气弹簧装置的流体阀。

但是，汽车领域对于这样的电磁的阀设备提出特别的要求。因此，例如在发动机舱、在车辆底部区域或者其它显露的结构空间内会导致特别脏的情况，这又会导致干扰介质、例如水、尘粒或者其它物质以不希望的方式通过阀入口(例如通常的排气孔或排泄孔)进入这样的阀设备中，并且因此会导致运行受到干扰，甚至可能会降低使用寿命。同时，通常通过结构上减小排气孔横截面或排泄孔横截面不可能避免这种不希望的外来物质的侵入，因为这样的措施不仅会影响动力学特性，而且因此还会影响阀设备的使用性能，而且例如(通常)在多部件组成的系统中还会使得排气孔或排泄孔的装配或定向变得困难。

上面所述的以这种类型的设计为前提的技术的另一个技术上的缺点是，在日益增高的对紧凑设计的要求下(例如以在装配环境下更小的结构空间为条件)要求衔铁单元和封闭部件(例如弹性的封闭体)相对于阀座更精确的定向；在较小的径向尺寸的情况下已知的公差还会导致不密封性并且由此导致以上述方式设计的阀设备的功能故障。这尤其对由现有技术已知的阀座或对由该阀座构成的结构组、以及不同结构组的衔铁单元和环绕的线圈-基础结构有非常重要的意义，所述结构组仍额外地承受不同的公差条件或环境影响。在这种背景下力求，实现一如既往的上述类型的尽可能紧凑的(即尤其在径向方向或在直径上减小)电磁的阀设备，因此本发明所要解决的技术问题是，在调节或装配优化的条件方面改进一种电磁的发设备，同时兼顾在衔铁单元或器封闭部段和配属的阀座之间共同作用下的优化的封闭性，并且附加地为将与阀设备连通的流体以及为例如向排泄结构提供的和待流出的流体提供尽可能宽的流通截面或流体横截面。额外地，要被改进的阀设备应该以更好的方式被保护免于受到不希望的干扰介质的流入。

发明内容

所述技术问题通过具有以下描述的特征的电磁阀设备所解决。此外，在本发明的范围内，要求单独地保护线圈支承体，它尤其适合于本发明所述的电磁阀设备，但是此外还适用于很多其它的电磁调节设备，尤其特别重要地用于待实现的电磁阀。

在根据本发明的有利的方式中，本发明首先设计用于例如衔铁内部空间的排泄和/或通风的通道的有效结构：这种通道根据本发明被改进为在线圈支承体的绕组部段的(优选空心圆柱形的)内壳内的凹槽或沟纹，因而线圈支承体在这个区域内除了它的对于(同样是圆柱形的)衔铁单元的导引作用外还会在圆周侧通过所述通道中断相互共同作用的外壳面。附加改进的是，所述通道在轴向端侧(该端侧与入口或出口部段以及由此与阀座相对置)通过阻止器件或转向器件、例如由线圈支承体的(塑料)材料实现的材料导引，它以解决技术问题的方式有利地阻止了、至少确实妨碍了干扰介质不希望地流入所述通道以及易受污染的使用环境中。线圈支承体作为塑料-注塑件的优选设计方案还能够实现，利用最低的成本使用尽可能低的附加的制造成本和装配成本来实现这种附加的改善。

此外，本发明有利地和改进地设定，设有与线圈支承体横向相邻的导流部段，它尤其将流过在阀打开的情况下、在入口或出口部段和绕组部段之间被敞开的过渡区域的流体沿线圈器件的侧向引导至适合的底部端侧的出口。这样的导流部段根据本发明改进地以板状的结构组件的方式实现，进一步优选地自身设计为塑料-注塑件，其中，出于使流体介质很难进入的目的，以这种方式转向器件和/或弯曲器件能够设计为导流结构的部段，方法是，通过进一步优选的塑料-注塑方法在塑料材料中加工出这样的凸起或凹陷。

以根据本发明的有利的方式，根据改进方案为线圈支承体的绕组部段配备附加的根据本发明的入口和/或出口部段，该入口和/或出口部段能够尤其由轴向方向从内部实现与阀设备连通的流体的流入或流出，并且与流入或流出相对置地以阀座的方式提供用于衔铁单元的封闭部段的封闭配对件，从而以根据本发明的方式通过这种集成的线圈支承体实现衔铁单元(连同封闭部段)在阀座上的定向。换言之，通过这样的方式，即根据本发明以及在改进方案的范围内衔铁单元的导引结构(在环绕的线圈内部，也在绕组部段内部)与通过所述阀封闭的入口或出口相集成，则十分有效地简化了阀设备在安装位置上的安装，而且简化了在封闭部段和阀座之间配合作用下的阀功能的调节或建立。

随后，尤其进一步改进了这种根据本发明的优点，进一步优选借助塑料-注塑方法或者类似方法，线圈支承体与它的组成部分“绕组部段”和“入口或出口部段”作为共同的、一体式部件而被制造。

在此，在设计上被证明特别有利的是，两个组成部分通过接片部段或者类似的连接部段如此相互连接，使得在入口或出口部段和绕组部段之间的过渡区域内实现用于流体的较宽的流动横截面，它随后在阀的打开状态下(即衔铁单元的封闭部段与入口或出口部段或在此设计的阀座相隔)允许阀的低流动阻力的流通。线圈支承体的至少这种部段的进一步优选的径向对称的结构设计随后会在该过度区域内形成保护形状，它具有机械稳定性、成本低廉的导引特性以及简单的自动的可制造性。

所述入口或出口部段有利地并且根据本发明改进地实现了喷嘴式的、或沿着朝向轴向端部扩展的通道。随后，在扩展的开口区域内实现了与阀的固有的工作空间的连接，即与流体流入或流出阀的流动相关联，同时在通道的缩窄的端部上、轴向上与扩展的区域相对置地设有用作阀座的区域，用来与衔铁单元的封闭部段(例如阀橡胶)共同作用。

以这种方式即以快速的、简单的并且结构上和制造技术上有利的方式形成一种电磁阀设备，它明显克服了在现有技术中已知的缺点并且尤其提供了这样的电磁阀设备，它尽可能受到保护免于不希望的干扰介质和外来介质的进入，同时具有尽可能(理想的)紧凑性和用于无阻碍的流体流动的优化的流通。明显可见，尤其在大批量使用中以及在使用地精确的装配或调节中这样制造的电磁阀设备的成本被明显降低了。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由下面对优选实施例的说明以及结合附图而给出；附图为

图1示出剖切根据本发明的第一实施方式在通电的打开状态下(即在第一实施例中涉及无电流关闭的阀设备)的电磁阀设备所得的纵剖面图；

图2示出于图1类似的在打开的阀状态下第一实施例的纵剖面图，通过箭头示意性标识流体流动；

图3示出根据在图1、2中所示的第一实施例的根据本发明的线圈支承体以及线圈支承体被局部剖切的立体图；

图4示出在(无电流)关闭状态下源自图1的示意图根据图1-3的第一实施方式的阀设备的剖面图；以及

图5，图6示出根据图1-4所示的第一实施方式的阀设备的立体外观视图，用来明示在线圈器件的侧面外壳区域中的流体流动(图5)，或者用来明示在线圈器件的(轴向)底部区域内的排泄出口(图6)。

具体实施方式

具有圆柱形外壳的、弱磁性的衔铁单元10沿着轴向方向(轴线12、同样是对称轴线)能够相对于固定的线圈单元和固定的芯单元14运动。线圈单元在此具有为衔铁单元提供空心圆柱形的内部空间或导引空间16的线圈支承体18，该线圈支承体具有用于(已知的)绕组22的绕组部段20(并且绕组还能够以其它已知的方式为了驱动衔铁10而被通电)。在绕组部段20上一体式连接有在线圈支承体18的轴向端侧的入口或出口部段24，该入口或出口部段被设在通道30的沿着朝向阀工作腔26扩宽的开口28内。这种圆锥形的通道30在另一端(即与开口28对置的一端)设有喷嘴式的缩细的阀座32，它沿着轴向方向12指向衔铁单元10的运动方向。具体地，衔铁10在它指向阀座32的端部区域内具有用作封闭部段的阀橡胶部段34，因而在阀装置的图1和2所示的连通位置中衔铁单元10使得阀座32和入口或出口部段的流通通道敞开，然而相比于图4所示的衔铁在它被升高的运动状态中(相应于绕组22的不通电状态)阀橡胶34封闭阀座32，并且由此密封流通通道。

衔铁单元10以其它已知的方式电磁式地与芯单元14配合作用，其中，设在衔铁内部和支撑在内部部段上以及抵靠芯单元14的螺旋压弹簧36将衔铁单元以及阀橡胶预压紧到闭合位置(如图4所示)中。在衔铁单元10中沿着朝向芯单元14的方向所设置的环形的聚合物体38用作在绕组22通电时衔铁碰撞芯单元14的缓冲装置。

在(附图中)上部区域内一体式的线圈支承体18通过环形密封环40支撑在环绕的结构壳体上并且被密封。以其它已知的方式，由壳体外套42和端侧的轭板44构成的导磁的壳体包围线圈体，并且因此避免对于衔铁单元或芯单元的电磁影响，用来以前述的方式轴向驱动衔铁单元。

图3的立体图尤其示出线圈支承体18的另一种结构的细节图。由此首先示出，绕组部段20被底部端侧的第一环形法兰48和上部的环形法兰50所限定，因而形成用于绕组22的绕组区域。在内部区域16内设有空心圆柱形的外壳面52，它主要与衔铁体10的外圆周相匹配。附加地示出与轴向方向12平行延伸的排泄通道54，它作为轴向延伸的凹槽模制在一体式、在图3中所示的线圈支承体的塑料材料内，并且底部端侧地在下部法兰的区域内汇入借助突出的环形支板56实现的迷宫式结构中。

如前面所述，这种设计会使得污染物或者类似流体介质很难进入衔铁空间的内部，该衔铁空间通过排泄通道54可以和设有排泄设备一样进行通风。

在环形法兰48内，线圈支承体轴向对置的入口或出口部段24首先在所示的示意性的朝向阀座32圆锥形缩窄的流通通道的剖面图中可以被识别到。此外，明显可以看到，部段24通过相互平行并且轴线平行延伸的接片58、60与绕组部段20相连接，其中，在这些接片之间为了实现流体流通路径62设有自由的间距或裂口。在径向对称的结构设计中，例如图5所示，由此在入口或出口部段24与借助接片58、60连接的绕组部段20之间形成保护结构。

图2所示的与图1所示结构对置的、轴向旋转90°的纵剖切面通过所示箭头对通过在阀的打开状态下的阀设备的流体流动加以说明(即在垂直方向上衔铁单元10位于轴向下降的调节位置)。可见，流通通道的流体在打开的状态下首先径向流动通过保护结构区域的自由的开口部段，并且随后再次能够在垂直方向上被向下导引(在设备的环绕的结构外壳内部)。此外，图2的视图示出出于这种目的有利地设定的、在侧向安置在绕组部段上的作为导引部段的导流组件74，该导流组件参见图5或图6的立体的侧视图被设计为板形的注塑件，其以在图5中所示的方式实现了曲流形式的流体流(例如由凸起76引起)，并且例如以在图1中所示的方式能够通过放置或粘贴与绕组部段的法兰50、48固定连接。

此外，这种弯曲的、迷宫式的流体导引结构还能够起到这样的作用，即至少使得不希望的流体介质(从出口区域78，图5、6所示)很难流入。

在底部端侧的出口方面图6额外地示出了，在装配状态下几乎全部遮盖底部的装配板80降低了从排泄设备中流出到局部横截面82。

根据前面所述的实施例，其在典型的实际中在衔铁升高大约1.1mm、衔铁直径为9mm并且在轴向方向的总长度为40mm的情况下实现了一种阀设备，明显可见，除了明显改善了针对外来物质或外来杂质进入的防护之外还尤其明显地简化了制造、装配和调节。这会使得能够将壳体(图1至图3)典型的外径减小到30mm，从而本发明尤其适用于在承载的环境下较窄的结构空间，因此具有例如用于汽车和机动车领域的突出的特性。

Claims (20)

1.一种电磁的阀设备，具有

设计用于执行流体通道的打开或者关闭过程的衔铁单元(10)，

所述衔铁单元作为对至少局部包围衔铁单元的固定的线圈器件(18、20、22)通电的反应、能够相对线圈器件沿着轴向方向(12)可运动地被驱动，其中，所述线圈器件具有线圈支承体(18)，所述线圈支承体设有设置用于通电的绕组(22)的绕组部段(20)，并且

所述线圈支承体设有轴向延伸的并且设计用于导引衔铁单元的内部壳体，在内部壳体的壳体表面内模制凹槽或沟纹式的、并且能够实现衔铁运动空间的排泄的通道(54)，

其特征在于，

所述线圈支承体沿轴向与入口或出口部段相对置地、并且在端侧上提供用于所述通道(54)的通道出口，为所述通道出口配备抵御干扰介质侵入的阻止器件和/或转向器件。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线圈支承体(18)在轴向端部上构成流体通道的入口或出口部段(24)，入口或出口部段(24)设在绕组部段(20)上，并且能够通过轴向端侧设在衔铁单元上或之内的封闭部段(34)封闭。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述入口或出口部段(24)一体式设在绕组部段(20)上。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线圈支承体在绕组部段的区域内设有轴向延伸的并且设计用于导引衔铁单元的空心圆柱形的内部壳体。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通道至少局部地与轴向方向(12)轴线平行地延伸，并且延伸进同轴的、并且设计用于与衔铁单元在线圈支承体上或者之内电磁共同作用的固定的芯单元(14)中。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，为了线圈支承体配备导流部段(74)以构建流体通道的部段，所述导流部段布置在径向外侧并且具有用于流体导引的转向器件和/或弯曲器件(76)。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述导流部段被设计为在壳体侧与绕组部段相连接的、在侧向安置在绕组部段上的结构组件。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述导流部段设计为注塑件。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述线圈支承体设计为由塑料材料构成的一体式的注塑件。

10.一种电磁的阀设备，具有

设计用于执行流体通道的打开或者关闭过程的衔铁单元(10)，

所述衔铁单元作为对至少局部包围衔铁单元的固定的线圈器件(18、20、22)通电的反应、能够相对线圈器件沿着轴向方向(12)可运动地被驱动，其中，所述线圈器件具有线圈支承体(18)，所述线圈支承体设有设置用于通电的绕组(22)的绕组部段(20)，并且

所述线圈支承体设有轴向延伸的并且设计用于导引衔铁单元的内部壳体，在内部壳体的壳体表面内模制凹槽或沟纹式的、并且能够实现衔铁运动空间的排泄的通道(54)，

其特征在于，

入口或出口部段(24)通过接片部段(58、60)笼状地如此与绕组部段(20)相连接，使得当封闭部段不作用在入口或出口部段上时，使得从轴向外侧流入入口或出口部段的流体能够在这些接片部段之间流动。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述线圈支承体在绕组部段的区域内设有轴向延伸的并且设计用于导引衔铁单元的空心圆柱形的内部壳体。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述入口或出口部段构成轴向端侧扩展的通道(28)，所述通道(28)轴向上在朝向衔铁单元的方向构成用于与衔铁单元的封闭部段(34)共同作用的阀座(32)。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述通道(28)设计为喷嘴式的。

14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述通道至少局部地与轴向方向(12)轴线平行地延伸，并且延伸进同轴的、并且设计用于与衔铁单元在线圈支承体上或者之内电磁共同作用的固定的芯单元(14)中。

15.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，为了线圈支承体配备导流部段(74)以构建流体通道的部段，所述导流部段布置在径向外侧并且具有用于流体导引的转向器件和/或弯曲器件(76)。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述导流部段(74)被设计为在壳体侧与绕组部段相连接的、在侧向安置在绕组部段上的结构组件。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述导流部段设计为注塑件。

18.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述线圈支承体设计为由塑料材料构成的一体式的注塑件。

19.一种用于实现电磁的调节设备的线圈支承体，具有用于设置绕组(22)而构造的、沿着轴向方向(12)延伸的绕组部段(20)，所述绕组部段为了导引衔铁单元(10)沿着轴向方向设有内部空间(16)，

其特征在于，

所述线圈支承体轴向端部上具有这样的一体式设置的入口或出口部段(24)，使得在内部空间内导引的衔铁单元(10)能够在封闭位置上封闭入口或出口部段的位于轴向内部的阀座(32)，并且在打开位置上使得流入入口或出口部段的流体穿过开口(62)或者在入口或出口部段和绕组部段之间的线圈支承体的通孔。

20.按照权利要求19所述的线圈支承体，其特征在于，所述线圈支承体用于实现根据权利要求1至18之一所述的电磁的阀设备。