CN106536999A - 间隔板和用于流体运转的消耗器的控制单元 - Google Patents

Abstract

一种间隔板，其用于密封用于流体运转的消耗器的控制单元的壳体部的相对置的密封面，所述间隔板包括至少一个密封层的两个密封表面区域，它们面向相应的密封面并且能密封地贴靠在所述密封面上，为了这样改进上述间隔板，使得确保在密封表面区域和密封面之间的持久的和可靠的密封，提出：至少一个所述密封表面区域由裸露的、相对于密封面能滑移的、用于直接贴靠在密封面上的金属涂层形成。

Description

间隔板和用于流体运转的消耗器的控制单元

技术领域

本发明涉及一种间隔板，其用于密封用于流体流转的消耗器、尤其是传动单元的控制单元的壳体部的、相互对置的密封面，所述间隔板包括至少一个密封层的两个密封表面区域，它们面向相应的密封面且能密封地贴靠在所述密封面上。

背景技术

在这样的间隔板中存在下述问题，即，所述用于密封的密封表面区域通常设有弹性体涂层，这些弹性体涂层在所述控制单元的运行期间受损，从而在所述密封表面区域和密封面之间的密封在控制单元的运行使用寿命期间受损。

发明内容

因此，本发明的任务在于，如此改进间隔板以及具有这样的间隔板的控制单元，使得确保在所述密封表面区域和密封面之间的持久的和可靠的密封。

按照本发明，所述任务在开始所述类型的间隔板中通过下述方式完成，即，至少一个所述密封表面区域由裸露的、相对于所述密封面能滑移的、用于直接贴靠在密封面上的金属涂层形成。

按照本发明的解决方案的优点在于，这样的能滑移的金属涂层具有下述优点，即，所述金属涂层与弹性体涂层相比受到更小的磨损和更少的磨损迹象，并且因此一方面持久地确保相对于各个密封面的可滑移性又确保相对于各个密封面的密封。

在这种情况下，尤其有利的解决方案规定，所述金属涂层由布氏硬度小于50HB的材料形成。

为了得到所述金属涂层的足够的抗变形性，优选规定所述金属涂层具有大于10HB的布氏硬度。

为了得到所述金属涂层的足够高的抗变形性，优选规定所述金属涂层具有大于2MPa(兆帕)的剪切强度。

在这种情况下，所述金属涂层的材料可具有各种各样的成分。

所述金属涂层的材料优选为软金属。

这样的软金属例如是纯金属，像是铝、铜、锡或锌。

优选除了纯金属之外也可使用金属合金，像是例如铝合金、铜合金或锡合金或铅合金，例如铜锡合金、铅锡合金、黄铜合金。

在这种情况下，对于所述金属涂层尤其有利的是也用作滑动支承材料的材料。

关于按照本发明的金属涂层的层厚度至今未作出更详细的说明。

因此，一种有利的解决方案规定，所述金属涂层具有1μm(微米)或更大、再更好地2μm或更大的层厚度。

然而此外，当所述层厚度限定为相同时，在所述金属涂层的效用方面是有利的。

出于所述原因规定，所述金属涂层具有10μm或更小、再更好地8μm或更小的层厚度。

在按照本发明的解决方案中，所述金属涂层直接涂覆在所述密封层的材料上。

在直接涂覆的情况下优选甚至能达到下述状态，其中所述金属涂层局部地扩散至密封层的材料中，以便在金属涂层和密封层之间建立尽可能紧密的连接。

另一有利的解决方案规定，所述金属涂层涂覆在硬涂层上，所述硬涂层本身涂覆在密封层上，就是说在这种情况下，所述硬涂层形成在所述密封层的材料和金属涂层之间的中间层。

这样的硬涂层具有下述优点，即，所述硬涂层针对金属涂层在间隔层的使用过程中被磨损的情况提供安全性，从而在这种情况下所述硬涂层于是使密封层的材料免于与密封面直接接触。

所述硬涂层优选包括来自陶瓷或金属的种类的材料，例如下述材料：DLC(类金刚石碳)、TiN(氮化钛)、SiC(碳化硅)、Cr(铬)、硬青铜。

所述硬涂层优选如此构造，使得其具有大于100HB的布氏硬度。

所述硬涂层的层厚度优选为1μm或更大。

此外，所述硬涂层优选如此设计，使得其层厚度为10μm或更小。

当所述硬涂层的层厚度小于金属涂层的层厚度时，是尤其有利的。

当所述硬涂层紧接地在没有间隔层的情况下直接涂覆到密封层上时，是尤其有利的。

关于所述密封层可设想各种各样的解决方案。

所述密封层例如可以由各种不同的材料制成。

当所述密封层是金属密封层时，是尤其有利的。

尤其在金属密封层的情况下优选规定，所述密封层由设有圆缘(Sicke)的金属板层形成。

在这种情况下，圆缘冠(Sickenkamm)优选形成被考虑用于利用密封面密封的密封表面区域。

出于所述原因优选规定，至少在圆缘冠的面向密封面的区域内布置裸露的金属涂层。

备选于此地规定，所述密封层由延伸在平行于密封面的面内的平面的板层形成。

在这种情况下优选规定，所述密封层具有相对于密封面平行延伸的密封表面区域。

此外，本发明涉及一种用于流体运转的消耗器的控制单元，所述控制单元包括两个具有相向密封面的壳体部，在所述密封面之间布置有间隔板，所述间隔板借助于密封表面区域流体密封地贴靠在密封面上。

按照本发明，在这样的控制单元中，所述间隔板根据一个或多个前述特征构造。

优选在这样的控制单元中规定，所述密封面具有小于10μm的平均的表面粗糙度，以便在滑移特性足够良好时与金属涂层结合从而实现足够良好的密封。

此外尤其有利的是，所述裸露的金属涂层的密封表面区域与密封面形成材料副，所述材料副的滑移摩擦系数为0.6或更小、还更好地为0.5或更小，以便一方面得到所需的滑移特性且另一方面实现足够良好的密封。

关于所述壳体部的密封面至今未作出更详细的说明。

因此，有利的解决方案规定所述壳体部的密封面由裸露的金属表面形成。

在这种情况下，形成所述密封面的金属表面优选为铝表面或钢表面。

当所述壳体自身由金属、也就是说由铝或钢制成时，这样的解决方案能够特别有利地实现。

附图说明

本发明的其它特征和优点是下述说明书以及若干实施例的附图图示的主题。

其中：

图1示出按照本发明的、具有两个壳体部的控制单元的透视的分解图，这两个壳体部的密封面相向并且在它们之间布置有按照本发明的间隔板；

图2示出在按照本发明的控制单元的第一实施例中沿图2的线的局部剖面在高度上相互拉开的视图；

图3示出在按照本发明的控制单元的第二实施例中与图2相似的剖面的视图；

图4示出在按照本发明的控制单元的第三实施例中与图2相似的剖面的视图；

图5示出在按照本发明的控制单元的第四实施例中与图2相似的剖面的视图；

图6示出在安札本发明的控制单元的第五实施例中与图2相似的剖面的视图；

图7示出在按照本发明的控制单元的第六实施例中与图2相似的剖面的视图。

具体实施方式

在图1中示意性示出的并且整体用10表示的、用于流体运转的消耗器、例如用于流体运转的传动单元、尤其是用于机动车的传动单元的控制单元、包括尤其由金属构成的第一壳体部12和尤其由金属构成的第二壳体部14，其中例如在第一壳体部中布置有阀16、18并且例如在第二壳体部14中布置有滑阀22，它们分别控制或调节流体在相应壳体部12、14中的流动。

所述两个壳体部12、14具有相向的通道侧24和26，它们如此构造，使得所述流体能漫过其中一个壳体部12、14进入相应的另一个壳体部14、16中。

在所述壳体部12、14的通道侧24和26之间装入整体用30表示的间隔板，所述间隔板以第一侧面32贴靠在第一壳体部12的通道侧24上并且以第二侧面34贴靠在第二壳体部14的通道侧26上，并且分别借助于通道侧24、26密封封闭，其中在所述间隔板30中设有穿通口、例如穿通口42、44、46并且可能还设有其它穿通口，流体通过所述穿通口漫过其中一个壳体部12、14进入另一个壳体部14、16中。

在这种情况下，几个所述穿通口、例如穿通口42和46能够实现流体无阻碍地漫过其中一个壳体部12、14进入相应的另一个壳体部14、12中，与其互补地，几个穿通口、例如穿通口44用于作为影响漫过其中一个壳体部12、14进入另一个壳体部14、12中的流体的功能元件起作用，其中通过这样的穿通口44例如能实现能有针对性地适配的扼流作用以用于控制排出、尤其是在切换过程中随时间排出。

为了在所述壳体部12和14的通道侧24和26以及间隔板30之间的功能可靠的密封，在间隔板30上设有围绕穿通口42、44、46延伸的或者紧密或疏松包套所述穿通口的密封表面区域52，所述密封表面区域在所述控制单元的装配状态下贴靠在通道侧24、26的对应延伸的密封面54上。

所述通道侧24、26的密封面54例如是裸露的金属表面，其被处理且优选如此处理，使得所述金属表面具有小于10μm的粗糙度。

当所述金属表面的平均表面粗糙度Rz处于10μm或更小的范围内时，是尤其有利的。

在图2中示出的按照本发明的间隔板30的第一实施例中,所述间隔板由支承板62形成，所述支承板例如由金属构造并且在两侧支承金属的密封层64、66，它们铺设在支承板62的相应的相对置的表面72、74上。

所述密封层64和66以其面向支承板62的密封层下侧68铺设在支承板的相对置的表面72和74上，并且以所述密封层下侧68密封地封闭支承板62的表面72和74。

优选所述密封层64和66与支承板62这样连接，使得密封层64和66不能平行于支承板62的延伸方向移动并且因此在装配状态下，在密封层64和66与支承板62之间不发生滑动。

密封层64、66优选也由金属层、尤其是金属板形成并且为了改进在各个密封表面区域52内的密封具有圆缘76和78，它们优选构造为全圆缘(Vollsicken)，它们的各个圆缘脚(Sickenfuβ)82、84铺设在支承板62的表面72、74上，而各个圆缘冠86面向通道侧24、26的相应的密封面54，从而尤其在圆缘冠86的区域内构造有密封表面区域52，所述密封表面区域流体密封地贴靠在密封面54上。

密封层64、66优选由钢构造。

然而，密封层64、66以其表面区域52在密封面54上的贴靠由于密封面54的粗糙度在高压下无法得到充分流体密封的密封。

出于所述原因，密封层64、66在密封表面区域52内分别在其密封层上侧88上设有金属涂层92,所述金属涂层在第一实施例中至少在圆缘冠86的区域内一方面能直接密封地贴靠在各个通道侧24、26的密封面54上，且另一方面能相对于各个密封面54滑移，从而各个密封层64、66以在该实施例中至少处于圆缘冠86区域内的相应的密封表面区域52基于热学或机械的影响能相对于通道侧24、26的密封面54进行滑移的相对运动，而不会使密封表面区域52与相应的密封区域54之间的密封受损。

在这种情况下，优选所述金属涂层92由软金属制成并且优选具有小于50HB的布氏硬度。

这样的适于金属涂层92的材料是铝或铜或锡或锌或金属合金，像是例如铜锡合金、铅锡合金、铝合金或黄铜合金。

这样的软金属合金的优点在于，利用所述软金属合金在密封表面区域52和密封面54之间得到材料副，所述材料副的滑动摩擦系数为0.5或更低，从而由此能实现密封表面区域52相对于密封面54足够良好的滑移并且同时在密封表面区域52和密封面54之间形成良好密封。

尤其如此构造所述金属涂层92，使得所述金属涂层具有大于2MPa的剪切强度。

用于形成密封表面区域52的金属涂层92的层厚度的数值例如为1μm或更大、优选数值为2μm或更大。

金属涂层92的层厚度最大为10μm或更小、优选为8μm或更小。

借助于金属涂层92的这样的层厚度一方面在密封表面区域52与密封面54之间的滑移特性经改善时得到足够良好的密封，此外所述金属涂层还具有很高的耐用度，从而在按照本发明的控制单元10的规定的使用寿命期间既保持所述滑移特性又保持所述密封。

在图3中示出的简化的第二实施例中,所述间隔板30’仅具有唯一的、带有圆缘76的密封层64，其在圆缘冠86的区域内为了形成密封表面72设有金属涂层92，所述金属涂层以与在第一实施例中相同的方式构造。

此外，密封层64在第二实施例中如此构造，使得所述密封层在其圆缘脚82、84的区域内形成密封表面区域52，然而所述密封表面区域不带有金属涂层92，而是以其密封层下侧68贴靠在通道侧26的密封面54上。

另外，第二实施例只要具有与第一实施例相同的元件，就用相同的附图标记表示，从而在所述元件方面参考用于第一实施例的实施方式。

在图4中示出的按照本发明的控制单元的第三实施例中，密封层64和66不仅在密封层上侧88、同样也在相应地铺设在支承板62的相应表面72、74上的密封层下侧68上设有金属涂层92，从而由此甚至还能改进在各个圆缘76和78的圆缘脚82和84的区域内的密封和滑移特性，并且因此甚至改进在密封层64和66以及支承板62之间的密封。

另外，第三实施例以与第二实施例相同的方式构造，从而能以全部内容参考用于第二实施例的实施方式。

在图5中示出的、为第二实施例的变型的第四实施例中，唯一的密封层64既在密封层下侧68、又在密封层上侧88上设有金属涂层92，所述金属涂层由此既改进在唯一密封层64与通道侧24的密封面54之间的密封、又改进在所述唯一密封层与通道侧26的密封面54之间的密封，并且在密封层64的两侧允许密封面54相对于间隔层30”’的密封表面52的相对滑移。

另外，第四实施例的其它特征与第二和第一实施例的其它特征相同，从而对于相同元件使用相同的附图标记并且在此方面参考用于第二和第一实施例的实施方式。

在图6中示出的第五实施例中，设有作为唯一密封层102的平面金属层，其具有优选平行于密封面54延伸的表面104和106。

这样的平面的密封层102在其相对置的表面104和106上也设有金属涂层92，所述金属涂层按照前述各实施例形成和构造，并且形成为了密封而贴靠在通道侧24和26的密封面54上的密封面区域52。

在这种情况下，金属涂层92可在密封层102的整个表面104和106上延伸或者也可仅在密封层102的局部区域上延伸，在所述局部区域中应借助于密封面54进行密封。

另外，第五实施例的、与前述各实施例的元件相同的那些元件用相同的附图标记表示，从而关于相同内容的说明能以全部内容参考用于前述各实施例的实施方式。

在图7中示出的、为第一实施例的变型的第六实施例中，金属涂层92不直接涂覆到密封层64和66的密封层上侧88上，而是密封层上侧88设有硬涂层122，所述硬涂层本身带有金属涂层92。

硬涂层122优选具有大于100HB的布氏硬度并且用于在下述情况下保护密封层64和66的材料，即，在密封表面区域52上由于金属涂层的长期使用时间出现金属涂层92的磨损。

此外可行的是，硬涂层122用作在各个密封层64、66与金属涂层92之间的增附剂层，从而由此也能改进金属涂层92在密封层64、66上的粘附。

硬涂层122优选具有1μm或更大的厚度。

此外，硬涂层122优选具有10μm或更小的厚度。

例如将DLC、TiN、SiC、Cr或硬青铜设为用于硬涂层122的材料。

在所述各个密封层与金属涂层92之间的这样的硬涂层122也可在其余各实施例中、也就是说尤其是在第二至第五实施例中用在各个密封层62、64与金属涂层92之间并且具有与结合第六实施例所述的优点相同的优点。

另外在第六实施例中，所有与前述各实施例的元件相同的那些元件用相同的附图标记表示，从而关于相同内容的说明能以全部内容参阅用于各实施例的实施方式。

Claims (21)

1.间隔板，其用于密封用于流体运转的消耗器的控制单元(10)的壳体部(12，14)的相对置的密封面(54)，所述间隔板包括至少一个密封层(64，102)的两个密封表面区域(52)，它们面向相应的密封面(54)并且能密封地贴靠在所述密封面上，其特征在于，至少一个所述密封表面区域(152)由裸露的、相对于密封面(54)能滑移的、用于直接贴靠在密封面(54)上的金属涂层(92)形成。

2.根据权利要求1所示的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)由布氏硬度小于50HB的材料形成。

3.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)具有大于2MPa的剪切强度。

4.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)的材料包括金属或金属合金。

5.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)具有1μm或更大、还更好地具有2μm或更大的层厚度。

6.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)具有10μm或更小、还更好地具有8μm或更小的层厚度。

7.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)涂覆在硬涂层(122)上。

8.根据权利要求7所述的间隔板，其特征在于，所述硬涂层(122)具有大于100HB的布氏硬度。

9.根据权利要求7或8所述的间隔板，其特征在于，所述硬涂层(122)具有1μm或更大、还更好地具有2μm或更大的层厚度。

10.根据权利要求7至9之一所述的间隔板，其特征在于，所述金属涂层(92)具有10μm或更小、还更好地具有8μm或更小的层厚度。

11.根据权利要求7至10之一所述的间隔板，其特征在于，所述硬涂层(122)的层厚度小于金属涂层(92)的层厚度。

12.根据权利要求7或11所述的间隔板，其特征在于，所述硬涂层(122)直接涂覆在密封层(64，102)上。

13.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述密封层(64，66，102)是金属的密封层。

14.根据权利要求13所述的间隔板，其特征在于，所述密封层(64，66)由设有圆缘(76，78)的金属板层形成。

15.根据权利要求14所述的间隔板，其特征在于，所述裸露的金属涂层(92)至少布置在面向其中一个所述密封面(54)的圆缘冠(86)的区域内。

16.根据前述权利要求之一所述的间隔板，其特征在于，所述密封层(102)由在平行于密封面(54)的面内延伸的板层形成。

17.根据权利要求16所述的间隔板，其特征在于，所述密封层(102)具有平行于所述密封面延伸的密封表面区域(52)。

18.用于流体运转的消耗器的控制单元(10)，其具有两个壳体部(12，16)，它们有相向的密封面(54)，在所述密封面之间布置有间隔板(30)，所述间隔板以密封表面区域(52)流体密封地贴靠在密封面(54)上，其特征在于，所述间隔板(30)根据前述权利要求之一所述地构造。

19.根据权利要求18所述的控制单元，其特征在于，所述密封面(54)具有小于10μm的平均的表面粗糙度。

20.根据权利要求18或19所述的控制单元，其特征在于，在所述密封表面区域(52)内裸露的金属涂层(92)与所述密封面(54)形成材料副，所述材料副的滑移摩擦系数为0.6或更小、还更好地为0.5或更小。

21.根据权利要求18至20之一所述的控制单元，其特征在于，所述壳体部的密封面(54)由裸露的金属表面形成。