CN107476899B - 用于吹入气体的可电磁操纵的阀 - Google Patents

用于吹入气体的可电磁操纵的阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将气体吹入内燃机的进气管段中的、可电磁操纵的阀，包括具有至少一个圆弧形地延伸的狭槽式通流开口(2)的阀座支架(1)，所述通流开口在径向内部和/或径向外部被构成阀座(3)的座几何体(4、5)限界，此外，所述阀包括可行程运动的衔铁(6)，所述衔铁被弹簧(7)的弹簧力向所述阀座(3)的方向加载。根据本发明，所述弹簧(7)构造为具有中心槽口(8)的扁形弹簧，并且所述弹簧通过穿过所述弹簧(7)的槽口(8)的第一衔铁部分(9)和与所述第一衔铁部分(9)固定地连接的第二衔铁部分(10)在径向方向和轴向方向上固定。

Description

用于吹入气体的可电磁操纵的阀
技术领域
本发明涉及一种可电磁操纵的阀，用于将气体吹入到内燃机的进气管段中。
背景技术
从公开文献DE 10 2014 208 397 A1已知一种用于控制气态介质、尤其是气态燃料的阀，所述阀包括具有通流开口的阀座支架、用于开启和封闭通流开口的闭合元件和用于操纵闭合元件的电磁致动器。构造在阀座支架中的通流开口被两个环绕的阀座围住，所述阀座布置在第一气体室和第二气体室之间。如果打开阀，则气态介质从两个气体室通过阀座流至通流开口。以此方式，能够在闭合元件的行程相对小的情况下提供大的气体量。为了减少部件数量，闭合元件优选地同时构造为衔铁，所述衔铁与电磁致动器共同作用。在这种情况下，闭合元件和衔铁构成一个构件。所述阀不但能够用在固定的内燃机中而且能够使用在车辆的内燃机中，以便给相应的内燃机供给气态燃料、尤其供给天然气。
发明内容
从以上所提到的现有技术出发，本发明基于下述任务：指出一种可电磁操纵的阀，用于将气体吹入到内燃机的进气管段中，所述阀在需要的安装空间、功能和/或生产方面被优化。
为了解决该任务，提出一种具有本发明的特征的阀。从说明书中得出本发明的有利的扩展方案。
为了将气体吹入到内燃机的进气管段中，提出可电磁操纵的阀，包括具有至少一个圆弧形地延伸的狭槽式通流开口的阀座支架，所述通流开口在径向内部和/或径向外部被构成阀座的座几何体限界。此外，阀包括可行程运动的衔铁，所述衔铁被弹簧的弹簧力向阀座的方向加载。根据本发明，弹簧构造为具有中心槽口的扁形弹簧，并且所述弹簧通过穿过弹簧的槽口的第一衔铁部分和与第一衔铁部分固定地连接的第二衔铁部分在径向方向和轴向方向上固定。
通过使用构造为扁形弹簧的弹簧，并且通过弹簧节省空间地集成到衔铁结构中，使安装空间需求被优化。此外，能够通过弹簧实现衔铁的导向和/或对中。因此，不必单独构造用于衔铁的导向和/或对中，例如以在阀体中的导向孔的形式的构造。以此方式降低生产费用。
根据本发明的一种优选的实施方式，两个衔铁部分至少区段式地板状地构造，并且所述两个衔铁部分通过第一衔铁部分的穿过弹簧的槽口中的凸缘区段以下述方式固定地连接：在两个衔铁部分之间构造环状的气体室，所述气体室在径向内部被凸缘区段限界。构造在两个衔铁部分之间的气体室实现气体在阀内部的优化的分布和导向。尤其能够实现阀座在两侧的进流，从而能够将大的气体量供给阀座。因为气体室通过衔铁结构实现在径向方向上的气体分布。同时，通过至少区段式地板状地构造的衔铁部分实现优化安装空间的衔铁结构。
有利地，第二衔铁部分实施为单一的板，所述板放置到、优选地按压到第一衔铁部分的凸缘区段上。为此，第二衔铁部分具有中心槽口。替代地或者补充地，两个衔铁部分能够材料锁合地连接。
优选地，两个衔铁部分相结合地构成具有位于中间的气体室的、板状的衔铁结构，所述气体室至少朝向径向外部打开。因此，气体室能够从径向外部进流。在此，衔铁结构在阀内部的定向优选地以下述方式进行：第二衔铁部分接近阀座地布置。
为了进一步优化在阀内部的气体分布，提出，第二衔铁部分具有至少一个通流开口。通过所述通流开口能够使构造在两个衔铁部分之间的气体室与另外的气体室连接，所述另外的气体室构造在第二衔铁部分和阀座支架之间。为此，所述通流开口优选地实施为贯穿第二衔铁部分的槽口，所述槽口在轴向方向上通过衔铁结构导向气体。因此，气体通过至少两个气体室向阀座的方向导向。
此外提出，第一衔铁部分具有凸缘区段，所述凸缘区段支撑在弹簧上和/或支撑在第二衔铁部分上并且在周向方向上多次中断。凸缘区段用于在轴向方向和/或径向方向上固定弹簧。优选地，弹簧通过第一衔铁部分的凸缘区段压向第二衔铁部分。为了在径向方向上固定弹簧，凸缘区段优选地具有分级地实施的端面，使得凸缘区段至少部分地配合到弹簧的中心槽口中。所述分级地实施的端面同时实现凸缘区段在第二衔铁部分上的支撑。
用于固定弹簧的第一衔铁部分的凸缘区段优选地相对于所述凸缘区段在径向外部地布置，第一衔铁部分通过所述凸缘区段与第二衔铁部分连接。因此，第一衔铁部分的两个凸缘区段在径向方向上限界构造在两个衔铁部分之间的气体室。为了使所述气体室保持能够从径向外部进流，位于径向外部的凸缘区段以多次中断的方式实施。
实施为扁形弹簧的弹簧优选地具有内环区段和外环区段，所述内环区段和外环区段通过至少一个连接片连接。所述连接片用作弹簧臂。这意味着，所述连接片在压力作用时能够弹性地变形并且允许内环区段相对于外环区段在轴向方向上的相对运动，例如在衔铁进行行程运动时。为此，连接片优选地至少区段式地具有螺旋状的或者圆弧状的走向。例如连接片能够相对于内环区段并且相对于外环区段基本上同中心地布置。优选地，多个这种连接片彼此以相同的角度间距布置，以便确保均匀的力分布。
优选地，弹簧的外环区段在壳体侧被支撑和/或固定。以此方式能够通过弹簧实现衔铁的导向和/或对中。
此外，弹簧能够构造为双稳元件。这意味着，所述弹簧能够具有两种稳定状态，优选地在阀打开时和闭合时具有两种稳定状态。以此方式能够改善阀的打开特性和闭合特性。
在本发明的扩展方案中提出，第二衔铁部分具有用于封闭阀座的密封元件。所述密封元件促进阀座不透气地封闭。密封元件优选地环状地构造，以便与衔铁相对于阀座支架的角度位置无关地确保阀的可靠地闭合。密封元件的宽度如此选择：至少稍微大于阀座支架的围住阀座的两个座几何体的径向间距。
附图说明
下面参照附图详细地解释本发明的优选的实施方式。其示出了：
图1穿过具有弹簧和用于根据本发明的阀的阀座支架的衔铁组件的示意性纵截面图，和
图2图1的衔铁组件的示意性俯视图。
具体实施方式
图1的示图限制在用于将气体吹入到内燃机的进气管段中的、可电磁操纵的阀的仅仅一小部分上。在此，涉及多件式构造的衔铁6、与衔铁6连接的弹簧7和阀座支架1。阀座支架1具有至少一个通流开口2，为了构造阀座3，所述通流开口不但在径向内部而且在径向外部被座几何体4、5围住。通过衔铁6的行程运动能够开启或者说闭合阀座3。这意味着，衔铁6同时用作阀闭合元件。因此，能够取消单独的阀闭合元件。未示出阀壳体，所述阀壳体包围衔铁6，并且包围弹簧7和阀座支架1。
衔铁6包括第一衔铁部分9，所述第一衔铁部分基本上板状地构造，并且所述第一衔铁部分通过凸缘区段11与板状的第二衔铁部分10连接。为此，第一衔铁部分9的凸缘区段11配合到第二衔铁部分10的中心槽口20中。在两个衔铁部分9、10之间保留有轴向间隙，该轴向间隙在径向内部被凸缘区段11限界并且在径向外部被第一衔铁部分9的另外的凸缘区段15限界。以此方式，该轴向间隙到达两个衔铁部分9、10之间，以便构造气体室12。在径向上位于外部的另外的凸缘区段15多处中断，使得气体室12能够从径向外部以气体加载(见图1的右半部分的箭头)。
为了将到达气体室12中的气体输送给阀座3，第二衔铁部分10具有多个通流开口13(也见图2)，所述通流开口使气体室12与另外的气体室14连接，所述另外的气体室布置在第二衔铁部分10和阀座支架1之间(见图1的左半部分的箭头)。以此方式能够实现一阀，该阀的阀座3不但从径向外部而且从径向内部进流。
使衔铁6向阀座3的方向在轴向上预紧的弹簧7实施为扁形弹簧。所述弹簧具有中心槽口8，第一衔铁部分9的凸缘区段11穿过所述槽口。通过另外的凸缘区段15将弹簧7压向第二衔铁部分10，从而使所述弹簧在轴向方向上位置固定。为了同时实现弹簧7的径向位置固定，所述另外的凸缘区段15在端侧分级地实施，使得该另外的凸缘区段包握弹簧7并且与第二衔铁部分10发生贴靠。当同时确保弹簧7在径向外部在壳体侧被支撑和/或固定时，由于弹簧7在衔铁6上的位置固定，能够使用弹簧7用于衔铁6的对中和导向。
弹簧7通过外环区段17和内环区段16获得弹簧作用，所述外环区段和内环区段通过多个连接片18(在此三个连接片18)连接，因为连接片18构成弹簧臂，所述弹簧臂能够在压力作用时弹性地变形。为此，连接片18圆弧形地构型并且分别在一个端部上与外环区段17连接并且在另外的端部上与内环区段16连接(也见图2)。在连接片18之间以及在连接片18和外环区段17或者说内环区段16之间的间隙实现向阀座3的方向的气体供给。通过连接片18的形状和/或数量能够确定弹簧7的弹簧刚度并且同时与衔铁6的行程相适应。
如尤其从图2得出，衔铁6的朝向阀座3的第二衔铁部分10具有环状的密封元件19。该密封元件19用于不透气地封闭阀座3。由于密封元件19的环形状，与衔铁6相对于阀座支架1的角度位置无关地确保可靠闭合。
在图1和2中所示出的、包括衔铁6和弹簧7的衔铁组件由于其小的高度在轴向方向上优化安装空间。同时，所述衔铁组件减少可电磁操纵的气阀需要的部件数量，因为衔铁6同时用作阀闭合元件，并且弹簧7承担衔铁6的对中和导向的功能。该衔铁组件能够在大量阀中使用，更确切地说，与阀座支架1的具体构型无关地进行。例如阀座支架1也能够具有仅仅一个构成阀座3的座几何体4或者5，使得阀座3仅仅在一侧进流。如果希望阀座3在两侧进流，构造在衔铁6内部的气体室12有利地起作用，因为该气体室有助于气体的均匀分布。

Claims (10)

1.可电磁操纵的阀，用于将气体吹入到内燃机的进气管段中，包括具有至少一个圆弧形地延伸的狭槽式通流开口(2)的阀座支架(1)，所述通流开口在径向内部和/或径向外部被构成阀座(3)的座几何体(4、5)限界，此外，所述阀包括可行程运动的衔铁(6)，所述衔铁被弹簧(7)的弹簧力向所述阀座(3)的方向加载，其特征在于，所述弹簧(7)构造为具有中心槽口(8)的扁形弹簧，并且所述弹簧通过穿过所述弹簧(7)的中心槽口(8)的第一衔铁部分(9)和与所述第一衔铁部分(9)固定地连接的第二衔铁部分(10)在径向方向和轴向方向上固定，两个所述衔铁部分(9、10)至少区段式地板状地构造并且通过所述第一衔铁部分(9)的穿过所述弹簧(7)的中心槽口(8)中的第一凸缘区段(11)以下述方式固定地连接：在两个所述衔铁部分(9、10)之间构造环状的气体室(12)，所述气体室在径向内部被所述第一凸缘区段(11)限界。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述第二衔铁部分(10)具有至少一个通流开口(13)。
3.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述第一衔铁部分(9)具有第二凸缘区段(15)，所述第二凸缘区段支撑在所述弹簧(7)上和/或支撑在所述第二衔铁部分(10)上并且在周向方向上多处中断。
4.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述弹簧(7)具有内环区段(16)和外环区段(17)，所述内环区段和外环区段通过至少一个连接片(18)连接。
5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，所述弹簧(7)的外环区段(17)在壳体侧被支撑和/或固定。
6.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述弹簧(7)构造为双稳元件。
7.根据权利要求1或2所述的阀，其特征在于，所述第二衔铁部分(10)具有用于封闭所述阀座(3)的密封元件(19)。
8.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，所述通流开口使所述气体室(12)与另外的气体室(14)连接，所述另外的气体室构造在所述第二衔铁部分(10)和所述阀座支架(1)之间。
9.根据权利要求4所述的阀，其特征在于，所述连接片(18)至少区段式地螺旋状地或者圆弧状地走向。
10.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述密封元件环状地构造。
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