CN108138984A - 电磁开关阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于打开或关闭机动车辆中的油或冷却剂回路的电磁开关阀(10),其具有电磁体,所述电磁体具有线圈(24)和可移动电枢(34),其中,所述电枢(34)与阀芯(40)耦接,阀座(69)通过所述阀芯(40)可封闭在所述冷却剂回路中,其中,所述开关阀(10)以压力均衡的方式被构成,并且所述阀芯(40)指向所述阀座(69)的方向以至少近似空心壁的方式被构成。

Description

电磁开关阀
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的特征所述的用于打开或关闭机动车辆中的例如油或冷却剂回路的电磁开关阀。
背景技术
这种电磁开关阀是众所周知的,并且具有电磁体,该电磁体具有线圈和可移动电枢。电枢与阀芯耦接,在线圈通电时,阀座可以通过该阀芯被封闭和密封在冷却剂回路中,而在线圈未通电时,阀座被保持打开。该状态在电磁开关阀中被称为“常开”。这种电磁开关阀尤其在机动车辆的发动机的油回路中得到应用,以使发动机快速地达到工作温度。这样,在起动发动机时,电磁开关阀的励磁线圈通电,从而阀座关闭并且发动机中的机油可以较快地被加热。如果该油达到工作温度,则电磁开关阀断电并释放阀座,使得发动机活塞可以通过活塞喷嘴被冷却。总之,在机动车辆发动机中使用这种电磁开关阀用于在冷起动时节能减排。
然而,迄今为止使用的电磁开关阀的特征在于相对较重的结构,该结构也相对较大并因此很占地。
发明内容
这里提出本发明。
本发明的目的是提供一种用于打开或关闭机动车辆中的油或冷却剂回路的电磁开关阀,其与本应用领域中的迄今为止已知的电磁开关阀相比被构造得小得多,并且具有较小的重量,并且就其在阀芯的整个行程中的特性而言具有很高的性能。
提供的这种电磁开关阀具有权利要求1的特征。
因此,所述电磁开关阀的特征在于,所述开关阀以压力均衡的方式被构成,并且所述开关阀的所述阀芯指向所述阀座的方向以至少接近空心壁的方式被构成。
这是有利的,因为通过压力均衡,与压力成比例的压力均衡力作用于整个阀升程并因此支持阀的打开,但是打开的力在以非空心壁的方式被实施的密封元件的情况下依赖于阀升程,使得它们尽管通电也不能完全从阀座上抬起,因为在工作中出现的流体力产生关闭的力,该关闭的力试图使阀芯在其端部位置的区域中复位到静止位置,从而总体上不能达到阀的100%的打开位置。
通过这两个措施能够将开关阀构造得小得多,其中,在工作中产生的冷却剂回路中的流体力不会导致阀芯由于从其打开位置产生的超压而自动地沿阀座的方向被拉动。这是通过将阀芯的位于流动区域中的范围布置成恢复到本身的阀座来实现的。
在从属权利要求中规定了本发明的改进方案。
在本发明的一改进方案中,所述阀芯可以沿阀座的方向设计成至少近似呈罐状或至少近似呈凹形。尤其也在本发明的范围内的是,所述阀芯被设计成空心截球体,其中,该空心截球体的凹部指向阀座的方向。所述阀芯的任何其它空心壁构成同时是合适的。
在本发明的另一改进方案中,所述阀芯与阀芯挺杆连接,所述阀芯挺杆又与所述电磁体的电枢耦接。在最简单的情况下,所述阀芯和所述阀芯挺杆可以构成为一体,并且尤其是为了减轻重量,也可以由塑料或其它轻质材料例如铝构成。在这里建议的是,将所述阀芯构成注塑件。
为此,所述阀芯挺杆的背离所述电枢的端部与阀芯底部连接,绕转的阀芯套环从所述阀芯底部沿所述阀座的方向突出。在这里,所述阀芯套环被设置用于密封在所述阀座上并且以合适的方式贴附在那里。
在本发明的符合目的的一实施方式中,所述阀芯套环在其面向所述阀座的绕转边缘处被斜切或被倒圆并构成为截球部段(Kalottenabschnitt)。在这里,这种斜切或倒圆尤其如此进行,即,由此形成为罐状的所述阀芯中的内绕转边缘以一个半径向外返回到所述阀芯的外边缘并在那里是较短的。
为了以压力均衡的方式设计根据本发明的电磁开关阀,必须在所述电磁开关阀内,即在其壳体内设置轴向通孔,该轴向通孔用作压力均衡孔并向压力均衡室在电枢的与所述阀芯对置的一侧施加压力介质。在这里建议的是,所述阀芯沿其整个长度,即所述阀芯和可能所属的阀芯挺杆具有尤其轴向的通孔。该轴向通孔符合目的地与所述电枢内的沿其整个长度呈现的通孔连接,从而提供所提到的压力均衡。
在本发明的一实施方式中,所述电磁开关阀具有弹簧装置,通过所述弹簧装置,所述阀芯在所述开关阀的无电流状态下被保持在所述阀座打开的位置处(“常开”)。
由于根据本发明的电磁开关阀以压力均衡的方式被实施并且所述阀芯套环以所描述的方式被实施这一事实,因而可以实现电磁开关阀的结构空间减小。结合在根据本发明的电磁开关阀中特别设计了所述阀芯的面向所述阀座的轮廓这一情况,还实现的是,即使所述弹簧装置的弹簧力的标注尺寸更小,所述阀芯在所述线圈的无电流状态下也可以完全保持在其打开位置处。结果是所述电磁开关阀的开关特性的性能优异。
建议的是,将根据本发明的电磁开关阀装入到机动车辆的发动机缸体中。为此,将所述阀座加入到机动车辆的发动机缸体中,其中,所述电磁开关阀被保持、尤其是被拧入在所述发动机缸体中或所述发动机缸体上,使得所述开关阀的所述阀芯可以可靠地密封放置在那里的所述阀座。
尽管迄今为止仅谈到将所述电磁开关阀装入到机动车辆的油回路中,然而显然也在本发明的范围内的是,也可以在机动车辆的另外的冷却剂回路、例如机动车辆的冷却水回路中进行这种装入。
附图说明
以下将参照具体实施例结合两个附图对根据本发明的电磁开关阀进行说明。在附图中:
图1示出了根据本发明的电磁开关阀的实施例的剖视图;和
图2示出了在阀座和阀芯的区域中的在图1中用“X”表示的细节,其中,不仅在图1中而且在图2中均示出了电磁开关阀的无电流状态,即其断开状态。
具体实施方式
在图1和图2中,除非另有说明,否则相同的附图标记表示相同的部件并具有相同的含义。
图1示出了电磁开关阀10的剖视图,该电磁开关阀10具有后壳体部12和前壳体部14。前壳体部14优选由铝构成,但也可以由塑料制成。后壳体部优选地由塑料构成。它们被设计成管状并且以合适的方式彼此连接,例如燕尾接合或者当两个壳体部由塑料制成时焊接。在这里,两个壳体部通过O形环21彼此密封。前壳体部14具有螺纹15,使用该螺纹15将前壳体部14拧入到发动机缸体60的开口中。该前壳体部14同样通过O形环20朝机动车辆的发动机缸体密封。在图1右侧所示的后壳体部12的端部处,插头法兰16连接到后壳体部12,在该后壳体部12内放置有接触销18,通过这些接触销18接触就座于两个壳体部12,14的内部中的线圈24。
线圈24围绕电磁开关阀的轴线A同心地缠绕并就座于线圈架22上,该线圈架22以优选的方式由塑料构成。线圈架设有附图标记22。具有恒定内径的滑动套筒36位于线圈架22的管状开口,这将在下面更详细地讨论。
为了形成磁路,线圈22在其外周被金属筒26包围。另外,在线圈22的右侧是金属磁轭板(Rückschlussplatte)28。线圈22的左侧是磁极铁芯30,该磁极铁芯30至少近似具有中心开口,该中心开口的直径大致对应于上述滑动套筒36的内径。
磁极铁芯30的内开口和滑动套筒36的内开口用于容纳电枢34以及与电枢34优选固定地连接的阀芯40。电枢34由导磁材料、尤其是金属构成,而阀芯40和与其整体连接的阀芯挺杆41可以由塑料形成并优选形成为注塑件以减轻重量。为此,阀芯挺杆41例如与电枢34旋拧地或以另一种合适方式固定地连接。
但是也可以在阀芯挺杆41与电枢34之间设置无松动的连接。这具有的优点是,在电枢轴承与阀座之间的角度误差可以更容易地得到补偿,并且阀芯套环更容易地配合到阀座中。然而,为此需要在电枢34与阀芯挺杆41之间的密封,从而不会出现增加的泄漏。这可以优选地通过平放在电枢34上的阀芯挺杆41的垫圈上的特别的密封几何形状,优选地通过垫圈的略微圆锥形的端面或者通过另一个例如由弹性体制成的密封元件来实现。
另外,图1所示的电磁开关阀10具有弹簧装置38,该弹簧装置38以其图1所示的左端部支撑在磁极铁芯30的绕转突出部上,并以其另一端部支撑在阀芯挺杆41的法兰状突出部上。在这里,弹簧装置确保在线圈24的非通电状态下,阀芯40与阀芯挺杆41以及固定连接的电枢34一起被按压到其图1所示的端部位置处。
同样还如图所示,磁极铁芯30通过另外的O形环31朝开关阀的前壳体部14密封。
如在图2放大示出的图1的细节X可以清楚地看到,阀芯40在开关阀10的无电流状态下与呈环状绕转的阀座69间隔开地布置在发动机缸体内。在这里,绕转的阀座69被斜切到流入口68,该流入口68设置到发动机缸体60中用于使冷却剂、尤其是油流入。阀芯60设置用于密封该阀座69。在图1所示的开关阀的打开状态下,冷却剂通过流入口68到达流出口64。在流入口68和流出口64中指示的箭头以其箭头方向示出了冷却剂的流路。
如在图2中可以特别清楚地看到,阀芯40仍朝阀座69拱起或回缩或者构成为罐状。在所示实施例中,为此,阀芯40具有阀芯底部42,阀芯套环43从该阀芯底部42在其外边缘处沿阀座69的方向延伸并且突出到阀座69。在这里,阀芯套环43的面向阀座69的边缘被斜切,优选地设置有半径,该半径与阀座69上的斜切角度配合以用于密封,并因此在阀芯挺杆与阀座之间的角偏移的情况下也实现通过线接触的可靠密封。因此,底部42复位到阀座69,被放置在与轴线A正交的平面上。这在电磁开关阀的操作中导致不再发生负压并试图将处于非通电状态下的阀芯沿阀座69的方向拉动。
另外,图1和图2所示的电磁开关阀构成为压力均衡。为此,阀芯40和阀芯挺杆41具有通孔50,该通孔50转变成电枢34的通孔52并使位于图1中的电枢右侧的均衡室54与油回路的介质连接。因此,来自流入口68的介质在整个电磁开关阀中在内部贴附在通孔51,52中以及还有均衡室54中,由此在开关阀10的内部中与在流入口68中相同的压力占主导。通过这种压力均衡,弹簧装置38的标注尺寸可以比传统的开关阀小得多。可以看到,根据图1和图2的这种电磁开关阀的主要优点在于其被构造得相对较小。
附图标记说明:
10 电磁开关阀
12 壳体部
14 壳体部
15 螺纹
16 插头法兰
18 接触销
20 O形环
21 O形环
22 线圈架
24 线圈
26 金属筒
28 磁轭板
30 磁极铁芯
31 O形环
34 电枢
36 滑动套筒
38 弹簧装置
40 阀芯
41 阀芯挺杆
42 阀芯底部
43 阀芯套环
44 阀芯边缘
50 通孔
52 通孔
54 均衡室
60 发动机缸体
64 流出口
68 流入口
69 阀座
70 阀座边缘
A 轴线
X 细节

Claims (12)

1.一种用于打开或关闭机动车辆中的油或冷却剂回路的电磁开关阀(10),其具有电磁体,所述电磁体具有线圈(24)和可移动电枢(34),其中,所述电枢(34)与阀芯(40)耦接,阀座(69)通过所述阀芯(40)可封闭在所述冷却剂回路中,其特征在于,所述开关阀(10)以压力均衡的方式被构成,并且所述阀芯(40)指向所述阀座(69)的方向以至少近似向内弯曲或缩回的方式被构成。
2.根据权利要求1所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述阀芯(40)指向所述阀座(69)的方向设计为罐状或凹形。
3.根据权利要求1或2所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述阀芯(40)具有与所述电枢(34)耦接的阀芯挺杆(41),所述阀芯挺杆(41)在其背离所述电枢(34)的端部处具有阀芯底部(42),绕转的阀芯套环(43)沿所述阀座(69)方向从所述阀芯底部(42)突出。
4.根据权利要求3所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述阀芯套环(43)在其面向所述阀座(69)的绕转边缘(44)处倒角或倒圆。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述阀芯(40)由塑料形成并且尤其构成为注塑件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁开关阀(65),其特征在于,所述阀芯(40)沿其整个长度具有尤其轴向的通孔(50)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述电枢(34)和所述阀芯(40)松动地或固定地相互连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述电枢(34)具有沿其整个长度呈现的通孔(52)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述开关阀(10)在所述电枢(34)的背离所述阀芯(40)的一侧上具有一个或多个均衡室(54)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述开关阀(10)具有弹簧装置(38),通过所述弹簧装置(38),所述阀芯(40)在所述开关阀(10)的无电流状态下被保持在所述阀座(69)打开的位置处(“常开”)。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁开关阀(10),其特征在于,所述阀座(69)位于机动车辆的发动机缸体(60)中,并且所述开关阀(10)被保持、尤其被拧入在所述发动机缸体(60)中或上。
12.一种机动车辆的发动机缸体(60),具有根据权利要求1至11中任一项所述的固定在所述发动机缸体(60)上或中的电磁开关阀(10),其中,所述开关阀(10)布置在所述机动车辆的油回路中。
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