CN108386594A - 阀、尤其是滑阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀、尤其是滑阀，该滑阀具有容纳电磁体的外壳和容纳阀部件的阀壳体，其中，外壳面向阀壳体地具有磁芯并且该磁芯在电磁体中构成衔铁空间底部，所述衔铁空间底部限定衔铁空间并且在衔铁空间中可运动地支承的衔铁在电磁体的第一位置中贴靠在所述衔铁空间底部上，磁芯在衔铁空间底部的区域中具有穿通孔，该穿通孔容纳与衔铁作用连接的衔铁杆，并且阀壳体容纳沿纵轴线延伸的滑套。本发明还涉及所述阀的应用。

Description

阀、尤其是滑阀
技术领域
本发明涉及一种阀、尤其是滑阀，该滑阀具有容纳电磁体的外壳和容纳阀部件的阀壳体，其中，外壳面向阀壳体地具有磁芯并且该磁芯在电磁体中构成衔铁空间底部，所述衔铁空间底部限定衔铁空间并且在衔铁空间中可运动地支承的衔铁在电磁体的第一位置中贴靠在所述衔铁空间底部上，磁芯在衔铁空间底部的区域中具有穿通孔，该穿通孔容纳与衔铁作用连接的衔铁杆，并且阀壳体容纳沿纵轴线延伸的滑套。
背景技术
开头所说明的阀、尤其是滑阀在现有技术中被用于调节流体压力、亦即气态介质或液态介质的压力。在此，这样的阀构成为压力调节阀，这意味着，流体在工作接口上的相应压力大小对应于在输入侧被调节的控制参量、例如电流。
上述阀由于其构造为压力控制阀而获悉多个位置，这些位置伴随电磁体的多个位置、尤其是电磁体的衔铁的方位。电磁体的线圈被施加电流，基于该电流形成磁场，该磁场使衔铁克服回位弹簧的力运动。就这点而言，所述电磁体的位置对应于电磁体或阀的不同元件(例如控制活塞)的不同位置或不同方位。
这种阀的典型使用范围是在机动车领域中的自动变速器的控制。最近，在此尤其是基于节省能量的考虑，在阀的输入侧的压力接口上的压力势能被设计得灵活得多，其中，期望所使用的阀也利用这样的在输入侧预先给定的较大压力区间提供令人满意的调节特性。
发明内容
本发明的任务是提供一种阀，该阀满足上面提及的条件。
为了解决该任务，本发明从如开头所说明的阀出发并且建议：外壳具有至少一个贴靠面，滑套贴靠在该贴靠面上并且穿通孔通入到该贴靠面中，在滑套中布置有能克服回位弹簧的力而运动的控制活塞，该控制活塞与衔铁杆作用连接并且在电磁体的第二位置中贴靠在所述贴靠面上。
本发明的妙处在于：发现了当在阀中使用尽可能少的弹性构件(例如弹簧等)时，按照本发明的阀的调节特性尤其是在所要求的压力区间中得以显著改进。这样选择结构，使得产生最小的公差链，该公差链在现有技术中已经通过附加的弹簧得以补偿。因此，本发明建议：对于精确的调节特性曲线所需要的元件支撑在磁芯上，该磁芯的为此所设置的各个面(贴靠面和衔铁空间底部)在一次夹紧过程(aufspannprozess)中能够彼此高精度地被加工。这也可以被考虑为独立的对本发明重要的方面。
在所述建议方案的一种变型方案中，不设置如下调节装置，该调节装置用于衔铁在电磁体的第二位置中相对于衔铁空间底部的方位，由此得出该变型方案的一个重要优点。因此也避免了在调节装置中设有的弹簧。已经注意到的是，现有技术中的弹簧的不同特性曲线不允许实现如下的压力调节阀，所述压力调节阀在输入压力的大的区间中提供充分可复现的特性曲线。在此，问题在于：在低的第一输入压力下的电流-压力特性曲线根据应用应该(在预先给定的公差内)等于在(明显)较高的第二输入压力下的电流-压力特性曲线。该布置结构利用按照本发明的建议方案得以实现。
在此，压力区间例如指的是1巴至40巴、优选在2巴至25巴的压力范围内。
所述贴靠面尤其是可以在磁芯上构成。
按照一种优选的实施方案规定，所述磁芯一件式地构成。也可以规定，所述磁芯由一个唯一的坯件被加工而成。因此，借助磁芯的所述制造或加工能够预先给定用于能相对于磁芯运动的部件(尤其是衔铁或控制活塞)的精确终端方位。在本发明的范畴内已经认识到足够精确的加工是可能的，这已经克服了在阀的制造中常见的偏见。磁芯的完整加工例如可以在一次夹紧中实现。能够有利地省去附加的部件、例如弹簧或间隔块，在由现有技术已知的阀中已经借助所述弹簧或间隔块来补偿制造公差。这使得制造变得容易并且节省部件。
按照一种优选的实施方案规定，所述贴靠面直接在磁芯上构成。因此，能够有利地省去例如间隔块或弹簧那样的部件。
按照一种优选的实施方案规定，在控制活塞与贴靠面之间不布置弹簧和/或间隔块。按照另一种优选的实施方案规定，在滑套与贴靠面之间不布置弹簧和/或间隔块。因此，控制活塞和/或滑套典型地直接贴靠在贴靠面上，这随之带来已经在更上面提及的优点。
按照一种优选的实施方案，所述衔铁空间底部直接在磁芯上构成。这之所以是有利的，尤其是因为能够省去间隔块或类似部件。有利地，在磁芯的加工过程中确定衔铁空间底部的精确位置并且因此确定对衔铁运动的限制。
按照一种优选的实施方案，在衔铁空间底部与衔铁之间不布置弹簧和/或间隔块。在加工相应精确的情况下能够有利地省去所述部件。
应理解，间隔块尤其是被理解为如下部件，所述部件增大磁芯的面与另一部件、尤其是与衔铁、滑套或控制活塞之间的距离。通过设置这样的间隔块，在按照现有技术的实施方案中典型地对制造公差进行补偿。
此外，在所述建议方案中有利地规定，衔铁由衔铁柱体和衔铁主体构成，其中，衔铁柱体具有比衔铁主体更大的直径并且衔铁主体在第一位置中贴靠在衔铁空间底部上。
衔铁可以非常多变地构成。首先可能的是，衔铁仅由一种几何基体、例如柱体组成，该几何基体在衔铁空间中被引导。也可能的是，由两种不同基体(衔铁柱体和衔铁主体)构建所述衔铁并且使用具有较小直径的元件、即用于支承衔铁的衔铁主体。
在所述建议方案的一种优选的实施方案中规定，衔铁杆与衔铁一件式地构成或者衔铁杆相对于衔铁活动地布置。备选地规定，衔铁杆与控制活塞一件式地构成或者衔铁杆相对于控制活塞活动地布置。衔铁、衔铁杆和控制活塞彼此间的构造按照所述建议方案是非常灵活的。各部件可以分别单独地、即彼此活动地构造。则各部件由于其相互接触而运动，必要时回位弹簧实现各个元件的贴靠。但也可能的是，设置由衔铁、衔铁杆和控制活塞组成的一件式构件。
此外规定，磁芯构成为罐状的并且衔铁空间底部形成该罐的底部，在该底部上连接有衔铁空间壁并且该衔铁空间壁在远离衔铁空间底部的端部上具有控制锥体，该控制锥体与衔铁、尤其是与衔铁主体配合作用。磁芯也具有引导磁通的任务。通过衔铁与控制锥体的配合作用实现所希望的调节特性。因此，对于控制锥体已经规定相应的准确加工，衔铁空间底部也可以被精确定位，这巧妙地在一个加工步骤或加工顺序中在磁芯的夹紧未改变情况下实现。
巧妙地规定，外壳具有用于套筒的固定凹部，其中，贴靠面布置在该固定凹部中。不仅固定凹部、而且贴靠面设置在磁芯的远离衔铁空间的一侧。固定凹部提供用于滑套的引导部。该制造/加工也巧妙地在一个加工步骤或加工顺序中在磁芯的夹紧未改变情况下实现。
在一种有利的实施方案中规定，在电磁体的第二位置中，衔铁柱体位于控制锥体的始端。
在另一种优选的实施方式中规定，衔铁空间底部和贴靠面彼此平行地定向。
此外有利地，衔铁空间底部和/或贴靠面分别构成为锥面。
建议不同的备选方案，以便设计磁芯并且因此提供衔铁空间底部与贴靠面的准确的相互定位。尤其是衔铁空间底部的锥形构造必要时也还允许利用附加的磁性特性。但锥面也允许径向引导相应的元件。在此可能的是，不仅设置有内锥体，而且也设置有外锥体。当然也可能的是所建议的变型方案的混合形式、即将平面(作为衔铁空间底部或贴靠面)与锥面(作为贴靠面或衔铁空间底部)相互组合。
此外，本发明也包括如所说明阀在1巴至40巴的输入侧压力范围内、优选在1.5巴至35巴的输入侧压力范围内、尤其优选在2巴至25巴的输入侧压力范围内的应用。
所建议的阀的覆盖如下压力区间——在该压力区间中最低压力和最高压力相差10倍并且在此在不同的压力下维持电流-压力特性曲线的高重复质量(Wiederholungsgüte)——的能力正好与该建议方案的值有关(ausmachen)。出乎意料地，该结果利用较少的构件得以实现，因为不需要如下的调节装置，该调节装置用于衔铁相对于衔铁空间底部的方位。因此，该建议方案能够更有利地制造，因为在制造中提高的成本由于节省了不需要的调节装置而得到过度补偿。
针对压力参数给出一个区间，该区间通过上限值和下限值来说明。在此，例如设定下列值作为上限值：50巴、45巴、40巴、35巴、30巴、25巴、20巴和15巴。例如下列值适合作为下限值：0.5巴、1巴、1.5巴、2巴、2.5巴、3巴、4巴、5巴、7巴、9巴。本申请的公开内容包括如下所有区间的集合，所述区间通过前述上限值和下限值的所有可能的技术上正确的组合而产生。
就此而言，尤其应注意，所有参考阀所说明的特征和特性亦及方式也能按意义转用到按本发明的应用的表述上并且能在本发明的意义中使用并且被视为一起公开。反过来也同样适用，这意味着，仅参考所述应用提到的在结构上的、即按照装置的特征也可以在用于阀的装置权利要求的范畴内被考虑和要求保护并且同样属于公开内容。
附图说明
在附图中尤其是以实施例中示意性地示出本发明。其中：
图1示出按照本发明的阀在其电磁体的第二位置中的剖视图；
图2示出按照本发明的阀在其电磁体的第一位置中的剖视图。
具体实施方式
在附图中，相同的或彼此相应的元件分别用相同的附图标记来表示，并且因此只要不是有用的就不再重新说明所述相同的或彼此相应的元件。包含在整个说明书中的公开内容均能按意义转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的方位表述(例如上、下、侧面等)也参考直接说明的以及示出的附图并且在方位变化时能按意义转用到新的方位上。此外，所示出的和所说明的不同实施例中的单个特征和特征组合自身也可以构成独立的、创造性的或按照本发明的解决方案。
在两个附图中在两个不同的位置中示出阀100。
图1示出电磁体的无电流状态(位置)，在该状态下，衔铁212通过松弛的回位弹簧460而完全向右移动，并且在该第二位置中控制活塞500也及滑套400贴靠在贴靠面235上。在图1中，控制活塞500封闭压力接口开口420，所述阀被关闭。
图2示出电磁体的通电状态(位置)，在该状态下，衔铁212通过由线圈产生的磁力而克服回位弹簧460向左移动，并且在电磁体的第一位置中衔铁212贴靠在衔铁空间底部218(作为行程限制部)上。在图2中，控制活塞500开放压力接口开口420，所述阀被打开。
阀100沿纵轴线105延伸。阀100围绕纵轴线105基本上旋转对称地构成，其中，例如在接口处存在旋转对称的偏差。
阀100具有外壳200，该外壳在图1中从外面示出。
在外壳200中设有电磁体210。该电磁体在该图中仅部分可见，因为该电磁体很大程度上被外壳200遮盖。
电磁体210具有衔铁212。在该衔铁上安装有衔铁杆214。该衔铁212能在衔铁空间216中沿纵轴线105线性运动。
为了驱动衔铁212，电磁体210具有线圈，该线圈在该图中被外壳200遮盖并且因此是不可见的。
电磁体210还具有磁芯220。该磁芯如示出的那样稍微从外壳200中伸出并且朝阀壳体300的方向封闭罐状的外壳200。
在磁芯220中面向阀部件3地构成有固定凹部230。在更下面详细说明该固定凹部的功能。在固定凹部230中构成有贴靠面235，该贴靠面形成固定凹部230的底部。磁芯在远离阀部件3的一侧(在电磁体210中或在外壳200中)构成罐状结构，该罐状结构至少部分地限定衔铁空间216。该罐状结构具有衔铁空间底部218，在该衔铁空间底部上垂直地沿纵轴线105的方向连接有柱形的衔铁空间壁280。该衔铁空间壁280在其远离衔铁空间底部218的端部上具有沿径向向外指向的凸肩，在该凸肩上连接有构成为外锥体的控制锥体270。在图1中示出：衔铁柱体290在该位置中被定位在控制锥体270的尖端或端部上。衔铁空间底部218限定衔铁212的左侧终端方位，其中，衔铁212在此直接贴靠在衔铁空间底部218上。在衔铁空间底部218与衔铁212之间不存在其它部件、例如弹簧或间隔块。
此外，在磁芯220中构成有穿通孔225，该穿通孔将衔铁空间216与固定凹部230连通。衔铁杆214从衔铁212延伸穿过穿通孔225。
在此，穿通孔225将贴靠面235与衔铁底部218连接。可很好地看出的是，贴靠面235和衔铁底部218有利地同时或在相同的夹紧中被制成，以便在此实现非常高的精度。除了控制活塞500外(在第二位置中——参见独立权利要求——或根据图1)，滑套400也支撑在该非常精确地制成的贴靠面235上，从而这两个配合作用以实现阀功能的元件涉及相同的面、即贴靠面235并且因此使得制造公差最小化。
外壳200当前由金属构成。
阀100还具有阀壳体300。该阀壳体当前由塑料构成。优选地，阀壳体300被制造成塑料注塑件。
此外，阀100具有滑套400。该滑套当前由金属构成。
阀壳体300包围滑套400。在此，该滑套400被这样定向，使得该滑套沿纵轴线105延伸。
滑套400被容纳在已经提到的固定凹部230中并且通过该固定凹部稳固在横向于纵轴线105的方向上。在此，滑套400贴靠在贴靠面235上并且通过该贴靠面235被阻止向右运动。
在滑套400中，在外侧构成有按圆周环绕的槽410。与该槽互补地在阀壳体300上构成有凸起部310，该凸起部嵌接到槽410中。因此，滑套400和阀壳体300形锁合地互相连接。尤其是，滑套400相对于阀壳体300不再能够沿纵轴线105移动。这适用于沿纵轴线105的两个方向、但尤其是适用于朝外壳200的方向。也可以说，阀壳体300被阻止在滑套400上移动。
阀100具有压力接口120、工作接口130以及箱体接口140。
压力接口120构成在阀100的径向侧面。该压力接口用于输送处于压力下的流体，该流体应该借助阀100来控制。所述流体例如可以是气体或液体。
工作接口130构成在端侧。该工作接口在侧面由过滤器罩110限定，该过滤器罩被套装在阀壳体300上。该过滤器罩110支撑过滤器，借助该过滤器可以过滤从工作接口130中流出的流体。也为压力接口120设置过滤器。
从工作接口130中流出的流体例如可以被用于例如在机动车自动变速器中的各种不同的控制目的或驱动目的。
箱体接口140又构成在阀100的径向侧面。在该箱体接口上尤其是可以连接有通至箱体的管路，使得流体能够被导回至箱体。
工作接口130与在滑套40中的工作接口开口430连接。在此，工作接口开口430部分地被控制活塞500遮盖。工作接口开口430与工作接口的连接参考纵轴线105沿轴向方向延伸并且相对于根据图1/图2的视图旋转了90°。
此外，在滑套400中构成有压力接口开口420。该压力接口开口420与压力接口120连接并且实现流体从压力接口120进入滑套400的内部。
此外，在滑套400中构成有箱体接口开口440，该箱体接口开口与箱体接口140连接。箱体接口开口440实现流体从滑套440的内部进入箱体接口140中。
在滑套400中，工作接口开口430处于箱体接口开口440与压力接口开口420之间。
滑套400直接贴靠在贴靠面235上。因此，该滑套的方位通过对磁芯220的加工来限定。在滑套400与贴靠面235之间不存在间隔块、弹簧或其它部件。
在滑套400的内部设有控制活塞500。该控制活塞如示出的那样结构化地构成，从而该控制活塞能够选择性地将各接口120、130、140互相连接。控制活塞在中间区域中具有收缩部，以便形成流动通道。该流动通道由控制活塞500的控制棱边限定。
在图1示出的位置中，工作接口130与箱体接口140连接，而压力接口120被关闭。控制活塞500在此直接贴靠在贴靠面235上，但在控制活塞与贴靠面之间将不存在如弹簧或间隔块那样的部件。如果控制活塞500借助电磁体210向左运动，则工作接口130与压力接口120连接，而箱体接口140被关闭。这相当于阀的常见功能。因此，基于所说明的实施方案，当前涉及滑阀。然而应指出，按照本发明的实施方案不仅可以应用于滑阀、而且可以应用于所有类型的阀。在此仅示例性地给出与滑阀相关的说明。
在滑套400的左端部上安装有支撑盖450。该支撑盖封闭滑套400。
在支撑盖450与控制活塞500之间布置有回位弹簧460。该回位弹簧支撑在支撑盖450上并且向右挤压控制活塞500。因此，在没有通过电磁体210施加力的情况下，控制活塞500保持在图1示出的位置中。而如果电磁体210的已经提到的线圈被施加电流，则衔铁212向左运动。该运动经由衔铁杆214被传递到控制活塞500上，该控制活塞克服回位弹簧460的力同样向左运动。由此，阀100能够以常见的方式被操纵。
现在随本申请提交的以及随后提交的权利要求书对于获得广泛的保护是没有偏见的。
在此，如果在进一步审查时、特别是也审查相关现有技术时得出其中一个特征或另一个特征对于本发明的目的虽然是有利的、但不是决定性重要的，则当然现在已经追求如下表述，所述表述特别是在独立权利要求中不再具有这样的特征。这样的子组合也被本申请的公开内容涵盖在内。
此外要注意，本发明的在不同实施方式中描述的以及在附图中示出的构造方案和变型方案可以任意相互组合。在此，个别特征或多个特征可以任意相互交换。这些特征组合同样被一同公开。
在从属权利要求中列举的引用关系通过相应从属权利要求的特征来指出独立权利要求的技术方案的进一步构造方案。然而，这些构造方案不应理解成放弃获得对被引用的从属权利要求的特征的独立且具体的保护。
仅在说明书中公开了的特征亦或包括多个特征的权利要求中的单个特征可以随时对发明有重要意义地为了与现有技术划界而被纳入到独立权利要求中，更确切地说，当这样的特征已经结合其它特征被提到或者结合其它特征获得特别有利的结果时也是如此。

Claims (15)

1.阀、尤其是滑阀，所述阀具有容纳电磁体(210)的外壳(200)和容纳阀部件(3)的阀壳体(300)；所述外壳(200)面向阀壳体(300)地具有磁芯(220)；所述磁芯(220)在电磁体(210)中构成衔铁空间底部(218)，该衔铁空间底部限定衔铁空间(216)并且在衔铁空间(216)中可运动地支承的衔铁(212)在电磁体(210)的第一位置中贴靠在所述衔铁空间底部上；所述磁芯(220)在衔铁空间底部(218)的区域中具有穿通孔(225)，该穿通孔容纳与衔铁(212)作用连接的衔铁杆(214)；所述阀壳体(300)容纳沿纵轴线(105)延伸的滑套(400)；其中，所述外壳(200)具有至少一个贴靠面(235)，滑套(400)贴靠在该贴靠面上，所述穿通孔(225)通入到贴靠面(235)中，并且在滑套(400)中布置有能克服回位弹簧(460)的力而运动的控制活塞(500)，该控制活塞与衔铁杆(214)作用连接并且在电磁体(210)的第二位置中贴靠在贴靠面(235)上。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述磁芯(220)一件式地构成和/或由一个唯一的坯件加工而成。
3.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述贴靠面(235)直接在磁芯(220)上构成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，在控制活塞(500)与贴靠面(235)之间和/或在滑套(400)与贴靠面(235)之间不布置弹簧和/或间隔块。
5.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述衔铁空间底部(218)直接在磁芯(220)上构成。
6.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，在衔铁空间底部(218)与衔铁(212)之间不布置弹簧和/或间隔块。
7.根据上述权利要求中任一项所述的阀(210)，其特征在于，不设置如下调节装置，该调节装置用于衔铁(212)在电磁体(210)的第二位置中相对于衔铁空间底部(218)的方位。
8.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述衔铁(212)由衔铁柱体(290)和衔铁主体(291)构成，其中，衔铁柱体(290)具有比衔铁主体(291)更大的直径并且衔铁主体(291)在第一位置中贴靠在衔铁空间底部(218)上。
9.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述衔铁杆(214)与衔铁(212)一件式地构成，或者所述衔铁杆(214)相对于衔铁(212)活动地布置。
10.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述衔铁杆(214)与控制活塞(500)一件式地构成，或者所述衔铁杆(214)相对于控制活塞(500)活动地布置。
11.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述磁芯(220)构成为罐状的并且所述衔铁空间底部(218)形成该罐的底部，在该底部上连接有衔铁空间壁(280)并且该衔铁空间壁(280)在远离衔铁空间底部(218)的端部上具有控制锥体(270)，该控制锥体与衔铁(212)、尤其是与衔铁主体(291)配合作用。
12.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，在电磁体(210)的第二位置中，衔铁柱体(290)位于控制锥体(270)的始端和/或外壳(200)具有用于滑套(500)的固定凹部(230)，其中，贴靠面(235)布置在该固定凹部(230)中。
13.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述衔铁空间底部(218)和所述贴靠面(235)彼此平行地定向。
14.根据上述权利要求中任一项所述的阀，其特征在于，所述衔铁空间底部(218)和/或所述贴靠面(235)分别构成为锥面。
15.根据上述权利要求中任一项所述的阀在1巴至40巴的输入侧压力范围内、优选在1.5巴至35巴的输入侧压力范围内、尤其优选在2巴至25巴的输入侧压力范围内的应用。
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