CN108698576B - 用于滑转调节的机动车制动设备的电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁阀，该电磁阀具有：布置在阀壳体中的阀关闭件，该阀关闭件能打开或关闭阀座中的阀通道；被设置用于操纵阀关闭件的衔铁(2)；以及在衔铁(2)与磁芯(5)之间夹紧的、基本上为圆柱形的复位弹簧(8)，其中，与复位弹簧(8)并联布置的弹簧环(7)被布置在衔铁(2)与磁芯(5)之间，该弹簧环与复位弹簧(8)的弹簧圈的数量相比具有较少的弹簧圈数量。

Description

用于滑转调节的机动车制动设备的电磁阀
技术领域
本发明涉及一种特别用于滑转调节的机动车制动设备的电磁阀。
背景技术
从文献EP 1231082 B1中已知一种所述类型的电磁阀，该电磁阀具有轴向可动地布置在阀壳体中的阀关闭件，该阀关闭件能打开或关闭阀座中的阀通道，为此衔铁和基本上为圆柱形的复位弹簧布置在阀壳体中，该复位弹簧在衔铁与磁芯之间夹紧。此外，弹簧片位于衔铁与磁芯之间，该弹簧片根据所选的阀线圈电磁流强度实现对衔铁的持续的行程控制。弹簧片的无毛刺的以及薄壁式的精确制造引起高成本，以便确保期望的弹簧特性。
发明内容
因此本发明的目的是，以尽可能简单、功能可靠的手段成本有利地实施并这样改进所述类型的电磁阀，从而可以放弃使用弹簧片。
根据本发明通过如下所述的特征对于所述类型的电磁阀实现上述目的。一种特别用于滑转调节的机动车制动设备的电磁阀具有：布置在阀壳体中的阀关闭件，该阀关闭件能打开或关闭阀座中的阀通道；被设置用于操纵阀关闭件的衔铁；以及在衔铁与磁芯之间夹紧的、基本上为圆柱形的复位弹簧。与复位弹簧并联布置的弹簧环被布置在衔铁与磁芯之间，该弹簧环与复位弹簧的弹簧圈的数量相比具有较少的弹簧圈数量。根据一种实施方式，复位弹簧和弹簧环以同轴布置的方式局部地被接纳在孔中，该孔被设置在衔铁中或者被设置在磁芯中，所述孔具有用于接纳复位弹簧的第一孔区段和用于接纳弹簧环的第二孔区段，其中，为了在第二孔区段中接纳弹簧环，第二孔区段与第一孔区段相比具有较大的直径。根据另一种实施方式，弹簧环被定位在衔铁的外周上，为此，衔铁在其面对磁芯的端面上具有台阶状的凸肩，该凸肩的高度小于弹簧环的高度，由此在压缩的弹簧状态下，弹簧环在衔铁的端面上具有超出部，该超出部在对衔铁的电磁操纵期间规定了在磁芯与衔铁之间的剩余气隙的大小。
附图说明
本发明的其它特征和优点从下面对多个实施例的说明中借助图1至图5得到。
附图示出：
图1以纵剖面图部分地示出在初始位置/初始状态中关闭的电磁阀的对本发明来说重要的元件，该电磁阀的复位弹簧与弹簧环一同布置在磁芯与衔铁之间，
图2以透视图示出在图1中描绘的、设有竖直缝隙的弹簧环，
图3示出从图1中已知的、插入衔铁的直径扩大的孔区段中的弹簧环的进一步放大图，以用于结合设计尺寸说明各个特征，
图4示出弹力和磁力线图，以用于说明根据本发明的弹簧环的作用方式，
图5示出弹簧环的另选的布置结构和设计方案。
具体实施方式
本发明涉及一种在初始位置中关闭的电磁阀，该电磁阀优选用于滑转调节的机动车制动设备或电动气动的调节系统。
根据实施例，这种类型的电磁阀在阀壳体1中接纳阀关闭件，该阀关闭件在持续受到布置在衔铁2与磁芯5之间的复位弹簧8的作用下能关闭阀座中的阀通道。为了开启阀通道，以已知的方式借助于阀线圈朝向磁芯5的方向电磁地操纵与阀关闭件连接的衔铁2。
未示出阀线圈、阀关闭件和包括阀通道的阀座的图示，这是因为这些元件是一般已知的并可以任意地设计。
如从图1中已知，根据本发明在衔铁2与磁芯5之间布置与复位弹簧8并联布置的弹簧环7，该弹簧环与复位弹簧8以同轴的布置方式一同局部地被接纳在孔9中，该孔根据附图布置在衔铁2中，但是孔9也可以另选地布置在磁芯5中用于接纳复位弹簧8和弹簧环7。
相对软的、在衔铁2与磁芯5之间夹紧的复位弹簧8由于大量弹簧圈所要求的弹簧长度因此居中地穿过弹簧环7延伸，从而仅设有唯一一个弹簧圈的弹簧环7不能侧向地从其位置中脱离。
为了接纳复位弹簧8，孔9具有适配于复位弹簧8的长度的第一孔区段10和适配于弹簧环7的第二孔区段11，其中，为了接纳相对于复位弹簧8在直径方面扩大的弹簧环7，第二孔区段11相对于第一孔区段10强制性地具有较大的、与弹簧环7的直径相匹配的直径。
为了在第二孔区段11中轴向支撑弹簧环7，由于两个孔区段10、11的直径差有利地得到形成在第一孔区段10与第二孔区段11之间的孔台阶部3，其中，第二孔区段11为了局部地接纳弹簧环7而具有既比弹簧环7的高度小、又比第一孔区段10小的深度，该深度通过孔台阶部3在孔9中的位置规定，弹簧环7也局部地支撑在该孔台阶部上。
复位弹簧8和弹簧环7分别以规定的超出部从孔9中伸出，其中，弹簧环7为了规定剩余气隙RLS而具有与复位弹簧8本身相比显著小于复位弹簧8的超出部，而复位弹簧8由于其持续地在衔铁2与磁芯5之间夹紧的位置具有相当于衔铁2的最大行程的超出部。弹簧环7的行程由螺旋形的螺距规定，从而根据附图在衔铁2的未激励的状态中在孔台阶部3与弹簧环7之间局部地保留间隙，直到最后弹簧环7由于磁芯2的电磁操纵在压缩作用下而全面地贴靠在磁芯5上和孔台阶部3的底部上。
根据在图2中的透视图可以明确地看到，弹簧7的两个、根据弹簧螺距彼此略微偏置的弹簧端部通过竖直缝隙4彼此隔开，从而在衔铁2的未电磁激励的状态下仅复位弹簧8在磁芯5与衔铁2之间起作用，而弹簧环7根据选择的弹簧螺距以略微存在间隙的方式保持在衔铁2和磁芯5的相对应的端面之间。
图3示出从图1和图2中已知的弹簧环7的进一步放大图以用于说明各个结构尺寸，由此为了规定剩余气隙RLS，第二孔台阶部11的高度H小于弹簧环7在放松的弹簧状态下的最小高度h。由于弹簧环7的螺距，在不压缩的状态下得到最大的弹簧环高度L，该弹簧环高度大于弹簧环7的金属丝高度h。类似于传统的压力弹簧，在对衔铁2电磁操纵的状态下弹簧环7因此被压向磁芯5，同时弹簧环高度L被压缩到相当于弹簧环7的锁死高度h的最小高度h，其中，复位弹簧8和弹簧环7的刚度在压缩弹簧环7期间相加。此后，弹簧环7用作为刚性的、几何尺寸准确的剩余气隙限制元件。
由于紧凑的结构，即使在过量磁力的作用下弹簧环7也能无限制可重复地保证精确地保持剩余气隙RLS。
如根据图4的线图进一步示出的，弹簧环7具有与复位弹簧8有差别的且显著较高的弹簧刚度。弹簧环7因此在小的弹簧行程上满足存储尽可能高的动能密度的要求，为此以已知的制造方式由不可磁化的、标准化的弹簧钢卷绕为螺旋形。
在根据图4的线图中，沿着横坐标记录衔铁行程S连同剩余气隙RLS，沿着纵坐标记录(弹)力曲线F和(磁)力曲线F磁。再回看图3，还在线图中记录了弹簧环7的重要的结构尺寸L、h以及接纳弹簧环7的孔区段11的高度H。
向着剩余气隙RLS的方向首先平缓升高的直线表明根据本发明的电磁阀的复位弹簧8的弹力F8随着衔铁行程S的增大而线性升高，从而为了操纵衔铁2所需的磁力F磁由于复位弹簧8的相对小的弹簧刚度首先直至到达衔铁2的部分行程上的拐点K都是相对小的。随着到达特征曲线的拐点K——该拐点相当于弹簧环7在磁芯5上的接触点——弯折的特征曲线的斜率由于弹簧环7抵靠在磁芯5上而显著增大，这是因为弹簧环7具有比复位弹簧8大的弹簧刚度，从而在达到在衔铁2与磁芯5之间保留的剩余气隙RLS时才由于压缩弹簧环7实现力显著增长到弹力F7，这有利地实现了剩余气隙RLS的减小，以便在完成对衔铁2的电磁激励后还产生足够大的复位力。
弹簧环7的上述设计方案因此具有以下优点，即，结合并联连接的复位弹簧8在小的气隙的区域中且进而在衔铁2与磁芯5之间强烈作用的磁力的区域中达到显著更高的弹簧刚度。而在衔铁2的行程开始阶段，弹簧环7不起作用，弹簧刚度有利地设计得较小的复位弹簧8可以由于较小的磁力梯度单独起作用。
在参照代表磁力F磁的特性曲线的情况下还示出，在期望或需要的情况下可以减小剩余气隙RLS，同时在弹簧环7抵靠在磁芯5上时弹力提高到弹力F7，从而可以有利地减小阀线圈的电功率。
最后从图5中示出弹簧环7的另选的布置结构和设计方案，其中，弹簧环7在孔9的外部布置在磁芯5与衔铁2之间，代替从图1至图3中已知的多边轮廓而具有圆形轮廓。为了将弹簧环7定位在衔铁2上，衔铁优选地在其面对磁芯5的外周上具有凸肩6的形式的环绕的凹槽，该凹槽类似于图1至图3也具有相对于弹簧环7的高度较小的高度，由此弹簧环7在压缩的弹簧状态下在衔铁2的端面上具有超出部，该超出部在对衔铁2的电磁操纵期间规定了在磁芯5与衔铁2之间的剩余气隙RLS的大小。
还得到以下优点：
-可以借助于卷簧自动装置简单地制造复位弹簧8和弹簧环7，
-为了制造弹簧环7所需的金属丝可以以较小的公差、与现有的剩余气隙元件相比以不锈的、不能磁化的、标准化的弹簧钢质量特别成本有利地制造，
-根据剩余气隙与弹簧特性之间的调整，弹簧环7可以用于低噪音地模拟以及数字地操纵电磁阀。
由于使用弹簧环7，还从复位弹簧8的较软的设计可能性中得到另一个优点，这由于较小的弹簧刚度对制造公差和制造成本产生有利效果。
虽然在本发明中仅公开了唯一一个弹簧环7，但是这不排除使用多个并联连接的弹簧环7的方案。弹簧环7的横截面通常可以具有包括仅一圈或多圈的不同的轮廓。由此可以在相同的金属丝横截面的情况下改变刚度。除了在图1至图3中提出的矩形的横截面外，根据图5更简单的圆形金属丝或椭圆形金属丝也适用于弹簧环7。还可以通过弹簧螺距的变型实现递减型或渐进型的弹簧特性。
附图标记列表：
1 阀壳体
2 衔铁
3 孔台阶部
4 竖直缝隙
5 磁芯
6 凸肩
7 弹簧环
8 复位弹簧
9 孔
10 孔区段
11 孔区段

Claims (8)

1.一种电磁阀，用于滑转调节的机动车制动设备，该电磁阀具有：布置在阀壳体中的阀关闭件，该阀关闭件能打开或关闭阀座中的阀通道；被设置用于操纵阀关闭件的衔铁；以及在衔铁与磁芯之间夹紧的、基本上为圆柱形的复位弹簧，其中，与复位弹簧(8)并联布置的弹簧环(7)被布置在衔铁(2)与磁芯(5)之间，该弹簧环与复位弹簧(8)的弹簧圈的数量相比具有较少的弹簧圈数量，
其特征在于，复位弹簧(8)和弹簧环(7)以同轴布置的方式局部地被接纳在孔(9)中，该孔被设置在衔铁(2)中，或者被设置在磁芯(5)中，所述孔(9)具有用于接纳复位弹簧(8)的第一孔区段(10)和用于接纳弹簧环(7)的第二孔区段(11)，其中，为了在第二孔区段(11)中接纳弹簧环(7)，第二孔区段(11)与第一孔区段(10)相比具有较大的直径。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，为了在第二孔区段(11)中轴向支撑弹簧环(7)，在第一孔区段(10)与第二孔区段(11)之间设有孔台阶部(3)，用于局部地接纳弹簧环(7)的第二孔区段(11)具有比第一孔区段(10)小的高度(H)，通过孔台阶部(3)在孔(9)中的位置规定该高度，弹簧环(7)支撑在该孔台阶部上。
3.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，复位弹簧(8)和弹簧环(7)都分别以规定的尺寸从所述孔(9)中伸出以形成超出部，其中，弹簧环(7)具有比复位弹簧(8)小的超出部。
4.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，弹簧环(7)具有与复位弹簧(8)不同的弹簧刚度。
5.根据权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，弹簧环(7)具有比复位弹簧(8)高的弹簧刚度。
6.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，弹簧环(7)具有比复位弹簧(8)大的弹簧圈横截面。
7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，弹簧环(7)的弹簧圈具有圆形、椭圆形或多边形的金属丝横截面。
8.一种电磁阀，用于滑转调节的机动车制动设备，该电磁阀具有：布置在阀壳体中的阀关闭件，该阀关闭件能打开或关闭阀座中的阀通道；被设置用于操纵阀关闭件的衔铁；以及在衔铁与磁芯之间夹紧的、基本上为圆柱形的复位弹簧，其中，与复位弹簧(8)并联布置的弹簧环(7)被布置在衔铁(2)与磁芯(5)之间，该弹簧环与复位弹簧(8)的弹簧圈的数量相比具有较少的弹簧圈数量，
其特征在于，弹簧环(7)被定位在衔铁(2)的外周上，为此，衔铁(2)在其面对磁芯(5)的端面上具有台阶状的凸肩(6)，该凸肩的高度(H)小于弹簧环(7)的高度(h)，由此在压缩的弹簧状态下，弹簧环(7)在衔铁(2)的端面上具有超出部，该超出部在对衔铁(2)的电磁操纵期间规定了在磁芯(5)与衔铁(2)之间的剩余气隙(RLS)的大小。
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