CN109964070B - 生产极管组件的方法和具有极管组件的液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造极管组件(10)的方法，特别是用于液压阀的电磁促动器的极管组件，所述极管组件具有沿着所述极管组件(10)的纵轴线(12)互接的至少一个基本上中空圆柱形的极管(14)和至少一个基本上中空圆柱形的极芯(16)，所述方法包括如下步骤：在极管(14)的内部空间(28)中放入由不可磁化材料制成的焊料元件(18)或者在极芯(16)上放置焊料元件(18)，在纵轴线(12)方向这样接合极管(14)和极芯(16)，即在极管(14)和极芯(16)之间环形构造的容纳空间(20)中设置所述焊料元件(18)，在炉中熔化所述焊料元件(18)，加工所述极管(14)和极芯(16)的内轮廓和/或外轮廓(22、24、26、38)至成品尺寸，其中，熔化的、并且随后硬化的焊料元件(18)在极管(14)和极芯(16)之间形成不可磁化的中间环。此外，本发明涉及具有极管组件(10)的液压阀，所述极管组件以这样的方法制造。

Description

生产极管组件的方法和具有极管组件的液压阀

技术领域

本发明涉及一种生产极管组件、特别是液压阀的电磁促动器的极管组件的方法以及涉及具有极管组件的液压阀。

背景技术

特别用于汽车制造的、并且特别是凸轮轴的回转马达调节器的、或双离合器变速箱的液压阀是充分已知的。那么，由专利申请文献DE102011053033A1得知一种作为双离合器变速箱的液压阀的旁通阀。所述液压阀具有阀活塞，所述阀活塞可以在液压阀的阀套中轴向运动。通常，在阀套上构造有至少一个工作接口、一个供流接口和一个油箱接口T。穿流液压阀的液压液能够借助可定位在阀套中的阀活塞不同地穿流液压阀。

阀活塞借助电磁促动器运动。

为此，促动器与阀活塞有效连接。促动器的衔铁的运动传递到阀活塞上，从而阀活塞在液压阀内部改变其位置。所述衔铁在极管中借助磁场被移动，所述磁场借助载流的线圈制造。这样的线圈通常定位成包括衔铁和极管并且容纳于线圈架中。

德国专利文献DE102009008458A1公开了一种制造极管的方法，其中，所述极管在极管的第一端部处包括具有的内直径和外直径的管件，在所述极管的第二端部处具有至少部分地封闭上述管件的极靴并且在上述管件和极靴之间具有环状、无磁的连接件。所述管件、无磁的连接件和极靴在所述无磁的连接件的至少一个锥形的端面上两侧相同地借助金属互连层连接。缺点是认为，所述连接件成本高并且必须适应各自所需的轮廓。

发明内容

本发明的任务是获得一种制造用于液压阀的极管组件的方法，所述方法能实现短的生产节拍和在生产中始终不变的、可记录的质量。

本发明的另一项任务在于获得具有极管组件的液压阀，所述极管组件以这样的方法制造。

前述任务借助于独立权利要求的特征得以解决。

本发明的有利设计方案和优点由其它权利要求、说明书和附图得出。

提出一种生产具有沿着纵轴线互接的至少一个圆筒形的极管和至少一个圆筒形的极芯的极管组件的方法，所述方法包括如下步骤：

-在极管的内部空间中放入不可磁化的材料制成的焊料元件或者在极芯上放置所述焊料元件，

-在纵轴线方向这样连接极管和极芯，即在极管和极芯之间环形构造的容纳空间中设置所述焊料元件，

-在炉中熔化所述焊料元件，

-加工所述极管和极芯的内轮廓和/或外轮廓至成品尺寸，其中，

所述熔化的、并且接下来硬化的焊料元件在极管和极芯之间形成不可磁化的中间环。

所述极管组件为液压阀的电磁促动器的基本元件，所述液压阀可以利用根据本发明的方法大批量地为汽车工业制造并且具有最大可能的磁性的功率密度。此外，所述极管组件通过衔铁-轴承支承架(极管)和极芯直径的共同的精加工具有非常小的横向力。

所述电磁促动器的核心部件在此形成极管组件。所述极管组件由部件极管和极芯组成，它们通过不可磁化的中间环相互分开。通过这种中间环可在衔铁处增强磁力，而不会升高电磁线圈的直径或者在所述电磁线圈上规定更多的绕丝。相对于一件式的极管组件的设计，磁力如此升高大约35％至40％是可能的。

两个构件极管和极芯的内直径在组件中有利地精确对齐，即径向偏差、角偏差和错位具有最小值并且通过共同的精加工有利地甚至等于零，由此在磁铁中产生非常小的横向力。

此外，部件的径向的壁厚有利地具有尽可能小的波动。每个相对于均匀的壁厚的偏差对于磁铁中的横向力有负面作用。所述极管组件的内直径和外直径有利地具有彼此最佳可能的同心度。

极管组件的这些有利的性质可通过根据本发明的方法实现。

每道工序可以尽可能地全自动化并且因此以有利的方式适合具有较短的生产节拍的大批量生产解决方案。对于焊接过程任何附加的设备、工具架或辅助工具都不是必需的。同样，可以达到有关磁力值的材料性质的改善，因为相应的预热时间和冷却时间包括磁性最终退火。获得的加工结果的非常好的可再制造性可以在同时高的加工精度下通过根据本发明的方法实现。工艺参数的良好的记录同样是可能的。理想地，所有极管组件为此借助相同的设备制造。

根据一种有利的设计方案，由极管、焊料环和极芯接合的组件可以在炉子中焊接，其中，这样设置炉温，即高于焊料环的可焊接材料的熔点并且所述炉温低于极管和极芯的材料的熔点。极芯当炉温微高于焊接材料的、例如铜的熔化温度时，而所述部件的其他材料如钢具有其完全的坚固性，因为所述部件的其他材料的熔化温度远高于铜的熔化温度，以这样的方式，所述部件极管、焊料环和极芯可以有利地相互焊接。

根据本发明的其他观点提出一种液压阀，所述液压阀具有阀套和在所述阀套中沿着阀套的第一纵轴线可轴向地移动的阀活塞，其中，所述阀活塞可以借助所述液压阀的电磁促动器移动。所述促动器具有与阀活塞有效连接的衔铁。此外，所述衔铁借助包括该衔铁的电磁线圈可移动地容纳于所述促动器的壳体中。所述衔铁进而可移动地设置在所述极管组件的内部。此外，所述极管组件包括至少一个极管以及一个极芯，其中，在极管和极芯之间设有不可磁化的借助热加工方法制造的中间环，所述中间环材料锁合地连接极管和极芯。

优选地，所述极管的、中间环的和极芯的内直径在一次装夹下加工至成品尺寸。由此，可以避免所述部件的多次装夹。

优选地，能够以上述极管组件示出液压阀，所述液压阀不仅具有坚固的运转特性，在安装时同样显示出坚固的特性，而且能够成本合适地大量生产。所述部件极管、连接件和极芯相互间的对准无需其他的部件。所述衔铁可以直接在极管和极芯中轴向地运动。此外，径向的壁厚如此同样能够以适当的方式在加工中有利地设置，以便在所述极管组件的内部循环的衔铁处达到尽可能高的磁场强度。这样的液压阀具有有利地低摩擦的所述衔铁的运转，具有衔铁和支承架之间的、即极管和衔铁极芯之间的理想的零同心率以及具有较高的磁力密度并且具有强大的运转性能。

根据有利的实施方式，极芯和阀套可以一件式地构造为极套。

附图说明

其它优点由下述附图说明得出。在附图中示出本发明的实施例。所述附图、说明书和权利要求书包括很多特征组合。对于这些特征，本领域技术人员也可得当地单独考虑并概括出合理的其它各种组合。

其中示例性地：

图1示出根据本发明的第一实施例的极管组件的纵剖面图；

图2示出根据图1的极管组件的分解图；

图3示出根据本发明的第二实施例的极管组件的纵剖面图；

图4示出根据本发明的第三实施例的极管组件的纵剖面图；

图5示出进行焊接前的根据本发明的第四实施例的极管组件的纵剖面图；

图6示出根据图5的焊接后的极管组件和

图7示出根据图5的加工内径和外径后的极管组件。

具体实施方式

在附图中用相同的附图标记表示相同或同类的部件。所述附图仅示出示例而不可被限制性地理解。

不必强制地组合所描述的特征并且所述特征同样可以单独应用在所述液压阀中。

本发明的任务是获得一种制造液压阀的极管组件的方法，所述方法能实现较短的生产节拍和生产中恒定的质量。已知的解决方案既不适合大批量生产也不满足质量要求。

本发明的另一项任务在于获得具有极管组件的液压阀，所述液压阀以这样的方法制造。

一种极管组件10，其例如规定用于未示出的液压阀的电磁促动器，该极管组件具有沿着纵轴线12互接的至少一个圆筒形的、基本上中空圆柱形的极管14和至少一个圆筒形的、基本上中空圆柱形的极芯16。所述促动器和液压阀的功能例如可从德国专利文献DE102011053033A1中获得。

为了解决根据本发明的任务，根据本发明的制造方法包括如下步骤：

-在极管14的内部空间28中放入不可磁化的材料制成的焊料元件18或者在极芯16上放置焊料元件；

-在纵轴线12方向这样连接极管14和极芯16，即将所述焊料元件18设置在极管14和极芯16之间构造的容纳空间20中；

-在炉中熔化焊料元件18；

-将所述极管14和极芯16的内轮廓和/或外轮廓22、24、26、38加工至成品尺寸，其中，熔化的、并且紧接着硬化的焊料元件18在所述极管14和极芯16之间形成一不可磁化的中间环。即换言之，改变所述极管14和极芯16的内直径和外直径。

在接合极管14和极芯16时，将所述极芯16部分地插入到所述极管14的内部空间28中。在接合过程中，用于两个部件14、16相互对齐的辅助工具构造为所述极芯16的第一对准轮廓30和所述极管14的第二对准轮廓32。所述第一对准轮廓30实施为极芯16的部分表面轮廓、特别为栓状，其中，第二对准轮廓32为此相应地设计为所述极管14的部分内表面。

即换言之，所述极管14和极芯16的接合借助在部件14、16上设置的对准轮廓30、32实现，通过将部件极管14或极芯16中至少一个按压地推入到所述第一对准轮廓30或第二对准轮廓32上。这意味着，相互压入地构造所述两个部件14、16。

所述第一对准轮廓30可以具有在纵轴线12方向延伸地形成的第一凸出部42，所述第一凸出部42被压入到所述极管14的内部空间28中，正如根据图1至图4的前三个实施例所示的那样。备选地，特别是附加地对于第一凸出部42，所述第二对准轮廓32具有在纵轴线12方向延伸地构造的第二凸出部43，所述凸出部实施为包括所述极芯16并且所述极芯16压入到其中，正如从示出第四实施例的图5至图7所获知的那样。同样地，所述两个对准轮廓30、32可以共同构造，正如图1、图3和图4所示的那样。

通常在极芯16上以凸台36的形式设置有纵向止挡，所述纵向止挡相对地确定两个部件14、16的轴向位置。同样地，为了确定轴向位置也可以在所述极管14上构造凸台36。

所述极芯16的第二外轮廓26具有第一对准轮廓30，该第一对准轮廓构造为与第二对准轮廓32互补。即，所述第一对准轮廓30为第二外轮廓26的一部分。同样地，所述极管14具有第一内轮廓24，所述第二对准轮廓32为第一内轮廓的一部分。所述两个对准轮廓30、32互补地构造为用于形成过盈配合。部分，或更确切地说，所述第二外轮廓26和第一内轮廓24的不包含对准轮廓30、32的部分，在容纳空间20的构造下相互径向间隔地设置。

在这个环形构造的容纳空间20中，特别地在接合过程后容纳有，或更确切地说设置有焊料元件18。为了所述焊料元件18在容纳空间20中的优选的定位，环形地、具有圆形横截面地构造所述焊料元件。即换言之，优选以O形环的形式构造所述焊料元件18。具有圆形横截面的环形如下被认为是有利的，即所述焊料元件18在其延伸上均匀地并且整体区域几乎同时受热。由此，可以避免不同的硬化过程并可能也能够避免结块现象。

为了在接合所述极管14和极芯16前和在熔化前确保所述焊料元件18的位置，所述极管14在其第一内轮廓24上具有第一安全凸肩54。因此，在极管14与极芯16接合前，在装配中与所述极管14和极芯16的布置相关的焊料元件18位置确定地放入极管14中。例如，接下来在接合过程中，在纵轴线12方向上所述极管14设置在所述极芯16之下。在加热所述焊料元件18前，换言之在改变所述焊料元件18的物态前，在容纳空间20中包含焊料元件18的部件极管14和极芯16在接合后可横向于纵轴线12旋转，由此所述焊料元件18如接下来所描述可以在所述容纳空间20中，如规定地扩散。

反之，如果所述极管14和极芯16在其如图1至图7所示的位置中相互接合，则所述环形构造的焊料元件18简单地放在极芯16上，所述焊料元件围绕在极芯的第一凸出部42上。在所述极管14和极芯16的安装定位的情况下，所述极芯16有利地具有第二安全凸肩56和/或圆锥状的第二外轮廓26。

所述焊料元件18优选由铜焊料、备选地由其他铜合金构成。然而基本上对于所述焊料元件18也可以考虑其他的材料，所述材料的性质(膨胀系数、稳定性等等)适合于使用在所述极管组件10中并且所述材料能够借助热加工方法改型或熔化。

特别为了所述焊料元件18的引力导向的流动而构造所述容纳空间20。这意味着，这样构造所述容纳空间20，即通过加热而液化的焊料元件18，以下被称为焊料，可以由于重力原因在所述容纳空间20中扩散，从而特别在所述焊料的扩散和硬化期间防止了气塞。

为了影响所述焊料18的流动，所述容纳空间20具有向纵轴线12至少部分倾斜地构造的外壁46和向纵轴线12至少部分倾斜地构造的内壁48。所述器壁46、48为外轮廓22或内轮廓24的一部分。在本实施例中基本上平行地设置所述器壁46、48。同样地，所述器壁也可以为此不同地设置。这有助于进一步避免所述气塞。

从所述极芯16的端部50向凸台36方向看，所述端部容纳于内部空间28中，所述容纳空间20沿着纵轴线12从上向下延伸。从纵轴线12观察，从内向外，在所述器壁46、48相互间几乎相同的径向距离52上，所述容纳空间20向径向方向延伸。由此，导致所述焊料18的沿着纵轴线12的从上到下和从里到外的流动。为此，有利的是所述焊料元件18在其加热前或在改变其物态前如之前定义的设置在所述容纳空间20上部。由此，在所述焊料元件18的液化后自身从上边到容纳空间20中并且从上向下流过所述容纳空间20。即换言之，所述焊料元件18在流动方向上设置在所述容纳空间20的上部。

所述极芯16和极管14由可磁化的材料制成。以如下方式加工，即两个部件14、16在外轮廓22或内轮廓24上相互具有纵向止挡36并且可以在所述外轮廓或内轮廓22、24、26上相互压合。此外，所述内轮廓24、38的直径仍比之后的成品尺寸般明显要小。所述纵向止挡确保了，在极管14和极芯16之间保留了设定的间距52，所述间距被内轮廓24和外轮廓26通过两个部件14、16限定。由此，形成前述环形的容纳空间20，所述容纳空间在焊接时由焊料填充。在压合前放置的焊料元件18一旦通过相应设置的温度熔化，焊料就流入容纳空间20的下部中。

此外，当焊料18流入到所述容纳空间20的下部中时，在所述极管14上的斜面40起到漏气作用。由此，在流动期间和/或在接下来的所述焊料元件18的冷却和硬化期间可以进一步防止所述气塞，上述焊料元件18在硬化后被称为中间环。

由极管14、焊料元件18和极芯16接合的极管组件10在炉中、优选在具有惰性气体环境的中转炉中焊接，其中，调节炉温，以便超过所述焊料元件18的可焊接材料的熔点并且所述炉温低于极管14和极芯16的材料的熔点。在炉中焊接时，优选同时焊接多个极管组件10。

所述焊料元件18在经过炉子期间熔化并且通过毛细效应或重力作用运送到部件14、16之间的环形的容纳空间20的下部中并且完全充满该容纳空间。接下来，限定地冷却所述部件，焊接材料变得坚硬并且通过焊接层连接所述部件14、16。通过适当的冷却过程可以在所述部件上实施磁性的最终退火，从而可以达到关于磁力值的材料改善。

在接下来的工作流程中，还要在内轮廓24上加工极管组件10，从而得到最终的内部几何形状。在同一装夹下，在必要的位置同样精加工所述外直径22、26，以便获得内直径和外直径之间理想的同心度。

通过极管14和极芯16的内孔在一次走刀中的联合精加工，满足所谓的“零同轴”要求。单一组件极芯16(衔铁必须置中地拉入所述极管中)和极管14(衔铁的支承架)的对准是最理想的。

根据图3、图5至图7所示的实施例，所述极芯16和液压阀的阀套44一件式地构造为极套。所描述的方法步骤相应地以极套代替极芯16。

所述液压阀例如可以构造为传动阀或用于凸轮轴调节器。

总结本发明的优点：

·与已知的解决方案相比较，可以省略一种昂贵的、按部件的几何形状调整的梯形环或中间环，所述梯形环或中间环要例如由不锈钢制造成单一零件。

·所述极管14和焊料元件18与极芯几何形状无关。所述部件14、16、18的几何形状基本上可以自由选择。

·通过对所述焊接处的目检可以获得简单的质量保证。

·通过根据本发明的方法可以提高过程安全性和加工精度。

·本发明使所谓的零同轴解决方案成为可能。

·可以获得尽可能好的从内径到外径的同心度。

·不同的钢材种类可以容易地相互连接。

·可以制造所述极管14的盲孔。

·完全自动化的工序是可能的。

·产生适合大批量生产的解决方案(特别是关于生产节拍)。

·对于焊接过程任何设备、工具架或辅助工具都不是必需的。

·同样，可以实现有关磁力值的材料性质的改善，因为相应的预热时间和冷却时间包括磁性最终退火。

·生产过程可以非常好地再现。

·工艺参数的良好的记录是可能的。

·稳定不变的质量，因为所有部件同样在高件数情况下经过相同的炉子。

根据本发明，所述非磁性的中间环18完全由焊料形成。根据现有技术通常作为匹配的单一部件构造的非磁性中间环的生产非常昂贵并且一定需要不同的变形方案，因为对于每个极芯几何形状一定需要相应成型的配合件。这意味着，利用上述发明可以提供一种成本合适的极管组件10。

通过本发明获得真正的“零同轴磁铁”，所述零同轴磁铁可以以稳定不变的质量大批量地为汽车工业制造并且具有最高可能的功率密度。在这里，极管组件10构成所述“零同轴磁铁”的核心部件。所述两个部件极管14和极芯16的内径在组件中可以精确地对齐，即，不会产生径向偏差、角度偏差和错位。此外，所述极管组件10的径向的壁厚具有尽可能小的波动，因为每个偏差对于磁体中的横向力有负面作用。即，所述极管组件10的内直径和外直径相互间具有尽可能好的同心度。

Claims (17)

1.生产极管组件（10）的方法，所述极管组件具有沿着所述极管组件（10）的纵轴线（12）互接的至少一个基本上中空圆柱形的极管（14）和至少一个基本上中空圆柱形的极芯（16），所述方法包括如下步骤：

在极管（14）的内部空间（28）中放入不可磁化的材料制成的焊料元件（18）或者在极芯（16）上放置焊料元件（18），

在纵轴线（12）方向这样接合极管（14）和极芯（16），在极管（14）和极芯（16）之间环形构造的容纳空间（20）中设置所述焊料元件（18），

在炉中熔化所述焊料元件（18）；

加工所述极管（14）和极芯（16）的内轮廓和/或外轮廓（22、24、26、38）至成品尺寸，其中，熔化的、并且随后硬化的焊料元件（18）在极管（14）和极芯（16）之间形成不可磁化的中间环。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述容纳空间（20）在极管（14）和极芯（16）接合时为所述焊料元件（18）的引力导向的流动而构造。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述焊料元件（18）在流动方向上设置在容纳空间（20）的上部。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，用于影响焊料元件（18）的流动的所述容纳空间（20）具有向纵轴线（12）倾斜的外壁（46）和向纵轴线（12）倾斜的内壁（48）。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，借助容纳空间（20）造成所述焊料元件（18）沿着纵轴线（12）从上向下和从内到外的流动。

6.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，环形地构造所述焊料元件（18）。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述焊料元件（18）具有圆形横截面。

8.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述极管（14）和极芯（16）的共同接合借助设置在极管（14）或极芯（16）上的一个对准轮廓（30、32）实现，通过将至少一个极管（14）或极芯（16）推到所述对准轮廓（30、32）上并且所述对准轮廓（30、32）压入至少一个剩下的极管（14）或极芯（16）中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对准轮廓（30）在极芯（16）上设计为在纵向上构造的凸出部（42），所述凸出部压入到极管（14）的内直径（24）中。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对准轮廓（32）作为在纵向延伸的凸出部（34）设置在所述极管（14）上，在所述极管中压入有所述极芯（16）的外直径（26）。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对准轮廓（32）用作纵向止挡。

12.根据前述权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，在炉中焊接由极管（14）、焊料元件（18）和极芯（16）构成的接合的极管组件（10），其中，这样设置炉温，所述炉温超过焊料元件的材料的熔点并且所述炉温低于极管（14）和极芯（16）的材料的熔点。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在炉中焊接期间同时焊接多个极管组件（10）。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述一个或多个接合的极管组件（10）在中转炉中焊接。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极管组件被构造成用于液压阀的电磁促动器。

16.具有阀套（44）和在所述阀套（44）中沿着所述阀套（44）的第一纵轴线轴向地可移动的阀活塞的液压阀（1），其中，所述阀活塞可以借助所述液压阀的电磁促动器移动，其中，所述电磁促动器具有与阀活塞有效连接的衔铁，并且所述衔铁借助包括该衔铁的电磁线圈可移动地容纳于所述电磁促动器的壳体中，并且所述衔铁可移动地设置在所述极管组件（10）的内部，其中，所述极管组件（10）包括至少一个极管（14）以及至少一个极芯（16），其中，在极管（14）和极芯（16）之间设有不可磁化的借助热加工方法制造的中间环，所述中间环材料锁合地连接极管（14）和极芯（16），并且所述极管组件（10）根据权利要求1至14中任一项所述的方法制成。

17.根据权利要求16所述的液压阀，其特征在于，所述极芯（16）和阀套（44）一件式地构造为极套。

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