CN115380180A - 用于车辆电磁阀的边缘镦厚的翻转衔铁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆电磁阀的铁磁性的翻转衔铁(100)，所述翻转衔铁构造为用于通过建立磁场使所述翻转衔铁运动到两个位置中的一个位置中，使得配属于所述磁场的、通过所述翻转衔铁的磁通量在该位置中通过所述翻转衔铁的至少一个面被引导通过间隙(250)，以便形成闭合的磁通回路(70)，其中，所述翻转衔铁能够绕着关于所述车辆电磁阀固定的旋转轴线(20)在所述两个位置之间翻转，其中，通过所述翻转衔铁的边缘镦厚部(110)增大所述翻转衔铁的至少一个面，构造为用于减小由于所述间隙引起的磁阻。

Description

用于车辆电磁阀的边缘镦厚的翻转衔铁

技术领域

本发明涉及一种车辆电磁阀中的边缘镦厚的翻转衔铁、具有边缘镦厚部的翻转衔铁的车辆电磁阀以及用于制造车辆电磁阀中的翻转衔铁的方法。

背景技术

电磁阀的特点在于使用电导体线圈，该电导体线圈通过感应磁场来控制力，以便直接或间接地控制和/或保持用于阀开口的封闭活塞的位置。在这种阀的各种结构类型中存在一类车辆电磁阀，即用于例如使用在车辆制动系统中的电磁阀，其中，导体线圈的磁场将铁磁性构造的翻转衔铁朝线圈的方向吸引，所述翻转衔铁直接或间接地承担封闭活塞的功能，以便因此根据车辆电磁阀的构造允许或防止流体流过车辆电磁阀。

图3示出例如用于这种车辆电磁阀的功能的方案。可看到车辆电磁阀的截平面，该截平面包含电导体线圈210的轴线。在导体线圈210内存在由铁磁性材料(例如铁)制成的芯220，用于增加磁场。导体线圈210装入到同样由铁磁性材料制成的柱形壳体230中，该壳体在导体线圈210的一端部上(在图中在芯220的右侧上)形成阀室(空腔)，其在所示的截平面中呈现线圈直径的宽度。在此，与导体线圈210对置的阀室壁被用于流体流过的两个开口260贯穿。在阀室中存在传统的翻转衔铁300，在该示例中，该传统的翻转衔铁与壳体230或导体线圈210的柱形横截面圆盘状地匹配，并且在所示的截面中具有基本上矩形的横截面，该翻转衔铁能够通过与壳体230连接的枢轴点绕着垂直于截平面的旋转轴线20旋转，并且例如借助通过弹簧240的力作用，在没有电流流到导体线圈210中时流体密封地封闭阀室的开口260之一。在导体线圈210通电时产生磁场，该磁场在铁磁性的芯220中集中和增强地吸引铁磁性的翻转衔铁100。这导致翻转衔铁100绕着枢轴点20的旋转运动。如果翻转衔铁100处于吸引到芯220的最大位置中时，铁磁性壳体230旨在建立闭合的磁通回路70，以便使芯220和翻转衔铁100之间的拉力最大化。在该位置中形成具有尽可能高磁通量的闭合的磁通回路70尤其也对使翻转衔铁100运动到该位置中的力产生增强作用。另一方面，这意味着可以以很小的电流实现相同的力。因此，实施例导致电磁阀能够以很小的电流被操控，而电磁阀仍然以相同的力被操纵。

在电流流过时，通过导体线圈210施加到翻转衔铁100上的磁吸引力应尽可能大，以便确保翻转衔铁100的安全位置。由于多种因素，配属于磁场的磁通量在不同材料中以不同程度流动。一个重要因素是材料的特定属性，即所谓的磁导率。例如，空气的磁导率明显低于铁磁性材料的磁导率，例如由铁制成的芯220。车辆电磁阀的开发者尝试尽量由铁磁性材料部件产生闭合回路，或者避免如间隙250那样的间隙，以便磁通更容易地流动和从而在固定零件和可运动零件之间产生最大的磁力。然而，在如所示车辆电磁阀的磁系统中，其中，磁链的一些部件必须自由运动，然而磁通回路70例如可以包括可识别的气隙(如此处的间隙250)。固定零件和可运动零件，例如由铁制成的壳体230和由不锈钢制成的铁磁性的翻转衔铁100之间的气隙距离，必须根据运动条件和磁通回路70的效率进行优化。在所示的附图中，通过引导磁通量通过翻转衔铁100以及壳体230的铁磁性材料增大作用到翻转衔铁100上的力，由于所述铁磁性材料形成闭合的磁通回路70。在该磁通回路70中，间隙(其形成受制于一定的制造公差)例如在翻转衔铁100和壳体230之间的、用于确保翻转衔铁100的运动性的间隙250，用作减小施加到翻转衔铁100上拉力的磁阻。因此，为了实现相同的磁力，需要更强的电流。此外，翻转衔铁100在其在芯220上的位置中的较弱连接例如由于通过在车辆中出现的振动引起的偏转而对车辆电磁阀的可靠功能产生不利影响。

因此，需要进一步优化磁通量，例如通过减少由于磁通回路中的材料间隙引起的磁阻。在此应找到尽可能成本高效的优化。

发明内容

上述问题的至少一部分通过根据权利要求1所述的翻转衔铁、根据权利要求6所述的车辆电磁阀和根据权利要求7所述的方法来解决。从属权利要求定义了独立权利要求的主题的另外的有利实施方式。

本发明涉及一种用于车辆电磁阀的铁磁性的翻转衔铁，所述车辆电磁阀构造为用于通过建立磁场使翻转衔铁运动到两个位置之一中，从而将配属于磁场的、通过翻转衔铁的磁通量在该位置中通过翻转衔铁的至少一个表面被引导通过间隙，以便形成闭合的磁通回路。在此，翻转衔铁构造为能够通过绕着关于车辆电磁阀固定的旋转轴线的一个或多个枢轴点在两个位置之间翻转。翻转衔铁的特点在于通过翻转衔铁的边缘镦厚部增大至少一个表面，构造为用于提高通过间隙的磁通量或减小磁阻。

在实施例中，翻转衔铁基本上具有边缘镦厚部的盘的形状，该盘具有与壳体横截面匹配的底面(例如圆形或多边形)。在翻转衔铁的通过磁场稳定的位置中，磁通量例如流过翻转衔铁的外周面和车辆电磁阀的具有铁磁性材料(例如铁)的壳体之间的气隙。边缘镦厚部引起翻转衔铁的周面增大和从而翻转衔铁的周面与壳体之间的过渡区域增大。通过边缘镦厚增大了翻转衔铁棱边的高度，而没有增大翻转衔铁的整个厚度。为了镦厚可以使用如在硬币加工时的预滚花技术。在增大棱边高度之后，气隙的总磁阻在翻转衔铁的柱形部分的面向壳体的区域中减小，由此提高通过间隙的磁通量。此外，衔铁棱边的镦厚可以同时用作用于翻转衔铁坯料的直径的校准过程，该翻转衔铁坯料本身可以例如由冲压过程产生。因为在边缘镦厚过程之后翻转衔铁的公差较小，所以可以减小零件制造过程的公差和相应于运动条件的气隙间距之和。

在此，翻转衔铁的翻转运动所围绕的旋转轴线可以穿过翻转衔铁的质量重心，但也可以远离这样的质量重心延伸。在实施例中，翻转衔铁的两个位置通常仅相差很小的(例如4个)角度。

枢轴点例如可以构造为翻转衔铁的局部凹陷部，用于将翻转衔铁支承在为此构造的突出部上，或相反地构造为翻转衔铁的突出部，用于支承在例如车辆电磁阀的壳体的凹陷部中。

可选地，翻转衔铁由铁磁性的不锈钢构成或至少包括这种材料。

可选地，翻转衔铁还通过在旋转轴线上的一个或多个枢轴点与车辆电磁阀的其余部分机械地连接，这些枢轴点分别构造为球冠接头。

可选地，翻转衔铁还具有一个或多个凹陷部或突出部，其构造为用于能够实现一个或多个弹簧的贴靠部或附接部，借助这些弹簧，翻转衔铁在没有磁场的情况下翻转到其未被磁场运动的位置中并且保持在该位置中。

可选地，翻转衔铁包含一个或多个附接或插入的成型件，这些成型件由适用于确保流体密封地覆盖阀开口和/或阻尼到翻转衔铁上的冲击作用的材料(例如塑料)制成。

这种成型件例如可以满足用于车辆电磁阀的阀开口的密封元件的功能和/或可以是阻尼元件，该阻尼元件例如可以减弱由于车辆振动而出现的并且使翻转衔铁从其两个位置中的至少一个偏转的冲击。成型件可以例如通过结构措施或通过合适的粘接材料固定在翻转衔铁上或与该翻转衔铁连接。

实施例还涉及一种车辆电磁阀，其具有至少一个阀开口和根据前述权利要求中任一项所述的翻转衔铁。

在此，车辆电磁阀包括至少一个导体线圈，该导体线圈在通电时可以形成用于使翻转衔铁运动的磁场。线圈尤其可以缠绕着由铁磁性或可磁化材料(例如铁)制成的芯，用于增强磁场。车辆电磁阀还包括由一个或多个部分组成的壳体，该壳体还形成用于流体(例如空气)流动的阀室和至少一个阀开口，以及包围翻转衔铁并且允许其在两个位置之间运动。在此，翻转衔铁例如可以基本上正交地布置，但也可以平行于线圈轴线布置。翻转衔铁在其两个位置中不必直接封闭阀开口，而是可以通过车辆电磁阀的其它构件，例如通过翻转衔铁可运动的阀活塞引起封闭。车辆电磁阀还构造为用于在导体线圈通电时建立磁场，该磁场使翻转衔铁运动到两个位置之一中，并且还用于在该位置中将磁通量如此引导通过翻转衔铁，使得形成闭合的磁通回路，通过该磁通回路将翻转衔铁固定在其位置中。在此可以将磁通量例如通过壳体的由铁磁性或可磁化材料构成的一部分引导。车辆电磁阀还可以包括弹簧，该弹簧使翻转衔铁运动到不被磁场运动的位置中。通过弹簧施加到翻转衔铁上的力在线圈通电时通过作用到翻转衔铁上的磁力来克服。通过翻转衔铁的边缘镦厚也增强使翻转衔铁运动的力，使得在其它相同条件下必须施加用于线圈通电的很小的电流，用于使翻转衔铁运动。实施例具有在约2厘米的范围内的线圈长度和/或翻转衔铁的直径。

可选地，阀开口在两个位置中的一个位置中流体密封地封闭，而在两个位置中的另一位置中流体可透过地打开。

本发明还涉及一种用于制造用于车辆电磁阀的翻转衔铁的方法，其特征在于

-将翻转衔铁坯料夹紧到边缘成型机中，和

-对翻转衔铁坯料进行边缘镦厚，以便在边缘区域中形成翻转衔铁坯料的拱曲部，从而生产具有预定尺寸和形状的边缘镦厚部的翻转衔铁。

翻转衔铁坯料例如可以由板冲压。边缘成型机将翻转衔铁坯料例如从滚花铁旁引导，滚花铁通过压力导致翻转衔铁材料在围绕着翻转衔铁表面的一部分的区域中拱曲。在车辆电磁阀中的翻转衔铁的位置中(其中翻转衔铁被磁场固定)，表面的该部分然后邻接于间隙，并且磁通量流过翻转衔铁表面的该部分和间隙，以便形成闭合的磁通回路。为了翻转衔铁的边缘镦厚，有利地使用由硬币制造已知的方法。

通过边缘镦厚过程存在如下可能性：制造具有较大公称直径的翻转衔铁坯料，同时保持公差极限。由此，车辆电磁阀中的翻转衔铁例如可以更靠近壳体，而不影响运动条件。附加地，翻转衔铁棱边的镦厚导致翻转衔铁包含更多的铁磁性材料。这两种效果：很小的间隙距离以及更多的铁磁性材料都增加了翻转衔铁对车辆电磁阀的其它铁磁性的固体零件的磁吸引力，其中，对导体线圈或导体线圈芯的吸引力特别感兴趣。尤其，在对线圈相同通电时也增强使翻转衔铁例如抵抗保持弹簧的压力或抵抗空气压力运动到新的位置中的力。因此，在电磁阀的其它相同结构类型的情况下，仅须施加很小的电流用于运行线圈，这最后可以有助于电磁阀的成本更有利的运行。

附图说明

由下面的详细描述和不同实施例的附图将更好地理解本发明的实施例，然而，这些实施例不应被理解为将本公开限制为特定的实施方式，而是仅用于解释和理解。

图1A作为本发明实施例的具有边缘镦厚部的翻转衔铁。

图1B根据图1A的翻转衔铁的横截面。

图2A在无磁场情况下的具有翻转衔铁的车辆电磁阀，所述翻转衔铁具有边缘镦厚部。

图2B具有如在图2A中的具有翻转衔铁的车辆电磁阀，但在没有磁场的情况下，所述翻转衔铁具有边缘镦厚部。

图3用于具有翻转衔铁的车辆电磁阀的已知方案。

图4用于制造车辆电磁阀的翻转衔铁的方法的步骤。

具体实施方式

图1A示出用于具有边缘镦厚部110的翻转衔铁100的实施例的视图。翻转衔铁100在此基本上具有硬币的形状，在其表面上，两个球冠接头120的头部和弹簧保持装置130立体凸出。翻转衔铁100由铁磁性或可磁化材料，例如铁或铁磁性不锈钢构成。翻转衔铁100的直径例如可以为约2cm。翻转衔铁100的底面不限于圆盘形状；而是翻转衔铁100也可以以例如整体上多边形底面被边缘镦厚。

图1B示出根据图1A的翻转衔铁100的截面。在该截面中，分别在两端可看到边缘镦厚部110；此外示出凸起和凹陷的弹簧保持装置130以及球冠接头120的头部。

图2A示出车辆电磁阀的实施例的截面，该车辆电磁阀包括具有边缘镦厚部110的翻转衔铁100。车辆电磁阀基本上具有柱体形状；截平面包含柱体轴线。该附图示出一个导体线圈210，其柱形地缠绕着由铁磁性或可磁化材料制成的芯220。在此，导体线圈210被装入到非铁磁性或不可磁化的材料，例如塑料中。导体线圈210和芯220一起装入到壳体230中，该壳体也由铁磁性或可磁化材料制成。芯220具有用于弹簧240的空腔，该弹簧将横向地安装在导体线圈210之前的翻转衔铁100压到两个位置之一中。在此，翻转衔铁100可以绕着关于车辆电磁阀固定的、在附图中垂直于制图面的旋转轴线20旋转。翻转衔铁可通过一个或多个另外的弹簧保持在其位置中，这些弹簧贴靠在翻转衔铁100的右侧上并且在此未示出。在附图中也未示出安装或插入在翻转衔铁上的可选的成型件，该成型件应确保例如阀开口的流体密封和/或冲击作用的阻尼。示出了导体线圈210没有被电流流过并且因此没有建立磁场的状况。在这种状况中，在弹簧240的压力下，翻转衔铁100占据车辆电磁阀的阀开口(在图中未示出)打开或关闭的位置。在此，阀开口的打开或关闭不一定必须直接通过翻转衔铁100实现，而是可以通过在右侧衔接于翻转衔铁100的、在此未详细示出的阀室中的其它构件发生。因此，翻转衔铁100的运动例如可以引起阀活塞的运动。

图2B示出在图2A中所示的、对于电流流过导体线圈210的状况的截面。由此产生的磁场附加地被芯220增强，并且抵抗弹簧240的力将翻转衔铁100朝向芯220吸引到所示位置中。在该位置中，在图2A的描述中提到的打开或关闭的阀开口被关闭或打开。该阀开口在图1B中也未示出；阀开口的关闭或打开可以又间接地通过电磁阀的未示出的其它构件实现。在此处所示的翻转衔铁100的位置中，磁场的磁力线穿过芯220、翻转衔铁100和壳体230的铁磁性或可磁化材料引导并且形成闭合回路70。在这些磁通回路70中，间隙250产生磁阻作用；其由此减弱了将翻转衔铁100通过磁场保持在其位置中的力。通过翻转衔铁100的边缘镦厚部110增大在间隙250处的翻转衔铁100的面积。这减小了间隙250的磁阻并且因此促进了将翻转衔铁100保持在其位置中的力。此外，也增大了翻转衔铁运动到该位置中的力。与传统的翻转衔铁相比，根据实施例的翻转衔铁100能够更容易地运动。这在翻转运动的初始阶段中也是有利的，即可以更容易地触发翻转运动(例如以更小的电流)。

图4示出表征制造用于车辆电磁阀的具有边缘镦厚部110的翻转衔铁100的两个步骤的方案。

所述步骤首先包括将翻转衔铁坯料夹紧S1到边缘成型机中。这种边缘成型机例如可以包括两个相对彼此可运动的、同心地布置的环，所述环分别在面向另一环的一侧中具有槽。在夹紧S1的方法步骤中，翻转衔铁坯料在所述环之间以待镦厚的面定位在槽中。

表征所述方法的第二步骤是翻转衔铁坯料的边缘镦厚S2，以便在边缘区域中形成翻转衔铁坯料的拱曲部，从而生产具有预定尺寸和形状的边缘镦厚部110的翻转衔铁100。在该步骤中，翻转衔铁坯料通过两个环之间的距离的受控减小而处于压力下，并且通过两个环的交替运动在边缘区域中均匀地拱曲。该方法步骤可以有利地在翻转衔铁坯料的特定温度下，例如在与翻转衔铁100的材料相协调的温度下进行。

夹紧S1和边缘镦厚S2的步骤可以包括在现有的用于制造翻转衔铁100的制造方法中；这应通过公开在附图中所示的方案示出。

通过这种方法实现的镦厚导致所希望的表面积增大，用于将磁通量更好地引导通过间隙250。同时，该方法提供了校准通过该方法步骤由翻转衔铁坯料产生的翻转衔铁100的尺寸的可能性，从而可以附加地减小间隙距离，而例如不会危及翻转衔铁100在车辆电磁阀中的可运动性。

在说明书、权利要求书和附图中公开的本发明的特征不但单独地而且以任意组合对于实现本发明是重要的。

附图标记列表

20 旋转轴线

70 磁力线

100 翻转衔铁

110 边缘镦厚

120 球冠接头

130 弹簧保持装置

210 导体线圈

220 芯

230 壳体

240 弹簧

250 间隙

260 阀开口

300 传统的翻转衔铁

S1 夹紧的方法步骤

S2 边缘镦厚的方法步骤

Claims (8)

1.一种用于车辆电磁阀的铁磁性的翻转衔铁(100)，所述车辆电磁阀构造为用于通过建立磁场使所述翻转衔铁(100)运动到两个位置中的一个位置中，使得配属于所述磁场的、通过所述翻转衔铁(100)的磁通量在该位置中通过所述翻转衔铁的至少一个面被引导通过间隙(250)，以便形成闭合的磁通回路(70)，其中，所述翻转衔铁(100)构造为能够绕着关于所述车辆电磁阀固定的旋转轴线(20)在所述两个位置之间翻转，

其特征在于，

通过所述翻转衔铁(100)的边缘镦厚部(110)增大所述翻转衔铁(100)的至少一个面，构造为用于减小由于所述间隙(250)引起的磁阻。

2.根据权利要求1所述的翻转衔铁(100)，其特征在于：

所述翻转衔铁(100)由铁磁性的不锈钢构成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的翻转衔铁(100)，其特征在于：

所述翻转衔铁(100)能够通过在所述旋转轴线(20)上的一个或多个枢轴点与车辆电磁阀机械连接，所述枢轴点分别构造为球冠接头(120)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的翻转衔铁(100)，其特征在于：

所述翻转衔铁(100)具有一个或多个凹陷部或突出部(130)，其构造为，以便能够实现一个或多个弹簧(240)的贴靠部或附接部，借助所述弹簧，所述翻转衔铁(100)在没有磁场的情况下翻转到该翻转衔铁未被磁场运动的位置中并且保持在该位置中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的翻转衔铁(100)，其特征在于：

所述翻转衔铁(100)具有一个或多个附接或插入的成型件，所述成型件由适用于确保阀开口(260)的流体密封和/或对所述翻转衔铁的冲击作用阻尼的材料制成。

6.一种具有至少一个阀开口(260)的车辆电磁阀，其特征在于

设有根据前述权利要求中任一项所述的翻转衔铁(100)。

7.根据权利要求6所述的车辆电磁阀，其特征在于：

所述阀开口(260)在两个位置中的一个位置中流体密封地封闭，而在两个位置中的另一位置中流体可透过地打开。

8.一种用于制造用于车辆电磁阀的翻转衔铁(100)的方法，

其特征在于：

-将翻转衔铁坯料夹紧(S1)到边缘成型机中；

-对所述翻转衔铁坯料进行边缘镦厚(S2)，以便在边缘区域中形成翻转衔铁坯料的拱曲部，从而产生具有预定尺寸和形状的边缘镦厚部(110)的翻转衔铁(100)。

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