CN118414513A - 用于支承电磁开关或阀装置的电枢体的支承装置以及电磁开关或阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支承装置(10)，用于对电磁开关或阀装置(100)的电枢体(115)进行力预加载的固定和支承，所述支承装置具有：用于生成用于电枢体(115)的支承的预加载力(F)的支承力生成元件(11)；与所述支承力生成元件(11)分开地形成的传动元件(12)，所述传动元件在所述支承装置(10)被安装时，通过生成的预加载力(F)在朝向电枢体(115)的方向上受力以固定和支承电枢体(115)。所述传动元件(12)具有第一侧(128)和相反的第二侧(129)，在所述支承装置(10)被安装时，所述第一侧(128)面向所述支承力生成元件(11)，所述第二侧(129)面向电枢体(115)并在电枢体(115)的至少一个力引入点(20)处接触电枢体(115)，使得所述力引入点(20)与所述支承力生成元件(11)机械地解耦。至少部分地围绕所述传动元件(12)的引导装置(13)设计成能够将所述传动元件(12)引导并定位在电枢体(115)的力引入点(20)上。

Description

用于支承电磁开关或阀装置的电枢体的支承装置以及电磁开 关或阀装置

技术领域

本发明涉及一种用于对电磁开关或阀装置的电枢体进行力预加载的固定和支承的支承装置，以及具有这种支承装置的电磁开关或阀装置。

背景技术

这种电磁开关或阀装置是已知的，例如电磁继电器或电磁阀。电磁阀、例如摆动电枢阀的形式的电磁阀可用作压力调节的控制阀，例如在车辆中，如多功能车辆或客运巴士中用作压力调节的控制阀。例如，具有行车制动系统的车辆制动系统包括用于调节压力的至少一个控制阀。

摆动电枢阀是已知的，例如来自DE102016105532A1。摆动电枢阀具有线圈元件，该线圈元件具有线圈铁芯和径向围绕线圈铁芯布置的线圈，还具有电枢，该电枢在其端面处通过支承装置支撑，其中，电枢可以从第一位置移动到第二位置，特别是通过向线圈施加电流。此外，还提供了具有流体出口和入口的阀座，在电枢的第一位置，出口可以通过密封元件以流体密封的方式关闭，而在电枢的第二位置，出口被打开。根据一个实施例，提供了弹簧，用于将电枢压到线圈元件或摆动电枢阀的外壳上。

此外，还已知有更多类型的电磁阀，例如DE102014115207A1、DE102018123997A1或DE102014115206B3中所述。

在电磁开关或阀装置中，例如电磁阀的设计中，传统的电枢的引导和支承通常是通过形状配合、弹簧预加载支承或固定挠性支承来实现的。在继电器的摆动电枢中，通常使用简单的铰接式支承装置，在安装过程中通过塑性变形固定。另一方面，在电磁阀中，“自由浮动”的往复电枢非常普遍。在操作行程较小的机电开关元件中，薄板弹簧被牢固地连接在一起，在使用中，它们在其弹性范围内移动。阀技术中的摆动电枢通常配备弹簧加载的支承装置，以保证无间隙和无磨损操作。

在弹簧预加载的支承装置中，支承弹簧对电枢体以及开关或阀元件的影响在大多数情况下都是存在的。

根据不同的公差和安装方式，这种影响对功能起着积极、中性或消极的作用。特别是在开环和闭环控制回路中用作致动器时，高重复精度和在批量生产中保持稳定的开关响应是至关重要的。从商业角度来看，传统的螺旋弹簧通常用于此目的。然而，这种弹簧元件具有缺点，即力引入点并不位于弹簧中轴的中心，而是由于生产的原因总是偏离中心。由于弹簧的定向安装极其复杂，结果导致不同的力作用点。此外，由于在大多数情况下，弹簧在摆动电枢上并不只做轴向运动，因此弹簧对中是必要的。这种定心使安装更加困难，并增加了因安装错误而导致故障的风险。

此外，由于摆动电枢的平移和转动运动叠加在一起，用传统方法无法精确设计弹簧。关于安装，在使用直接作用弹簧时，还必须考虑安装方向，因为支承弹簧通常与电枢冲程恢复弹簧相对。因此，必须采取额外的预防措施，在安装完成之前将弹簧元件保持在预定位置。

发明内容

本发明的目的是指定一种用于对电磁开关或阀装置的电枢体进行力预加载的固定和支承的支承装置，以及一种具有这种支承装置的电磁开关或阀装置，这种支承装置在安装时只需相对较小的力，即可将力引入固定在电枢体上限定的支承位置处。

根据所附独立专利权利要求，本发明涉及一种用于对电磁开关或阀装置的电枢体进行力预加载的固定和支承的支承装置，以及一种具有这种支承装置的电磁开关或阀装置。本发明的有利形式和发展在从属权利要求和以下描述中具体说明。

特别是，本发明的一个方面涉及一种用于对电磁开关或阀装置的电枢体进行力预加载的固定和支承的支承装置，该支承装置具有：用于生成电枢体的支承的预加载力的支承力生成元件：与支承力生成元件分开形成的传动元件，当安装支承装置时，该传动元件在生成的预加载力的作用下沿朝向电枢体的方向受力，以固定和支承电枢体，其中，传动元件具有第一侧和相反的第二侧，其中，安装支承装置时，第一侧面向支承力生成元件，第二侧面向电枢体并在电枢体的至少一个力引入点处与电枢体接触，从而使力引入点与支承力生成元件机械地解耦；以及引导装置，该引导装置至少部分地围绕传动元件并设计用于将传动元件引导和定位在电枢体的力引入点上。

本发明的另一个方面涉及一种电磁开关或阀装置，该电磁开关或阀装置具有：电磁致动器；作为开关或阀元件的可移动的电枢体，该电枢体与电磁致动器相互作用，以激活电枢体的运动；以及根据本发明设计的支承装置，其中，电枢体通过支承装置在一侧固定并支撑在开关或阀装置中，并可通过激活电磁致动器从第一位置移动到第二位置。

有了本发明，即使使用不同的支承力生成元件，例如不同设计的弹簧元件，也能以相对较小的安装工作量将力的引入固定在电枢体上的固定支承位置。这可以通过使用本发明的传动元件来实现，该传动元件在电枢体的至少一个力引入点的支承位置处与电枢体接触，其中，电枢体的力引入点通过传动元件与支承力生成元件机械地解耦。

原则上，这种预加载(特别是弹簧加载)支承点的支承力生成方式可用于电磁阀和开关装置的所有电磁摆动和铰接电枢。通过力预加载的传动元件的解耦作用，可以将力的引入固定在电枢体上的限定点处。同时，不需要如前言所述，为生成支承力而定向安装弹簧或另一种特定的弹簧排列方式。因此，安装支承装置以及电磁开关或阀装置只需相对较少的工作量。通过适当选择传动元件的材料，在设计弹簧或选择电枢材料时无需考虑腐蚀和磨损问题。由于电枢体上不需要弹簧导轨，因此还可防止弹簧安装错误。

根据一个实施例，支承装置设计成使得支承力生成元件(例如弹簧元件)被预加载，从而使传动元件脱离引导装置的表面。换句话说，支承装置设计成在安装组件后，支承力生成元件(例如弹簧元件)被额外预加载，因此传动元件(例如球)从塑料座表面抬起。

根据一个实施例，传动元件在第二侧形成为使得至少一个力引入点固定在电枢体的至少一个限定的接触点处。通过力预加载的传动元件的解耦，可以将力的引入固定在电枢体上精确的、优选地是预限定的点处。

根据一个实施例，传动元件在第二侧至少部分地呈滚圆形。特别是，传动元件优选地至少部分地呈球形，特别是形成球状。此外，传动元件也可以至少部分地设计成圆柱形、矩形或与功能相匹配的其它形状，以满足对支承力生成元件的要求，例如特定的弹簧元件设计，并与电枢体的形状相匹配。

在一个有利的实施例中，例如可以通过球来实现支承力生成元件与电枢体的机械脱钩。这不仅经济实惠，而且在操作和安装方面也非常简单，因为无需注意方向。此外，由于是球形，因此会产生限定的接触点，这也会产生一定的适应效果。例如，将球放置在球形导轨方式的引导装置中，可确保球与电枢体的接触高于公差水平。弹簧元件(例如螺旋弹簧)则位于相反侧，承受预加载力。

根据一个实施例，支承力生成元件具有至少一个弹簧元件。在一个实施例中，至少一个弹簧元件形成为螺旋弹簧。

根据一个实施例，支承力生成元件具有至少一个弹簧元件，而引导装置形成为使得至少一个弹簧元件在生成预加载力的方向上的运动是引导装置轴向方向的纯平移运动。因此，弹簧元件的运动被有利地转换为引导装置轴向方向的纯平移运动，进而为弹簧元件带来限定且可预测的加载条件。

根据一个实施例，引导装置在传动元件的第二侧设计成窄缩的。因此，可以更精确地将传动元件定位在限定的力引入点处。此外，例如在支承装置安装到开关或阀装置之前或安装过程中，预加载力很难或无法使传动元件意外脱离引导装置。根据一个实施例，引导装置由两部分形成。因此，无需在生产模具中强行脱模。

根据一个实施例，引导装置在传动元件的第二侧设计成锥形，以防止传动元件在未安装支承装置时因预加载力而移出引导装置。因此，在预加载力的作用下，传动元件不会跳出引导装置。因此，也可以将预装组倒置安装。

根据一个实施例，支承装置设计成预装组件，可作为组件安装在电磁开关装置中。通过将支承装置设计成预装组件，可以预先安装封闭的功能单元，例如弹簧元件，并且无需考虑安装方向。

根据一个实施例，电枢体通过支承装置在电枢体的一端面上固定并支撑在开关或阀装置中。

根据一个实施例，电枢体形成为板状电枢。在这里，板状电枢可以有利地形成为摆动电枢。

根据一个实施例，电磁开关或阀装置设计成机电继电器或电磁阀，特别是摆动电枢阀。

根据一个实施例，电磁开关或阀装置被设计成用于车辆压力调节模块的电磁阀。

本文所述的实施例可以相互并用，也可以任意组合使用。

附图说明

下面将利用图中所示的图像对本发明进行更详细的解释，这些图像示出了本发明的实施例。图中：

图1示出了根据本发明的电磁阀装置的一个示例性实施例的摆动电枢阀的示例的示意性截面图、

图2示出了根据本发明的支承装置的一个实施例的截面示意图，其例如可用于根据图1的摆动电枢阀。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的摆动电枢阀100的简化截面示意图。下文将参照图示的摆动电枢阀100更详细地描述本发明的实施例。然而，本领域的技术人员会意识到，本发明原则上也可应用于其它电磁开关或阀装置，这些装置与本发明的可摆动电枢阀100一样，具有电磁致动器和可通过磁场移动的电枢体作为开关或阀元件，该电枢体与电磁致动器相互作用，以激活电枢体的运动。下文将更详细地介绍本发明的支承装置，该支承装置可用于此类开关或阀装置、例如电磁继电器或电磁阀，用于相应电枢体的具有预加载力的固定和支承，下文将以摆动电枢阀100为例进行说明。在这方面，需要指出的是，电磁开关或电磁阀装置的基本功能，特别是与可移动的电枢体相互作用的电磁致动器有关的基本功能，是本领域技术人员所熟知的。

摆动电枢阀100原则上可以是DE102016105532A1中所示的摆动电枢阀100的示例性实施例。在一个变型中，它可以是电磁阀，在图1中提供了其的附图标记100。不过，也可以设想其它示例性实施例，例如与上文引用的其它文件中所述的电磁阀有关的实施例。DE102016105532A1中描述的电磁阀的相关配置及其组件，以及它们的用途通过引用构成本发明公开内容的一部分。

图1示出了摆动电枢阀100的截面图，其中，电枢体处于第一位置。摆动电枢阀100具有线圈元件110、电枢体(或简称电枢)115、根据本发明设计的支承装置10的实施例、密封元件125和覆盖壳体(或一般为外壳部件)130。线圈元件110(一般构成电磁致动器)包括至少一个线圈铁芯135和径向围绕线圈铁芯135布置的线圈140。电枢115的一个端面由支承装置10支撑。电枢115当线圈元件110被激活时可在第一位置147和第二位置147之间移动，电枢115被提升或吸引下降，以打开用于流体158的出口155(图1中未示)。电枢115被设计成在线圈140被激活时从第一位置147移动到第二提升位置。当线圈140被激活时，电枢115可以保持在第二位置。密封元件125也布置在电枢115的背离线圈元件110的一侧。在覆盖壳体130中形成有阀座150，阀座150具有用于流体的出口155和入口157。当电枢115安装在图示的第一位置147时，出口155可通过密封元件125以流体密封的方式关闭。在这里，密封元件125还可以充当阻尼元件，以防止电枢115在阀座150上弹跳。密封元件125可以通过硫化紧固在电枢115或载体元件上。

在一个示例性实施例中，电枢115在支承区段162至少部分地具有滚圆形凸起160，凸起160方便地与凹部165或开口接合，凹部165或开口布置在摆动电枢阀100的外壳170中的与凸起160相对的部分。因此，电枢115可以在线圈140中的电流接通后从第一位置147移动到第二位置期间在凹部中滑动，同时保持在外壳170中的固定位置，并与覆盖壳体130保持相对位置。凹部可以方便地配置成梯形，这样当凸起在凹部165的表面上滑动时，可以产生尽可能小的摩擦力。凹部165可以由塑料等材料制成，因此可以非常简单、经济地制作。

支承装置10布置在电枢115的与线圈140相反的一侧。支承装置10用于将电枢115压靠在线圈元件110的外壳170上，而不会产生间隙。根据设计，原则上也可以将电枢压靠在摆动电枢阀100的另一个合适构件上。电枢115可以通过支承装置10固定，使得电枢115就可以通过支承装置10保持在预定位置。这样做的好处是可以对电枢115施加基本恒定的预加载力，而且支承装置10对电枢115施加的力可以尽可能靠近电枢115位于转动轴线上的力引入点。支承装置10在图1中仅作了粗略示意，现在将结合图2作进一步详细说明。

图2示出了根据本发明的支承装置10的一个实施例的截面示意图，其例如可用于图1所示的摆动电枢阀100中。在此，对各个构件的设计进行了修改，例如周围的外壳部件130、电枢115和线圈铁芯135，这也清楚地表明，支承装置10原则上可用于不同设计的电磁开关或阀装置中。

在图示的实施例中，电枢115是板状电枢，如图1所示的实施例中的板状电枢，例如图1所示的摆动电枢阀100中使用的板状电枢。电枢115在一侧、在本示例性实施例中在端面上通过支承装置10固定和支撑在摆动电枢阀100中，并通过激活线圈140在第一和第二位置之间移动，如图1所述。

支承装置10具有引导装置13，其至少部分地围绕传动元件12。此外，支承装置10还具有支承力生成元件，用于为电枢115的支承生成预加载力F。在一个实施例中，支承力生成元件具有至少一个弹簧元件11，例如螺旋弹簧形式的弹簧元件，或设计成螺旋弹簧。螺旋弹簧11在压缩时会以已知方式在螺旋弹簧11的轴线16方向生成预加载力F。引导装置13可以通过密封元件31(例如O形圈)相对于外壳部件130固定和密封。原则上，其它类型的弹簧元件也可以类似的方式生成预加载力F。

传动元件12优选地设计成球的形式，并与弹簧元件11分开，特别是不要模制在弹簧元件11上或与弹簧元件11一体成型。传动元件12具有第一侧128和相反的第二侧129。第一侧128面向螺旋弹簧11，第二侧129面向电枢115。在螺旋弹簧11生成的预加载力F的作用下，传动元件12沿朝向电枢115的方向受力，并在电枢的力引入点20与电枢115接触，从而将电枢115固定和承载在摆动电枢阀中。传动元件12在电枢的力引入点20与电枢115接触，使得力引入点20与螺旋弹簧11机械地解耦。在本实施例中，传动元件12并未安装或机械地固定在电枢115上，例如通过螺钉固定或其它固定方式，而只是与电枢115接触，并在预加载力F的作用下沿横向于电枢表面的方向被压靠在电枢115上。这样，生成了必要的支承力。传动元件12在第二侧129例如形成为滚圆形，使得力引入点20固定在电枢115上的限定的接触点处。引导装置13用于将传动元件12引导和定位到力引入点20上，因为它至少部分地围绕传动元件12，例如以镶边14的形式，这样传动元件12就被引导装置13固定在电枢表面的平面上，只有少量的间隙或公差。

传动元件12在第二侧129优选地至少部分地设计成滚圆形，以便固定精确的力引入点20。如图2所示，传动元件12优选地形成球形。

引导装置13可以由塑料制成，例如，其具有通道15(例如，由塑料体上的凹陷形成)，该通道限定了引导装置13的轴向方向，传动元件12至少部分地保持在该通道中。螺旋弹簧11也可以至少部分地位于通道15中，使螺旋弹簧11的轴线16与通道15的纵向轴线重合。这样就有利地实现了螺旋弹簧11在所生成的预加载力F方向上的运动是轴向方向的纯平移运动。

根据一个实施例，引导装置13至少在传动元件12的第二侧129被设计成窄缩的，例如通过边缘14的相应窄缩形状来设计。因此，在未安装支承装置10时，传动元件12不会脱离引导装置13，也不会因预加载力F而掉落。因此，可以将支承装置10预先组装成组件，然后将其作为组件安装在摆动电枢阀100中，甚至可以倒装，而不会使传动元件12脱离引导装置13。

支承装置10已参照图1结合摆动电枢阀100形式的电磁阀进行了描述。另一方面，在电磁开关装置(例如继电器)中使用时，图2所示的电枢115可用作电气开关元件，以类似阀开启的方式关闭或打开电气触点。所述支承装置10生成的支承力原则上可用于所有电磁摆动和铰接电枢阀装置和开关装置。

总之，通过使用本发明的支承装置10，电枢115上的力引入点20通过传动元件12与弹簧元件11机械地解耦。这种用于弹簧支承点的支承力生成方式原则上可应用于所有类型的电磁摆动和铰接电枢阀装置和开关装置。通过弹簧预加载的传动元件12的解耦作用，可以将力的引入固定在电枢115上的精确点处。此外，弹簧元件的运动被转换为轴向方向的纯平移运动，这反过来又为弹簧元件11带来了限定且可预测的加载情况。由于传动元件12的材料选择得当，在设计弹簧或选择电枢材料时无需考虑腐蚀和磨损问题。由于电枢115上不需要弹簧引导，因此也避免了弹簧元件11的错误安装。由于采用了封闭式功能单元，弹簧元件11可以预先安装，安装方向也无需考虑。

弹簧相对于电枢的机械解耦可以通过例如球状的传动部件12来实现。这种构件经济实惠，操作和安装也非常简单，因为不需要注意方向。此外，由于是球形，可以产生限定的接触点，这也可以产生一定的适应效果。球12可以安装在球引导装置中(在图2的实施例中由引导装置13的通道15和边缘14构成)，以确保球12与电枢115的接触高于公差水平。螺旋弹簧11可以预加载的形式安装在球的另一侧。替代地，传动元件12也可以设计成圆柱形、矩形或与功能相匹配的其它形状，以满足对弹簧元件11和电枢115形状的要求。

引导装置13、例如塑料部件13的形式的引导装置也可以分为两部分生产。因此，在模具生产过程中无需强行脱模。在两件式模具中，分模部将位于弹簧元件11的安装空间区域。

附图标记列表

10支承装置

11支承力生成元件

12传动元件

13引导装置

14边缘

15通道

16轴线

20力引入点

31密封元件

100摆动电枢阀

110线圈元件

115电枢体

125密封元件

130外壳部件

135线圈铁芯

140线圈

147第一位置

150阀座

155出口

157入口

158流体

160凸起

162支承区段

165凹部

170外壳

Claims (18)

1.一种支承装置(10)，用于对电磁开关或阀装置(100)的电枢体(115)进行力预加载的固定和支承，所述支承装置具有：

用于生成用于电枢体(115)的支承的预加载力(F)的支承力生成元件(11)；

与所述支承力生成元件(11)分开地形成的传动元件(12)，所述传动元件(12)在所述支承装置(10)被安装时，通过生成的预加载力(F)在朝向电枢体(115)的方向上受力以固定和支承电枢体(115)，

其中，所述传动元件(12)具有第一侧(128)和相反的第二侧(129)，在所述支承装置(10)被安装时，所述第一侧(128)面向所述支承力生成元件(11)，所述第二侧(129)面向电枢体(115)并在电枢体(115)的至少一个力引入点(20)处接触电枢体(115)，使得所述力引入点(20)与所述支承力生成元件(11)机械地解耦；

引导装置(13)，所述引导装置至少部分地围绕所述传动元件(12)并设计成能够将所述传动元件(12)引导并定位在电枢体(115)的力引入点(20)上。

2.根据权利要求1所述的支承装置，其中，所述支承力生成元件(11)设计成被额外地预加载，使得所述传动元件(12)从所述引导装置(13)的表面抬起。

3.根据权利要求1或2所述的支承装置，其中，所述传动元件(12)在第二侧(129)形成为使得所述至少一个力引入点(20)被固定在电枢体(115)上的至少一个限定的接触点处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的支承装置，其中，所述传动元件(12)在第二侧(129)至少部分地呈滚圆形。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的支承装置，其中，所述传动元件(12)至少部分地设计成球形，特别是形成球状，或至少部分地设计成圆柱形或矩形。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的支承装置，其中，所述支承力生成元件具有至少一个弹簧元件(11)。

7.根据权利要求6所述的支承装置，其中，所述至少一个弹簧元件形成为螺旋弹簧(11)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的支承装置，其中，所述支承力生成元件具有至少一个弹簧元件(11)，所述引导装置(13)形成为使得所述至少一个弹簧元件(11)在所生成的预加载力(F)的方向上的运动是在所述引导装置(13)的轴向方向上的纯平移运动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的支承装置，其中，所述引导装置(13)设计成在所述传动元件(12)的第二侧(129)窄缩。

10.根据权利要求9所述的支承装置，其中，所述引导装置(13)由两部分形成。

11.根据权利要求9或10所述的支承装置，其中，所述引导装置(13)设计成在所述传动元件(12)的第二侧(129)窄缩，使得能够防止所述传动元件(12)在所述支承装置(10)未被安装时因预加载力(F)而移出所述引导装置(13)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的支承装置，其中，所述支承装置(10)设计成能够作为组件安装在电磁开关或阀装置(100)中的预装组件。

13.一种电磁开关或阀装置(100)，具有：

电磁致动器(110)，

作为开关或阀元件的可移动的电枢体(115)，其与所述电磁致动器(110)相互作用，以激活所述电枢体(115)的运动，以及

根据前述权利要求中任一项所述的支承装置(10)，

其中，所述电枢体(115)借助于所述支承装置(10)在一侧固定并支撑在开关或阀装置(100)中，并能够通过激活所述电磁致动器(110)从第一位置(147)移动到第二位置。

14.根据权利要求13所述的电磁开关或阀装置，其中，电枢体(115)借助于所述支承装置(10)在所述电枢体(115)的端面上固定并支撑在开关或阀装置(100)中。

15.根据权利要求13或14所述的电磁开关或阀装置，其中，电枢体(115)形成为板状电枢。

16.根据权利要求15所述的电磁开关或阀装置，其中，所述板状电枢(115)形成为摆动电枢。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的电磁开关或阀装置，其中，所述电磁开关或阀装置设计成机电继电器或电磁阀(100)。

18.根据权利要求17所述的电磁开关或阀装置，其中，所述电磁开关或阀装置设计成用于车辆压力调节模块的电磁阀(100)。