CN1246174C - 具有一个用于控制活塞的导向装置的电气动调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的气动制动系统的电气动调节阀，该调节阀包括一继动阀壳体(1)，其中设有一可轴向移动的控制活塞(5)，用以操纵一个在至少一外部的制动用管道接口(11)、一供压接口以及一排气接口(13)之间转换压缩空气流的阀座装置(18)，控制活塞(5)由一共轴导向装置轴向导向并且可由至少一个电磁预调阀(6)供给压缩空气以使其轴向移动，该预调节阀安装在一个与继动阀壳体(1)相连接的预调阀壳体(2)内。按照本发明，控制活塞(5)的导向装置包括一在预调阀壳体(2)上位置固定地安装的单独的导向套筒(17)，该导向套筒设有一上面的导向部分(19)，为了轴向导向，该导向部分(19)与控制活塞(5)中的一个通孔(18)相配合，而且导向套筒还具有一连接上面的导向部分(19)的下面的较小直径的管部分(20)，以便将流过一整体成形的轴向排气通道(21)的废气通过阀座装置(8)直接导向排气接口(13)。

Description

具有一个用于控制活塞的导向 装置的电气动调节阀

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的气动制动系统的电气动调节阀，该调节阀包括一继动阀壳体(Relaisventilgehuse)，其中设有一可轴向移动的控制活塞，用以操纵一个在至少一外部的制动用管道接口、一供压接口以及一排气接口之间转换压缩空气流的阀座装置。调节阀的控制活塞由一导向装置轴向导向并且可由至少一电磁预调阀施加控制压力以使其轴向移动，该预调阀安装于与继动阀壳体相连接的预调阀壳体内。本发明特别涉及控制活塞的导向装置的特殊结构设计。

背景技术

这种类型的调节阀被使用在车辆的气动制动系统内，以便根据要求的制动效果调节制动压力。为此，一来自调节阀的制动用管道通常与车轮上一制动缸相连接，后者为其上连接的盘式制动器或鼓轮制动器产生制动车轮所需要的制动力。用于电气动调节阀的压力额定值的预定可以既电力地又气动地实现。不过大多只在电控制失灵的情况下为了安全才利用气动控制。

由DE 39 31 761 C2已知一种这样的电气动调节阀。该调节阀具有一大面积的控制活塞，其可轴向移动地安装在继动阀壳体的圆柱空腔内。控制活塞将空腔分隔为一控制腔和一工作腔。从工作腔方面在控制活塞上构成一共轴的空心轴颈，其用于操纵邻接的阀座装置。该阀座装置通过弹簧支撑的阀管的轴向移动转换在一外部的制动用管道接口、一供压接口以及一排气接口之间的压缩空气流。

经由一个预调阀装置可以从控制腔方向对控制活塞施加一控制压力。这里，预调阀装置包括两个电气动的预调阀，它们通过结合的电线圈的协调的绕流实现控制腔内的控制压力的上升、保持或下降，以便与在控制活塞的相反侧设置的复位弹簧协同操作来实现要求的控制活塞运动。

因控制活塞的大面积要求的轴向导向在这里由预调阀壳体中的共轴导向孔来达到，该导向孔与一在控制活塞上共轴成形的导向轴颈相配合。

但这样的导向方式具有缺点，即从预调阀壳体方面形成的导向孔是高精度的并且必须以高的表面光洁度制造，以便避免操作时控制活塞在圆柱空腔内卡住或歪斜。此外，该已知的导向孔造成控制活塞的较复杂的成型，因此其制造费用是很高的。这对于共轴穿过控制活塞的通孔的制造尤其如此，该通孔用作从控制腔向排气接口排走废气。其中该通孔具有较大的直径，以便使控制腔可以快速排气。

实际中也曾尝试按另一种结构上较简单的原理构成用于控制活塞的导向装置，该原理由DE 196 05 562 A1是已知的。其中为了导向，采用一套筒，其从预调阀方面插入一适合的轴向孔内。经由突出预调阀壳体以外的套筒的外径实现控制活塞的导向，控制活塞为此设有一配合的共轴通孔。

其中套筒在预调阀壳体上的固定具有径向间隙和/或摆动间隙以便补偿控制活塞与预调阀壳体之间制造决定的间隙。可是由于因摆动间隙和/或径向间隙可能使控制活塞倾斜，这样的控制活塞的导向方式导致导向性能的恶化。

此外，这里采用的导向原理决定了由于占支配地位的结构的边界条件，造成用于从控制腔中排走废气的通孔的空间很小。因此只可能有较小的有效的横截面的通孔。

发明内容

因此本发明的目的是进一步改进上述型式的电气动调节阀，使其在不多的制造费用下可以精确地导向控制活塞与高效结合地导向废气。

根据本发明，提出一种用于车辆的气动制动系统的电气动调节阀，该调节阀包括一继动阀壳体，其中设有一可轴向移动的控制活塞，用以操纵一个在至少一外部的制动用管道接口、一供压接口以及一排气接口之间转换压缩空气流的阀座装置，其中控制活塞由一共轴导向装置轴向导向并且可由至少一个电磁预调阀供给压缩空气以使其轴向移动，该预调阀安装在一个与继动阀壳体相连接的预调阀壳体内，其特征在于，控制活塞的导向装置包括一在预调阀壳体上位置固定地安装的单独的导向套筒，该导向套筒设有一上面的导向部分，为了轴向导向，该导向部分与控制活塞中的一个通孔相配合，而且导向套筒还具有一连接上面的导向部分的下面的较小直径的管部分，以便将流过一整体成形的轴向排气通道的废气通过阀座装置的区域直接导向排气接口。

本发明包括这样的技术教导，即控制活塞的导向装置包括一在预调阀壳体上位置固定的单独的导向套筒，该导向套筒设有一上面的导向部分，为了轴向导向，该导向部分与控制活塞中的一个通孔相配合，而且导向套筒还具有一连接上面的导向部分的下面的较小直径的管部分，以便将流过一整体成形的轴向排气通道的废气通过阀座装置的区域直接导向排气接口。

本发明的优点特别在于，供使用的导向套筒的特殊设计，其不仅提供控制活塞的精确导向功能而且提供高效的废气导向。由于特别长的排气通道，其离开阀座装置的区域直接延伸到排气接口，排气通道的开口进入较小动压头的区域，因此由于在排气接口附近的微小的控制背压，尽管较小直径的排气通道也可达到控制腔的快速排气。令人惊异的是，位于工作腔的废气流中的管部分在制动用管道排气时起极度降低噪声的作用。

为了使从电气动调节阀流出的废气所造成的噪声进一步最小化，可以在排气接口上附加安装一消声器。与消声器配合作用，将导向套筒的管部分的末端构成割裂的，以便确保从排气通道中流出的废气的自由流走。通过这样的设置总体上达到了很低的噪声电平，这种噪声电平本身适合于对此类调节阀的严格的要求。

优选的是，本发明的导向套筒至少在导向部分的区域由具有较小滑动摩擦系数的塑料构成。借此达到对于轴向导向有利的很小的滑动摩擦，因为控制活塞作为摩擦配件优选也由塑料制成。也可设想采用其他的适用的材料配对。控制活塞中的相配合的通孔因此也可以设有特氟隆套筒等。

按照本发明的另一改进的措施是，为了将导向套筒固定在预调阀壳体上，设置一在预调阀壳体上成形的导向轴颈，该导向轴颈通过一种力锁合压配合形成与导向套筒的连接。对应于导向轴颈，导向套筒在导向部分的区域优选具有一与排气通道基本上共轴延伸的较大直径的圆柱形凹槽，借此通过压配合固定到导向轴颈上。由于其中在凹槽内只提供两个轴向间隔开设置的与导向轴颈接触的环形配合部分就足够了，这样的压配合由于由此减小的压配力也可以用手进行。两间隔开设置的环形配合部分还确保导向套筒相对于导向轴颈的精确的定位。

按照导向套筒的另一有利的构造在管部分的末端部构成一台阶，以便位置固定地相对于继动阀壳体实现导向套筒的端面的一种形锁合定位。其结果是，尽管导向套筒至两端，即在上面的凹槽区域和在下面的排气通道开口的区域，具有大的长度，但其可靠地固定于继动阀壳体内。

为了支持废气从排气通道中特别快的排走，当排气通道的流动横截面为最大时是有利的。不过与其相反，必须保持管部分要求的最小壁厚，以便确保管部分的稳定性。管部分的外径又受要求的最小环形间隙限制，该环形间隙用于在其排气时来自制动用管道的废气。为了满足所有这些要求，可以附加通过筋条装置加强管部分的壁，从而管部分要求的壁厚和总直径可以保持尽可能的小，虽然如此可得到足够的稳定性。该筋条装置优选包括多个沿管部分的外壁轴向延伸的成形筋条。各成形筋条基本上轴线平行于管部分定位并且在横截面中观察相互等距设置。其在横截面上因此具有星状形式。

附图说明

本发明的其他改进的措施以下借助于附图结合本发明的一优选的实施例的说明加以更详细地描述。其中：

图1为电气动调节阀的纵剖面图，其包括本发明的用于内部的控制活塞的导向装置；

图2为在导向装置中采用的导向套筒的纵剖面图；以及

图3为导向套筒在管部分的区域的横剖面图。

具体实施方式

按照图1的电气动调节阀具有基本上由两部分构成的壳体装置，其中包括一下面的继动阀壳体1，该壳体通过一位于中间的密封元件3与上面的预调阀壳体2相连接。其中该连接通过(未进一步示出的)螺钉连接实现。继动阀壳体1和预调阀壳体2包含一内部的控制腔4，其中可轴向移动地设置一控制活塞5。一在预调阀壳体2中安装的预调阀装置用于控制活塞5的轴向移动，图中只示出其用作排气磁铁的预调阀6。预调阀装置由一电子单元7电控。所示预调阀6用作排气阀并因此在操纵时使控制腔4排气，此时废气被排向大气。此外设有一(图中未示出的)第二预调阀用作进气阀，该进气阀用于以一种控制压力供给控制腔4，以使控制活塞移动。

在控制腔4进气时，控制活塞5经由下面的套筒状成形件操纵阀座装置8。阀座装置8基本上由一闭合元件9构成，该闭合元件通过一复位弹簧10的力压向两个同心设置的邻接阀座。借此可在一方面在继动阀壳体1上设置的制动用管道接口11与另一方面一(图中看不见的)内部的供压腔12连通的供压接口和排气接口13之间转换压缩空气流。排气接口附加设有消声器14用以降低噪声。

电气动调节阀在图中示出其闭合的开关位置。在控制腔4以控制压力进气并且控制活塞5跟着向一下面的位置移动时，通过阀座装置8的外部的阀座的开口产生从供压腔12向工作腔15的压缩空气流，该工作腔15通向制动用管道接口11，以便因此提高制动压力。

在控制腔4排气时，控制活塞5被送到一上面的位置，此时阀座装置8的内部的阀座被打开，使得来自制动用管道接口11的压缩空气经由工作腔15进入排气接13，以便相应地降低制动压力，因此制动压力受控制活塞的交替运动的影响。在中间的闭合的开关位置，不产生压缩空气流。

大平面的控制活塞5由一共轴导向装置轴向导向。控制活塞5的导向装置包括一安装在预调阀壳体2的导向轴颈16上的导向套筒17，导向套简与控制活塞5中的中心通孔18滑动地配合作用而构成轴向导向。

如由图2的详图可看出的，导向套筒17包括一上面的导向部分19，其上共轴连接一下面的管部分20。下面的管部分20相对于导向部分19具有较小的外径。导向套筒17构成单件的并由塑料注塑制成。共轴穿过导向套筒17延伸着一排气通道21，该通道将在(图中未示出的)控制腔4排气时产生的废气直接导向排气接口13。在导向部分19的区域内，排气通道21形成为一个较大直径的凹槽22。通过凹槽22实现导向套筒17在(图中未示出的)空心导向轴颈16上的固定。在凹槽22内提供两个轴向间隔开设置的环形配合部分23a和23b。两配合部分23a、23b直接与配合精确制成的导向轴颈16的部分接触，以便确保导向装置的两个要相互连接的构件的精确定位。

在管部分20的末端部构成一台阶24，该台阶形锁合地与(图中未示出的)继动阀壳体1相配合，以便将管部分20的该端部精确地定位。管部分20的末端通过一种按照十字槽方式的槽装置25以割裂形式构成，以便使从排气通道21中流出的废气可以自由地流走。

按照图3，管部分20的壁通过筋条装置加强。该筋条装置在这里包括四个沿管部分20的外壁轴向延伸的成形筋条26a-26d，其等距，即呈十字形设置。通过所述筋条配置达到管部分20的足够的稳定性同时达到最大的流动横截面。

本发明并不限于上述的优选的实施例。相反也可设想对其的一些改变，这些改变可以纳入随后的诸权利要求的保护范围内。尤其是本发明不限于电气动调节阀的两部分的壳体装置。同样可设置一单件的壳体装置。此时继动阀壳体和预调阀壳体则构成该单件壳体装置的各个部分。同样，多于两部分的壳体装置也是可能的。

附图标记清单

1    继动阀壳体

2    预调阀壳体

3    密封元件

4    控制腔

5    控制活塞

6    预调阀

7    电子单元

8    阀座装置

9    闭合元件

10   弹簧

11   制动用管道接口

12   供压接口

13   排气接口

14   消声器

15   工作腔

16   导向轴颈

17   导向套筒

18   通孔

19   导向部分

20   管部分

21   排气通道

22   凹槽

23   配合部分

24   台阶

25   槽装置

26   成形筋条

Claims (10)

1.用于车辆的气动制动系统的电气动调节阀，该调节阀包括一继动阀壳体(1)，其中设有一可轴向移动的控制活塞(5)，用以操纵一个在至少一外部的制动用管道接口(11)、一供压接口以及一排气接口(13)之间转换压缩空气流的阀座装置(8)，其中控制活塞(5)由一共轴导向装置轴向导向并且可由至少一个电磁预调阀(6)供给压缩空气以使其轴向移动，该预调阀安装在一个与继动阀壳体(1)相连接的预调阀壳体(2)内，其特征在于，控制活塞(5)的导向装置包括一在预调阀壳体(2)上位置固定地安装的单独的导向套筒(17)，该导向套筒设有一上面的导向部分(19)，为了轴向导向，该导向部分(19)与控制活塞(5)中的一个通孔(18)相配合，而且导向套筒还具有一连接上面的导向部分(19)的下面的较小直径的管部分(20)，以便将流过一整体成形的轴向排气通道(21)的废气通过阀座装置(8)的区域直接导向排气接口(13)。

2.按照权利要求1所述的电气动调节阀，其特征在于，排气接口(13)设有一消声器(14)，以便使流出的废气所造成的噪声最小化。

3.按照权利要求1所述的电气动调节阀，其特征在于，导向套筒(17)至少在导向部分(19)的区域由一种具有较小滑动摩擦系数的塑料构成。

4.按照权利要求1所述的电气动调节阀，其特征在于，为了将导向套筒(17)固定在预调阀壳体(2)上，设置一在该阀壳体(2)上成形的空心导向轴颈(16)，该导向轴颈通过一种力锁合压配合形成与导向套筒(17)的连接。

5.按照权利要求4所述的电气动调节阀，其特征在于，导向套筒(17)在导向部分(19)的区域具有一与排气通道(21)基本上共轴延伸的较大直径的凹槽(22)，借此通过压配合固定到导向轴颈(16)上。

6.按照权利要求5所述的电气动调节阀，其特征在于，在凹槽(22)内提供两个轴向间隔开设置的环形配合部分(23a、23b)，这些配合部分通过压配合与导向轴颈(16)接触。

7.按照权利要求1所述的电气动调节阀，其特征在于，在管部分(20)的末端部构成一台阶(24)，以便位置固定地相对于继动阀壳体(1)实现导向套筒(17)的端面的一种形锁合定位。

8.按照权利要求1所述的电气动调节阀，其特征在于，管部分(20)的末端以割裂形式构成，以便确保从排气通道(21)中流出的废气自由流走。

9.按照权利要求1所述的电气动调节阀，其特征在于，为了使排气通道(21)的流动横截面为最大，管部分(20)的壁通过筋条装置加强，使得在管部分(20)的区域内要求的壁厚和总直径是最小的。

10.按照权利要求9所述的电气动调节阀，其特征在于，所述筋条装置包括至少四个沿管部分(20)的外壁轴向延伸的、基本上轴线平行于管部分(20)定位的并且在横截面中观察相互等距设置的成形筋条(26a-26d)。

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