ES2263417T3 - Electroiman y valvula hidraulica con un electroiman. - Google Patents

Abstract

Un electroimán, principalmente para el accionamiento de una válvula hidráulica para un automóvil con un núcleo (17) polar que delimita un espacio (30) de inducido, con una armadura (45) de electroimán móvil que se encuentra en el espacio (30) de inducido, cuya distancia axial mínima respecto del núcleo (17) polar se determina a través de un disco (55) de anti-adhesión, y con un empujador (50) de inducido, introducido en un alojamiento (46) central de la armadura (45) del electroimán conducido a través de un perforación (52) central del núcleo (17) polar, preferentemente formando un intersticio (51) radial y fabricado de un material no magnético; por medio del cual la armadura (45) del electroimán puede activar un elemento (14) de la válvula, caracterizado porque el empujador (50) de inducido se fabrica en forma de tubo a partir de una plancha plana y muestra en forma de una sola pieza el disco (55) anti-adhesivo formado a través del material (56) de plancha colocado radialmente hacia fuera.

Description

Electroimán y válvula hidráulica con un electroimán.

La invención se refiere primeramente a un electroimán, el cual sirve especialmente para el accionamiento de una válvula hidráulica de un automóvil y que posee las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Un electroimán de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento DE 197 17 445 A1 o del documento DE 195 04 185 A1. En estos electroimanes, el empujador de inducción está hecho completamente de material de barras, que posee propiedades no magnéticas. Entre los lados frontales vueltos uno hacia otro de la armadura del electroimán y del núcleo polar se dispone un disco anti-adhesivo, el cual envuelve al empujador de inducido y cuya fuerza determinan un intersticio de aire mínimo axial entre la armadura del electroimán y el núcleo polar. El disco anti-adhesivo puede acoplarse como una parte separada en el empujador de inducido y puede montarse conjuntamente con la armadura del electroimán y con el empujador de inducido aprisionado en un orificio ciego de la armadura del electroimán. En total la fabricación de las piezas individuales y su montaje son laboriosos y caros.

Del documento US 5 402 093 se conoce un electroimán, en el que el empujador de inducido posee un canal de compensación central y se fabrica de material sintético en una sola pieza conjuntamente con el disco anti-adhesivo.

La invención tiene por lo tanto el objetivo ante todo de seguir desarrollando un electroimán, el cual posea las características del preámbulo de la reivindicación 1, de tal forma que pueda producirse de una forma económica.

El objetivo aspirado se alcanza según la invención de tal forma que en el electroimán con las características del preámbulo de la reivindicación 1, el empujador de inducción, según la parte caracterizadora de esta reivindicación, se produce en forma de tubo a partir de una plancha plana y posee en forma de una sola pieza el disco anti-adhesivo formado a través del material de plancha colocado hacia fuera radialmente. Según la invención el empujador de inducido y el disco anti-adhesivo se producen entonces en forma de una sola pieza a partir de una plancha plana. Fundamentalmente esta producción puede realizarse como pieza curva estampada o pieza de embutición profunda, y especialmente puede automatizarse en gran grado cuando existe gran cantidad de piezas. A través de la producción en forma de una sola pieza disminuye considerablemente la complejidad del montaje. También aumenta la seguridad del proceso debido a que se reducen las posibilidades de fallos en el montaje. En total con ello puede producirse un electroimán de acuerdo a la invención en forma económica y de excelente calidad.

Configuraciones ventajosas de un electroimán según la invención pueden extraerse de las reivindicaciones dependientes 2 a 8.

Durante la producción como pieza de embutición profunda el material de plancha, a partir del cual se fabrica el empujador de inducido, se recalca en la zona del disco anti-adhesivo y por esto se forma del disco anti-adhesivo. Sin embargo, si entre el empujador de inducido y el orificio central del núcleo polar existe un intersticio radial, que el disco anti-adhesivo debe puentear, este último debe dotarse en estas circunstancias de un diámetro exterior grande de tal manera que durante la embutición profunda pueden producirse dificultades. Si el empujador de inducido es una pieza curva estampada según la reivindicación 2, entonces preferentemente el disco anti-adhesivo se obtiene porque varias pestañas de la plancha se seccionan desde la pared del empujador de inducido y se curvan hacia fuera formando aberturas para la formación del disco anti-adhesivo. Especialmente las aberturas se encuentran fuera de la armadura del electroimán, de tal forma que éstas pueden utilizarse para el intercambio de aceite entre los dos espacios parciales del espacio de inducido a ambos lados de la armadura del electroimán y entre el espacio de inducido y un espacio delante del núcleo polar. La formación del disco anti-adhesivo mediante pestañas de la plancha individuales tiene además la ventaja de que el disco anti-adhesivo no cierra completamente un intersticio radial entre el empujador de inducido y el núcleo polar, aun cuando éste se indispone en contacto con el núcleo polar. Esto es de otra manera en el caso de un disco anti-adhesivo circundante.

Debido a que puede procesarse bien, se utiliza preferiblemente un material de plancha delgado. Puede obtenerse un disco anti-adhesivo que sea más grueso que el espesor del material de plancha, porque se pliegan las pestañas de la plancha según la reivindicación 3.

Especialmente ventajoso es, si según la reivindicación 6, el empujador de inducción posee una abertura adicional en su o cerca de su lado frontal opuesto a la armadura del electroimán, por medio de la cual puede llevarse a cabo, independientemente del intersticio radial entre el núcleo polar y el empujador de inducido, un intercambio de aceite entre los espacios huecos del electroimán y una válvula ensamblada para poder compensar las variaciones de volumen, durante los movimientos de la armadura del electroimán y del empujador de inducido, y para poder compensar las variaciones de volumen condicionadas a la temperatura del aceite hidráulico que se encuentra en los espacios huecos del electroimán.

La invención se refiere especialmente también a una válvula hidráulica con las características del preámbulo de la reivindicación 9. Se obtiene una unión abierta entre los espacios huecos de la válvula y los espacios huecos del electroimán, aun incluso si el pistón hueco de la válvula se encuentra en contacto con el núcleo polar porque en la pared frontal del pistón hueco se encuentra un orificio de unión abierto hacia su espacio hueco y, cuando el pistón hueco se encuentra en contacto con el núcleo polar hacia el orificio central del núcleo polar. Especialmente según la reivindicación 10 este orificio de unión está abierto a una abertura central en el lado frontal del empujador de inducido de tal manera que puede llevarse a cabo un intercambio de aceite entre la válvula y el electroimán a través de la cara frontal del empujador de
inducido.

Un ejemplo de realización de una válvula hidráulica según la invención se muestra en el dibujo. Mediante las figuras de este dibujo se explica la invención en forma mas detallada.

Muestran:

la figura 1, un corte longitudinal a través del ejemplo de realización,

la figura 2, una vista lateral del empujador de inducido,

la figura 3, una vista del empujador de inducido en dirección de la flecha A desde la figura 1 y, la figura 4, un corte a través del empujador de inducido a lo largo de la línea A-A a partir de la figura 3.

La válvula hidráulica mostrada posee un electroimán 10 y una pieza 11 hidráulica. Esta última se compone fundamentalmente de una carcasa 12 de válvula en forma de manguito con un orificio 13 axial y una corredera 14 de válvula, que está configurada como pistón hueco con orificio 15 ciego abierto al lado frontal. Por medio de un muelle 16 de presión la corredera 14 de válvula se carga hacia una posición final, en la cual ésta se encuentra en contacto con un núcleo 17 polar del electroimán.

Fuera de la carcasa 12 de la válvula se forman tres ranuras 18, 19 y 20 anulares distanciadas axialmente unas de otras, de las cuales las dos ranuras 18 y 20 anulares exteriores están previstas para la unión fluida con un consumidor hidráulico. Una bomba alimenta fluido hidráulico a la ranura 19 anular central durante el funcionamiento. Las tres ranuras anulares forman tres conexiones de la válvula. Una cuarta conexión se forma por medio de la abertura 21 axial opuesta al electroimán 10 de la carcasa 12 de la válvula. Desde la abertura 21 puede refluir el líquido hidráulico hacia un tanque. En una posición neutral de la corredera 14 de la válvula se cierran las cuatro conexiones unas en contra de otras. Dependiendo de la dirección, en la cual la corredera de la válvula se mueve desde la posición neutral, una conexión de usuario se une con la bomba o correspondientemente con el tanque y la otra conexión de usuario correspondientemente con el tanque o con la bomba. La corredera de la válvula se lleva a las diferentes posiciones en interacción entre el muelle de 16 presión y el electroimán 10.

El núcleo 17 polar ya mencionado del electroimán 10 se compone, en forma de una sola pieza, de una sección 26 en forma de disco, que está dotada por un lado de un hundimiento para alojar la carcasa 12 de la válvula, y de un vástago 27, que está separado de la sección 26 en el lado enfrentado al hundimiento. La carcasa 12 de la válvula se une fijamente con el núcleo 17 polar y con ello con el electroimán 10 porque en una ranura 28 circundante de la carcasa 12 de la válvula se introduce a presión material del núcleo polar.

Por medio del vástago 27 del núcleo 17 polar, se desplaza una funda 29 compuesta de una plancha delgada, la cual envuelve con el núcleo polar 17 un espacio 30 de inducido del electroimán 10. El núcleo 17 polar porta en un extremo libre del vástago 27 un collarín 31 circundante, el cual está configurado radialmente hacia adentro en forma de cilindro circular y radialmente hacia fuera en forma cónica. Delante del collarín 31 disminuye la funda 29 en su diámetro en un valor, que casi es igual al diámetro interior del collarín 31. Sobre la sección mas pequeña de la funda 29 se desplaza un tubo 32 polar, que tiene una ligera separación determinada desde el collarín 31 del núcleo 17 polar, y cuyo diámetro exterior es igual al diámetro exterior de la funda 29 en la zona del vástago 27 del núcleo 17 polar. El vástago 27 del núcleo 17 polar, la funda 29 y el tubo 32 polar forman por lo tanto en su conjunto un cilindro circular. El núcleo 17 polar y el tubo 32 polar se fabrican con un material magnético, mientras que la funda 29 es no magnética.

La bobina 35 magnética está colocada sobre el cilindro circular mencionado. Esta contiene primeramente un portador 36 del bobinado formado de material sintético, en el cual el bobinado 37 se embobina entre dos pestañas. En una pestaña se inyecta en el portador 36 del bobinado un disco 38 polar, formado por un material magnético, el cual se dispone en contacto en el interior de manera tensa con el tubo 32 polar. Después del embobinado del bobinado 37 el portador 36 del bobinado se recubre por extrusión con una segunda material sintético, que cubre también el bobinado 37 y con el que se forma una clavija 39 de conexión eléctrica, que está separada axialmente en el lado del electroimán 10 opuesto a la carcasa 12 de la válvula. La bobina 35 magnética se rodea por una carcasa 40 en forma de plancha, que está embutida a profundidad a partir de un material magnetizable, con el cual el disco 38 polar se dispone en contacto en su borde exterior y que está unido fijamente con la sección 26 en forma de disco del núcleo 17 polar mediante la introducción de material en una ranura 41 circundante.

En el espacio 30 de inducido se encuentra una armadura 45 del electroimán móvil, que se introduce axialmente en forma estrecha pero fácilmente en la funda 29. Un orificio 46 escalonado atraviesa centralmente la armadura del electroimán, cuya sección de orificio más pequeña en diámetro está abierta, en el lado 47 frontal dirigido a la base de la funda 29, y cuya sección de orificio con el diámetro más grande está abierta en el lado 49 frontal de la armadura 45 del electroimán dirigido al núcleo polar 17.

En la sección 48 del orificio de la armadura 45 del electroimán se introduce un empujador 50 de inducido, el cual formando un intersticio 51 radial se conduce a través de un orificio 52 axial, que atraviesa el núcleo 17 polar y que puede solicitar la corredera 14 de válvula en una pared 53 frontal que cierra el orificio 15 ciego. En la posición final de la corredera 14 de la válvula, mostrada en la figura 1 en la mitad superior, se encuentra ésta en contacto con el núcleo 17 polar. La armadura 45 del electroimán y el empujador 50 de inducido son ligeramente más cortos que la pequeña distancia entre el fondo de la funda 29 y la pared 53 frontal de la corredera 14 de la válvula, de tal forma que se garantiza, que durante un movimiento en esta posición final la corredera de la válvula no golpee contra el empujador 50 de inducido. Hay también, dentro del área de movimiento de la armadura 45 del electroimán, un pequeño tramo, en el que el empujador 50 del inducido no se encuentra en contacto con la corredera 14 de la válvula.

El empujador 50 de inducido se produce, como una pieza curva estampada, a partir de una plancha plana, y primeramente se estampa un corte de plancha correspondiente y después el corte de plancha se enrolla en forma de un tubo pequeño. De manera correspondiente a lo largo del empujador 50 de inducido discurre una intersticio 54. Un disco 55 anti- adhesivo, a través del cual se garantiza, que entre el lado 49 frontal de la armadura 45 del electroimán y el núcleo 17 polar no se sobrepase una distancia mínima axial, está configurado en forma de una sola pieza con el empujador 50 de inducido. El disco 55 anti-adhesivo se realiza porque por el perímetro del empujador 50 de inducido uniformemente distribuidas, se seccionan tres pestañas 56 de plancha rectangulares en tres lados, y se curvan hacia fuera alrededor de un borde de flexión en el cuarto lado de manera que están separadas radialmente. Cada pestaña 56 de plancha se dobla una vez más de tal forma que el disco anti-adhesivo, formado por las tres pestañas de plancha tiene un espesor, que es el doble del espesor de la plancha. El empujador 50 de inducido se introduce en la armadura 45 del electroimán tan adentro de tal forma que el disco 55 anti-adhesivo se encuentra en contacto con el lado 49 frontal de la armadura del electroimán. Las aberturas 57 formadas a partir del plegado de las pestañas 56 de plancha, se encuentran, vistas desde la posición de la armadura 45 del electroimán, más allá del disco 55 anti-adhesivo, no se cierran por la armadura 45 del electroimán, como sería el caso cuando las pestañas 56 de plancha estuvieran cortadas a partir de la plancha de tal forma que, las aberturas 57 formadas, se encontrasen dentro del orificio 46 de la armadura del electroimán, es decir, en el otro lado del disco 55 anti-adhesivo.

Las aberturas 57, conjuntamente con el orificio 46, proveen el intercambio de aceite entre ambos espacios 58 y 59 parciales, que se encuentran delante de los dos lados 47 y 49 frontales y del espacio 30 del inducido y conjuntamente con el intersticio 51 radial, proporcionan también un intercambio de aceite entre los espacios huecos del electroimán y de la parte 11 hidráulica. En la posición final mostrada de la armadura 45 del electroimán en la mitad superior de la figura 1, el espacio 58 parcial es el más pequeño y el espacio 59 parcial es el más grande. Si se mueve la armadura 45 del electroimán en la dirección de la posición final mostrada en la mitad inferior de la figura 1, entonces fluye el aceite impulsado desde el espacio 59 parcial a través de las aberturas 57, del interior del empujador 50 de inducido y del orificio 46 en la armadura 45 del electroimán hacia el espacio 58 parcial. Un volumen complementario necesario fluye desde el intersticio 51 radial a través de las aberturas 57 hacia el espacio parcial 58. Al mismo tiempo es posible un flujo libre de aceite desde el espacio 59 parcial hasta el dispositivo del disco 55 anti-adhesivo en el núcleo 17 polar, debido a que existe una distancia periférica más grande entre las pestañas 56 de plancha y que el aceite puede ingresar entre las pestañas 56 de plancha directamente en el intersticio 51 radial. De manera inversa, al moverse la armadura 45 del electroimán desde la posición final mostrada en la mitad inferior de la figura 1, en dirección hacia otra posición final, se expulsa aceite desde el espacio 58 parcial, el cual llega al espacio 59 parcial a través del orificio 46 en la armadura del electroimán 45, a través del interior del empujador 50 de inducido, y a través de las aberturas 57, y siempre y cuando haya aceite sobrante, llega al intersticio 51 radial. La magnitud del volumen complementario mencionado anteriormente y la magnitud de la ahora mencionada cantidad sobrante y la magnitud del intersticio 51 radial se adaptan unas a otras de tal forma que no llegue aceite desde la parte hidráulica 11 al espacio 30 de inducido. Más aún, una columna de aceite se desplaza de un lado a otro durante un movimiento de la armadura 45 del electroimán sólo dentro del intersticio 51 radial. De esta forma el espacio de inducido llenado desde un inicio con aceite limpio se encuentra protegido en gran medida del aceite sucio de tal forma que el peligro de que se introduzca suciedad en el espacio 30 de inducido y de que la armadura del electroimán se atasque es reducido.

En el lado frontal del empujador 50 de inducido dirigido a la corredera 14 de válvula se cortan tres segmentos de forma troncocónica, y doblados hacia adentro hacia un plano radial. Con esto se logra una gran superficie de contacto entre el empujador 50 de inducido y la corredera 14 de la válvula. Centralmente los segmentos 64 dejan libre un orificio 65 circular, cuya sección transversal es significativamente más pequeña que la sección transversal del intersticio 51 radial y la cual, por este motivo juega un papel secundario en el intercambio de aceite necesario cuando la armadura del electroimán se desplaza. En conjunción con una abertura 66 central en la pared 53 frontal de la corredera 14 de la válvula, la abertura 65 logra sin embargo una unión fluida entre el orificio 15 ciego de la corredera 14 de la válvula y de los espacios huecos del electroimán 10 aún incluso si la corredera 14 de la válvula se encuentra, a través de su pared 53 frontal, en contacto con el núcleo 17 polar. Se evita de esta manera que se forme una baja presión en el electroimán 10 cuando el sistema, dentro del cual se utiliza la válvula, se detiene y el aceite se enfría.

Claims (10)

1. Un electroimán, principalmente para el accionamiento de una válvula hidráulica para un automóvil con un núcleo (17) polar que delimita un espacio (30) de inducido, con una armadura (45) de electroimán móvil que se encuentra en el espacio (30) de inducido, cuya distancia axial mínima respecto del núcleo (17) polar se determina a través de un disco (55) de anti-adhesión, y con un empujador (50) de inducido, introducido en un alojamiento (46) central de la armadura (45) del electroimán conducido a través de un perforación (52) central del núcleo (17) polar, preferentemente formando un intersticio (51) radial y fabricado de un material no magnético; por medio del cual la armadura (45) del electroimán puede activar un elemento (14) de la válvula, caracterizado porque el empujador (50) de inducido se fabrica en forma de tubo a partir de una plancha plana y muestra en forma de una sola pieza el disco (55) anti-adhesivo formado a través del material (56) de plancha colocado radialmente hacia fuera.

2. Un electroimán según la reivindicación 1, caracterizado porque el empujador (50) de inducido se enrolla como una pieza curva estampada a partir de una plancha plana y porque cerca de la armadura (45) del electroimán varias pestañas (56) de la plancha se seccionan desde la pared del empujador (50) de inducido y se curvan hacia fuera formando aberturas (57) para la formación del disco (55) anti-adhesivo.

3. Un electroimán según la reivindicación 2, caracterizado porque las pestañas (56) de la plancha están plegadas al menos una vez para el aumento del grosor del disco (55) anti-adhesivo formado.

4. Un electroimán según la reivindicación 3, caracterizado porque las pestañas (56) de plancha individuales y aberturas (57) tienen la misma separación angular unas de otras.

5. Un electroimán según la reivindicación 4, caracterizado porque 3 pestañas (56) de la plancha y tres aberturas (57) se presentan con una separación angular correspondiente de 120 grados unas con respecto a otras.

6. Un electroimán según una reivindicación anterior, caracterizado porque el empujador (50) de inducido posee una abertura (65) adicional en su o cerca de su lado frontal opuesto a la armadura (45) del electroimán.

7. Un electroimán según una reivindicación anterior, caracterizado porque en el lado frontal del empujador (50) de inducido opuesto a la armadura (45) del electroimán el material está curvado hacia
dentro.

8. Un electroimán según la reivindicación 7, caracterizado porque varios segmentos (64) de la plancha individuales están curvados hacia dentro en el lado frontal liberando una apertura (65) central.

9. Una válvula hidráulica con un electroimán (10) según una reivindicación anterior y con pistón (14) hueco, el cual se encuentra en un orificio (13) de la válvula adyacente al el núcleo (17) polar, y el cual se sitúa en contacto con el núcleo (17) polar en una posición final con una pared (53) frontal que delimita al espacio hueco (15) en éste, la cual puede solicitarse por el empujador (50) de inducido, caracterizado porque en la pared (53) frontal del pistón (14) hueco se encuentra un orificio (66) de unión abierto hacia el espacio (15) hueco, y cuando el pistón (14) hueco esta en contacto con el núcleo (17) polar, hacia el orificio (52) central del núcleo (17) polar.

10.Válvula hidráulica según la reivindicación 9, caracterizado porque el orificio (66) de unión se encuentra en el eje del pistón (14) hueco y que está abierto hacia la abertura (65) central en el lado frontal del empujador (50) de inducido cuando el pistón (14) hueco esta en contacto con el núcleo (17) polar.