CN101678822B - 电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括电磁组件和阀芯(5)的电磁阀，该阀芯包括阀嵌件(22)、在该阀嵌件(22)内可动地被引导的关闭元件(7)、以及阀体(10)，其中，在流体入口(27)与流体出口(26)之间设有主阀，该主阀具有与所述关闭元件(7)连接的主密封元件(7.1)和设置在所述阀体(10)中的主阀座(12)；由所述电磁组件产生的磁力使所述关闭元件(7)朝着所述阀体(10)的方向运动，由此所述主密封元件(7.1)密封地沉入所述主阀座(12)中；以及在所述主阀的旁路中与所述主阀轴线(1.1)同轴地设有止回阀(25)，该止回阀具有密封元件(11)和阀座。根据本发明，所述阀体(10)被设计成套筒，所述止回阀(25)的密封元件(11)在该套筒内可轴向运动地被引导，其中，所述主阀座(12)带有通孔地设置在所述阀体套筒(10)的罩形端部上；以及所述止回阀的密封元件(11)密封地与所述阀座共同作用，该阀座由在这一端敞开的所述阀体套筒(10)的边缘(20)构成。

Description

电磁阀
技术领域
本发明涉及一种按照独立权利要求1前序部分所述的电磁阀。 
背景技术
图1示出了一种常规电磁阀，特别是用于液压装置的电磁阀，该液压装置用在例如防抱死***(ABS)或驱动防滑控制***(ASR***)或电子稳定程序***(ESP***)中。如从图1可见，例如被设计成失电打开型调节阀的该常规电磁阀1包括阀芯5’和用于产生磁通的电磁组件2，该电磁组件2包括壳体套2.1、绕组支架2.2、线圈绕组2.3和防护盖2.4，该阀芯包括外壳5.1、与该外壳通过密封焊接部4连接的阀嵌件22、带有被设计成挺杆的第一关闭元件7’的衔铁6、以及复位弹簧8。电磁组件2产生电磁力，该电磁力使带有被设计成挺杆的第一关闭元件7’的可纵向运动的衔铁6克服复位弹簧8的力朝着阀嵌件22运动。绕制在绕组支架2.2上的线圈绕组2.3构成电线圈，该电线圈能够通过电接头2.5通电。阀嵌件22引导由电磁组件2通过防护盖2.4引入的磁通朝着衔铁6的方向沿轴向通过气隙3。通过经由电接头2.5给线圈绕组2.3通电并且通过由此产生的磁通，衔铁6克服复位弹簧8的力朝着阀嵌件22运动。 
此外，阀嵌件22容纳所谓的阀体10’，该阀体包括主阀座12’，被设计成挺杆的第一关闭元件7’通过被设计成密封球冠的主密封元件7.1’以密封方式沉入该主阀座中，以实现电磁阀1的密封功能。为了利用流体块体18在填密区域18.1上进行填密，在阀嵌件22上形成填密凸缘9。如从图1还可看出，传统电磁阀1包括偏心设置的止回阀30，该止回阀执行定向的通流功能。作为主要部件，传统电磁阀1的止回阀30包括可动的密封元件32、设置在止回阀座支架31 中的密封座34、以及行程限制件或挡块，该行程限制件或挡块在这里由扁平过滤器33构成，以限制可动的密封元件32的最大行程。相对于阀主轴线1.1偏心设置的止回阀30通常为球体-空心锥体形式，也就是说密封元件32被设计成球体，而设置在止回阀座支架31中的密封座34具有空心锥体形状。空心锥体34的被设计成塑料嵌件的止回阀座支架31另外还用于对周围的流体块体18密封、用于对阀体10’密封以及用于支撑环形过滤器35和扁平过滤器33。 
另外，在欧洲专利申请EP1 101 678 A1中描述了一种带有止回阀的电磁阀。所描述的电磁阀包括：设置在流体进口和流体出口之间的主阀，该主阀具有主密封元件和设置在阀体中的主阀座；和在主阀的旁路中与主阀轴线同轴地设置的止回阀，该止回阀具有密封元件和阀座。该阀座设置在被设计成塑料嵌件的阀构件中，在该阀构件中，密封元件容纳在圆柱形凹腔中。阀构件另外还用于对周围的流体装置密封、用于在阀体中进行密封以及用于支撑环形过滤器和扁平过滤器。 
发明内容
与此相对，具有独立权利要求1的特征的根据本发明的电磁阀具有如下优点，即阀体被设计成套筒，止回阀的密封元件在该套筒中可轴向运动地被引导。主阀座带有通孔地设置在阀体套筒的罩形端部上，而止回阀的密封元件密封地与阀座共同作用，该阀座由在这一端敞开的阀体套筒的边缘构成。 
通过充分利用阀体的内孔和通过在阀体内可动地引导密封元件，可以有利地缩小阀芯或者说电磁阀的轴向尺寸，其中，阀体与可动密封元件相结合还承担了止回阀功能。通过将伸出的阀体用作密封元件的密封配对件，止回阀的密封功能以很小的程度依赖于其他的部件公差或者装配公差，并且由于相互的调整和精度要求很低而有利地降低了制造成本或者说提供了止回阀功能的鲁棒性。 
此外，通过根据本发明的电磁阀设计，提供了阀芯的对称性， 由此获得在装配和继续加工方面的优点。与只有在与周围的流体块体相结合才能实现止回阀功能的结构相比，通过将止回阀功能完全地集成在阀芯中，可以简化制造或者装配过程。此外，通过止回阀功能的中央布置可以简化电磁阀并且同样可以缩小径向尺寸，由此由于有效压力面缩小而获得在装配方面和在周围的流体块体的负荷方面的优点。此外，在下部区域中封闭电磁阀的周围的阀构件可以大大得到简化，因为该阀构件有利地包括只是不动的密封部位并且执行两种过滤功能。因此获得在鲁棒性方面的优点进而获得在本发明电磁阀的制造中提供质量或者节约成本的可能方案。 
阀体套筒和密封元件例如可以被设计成金属部件，由此与弹性体-密封部件相比在整个使用寿命中耐磨性提高了。同时，通过金属密封部件减少了在利用弹性体-密封部件的结构形式中通常会出现的滞后。 
通过在从属权利要求中提及的特征和改进方案，可以对在独立权利要求1中所述的电磁阀进行有利改进。 
特别有利的是，密封元件的密封区域被设计成锥体或球体，而阀体套筒的边缘被设计成圆边或者空心锥体或者空心球体。通过被设计成锥体的密封区域在阀体套筒的被设计成圆边的边缘上的密封，与仅有轴向密封的止回阀的结构形式相比，特别是在压差很小的情况下可以提高密封性。在需要时，如果对期望的应用情况来说是合适的话，可以使用密封区域或者阀体套筒的替代形式。 
在本发明电磁阀的一种设计方案中，密封元件被设计成旋转对称的柱塞，该柱塞包括基本上位于阀体套筒内的引导杆部和与该引导杆部连接的密封区域。引导杆部具有内孔，在止回阀的关闭状态下，流向主阀座的主流体流流经该内孔。此外，阀体套筒具有至少一个径向孔，该径向孔在止回阀的打开状态下允许形成旁路流体流。在阀体套筒内，密封元件的引导杆部通过垫圈在径向上被引导。主流体流将密封元件的密封区域密封地压靠在阀体套筒的边缘上，以及具有与主流体流相反的流动方向的旁路流体流将密封元件的密封 区域从阀体套筒的边缘松开，由此打开止回阀。垫圈例如被设计成O型密封圈，该O型密封圈设置在引导杆部的上部区域中，或者垫圈被设计成槽形密封圈。 
在本发明电磁阀的另一种设计方案中，阀构件带有环形过滤器和/或扁平过滤器，以及阀构件通过第一密封唇使旁路流体流与阀体密封，并且通过第二密封唇使旁路流体流与流体块体密封。 
阀构件可以以传力连接或形状配合连接的方式安装在阀嵌件上，并且在安装位置上使阀芯与外界密封。 
在电磁阀的另一种设计方案中，引导杆部的上端具有与槽形密封圈搭接的凸起，该凸起在止回阀的打开状态下平放在槽形密封圈上并且限制密封元件的行程。作为替代方案，密封元件的行程可以通过相应几何形状配合部(例如通过相应的台阶、凸肩等)或者通过扁平过滤器来限制。 
根据本发明的电磁阀实施方式有利地实现了更小的外部尺寸因而实现了更低的径向和轴向空间需求；实现了几乎对称的结构；以及实现了部件的功能集成，也就是说，部件承担多种功能。 
附图说明
附图示出了下面描述的本发明的有利实施方式以及上面说明的有助于理解的传统实施例。在附图中，相同的附图标记表示执行相同或类似功能的部件或元件。 
图1示出了具有止回阀功能的传统电磁阀的示意剖视图； 
图2示出了具有止回阀功能的根据本发明的电磁阀的第一实施例的对本发明来说重要的部件的示意剖视图； 
图3示出了具有止回阀功能的根据本发明的电磁阀的第二实施例的对本发明来说重要的部件的示意剖视图。 
具体实施方式
如从图2和3可见，根据本发明的电磁阀具有阀芯5，该阀芯包括阀嵌件22、在阀嵌件22内可动地被引导的关闭元件7、以及被设计成套筒的阀体10。在流体入口27和流体出口26之间设有主阀，该主阀具有在关闭元件7上形成的主密封元件7.1和设置在阀体套筒10的罩形的上部端部上且带有通孔的主阀座12。通过未示出的电磁组件产生的磁力使关闭元件7朝着阀体10的方向运动，由此主密封元件7.1密封地沉入主阀座12中，从而可以调节从下面压向例如被设计成密封球冠的主密封元件7.1的主流体流。在作为失电打开型电磁阀的实施方式中，复位弹簧在失电状态下保持主阀座12打开。在主阀的旁路中与主阀轴线1.1同轴地设置的止回阀25具有阀座和在阀体套筒10内可轴向运动的密封元件11，该阀座由在这一端敞开的阀体套筒10的下边缘20构成。
未示出的电磁组件产生磁力和磁通，以在通电时使关闭元件7向着阀体10运动，该电磁组件可以被设计成类似于图1所示的电磁组件，并且包括壳体套2.1、绕组支架2.2、线圈绕组2.3以及防护盖2.4，其中，绕制在绕组支架2.2上的线圈绕组2.3构成电线圈，该电线圈能够通过电接头2.5通电。 
如从图2和3可见，密封元件被设计成旋转对称的柱塞11，该柱塞包括基本上位于阀体套筒内的引导杆部11和与该引导杆部连接的密封区域11.2，其中，柱塞11具有内孔13，在止回阀25的关闭状态下，流向主阀座12的主流体流流经该内孔。在所示的实施例中，柱塞11被设计成一体式，使得被设计成锥体的密封区域11.2在引导杆部11.1上形成。阀体套筒10的下边缘20例如被设计成圆边。通过被设计成锥体的密封区域11.2在阀体套筒10的被设计成圆边的下边缘20上的密封，与仅有轴向密封的止回阀的结构形式相比，特别是在压差很小的情况下可以改善止回阀25的密封性。作为替代方案，密封元件11的密封区域11.2可以被设计成球体，而下边缘20可以被设计成空心锥体或空心球体。此外，阀体套筒10具有多个径向孔15，这些径向孔在止回阀25的打开状态下允许形成旁路流体流28。在阀体套筒10内部，密封元件11的引导杆部11.1通过垫圈 在径向上被引导。主流体流将密封元件11的密封区域11.2密封地压靠在阀体套筒10的下边缘20上，而具有与主流体流相反的流动方向的旁路流体流28将密封元件11的密封区域11.2从阀体套筒10的下边缘20松开。在根据图2的第一实施例中，垫圈被设计成槽形密封圈25，而在根据图3的第二实施例中，垫圈被设计成O型密封圈14a，该O型密封圈设置在引导杆部11.1的上部区域中。 
本发明的电磁阀在下部区域中通过阀构件24来限制，该阀构件带有环形过滤器16和扁平过滤器21。此外，阀构件24通过第一密封唇17使旁路流体流与阀体10密封并通过第二密封唇24.1使旁路流体流与流体块体18密封。阀构件24以传力连接或者形状配合连接的方式安装在阀嵌件22上并且在安装位置23上使阀芯5与外界密封。 
图2在左半边示出了带有处于打开位置的止回阀25的本发明电磁阀的第一实施例，而在右半边示出了带有处于关闭位置的止回阀25的本发明电磁阀。套筒形式的新型阀体10被用来容纳可轴向运动的密封元件11。被设计成带有内孔13的密封元件11允许通常的主流体流流向主阀座并且以它被设计成锥体的密封区域11.2密封在阀体10的下边缘20或者说内边缘上，其中，作为替代方案，密封区域11.2也可以具有波形形状、球形形状、自由形状等等。在径向上，该密封元件11通过被设计成槽形密封圈14的垫圈被引导，该垫圈允许密封圈11在没有失去密封性的条件下轴向运动。被设计成槽形密封圈14的垫圈通过形状或者材料受到压力支撑，此外还构成密封元件11的引导杆部11.1的行程挡块，引导杆部被设计成具有凸起19以限制行程，其中，凸起19与槽形密封圈14搭接并且在止回阀25的打开位置上平放在槽形密封圈14上，如从图2的左半部分可见的那样。如果止回阀25进而密封元件11处于打开位置，那么工作流体可以通过阀体10的径向孔15沿着旁路流体流箭头28流下，这些径向孔可以具有圆形或者其他对流动有利的形状。相反流动方向的主流体流将密封元件11压至在图的后半边示出的关闭位 置。 
图3在左半边示出了带有处于打开位置的止回阀25的本发明电磁阀的第二实施例，在右半边示出了带有处于关闭位置的止回阀25的本发明电磁阀。与本发明电磁阀的第一实施例不同，用于在径向上引导密封元件11的垫圈被设计成O型密封圈14a，该O型密封圈允许密封元件11在没有失去密封性的条件下轴向运动。在本实施例中，密封元件11的行程可以通过引导杆部11.1和阀体套筒10的相应几何形状配合部来限制。几何形状配合部可以例如被设计成台阶、凸肩等等。与按照图2的第一实施例相类似，工作流体在止回阀25的打开位置上通过阀体10的径向孔15沿着旁路流体流箭头28流下。相反流动方向的主流体流将密封元件11压至图的右半边所示的关闭位置。 
本发明电磁阀有利地具有很小的外部尺寸因而具有很低的径向和轴向空间需求、具有几乎对称的结构并且具有部件的功能集成性。 

Claims (12)

1.电磁阀，其包括电磁组件和阀芯(5)，该阀芯包括阀嵌件(22)、在该阀嵌件(22)内可动地被引导的关闭元件(7)、以及阀体(10)，其中，在流体入口(27)与流体出口(26)之间设有主阀，该主阀具有与所述关闭元件(7)连接的主密封元件(7.1)和设置在所述阀体(10)中的主阀座(12)；由所述电磁组件产生的磁力使所述关闭元件(7)朝着所述阀体(10)的方向运动，由此所述主密封元件(7.1)密封地沉入所述主阀座(12)中；以及在所述主阀的旁路中与所述主阀轴线(1.1)同轴地设有止回阀(25)，该止回阀具有密封元件(11)和阀座，其特征在于，所述阀体(10)被设计成套筒，所述止回阀(25)的密封元件(11)在该套筒内可轴向运动地被引导，其中，所述主阀座(12)带有通孔地设置在所述阀体套筒(10)的罩形端部上；以及所述止回阀的密封元件(11)密封地与所述阀座共同作用，该阀座由在与所述罩形端部相反的一端敞开的所述阀体套筒(10)的边缘(20)构成。
2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述密封元件(11)的密封区域(11.2)被设计成锥体或球体，而所述阀体套筒(10)的边缘(20)被设计成圆边。
3.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述密封元件(11)的密封区域(11.2)被设计成锥体或球体，而所述阀体套筒(10)的边缘(20)被设计成空心锥体或者空心球体。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述密封元件被设计成旋转对称的柱塞(11)，该柱塞包括基本上位于所述阀体套筒(10)内部的引导杆部(11.1)和与该引导杆部(11.1)连接的密封区域(11.2)，其中，所述柱塞(11)具有内孔(13)，在所述止回阀(25)的关闭状态下，流到所述主阀座(12)的主流体流流经所述内孔。
5.如权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述阀体套筒(10)具有至少一个径向孔(15)，所述径向孔在所述止回阀(25)的打开状态下允许形成旁路流体流(28)。
6.如权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述密封元件(11)的引导杆部(11.1)在所述阀体套筒(10)的内部在径向上通过垫圈(14，14a)引导，其中，流到所述主阀座(12)的所述主流体流将所述密封元件的密封区域(11.2)密封地压靠在所述阀体套筒(10)的边缘(20)上，以及具有与所述主流体流相反的流动方向的所述旁路流体流(28)将所述密封元件的密封区域(11.2)从所述阀体套筒(10)的边缘(20)松开。
7.如权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，所述垫圈被设计成O型密封圈(14a)，该O型密封圈设置在所述引导杆部(11.1)的上部区域中，或者所述垫圈被设计成槽形密封圈(14)。
8.如权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，设有阀构件(24)，该阀构件带有环形过滤器(16)和/或扁平过滤器(21)，其中，所述阀构件(24)通过第一密封唇(17)使所述旁路流体流与所述阀体(10)密封，并且通过第二密封唇(24.1)使所述旁路流体流与流体块体(18)密封。
9.如权利要求8所述的电磁阀，其特征在于，所述阀构件(24)以传力连接或形状配合连接的方式安装在所述阀嵌件(22)上。
10.如权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述引导杆部(11.1)的上端具有与所述槽形密封圈(14)搭接的凸起(19)，该凸起在所述止回阀(25)的打开状态下平放在所述槽形密封圈(14)上并且限制所述密封元件(11)的行程。
11.如权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，所述密封元件(11)的行程通过所述引导杆部(11.1)和所述阀体套筒(10)的相应几何形状配合部来限制。
12.如权利要求8所述的电磁阀，其特征在于，所述密封元件(11)的行程通过所述扁平过滤器(21)来限制。
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