CN102338241B - 电磁阀以及驾驶员辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁阀(1)以及驾驶员辅助装置。所述电磁阀具有衔铁(2)和设置在所述衔铁(2)端侧的衔铁配合件(10)，所述衔铁与所述电磁阀(1)的密封元件(3)作用连接以使所述密封元件移动。在此规定，在所述衔铁(2)的导向凹部(18)中可沿轴向运动地支承一个能够与所述衔铁配合件(10)形成支撑接触的中间元件(19)。

Description

电磁阀以及驾驶员辅助装置

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，所述电磁阀具有衔铁和在设置在所述衔铁的端侧的衔铁配合件，所述衔铁与电磁阀的密封元件作用连接以使所述密封元件移动。本发明还涉及一种具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置。

背景技术

由现有技术已知一种开头所述类型的电磁阀。所述电磁阀通常被用于驾驶员辅助装置，特别是ABS、TCS或ESP装置。所述电磁阀具有衔铁，所述衔铁可在电磁阀中移动，特别是沿轴线移动。所述衔铁与电磁阀的密封元件作用连接，从而在所述衔铁移动时使所述密封元件也被移动。所述密封元件通常被提供用于封闭或者打开电磁阀的阀开口。如果将所述密封元件用于封闭阀开口，则所述密封元件通常配合在电磁阀的阀座中，所述阀座既被分配给阀开口又被分配给密封元件。例如，所述密封元件被安装在衔铁的一个凹部中并且被固定在该凹部中，其中，所述凹部优选被设置在衔铁的远离衔铁配合件的端面上。

除了所述衔铁以外，所述电磁阀还具有衔铁配合件，所述衔铁配合件例如是磁极铁心。所述磁极铁心通常相对于电磁阀的壳体保持位置固定，而衔铁则可相对于所述壳体移动。所述衔铁和衔铁配合件一起作用以引起该移动。在此，所述衔铁配合件例如具有一个或者多个线圈，而所述衔铁由可磁化的或者有磁性的材料制成。所述衔铁配合件被设置在衔铁的端侧。通常所述衔铁和所述衔铁配合件被相互布置为使得它们不管衔铁是否移动都不会相互连接。因此，在衔铁和衔铁配合件或者更具体的说在衔铁朝向所述衔铁配合件的端面和所述衔铁配合件朝向所述衔铁的端面之间存在间隙，所述间隙也被称为气隙或者工作气隙。所述气隙的大小与衔铁相对于衔铁配合件的位置有关。因此，所述气隙的大小在衔铁移动时发生变化。

衔铁和衔铁配合件共同组成调整装置。可由该调整产生的实现所述衔铁移动的磁力是通过工作气隙的大小来表述其特征的。这意味着磁力与工作气隙的大小有关，其中，所述磁力在工作气隙变小时非常剧烈地增大，通常是呈指数增大。这种在工作气隙变小时的剧烈增大使电磁阀的连续的可调节性或者比例性的实现变得困难。

总的来说，可以借助于所谓的沉入结构段(Tauchstufe)避免或者至少减缓磁力的剧烈升高。只要所述衔铁离衔铁配合件未超过一个确定的间距，所述衔铁配合件的一个部分至少局部地嵌入到衔铁的凹部中就可实现所谓的沉入结构段。然而在电磁阀中实现这种沉入结构段非常昂贵，因为需要衔铁相对于衔铁配对件的非常精确导向，以使即使在沉入结构段区域中也可避免衔铁和衔铁配合件之间的相碰或者说接触。这可能导致由衔铁和衔铁配合件组成的调整装置的效率明显损失。

所述精确导向可以例如通过衔铁在衔铁导向装置中的精确配合实现，所述导向装置例如由电磁阀的壳体构成。然而另一方面，所述衔铁必须尽可能地简单，也就是无需费很大的力也能够移动。因此，在制造所述电磁阀时必须实现非常小的公差，以一方面实现沉入结构段，另一方面实现电磁阀灵活地改变位置。然后因此则会造成高昂的制造成本。

发明内容

与此相比，具有权利要求1所述特征的电磁阀具有下列优点：可以特别地以很少的制造成本实现衔铁相对于衔铁配合件非常精确的导向。依据本发明，这是通过在衔铁的导向凹部中可沿轴向运动地支承一个能够与衔铁配合件形成支撑接触的中间元件实现的。为此，导向凹部或者说构成导向凹部的凹部优选地以边缘敞开的方式设置在衔铁的朝向衔铁配合件的端面上。所述衔铁通过所述中间元件在相对于衔铁配合件的相应位置上支撑在所述衔铁配合件上，从而能够实现衔铁相对于衔铁配合件的非常精确的定位。特别地，通过这种方式可以至少部分地避免衔铁相对于衔铁配合件发生倾斜。所述概念支撑接触在这里应理解为所述中间元件通过接触而支撑在衔铁配合件或者一个被分配给所述衔铁配合件的元件上。换句话说，所述中间元件在可移动衔铁的至少一个位置，特别是轴向位置上与衔铁配合件或者被分配给所述衔铁配合件的元件支撑接触或者说接触。优选的是持续地处于支撑接触。例如在这里可以规定，所述中间元件嵌入所述衔铁配合件的凹部中。所述中间元件优选地由不可磁化的或者非磁性的材料制成。所述中间元件由弹簧元件施加弹簧力，所述弹簧力将所述中间元件优选地压向衔铁配合件。

本发明的一种改进方案规定，所述中间元件至少部分地嵌入衔铁配合件或者被分配给所述衔铁配合件的支撑元件中，或者支承在所述衔铁配合件或者支撑元件上。因此，所述衔铁配合件或者所述支撑元件具有至少一个用于中间元件的容纳孔。所述容纳孔被优选地设置在衔铁配合件的朝向所述中间元件的端面上。在所述衔铁相对于衔铁配合件的至少一个位置上，所述中间元件的至少一个部分嵌入所述容纳孔中。在此，所述容纳孔优选地在其尺寸方面与中间元件相匹配并且特别地具有被构造为与所述中间元件的横截面相反的横截面。这意味着，所述容纳孔与中间元件相匹配，使得中间元件的嵌入容纳孔中的部分被容纳在所述容纳孔中或者说被所述容纳孔的壁部包围，从而使所述中间元件的这个部分沿电磁阀的轴向或者说沿衔铁的运动方向在容纳孔中被导向。

因此，所述中间元件嵌入衔铁配合件或者支撑元件中优选地实现了中间元件沿径向的固定，从而中间元件仅能沿轴向运动。因此，所述中间元件可以进一步运动到容纳孔中，或者又从该容纳孔中移出。在此，优选地对容纳孔的尺寸进行选择，使得虽然确保了中间元件的径向导向，然而却不会以不必要大的摩擦阻力抵抗中间元件沿轴向的运动。替代地，还可以规定，所述中间元件仅支承在衔铁配合件或者支撑元件上，并且通过这种方式产生支撑接触。在这种实施方式中，可以至少避免中间元件相对于衔铁配合件发生倾斜，因此避免衔铁相对于衔铁配合件发生倾斜。

可以附加地或者替代地规定：所述支撑元件至少部分地嵌入衔铁配合件中。通过这种方式可以将所述支撑元件固定在衔铁配合件上。特别地可以通过如下方式对电磁阀的调整：支撑元件以夹紧的方式嵌入衔铁配合件中，其中，所述夹紧力的大小使得在电磁阀的正常工作状况下不会出现支撑元件相对于衔铁配合件移动的情况。因此，所述支撑元件仅在对电磁阀调整时可以通过外力的作用被插入所述衔铁配合件中或者被从所述衔铁配合件中移出。因此，通过这样的以不同深度将所述支撑元件插入衔铁配合件中的方式可以实现对电磁阀的调整。

本发明的一种改进方案规定，所述中间元件在其朝向衔铁配合件的一侧具有朝向衔铁配合件的方向减小的横截面，特别是锥形的或者球形的横截面。因此，所述中间元件具有特别是用于相对于衔铁配合件对中的对中装置。在此，所述衔铁配合件优选地具有容纳孔，所述容纳孔具有与中间元件的横截面相反的横截面。因此，所述衔铁配合件的容纳孔与中间元件的朝向所述衔铁配合件的一侧的形状相匹配。通过这种方式，当所述衔铁朝衔铁配合件进入时，所述中间元件被引入到容纳孔中。因此，所述中间元件的逐渐减小的横截面与相应构造的容纳孔共同实现中间元件相对于衔铁配合件的对中，并且由此实现衔铁相对于衔铁配合件的对中。

本发明的一种改进方案规定，所述中间元件穿过一个通孔，所述通孔被设置在衔铁的朝向衔铁配合件的一侧上，其中，所述通孔构成用于中间元件的径向导向装置。因此，除了导向凹部外在衔铁中还设有所述的通孔。优选的是，所述导向凹部以及通孔都由同一凹部构成，该同一凹部为此例如是衔铁中的阶梯孔。为了通过通孔提供对中间元件的径向导向，优选的是，沿所述中间元件的轴向看，所述中间元件位于该通孔中的部分比所述中间元件位于导向凹部中的部分更大。所述通孔穿过衔铁的朝向衔铁配合件的端面。所述通孔于中间元件相匹配，使得可以容易地实现所述中间元件沿轴向的运动，而在径向被可靠地固定。通过这种方式，只要中间元件嵌入所述衔铁配合件或者支撑元件的容纳孔中，所述衔铁就能相对于衔铁配合件沿径向定位或者说对中。

本发明的一种改进方案规定，通孔的横截面比导向凹部的横截面小。通过这种方式，在衔铁中构成用于中间元件的末端止挡，所述末端止挡限制了中间元件沿轴线的运动。为此，所述中间元件的远离衔铁配合件的部分大于通孔，从而使其不能穿过所述通孔。

本发明的一种改进方案规定，所述中间元件以其远离衔铁配合件的一侧支撑在被设置在导向凹部中的弹簧元件上。因此，所述中间元件可以被弹簧元件施以弹簧力，所述弹簧力优选地将所述中间元件压向衔铁配合件。所述弹簧元件在此例如位于中间元件的支承面或者固定突起部上，该固定突起部具有比通孔更大的径向尺寸。

本发明的一种改进方案规定，所述弹簧元件至少部分地，优选的是以夹紧的方式包围所述中间元件。特别的是，为了沿径向支撑所述弹簧元件，可以规定，所述弹簧元件至少部分地包围所述中间元件。因此，所述弹簧元件沿径向位于导向凹部的壁部和中间元件之间。在此，所述弹簧元件优选的是螺旋弹簧。还可以附加地规定，以夹紧的方式实现所述包围，从而使所述弹簧力能够通过弹簧元件的夹紧式包围而压在所述中间元件上。

本发明的一种改进方案规定，所述弹簧元件通过设置在中间元件上的固定突起部而接合在所述中间元件上。因此，所述中间元件具有例如沿径向设置的固定突起部。特别是在所述弹簧元件将所述中间元件沿径向至少部分地包围时进行如此规定。在这种情况下，所述包围用于支撑弹簧元件，而弹簧力通过固定突出部传递到中间元件上。

本发明的一种改进方案规定，所述衔铁和衔铁配合件至少部分地一个嵌入另一个，其中，形成了沉入结构段。在这里，所述沉入结构段以本身已知的方式设置，并且用于改善电磁阀的可调节性或者说比例性。在这里，所述沉入结构段避免了在轴向工作气隙也就是在衔铁和衔铁配合件的端面之间的间隙变小时，在衔铁和衔铁配合件之间的磁力过于剧烈或者说过快地增大。

此外，本发明还涉及一种驾驶员辅助装置，特别是ABS、TCS或ESP装置，所述装置具有至少一个特别是根据前述实施方式的电磁阀，其中，所述电磁阀具有衔铁和设置在所述衔铁端侧的衔铁配合件，所述衔铁与电磁阀的密封元件作用连接以使所述密封元件移动。在此规定，在衔铁的导向凹部中可沿轴向运动地支承一个能够与衔铁配合件形成支撑接触的中间元件。如前面所描述的，所述依据本发明的电磁阀可以以低成本实施，然而仍可以实现衔铁相对于衔铁配合件精确的导向或者说定位。因此，也可以以相对低的成本制造具有一个或多个这类电磁阀的依据本发明的驾驶员辅助装置。

附图说明

借助于在图中示出的实施例对本发明进行详细阐述，而不对本发明产生限制。在此示出了一个唯一的图。

该图示出了电磁阀的侧向剖视图。

具体实施方式

所述图示出了电磁阀1，所述电磁阀例如是在此未示出的驾驶员辅助装置的组成部分。所述电磁阀1具有与所述电磁阀1的密封元件3作用连接的衔铁2。所述密封元件3与构造在阀体4中的阀座5共同作用，以打开或者切断电磁阀1的流入接口6和排出接口7之间的流体连接。在在此示出的实施例中，为所述排出接口7分配一个过滤器8。当然还可以附加地或者替代地为所述流入接口6分配一个过滤器(在此未示出)。根据流入接口6和排出接口7的布置在此示出的电磁阀1是被设计用于轴向流入和径向流出(相对于电磁阀1的纵向轴线9)。然而当然也可以任意地设置流入方向和流出方向。

除了衔铁2外，所述电磁阀1还具有衔铁配合件10，所述衔铁配合件与所述衔铁2共同构成电磁阀1的操纵装置11。所述衔铁配合件10例如为磁极铁心段并且具有至少一个电线圈，从而能够借助于所述衔铁配合件10通过将电压施加到线圈上(也就是说通过给电磁阀1通电)在衔铁2上施加电磁力。所述衔铁2以相对于纵向轴线9可沿轴向移动的方式支承，其中，特别地借助于电磁阀1的壳体12实现所述支承。在此，所述衔铁配合件10和阀体4也被位置固定地保持在壳体12上。因此，所述衔铁2能够在通过借助于衔铁配合件10产生的磁力的影响下相对于衔铁2或者说阀体4沿轴线相对移动。在图中示出的电磁阀1是断电关闭的电磁阀1。这意味着只要电磁阀1不通电，也就说没有借助于衔铁配合件10产生磁力，所述密封元件3就密封地配合在阀座5中。

为了改善电磁阀1的可调节性，该电磁阀具有沉入结构段13。这应理解为，所述衔铁2和衔铁配合件10至少部分地一个嵌入另一个。在在这里示出的实施例中，所述衔铁配合件10具有沉入结构段突出部14，所述沉入结构段突出部可以在衔铁2处于相应的轴向位置的情况下沉入到衔铁2的沉入结构段凹部中。因此，所述沉入结构段突出部14设置在衔铁配合件10的朝向衔铁2的端面16上，并且沉入结构段凹部15设置在衔铁2的朝向所述衔铁配合件10的端面17上。

而所述沉入结构段13使得衔铁2极其精确地相对于衔铁配合件10，特别是沿径向定位或者能够被定位成为必要的。因此，在衔铁2的导向凹部18中设有中间元件19。在此，所述中间元件19沿轴向可运动地支承，并且可以与衔铁配合件10形成支撑接触。除了导向凹部18以外，所述衔铁2还具有通孔20，其中所述导向凹部18和通孔20优选地由一个阶梯孔21构成。所述通孔20具有比导向凹部18更小的横截面，特别是因此具有更小的直径。同时，所述中间元件19由导向段22和贯穿段23组成。所述导向段22被设置在导向凹部18中，而贯穿段23至少部分地位于通孔20中。在此，所述导向段22具有比贯穿段23更大的横截面，特别是具有比贯穿段23更大的直径。就此而言，在所述衔铁2中形成用于中间元件19的末端止挡24。所述末端止挡24避免了中间元件19朝衔铁配合件10方向从衔铁2或者说从阶梯孔21移出。

通过贯穿段23相对于导向段22的较小尺寸，几乎整个极面(其形式为端面17的表面)可被用于传递磁力以及用于形成沉入结构段。

在衔铁2的远离中间元件19的一侧上在阶梯孔21中装入密封元件3。在此，所述密封元件3被优选地压入到阶梯孔21中，从而所述密封元件被夹紧地固定在该孔中。所述密封元件3在其背向阀座的一侧上具有用于一个弹簧元件26的支撑面25，该弹簧元件设置在所述密封元件3和中间元件19之间。在此，所述中间元件19具有用于所述弹簧元件26的支承面27。作为替代，所述弹簧元件26可以至少部分地沿径向包围所述中间元件19，从而使所述弹簧元件26沿径向设置在中间元件19和阶梯孔21或者更确切地说导向凹部18的壁部之间。通过这种方式可以实现对弹簧元件26的轴向导向。

所述弹簧元件26产生作用到中间元件19上的弹簧力，其中，所述弹簧元件支撑在相对于衔铁2位置固定地设置的密封元件3上。所述弹簧力将中间元件19朝衔铁配合件10的方向挤压。如果给电磁阀1通电，则在此示出的实施例中方向为朝衔铁配合件10的方向的相应的磁力作用到衔铁2上，因此，所述衔铁2朝向到衔铁配合件10上的方向移动。如果所述衔铁2已经到达相对于衔铁配合件10的一个轴向位置，在该轴向位置上，中间元件19与衔铁配合件10处于接触或者支撑接触，则所述中间元件19被移入导向凹部18中，也就是说朝向密封元件3移动。在此，所述弹簧元件18被进一步压紧。如果不在施加磁力，则所述弹簧力使衔铁2又继续被压离衔铁配合件10。因此，在在此提出的实施方式中，同样地借助于中间元件19实现衔铁2的复位，其中，所述中间元件19持续地与衔铁配合件10处于支撑接触。然而同样也可规定，使用另一弹簧元件(在此未示出)用于复位。在这种情况下，所述中间元件19可以在衔铁2的至少一个位置上与衔铁配合件10间隔开，并且在衔铁2与衔铁配合件10朝向运动时才与衔铁配合件10处于支撑接触。

为了实现衔铁2相对于衔铁配合件10的可靠的对中或者说定位，所述中间元件19在衔铁2的至少一个位置或者更确切地说轴向位置上嵌入衔铁配合件10中。为此，所述衔铁配合件10具有一个容纳孔28。该容纳孔优选地位于朝向衔铁2的端面16上。此外，为了实现衔铁2相对于衔铁配合件10的可靠的定位，所述中间元件19在其朝向衔铁配合件10的一侧被构造为具有朝向衔铁配合件10减小的横截面。在在此示出的实施例中，所述中间元件19具有锥形的尖部29。作为替代，也可想到的是例如半球形或者截锥形的设计方案。

所述容纳孔28与尖部29或者说中间元件19的几何结构相配，从而用于在此描述的实施例的容纳孔28也同样是锥形的。因此，在所述容纳孔28中设有斜面30，所述斜面用作对中面。在中间元件19或者说尖部29进入容纳孔28中的进入运动过程中，所述尖部29与其径向位置无关地与斜面30相接触并且因此被可靠地对中。由于所述中间元件19在衔铁2的贯穿段23中也同样地沿径向被导向，因此在中间元件19进入容纳孔28中的进入运动过程中使衔铁2相对于衔铁配合件10对中。在此，原则上可以任意选择容纳孔28的尺寸。所述容纳孔28可以特别地具有比中间元件19的被设置用于嵌入到容纳孔28中的部分更大的直径。但有利的是，所述容纳孔28的直径等于中间元件19的直径。

如在图中所示，当然也可以使所述容纳孔28具有比尖部29更大的深度。在这种情况下，如果所述尖部已不相对于所述衔铁配合件10对中，那么所述尖部29在朝向衔铁配合件10运动时抵靠到容纳孔28的衔铁侧的边缘上。通过该抵靠和中间元件19进入衔铁配合件10中的继续进入运动，如前面已经描述的，所述衔铁2相对于衔铁配合件10可靠地对中。因此，可以特别地避免为对衔铁2进行导向而以很小的公差对壳体进行设计。相反地，借助于中间元件19或者说其尖部29(至少在沉入结构段13的区域中)实现对衔铁2的导向。通过这种方式可以例如补偿由制造引起的在衔铁配合件10和衔铁2之间的同心性误差。若所述同心性误差过大，则可以容易地在所述衔铁2朝向衔铁配合件10的一侧减小所述衔铁2的尺寸，也就是说衔铁2和衔铁配合件10之间的间距增大，而不会对衔铁2的导向造成不利影响。

在电磁阀1的依据本发明的设计方案中，可通过将所述密封元件3压入衔铁2中对例如被构造为螺旋弹簧的弹簧元件的预紧力进行设定。

Claims (11)

1.一种电磁阀(1)，所述电磁阀具有衔铁(2)和设置在所述衔铁(2)的端侧的衔铁配合件(10)，所述衔铁与所述电磁阀(1)的密封元件(3)作用连接以使所述密封元件移动，其特征在于，在所述衔铁(2)的导向凹部(18)中沿轴向可动地支承一个能够与所述衔铁配合件(10)形成支撑接触的中间元件(19)，所述中间元件(19)至少部分地嵌入在所述衔铁配合件(10)或一个被分配给所述衔铁配合件(10)的支撑元件中，其中所述衔铁(2)朝向所述衔铁配合件(10)的一侧上还具有通孔(20)并且所述通孔(20)的横截面比所述导向凹部(18)的横截面小。

2.按照权利要求1所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述中间元件(19)在其朝向所述衔铁配合件(10)的一侧具有朝所述衔铁配合件(10)方向减小的横截面。

3.按照权利要求2所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述横截面为锥形或者球形。

4.按照权利要求1或2所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述中间元件(19)穿过所述通孔(20)，其中，所述通孔(20)构成用于所述中间元件(19)的径向导向装置。

5.按照权利要求1或2所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述中间元件(19)以其远离所述衔铁配合件(10)的一侧支撑在设置在所述导向凹部(18)中的弹簧元件(26)上。

6.按照权利要求5所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述弹簧元件(26)至少部分地围住所述中间元件(19)。

7.按照权利要求6所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述弹簧元件(26)以夹紧的方式至少部分地围住所述中间元件(19)。

8.按照权利要求5所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述弹簧元件(26)通过设置在所述中间元件(19)上的固定突出部接合在所述中间元件(19)上。

9.按照权利要求1或2所述的电磁阀(1)，其特征在于，所述衔铁(2)和所述衔铁配合件(10)至少部分地一个嵌入另一个，其中构成沉入结构段(13)。

10.一种驾驶员辅助装置，所述装置具有至少一个根据上述任一项权利要求所述的电磁阀(1)，其中，所述电磁阀(1)具有衔铁(2)和设置在所述衔铁(2)端侧的衔铁配合件(10)，所述衔铁与电磁阀(1)的密封元件(3)作用连接以使所述密封元件移动，其特征在于，在所述衔铁(2)的导向凹部(18)中沿轴向可动地支承一个能够与所述衔铁配合件(10)形成支撑接触的中间元件(19)，其中所述衔铁(2)朝向所述衔铁配合件(10)的一侧上还具有通孔(20)并且所述通孔(20)的横截面比所述导向凹部(18)的横截面小。

11.按照权利要求10所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述辅助装置是ABS、TCS或ESP装置。