CN102686460B - 电磁阀以及具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有阀体(3)的电磁阀(1)，其中在所述阀体(3)中设有能够用密封元件(14)封闭的阀座(12)、至少一个通向电磁阀(1)的至少部分容纳密封元件(14)的流体腔(15)的排出通道(13)、以及一个至少部分包围密封元件(14)的导流元件(16)，所述密封元件(14)与设置在衔铁腔(17)中的衔铁(5)有效连接，所述衔铁腔被构造在导流元件(16)的背向流体腔(15)的一侧。在此规定，所述导流元件(16)至少部分包围阀体(3)，以及在流体腔(15)和衔铁腔(17)之间形成流体连接的连接通道(21)与径向穿过阀体(3)的壁部(30)的径向缺口(29)形成流体连接。本发明还涉及一种具有这种电磁阀(1)的驾驶员辅助装置。

Description

电磁阀以及具有这种电磁阀的驾驶员辅助装置

技术领域

本发明涉及一种具有阀体的电磁阀，在所述阀体中有一个可以用密封元件封闭的阀座、至少一个通向电磁阀的至少部分容纳密封元件的流体腔的排出通道、以及一个至少部分包围密封元件的导流元件，所述密封元件与设置衔铁腔中的衔铁有效连接，所述衔铁腔被构造在导流元件的背向流体腔的一侧。本发明还涉及一种驾驶员辅助装置。

背景技术

上述类型的电磁阀是现有技术已知的。此类电磁阀，例如无流关闭的二位二通电磁阀或者无流关闭的二位二通电磁阀可以在ABS系统、TCS系统或者ESP系统中使用。这些电磁阀均具有可以用密封元件封闭的阀座。为此密封元件至少能够在关闭位置和开启位置之间移动。将密封元件在关闭位置中被布置为使其遮盖阀座从而将其封闭。在开启位置中密封元件例如与阀座相间隔，从而使得流体可以穿过阀座。在关闭位置中电磁阀对于流体来说是不允许通过的，而在开启位置中流体则可以穿流过电磁阀。将密封元件至少部分布置在电磁铁的流体腔之中。阀座也可以位于流体腔的壁部之中。此外，还有至少一个排出通道通向流体腔，其中在流体腔和排出通道之间可以存在持久的流体连接。流体通过进入通道被输送给电磁阀，其中流体通过进入通道被引向阀座。当密封元件处在开启位置时，那么流体就可以经由阀座进入到流体腔中，然后通过排出通道被导出。

在开启位置中，密封元件通常被布置在阀座上方，从而使得流过阀座的流体也流经密封元件或者与其连接的衔铁。此外，流入的流体的流动方向通常背离排出通道，从而可以在流体流入排出通道之前，首先在流体腔中被减速。在此，流体也可以到达衔铁和电磁阀的壳体之间的区域。由流入的流体在密封元件和/或者衔铁周围引起的环流以及进入衔铁与壳体之间的流体均会对密封元件的可移动性造成影响，因为流体会将附加轴向力施加到密封元件或者与密封元件相连的衔铁上。在某些情况下，这可能会对电磁阀的调节质量造成不利影响。这是由以下情况引起的，即这种附加力会对在弹簧元件的复位力和作用于衔铁上用于移动密封元件的磁力以及设计电磁阀时所考虑到的流体压力之间的力平衡造成影响。特别地在电磁阀中，是这样一种情况，即排出通道的开口布置在流体腔中被布置在阀座旁，从而实现流体经过阀座的流入并且实现流体经过排出通道朝相反方向的流出。

原则上有利的是，仅出现旋转对称的径向力以替代沿轴向作用于密封元件或衔铁上的附加力，因为这不会影响轴向的力平衡。鉴于这个原因，可以设置一种导流元件，该导流元件例如具有一个导流面，通过该导流面可以使得流入的流体朝排出通道的方向转向或者说使得流体被引向该排出通道。所述导流面可以至少部分弯曲，有利的是朝排出通道的方向弯曲。在此，所述导流元件将电磁阀的衔铁腔与阀座所在的流体腔分开。与密封元件形成有效连接的衔铁被布置在衔铁腔之中。通过该有效连接，密封元件可借助于衔铁移动，其中这至少可在关闭位置和开启位置之间进行。

例如由DE 198 02 464A1已知一种这样的电磁阀。该公开文件展示了一种液压电磁操作的阀，所述阀具有一个布置在电磁阀壳体之中的用于压力介质的传导体，该传导体被一个关闭体穿过，并且将一个与阀座压力介质连通地连接的具有至少一个阀壳体的周向侧排出口的环形通道与一个包含阀的操纵构件的腔室分开。所述传导体端面应当紧贴阀体支撑于该阀体上，并且具有在开口侧与阀座在轮廓上搭接的传导通道，这些传导通道在流出侧通向环形通道。在已知的电磁阀中，流体腔和衔铁腔之间形成压力平衡或者流体交换是通过导流元件的孔实现的，密封元件被设置为至少部分布置在所述孔中或者在其中被导向。

发明内容

与此相对地，具有权利要求所述特征的电磁阀的优点是，能够改善电磁阀的可调节性。为此根据本发明规定，导流元件至少部分地包围阀体，并且在流体腔和衔铁腔之间形成流体连接的连接通道与沿径向穿过阀体的壁部的径向缺口形成流体连接。通过导流元件对阀体的包围，可以将这两个元件相互固定在一起。例如可以将导流元件压紧在阀体上，从而在导流元件和阀体之间存在压连接形式的传力连接的连接。可以规定，相对于阀体布置导流元件，使得导流元件和阀体共同构成流体腔或者形成流体腔的边界。为此例如导流元件可以紧贴在阀体的端面上，其中阀体中的凹部形成流体腔，并且由导流元件构成流体腔的边界。

导流元件避免了经由阀座流入流体腔中的流体直接与衔铁或者与布置在衔铁腔中的阀体的区域相连，从而防止施加不希望的力。为此导流元件将衔铁腔与流体腔分开，使得流体仅在导流元件上施加力。为了防止该作用力使导流元件朝衔铁的方向移动，导流元件不可以在电磁阀的内部移动，也就是说被位置固定地保持。如前所述，这优选地借助于传力连接的连接实现。

流体可以通过连接通道在流体腔和衔铁腔之间流动，从而实现这两个腔室之间的压力平衡。通过这种方式例如就不会导致因为衔铁移动而在衔铁腔之内形成反作用于衔铁移动的压力。因此通过连接通道形成的流体连接可以显著改善电磁阀的可调节性。用来形成流体连接的连接通道原则上可以存在于导流元件和/或者阀体之中，或者由这两者共同构成。连接通道与沿径向穿过阀体的壁部的径向缺口形成流体连接。在此，所述壁部是形成流体腔边界的壁部。因此存在于流体腔内的流体可以经由径向缺口到达连接通道之中并随后进入到衔铁腔之中。当然也可以存在相反的流体的流动方向，由此使流体从衔铁腔进入到流体腔之中。因此该连接通道与径向缺口一起至少部分地产生流体连接。

本发明的一种改进方案规定，连接通道至少部分存在于阀体的外壁与导流元件的内壁之间。导流元件应当布置在阀体上，或者将该阀体包围，使得在这两个元件之间形成连接通道。例如当阀体以及导流元件的横断面基本上呈圆形时，连接通道可以至少部分作为环形通道存在。为了形成连接通道，阀体和/或者导流元件当然必须至少部分与这种圆形横断面不同。替代地，也可以将阀体和/或者导流元件基本上设计成圆形，并且通过支撑使其间隔，所述支撑可以存在于阀体上，或者存在于导流元件上。

本发明的一种改进方案规定，在阀体中形成至少一个在排出通道与连接通道之间产生流体连接的径向通道。排出通道和径向通道均位于阀体中。在此，排出通道优选地沿轴向通入到流体腔之中，从而需要(根据排出通道的开口位置)借助于径向通道在排出通道和径向缺口产生流体连接，并因此产生通向连接通道的流体连接，以实现优化的流体导向。在此径向通道指的是适合于使得流体基本上沿径向被导向的通道，其中流体的主流动方向具有至少一个径向分量。因此，径向通道被设置用于形成相对于电磁阀纵向轴线更靠内侧布置的排出通道通向相对于纵向轴线更靠外侧布置的连接通道流体连接。径向通道例如可以作为阀体的凹口或者缺口存在。

本发明的一种改进方案规定，径向通道通向一个在周向至少部分包围阀体的环槽之中。在此，所述环槽优选地被设置在阀体的外侧上，并且沿径向伸入到阀体之中。在此，所述环槽可以在周向完全穿过阀体，或者替代地仅部分存在于阀体圆周上的一个区段或多个区段中。径向通道与环槽处于流体连接，也就是说通入到环槽之中。在此规定，所述径向通道和环槽可以共同构成径向缺口，通过该缺口产生从流体腔通向连接通道的流体连接。在此，径向通道优选地沿径向从内向外至少部分地穿过阀体的壁部，而环槽则沿径向从外向内伸入到壁部中。在一种优选的实施方式中，环槽在周向完全包围阀体，而径向通道则仅在阀体内的排出通道的区域中构成，并且从这里开始沿径向向外伸入到阀体的壁部之中。因此在该位置存在用于在流体腔和连接通道之间产生流体连接的径向缺口。

本发明的一种改进方案规定，连接通道至少部分由导流元件的至少一个轴向缺口构成。轴向缺口例如被设置在导流元件的盖板之中。在此，所述盖板是导流元件将流体腔与衔铁腔分开的区域。盖板可以被密封元件穿过，或者至少部分包围密封元件。例如可以将轴向缺口设计成轴向孔并且优选地位于导流元件的区域中，该导流元件与阀体的径向缺口或者排出通道之间的距离尽可能小。

本发明的一种改进实施方式规定，连接通道的横断面至少部分呈环形，尤其是圆环形。因此连接通道可作为环形通道或者圆环通道存在。连接通道优选地穿过阀体的整个圆周。特别地当连接通道被构造在阀体外壁与导流元件内壁之间时就是这种情况。

本发明的一种改进方案规定，导流元件以形状配合连接、传力连接和/或者材料连接的方式固定在阀体上。原则上导流元件可以以任意方式与阀体连接。例如可以组合使用形状配合连接与传力连接方式的连接。形状配合连接方式的连接可将作用在导流元件上的力传递到阀体中，因此使相对于电磁阀其余区域，特别是相对于阀体位置固定地保持的导流元件的材料连接方式的连接卸除负荷。然而优选的是传力连接方式的连接，因为可以这能用相对简单的方式产生。

本发明的一种改进方案规定，在导流元件和阀体之间设置压接部以实现传力连接的固定。依据本发明，导流元件应当在周向上至少部分地、优选地完全包围阀体。在此，构造阀体或者导流元件，使得在包围的情况下例如在导流元件将阀体包围的区域之中存在压接部，，这是通过如下方式实现的，即，使导流元件至少具有比阀体略小的尺寸，从而在将导流元件和阀体相互安装在一起时形成压接部。

本发明的一种改进方案规定，阀体和/或导流元件由金属和/或塑料构成。原则上阀体以及导流元件均可以由任意的材料构成。但优选的是金属或塑料，因为通过这种方式可以使得电磁阀具有良好的耐久性。

本发明还涉及一种驾驶员辅助装置，特别是ABS装置、TSC装置或者ESP装置，所述装置包括至少一个具有阀体的电磁阀，尤其是根据上述实施方式所述的电磁阀，其中在阀体中设有一个可以用密封元件封闭的阀座、至少一个通向电磁阀的至少部分容纳密封元件的流体腔的排出通道、以及一个至少部分包围密封元件的导流元件，其中所述密封元件与设置衔铁腔中的衔铁有效连接，所述衔铁腔被构造导流元件的背向流体腔的一侧。在此规定，导流元件至少部分包围阀体，并且在流体腔和衔铁腔之间形成流体连接的连接通道沿径向穿过阀体的壁部的径向缺口处于流体连接。

附图说明

下面将根据在附图中所示的实施例对本发明进行详细解释，但不对本发明进行限制。其中：

图1示出了具有阀体和导流元件的电磁阀的一个区域的横断面，

图2以剖视图示出了电磁阀的阀体和导流元件，

图3示出了阀体的一个区域的细节图，

图4示出了阀体的另一种视图，

图5示出了导流元件的第一种视图，以及

图6示出了导流元件的另一种视图。

具体实施方式

图1示出了电磁阀1的一个区域的横断面，该电磁阀设置在图中仅仅略微提到的外部装置2中。电磁阀1具有一个阀体3和一个壳体4，其中在壳体4中可沿轴向运动地支承着衔铁5。在阀体3中形成一个上升通道6，该上升通道与至少一个进入通道7流体连接。通过进入通道7可以将流体输送给电磁阀1。在此，所述上升通道6被沿径向(相对于电磁阀1的纵向轴线8)构造。与此相对的，进入通道7则沿径向从这里开始通入到阀体3的外周面9或者说电磁阀1的外周面9中。

为了形成上升通道6，从电磁阀1的端面10或者说阀体3的端面10开始首先沿轴向在阀体3中钻一个孔。然后在进入通道7进入上升通道6的入口下方借助于一个封闭元件11将该孔封闭，从而使经由进入通道7进入到上升通道6中的流体朝向阀座12的方向流动。在此，该阀座12构造在阀体3中。此外，阀体3还具有至少一个排出通道13。在本实施方式中设置了四个进入通道7以及四个排出通道13，其中仅示出了一个进入通道7和两个排出通道13。

密封元件14借助于衔铁5可沿电磁阀1的轴向移动。在此，所述密封元件14在关闭位置上(如图1所示)与阀座12相互作用，从而中断进入通道7与排出通道13之间的流体连接。如果密封元件14借助于衔铁5沿轴向移动，则现在密封元件位于阀座12上方，使得流体能够经由阀座12流过，由此在进入通道7与排出通道13之间建立流体连接。所述密封元件14至少部分地设置在流体腔15中。流体腔15由阀体3和导流元件16构成，其中所述导流元件16被置在阀体3上，从而不仅存在流体腔15还存在衔铁腔17。在此，在衔铁腔17之中至少部分地设置有密封元件14和衔铁5。在此，所述衔铁腔17位于导流元件16的背向流体腔15的一侧。

导流元件16具有一个中央缺口18，密封元件14穿过该缺口。导流元件16被设置用于改善流体在流体腔15中的流动性能，这是通过使经由阀座12流入到流体腔15中的流体优选地朝排出通道13的开口19的方向偏转到流体腔15之中实现的。箭头20表示密封元件14从关闭位置向外移动时存在的流动。然而导流元件16特别地被设置用于防止经由阀座12流入的流体在衔铁5或密封元件14上施加不希望的力，为此避免了流入流体腔15中的流体与衔铁5或密封元件14设置在衔铁腔17中的一个区域直接接触。

在附图1所示电磁阀1的实施方式中，导流元件16沿周向完全包围密封元件14。但这意味着首先仅通过缺口18在流体腔15和衔铁腔17之间建立流体连接。由此，当衔铁5或密封元件14沿轴向移动时，在流体腔15和衔铁腔17中出现不同的压力，或者在衔铁腔17中形成反作用于衔铁5的移动的压力。鉴于这一原因，应当设置至少一个连接通道21，该连接通道可以改善流体腔15与衔铁腔17之间的流体连接，因此防止在衔铁腔17中形成上述压力。通过这种方式能明显改善电磁铁1的可调节性。

在这里所示的电磁阀1的实施方式中，连接通道21由阀体3和导流元件16共同构成。如附图1所示，连接通道位于阀体3的外壁22和导流元件16的内壁23之间。由此产生的流体连接连同流体的可能流动方向一起由双箭头24表示。在这里的实施方式中，应将连接通道21设计成环形通道，并且由此存在于阀体3的整个圆周上内。在阀体3中形成多个径向通道25，这些径向通道分别被分配给排出通道13的其中一个。通过径向通道25形成通向连接通道21的流体连接。

在径向通道25中出现的流动连同可能的流动方向一起以双箭头26示出。所述径向通道25被构造在阀体3的流体腔15的底部27中。径向通道25通向沿周向完全围住阀体3的环槽28。径向通道25与环槽28共同构成径向缺口29，该缺口在径向穿过阀体3的壁部30。通过这种穿过方式在流体腔15和连接通道21之间形成流体连接，并由此形成通向衔铁腔17的流体连接。

导流元件16由盖板31和环形元件32构成。盖板31位于阀体3的与端面10对置的端面33上。在盖板31中形成用于密封元件14的缺口18。该盖板同样地还有至少一个在连接通道21和衔铁腔17之间形成流体连接的轴向缺口34。理想的是，设置与排出通道13或者径向缺口29同样多的轴向缺口34。在这里所示的实施方式中，存在四个轴向缺口34和同样多的径向通道25。在此，所述轴向缺口34在周向相对于阀体3定位，使其相对于径向通道25或排出通道13具有尽可能小的间距，从而与连接通道21一起提供流动阻力尽可能小的流体连接。因此通过径向通道25与环槽28构成的径向缺口29、连接通道21以及轴向缺口34实现了流体腔15与衔铁腔17之间的流体连接。

导流元件16的环形元件32至少部分包围阀体3。在此规定，所述环形元件32紧贴在阀体3的理想地被构造为环形的台肩35上，从而在该位置上提供对导流元件16的沿着相对于阀体3的至少一个轴向方向的形状配合连接的支承。优选的，阀体3在台肩35区域内具有的尺寸，使得在导流元件16和阀体3之间存在压接部36。因此，在装配电磁阀时，仅将导流元件16压紧在阀体3上，从而使得盖板31紧贴在阀体3的端面33上，并且在台肩35区域内形成压接部36。导流元件16或确切地说其环形元件32优选地在其轴向长度上具有恒定的内部尺寸。同时规定，阀体3在台肩35的区域中具有比在连接通道21的区域中更大的尺寸。通过这种方式就能在导流元件16和阀体3之间形成压接部36之后，在外壁22和内壁23之间的连接通道21作为在圆周方向连续的环形通道存在。在电磁阀1的这种实施方式中，壳体4包围导流元件16，从而不仅将导流元件16，而且也将阀体3可靠固定在壳体4上。为了在壳体4和导流元件16之间实现密封的连接，可以采用密封元件37。

图2所示为电磁阀1的另一种视图，其中仅示出了阀体3和导流元件16。阀体3和导流元件16均根据上述实施方式构造，因此可参阅这些实施方式。明显地可以看到，径向缺口29由径向通道25与环槽28共同构成。径向通道25例如可以通过在阀体3的壁部30中进行钻孔或铣削制造。所述径向通道沿径向从内侧穿过壁部30，而环槽28则沿径向从外侧伸入到壁部30之中。这样就会在既存在环槽28也存在径向通道25的位置形成完全穿过阀体3的壁部30的径向缺口29。在这里所示的实施方式中，轴向缺口34在周向相对于径向缺口29错开布置，其中在这里是以45°错开。在图2中突出了具有标记38的区域。

在图3中放大示出了该标记38的区域，其中仅示出了阀体3。可明显看出，在端面33中设有一个凸肩39。可以通过该凸肩39在阀体3和导流元件16之间实现密封作用。为此凸肩39在阀体3上形成所谓的压入凸缘。如果阀体3以及导流元件16均由金属材料构成，则是特别有利的。

图4所示为阀体3的一种替代方式的视图。其描述可参阅上述实施方式。

图5和6所示分别为导流元件16的俯视图和仰视图。可以明显看出缺口18以及轴向缺口34。导流元件16对应于上述实施方式，因此可参阅相应的实施方式。

Claims (10)

1.一种具有一个阀体(3)的电磁阀(1)，其中在所述阀体(3)中设有一个能够通过密封元件(14)封闭的阀座(12)、至少一个通向所述电磁阀(1)的至少部分容纳所述密封元件(14)的流体腔(15)的排出通道(13)，以及在所述阀体(3)上设有一个至少部分包围所述密封元件(14)的导流元件(16)，其中所述密封元件(14)与设置在衔铁腔(17)中的衔铁(5)有效连接，所述衔铁腔被构造在所述导流元件(16)的背向所述流体腔(15)的一侧，所述导流元件(16)至少部分在周向上包围所述阀体(3)，以及在所述流体腔(15)和所述衔铁腔(17)之间形成流体连接的连接通道(21)与沿径向穿过所述阀体(3)的壁部(30)的径向缺口(29)处于流体连接，其特征在于，所述连接通道(21)至少部分存在于所述阀体(3)的外壁(22)与所述导流元件(16)的内壁(23)之间。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，在所述阀体(3)中形成至少一个在所述排出通道(13)和连接通道(21)之间产生流体连接的径向通道(25)。

3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述径向通道(25)通向沿周向至少部分包围所述阀体(3)的环槽(28)。

4.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述连接通道(21)至少部分由所述导流元件(16)的至少一个轴向缺口(34)构成。

5.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述连接通道(21)在横截面上至少部分呈环形。

6.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述导流元件(16)以形状配合连接、传力连接和/或材料连接的方式固定在所述阀体(3)上。

7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，在所述导流元件(16)和阀体(3)之间设置压接部(36)用于传力连接的固定。

8.根据上述权利要求中的任意一项所述的电磁阀，其特征在于，所述阀体(3)和/或者导流元件(16)由金属和/或者塑料制成。

9.一种驾驶员辅助装置，所述驾驶员辅助装置包括至少一个根据上述权利要求中的任意一项所述的具有一个阀体(3)的电磁阀(1)，其中在所述阀体(3)中设有一个能够通过密封元件(14)封闭的阀座(12)、至少一个通向所述电磁阀(1)的至少部分容纳所述密封元件(14)的流体腔(15)的排出通道(13)，以及在所述阀体(3)上设有至少部分包围所述密封元件(14)的导流元件(16)，所述密封元件(14)与设置在衔铁腔(17)中的衔铁(5)有效连接，所述衔铁腔被构造在所述导流元件(16)的背向所述流体腔(15)的一侧，所述导流元件(16)至少部分在周向上包围所述阀体(3)，以及在所述流体腔(15)和所述衔铁腔(17)之间形成流体连接的连接通道(21)与沿径向穿过所述阀体(3)的壁部(30)的径向缺口(29)处于流体连接，其特征在于，所述连接通道(21)至少部分存在于所述阀体(3)的外壁(22)与所述导流元件(16)的内壁(23)之间。

10.根据权利要求9所述的驾驶员辅助装置，其特征在于，所述驾驶员辅助装置是ABS装置、TCS装置或者ESP装置。