专利名称：电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的电磁阀。
背景技术：
电磁阀特别是双稳态阀用于很多应用场合中，例如家用装置如冰箱、咖啡机的流体循环回路中，但是也用在其它领域，例如分析学或医疗技术领域中。
这里在大多数应用领域，例如家用装置的应用领域内，优先采用具有紧凑结构和可以用尽可能低的费用制造和安装的阀，为了达到这个目的，已知在最近时期内进行了各种开发工作(参见DE19914932A1)。
发明内容
从按这些现有技术的阀出发本发明的目的是，提供一种可以特别经济地制造的阀。
在按权利要求1前序部分所述的阀中，这个目的通过该权利要求的特征来实现。
通过在从属权利要求中所述的措施可以实现本发明有利的实施形式和改进方案。
因此根据本发明的阀的特征是，在两个极靴之间形成的阀腔区域内设置一间隔件，所述间隔件确定具有用于阀体终点位置的止挡面或一阀座的构件例如极靴的距离。这个距离对于阀的工作性能具有重要意义，阀体在其不同开关位置的终点位置的精确位置对于阀的许多性能十分重要。例如阀体在阀座上的吸力取决于阀座相对于将阀体保持在阀座上的磁场的形式和强度的位置。此外，在阀体不同的开关位置上阀体止挡面的距离具有如下意义，即由此控制阀体的加速行程以及由此控制其撞击冲量。因此距离的波动可能使阀产生明显不同的噪声和磨损现象。
当阀开启时，所述距离对于自由流通横截面也是决定性的。
为了在阀装配时对于这个距离使允许公差尽可能小，迄今为止要花费大的制造费用。
由于按本发明采用一放在具有用于阀体的止挡面或阀座的构件之间例如在阀腔区域内两个极靴之间的间隔件，大大简化了阀的装配。两个极靴或具有用于阀体的止挡面或阀座的构件可以在采用间隔件的情况下在止挡上拼装在一起，由此得到明确限定的相互的相对位置。形成这个距离时产生的误差相当于间隔件的尺寸误差。
在本发明一种优选的实施形式中，具有止挡面—例如一个用于阀体的阀座—的两个构件在止挡处直接连接在间隔件上。原则上间隔件上还可以附加地结合有其它构件，但通过间隔件上直接的止挡排除了其它误差源。
这里极靴优选地设计成这样具有用于阀体的止挡面，例如阀座，从而通过安装在间隔件上利用极靴的装配可以尺寸精确地实现阀腔。在这种实施形式中，一用于阀体的阀座优选地直接加工在极靴上，从而取消其它可能引起误差的构件。
间隔件优选地设计成存在一流体通道。这使得流体可经过阀腔通过阀座自由流入用作输出的第一流体管道。在阀的开启位置通过间隔件的所述通道形成该流体管道和一相应地用作输入管的第二流体管道之间的连接。
不管是第一还是第二流体管道都优选地作为孔加工在两个极靴内，从而这里也不需要其它复杂的结构措施。
在一种特别有利的实施形式中，这样制成两个流体管道的外部接头，即在用作流体管道的极靴的孔的出口侧端部上装入管子，并在那里连接，例如钎焊。
在本发明一种具体的实施形式中，阀隔件设计成套筒状。一方面由此对于待拼接的构件—例如极靴—得到一对称的止挡面，另一方面套筒状间隔件在阀腔外壁上形成周向侧上良好的导向。因此套筒状间隔件在装入后在径向很好地固定，同时相应地在径向与阀腔内轮廓相配合在一种特别有利的实施形式中，间隔件同时还设有用于阀体的导向元件。这种导向元件，或者说由此形成的在阀切换时阀体在阀体的开关运动中对阀体良好的导向带来许多优点。一方面用这种导向元件保证阀体相对于阀座始终处于对中位置。特别是阀体的撞击对中地进行。迄今为止可能发生例如由流体引起的阀体在阀座上的偏心撞击，由此造成大的磨损。此外这种导向元件由于阀体在整个运动期间的对中在减小噪声和磨损方面是有利的。借助于这种导向元件还可以基本上避免阀体的扭转和卡死，由此也减小噪声。
在本发明一种具体的实施形式中，特别是在套筒状间隔件时，导向元件设计成内部的径向突起的肋。这种导向元件可以在制造间隔件时已经形成在间隔件中，从而不再需要附加的构件或附加的处理步骤。这显著减少这种带有导向元件的实施形式的制造费用。此外利用这种导向肋可以在阀体的整个运动长度上实现对阀体的轴向导向，其中同时在这种肋之至可以形成流体通道，从而形成两个流体管道之间的连接，而不受间隔件或导向元件的损害。
按本发明的间隔件可以有利地由塑料例如通过注射成型制造。因此制造费用特别低，其中可以设想通过合适地选择间隔件的材料毫无问题地将阀用于化学腐蚀性流体。
在本发明一种具体的实施形式中，间隔件设有一过滤元件。通过这种例如可以做成滤网插入件的过滤元件可以使污物颗粒不会进入阀座和阀体的区域，由此一方面保证持久的密封性和耐压性，另一方面保证阀较小的磨损，并从而提高其使用寿命。
这种实施形式首先在用于封闭流体循环回路中时是有利的，在这种循环回路中处于封闭循环回路中的流体一次性完全过滤，接着便不会再受可能使过滤元件堵塞的污物的侵袭。在这种实施形式中必须这样选择过滤元件的尺寸，使得例如在阀装配或其它生产过程中可能产生的所有污物颗粒可以被滤出，而基本上不损害过滤器通过性。
阀的输入优选通过一偏心设置在一极靴上的孔实现。由此同时可以将过滤元件连接在阀腔外周向附近的前面。在这种情况下过滤元件或滤网可以设计成盘状，例如环状盘。
此外阀的壳体有利地设计成管子，所有主要的阀元件都装在该管子内。在本发明的一种特别简单的实施形式中，所述阀元件限于极靴、在某些情况下带有过滤器的间隔件以及阀体。
这种管子，尤其是圆柱形管子，可以通过简单地切断市场上常见的例如由高级合金钢制成的管材得到，此外这种管子提供这样的优点，即由于其圆柱形的形状可以毫无问题地插入一控制线圈内部。
为了密封地封闭阀腔，极靴在装入圆柱形管内后适宜地与该管子连接，例如在高级合金钢管的情况下优选地焊接。可以在高度密封的情况下从外部通过激光焊接形成所述焊接。但是这里也可以设想其它连接形式，例如通过挤压成型等等。
按本发明的阀优选做成双稳态阀，为此设置至少一个永磁体，在优选实施形式中设置两个永磁体，所述通过永磁场将阀体分别保持在其控制的开关位置上。为了这个目的以及为了通过电磁控制线圈进行控制，阀体适宜地至少部分地由磁性或可磁化的材料制成。
所述永磁体最好设计成环形磁体，所述磁体产生一在周向侧均匀分布的旋转对称磁场，此外可以很好地装入或套在一个相应地设计成圆柱形的接纳部上。
此外，在一种具体的实施形式中，在每个极靴上形成一相应的圆柱形凸台，环形磁体可以套在此凸台上。由此规定了永磁体的径向固定。轴向固定可以通过相应设计的间隔件或其导向元件完成，从而双稳态阀的总体装配也可以特别方便地进行。在本发明所述的改进结构中只需将极靴、阀体、在某些情况下带有一体的过滤器的间隔件、以及永磁体装入一圆柱形管子内，并通过例如通过焊接而固定极靴将它们固定。这样制成的单元接着作为完整的阀单元装入一控制线圈内，以得到所希望的紧凑的总体单元。
为了固定永磁体优选地在间隔件中加工出相应的接纳部，以便通过与永磁体的形锁合连接形成所希望的永磁体的确定位置。在一种具体的实施形式中，这种接纳部可以设想成用于与永磁体形成形锁合连接的例如销形或圆锥形凸起的形式。此外可以通过所述接纳部可变形的、特别是可弹性变形的结构改善所述形锁合连接。
对于阀体或阀座，已经证明至少部分的球面形状是有利的，因此在本发明一种优选的实施形式中采用一种包括一直径与做成球面形的阀座相匹配的球的阀体。通过阀体和球的球面形状在阀体小的行程时便得到具有比较大横截面的开启缝隙。
在这种实施形式的一种特别有利的改进结构中，阀体本身选择成球，例如钢球。这种实施形式提供这样的优点，即在非常小的质量的情况下阀体以最佳的形状配合在球面形阀座上。小的质量使得在阀开关时在阀座上产生较小的冲击作用，从而产生较小的磨损以及较小的噪声。
按本发明的阀可以设计成所谓的2/2(二位二通)阀，其中在这种情况下设置两个所述的流体管道。这里阀的两个开关状态确定一个阀开启状态，这时阀体从阀座上抬起，从而使两个流体管道相互连通。相反在阀的关闭状态阀体贴合在阀座上，从而中断流体连接。
按本发明的阀也可以设计成所谓的3/2(二位三通)阀。这里设有一第三流体管道以及一第二阀座。
在这种情况下两条输出管优选地通过中部孔安装在极靴中，其中在朝向阀体的一侧上在极靴上分别安装有一个阀座，最好一体地形成在极靴中。输出管道的中心布局使阀体可以具有对中位置，并由此使得环形磁体还有位于外部的控制线圈可以均匀地旋转对称地作用。
在附图中表示本发明的一个实施例，下面借助于附图作较详细地说明该实施例。
附图表示图1一按本发明的3/2阀的纵向剖视图，和图2一按本发明的导向件的透视图。
具体实施例方式
阀1包括一设计成圆柱形管的阀壳体2，在该壳体中装入两个极靴3、4。在极靴3、4上分别加工出一个用作流体管道的孔5、6。流体管道5、6通入两个做成球面形并由此与设计成球的阀体9的形状匹配的阀座7、8。在所示开关状态下阀体9关闭阀座8。
在极靴4中除中部孔6外还加工另一用作流体的输入管的偏心孔10。
两个极靴3、4设有横截面逐渐缩小形式的圆柱形凸台11、12，两个环形磁体13、14套在所述凸台上。环形磁体13、14大致齐平地封闭极靴3、4或阀座7、8。
在极靴之间安装一按本发明的间隔套15，且该间隔套如此精确地限定极靴3、4或阀座7、8之间的距离。一滤网16设计成环形盘并装入间隔套15内，为此间隔套设有一肩部17。
极靴3、4以未详细画出的方式与阀壳体2连接，在采用高级合金钢壳体时焊接，尤其是从外部激光焊接。
连接管18、19、20装入孔5、6和10内，为此这些孔在端侧略微扩大。连接管18、19、20与极靴3、4密封地连接，例如钎焊。
整个阀装入一控制线圈21内，并通过使阀壳体2和极靴3、4的一部分贴合在一轭板(Jochblech)22上在端侧通过可以设计成箱形轭或U形的轭板22固定。
可以设想简单地进行阀的装配。不同的阀部件，亦即极靴3、4、带有套在其上的环形磁体13、14的阀体9以及间隔套15形锁合地插入壳体内并在那里焊接。连接管18、19、20最好在焊接之前装入极靴3、4内。这样便制成了阀，且只须再将其装入控制线圈21内并借助于轭板22将其固定。
按图2的带有装在其中的阀体9的间隔套15的透视图示出了径向向内突起的并引导形成阀体9的球沿阀轴线作其直线运动的导向肋23。此外在该视图中可以看到装在间隔套15内的滤网16。导向肋23同时形成从用作输入管的极靴4的偏心孔10到阀腔24中的流体的通道，阀体9位于此阀腔内。因此根据阀的开关位置的不同通过导向肋23还保证经过阀座7、8通向输出管5、6的通道。这里环形磁体提供在滤网16区域内的输入管10的内部封闭，从而确保，从孔10出来的流体始终必须经过滤网16，才能到达阀腔24内部。
携带滤网16的间隔套15一方面用来精确地调整极靴3、4或其阀座7、8的距离，另一方面通过导向肋23用作给球形阀体9提供良好的轴向导向。通过采用也用作间隔件的间隔套15使装配大大简化。通过导向肋23降低了阀运行时的噪声水平。
此外在本实施形式中由于阀体9的球形结构以及阀座7、8相应的球面形状只需要阀体9具有小的开关行程，便能在阀座7或8和阀体9之间产生一个提供足够流通横截面的缝隙。
由于阀体9短的开关行程又降低了噪声。由于环形磁体直接装在阀座附近，所述环形磁体可以做得比较小，然而却使阀体9在当前阀座7、8上产生足够大的压紧力。
此外，由于是球形可以采用具有非常小质量的阀体9，从而显著减小在撞击在相应阀座上时的噪声和磨损。由此也便于阀座7、8的制造，因为可以采用具有较小硬度的阀座。此外可以经济地在市场上买到具有足够高质量的钢球。
通过滤网16保证，不会有污物颗粒到达阀座7、8区域内，从而改善密封性能并减小磨损。此外来自流体流中的磁性或可磁化的颗粒还可以被吸附保持在处于流体流中的永磁体14上。
通过环形磁体13、14得到阀的双稳态实施形式。在采用合适的永磁体的情况下也可以提供具有足够耐化学性和耐高温性的磁体，从而也可以在恶劣的使用条件下，例如可在高温下或具有化学腐蚀性的流体中运行。在这种双稳态的实施形式中为了切换开关位置只需要通过控制线圈21产生短的控制脉冲，从而阀1不仅形成一总体只需要小的费用便可制造的阀单元，而且此外还非常节省电能。
附图标记表1阀 2 阀壳体3极靴 4 极靴5孔 6 孔7阀座 8 阀座9阀体 10孔11 凸台 12凸台13 环形磁体 14环形磁体15 间隔套 16滤网17 凸肩 18连接管19 连接管 20连接管21 控制线圈 22轭板23 导向肋 24阀腔
权利要求
1.阀，具有两个极靴，其中至少一个极靴设有一第一流体管道和一第一阀座，且其中所述流体管道通过所述阀座与一阀腔连通，在所述阀腔内阀体可在至少两个在所述阀座和至少另一个止挡面之间的开关位置之间运动，其特征为在所述阀腔(24)区域内存在至少一个间隔件(15)，该间隔件确定所述阀座(7)离所述另一个止挡面(8)的距离。
2.按权利要求1的阀，其特征为所述阀座(7)以及所述另一止挡面(8)分别一体形成在一个极靴(3、4)内，所述极靴(3、4)直接固定在所述间隔件(15)上。
3.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述间隔件(15)具有一流体通道。
4.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为在至少一个极靴(3、4)中安装有用来引导流体的外连接管。
5.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述间隔件(15)设计成套筒状。
6.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述间隔件(15)包括用于所述阀体(9)的导向元件(23)。
7.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述导向元件(23)设计成所述间隔件(15)上的径向内肋。
8.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述间隔件(15)至少部分地由塑料制成。
9.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述间隔件(15)设有一过滤元件(16)。
10.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为第二管道(10)设计成一个极靴(4)中的偏心孔。
11.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述极靴(3、4)以及所述间隔件(15)装在一管状阀壳体(2)内。
12.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为设有至少一个永磁体(13、14)。
13.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述永磁体(13、14)设置在所述管状阀壳体(2)内。
14.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述永磁体(13、14)设计成环形磁体。
15.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述永磁体(13、14)套在所述极靴(3、4)的通过横截面逐渐缩小形成的凸台(11、12)上。
16.接上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述间隔件(15)设有用于永磁体(13、14)的接纳部。
17.按权利要求16的阀，其特征为所述接纳部包括使所述间隔件(15)与至少一个永磁体形锁合地连接的凸起。
18.按权利要求17的阀，其特征为所述凸起是可变形的。
19.按权利要求17或18的阀，其特征为所述凸起是弹性的。
20.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述管状阀壳体(2)装入一控制线圈(21)内。
21.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为所述阀体(9)包括一球，且所述阀座(7、8)至少部分地形成球面形。
22.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为阀体(9)是一球。
23.按上述权利要求中任一项的阀，其特征为设有一第三管道(6)和一第二阀座(8)，以形成一所谓的3/2阀。
全文摘要
本发明推荐一种具有紧凑的结构且可特别地制造的电磁阀(1)。这是一种带有两个极靴(3、4)的阀，其中至少一个极靴配备一第一流体管道(5)和一第一阀座(7)，且其中流体管道通过阀座与一阀腔(24)连通，一阀体(9)可在阀腔内在至少两个在阀座和至少一个另外的止挡面(8)之间的开关位置之间运动，这按照本发明这样实现，在阀腔(24)区域内存在至少一个间隔件(15)，该间隔件确定阀座(7)离另一个止挡面(8)的距离。
文档编号F25B41/06GK1643283SQ03806366
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月19日 优先权日2002年2月19日
发明者H·奥特, T·格劳 申请人:阿维可设备系统有限及两合公司