专利名称：具有装配台肩的电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制液压回路中的流体流动的电磁阀，例如用于控制用来冷却和润滑机动车辆的发动机中的活塞的液体的流动的电磁阀。
背景技术：
一般地，并且例如在文献JP 2000-136888A、US 2004/0113112A1或US 4,578,662A中所述，用于控制液压回路中的流体流动的电磁阀包括-阀体，该阀体具有至少一个流体通道、用于允许或阻止流体通道内的流体流动的止挡、和用以致动该止挡的机械连接件，-用以致动所述机械连接件的电磁致动器，-电磁致动器和阀体之间的联接器，其中一护套包围电磁致动器并与从阀体伸出的台肩接合，该护套保持电磁致动器沿接合方向与阀体轴向接合。
阀体总体为圆柱形，以便以密封的方式接合和连接在设置于液压本体中的空腔内，所要控制的流体在该液压本体中流通。电磁致动器通常从液压本体伸出并通过联接器被保持在阀体上。借助于接合在从阀体伸出的台肩上的护套的联接器使得可以附装具有足够功率的磁力致动器，该致动器的外径因而大于阀体外径。
这种阀体和电磁致动器之间借助于伸出台肩的联接器方式的制造成本很高，所用材料和劳动时间及加工时间同样都很高。
为了制造通常为轴对称部件的在阀体上伸出的台肩，必须用外径等于或略大于台肩外径的部件，并且必须在该部件的几乎整个长度上进行加工，以充分减小该部件的外径。
这种操作尤其可用车床完成。
这样通过去除大量材料得到整块的阀体坯料，台肩通常仅存在于成品阀体的很短的长度上。
为了使阀体具有确保阀体密封接合在液压本体中的必要的和足够的几何形状和尺寸特性，必须在阀体的整个长度上进行精磨。
由于存在伸出的台肩，必须使用横向进给(plunge-cut)精磨。横向进给精磨通过精磨机的径向向前的运动来实现，径向向前的运动根据精磨机是精磨台肩还是精磨阀体的在先前的粗加工中直径被减小的部分而有所不同。由于精磨机的宽度有限——通常小于阀体坯料的长度——所以多次穿越(pass)是必要的。
因此，这种横向进给精磨方法在加工时间、劳动力和检测方面成本很高。
因此，目前具有伸出台肩的阀体的制造在粗加工期间和精磨期间成本都很高，该精磨是为了得到满足几何形状和尺寸特性条件的阀体。所述几何形状和尺寸特性对电磁阀中阀体的正常操作是必要的，以保证液压回路中流体的良好流通，在对流动的控制中不会出现泄漏和故障。
此外，从文献DE 3814156A1和与该文献相同的US 4,979,542A可知一种电磁阀(图2)，在该电磁阀中，致动器借助于接合在台肩上的护套联接到阀体，所述台肩本身由装配在阀体上并通过材料去除(rebate)操作连接的轴对称部件构成。由于阀体上没有整体伸出的台肩，所以可以省去横向进给精磨步骤。但为了连接装配在阀体上的轴对称部件，必须设置附加的且成本很高的材料去除操作。另外，材料去除的机械强度并不能保证，结果有逐渐出现间隙并且联接器断裂的危险。而且，所装配的轴对称部件具有复杂的形状，这增加了制造成本。
发明内容
本发明提出的第一个问题是设计这样一种电磁阀结构，该电磁阀结构能够以较低成本生产，减少了材料、劳动时间或加工时间的浪费。
根据另一方面，本发明的目的是制造这样一种电磁阀，在该电磁阀中，阀体仍符合目前的几何形状和尺寸要求，并且电磁致动器产生的致动力仍符合止挡的可靠致动要求，以便在所有情况下控制流体。
同时，本发明也旨在制造位于阀体上的台肩，该台肩是可靠的并且可以容易地承受与电磁阀操作相关的机械应力。
为了实现这些和其它的目的，本发明提出一种用于控制液压回路中的流体流动的电磁阀，包括-阀体，该阀体具有至少一个流体通道、至少一个外周向凹槽、用于允许或阻止流体通道内的流体流动的止挡、以及用以致动该止挡的机械连接件，-用以致动所述机械连接件的电磁致动器，-电磁致动器和阀体之间的联接器，其中一护套包围电磁致动器并与装配在阀体上的台肩接合，该护套保持电磁致动器沿接合方向与阀体轴向接合，-包括两个相配的半垫圈的组合件的台肩，该台肩沿径向接合在外周向凹槽中并被护套沿径向保持在该外周向凹槽中。
使用这样的电磁阀结构，通过用小尺寸部件单独制造阀体本身和相配的保持半垫圈，不会产生严重的材料浪费，从而可以在制造和装配中大大节约成本。形状简单的半垫圈成形件能够低成本地制造。不具有台肩的阀体坯料可使用贯穿进给(throughfeed)精磨而以较低的成本精磨。装配期间，在相配的半垫圈同时插入外周向凹槽后，在单独一个操作中，采用护套将半垫圈连接到阀体上并且将电磁致动器连接到阀体上。
有利地，本发明也可以联接围绕接合方向外径可显著大于阀体外径的电磁致动器。
因此，具有装配台肩的阀体可以与大尺寸的电磁致动器一起使用，尤其是在所形成的电磁阀的使用条件要求有相当大的致动力的情况下。
这种实施方式还很快速，并且这样制造的台肩将能够承受电磁阀运行期间的很强的机械应力。
有利地，阀体可具有总体为轴对称的外圆柱形状。
这样，坯料就可以通过贯穿进给精磨工艺进行精磨，而不再通过横向进给精磨工艺。贯穿进给精磨工艺的实施比横向进给精磨工艺成本更低且更简单。
根据本发明的一个实施例，电磁致动器可包括-总体为圆柱形的绕组，该绕组在中心沿接合方向限定位于第一端部和第二端部之间的圆柱形空腔，-壳体，该壳体设置成包围绕组，在第一端部封闭绕组的圆柱形空腔，并保持铁磁垫圈紧靠第一端部以形成磁路的第一极，-可在绕组的圆柱形空腔中纵向平移运动的磁心。
壳体可由塑料制成，这可大大减轻所形成的电磁阀的重量并由此减少制造成本。
优选地，所述机械连接件可包括杆，在可移动磁心运动期间，该杆在阀体的轴向圆柱孔中滑动以致动止挡。
有利地，所述阀体可包括部分接合在绕组的圆柱形空腔中并形成磁路的第二极的轴向凸出部。
因此，由于轴向凸出部使阀体可容易地相对于电磁致动器的绕组定中心，所以电磁阀更易于安装。在阀体由铁磁材料构成的情况下，该铁磁材料可有效地闭合电磁致动器的磁回路，以使电磁致动器很好的操作。
根据本发明，所述轴向凸出部可以是装配在阀体端部的铁磁定铁心。
尤其是，可以使用更适合于电磁阀的特殊使用要求的材料来形成阀体，而不会影响电磁阀的正确操作。例如，为了减小电磁阀的重量可以用铝制造阀体。
有利地，定铁心可通过至少一个铁心保持件被保持在电磁致动器上，该铁心保持件装配并连接到定铁心的外周并被护套保持。
由于不需要制造台肩，因此定铁心的安装简单、安全并且成本低，并且当利用装配保持件实现阀体上的台肩时也会带来同样的优点。
在这种情况下，铁心保持件可以由铁磁材料制成以便将定铁心磁性地连接到护套，阀体由非磁材料制成。
作为选择，阀体可由铁磁材料制成，并且至少其中一个相配的半垫圈由铁磁材料制成并将阀体磁性地连接到护套。
从下面参考附图给出的对特定实施例的说明中，可以看到本发明的其它目标、特征和优点，其中-图1是根据本发明的一个实施例的电磁阀的剖视图；以及-图2是示出图1的实施例中的阀体上的两个相配的半垫圈的组合件的透视图。
具体实施例方式
在图1和图2所示的实施例中，根据本发明的用于控制液压回路中的流体流动的电磁阀尤其包括具有轴向流体通道1a和两个横向流体通道1b和1c的阀体1。该阀体1包括球形止挡1d以便允许或阻止流体在流体通道1a、1b和1c内流动。球1d通过弹簧1f保持压靠在第一座1e上。但球1d可以被从第一座1e推离并靠在相对的第二座1g上。
当球1d压靠在第一座1e上时，阻止了横向流体通道1b和横向流体通道1c之间的任何连通。流体可以在横向通道1b和轴向通道1a之间流通。另一方面，当球1d压靠在第二座1g上时，阻塞了轴向流体通道1a并允许流体经由轴向圆柱孔1h在横向流体通道1b和1c之间流通，杆2以一定间隙接合在所述圆柱孔1h中。
阀体1的轴向圆柱孔1h的直径D1和杆2的直径D2之间的差使得横向流体通道1b和1c之间的流体流通成为可能，所述杆2被接合成可在轴向圆柱孔1h中滑动以便致动球1d。
所述电磁阀还包括用以致动本身形成机械连接件的杆2的电磁致动器3。
在电磁致动器3和阀体1之间设置有联接器。该联接器包括包围电磁致动器3并接合在安装到阀体1的台肩50上的护套4。因而该护套4沿接合方向I-I保持电磁致动器3轴向接合阀体1。
根据本发明，阀体1包括在端部的外周向凹槽12。阀体保持台肩50包括两个相配的半垫圈13a和13b的组合件，该组合件沿径向接合在外周向凹槽12中，如图2中所示。因而所述半垫圈13a和13b被护套4沿径向保持在外周向凹槽12中，如图1所示。
采用装配阀体保持台肩50很简单、快速而且低成本。
尤其是，可以使具有总体上轴对称的外圆柱形状的阀体1的制造成本更低。
这特别避免了很多高成本的加工操作，从而可以节约大量材料。
此外，阀体1的这种总体上轴对称的外圆柱形状允许进行贯穿进给的精磨操作，这比目前所使用的横向进给精磨操作的成本要低得多。
阀体1的外径D3根据使用的电磁阀具体确定。例如，阀体1可以接合在发动机本体的孔中，以便控制在发动机本体中形成的液压回路中的流体的流动。因此发动机本体的孔直接决定了阀体1必须具有的外径D3。
对于电磁致动器3，它具有作为需要施加在球1d上以控制液压回路中的流体流动的力的函数的外径D4。因而所述力取决于弹簧1f施加的回复力和在通道1a、1b以及1c中流通的流体的压力。因此，致动力根据电磁阀的使用要求而具体确定，并且外径D4取决于该致动力。
需要强调的是，外径D3和D4可能因此差别很大。从而台肩50可能具有相当大的高度h，并且，根据本发明，这不会增加电磁阀的制造成本。相反，根据目前所使用的技术，制造相同的轴对称的圆柱形阀体的成本与台肩的高度h成正比。
电磁致动器3包括总体为圆柱形的绕组5，该绕组5在中心沿接合方向I-I限定位于第一端部5b和第二端部5c之间的圆柱形空腔5a。
电磁致动器3还包括围绕绕组5设置的壳体6，该壳体6在第一端部5b封闭绕组5的圆柱形空腔5a。壳体6可由塑料制成，并保持铁磁垫圈14紧靠第一端部5b以形成磁路的第一极14a。护套4可有利地由铁磁材料制成，由此形成主衔铁件以传导由绕组5产生的磁场。
塑料壳体6分隔铁磁护套4和垫圈14的很薄的壁厚e，以便可以在这两个元件之间进行磁传导。为了增强该磁传导，还可以使垫圈14包括接合在形成于塑料壳体6的整个长度上的凹槽内的外周向齿，则这些齿无气隙地与护套4接触。
安装一磁心7，以便该磁心可在绕组5的圆柱形空腔5a内沿接合方向I-I纵向平移运动。
杆2沿轴向压靠在可移动磁心7上，并且当可移动磁心7在绕组5的圆柱形空腔5a中滑动时，杆2在该磁心7的压力下在阀体1的圆柱形轴向孔1h中滑动。这就是球1d被致动以允许或阻止流体在通道1a、1b以及1c中流动的原因。
在图1至5的实施例中，绕组5的圆柱形空腔5a中的可移动磁心7的运动被铁磁定铁心8限制。该定铁心8部分地接合在绕组5的圆柱形空腔5a中，并形成磁路的第二极8a。所述定铁心中穿有用于使杆2自由滑动的轴向孔8b。
所述定铁心8被铁心保持件9保持在电磁致动器3上，该铁心保持件9配合并附装在定铁心8的外周边上并且被护套4保持。
铁心保持件9可有利地由铁磁材料制成，从而将护套4磁连接到也可由铁磁材料制成的定铁心8上。因而由护套4、铁心保持件9、定铁心8和垫圈14形成一个磁回路。该磁回路使得能够引导由绕组5产生的磁场以产生致动力，以便在圆柱形空腔5a中移动该可移动磁心7。
当给绕组5供电时，可移动磁心7在圆柱形空腔5a中沿接合方向I-I向定铁心8移动，并因此使杆2在阀体1的轴向圆柱孔1h中和定铁心8的轴向孔8b中滑动，从而推动球1d克服弹簧1f施加的回复力。于是球1d封闭第二座1g以阻止流体在轴向通道1a中流通，并允许流体在横向通道1b和1c中流动，由于杆2的直径D1小于轴向圆柱孔1h的内径，所以流体能够在轴向圆柱孔1h中流通。
当不再给绕组5供电时，绕组不再向可移动磁心7上施加致动力，则弹簧1f推动球1d紧靠第一座1e，同时使杆2在轴向圆柱孔1h中滑动，并且圆柱形空腔5a中的可移动磁心7沿接合方向I-I向第一极14a滑动。
在图1所示的实施例中，阀体1的外径D3大于圆柱形空腔5a的直径。在此情况下，定铁心8具有更小的直径，该直径适合于在绕组5的第二端部5c封闭圆柱形空腔5a，同时使阀体1在电磁致动器3上定中心。定铁心8的另一端接合在阀体1的配合轴向空腔11内。
然而，如果外径D3等于绕组5的圆柱形空腔5a的直径，则可以设想，阀体1本身包括部分地接合在绕组5的圆柱形空腔5a中并形成磁路的第二极8a的轴向凸出部。为了闭合磁回路，阀体1和用于保持阀体1的相配的半垫圈13a、13b中的至少一个要由铁磁材料制成。
一方面，当阀体1的外径D3与圆柱形空腔5a的直径不同时，并且另一方面，当希望用非铁磁材料例如铝制造阀体1，以便减轻电磁阀重量或者因为在电磁阀的使用条件下要求用特定的非铁磁材料制造阀体1时，使用定铁心8是有用的。
在图中所示的特定实施例中，其中一个相配的半垫圈——在此例中为半垫圈13a——本身沿径向延伸而形成电磁阀的连接凸缘40a。例如，连接凸缘40a穿有用于使固定螺栓通过的孔40b。连接凸缘40a在阀体1和电磁致动器3之间的界面处，并可压在阀体1所插入的液压装置本体的外表面上。
在附图所示的实施例中，壳体6由轻质、低成本的材料制成，例如塑料。
然而，如果需要，可以设想壳体6由铁磁材料制成。则壳体6将参与传导磁回路中的磁场。
这有助于得到更大的致动力。
本发明并不局限于已被明确说明的实施例，而是包括在以下权利要求的范围内的所述实施例的各种变型和概括。
权利要求
1.一种用于控制液压回路中的流体流动的电磁阀，包括-阀体(1)，该阀体具有至少一个流体通道(1a-1c)、至少一个外周向凹槽(12)、用于允许或阻止流体通道(1a-1c)内的流体流动的止挡(1d)、以及用以致动该止挡的机械连接件(2)，-用以致动所述机械连接件(2)的电磁致动器(3)，-电磁致动器(3)和阀体(1)之间的联接器，其中一护套(4)包围电磁致动器(3)并与装配在阀体(1)上的台肩(50)接合，该护套(4)保持电磁致动器(3)沿接合方向(I-I)与阀体(1)轴向接合，其特征在于，所述台肩(50)包括两个相配的半垫圈(13a，13b)的组合件，该组合件沿径向接合在外周向凹槽(12)中并被护套(4)沿径向保持在该外周向凹槽(12)中。
2.根据权利要求1的电磁阀，其特征在于，围绕接合方向(I-I)电磁致动器(3)的外径(D4)显著大于阀体(1)的外径(D3)。
3.根据权利要求1的电磁阀，其特征在于，阀体(1)具有总体轴对称的外圆柱形状。
4.根据权利要求1的电磁阀，其特征在于，所述电磁致动器(3)包括-总体为圆柱形的绕组(5)，该绕组在中心沿接合方向(I-I)限定位于第一端部(5b)和第二端部(5c)之间的圆柱形空腔(5a)，-壳体(6)，该壳体设置成包围绕组(5)，在第一端部(5b)封闭绕组(5)的圆柱形空腔(5a)，并保持铁磁垫圈(14)紧靠第一端部(5b)以形成磁路的第一极(14a)，-可在绕组(5)的圆柱形空腔(5a)中纵向平移运动的磁心(7)。
5.根据权利要求4的电磁阀，其特征在于，所述机械连接件包括杆(2)，在可移动磁心(7)运动期间，所述杆(2)在阀体(1)的轴向圆柱孔(1h)中滑动以致动止挡(1d)。
6.根据权利要求4的电磁阀，其特征在于，阀体(1)包括部分接合在绕组(5)的圆柱形空腔(5a)中并形成所述磁路的第二极(8a)的轴向凸出部。
7.根据权利要求6的电磁阀，其特征在于，所述轴向凸出部是装配在阀体(1)端部的铁磁定铁心(8)。
8.根据权利要求7的电磁阀，其特征在于，所述铁磁定铁心(8)被至少一个铁心保持件(9)保持在电磁致动器(3)上，该铁心保持件装配并连接在定铁心(8)的外周，并被护套(4)保持。
9.根据权利要求8的电磁阀，其特征在于，所述至少一个铁心保持件(9)由铁磁材料制成并将定铁心(8)磁性地连接到护套(4)，阀体(1)由非磁材料制成。
10.根据权利要求4的电磁阀，其特征在于，阀体(1)由铁磁材料制成，并且至少其中一个相配的半垫圈(13a，13b)由铁磁材料制成并将阀体(1)磁性地连接到护套(4)。
11.根据权利要求1的电磁阀，其特征在于，至少其中一个所述相配的半垫圈(13a，13b)沿径向延伸而形成电磁阀的连接凸缘(40a)。
全文摘要
本发明公开了一种用于控制液压回路中的流体流动的电磁阀，包括具有至少一个流体通道(1a－1c)的阀体(1)，用于允许或阻止该流体通道(1a－1c)内的流体流动的止挡(1d)，用以致动该止挡(1d)的机械连接件(2)，用以致动该机械连接件(2)的电磁致动器(3)，以及电磁致动器(3)和阀体(1)之间的联接器，该联接器借助于包围电磁致动器(3)并接合在阀体(1)的台肩(50)上的护套(4)。该护套(4)保持电磁致动器(3)沿接合方向(I－I)轴向接合阀体(1)。该台肩(50)包括沿径向接合在阀体(1)的外周向凹槽(12)中的两个相配的半垫圈(13a，13b)。
文档编号F16K31/06GK1880811SQ20061009189
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月14日 优先权日2005年6月14日
发明者S·沙瓦纳 申请人:邦达中心