专利名称：电磁阀、制动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁阀、特别是用于机动车的液压制动系统的电磁阀，其带有阀套，磁极铁芯固定地布置在该阀套中并且衔铁可轴向移动地布置在该阀套中，其中，衔铁在其外周面中具有至少一个纵向槽，并且其中，盘形弹簧张紧地/可张紧地被保持在衔铁和磁极铁芯之间。此外，本发明涉及一种制动系统、特别是用于机动车的制动系统，其带有至少一个用于控制和/或调节制动系统的液压介质的压力和/或体积流的电磁阀。
背景技术：
从现有技术中已知开头提及的类型的电磁阀和制动系统。电磁阀特别是用于与安全性相关的制动应用、例如ABS或ESP系统(ABS =防抱死系统；ESP =电子稳定控制系统)，该电磁阀构造成断电关闭的电磁阀。这种类型的阀可具有至少两个不同的液压设置，例如打开或关闭，或者进一步地也作为所谓的调节阀可在打开和关闭之间的部分行程中调整。通常通过压力弹簧保证电磁阀在断电的、也就是说未被操纵的状态下的关闭位置。具有电磁线圈以及电磁阀中磁性主动部件的磁的或电磁的促动器用于电磁阀的切换或操纵。在此，在阀中设置磁极铁芯以及可轴向移动的衔铁作为部件。在操纵时，由电磁线圈包围的磁极铁芯将拉力作用到衔铁上以使该衔铁轴向地移动，其中，打开阀孔。这种类型的电磁阀通常具有这样的磁力特性，即，磁力在工作气隙变小时、即在衔铁和磁极铁芯之间的距离变小时非常强地(呈指数地)增加。为了最优地影响磁力特性，已知的是，在磁极铁芯和衔铁之间设置盘形弹簧，其与压力弹簧并联地作用并且必要时可磁化。在此，在工作气隙减小时产生径向延伸的支流，其径向的分量不再贡献于轴向力并且尽管工作气隙变小却使轴向力仅仅平缓地增加。由此实现，以适宜的方式影响磁力并且几乎将其引入理想状态。同样已知的是，衔铁设有至少一个纵向槽，其用于在工作气隙和在被分配给衔铁的阀顶端上的压力腔之间的液压压力平衡。然而，在至今为止已知的电磁阀中纵向槽导致，弹簧盘在其外周边处并非完全地位于衔铁的面对磁极铁芯的端面上。特别是在具有一个或多个径向凹口的盘形弹簧中，弹簧特性总地与盘形弹簧相对于衔铁的旋转位置相关。此外，该纵向槽减小了盘形弹簧的疲劳强度，因为材料负载由于通过纵向槽的变形而明显增加。
发明内容
根据本发明的电磁阀的特征在于，衔铁的面对磁极铁芯的端面至少基本上构造成凸的并且磁极铁芯的面对衔铁的端面至少基本上构造成凹的。由此确保，盘形弹簧在其外周上贴靠在磁极铁芯上并且在中间贴靠在衔铁上。由此，构造在衔铁中的纵向槽对于盘形弹簧的功能不起作用。磁极铁芯通常在周边上完全被阀套包围并且也不具有纵向槽，因为磁极铁芯优选地轴向密封地封闭该阀套。通过衔铁的端面的凸的设计方案和磁极铁芯的端面的凹的设计方案，当衔铁被磁极铁芯磁性地吸引时，衔铁可部分地进入磁极铁芯中，其中布置在其之间的弹簧被张紧在磁极铁芯和衔铁之间。优选地，衔铁的端面在中间具有用于盘形弹簧的平的支承面，其中，该支承面的直径又影响盘形弹簧的弹簧特性。优选地，盘形弹簧构造成环形，从而其具有外直径以及内直径。优选地，该外直径至少基本上相应于磁极铁芯和/或衔铁的外直径。优选地，该内直径根据期望的盘形弹簧的弹簧力进行选择。特别优选地，盘形弹簧在其外周边上具有至少一个径向凹口。通过该凹口，针对相应的应用对盘形弹簧的弹簧特性进行优化。特别优选地，盘形弹簧由可磁化的材料制成。优选地，盘形弹簧具有多个特别是均匀分布地布置在其外周边上的径向凹口。特别优选地，如此构造和布置这些径向凹口，即，盘形弹簧在其外周边上构造成星形并且带有逐渐收窄的弹簧舌片。由于该盘形弹簧在其外周边上贴靠在磁极铁芯上，盘形弹簧的所有弹簧舌片与磁极铁芯接触并且作用相应的弹簧力，与盘形弹簧的旋转位置无关。由此，该有利的电磁阀以简单的方式始终确保期望的盘形弹簧的弹簧特性。根据本发明的一种有利改进方案规定，磁极铁芯的端面具有至少一个轴向突出部作为用于衔铁的轴向止挡。为了限定在磁极铁芯和衔铁之间的最小工作气隙和/或为了确定盘形弹簧的最大变形，磁极铁芯在其端面上设有轴向突出部。如果操纵电磁阀，则衔铁碰到用作轴向止挡的轴向突出部上。优选地，该轴向突出部布置在中间。特别是当盘形弹簧构造成环形时，如此地将轴向突出部布置在中间，即，使得该轴向突出部穿过盘形弹簧的凹口，或者环形的盘形弹簧在该轴向突出部旁边经过并变形。优选地，为此该轴向突出部的外直径小于环形的盘形弹簧的内直径。优选地，该轴向突出部构造成截锥体形，从而其倾斜的外周面用作或可用作盘形弹簧的引导部。根据本发明的一种改进方案规定，衔铁在面对磁极铁芯的端面中具有开口，支承在衔铁中的压块可部分地穿过该开口移动或穿过该开口伸出。优选地，该压块被预紧力加载(该预紧力通过设置在衔铁中的压力弹簧产生)，从而压块被压向开口的方向。在此，衔铁以及压块的各一个轴向止挡防止压块从衔铁中被压出。该压块被构造成，其自由端部穿过衔铁的开口并且贴靠在磁极铁芯的端面上。由此，通过在衔铁中的压力弹簧产生预紧力，其远离磁极铁芯地向设置在相对一侧上的阀座的方向挤压衔铁，以在断电状态下关闭阀。优选地，开口的直径构造成小于磁极铁芯的轴向突出部的外直径。由此确保，磁极铁芯的轴向突出部或磁极铁芯的轴向止挡在电磁阀被操纵或通电的状态下位于衔铁的端面上。特别地，所选的直径有利地防止轴向突出部进入开口中并且防止可能由此引起的电磁阀的倾斜或卡住。根据本发明的制动系统的特征在于如以上描述的电磁阀的设计方案。优选地，该制动系统构造成机动车的ABS或ESP系统。通过电磁阀的有利设计方案，提供了持续地具有期望的弹簧特性的电磁阀，其可简单地制造和装配，由此能可靠且成本适宜地设计该制动系统。
下面根据附图详细解释本发明。其中图1以纵向剖视图示出了现有技术中的断电关闭的电磁阀，图2示出了电磁阀的盘形弹簧的一种有利设计方案，
图3以放大的纵向剖视图示出了电磁阀的一种有利设计方案，图4A和图4B示出了盘形弹簧的贴靠触点，以及图5A和图5B示出了在不同运行状态下的有利的电磁阀。
具体实施例方式图1以简化的纵向剖视图示出了现有技术中的断电关闭的电磁阀I。该电磁阀I包括阀套2，磁极铁芯3固定地布置在该阀套2中并且衔铁4可轴向移动地布置在该阀套2中。在此，磁极铁芯3封闭阀套2的一个端部。在与磁极铁芯3相对的一侧上设置阀体5,其具有阀座6，阀顶端7被压入该阀座6中。阀顶端7与栓8构造成一体，栓8被压入衔铁4的轴向凹口 9中。该轴向凹口 9延伸穿过整个衔铁4，其中，在与栓8相对的端部上设置压块10。在横截面上看，该压块10具有T形形状，其中，横梁形成布置在衔铁4中的轴向止挡11，并且纵梁通过轴向凹口 9的逐渐变细的区段12超过衔铁4的面对磁极铁芯3的端面13延伸出来。压块10贴靠在磁极铁芯3的面对衔铁4的端面14上并且由此跨越在磁极铁芯3和衔铁4之间的所谓的工作气隙15。在此，磁极铁芯3的端面14构造成凸的并且衔铁4的端面13构造成凹的。在压块10和栓8之间以张紧的方式保持有构造成螺旋弹簧的压力弹簧16，其将压块压靠到磁极铁芯3上并且进而将衔铁4以阀顶端7压入阀座6中。衔铁4在其外周面17中具有两个相对地布置的且在衔铁4的整个长度上延伸的纵向槽18。该纵向槽18建立在工作气隙15和阀体5中的可通过阀顶端7封闭的压力腔之间的流体技术上的连通，以确保在其之间的压力平衡。如果为了影响和优化电磁阀I的弹簧力特性，在衔铁4和磁极铁芯3之间布置有在图1中未示出的盘形弹簧，则纵向槽18导致盘形弹簧不均匀地被加载，或者说没有以整个周边位于衔铁4的端面13上。特别是当如在图2中以看向衔铁4的俯视图所示的盘形弹簧构造成环形的盘形弹簧19时(该盘形弹簧19在其外周上具有多个分布地布置或构造在周边上的径向凹口 20，在此仅仅这些凹口中的几个设有附图标记)，纵向槽18可导致盘形弹簧19局部地未位于衔铁4上。在此，保留在径向凹口 20之间的径向舌片21可根据盘形弹簧19的旋转位置位于纵向槽18的区域中并且由此不对弹簧力做出贡献或负面地影响原本预期的弹簧特性。因此，优选地如此构造电磁阀1，即，使得衔铁4的面对磁极铁芯3的端面13构造成凸的并且磁极铁芯3的面对衔铁4的端面14构造成凹的，如在图3中以电磁阀I的放大的纵向剖视图示出的那样。在此，图3仅仅示出了磁极铁芯3、衔铁4以及布置在其之间的盘形弹簧19。在图3中可明确地看出，盘形弹簧19由于电磁阀I的有利设计方案在其外周边上位于磁极铁芯3上且在中间位于衔铁4上，从而衔铁4的纵向槽18不会影响盘形弹簧19的弹簧刚性，与盘形弹簧19的旋转位置无关。如在图2中示出的那样，环形的盘形弹簧19具有中央的开口 22。有利地，该开口的内直径被选择成大于超过端面13伸出的压块10的外直径，从而该压块10可穿过盘形弹簧19与磁极铁芯3贴靠接触。图4A和4B示出了衔铁4 (图4A)和磁极铁芯3 (图4B)的立体图，其中，绘出了在盘形弹簧19和衔铁4或磁极铁芯3之间形成的线接触部25或26，根据电磁阀I的有利设计方案存在该线接触部。
如在图3中示出的那样，磁极铁芯3还在其端面14上具有轴向突出部23。该轴向突出部23中间地或同轴地布置或定向并且形成用于衔铁4的轴向止挡24。衔铁4的端面13在中间具有与凸的形状不同的平的支承面27，其确定盘形弹簧19在衔铁4上的最大接触区域。在此，盘形弹簧19的开口 22的内直径选择成大于该轴向突出部23的外直径，使得当衔铁4被吸引在磁极铁芯3上时，该轴向突出部23穿过盘形弹簧19，并且衔铁4以其端面13撞在轴向止挡部24上，如在图5B中示出的那样。图5A和5B示出了在不同工作状态下的图3A的局部。根据图5A，电磁阀I在其断电关闭的状态中，而图5B示出了在被操纵、即被通电状态下的电磁阀1，在该状态下衔铁4向磁极铁芯3的方向移动，从而衔铁4以其端面13贴靠在磁极铁芯3的轴向突出部23上。通过磁极铁芯3、衔铁4以及盘形弹簧19的有利的几何结构始终确保圆形形状的线接触部25、26，如在图4A和4B中示出的那样。这使得可以使用带有径向凹口的盘形弹簧19 (如在图2中示出的盘形弹簧)，因为与盘形弹簧的旋转位置无关地保持弹簧特性。此外，由于连续的支承面或连续的线接触部，所使用的盘形弹簧的疲劳强度增加，其中，在带有径向凹口 20的盘形弹簧19中线接触部当然不是连续的、而是均匀地(在周向上看)且可靠地存在，与盘形弹簧19的旋转位置无关。通过磁极铁芯3的直径Cl1和衔铁4的支承面27的直径d2可调节弹簧特性。通过改变这些尺寸，改变盘形弹簧19的杠杆臂并进而改变弹簧特性曲线。用于衔铁4的轴向止挡24特别是在装配电磁阀I时使精确地设定和检验压力弹簧10和盘形弹簧19的预紧力成为可能。
权利要求
1.一种电磁阀(I)、特别是用于机动车的液压制动系统的电磁阀，所述电磁阀带有阀套(2)，磁极铁芯(3)固定地布置在所述阀套(2)中并且衔铁(4)以能轴向移动的方式布置在所述阀套(2)中，其中，所述衔铁(4)在其外周面(17)中具有至少一个纵向槽(18)，并且其中，盘形弹簧(19)张紧地/能张紧地被保持在所述衔铁(4)和所述磁极铁芯(3)之间，其特征在于，所述衔铁的面对所述磁极铁芯(3)的端面(13)至少基本上构造成凸的并且所述磁极铁芯(3)的面对所述衔铁(4)的端面(14)至少基本上构造成凹的。
2.按照权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述盘形弹簧(19)为环形。
3.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述盘形弹簧(19)在其外周边上具有至少一个径向凹口(20)。
4.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述盘形弹簧(19)具有多个特别是均匀分布地布置在其外周边上的凹口。
5.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述磁极铁芯(3)的端面(13)具有至少一个轴向突出部作为用于所述衔铁(4)的轴向止挡(11)。
6.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述轴向突出部布置在中间。
7.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述轴向突出部的外直径小于环形的盘形弹簧(19)的内直径。
8.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述衔铁(4)在面对所述磁极铁芯(3)的端面(13)中具有开口(22)，支承在所述衔铁(4)中的压块(10)能够部分地穿过该开口移动。
9.按照上述权利要求中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述开口(22)的直径小于所述轴向突出部的外直径。
10.一种制动系统、特别是用于机动车的制动系统，所述制动系统带有用于控制和/或调节所述制动系统的液压介质的压力和/或体积流的至少一个电磁阀，其特征在于，所述电磁阀按照上述权利要求中一项或多项所述的电磁阀(I)构造。
全文摘要
本发明涉及一种电磁阀(1)、特别是用于机动车的液压制动系统的电磁阀，其带有阀套(2)，磁极铁芯(3)固定地布置在所述阀套(2)中并且衔铁(4)可轴向移动地布置在所述阀套(2)中，其中，所述衔铁(4)在其外周面(17)中具有至少一个纵向槽(18)，并且其中，盘形弹簧(19)张紧地/可张紧地被保持在所述衔铁(4)和所述磁极铁芯(3)之间。在此规定，所述衔铁的面对所述磁极铁芯(3)的端面(13)至少基本上构造成凸的并且所述磁极铁芯(3)的面对所述衔铁(4)的端面至少基本上构造成凹的。本发明还涉及一种制动系统。
文档编号B60T8/36GK103180186SQ201180050764
公开日2013年6月26日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年10月20日
发明者W·施塔尔 申请人:罗伯特·博世有限公司