专利名称：电磁液压阀,特别是用于控制内燃机可变阀动装置的3/2路径导向阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1前序特征部分的一种电磁液压阀，更具体地说，涉及实现用于控制内燃机可变阀动装置的一种3/2路径导向阀。
背景技术：
根据DE 199 084 40 A1已知一种构成类型的电磁液压阀，其构成为3/2路径导向阀并且主要由带有能轴向运动的电枢的电磁铁以及带有至少两个阀座和至少一个与阀座相关的闭合球的阀部分组成。电磁铁在这种情况下通过带有导电的插头接点、至少一个容纳在线圈管中的线圈绕组和包围线圈绕组的磁铁壳的空心圆筒形的塑料线圈管构成，其中塑料线圈管的空心圆筒至少部分地构成为电枢的电枢空间，该电枢空间被可磁化的金属外壳封住。与之相反电磁铁的磁套构造为圆柱形衬套，该圆柱形衬套的一个端面弯曲成在衬套内部中形成的圆环形底部并且该圆柱形衬套的另一个端面具有多个弯边衬板，通过这些弯边衬板磁铁壳与插入到其中的塑料线圈管连接。此外在塑料线圈管中注塑的金属盘以及在线圈管的空心圆筒中使用的磁极铁芯构成电磁铁的上磁极，而电磁铁的下磁极通过液压阀的阀部分的可插入到线圈管的空心圆筒中并且在磁铁壳的底部上与磁铁壳导磁连接的延伸部构成。该阀部分主要由空心圆筒形的阀套组成，该阀套具有一个端面的压力连接以及分别构成为在阀套的外围表面中的径向开口的消耗器连接和油箱连接，并且在阀套的空心圆筒中在压力连接和消耗器连接之间以及在消耗器连接和油箱连接之间分别设置有阀部分的阀座。两个阀座在这种情况下分别构造为在两个杯形的深冲件的底部中的轴向穿孔，这些深冲件通过它们的圆周表面通过压配合固定在阀套的空心圆筒中并且通过塑料套筒互相连接。在该塑料套筒中引导阀部分的松设置的并且通过撞杆与电磁铁的电枢有效连接的闭合球，其中电枢在电磁铁没有电流的状态下通过在电磁铁和上磁极的磁极铁芯之间设置的压力弹簧施加一个恒定的关闭液压阀的压力连接的预应力到闭合球上。因此该构造为吸引磁阀的液压阀可以通过具有多个外密封环的阀部分插入到互补的阀插座中并且具有在电磁铁和阀部分之间的设置的分开的紧固法兰，液压阀可以通过该紧固法兰拧紧到阀插座中。
但是这种已知的电磁液压阀的缺点在于，它由相当多的零件组成，这些零件虽然部分如磁铁壳和阀座能够非切削的制造，但是零件的中一些例如阀部分的阀套以及电磁铁的上磁极的电枢和磁极铁芯构造为相当大块的，并且由于它们的结构设计仅仅通过切削的加工过程制造。但是切削的加工通过相当长的加工时间，必需的工具和设备并且使用的材料的显著的加工成本，这已经被证明是不经济的。另外，由于大量的零件也提高了液压阀的最终装配的费用，所以应该考虑到在已知的液压阀的制造中的不利的制造成本。
发明内容
本发明以这样的任务为基础，设计一种电磁液压阀，特别是用于控制内燃机可变阀动装置的3/2路径导向阀，该液压阀由相当少并且制造简单的零件组成并且特点在于低的加工费用和装配费用以及低的制造成本。
根据本发明该任务在如权利要求1前序部分所述的电磁液压阀中如此完成，至少电磁铁的磁铁壳和下磁极和/或液压阀的阀套和紧固法兰总是构成为单件的整体结构件以及构造为非切削制造的零件。
在根据本发明构造的电磁液压阀的有利的实施例中，在这种情况下阀部分的阀套构造为由板坯通过多级深冲制造的杯形套筒，该杯形套筒带有在敞开端垂直向外延伸的环绕的材料凸缘。液压阀的压力连接通过套筒的杯底部的冲制产生，而液压阀的消耗器连接和油箱连接通过在阀套的外围表面上互相偏置设置的径向穿孔的冲制加工。在这种情况下根据应用两个连接的每个或者通过一个径向穿孔构成或者通过两个在阀套的外围表面中相对设置的径向穿孔构成，而同时连接的纵向轴互相平行或偏置90°设置。
此外在根据本发明构造的液压阀的有利的进一步扩展中，环形的轴环和从其开始的集成的紧固法兰通过最后冲压由阀套在敞开端上环绕的材料凸缘形成，其中紧固法兰优选地构造为腹板形的并且具有比圆环形轴环的直径更小的宽度。在有利的设计中该腹板形的紧固法兰在它的自由端具有半径，所以用于紧固螺栓的穿孔能够设置在该半径的旋转中心中。
另外根据本发明构造的液压阀的另一个有利的设计建议，电磁铁的构造为带有弯曲到套筒内部的底部的圆柱形衬套的磁铁壳以与阀部分的阀套一样的方式通过多级深冲由板坯制造。磁铁壳在这种情况下在第一次深拉过程之后首先构成具有封闭的底部的杯形并且通过在套筒内部的轴向底部的中央部分的再一次深冲以及通过底部的该部分的圆形轴向穿孔的最后冲制设有电磁铁集成的下磁极。
在这种情况下在根据本发明构造的液压阀的有利的扩展方案中，因此在磁铁壳上形成的或者通过磁铁壳本身构成的下磁极的内径和在该磁铁壳的轴向穿孔的直径大约相当于电枢的外径，所以该电枢在电磁铁通电时至少部分地进入到轴向穿孔中。因此已经证明特别有利的是，从电枢的阀侧的端面开始的电枢直径至少部分的完全匹配于轴向穿孔的圆形的直径，以便通过在电枢和下磁极之间的尽可能小的空气间隙实现磁力线从电枢到下磁极的良好过渡。
在根据本发明构造的液压阀的另一个设计中这样实现阀套在磁铁壳上的装配，阀套的圆环形轴环和磁铁壳的底部的圆环形部分互相贴靠以及互相定心并且通过点状或环状的感应焊接或激光焊接互相连接。但是其他的材料接合连接也可以代替焊接，如胶合或者钎接。此外有利的是，在阀套与磁铁壳连接之前两个拉深件通过液压阀的阀座能够插入到阀套中。
为了完全装配根据本发明构造的液压阀首先将封住电磁铁的电枢空间的金属外壳插入到塑料线圈管中并且然后将电枢插入到电磁铁的电枢空间。接着包围下磁极的并且设置在磁铁壳的底部的圆环形部分上的O形密封环嵌入到磁铁壳中以及在该阀套中引导随后将详细描述的第二闭合体，所以最后塑料线圈管插入到磁铁壳中并且通过在磁铁壳上的衬板与该磁铁壳连接。
此外根据本发明构造的液压阀的另一个特征在于，电磁铁的上磁极同样构造为通过冲制制造的凸缘套筒，该凸缘套筒注塑到电磁铁的塑料线圈管中。该凸缘套筒通过它的套筒部分的内表面位于封住电磁铁的电枢空间的金属外壳上并且通过它优选的与套筒部分垂直向外突出的凸缘与磁铁壳导磁地连接。为了将上磁极位置固定到塑料线圈管中，线圈管另外在它的凸缘中具有多个间隙，在这些间隙中当塑料线圈管的注塑时构成相应的塑料过渡部分。在这种情况下四个均匀设置在凸缘的圆周上并且垂直形成的槽口已经证明是特别有利的间隙，其中同样可以的是，该间隙通过在上磁极的凸缘的同轴的冲孔代替。
与之相反在根据本发明构造的液压阀的另一个设计中电磁铁的电枢构成为两侧敞开的圆柱形衬套，该圆柱形衬套同样通过带有随后底部的冲制的挤压非切削地制造。在这种情况下含碳量少的冷镦金属线(Kaltstauchdraht)作为电枢的材料，该金属线在挤压之后通常退火，已经被证明是特别适合的，因为该金属线特色是挤压特性并且同时是好的磁通量导体。构造为圆柱形衬套的电枢的设计在它的轻型重量方面已经证明是特别有利的，因为这样电枢仅仅具有非常小的磁滞现象。同时与阀部分的闭合球和阀座存在有效连接的第二闭合体的互补构造的定心销以有利的方式如此插入到该空心圆筒的阀侧的开口中，使得该定心销能够与电枢轴向和径向无间隙地移动。
在这种情况下在根据本发明构造的液压阀的有利的进一步扩展中阀部分的第二闭合体优选地构造为塑料注塑件并且主要由作为基体的圆柱销组成，该圆柱销具有多个在它的外围表面上形成的径向的轴向导向肋。该轴向导向肋在电枢的阀侧的端面上并且用于第二闭合体在阀套中的定心。通过特定的轴向导向肋之间的距离同时保证在阀套中的空间和电磁铁的电枢空间之间的压力平衡，因为由此压力介质无阻碍地沿着闭合体以及通过分开的垂直闭合体的定心销的横向槽并且穿过电枢的空心空间流入到电枢的电枢空间中并且从该电枢空间中流出。因此三个在基体的外围表面上互相偏置120°设置的轴向导向肋已经证明是特别有利的，该轴向导向肋的引导面具有相应于阀套的内径的导圆槽底。但是可以的是，多于三个这样的轴向导向肋设置在基体的外围表面上。此外第二闭合体的在定心销相反的阀侧的端面构造为与液压阀的第一阀座有效连接的闭合锥，该闭合锥在轴向上通过与用于液压阀的第二阀座的松的闭合球有效连接的推杆延伸。该闭合球可轴向运动地保持在塑料保持架中并且在存在压力介质压力时永久地被压入到第二阀座中，该保持架形成在压入到阀套的开口中的支承板上。因此保证，在电磁铁未通电的状态下液压阀的压力连接关闭并且消耗器连接与液压阀的油箱连接的连接保持打开。
在电磁铁通电时，第二闭合体通过在它的阀侧端面上的推杆逆着液压压力介质的压力将闭合球从第二阀座中压出，使得在关闭在压力连接和油箱连接之间的连接的同时打开在压力连接和消耗器连接之间的连接。通过现在打开的第二阀座和在阀套中消耗器连接的在其上存在的径向开口能够由此向液压消耗器供应液压压力介质。
在切断电磁铁的电流时，松的闭合球通过压力介质的压力又被压入到阀套的第二阀座中，所以重新关闭液压阀的压力连接并且通过闭合球与第二闭合体的推杆的连接不仅能够轴向移动闭合体而且能够推动在输出位置中的电磁铁的电枢。
根据本发明构成的电磁液压阀，特别是用于控制内燃机可变阀动装置的一种3/2路径导向阀，其对于从现有技术已知的液压阀具有如下优点，由于在其他方面分开构造的零件的集成该液压阀仅仅由减少到最小的整体数量的零件组成，这些零件如此简单地设计，使得所有零件总是通过非切削的制造过程制造。因此不仅从根本上减少用于零件的制造费用而且减少用于零件的最终装配的费用，所以相对于已知的液压阀根据本发明构造的液压阀全部特征在于特别少的制造成本。
在附图中示意性示出本发明并且下面根据实施例详细地解释本发明。其中图1示出根据本发明构造的电磁液压阀的空间总图；图2示出穿过根据本发明构造的电磁液压阀的横剖视图；图3示出根据本发明构造的电磁液压阀的零件的展开图。
具体实施例方式
从图1至3中明显看出一种电磁液压阀1，其构成为用于控制内燃机可变阀动装置的3/2路径导向阀并且主要由带有能轴向运动的电枢3的电磁铁2以及带有两个阀座5、6和与阀座6相关的闭合球7的阀部分4组成。电磁铁2在这种情况下通过带有导电的插头接点9、容纳在线圈管8中的线圈绕组10和包围线圈绕组10的磁铁壳11的线圈管8构成，其中磁铁壳11构成为圆柱形衬套，该圆柱形衬套的一个端面弯曲成在套筒内部中形成的圆环形底部12并且该圆柱形衬套的另一个端面具有多个用于与线圈管8连接的弯边衬板13。此外塑料线圈管8的空心圆筒以通常的方式构成为容纳电磁铁2的电枢3的电枢空间14，上磁极15和下磁极16突入到该电枢空间中并且该电枢空间被可磁化的金属外壳17封住。
如同样从图1至3中可以看出，液压阀1的阀部分4相反通过空心圆筒形阀套18构成，该阀套具有端面的压力连接P以及分别构成为在阀套的外围表面19中径向开口的消耗器连接A和油箱连接T。图2在这种情况下示出，在阀套18的空心圆筒20的内部在压力连接P和消耗器连接A之间以及在消耗器连接A和油箱连接T之间分别设置有阀部分4的阀座5、6，其中阀座5、6分别构造为在两个杯形的深冲件23、24的底部21、22中的轴向穿孔，这些深冲件通过它们的圆周表面通过压配合固定在阀套18的空心圆筒20中。液压阀1通过这样构造的阀部分4插入到未示出的互补的阀插座中以及通过在该阀插座(Ventilaufnahme)旁边的侧向向外突出的紧固法兰26拧紧到内燃机上，其中阀部分4为了密封阀插座防止压力介质泄漏具有附加的外面的密封环25。
此外特别地从图2和3中可以明显看出，为了降低根据本发明的液压阀1的加工和装配成本并且因此最小化制造成本，电磁铁2的磁铁壳11和下磁极16以及液压阀的阀套18和紧固法兰26分别构造成单件的整体结构件以及同样构造为非切削制造的零件。
在图3中根据本发明构造的液压阀1的展开图可以看出，阀部分4的阀套18构造为由板坯通过多级深冲制造的杯形套筒，该杯形套筒带有在敞开端垂直向外延伸的环绕的材料凸缘27，该套筒通过杯底部的冲制设有压力连接P并且通过在该套筒的外围表面中的轴向互相偏置设置的双重的径向穿孔的冲制设有消耗器连接A和油箱连接T。圆环形的轴环28和液压阀1的集成的紧固法兰26通过最后冲压由阀套18的环绕的材料凸缘27形成，其中紧固法兰26构造为腹板形的并且构造有比轴环28的直径更小的宽度并且在它的设有半径的自由端构造有螺栓穿孔29。
此外通过图3中相同的视图并且通过图2明显看出，电磁铁2的构造为带有向套筒内部弯曲的底部12的圆柱形衬套的磁铁壳11以与阀套18通过多级深冲由板坯制成的相同的方式制造。在这种情况下在第一次深冲过程之后磁铁壳11首先构造为带有封闭的底部12的杯形，接着通过轴向在套筒内部的底部12的中央部分的再次深冲以及通过由底部12的该部分的圆形轴向穿孔30的最后冲制设有电磁铁2集成的下磁极16。在这种情况下在图2中明显可以看出，因此在磁铁壳11上形成的下磁极16的内径和轴向穿孔30的直径大约相当于电枢3的外径，所以该电枢在电磁铁2通电时至少部分地进入到轴向穿孔30中。为了实现从电枢3到下磁极16的磁力线的最好过渡，电枢3的直径在它的阀侧的端面上借助于形成的在图3中清楚示出的台阶与轴向穿孔30的直径匹配。
为了将阀套18装配到磁铁壳11上，阀套11的圆环形轴环28和磁铁壳11的底部12的圆环形部分互相贴靠并且互相定心并且通过点状的感应焊接互相连接。
此外从图2中同样可以看出，电磁铁2的上磁极15构造为通过冲拉过程非切削制造的凸缘套筒，该凸缘套筒注塑到电磁铁2的塑料线圈管8中并且通过它的套筒部分31的内表面放置在电磁铁2的金属外壳17上。在这种情况下上磁极15在它的凸缘32的外围具有多个凹处33，这些凹处设置成用于将上磁极15位置固定在塑料线圈管8中的塑料过渡部分，而上磁极15的其余的凸缘32如在图3中所示与磁铁壳11导磁地连接。
最后根据图3中的详细视图还示出，电磁铁2的构成为两侧敞开的圆柱形衬套的电枢3同样通过挤压非切削地制造。接着通过冲制除去在上面产生的底部，以便通过电枢3由此贯穿的空心圆筒允许在阀套18的空心圆筒20和电磁铁2的电枢空间14之间的内部压力平衡。同时电枢3的阀侧的空心圆筒开口能够被使用，以便将与阀部分4的闭合球7和阀座5存在有效连接的闭合体34的定心销35插入到该空心圆筒开口中。
该第二个构造为塑料注塑件的闭合体34在图2和3中特别明显地示出，从图中可以看出，该闭合体主要由圆柱销36构成，该圆柱销具有三个在它的外围表面上互相偏置120°径向的轴向导向肋37。这些轴向导向肋37在电枢侧靠在电枢3的端面上并且用于第二闭合体34在阀套18中的定心。此外第二闭合体34的相对于定心销35的阀侧的端面构成为与第一阀座5有效连接的闭合锥38，该闭合锥通过与用于第二阀座6的松的闭合球7有效连接的推杆39继续延伸。该松的闭合球7在这种情况下可轴向运动地设置在塑料保持架40中，该保持架形成在可压入到阀套18的开口中的支承板上并且保证闭合球7精确地放在阀座6中。
附图标记1液压阀2电磁铁3电枢4阀部分5阀座6阀座7闭合球8塑料线圈管9插头接点10线圈绕组11磁铁壳12底部13弯边衬板14电枢空间15上磁极16下磁极17金属外壳18阀套19外围表面20底部21底部23深冲件24深冲件25密封环26紧固法兰27材料凸缘28轴环29螺栓穿孔30轴向穿孔
31 15的套筒部分32 15的凸缘33在32上的凹处34闭合体35定心销36圆柱销37轴向导向肋38闭合锥39推杆40保持架P压力连接A消耗器连接T油箱连接
权利要求
1.一种电磁液压阀，特别是用于控制内燃机可变阀动装置的3/2路径导向阀，具有下列特征液压阀(1)，基本上由电磁铁(2)以及阀部分(4)组成，其中电磁铁带有能轴向运动的电枢(3)，阀部分带有至少两个阀座(5、6)和至少一个与阀座(5、6)相对应的闭合球(7)，电磁铁(2)通过塑料线圈管(8)构成，该塑料线圈管带有导电的插头接点(9)、至少一个容纳在线圈管(8)中的线圈绕组(10)和包围线圈绕组(10)的磁铁壳(11)的空心圆筒形，磁铁壳(11)构成为圆柱形衬套，该圆柱形衬套的一个端面弯曲成在衬套内部中形成的圆环形底部(12)并且该圆柱形衬套的另一个端面具有多个用于与线圈管(8)连接的弯边衬板(13)，塑料线圈管(8)的空心圆筒至少部分地构成为电枢(3)的电枢空间(14)，上磁极(15)和下磁极(16)突入到该电枢空间中并且该电枢空间被可磁化的金属外壳(17)封住，阀部分(4)通过空心圆筒形的阀套(18)构成，该阀套具有端面的压力连接(P)以及分别构成为在阀套的外围表面(19)中的径向开口的消耗器连接(A)和油箱连接(T)，在阀套(18)的空心圆筒(20)的内部在压力连接(P)和消耗器连接(A)之间以及在消耗器连接和油箱连接(T)之间分别设置有阀部分(4)的阀座(5、6)，阀部分(4)的阀座(5、6)分别构造为在两个杯形的深冲件(23、24)的底部(21、22)中的轴向穿孔，这些深冲件通过它们的圆周表面通过压配合固定在阀套(18)的空心圆筒(20)中，液压阀(1)可通过具有至少一个外密封环(25)的阀部分(4)插入到互补的阀插座中并且具有紧固法兰(26)，通过该紧固法兰液压阀以压力介质密封的方式拧紧到阀插座上，其特征在于，至少电磁铁(2)的磁铁壳(11)和下磁极(16)和/或液压阀(1)的阀套(18)和紧固法兰(26)总是构成为单件的整体结构件以及构造为可非切削制造的零件。
2.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，阀部分(4)的阀套(18)构造为由板坯通过多级深冲制造的杯形套筒，该杯形套筒带有在敞开端垂直向外延伸的环绕的材料凸缘(27)，该套筒通过杯底部的冲制设有压力连接(P)并且通过在该套筒的外围表面(19)中的互相轴向偏置设置的径向穿孔的冲制而设有消耗器连接(A)和油箱连接(T)。
3.如权利要求2所述的液压阀，其特征在于，圆环形的轴环(28)和从其上开始的带有螺栓穿孔(29)的构造为腹板形的并且集成的紧固法兰(26)可通过最后冲压由阀套(18)的环绕的材料凸缘(27)形成。
4.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，电磁铁(2)的构造为带有向套筒内部弯曲的底部(12)的圆柱形衬套的磁铁壳(11)可通过多级深冲由板坯制成并且首先构造为带有封闭的底部(12)的杯形，该磁铁壳通过在套筒内部轴向上的底部(12)的中央部分的再次深冲以及通过由底部(12)的该部分的圆形轴向穿孔(30)的最后冲制而设有集成的下磁极(16)。
5.如权利要求4所述的液压阀，其特征在于，在磁铁壳(11)上形成的下磁极(16)的内径和在该磁铁壳的底部(12)中的轴向穿孔(30)的直径大约相当于电枢(3)的外径，并且电枢(3)在电磁铁(2)通电时至少部分地进入到轴向穿孔(30)中。
6.如权利要求3和4所述的液压阀，其特征在于，阀套(28)的圆环形轴环(28)和磁铁壳(11)的底部(12)的圆环形部分互相贴靠并且通过点状或者环状的感应焊接或激光焊接互相连接。
7.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，电磁铁(2)的上磁极(15)同样构造为可通过冲拉非切削地制造并且构成为注塑到塑料线圈管(8)中的凸缘套筒，该凸缘套筒以它的套筒部分(31)的内表面放置在电磁铁(2)的金属外壳(17)上并且通过它的凸缘(32)与磁铁壳(11)导磁地连接。
8.如权利要求6所述的液压阀，其特征在于，上磁极(15)在它的凸缘(32)的外围具有多个凹处(33)，这些凹处作为将上磁极(15)位置固定在塑料线圈管(8)中的塑料过渡部分。
9.如权利要求1所述的液压阀，其特征在于，电磁铁(2)的电枢(3)构成为两侧敞开的圆柱形衬套，该圆柱形衬套同样可通过带有随后底部的冲制的挤压非切削地制造，并且与阀部分(4)的闭合球(7)和阀座(5)存在有效连接的闭合体(34)的定心销(35)插入到该空心圆筒中。
10.如权利要求8所述的液压阀，其特征在于，第二闭合体(34)构造为塑料注塑件并且基本上由圆柱销(36)构成，该圆柱销具有多个在它的外围表面上形成的径向的轴向导向肋(37)，以及该闭合体在它的阀部分侧的端面上具有与第一阀座(5)有效连接的闭合锥(38)以及与闭合球(7)有效连接的推杆(39)。
全文摘要
本发明涉及一种液压阀(1)，该液压阀由带有电枢(3)的电磁铁(2)以及带有至少两个阀座(5、6)的阀部分(4)组成。电磁铁(2)通过空心圆筒形的塑料线圈管(8)、一个容纳在线圈管中的线圈绕组(10)和包围线圈绕组(10)的磁铁壳(11)构成，其中塑料线圈管(8)的空心圆筒构成为电枢(3)的电枢空间(14)，上磁极(15)和下磁极(16)突入到该电枢空间中。阀部分(4)通过空心圆筒形的阀套(18)构成，该阀套具有端面的压力连接(P)以及分别设置在阀套的外围表面(19)中的消耗器连接(A)和油箱连接(T)并且两个带有阀座(5、6)的杯形深冲件(23、24)被压入到阀套的空心圆筒中。液压阀(1)通过阀部分(4)插入到互补的阀插座中并且具有紧固法兰(26)，通过该紧固法兰液压阀以压力介质密封的方式拧紧到阀插座上。根据本发明，至少电磁铁(2)的磁铁壳(11)和下磁极(16)和/或液压阀(1)的阀套(18)和紧固法兰(26)总是构成为单件的整体结构件以及构造为可非切削制造的零件。
文档编号F01L1/34GK1894529SQ200480037971
公开日2007年1月10日 申请日期2004年11月20日 优先权日2003年12月18日
发明者爱德华·戈洛瓦泰-施密特, 米夏埃尔·克雷默 申请人:依纳-谢夫勒两合公司