用于液压阀的致动器和液压阀的制作方法

[0001]
本发明涉及一种用于液压阀的致动器，以及一种液压阀，尤其是用于机动车的液压的换向阀或压力调节阀。


背景技术：

[0002]
已知的是，使用电磁致动器来使活塞、例如液压的换向阀或压力调节阀即液压阀的活塞轴向运动。致动器具有衔铁，该衔铁能够轴向运动地容纳在基本上构造成空心柱筒形的极组中。因此，衔铁可以在由极组包围的柱筒形空间中轴向运动，其中该空间填充有液压流体。该空间基本上是封闭的，也就是说，在衔铁运动时，液压流体必须从衔铁的一侧流到衔铁的另一侧，其中这导致压力损失。由此在衔铁上产生与衔铁的运动反向指向的力，该力与速度相关并且被称为阻尼。为了能够控制衔铁运动的动态稳定性，需要能够设定阻尼。此外，不应出现不期望的高的阻尼，因为该阻尼影响动态并且由此影响液压阀的运行。衔铁的运动借助可轴向运动的销钉传递到液压阀的活塞上，其中所述销钉优选通过面接触或点接触与所述活塞作用连接。
[0003]
通常设置包括止挡阻尼的阻尼元件和/或防附着元件，防附着元件通过挤压或喷射与衔铁固定连接。
[0004]
由公开文献de 10 2011 053 033 a1已知一种致动器，该致动器具有固定在沿轴向方向完全穿过衔铁的通孔中的阻尼元件，其中阻尼元件被实施为盘的形式，该盘在所述通孔的区域中具有可通流的贯通口。阻尼元件在伸入通孔中的腹板的帮助下被压入通孔中进入到衔铁中。销钉与活塞一体地构成。
[0005]
从专利文献de 10 2006 054 941 b3中可以得知一种致动器，该致动器具有容纳在致动器的衔铁中的销钉，其中所述衔铁为了阻尼而具有压力平衡开口形式的阻尼元件。销钉具有防附着元件，该防附着元件被实施为释放容纳在衔铁中的压力平衡开口。
[0006]
由公开文献de 10 2009 049 108 a1得知一种致动器，该致动器具有与销钉一件式地实施的防附着元件，其中所述销钉和所述阻尼元件由板制成。为了固定在衔铁中，销钉具有夹持元件，所述夹持元件引起与衔铁的固定连接。阻尼元件以可通流地实施的销钉的形式实现。


技术实现要素：

[0007]
本发明的任务是，提供一种致动器，其具有活塞的可靠的操纵，其中致动器能够成本低廉地制造。另一个任务是说明一种成本低廉的液压阀。
[0008]
前述的任务利用本发明的特征解决。本发明的有利的设计方案和优点由说明书和附图得出。
[0009]
提出了一种用于液压阀、尤其是用于机动车的液压的换向阀或压力调节阀的致动器，其中致动器具有可磁化的致动器壳体，该致动器壳体包围电磁线圈。在致动器壳体的壳体容纳开口中布置有极组，其中所述极组包括至少一个极芯和极管。在极组的内部空间中
布置有可轴向运动的衔铁，该衔铁借助以能够轴向运动的方式容纳在极组中的销钉使得液压阀的可运动的活塞能够轴向运动地构造，该销钉支承在极组中。致动器被构造成具有防附着功能和止挡阻尼。根据本发明，销钉被实施成直接贴靠在衔铁的朝向销钉构造的衔铁端面上，其中所述销钉能够相对于所述衔铁运动。也就是说换言之，与现有技术相比，销钉构造成直接贴靠在衔铁上，而不是与衔铁例如通过挤压或夹紧固定连接。因此，可以说销钉可相对于衔铁移动。这同样意味着，销钉直接地并且在没有中间连接另外的元件、例如防附着元件的情况下贴靠在衔铁上。造成改进的可靠的运行以及使用寿命延长的主要优点是，销钉不是被压入到衔铁中或者以其它方式与衔铁固定，或者另一个构件、例如防附着元件必须被压入到衔铁中或者与衔铁固定，由此消除了也被称为残留污垢的污染的风险。例如，通过在衔铁中提供邻近于销钉构造的通孔，止挡阻尼例如是可能的。
[0010]
在根据本发明的致动器的一个设计方案中，衔铁具有与销钉同轴构造的完全延伸穿过该衔铁的贯通口，其中所述贯通口具有小于所述销钉的第一外直径的直径。换言之，这意味着，销钉覆盖衔铁的贯通口。例如提供了贯通口，由此在衔铁在填充有液压流体的极组中运动时可以实现衔铁的顺畅运动。该贯通口具有相对较大的直径，该直径通常借助防附着元件或设置用于止挡阻尼的元件部分地封闭。为了能够引起销钉在衔铁上的可靠贴靠，销钉具有第一外直径，该第一外直径大于贯通口的直径。因为现在销钉比现有技术中存在的销钉具有更大的在衔铁上的支承面，所以可以导致更小的表面载荷并且因此导致销钉的更高的稳定性。此外，借助销钉的较大直径产生防丢失部，该防丢失部例如在装配时将销钉固定地保持在极组的支承盘中。
[0011]
销钉在其朝向衔铁的端部上具有第一外直径，该第一外直径大于销钉的第二外直径，该第二外直径构造在销钉的支承部的区域中。也就是说换言之，所述销钉可以大致钉子状地构造成具有头部，其中所述头部代表所述销钉的靠置在所述衔铁上的区域，并且所述销钉的其余区域构造用于支承在例如容纳在所述极组中的支承盘中。在此，销钉的小直径可以导致摩擦的减小，因为在较小直径的区域中销钉在支承盘中的支承小于具有较大直径时的支承。由此附加地，因为朝向衔铁构造的销钉区域实施成大于支承在支承盘中的销钉区域，所以在装配期间和在运行中实现了进一步的防丢失，因为销钉由于较大的销钉区域的邻接而不能运动通过理想地与第二外直径适配的支承开口。
[0012]
在根据本发明的致动器的另一个设计方案中，为了实现止挡阻尼，销钉在其朝向衔铁构造的端部上具有至少一个凹槽，该凹槽布置成能够与完全延伸穿过衔铁的贯通口可通流。在此，有利地借助销钉的至少一个凹槽与衔铁的贯通口一起构造阻尼元件。因此，可以以简单的方式通过阻尼元件将液压流体引导出衔铁或引导入衔铁。另一个重要优点是，所述凹槽不具有通过销钉的向外指向的材料限制，如其例如具有孔，所述孔在其环周上完全用材料包围。通过这样构造的阻尼元件可以实现理想的挡板，该挡板大致没有厚度，由此能够将阻尼的温度相关性降低到最小，所述阻尼由于存在于阻尼元件中的液压流体而产生。
[0013]
此外，销钉的凹口允许在大行程时自动地环流，从而所述阻尼也几乎不取决于所述衔铁位置。因此，通过衔铁和销钉中的凹槽实现了止挡阻尼，从而又可以成本低廉地省去另一个加工步骤。
[0014]
在另一个设计方案中，构造有至少两个凹槽，其中所述凹槽沿环周方向均匀地布
置。在销钉中具有偶数个凹槽的情况下，这些凹槽优选对称地布置。这些凹槽彼此间的这种布置有利于衔铁和销钉的穿流以及销钉的优选纯轴向运动，以用于液压阀的安全运行。
[0015]
优选地，凹槽具有在环周方向上构造的最大180
°
值的总开口角度。也就是说换言之，销钉以其朝向衔铁布置的面为了力传递至少一半贴靠在衔铁上，从而实现了可靠且足够的力传递。这进一步意味着，只要实施了多个凹槽，则所述凹槽具有最高180
°
的总开口角度。例如已表明有利的是，在布置三个凹槽时，凹槽分别具有50
°
的开口角度。
[0016]
为了进一步降低成本，防附着功能借助基本上盘形的非磁性防附着元件来实施。在此，防附着元件优选构造为销钉的第一外直径。
[0017]
因此，致动器整体上有利地具有由于销钉的构造和其多重功能而简单的结构，所述结构也通过减少制造步骤和构件而明显降低其制造成本。
[0018]
根据另一方面，本发明涉及一种液压阀，该液压阀包括控制阀和使控制阀运动的致动器。有利地，液压阀具有分配给致动器的优点，由此能够实现能可靠运行的液压阀，此外，该液压阀能成本低廉地制造。
[0019]
在此要注意的是，支承盘也可以在可能的一体制造的极组之后接合到极芯中，所述极组被构造成至少包括极管、极芯和连接腹板，由此进一步简化了位于支承盘中的支承位置的制造。
[0020]
有利的是，销钉构造为实心或厚壁销钉的形式，以便可以避免弯曲。
附图说明
[0021]
从下面的附图说明中得到其它的优点。在附图中展示了本发明的实施例。附图、说明书包含大量的组合特征。本领域技术人员也可以适宜地单独考虑这些特征并且归纳出有意义的其它组合。
[0022]
示例性地示出：
[0023]
图1以纵向截面示出根据现有技术的用于液压阀的致动器；
[0024]
图2以透视图示出根据图1的致动器的阻尼元件；
[0025]
图3以纵向截面示出根据本发明的致动器的透视图；
[0026]
图4以另一个透视图示出根据图3的致动器；
[0027]
图5以透视图示出根据本发明的致动器的具有阻尼功能的销钉；
[0028]
图6示出根据本发明的致动器的阻尼元件的区域中的等温线；
[0029]
图7以行程-阻尼图分别示出根据本发明的致动器和按照现有技术的致动器的特性曲线；并且
[0030]
图8以温度-阻尼图分别示出根据本发明的致动器和按照现有技术的致动器的特性曲线。
具体实施方式
[0031]
在附图中，相同的或相同类型的部件用相同的附图标记表示。附图仅示出了示例并且不应理解为限制性的。
[0032]
在图1中以纵向截面示出根据现有技术的液压阀12的致动器10。从致动器10出发，在液压阀12的构造成用于液压功能的构件中简化示出的该液压阀还包括控制阀13，该控制
阀具有带有液压接头的壳体14，该壳体具有可轴向运动的、可液压流过的活塞15，该活塞被可轴向移动地容纳，以便释放和闭合构造在壳体14中的通流口。活塞15借助致动器10轴向地定位。
[0033]
致动器10包括可磁化的致动器壳体17，该致动器壳体在电磁线圈16的外周18上和在电磁线圈的至少一个端侧20上包围该电磁线圈。电磁线圈16出于电绝缘的原因嵌入或注入在优选由塑料制成的承载体22中。装备有电磁线圈16的承载体22容纳在致动器壳体17的壳体容纳开口23中。
[0034]
承载体22布置在电磁线圈16和极组24之间，其中所述承载体构造成，通过极组24的围面26至少部分地包围所述极组。
[0035]
在该实施例中被实施为空心柱筒形的极组24由极芯28和极管30构成，极芯和极管沿轴向方向借助连接腹板32相互连接。极芯28、极管30和连接腹板32一体地构造。极芯28朝向活塞15布置，而极管30与活塞15背离地构造，该极管在极组24的背离活塞15构成的端侧上实施成借助端盖66几乎封闭的。
[0036]
连接腹板32设计成空心柱筒形并且在其朝向极芯28地构造的侧上与极芯锥体34连接。同样，连接腹板32在其朝向极管30构造的侧上与极管30的极管锥体35连接。同样也可以构造锥体34；35中的一个锥体。在极组24的具有纵轴线38的内部空间36中，衔铁40可以在纵轴线38的方向上运动地被容纳。
[0037]
为了简化装配，致动器壳体17设计为空心柱筒形并且在其朝向活塞15构造的端部的区域内具有包围极芯28的极盘42，该极盘沿轴向方向支撑在承载体22和致动器壳体17上地布置。同样也可以将极盘42压入到致动器壳体17中。
[0038]
优点是，致动器壳体17可以被构造成帽形的，或者换言之被构造成罐形的，并且其中可以将承载电磁线圈16的承载体22简单地置入到致动器壳体17中，并且可以利用设计用于容纳极组24的极盘42覆盖该致动器壳体。
[0039]
填充有液压流体的内部空间36借助支承盘44相对于活塞15基本上是封闭的。支承盘44(也称为极塞)除了限制衔铁40的轴向运动之外还布置用于避免容纳在内部空间36中的液压流体过度排出。因此，设置用于衔铁40的低摩擦的运动和阻尼的液压流体虽然可以经由相应的运动间隙逾越液压活塞和/或其壳体，然而借助支承盘44防止过度的或完全的排空。
[0040]
活塞15与衔铁40作用连接地实施，其中该衔铁壳体以其朝向衔铁40构造的端面46构造成贴靠在可轴向沿着纵轴线38运动的销钉48上，该销钉构造成柱筒形销钉的形式。销钉48在其背离活塞15构造的销钉面50上贴靠在防附着元件52上，所述防附着元件布置在衔铁40的朝向销钉面50构造的衔铁端面54上。因此，衔铁40的轴向运动可传递到阀活塞15上。防附着元件52构造成盘状的并且用于避免衔铁40附着在导磁的支承盘44上。
[0041]
此外，防附着元件52最大程度地封闭构造在衔铁40中的贯通口56，该贯通口构造成在衔铁40中居中且沿着纵轴线38延伸。贯通口56示例性地实施为孔。
[0042]
此外，支承盘44设置用于固定地支承销钉48，并且用于在空间上分离液压阀12的磁体部分和液压部分，并且优选借助与极组24的过盈配合和齐平结束而容纳在容纳开口18中。
[0043]
衔铁40的移动以电磁的方式进行，其中为了施加电磁场，电磁线圈16被构造。电磁
线圈16的通电导致活塞15的轴向移动，其中在活塞15的背离端面46构造的另外的端面上，例如螺旋弹簧形式的阻挡元件将阻挡力施加到活塞15上，活塞15能够克服所述阻挡力移动。
[0044]
在衔铁40的所示位置中，在衔铁40和支承盘44之间构造有环形的空间58。该空间58通过布置在防附着元件52中的并且在纵轴线38的方向上完全穿透该防附着元件的通流口60以及通过贯通口56与环形的另外的空间62可通流地连接，其中该另外的空间62在背离衔铁端面54构造的衔铁40的另外的衔铁端面64上在该另外的衔铁端面64与在背离支承盘44的端部上的内部空间36之间借助端盖66限制地构造。这意味着，任何时候在空间58、62之间的压力平衡都是可能的。因此，衔铁40基于活塞15在活塞15在背离致动器10的方向上移动时仅须执行移动功并且因此为了调节活塞15具有快速的反应时间。借助通流口60能实现阻尼作用，从而通流口60也能称作阻尼元件。
[0045]
在图2中以透视图示出防附着元件52。为了在衔铁40移动时引起压力平衡，构造有两个通流口60。防附着元件52为了固定在衔铁40中具有两个环段形的腹板68，所述腹板被压入衔铁40中。
[0046]
在图3和图4中以两个不同的透视图以透视的纵向截面示出根据本发明的致动器10。销钉48贴靠地构造在衔铁端面54上，其中销钉能够相对于衔铁40运动。也就是说换言之，销钉48不固定地与衔铁40连接。因此，销钉不在衔铁40中被压紧或者以其它方式固定在衔铁40上，如在现有技术中所设置的那样。在装配时，所述销钉贴靠在衔铁40上并且利用支承盘44固定，该支承盘具有用于支承该销钉48的支承开口70。销钉48与纵轴线38同轴地构造，以便在衔铁40移动时不会出现力矩。
[0047]
为了使销钉48不能进入贯通口56中并且因此改变活塞15的行程，贯通口56具有直径d，该直径小于销钉48的第一外直径d1。在本实施例中，为了减小摩擦和为了实现阻尼作用，销钉48具有至少两个明显不同的直径，第一外直径d1在销钉朝向衔铁40构造的端部上，以及第二外直径d2，该第二外直径具有销钉48的支承在支承开口70中的区段。该区段是销钉48的构造成在支承盘44中可靠运动的区段。当然，销钉的其它区域可以具有不同的直径，只要该区域不阻碍衔铁40、销钉48和活塞15的运动即可。然而，仅实施少数不同直径是成本低廉的。
[0048]
销钉48在其朝向衔铁40构造的端部上具有至少一个凹槽72，该凹槽布置成与完全延伸穿过衔铁40的贯通口56可通流。优选所述凹槽具有沿环周方向构造的具有最大45
°
值的开口角度α。在本实施例中，设置有三个凹槽72，该凹槽均匀分布地布置在销钉48的环周上。其开口角度α为50
°
，其中不应超过60
°
的开口角度α，由此在凹槽72之间构造的用于承受力的销钉面74总体上至少与凹槽72的面积一样大。
[0049]
凹槽72构成为，使得在空间58和另外的空间62之间的流体交换即使在活塞15的最大行程中也不妨碍活塞15的设置的调节速度。因此有利地，凹槽72径向向外不受限制。如图6中的在凹槽72中存在的液压流体的等温线的视图中示例性示出的，借助销钉48，即凹槽72和衔铁40的凹槽56构造阻尼元件。换句话说，阻尼元件由两个致动器构件，即销钉48和衔铁40，构造。因此，在衔铁40与销钉48之间可以实现几乎理想的挡板，该挡板的特征在于，该挡板沿轴向方向短并且尖棱地构造。标出的等温线的温度从弱点区域向着强点区域上升。
[0050]
因为所述凹槽72向上不受限制，所以大致从所述贯通口56出发到所述空间58中
(或者反过来)构造了无限小的轴向的流动路径，由此所述阻尼即使在液压流体的温度升高时也保持几乎不受影响，并且在低于0
°
的温度时也与现有技术相比减小。同样，与现有技术相比，阻尼向着大行程被显著地减小。这可以从图7和图8中描绘的图表中清楚地看出，其中填入了取决于行程或取决于温度的阻尼值，其中设有圆的特征曲线是根据本发明的致动器10的值，设有正方形的特征曲线是根据现有技术的致动器10的值。
[0051]
此外，销钉72的凹口允许在大行程时自动地环流，从而所述阻尼也几乎不取决于所述衔铁位置。
[0052]
为了避免衔铁40附着在支承盘44上，销钉48的第一外直径d1构造为基本上盘形的、非磁性构造的防附着元件52。
[0053]
因此有利地，基于液压阀12的可靠运行的全部功能、通过凹槽72实现的有效止挡阻尼(由于销钉48的第一外直径d1引起的防丢失部、用于避免衔铁40附着在支承盘44上的防附着作用以及活塞15借助销钉48的可靠调节)集成在唯一的元件中。