比例阀的制作方法

1.本发明涉及根据主权利要求前序部分的电磁先导式比例阀。


背景技术：

2.这种装置通常以传统电磁阀的形式为人所知，例如由申请人开发和生产的电磁阀，并且通常具有由电磁致动器组件操作的阀滑动件，然后阀滑动件打开或封闭由阀以所提供的方式(成比例地)控制的流体流动路径。特别地，已知在阀壳体的周向区域(通常在轴向方向上是长方形的(oblong))中以相应控制的方式设置要打开或封闭的开口，在阀壳体的内部被引导的阀滑动件然后与开口相互作用，并且根据其位置(其受到致动器组件的电磁影响)打开有用流体的(部分或全部)入口或出口。
3.在所述通用和已知的技术中，阀滑动件通常由电磁致动器组件直接驱动(更准确地说，由电枢装置驱动，该电枢装置被引导以相对于固定线圈装置并响应于所述线圈装置的通电而可移动)，该电磁致动器组件作用在阀滑动件单元一端的前侧。
4.然而，这种直接控制通常是不切实际的或者在技术上是不可行的，特别是在有用流体中的高压方面，这种单向阀的阀滑动件(阀滑动单元)因此通过所谓的先导控制来操作，并且因此间接地通过电磁致动器组件的作用来操作。
5.这种技术本身是已知的，并且特别用于汽车或多用途车辆环境中的普通阀的先导控制，但是不限于这种用途。先导流体通过电磁致动器组件来控制，然后先导流体通过合适的压力或接合面作用在阀滑动单元上，因此阀滑动单元能够以受控的方式打开有用流体的入口或出口。特别地，致动器组件控制先导流体的压差，其中储能装置的回复力抵抗该压差。
6.特别是对于阀滑动单元在阀壳体中沿着阀滑动单元将要经历的阀升程的轴承，这种先导控制技术(通常作用在现有技术中已知的阀滑动单元的一个轴向端部上)需要进行设计；特别重要的是防止楔入或堵塞，这可能会妨碍其功能性。
7.如果阀滑动单元要以先导控制的方式(通常从阀壳体中的(断电的)稳定轴向中心位置开始)在两个轴向方向上移动—因此根据控制在相反的方向上移动，则阀滑动单元的轴承由于电磁致动器技术驱动(以先导控制的方式)的阀滑动单元的可想到的实施例而变得更加复杂。
8.由于(滑动)轴承设置在阀滑动单元的两个轴向端处以及相对于周围的阀壳体的径向周长处，借助于传统装置的阀滑动单元的这种轴承将导致轴承冗余，其中轴承冗余或者严重限制了这种单元的控制或尺寸的选择，或者甚至使得不可能实现某些设计选择(例如通过阀滑动单元的双向可切换的先导控制流体引导)。


技术实现要素：

9.因此，本发明的目的是创造一种根据主权利要求的前序部分的电磁先导式比例阀，其设计在阀壳体中的轴承和引导性能方面得到改进，同时不会特别受到功能问题和/或
由轴承冗余引起的尺寸限制的影响，因此为实现阀滑动件建立了条件，该阀滑动件可以在两个轴向侧(两端)以先导控制的方式操作，并且可以以几乎任何方式针对所需的压力接合面进行优化。
10.所述目的通过具有主权利要求特征的电磁先导式比例阀来实现；从属权利要求中描述了本发明的有利实施例。在本发明的范围内寻求额外的保护，以便将这种电磁先导式的比例阀用于车辆和/或汽车环境中的有用流体的流体回路，特别优选用于控制底盘和/或设置车辆的阻尼系统的应用。
11.在根据本发明的有利方式中，根据本发明的阀滑动单元首先以轴向滑动的方式安装在阀壳体中，使得滑动轴承在一端与阀壳体的固定引导部分结合实现，阀滑动单元的(优选至少部分圆柱形)主体部分以滑动方式与固定引导部分相互作用，更优选以滑动方式围绕所述引导部分以实现滑动轴承。根据权利要求所述的“固定引导部分”不一定是指阀壳的一件式整体部件；在本发明的范围内，如果根据权利要求的固定引导部分固定在其位置上，特别是在轴向上，(即阀滑动单元在壳体中的运动方向)并引导阀滑动单元的主体部分的滑动相对运动，则其在功能上是充分的。尽管如此，引导部分也可以以一种结构精致的方式实现为线圈装置的线圈支撑的部件或延伸部(作为注射成型部件成本有效地制造)。
12.然而，本发明规定，阀滑动单元在主体部分的相对轴向端以径向间隙安装在壳体中，该相对轴向端对应于阀滑动单元的相对轴向端部分。
13.避免根据本发明的阀壳体中的阀滑动单元的轴承的轴承冗余的措施另外由根据本发明的补充特征支持，根据本发明的补充特征，阀滑动单元通过相对于(周围的)阀壳体在径向侧上的环形密封装置支撑，所述环形密封装置通常以几个部分实现，并且为了形成径向作用的可变缺口或间隙，实现对阀壳体的周向内壁的流体密封。
14.以这种方式，本发明有利地消除了轴承冗余，一方面通过设置有间隙的相应轴承组件(一方面在端侧(前侧)的主体部分的轴承，另一方面通过设置有径向间隙的环形密封装置)实现了预期的和所需的滑动轴承功能，但是另一方面通过设置的径向间隙最小化了楔入、卡住或类似故障的风险，特别是如果先导压力从两侧(同样相对于轴向方向)施加到阀滑动单元。
15.在根据本发明的实施例中，在多个部分中实现的环形密封装置以密封方式位于阀滑动单元上(更准确地说：阀滑动单元的优选圆柱形主体部分)，使得它们平行于实现为环形凸缘的封闭部分延伸。有利的是，封闭部分的周向密封区域接合到有用的流体入口或出口上，这意味着阀滑动单元的轴向运动可以实现所述开口的受控暴露(优选在两个方向上)。
16.根据另一个有利的实施例，环形密封装置限制阀壳体中的空间，来自阀壳体外部的先导流体可以经由该空间进入阀壳体，并且可以以相应的方式将先导流体压力施加到阀滑动单元(在主体部分上)的一端处的第一前表面形式的有效压力表面。
17.在本发明的范围内，主体部分的另一端(即，通过固定引导部分与轴承轴向相对的端部)特别有利地由轴承衬套实现，主体部分的端部延伸到该轴承衬套中。一旦所述轴承衬套位于轴向端面上，例如，阀壳体的前表面，经由轴承衬套(具体地，如根据实施例另外提供的，经由来自端部或前表面的先导流体入口)的压力施加可以在所述轴承组件上引起额外的压力施加。同时，用于先导流体的压力接合面例如以阀滑动单元的(同样优选为圆柱形)
部分的端部处的前表面的形式形成在衬套中。然而，优选地由根据本实施例的所述轴承衬套实现的轴承相对于固定引导部分具有间隙，因为轴承衬套位于其上—在阀滑动单元的所述轴承位置没有实现径向固定。
18.根据在设计方面特别有利和精致的实施例，阀滑动单元通过弹簧装置被预加载在预定的封闭位置，作为封闭部分相对于有用流体入口或出口的相对位置，例如使得这种类型的(搁置)位置被设置在一对合适地接合到阀滑动单元上的压力弹簧之间。该位置对应于阀门滑动装置的断电稳定位置。
19.在结构方面，对于本发明的所述变型的设计来说，尤其有利的是，例如，在阀滑动单元的主体部分的(优选中空圆柱形的)内部区域中设置这些压力弹簧中的至少一个，并且提供主体部分的内环肩部作为邻接部。
20.在所讨论的实施例的范围内，主体部分的轴承在底部具有轴承衬套，例如，这种轴承衬套也能够支撑这种压力弹簧，这意味着可以限定这种断电的稳定位置，更优选地通过接合在环部分的相对侧上的第二压力弹簧来限定。在这种情况下，第二压力弹簧必须由固定的壳体部分适当地支撑。
21.本发明的一个有利实施例规定，根据本发明的电磁致动器组件的电磁驱动电枢在阀壳体的固定引导部分的区域中作为模块单独设置或者连接成一体设置，特别地并且更优选地，电枢由(合适的中空圆柱形的)引导部分引导。
22.以这种方式，可以在引导部分(或者以滑动轴承的形式在其中被引导的阀滑动单元的主体部分)和电枢之间实现用于先导流体的流动室；此外，本发明的一个优选实施例提供了一种实现为滑动件或电枢滑动件的电枢，用于控制先导流体的入口和/或出口横截面。为此，电枢相对位置可以以预期的方式打开该先导流体的入口和/或出口横截面，特别是以在一侧的电枢(电枢滑动件)和另一侧的阀壳体的引导部分之间的可移位孔口的方式。
23.根据本发明的优选实现，所述功能以特别精致的方式扩展为双向先导控制比例阀，即，在一侧的阀滑动单元的引导部分的轴向端部区域和另一侧的相对端部(安装有间隙)中引入先导流体压力的可能性，先导流体可以例如通过在每种情况下供应的先导流体的适当外部切换而被施加到阀滑动单元。根据该实施例，以引导部分和电枢滑动件之间的孔口的方式实现的所述(电磁可控的)开口将允许流体在两个方向上流动，这是由根据该实施例的阀滑动件单元(更准确地说，该阀滑动件单元的优选中空圆柱形主体部分)的有利特征实现的，该有利特征是先导流体在两个轴向上可渗透。
24.以所描述的方式，本发明因此实现了高度可靠的比例阀装置，该比例阀装置在设计和机械方面易于实现，其可以用于几乎任何目的，并且可以以双向方式进行先导控制，并且还允许各种尺寸和设计选择(特别是关于阀滑动单元处的先导压力表面)，而在操作期间没有不利的(由冗余引起的)楔入或阻塞效应。因此，本发明也特别适用于汽车或交通工具环境中的(高压)流体控制应用；然而，这并不限制根据本发明的技术的应用范围。
附图说明
25.本发明的其他优点、特征和细节从以下优选示例性实施例的描述和附图中显而易见；在附图中，
26.图1示出了根据本发明第一示例性实施例的电磁先导式比例阀在电磁致动器组件
断电状态下的纵向剖视图。
具体实施方式
27.阀滑动单元12安装在比例阀的阀壳体10中，从而可沿轴向移动；轴向对应于图1的绘图层中的竖直方向，并且在这方面对应电磁操作的致动器组件16的(径向对称的)电枢滑动单元(电枢滑动件)14的致动器移动方向，该电磁致动器组件16设置在阀壳体10的端部的上端。以本身已知的方式，电枢滑动单元14响应于固定线圈装置的通电而克服致动器组件16的弹簧装置的回复力轴向移动(在附图层向上并朝向未在本示例中详细示出的致动器组件16的固定芯装置)。
28.电磁致动器组件16用于实现电磁操作的先导阀，通过该先导阀，阀滑动单元12被引导以对其进行驱动。更准确地说，进入第一先导流体入口26(形成在阀壳体10的周向处)的先导流体被施加到阀体滑动单元12端部的主体部分30的端部处的第一前表面28上，以便在阀壳体16中实现第一先导流体路径，并在向下的方向上驱动阀滑动单元(从阀滑动单元12一体地径向突出的闭合部分22以受控的方式在阀壳体10的周向区域中为阻尼流体打开有用流体的入口或出口24，其对应于主回路)，因此可以实现(先导)受控的向下运动。
29.在该过程中，由密封件32(具有径向间隙)限制的压力室中的先导压力由借助于一对孔口34、36形成的先导流体流动横截面来限定或影响，先导流体流动横截面的横截面宽度由电磁致动器组件16的当前电枢滑动位置影响。更准确地说，用于先导流体的所述通道横截面由两个圆柱形部分的滑动重叠限定电枢滑动件14在一侧的部分34(图1的横截面视图中的内部部分34)和在另一侧的径向外部固定引导部分40；引导部分40支撑孔(孔口)36，该孔36在径向方向上延伸，并且构造成以滑动方式与部分34相互作用。在所示的示例性实施例中，该对孔口34、36几何对齐，使得在所示的断电稳定位置(其对应于致动器组件16的故障安全位置，即，如果发生断电或类似故障状态)阻断流动，或者，可选地，预定的最小先导流体流可以流过大于零的流动横截面。
30.由第一控制流体入口26在一端限定并随后由一对孔口34、36限定的第一向下先导流体流动路径穿过阀滑动单元12的内部居中地延伸，并通向第一出口阀装置，该第一出口阀装置实现为位于图1所示组件底部的止回阀42。
31.因此，图1所示的比例阀的实施例允许通过引入第一先导阀入口的先导流体在向下的方向上受控地驱动阀滑动单元12，阀滑动单元12从其中心位置移位，该中心位置由一对压力弹簧48、50限定，该对压力弹簧48、50通过引入的先导流体的作用接合在中心环部分46的两侧上，并打开入口或出口24，用于例如致动阻尼器单元的压缩级。
32.另外，图1的示例性实施例中的比例阀装置实现了第二先导流体流动路径，该第二先导流体流动路径与第一路径的流动方向轴向相对，并且为了施加驱动运动(在图1的绘图层中向上)到阀滑动单元12，再次通过引导相同的电磁致动器组件16，允许在所述阻尼系统中实现回弹级。
33.为此，第二先导流体入口52在阀壳体10的下部或底部区域中实现。轴承衬套56(带有径向间隙)位于前侧的壳体部分54上。该轴承衬套在径向方向上限制第二先导流体入口52的压力室57，允许进入的先导流体接合到阀滑动单元12的端部处的第二前表面58上并向其施加压力(因此在另一端处与第一前表面28轴向相对)，并由此实现阀滑动单元12的位移
(在图1附图层中向上)，以便打开入口或出口24。由第二先导流体入口限制的第二先导流体流动路径穿过阀滑动单元12的中空内部延伸至孔口区域34、36，孔口区域34、36通过其由致动器组件16控制的横截面宽度，打开到第二出口阀装置60的流体流，第二出口阀装置60再次实现为止回阀(在本示例中设置在阀壳体10的周向处)。
34.当固定线圈装置(未详细示出)通电时，电枢滑动件14克服弹簧装置的回复力轴向向上移动，此后，特别是孔口34、36之间的重叠改变，特别是当致动器组件通电时，连续打开流动横截面，直到最大开口。
35.此外，图1的纵向剖视图示出了如何以简单的方式建立电枢滑动件14(在端部具有电枢滑动部分38)，特别是固定引导部分40和具有多个轴承的阀滑动单元12在设计和几何形状方面的相互作用，并且可以以低磨损且因此可靠的方式操作；此外，精致的轴承技术以低磨损的方式去除并避免了可能的机械冗余：可以看出，在所示的示例性实施例中，固定引导部分40不仅在壳体中引导电枢滑动单元14(在径向内侧)。引导部分40还实现了用于围绕引导部分40的阀滑动单元12的主体部分30的滑动轴承。
36.在轴向相对侧，阀滑动单元12以(径向)间隙安装—附图标记64和66示出了通过所述轴承衬套56实现的所述轴承自由度，即通过以滑动方式包围阀滑动单元12的轴承衬套56(仅)位于前壳体区域54上并且没有径向固定在该区域的事实实现所述轴承自由度。
37.此外，带有阀滑动单元12的间隙的径向支撑或轴承由环单元32相对于阀壳体10的(中空圆柱形)内壁实现：所述多件式轴承环实现(实现先导流体流动室所需的)密封并且可相对于彼此径向移位的环元件确保消除阀滑动单元和阀壳体之间的径向摩擦型连接，从而再次避免机械冗余。
38.本发明不限于所描述的(双级)阻尼器压力控制的背景；事实上，本发明适用于可以有利的方式使用灵活的引导和配置属性的任何应用。