專利名稱：用于控制流體的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)在權(quán)利要求1的前述部分中詳細(xì)定義的類型的、用于控制流體的閥，尤其是用于控制氣體的閥。
背景技術(shù)：
這樣一種閥在實(shí)踐中已公知并且例如可作為氣體控制閥使用在燃料電池或也可以使用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中。
公知的閥包括一個(gè)閥殼體，后者接收一個(gè)用于銜鐵的、尤其是電磁的操作單元并且設(shè)置有一個(gè)殼體套筒，所述銜鐵可軸向移動(dòng)地在該殼體套筒中被導(dǎo)向。所述銜鐵用作閥關(guān)閉機(jī)構(gòu)并且與一個(gè)構(gòu)造在閥座板(Sitzplatte)上的閥座共同作用，以致流體流(Fluidstrom)可通過(guò)閥座板的出流開口控制。
在公知的氣體閥中存在這樣的問題，即由于待被控制的、干燥并且氣體狀的介質(zhì)提出高的磨損要求，該磨損要求使得銜鐵必須被高精確地導(dǎo)向。通過(guò)目前所使用的、銜鐵在殼體套筒中的導(dǎo)向不能可靠地來(lái)保證這一點(diǎn)，因?yàn)闅んw套筒可能具有高的圓度波動(dòng)和直徑公差，它們由于制造時(shí)所使用的深拉伸工序引起。不圓度和直徑波動(dòng)增加了銜鐵的傾覆傾向(Kippneigung)，這又可以導(dǎo)致縮短閥的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的、具有根據(jù)權(quán)利要求1的前述部分特征的、用于控制流體、尤其是控制氣體的閥——在所述閥中銜鐵在一個(gè)設(shè)置在殼體套筒中的銜鐵套筒上被導(dǎo)向——具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即銜鐵套筒可以以簡(jiǎn)單的并且低成本的方式以統(tǒng)一的內(nèi)徑和由此以良好的同軸度特性制造，該同軸度特性有利地對(duì)閥的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)特性產(chǎn)生效果。因此，通過(guò)使用該銜鐵套筒提供了一個(gè)附加的導(dǎo)向套筒，后者保證最佳的導(dǎo)向情況并且由此保證銜鐵的很小的傾覆傾向和因此保證銜鐵的導(dǎo)向區(qū)域中及閥座的區(qū)域中的很小磨損。
此外，銜鐵套筒的統(tǒng)一的內(nèi)徑使得可以根據(jù)簡(jiǎn)單的批量加工方法，如按照貫通磨削法加工所述銜鐵，以便制造與銜鐵套筒相配合的外徑，因?yàn)樵谒鲢曡F上尤其僅需一個(gè)導(dǎo)向直徑。
在公知的閥中，銜鐵套筒可以以簡(jiǎn)單的方式方法集成，以致于銜鐵套筒即使在使用現(xiàn)有的批量加工方法時(shí)也可不很費(fèi)事地集成在殼體套筒中。
根據(jù)本發(fā)明的閥尤其適合調(diào)整氣體、如氫和天然氣的質(zhì)量流量并且例如可以被使用在燃料電池中或也可以使用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中。
在根據(jù)本發(fā)明的閥的一個(gè)特別的實(shí)施形式中，銜鐵套筒通過(guò)一個(gè)壓連接(Pressverbindung)與閥座板相連接。尤其是在該情況下，可以使用一個(gè)閥座板，后者基本上與迄今所使用的閥座板相同并且可以以很小的成本改造，以連接銜鐵套筒。
可替換地或也為了進(jìn)一步固定銜鐵套筒，該銜鐵套筒可以與所述閥座板相焊接。也可以考慮，將銜鐵套筒通過(guò)一個(gè)粘合連接或通過(guò)一個(gè)卷邊(Boerdelung)與閥座板相連接。
在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥的一個(gè)可替換的實(shí)施形式中，銜鐵套筒與閥座板一體地制成并且尤其是構(gòu)造為深拉伸部件。銜鐵套筒及必要時(shí)閥座板也可以構(gòu)造為車削件、MIM(金屬注射成型)件、擠壓部件或類似部件。
根據(jù)本發(fā)明的閥的密封性檢驗(yàn)可以直接在功能組上實(shí)施，該功能組由銜鐵套筒、閥座板和銜鐵組成。在開始所說(shuō)明的、公知的閥中，只有當(dāng)由銜鐵和閥座板組成的組件被安裝入殼體套筒或閥殼體中時(shí)，才可以實(shí)施密封性檢驗(yàn)。
銜鐵在銜鐵套筒中的導(dǎo)向可以通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)向凸緣，優(yōu)選通過(guò)銜鐵的兩個(gè)導(dǎo)向凸緣進(jìn)行。為了優(yōu)化磁通量，銜鐵也可以具有一個(gè)導(dǎo)向區(qū)域，后者在銜鐵的軸向方向上延伸在一個(gè)寬區(qū)域上并且基本上用其整個(gè)圓周靠置在銜鐵套筒的內(nèi)壁上。
為了繼續(xù)進(jìn)一步優(yōu)化磁通量，銜鐵可以被這樣地構(gòu)造，即直徑擴(kuò)大的區(qū)域設(shè)置在銜鐵套筒之外。在這樣的情況下，直徑擴(kuò)大的區(qū)域必要時(shí)通過(guò)一個(gè)環(huán)狀縫隙鄰接殼體套筒，該殼體套筒被磁操作單元圍住。也可以考慮，銜鐵的直徑擴(kuò)大的區(qū)域在殼體套筒上導(dǎo)向。
本發(fā)明對(duì)象的另外一些優(yōu)點(diǎn)和有利的構(gòu)型可從說(shuō)明書、附圖和權(quán)利要求中得到。


根據(jù)本發(fā)明的閥的三個(gè)實(shí)施例示意性簡(jiǎn)化地表示在圖中并且在下面的說(shuō)明中詳細(xì)說(shuō)明。附圖表示圖1剖切氣體閥的第一實(shí)施例的縱向剖面圖；圖2圖1中的區(qū)域II的被放大的圖；圖3氣體閥的第二實(shí)施例的、由一個(gè)銜鐵和一個(gè)罐狀銜鐵套筒組成的功能組；圖4在殼體套筒中的根據(jù)圖3的功能組；以及圖5與圖4相應(yīng)的圖中的、具有一個(gè)銜鐵和一個(gè)銜鐵套筒的功能組，但是該功能組具有這樣一個(gè)銜鐵，該銜鐵在銜鐵套筒之外具有直徑擴(kuò)大的區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出一個(gè)氣體閥10，它被設(shè)計(jì)用于安裝在燃料電池或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中并且用于調(diào)節(jié)從入流側(cè)11到出流側(cè)12的氫氣流或NG(天然氣)流。
氣體閥10具有一個(gè)多件式的殼體13，該殼體接收一個(gè)電磁繞組14并且在該殼體中設(shè)置一個(gè)殼體套筒15。
一個(gè)基本上管狀的塞件16固定在該殼體套筒15中，一個(gè)用作預(yù)加載彈簧的螺旋彈簧17插入所述塞件中，螺旋彈簧作用在銜鐵18上，后者可軸向移動(dòng)地設(shè)置在殼體套筒15中。
如尤其是可從圖2中得到，該銜鐵18沿著一個(gè)銜鐵套筒19被導(dǎo)向，該銜鐵套筒壓力套裝在一個(gè)罐狀部件20上，后者的底部區(qū)域構(gòu)成一個(gè)閥座板21，在該閥座板上構(gòu)造一個(gè)用于銜鐵18的端部區(qū)域23的閥座22，該端部區(qū)域用作閥封閉機(jī)構(gòu)。為了防脫，銜鐵套筒19與壓入殼體套筒15中的罐狀部件20相焊接。銜鐵套筒19、銜鐵18和閥座板21構(gòu)成一個(gè)功能組40。
為了在銜鐵套筒19中的導(dǎo)向，該銜鐵18在其圓周上具有兩個(gè)導(dǎo)向凸緣(Fuehrungsbuende)24和25，它們?yōu)榱酥圃炫c銜鐵套筒19的內(nèi)徑相配合的外徑按照貫通磨削法來(lái)加工。
基本上管狀地構(gòu)造的銜鐵18具有一個(gè)內(nèi)腔26，后者與閥10的入流側(cè)11相連接并且從該內(nèi)腔中分出一些徑向出流孔27和一個(gè)軸向出流孔28。這些徑向出流孔27通向高壓腔29，后者一方面由銜鐵18并且另一方面由銜鐵套筒19構(gòu)成邊界。該軸向出流孔28通向銜鐵18的端側(cè)。
此外，在銜鐵18的構(gòu)造為閥封閉機(jī)構(gòu)的端部區(qū)域23的端面上設(shè)置一個(gè)由一個(gè)彈性體構(gòu)成的密封環(huán)30，后者與閥座22這樣地共同作用，使得流體流可被一些出流開口或者說(shuō)出流噴嘴31控制，后者沿著一個(gè)圓周線構(gòu)造在罐狀的部件20的閥座板21中并且通向氣體閥10的出流側(cè)12。
在圖3和圖4中示出一個(gè)替代的、由一個(gè)銜鐵18’和一個(gè)銜鐵套筒19’組成的功能組40’的實(shí)施例，該功能組用于安裝在圖1中所示的類型的氣體閥的殼體套筒15’中。
銜鐵18’的結(jié)構(gòu)與圖2中詳細(xì)示出的銜鐵的結(jié)構(gòu)相同。但是，銜鐵套筒19’這樣地構(gòu)造，即它由一個(gè)圓柱形的壁區(qū)域41和一個(gè)用作閥座板22’的底部區(qū)域21’組成，銜鐵18’通過(guò)其導(dǎo)向凸緣24和25在所述壁區(qū)域上導(dǎo)向，底部區(qū)域使一個(gè)閥座22’靠置在一個(gè)設(shè)置在銜鐵18’的端面上的密封裝置30上并且在該底部區(qū)域中設(shè)置一些出流開口或者說(shuō)出流噴嘴31’，它們通向除了所述出流噴嘴31’外沒有詳細(xì)示出的氣體閥的出流側(cè)。
這些出流噴嘴31’按照沖裁方法、按照激光鉆孔方法或類似方法開設(shè)在閥座板21’中。
具有閥座板21’的銜鐵套筒19’構(gòu)成一個(gè)深拉伸部件，其中該閥座21’已經(jīng)可以在圖3中所示的功能組40’上被檢測(cè)密封性并且在深拉伸部件中，用于銜鐵18’的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和閥座21’可以用最佳的形狀公差和位置公差來(lái)制造。由此，該密封裝置30和閥座21’相互間具有最佳的位置，這保證了閥座21’的高密封性。
此外，為了在殼體套筒15’中的防脫，銜鐵19’與殼體套筒15’相焊接。
在圖5中，示出用于安裝在圖1中詳細(xì)表示的類型的氣體閥的殼體套筒15”中的功能組40”的第三實(shí)施例。該功能組40”很大程度上與在圖3和圖4中所示出的功能組40’相同，但是不同之處在于，它具有一個(gè)銜鐵18”，后者在銜鐵套筒19”中的一個(gè)長(zhǎng)的導(dǎo)向面51上導(dǎo)向，該銜鐵套筒如在根據(jù)圖3和圖4的實(shí)施形式中那樣是一個(gè)深拉伸部件，該深拉伸部件與閥座板21”一體地制成并且在其上構(gòu)造一個(gè)閥座22”以及一些出口噴嘴31”。該閥座22”與設(shè)置在銜鐵18”的端面上的密封裝置30配合作用。
該銜鐵18”具有直徑擴(kuò)大的區(qū)域52，后者構(gòu)造在背離該密封裝置30的側(cè)上并且設(shè)置在銜鐵套筒19”之外。直徑擴(kuò)大的區(qū)域52通過(guò)一個(gè)窄的環(huán)縫隙53鄰接殼體套筒15”并且因此不在后者上導(dǎo)向。
可替換的，圖5中所示類型的銜鐵可以在一個(gè)銜鐵套筒中導(dǎo)向，后者相應(yīng)于圖2的實(shí)施形式通過(guò)一個(gè)壓配合與閥座板相連接，該閥座板設(shè)置有一些出口噴嘴并且在該閥座板上構(gòu)造有閥座。
權(quán)利要求
1.用于控制流體、尤其是用于控制氣體的閥，該閥包括一個(gè)具有一個(gè)殼體套筒(15，15’，15”)的閥殼體(13)和一個(gè)用于銜鐵(18，18’，18”)的電磁操作單元(14)，該銜鐵可軸向移動(dòng)地被導(dǎo)向并且與一個(gè)構(gòu)造在一個(gè)閥板(21，21’，21”)上的閥座(22，22’，22”)共同作用，使得流體流可以通過(guò)閥座板(21，21’，21”)的出流開口(31，31’，31”)控制，其特征在于，該銜鐵(18，18’，18”)在一個(gè)設(shè)置在殼體套筒(15，15’，15”)中的銜鐵套筒(19，19’，19”)上被導(dǎo)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，該銜鐵套筒(19)通過(guò)壓連接與閥座板(21)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其特征在于，該銜鐵套筒(19)與閥座板(21)相焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，該銜鐵套筒(19’，19”)與閥座板(21’，21”)一體地制成并且尤其是構(gòu)成一個(gè)深拉伸部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的閥，其特征在于，該銜鐵(18，18’)通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)向凸緣(24，25)在銜鐵套筒(19，19’)中被導(dǎo)向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的閥，其特征在于，銜鐵(18”)的直徑擴(kuò)大的區(qū)域(52)設(shè)置在銜鐵套筒(19”)之外。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥，其特征在于，該直徑擴(kuò)大的區(qū)域在殼體套筒上被導(dǎo)向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制流體、尤其是用于控制氣體的閥，該閥包括一個(gè)具有一個(gè)殼體套筒(15，15’，15”)的閥殼體(13)和一個(gè)用于銜鐵(18，18’，18”)的電磁操作單元(14)，該銜鐵可軸向移動(dòng)地被導(dǎo)向并且與一個(gè)構(gòu)造在一個(gè)閥板(21，21’，21”)上的閥座(22，22’，22”)共同作用，使得流體流可以通過(guò)閥座板(21，21’，21”)的出流開口(31，31’，31”)控制。根據(jù)本發(fā)明，該銜鐵(18，18’，18”)在一個(gè)設(shè)置在殼體套筒(15，15’，15”)中的銜鐵套筒(19，19’，19”)上被導(dǎo)向。
文檔編號(hào)F16K27/02GK1875214SQ200480032724
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月3日
發(fā)明者弗蘭克·米勒, 埃爾馬·奧克倫特 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司