用于經(jīng)由液壓套管帶有污染保護的螺線管電機通風(fēng)方法
【專利摘要】在此提供一種電磁閥，該電磁閥具有一個液壓體，該液壓體帶有一個波形擴展干線以防止流體在該液壓體的內(nèi)部與該電磁閥的外部之間交換。
【專利說明】用于經(jīng)由液壓套管帶有污染保護的螺線管電機通風(fēng)方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電磁閥，特別是液壓控制流體的控制中所采用的電磁閥以及可浸入到液壓流體中的此類閥門。
[0002]發(fā)明背景
[0003]汽車自動傳動裝置通常具有多個部件，這些部件包括其中接合狀態(tài)和脫離接合狀態(tài)必須受到控制的轉(zhuǎn)矩變換器和離合器。起初，這類部件是由流體壓力邏輯部件控制的。大概在20世紀(jì)80年代初，越來越多的汽車傳動裝置被提出，其中，轉(zhuǎn)矩變換器和離合器的控制已經(jīng)由使用電磁閥(有時稱為線性動作電磁電機致動閥門)的電子邏輯控制所代替以用于對液壓控制流體進行控制，該液壓控制流體致動或解除該傳動裝置的不同流體壓力致動的部件的操作。當(dāng)前，這些電磁閥中的許多電磁閥被安裝在傳動裝置流體中。
[0004]車輛自動傳動裝置中所使用的大多數(shù)電磁閥具有包裹在一個非磁性繞線筒中的一個線圈。一個殼體包圍該線圈并提供該電磁閥的磁回路的一部分。在該繞線筒的一個內(nèi)徑上通常有一個通量管和一個磁極片。接觸閥門構(gòu)件的一個電樞被可滑動地安裝在該通量管和磁極片內(nèi)。為了使該通量管和磁極片對齊并且在該通量管與磁極片之間保持緊密的軸向分隔，在此提供了一個非磁性材料對位管。通過回顧PCT專利申請?zhí)朠CT/US2010/021924可以發(fā)現(xiàn)這樣一個電磁閥的實例。
[0005]由于制造的變化，單獨的電磁閥的電流操作/力操作可以略有不同。為了在傳動裝置之中實現(xiàn)最佳性能，所希望的是電磁閥是校準(zhǔn)的。以前，校準(zhǔn)是通過機械完成的，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的是，使用美國專利7，474，948中所揭示的一種軟件方法來實現(xiàn)電磁閥的校準(zhǔn)。當(dāng)螺線管是通過電子方式校準(zhǔn)時，所希望的是螺線管在傳動裝置中運行的壽命中其操作盡可能多的保持一致。如前所述，汽車傳動裝置中的螺線管通常被浸入在傳動流體中。在車輛運行過程中，由于傳動裝置的不同的齒輪、軸和軸承的磨損，由于傳動流體中的污染物而產(chǎn)生了金屬顆粒。由于污染物被吸引到穿過這些電磁閥的磁場中，所以這些污染物通常會沉積在這些電磁閥中。如前所述，大多數(shù)電磁閥具有一個殼體和一個分隔開的通量管和磁極片。各部件之間具有界面，隨著時間的推移，金屬成分會沉積在各部件之間的界面中。當(dāng)金屬成分沉積到各部件的界面中時，各部件的通量效率或密度可能被修改，由此改變電磁閥的操作而背離其最初校準(zhǔn)的設(shè)置。所希望的是提供一種電磁閥，該電磁閥尤其在浸入環(huán)境中隨著時間的推移，不管電磁閥所浸入的液壓流體中是否存在金屬污染物，都具有更加恒定的操作。
[0006]為了防止將金屬污染物吸取到螺線管內(nèi)部，電磁閥配備有延長的通風(fēng)路徑。之前的通風(fēng)路徑設(shè)計所經(jīng)受的事實是這些通風(fēng)路徑通常是由曲線段和線性段產(chǎn)生的。此外，在一些實例中，這些設(shè)計已經(jīng)消除了鄰近該電磁閥的線圈繞線筒組件的不希望的臨界間隔。此外，至少一種構(gòu)形已經(jīng)在閥柱本身上產(chǎn)生了多個路徑，這種構(gòu)形提供了與該路徑的一個寬度(從而使得該路徑可能經(jīng)受交叉泄漏)相比非常細的多個密封寬度。所希望的是通過多種措施提供一種螺線管，以使吸取的污染物最少或消除污染物、不帶有現(xiàn)有技術(shù)電磁閥設(shè)計中的上述缺點。
[0007]發(fā)明概述
[0008]為了實現(xiàn)以上提到的以及其他希望，在此揭示了本發(fā)明。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供一種具有被提供在液壓閥體中的擴展干線的電磁閥。因此，用于不必犧牲該電磁閥的線圈繞線筒區(qū)域的結(jié)構(gòu)空間而可以大大提高密封寬度。在該擴展干線中提供了額外的波紋以進一步防止可能會導(dǎo)致金屬污染物被吸入到電磁閥的內(nèi)部中的流體交換。
[0009]本發(fā)明的另外的可應(yīng)用性領(lǐng)域?qū)囊韵绿峁┑脑敿氄f明中變得清楚。應(yīng)該理解，詳細的說明和特定的實例在表明本發(fā)明的優(yōu)選實施例的同時，旨在僅用于說明的目的而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0010]附圖簡要說明
[0011]從詳細的說明和這些附圖中本發(fā)明將得到更完全地理解，在附圖中:
[0012]圖1是本發(fā)明的另一個常低壓力控制電磁閥的一個截面視圖；
[0013]圖2是沿圖1的線2-2取出的一個截面視圖；
[0014]圖3是類似于圖1的根據(jù)本發(fā)明的常高電磁閥的一個替代的優(yōu)選實施例的一個截面視圖；并且
[0015]圖4是本發(fā)明的電磁閥的另一個替代的優(yōu)選實施例的一個截面圖，該電磁閥是一個常低電磁閥。
[0016]優(yōu)選實施例的詳細說明
[0017]以下的一個或多個優(yōu)選實施例的說明在本質(zhì)上僅是示例性的而絕非旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用、或其用途。
[0018]參見圖1和圖2,根據(jù)本發(fā)明的一種浸入式電磁閥7可以具有一個鐵磁殼體10。殼體10沿其下端具有一系列有助于屈從多個接片12的槽縫(未示出)，這些接片與一個液壓體16的一個傾斜部分14接觸，以便將該傾斜部分捕獲到該殼體10上和一個通量墊圈18上。殼體10沿其下端總體上是開放的而沿其頂端20是閉合的。殼體10形成一個總體管狀的包絡(luò)線。殼體10可以是機加工的、深拉的或鍛造的。通常被稱作通量管22的一個第一鐵磁環(huán)形構(gòu)件被定位在該殼體中并且在其中總體上軸向延伸。通量管22通過一個非磁性對位管24而與一個通常稱作一個磁極片26的第二鐵磁環(huán)形磁性構(gòu)件在徑向上對齊。磁極片26通過該通量墊圈18而與該殼體磁性地連接。在其他實施例中(未示出)，該磁極片26可以與該通量墊圈18分隔開，即使該磁極片經(jīng)由該通量墊圈18與殼體10磁性地連接也是如此。一個間隙28使該通量管22與磁極片26在軸向上磁性地分隔開。在有待描述的其他實施例中，該通量管和磁極片可以由在其之間具有一個薄的部段的一個單一構(gòu)件形成，該薄的部段通常稱作通量扼流圈。線圈及繞線筒組件30使通量管22和磁極片26與該殼體10徑向地并置。該線圈及繞線筒組件包括一個非磁性標(biāo)準(zhǔn)聚合繞線筒32，該繞線筒通常被纏繞成一個銅線圈線束34。線圈34被電致動以激活一個鐵磁電樞36運動。一個電連接器35被提供用于對該線圈34提供電流。
[0019]該鐵磁電樞36被可滑動地安裝在該通量管22和磁極片26之中。該殼體的頂端20具有從該頂端向內(nèi)向下延伸的一個凹痕42,以有助于防止電樞36與殼體10磁性鎖定。電樞36 (或者可替代的是通量管22和磁極片26)可以具有一個具有非磁性材料(如鎳或者其他非磁性復(fù)合材料)的薄襯層以幫助防止側(cè)向鎖定。電樞36還具有一系列軸向通道46以允許電磁閥7中的流體在該電樞36的軸向側(cè)面之間移動。電樞36經(jīng)由與電樞36相連接的一個球體52而將運動賦予一個閥門構(gòu)件50。
[0020]液壓體16具有由一個橫孔56所提供的一個排氣入口 /出口通道。一個橫孔58連接該供給壓力。一個軸向孔60連接控制壓力。如所示出的，螺線管7是一個常低壓力控制電磁閥。液壓體16是一個具有一個金屬內(nèi)襯或套管64的聚合構(gòu)件。具有一個閥柱部分66的閥門構(gòu)件50被可滑動地安裝在該套管內(nèi)。閥柱部分66是通過與一個墊片70接合的一個彈簧68而彈簧加載的。該閥柱66具有一個內(nèi)部通道72，該內(nèi)部通道連接該控制壓力并且與一系列橫孔74相交。這些橫孔74通常被定位在與橫孔56進行流體連通的位置從而使控制壓力與排氣相連通。為了使控制壓力連接供給壓力，線圈34被致動從而致使電樞36對抗彈簧68的偏置作用而移動，并且致使這些橫孔74與該液壓體橫孔58處于流體連通，該液壓體橫孔與流體供給相連接以增加系統(tǒng)中的液體壓力。這些線圈34的激活會在該通量墊圈殼體和該通量管中產(chǎn)生一個通量回路。由于空隙28，該通量回路將跳入該電樞36，然后經(jīng)過該電樞退出到磁極片26，從而導(dǎo)致該電樞36到達一個最小的磁阻點，由此導(dǎo)致電樞36向下移動。
[0021]液壓體16具有一個帶通量墊圈18的接合表面80。液壓體16是鄰近于該通量墊圈18所提供的一個密封構(gòu)件的一個密封表面81定位的。接合表面80具有一個螺旋狀擴展干線82，該擴展干線具有一系列波紋84。該擴展干線的橫向?qū)挾?6通常不大于該擴展干線的側(cè)向密封表面88、90的寬度的兩倍。在許多應(yīng)用中，該擴展干線的寬度86小于這些側(cè)向密封表面的寬度。該擴展干線82將液壓體的內(nèi)部94和通量墊圈與該電磁閥的一個外部周邊96相連接。當(dāng)該擴展干線82與該殼體10的壓接片12接合時，通常情況下，該擴展干線在其最末端是由該液壓體的傾斜部分14的一個平坦截面形成的。
[0022]該擴展干線82的容積優(yōu)選是電樞36以及閥門構(gòu)件50在其軸向最末端位置之間所排出的一個泵送容積的至少三倍。在計算該泵送容積時，該電樞36由于軸向通道46而被忽略。
[0023]在不能總體消除螺線管外部流體與該通量墊圈18 (通常稱為泵送室)內(nèi)部流體交換的情況下，由于該擴展干線82的多個波紋84，并且由于附加長度以及由此使流體減小成功轉(zhuǎn)彎的難點，流體交換被最小化。在諸位 申請人:的發(fā)明實施例中，該液壓體是由聚合材料和金屬顆粒制成，這些材料和顆?？赡艽嬖谟跐櫥瑒?潤滑劑具有粘附和粘結(jié)到該通量墊圈18上的趨勢)中而不是在該擴展干線的整個長度上行進。由于這些密封表面88和90變寬，在可能引起潤滑劑從該擴展干線中逸出的壓力波動的過程中可防止交叉污染。諸位 申請人:的發(fā)明的又一個優(yōu)點在于這個總的擴展干線被定位遠離該線圈閥柱組件30，因此對于一個固定殼體尺寸中的一個給定的螺線管而言，允許該線圈及繞線筒組件30具有最大軸向和徑向尺寸。這在提供大功率電磁閥而同時保持小的激活電流并且對該電磁閥提供盡可能小的結(jié)構(gòu)而言是決定性的。
[0024]參見圖3，提供了一個替代的優(yōu)選實施例的常高電磁閥107的截面。電磁閥107在一個線圈繞線筒組件130中具有一個外部殼體120。該線圈繞線筒組件130環(huán)繞一個第一鐵磁環(huán)形構(gòu)件122。該第一環(huán)形鐵磁構(gòu)件122通過一個通量扼流圈128而與一個一體的第二鐵磁構(gòu)件126磁性地分隔開。因為該鐵磁環(huán)形構(gòu)件122和126被結(jié)合在一起，所以不需要一個對位管。第二鐵磁構(gòu)件126與一個通量墊圈118是一體的,該通量墊圈具有一個下側(cè)密封表面181。該密封表面181與一個液壓體116所提供的一個接合表面180相鄰。液壓體116具有類似于前述圖1和圖2的螺線管7的擴展干線81的一個擴展干線182。
[0025]圖4提供了一個螺線管207，該螺線管類似于螺線管107，但它是一個具有外部殼體220的常低螺線管，該外部殼體具有一個線圈及繞線筒組件230，該組件包圍一個上部環(huán)形鐵磁構(gòu)件222，該鐵磁構(gòu)件通過一個通量扼流圈228而與一個第二環(huán)形鐵磁構(gòu)件226分隔開，該第二環(huán)形鐵磁構(gòu)件進而與一個通量墊圈218 —體地連接。通量墊圈218提供一個密封表面281，該密封表面與一個液壓體216的一個接觸表面280相接觸，該液壓體具有一個擴展干線282。
[0026]本發(fā)明的說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此，不背離本發(fā)明精髓的多種變體是旨在處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這類變體不得被認為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種浸入式電磁閥，包括: 一個電磁電機，該電磁電機包括一個可滑動地安裝在所述電磁電機內(nèi)并提供一種線性形式運動的電樞； 一個密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件提供一個總體平坦的密封表面； 一個閥門構(gòu)件，該閥門構(gòu)件由于所述電樞的運動而移動；以及一個液壓體，該液壓體包括所述閥門構(gòu)件并且被定位成鄰近所述密封構(gòu)件的密封表面，并且其中所述接合表面具有一個將所述液壓體的內(nèi)部與所述電磁閥的周邊外部相連的螺旋狀波形擴展干道，所述擴展干道具有多個側(cè)向密封表面，這些側(cè)向密封表面具有的寬度至少與所述擴展干道的橫向?qū)挾鹊囊话胍粯哟蟆?br>
2.一種浸入式電磁閥,包括: 一個鐵磁殼體； 一個第一環(huán)形鐵磁構(gòu)件，該第一環(huán)形鐵磁構(gòu)件與所述殼體磁性地相連接； 一個第二鐵磁構(gòu)件，該第二鐵磁構(gòu)件與所述殼體磁性地相連接并且通過一個通量扼流圈與所述第一環(huán)形磁性構(gòu)件軸向地分隔開； 一個線圈，該線圈在徑向上使所述第一環(huán)形鐵磁構(gòu)件、第二環(huán)形鐵磁構(gòu)件與所述殼體并直; 一個電樞，該電樞由所述線圈移動并且被可滑動地安裝以用于在所述第一環(huán)形鐵磁構(gòu)件和第二環(huán)形鐵磁構(gòu)件中運動； 一個密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件提供一個總體平坦的密封表面； 一個閥門構(gòu)件，該閥門構(gòu)件由于所述電樞的運動而移動；以及一個液壓體，該液壓體包括所述閥門構(gòu)件并且被定位為鄰近所述密封構(gòu)件的密封表面，所述液壓體具有與所述密封構(gòu)件的密封表面接合的一個接合表面，并且其中所述接合表面具有一個將所述液壓體的內(nèi)部與所述電磁閥的周邊外部相連的螺旋狀波形擴展干道，所述擴展干道具有多個側(cè)向密封表面，這些側(cè)向密封表面具有的寬度至少與所述擴展干道的橫向?qū)挾鹊囊话胍粯哟蟆?br>
3.一種浸入式電磁閥,包括: 一個鐵磁殼體； 一個與所述殼體磁性地相連接的鐵磁通量管； 一個鐵磁環(huán)形磁極片，該磁極片通過一個空隙與所述通量管軸向地分隔開； 一個通量墊圈，該通量墊圈將所述磁極片與所述殼體磁性地相連接并且與所述極片一體地連接； 一個線圈，該線圈被包裹在一個繞線筒中并且在徑向上使所述通量管和磁極片與所述殼體并直； 一個電樞，該電樞由所述線圈移動并且被可滑動地安裝以用于在所述通量管和所述磁極片中運動； 一個由所述電樞移動的滑閥； 一個聚合液壓體，該聚合液壓體包括與所述通量墊圈相連并且通過所述殼體而連接到所述通量墊圈上的所述液壓體，所述液壓體具有與所述通量墊圈接合的一個接合表面，并且其中所述接合表面具有一個將所述通量墊圈的內(nèi)部與所述電磁閥的周邊外部相連的螺旋狀波形擴展干線，所述擴展干線具有側(cè)向密封表面，該側(cè)向密封表面的寬度至少為所述擴展干線的橫向?qū)挾取?br>
4.如以上權(quán)利要求中任一項所述的電磁閥，其中，所述擴展干線的容積至少比沖程極端處所述電樞和閥門構(gòu)件的泵送容積大三倍。
5.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中所述閥門構(gòu)件是一個滑閥。
6.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中所述殼體是卷邊的以用于將所述液壓體與所述通量墊圈聯(lián)結(jié)。
7.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中所述液壓體具有環(huán)繞所述閥門構(gòu)件的一個套管。
8.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中所述液壓體接合表面是由一種聚合材料提供的。
9.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中所述閥門構(gòu)件是彈簧加載的。
10.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中所述擴展干線的最末端是在該液壓體的一個徑向周邊與所述殼體之間形成的。
11.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中，該第一環(huán)形鐵磁構(gòu)件和該第二環(huán)形鐵磁構(gòu)件被形成為由一個通量扼流圈分隔開的一個單一件。
12.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中該電磁閥是一個常高電磁閥。
13.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥,其中該電磁閥是一個常低電磁閥。
14.如以上權(quán)利要求中的一項或多項所述的電磁閥，其中這些側(cè)向密封表面的寬度是與該擴展干線的寬度一樣大的。
【文檔編號】F16K31/06GK104321576SQ201380027678
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】D·C·米爾斯, G·R·霍姆斯, S·M·韋伯 申請人:博格華納公司