專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制壓力介質(zhì)流的控制閥的閥門(mén)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制閥的技術(shù)領(lǐng)域并按其分類(lèi)涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述
的用于控制壓力介質(zhì)流的控制閥的通過(guò)促動(dòng)器操縱的閥門(mén)件。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)上，換氣閥通過(guò)由曲軸置于旋轉(zhuǎn)中的凸輪軸的凸輪操縱，其中，通過(guò)凸輪 的設(shè)置和形狀可以有針對(duì)性地規(guī)定換氣閥的控制時(shí)間。在熱力學(xué)過(guò)程的背景下事實(shí)證明具 有優(yōu)點(diǎn)的是，內(nèi)燃機(jī)工作期間在取決于實(shí)際工作狀態(tài)如轉(zhuǎn)速或者載荷的情況下對(duì)換氣閥的 控制時(shí)間施加影響，該控制時(shí)間通過(guò)凸輪軸與曲軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置預(yù)先規(guī)定。早已公 知將一般稱(chēng)為"凸輪軸調(diào)節(jié)器"的裝置用于對(duì)凸輪軸與曲軸之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行改變 和固定。 凸輪軸調(diào)節(jié)器通常包括通過(guò)傳動(dòng)輪與曲軸抗扭連接的傳動(dòng)件和固定在凸輪軸上 的從動(dòng)件以及連接在傳動(dòng)件與從動(dòng)件之間的例如液壓的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，其可以將扭矩從傳 動(dòng)件傳遞到從動(dòng)件上并使得傳動(dòng)件與從動(dòng)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置的固定以及調(diào)整成為可 能。 液壓的凸輪軸調(diào)節(jié)器典型地構(gòu)成為軸向活塞調(diào)節(jié)器或者旋轉(zhuǎn)活塞調(diào)節(jié)器。在軸向 活塞調(diào)節(jié)器中，傳動(dòng)件通過(guò)斜嚙合部與活塞嚙合，活塞從它那方面通過(guò)斜嚙合部與從動(dòng)件 嚙合。傳動(dòng)件與從動(dòng)件之間構(gòu)成壓力腔，壓力腔通過(guò)活塞分成兩個(gè)壓力室。在旋轉(zhuǎn)活塞調(diào) 節(jié)器中，以外部轉(zhuǎn)動(dòng)件("定子")方式構(gòu)成的傳動(dòng)件和以?xún)?nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)件("轉(zhuǎn)子")方式構(gòu)成 的從動(dòng)件同心地并彼此可旋轉(zhuǎn)調(diào)整地設(shè)置。在定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙內(nèi)成型壓力腔。在每 個(gè)這種壓力腔內(nèi)延伸與轉(zhuǎn)子連接的葉片，由此每個(gè)壓力腔分成兩個(gè)壓力室。通過(guò)對(duì)各自壓 力腔的壓力室有針對(duì)性加壓，也就是通過(guò)產(chǎn)生關(guān)于各自壓力腔的壓力室對(duì)的壓差，傳動(dòng)件 可以相對(duì)從動(dòng)件回轉(zhuǎn)，從而引起凸輪軸的旋轉(zhuǎn)并因此引起凸輪軸與曲軸之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置 的改變。另一方面，相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置可以通過(guò)對(duì)一個(gè)壓力腔的兩個(gè)壓力室相應(yīng)施加相同的壓 力來(lái)保持。 液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器的控制通過(guò)控制單元進(jìn)行，該控制單元在所檢測(cè)到的內(nèi)燃機(jī)特 性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，控制壓力介質(zhì)向或從單個(gè)壓力室的輸送和排出。壓力介質(zhì)流通過(guò)由控制 單元控制的控制閥(比例閥)調(diào)節(jié)。 用于控制凸輪軸調(diào)節(jié)器的壓力介質(zhì)流的控制閥作為這種控制閥早已公知并例如
在本申請(qǐng)人的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP 1 596 041 A2和德國(guó)公開(kāi)文獻(xiàn)DE 102 39 207 Al中有所
介紹。作為主要部件，它們包括促動(dòng)器，典型的是具有空心圓柱體磁體外殼的電磁鐵，在其
空腔內(nèi)設(shè)置線圈繞組和具有挺桿的可軸向運(yùn)動(dòng)的銜鐵；以及具有空心圓柱體閥門(mén)外殼的液
壓閥門(mén)件，在其空腔內(nèi)容納可軸向移動(dòng)的控制活塞。銜鐵通以電流時(shí)，挺桿作用于閥門(mén)件的
控制活塞，從而該控制活塞可以逆壓簧的壓力軸向移動(dòng)，以便由此調(diào)節(jié)壓力介質(zhì)流。 在一種典型的結(jié)構(gòu)類(lèi)型中，閥門(mén)外殼在其外圓周上設(shè)有多個(gè)軸向相距的環(huán)形槽，
槽內(nèi)各自加工出通入閥門(mén)外殼空腔內(nèi)的徑向孔，這些孔作為壓力接口和工作接口使用?？刂苹钊芤钥招幕钊男问皆O(shè)有一側(cè)敞開(kāi)的空腔，其開(kāi)口作為排出接口使用。如果控制活 塞的空腔開(kāi)口處于遠(yuǎn)離挺桿的末端上，那么它可以構(gòu)成為軸向開(kāi)口。但如果控制活塞的空 腔開(kāi)口處于靠近挺桿的末端上，那么需要其作為徑向開(kāi)口構(gòu)成，以便為挺桿提供在控制活 塞上的足夠作用面。圖4示出這種閥門(mén)件的舉例結(jié)構(gòu)。 據(jù)此，電磁控制閥整體采用100標(biāo)注的閥門(mén)件包括空心圓柱體的閥門(mén)外殼IOI，其 環(huán)繞具有軸向空腔開(kāi)口 121的閥門(mén)外殼空腔103。閥門(mén)外殼空腔103內(nèi)可軸向移動(dòng)地容納 控制活塞102?？刂苹钊?02圖4中的左端面105上作用僅部分示出的挺桿104，其剛性固 定在圖4未示出的電磁鐵的銜鐵上。如果銜鐵被同以電流，那么挺桿在軸向上向閥門(mén)件100 移動(dòng)并與此同時(shí)逆壓簧106的彈簧力移動(dòng)控制活塞102。壓簧106在其一端緊貼在控制活 塞102遠(yuǎn)離挺桿的末端上并為此目的容納在軸向第一環(huán)形槽107內(nèi)。壓簧106在其另一端 支承在閥門(mén)外殼空腔103軸向第二環(huán)形階108垂直于軸向定向的底面109上。
閥門(mén)外殼101在其外圓周上設(shè)有三個(gè)軸向相距的環(huán)形槽，即第一環(huán)形槽124、第二 環(huán)形槽125和第三環(huán)形槽126。在環(huán)形槽內(nèi)，均勻環(huán)繞圓周分布地加工出第一徑向孔110、 第二徑向孔lll以及第三徑向孔112，它們各自通入閥門(mén)外殼空腔103內(nèi)。在所示的軸向 剖面中，環(huán)形槽直接過(guò)渡到徑向孔內(nèi)，從而它們圖示地未與環(huán)形槽進(jìn)行區(qū)別。如通過(guò)箭頭所 示，第一環(huán)形槽124與第一徑向孔110作為第一工作接口 A、第二環(huán)形槽125與第二徑向孔 111作為壓力接口 P以及第三環(huán)形槽126與第三徑向孔112作為第二工作接口 B使用。
控制活塞102以空心活塞的形式構(gòu)成，其中，控制活塞空腔118通過(guò)向閥門(mén)外殼 101的端面109敞開(kāi)的盲孔成型?？刂苹钊?02的外圓周上加工出三個(gè)環(huán)形槽，即第四環(huán)形 槽114、第五環(huán)形槽115和處于第四與第五環(huán)形槽之間的第六環(huán)形槽113。第四環(huán)形槽114 設(shè)有均勻環(huán)繞圓周分布的第四徑向孔116和第五環(huán)形槽115設(shè)有均勻環(huán)繞圓周分布的第五 徑向孔117，其各自通入控制活塞空腔118內(nèi)。此外，控制活塞102在其挺桿側(cè)的端段上設(shè) 有環(huán)繞圓周分布設(shè)置的徑向孔119，其將控制活塞空腔118與雙重縮進(jìn)的軸向的第三環(huán)形 階120導(dǎo)流連接，后者通入閥門(mén)外殼101的空腔開(kāi)口 121內(nèi)?？涨婚_(kāi)口 121作為排出接口 T使用。 與第六環(huán)形槽113鄰接第一環(huán)形接板122和第二環(huán)形接板123，其圓周面這樣成 型，使其在控制活塞102軸向移動(dòng)時(shí)，可以覆蓋或釋放第一和第三徑向孔110、112，以便按 照這種方式通過(guò)開(kāi)口截面的變化調(diào)節(jié)壓力介質(zhì)的通流量。 因此根據(jù)控制活塞102的軸向位置，第一工作接口 A和第二工作接口 B有選擇地 與壓力接口 P或者油箱接口 T導(dǎo)流連接。圖4示出一種情況，其中第一工作接口 A與油箱接 口 T連接，而第二工作接口 B與壓力接口 P連接。如果壓力介質(zhì)(如通過(guò)虛線箭頭所示)流 入控制活塞空腔118內(nèi)，那么徑向向內(nèi)取向的壓力介質(zhì)流轉(zhuǎn)向成向著控制活塞空腔118挺 桿側(cè)末端取向的軸向壓力介質(zhì)流，該壓力介質(zhì)流基本上在控制活塞空腔118的中心流動(dòng)。 隨后軸向壓力介質(zhì)流轉(zhuǎn)向成徑向向外取向的壓力介質(zhì)流，被排出至排出接口 T內(nèi)。在這種 情況下強(qiáng)行通過(guò)軸向壓力介質(zhì)流的轉(zhuǎn)向在控制活塞空腔118的端面上產(chǎn)生沖擊壓力，沖擊 壓力使控制活塞102沿與壓簧106的彈簧力同向的方向上被加載(圖4中向左)。此外在 軸向壓力介質(zhì)流轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生渦流。后果是這種效應(yīng)首先在控制活塞102的中心導(dǎo)致壓力失 衡，其對(duì)控制活塞102所要求的軸向移動(dòng)產(chǎn)生不希望的力曲線。此外，由電磁鐵操縱的挺桿 104必須使控制活塞102抵抗更高的阻力移動(dòng)，從而電磁鐵必須足夠堅(jiān)固地構(gòu)成，以承受住為此所需的更高電流強(qiáng)度時(shí)倍增產(chǎn)生的熱量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種用于調(diào)節(jié)壓力介質(zhì)流的電磁控制閥的閥門(mén)件， 通過(guò)其可以避免上述伴隨軸向壓力介質(zhì)流轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的缺點(diǎn)。 該目的和其他目的按照本發(fā)明的建議，通過(guò)一種具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征、用 于對(duì)特別是內(nèi)燃機(jī)液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器的壓力介質(zhì)流進(jìn)行控制的控制閥的閥門(mén)件得以實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明的具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)造方式通過(guò)從屬權(quán)利要求的特征給出。 依據(jù)本發(fā)明，介紹一種用于控制壓力介質(zhì)流的控制閥(液壓閥)的閥門(mén)件，控制閥 特別是用于對(duì)液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器的壓力介質(zhì)流進(jìn)行控制。 閥門(mén)件包括(空心)圓柱體閥門(mén)外殼，其具有軸向上(與閥門(mén)縱向或圓柱體軸線 相關(guān))延伸的第一圓柱體外殼段。第一圓柱體外殼段包括閥門(mén)外殼空腔。閥門(mén)外殼可以附 加包括垂直于軸向延伸的第一圓柱體底部段。在該實(shí)施方式中，第一圓柱體外殼段和第一 圓柱體底部段共同界定一側(cè)敞開(kāi)的閥門(mén)外殼空腔。第一圓柱體外殼段設(shè)有第一 (徑向)工 作接口 (A)，其例如能以環(huán)形槽的方式構(gòu)成，環(huán)形槽具有通入閥門(mén)外殼空腔內(nèi)的加工出的徑 向孔。第一工作接口 (A)例如設(shè)置用于與液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器一個(gè)壓力腔的兩個(gè)壓力室中的 一個(gè)連接。第一圓柱體外殼段此外設(shè)有(徑向)第二工作接口 (B)，其例如能以環(huán)形槽的方 式構(gòu)成，環(huán)形槽具有通入閥門(mén)外殼空腔內(nèi)加工出的徑向孔。第二工作接口 (B)例如設(shè)置用 于與液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器一個(gè)壓力腔的兩個(gè)壓力室的另一個(gè)連接。此外，第一圓柱體外殼段 設(shè)有(徑向)壓力接口 (P)，其例如能以環(huán)形槽的方式構(gòu)成，環(huán)形槽具有通入閥門(mén)外殼空腔 內(nèi)加工出的徑向孔。壓力接口 (P)例如設(shè)置用于與壓力介質(zhì)泵連接。第一工作接口 (A)、第 二工作接口 (B)和壓力接口 (P)各自通入閥門(mén)外殼空腔內(nèi)。 閥門(mén)件此外包括可軸向移動(dòng)地容納在閥門(mén)外殼空腔內(nèi)的圓柱體控制活塞，控制活 塞具有軸向上延伸的第二圓柱體外殼段和垂直于軸向延伸的第二圓柱體底部段。第二圓柱 體外殼段和第二圓柱體底部段共同界定控制活塞空腔。該控制活塞空腔例如可以一側(cè)敞 開(kāi)，但從接口所見(jiàn)封閉地實(shí)施。第二圓柱體外殼段以與第二圓柱體底部段相鄰的方式設(shè)有 通入控制活塞空腔內(nèi)用于與壓力油箱連接的排出接口 (T)。 控制活塞借助相應(yīng)的控制段這樣構(gòu)成，使兩個(gè)工作接口 (A、 B)通過(guò)控制活塞的軸 向移動(dòng)有選擇地可與壓力接口 (P)和排出接口 (T)導(dǎo)流連接。這樣第一工作接口 (A)可與 壓力接口 (P)導(dǎo)流連接，而第二工作接口 (B)與排出接口 (T)導(dǎo)流連接。同樣第二工作接 口 (B)可與壓力接口 (P)導(dǎo)流連接，而第一工作接口 (A)則與排出接口 (T)導(dǎo)流連接。按 照這種方式，凸輪軸調(diào)節(jié)器一個(gè)壓力腔的兩個(gè)壓力室中的一個(gè)可以通過(guò)工作接口與壓力介 質(zhì)泵連接，而壓力腔的另一個(gè)壓力室則通過(guò)另一個(gè)工作接口與排出接口和所連接的壓力油 箱連接，從而傳動(dòng)件和從動(dòng)件可以液壓扭轉(zhuǎn)?？刂苹钊瑯涌梢苑忾]兩個(gè)工作接口 (A、B)， 從而可以液壓夾緊傳動(dòng)件與從動(dòng)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置。 依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件的主要特征在于，控制活塞的第二圓柱體外殼段內(nèi)所設(shè)置的 排出接口 (T)包括至少一個(gè)通入控制活塞空腔內(nèi)的斜口 (具有例如圓形或者矩形的開(kāi)口截 面)，其壁方向采取相對(duì)軸向小于90。(且大于0。)的角度(與向著第二圓柱體底部段的 取向軸向相關(guān))。具有優(yōu)點(diǎn)的是，斜口的壁方向采取相對(duì)軸向在20。至60°范圍內(nèi)、例如
630°的角度。 如果壓力介質(zhì)軸向上向控制活塞的第二圓柱體底部段流動(dòng)，那么由此可以具有優(yōu) 點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)降低壓力介質(zhì)流的沖擊壓力并減少渦流形成。 在依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件一種特別具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)成中，控制活塞的第二圓柱體底部 段設(shè)有凸起到控制活塞空腔內(nèi)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(例如以錐體或者楔體的形式)，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)具有 至少一個(gè)導(dǎo)流面，其將流動(dòng)的軸向壓力介質(zhì)流導(dǎo)向徑向排出接口 (T)的至少一個(gè)斜口方 向。在這種情況下特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，至少一個(gè)導(dǎo)流面過(guò)渡到控制活塞排出接口 (T)的至 少一個(gè)斜口內(nèi)，其中，特別是至少一個(gè)導(dǎo)流面和至少一個(gè)斜口以相對(duì)軸向相同的角度取向。
如果壓力介質(zhì)在軸向上向控制活塞的第二圓柱體底部段流動(dòng)，那么由此可以具有 優(yōu)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低壓力介質(zhì)流的沖擊壓力并更強(qiáng)地減少渦流形成。
在依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件另一種特別具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)造方式中，控制活塞空腔至少部 分以向著控制活塞的第二圓柱體底部段取向的噴嘴形式成型。噴嘴在這種情況下具有優(yōu)點(diǎn) 地具有向控制活塞的第二圓柱體底部段變細(xì)的截錐形狀。噴嘴具有優(yōu)點(diǎn)地由此成型，使控 制活塞的第二圓柱體外殼段的內(nèi)圓周面上成型有凸起到控制活塞空腔內(nèi)的噴嘴結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明此外涉及一種用于壓力介質(zhì)控制的控制閥，特別是用于內(nèi)燃機(jī)的液壓凸輪 軸調(diào)節(jié)器，該控制閥包括如上所述的閥門(mén)件和特別是電磁鐵形式的促動(dòng)器。促動(dòng)器包括例 如挺桿形式的調(diào)節(jié)元件，其與閥門(mén)件的控制活塞這樣作用連接，使控制活塞可以逆壓簧的 彈簧力軸向移動(dòng)。 本發(fā)明此外涉及一種具有如上所述控制閥的液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器。
現(xiàn)借助實(shí)施例參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。相同或作用相同的部件在附圖中 采用相同的附圖符號(hào)標(biāo)注。其中 圖1示出與依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件第一實(shí)施例相應(yīng)的閥門(mén)件的軸向剖面圖； 圖2A-2D示出與依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件第二實(shí)施例相應(yīng)的控制活塞的透視圖以及
多個(gè)剖面圖； 圖3示出與依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件第三實(shí)施例相應(yīng)的閥門(mén)件的軸向剖面圖；
圖4示出電磁控制閥現(xiàn)有技術(shù)中所公開(kāi)的類(lèi)屬的閥門(mén)件的軸向剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖4所示電磁控制閥依據(jù)分類(lèi)的傳統(tǒng)閥門(mén)件在說(shuō)明書(shū)導(dǎo)言中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)介 紹，因此在這里不再進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1至3示出內(nèi)燃機(jī)凸輪軸調(diào)節(jié)器的電磁控制閥的依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件的實(shí)施 例。 首先觀察圖1，其中以軸向剖面圖示出依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件的第一實(shí)施例。特別是 用于內(nèi)燃機(jī)的液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器的壓力介質(zhì)調(diào)節(jié)的電磁控制閥整體上采用附圖符號(hào)1標(biāo) 注的閥門(mén)件1包括基本上空心圓柱體的閥門(mén)外殼2，其具有設(shè)置在軸向(平行于圓柱體軸線 34)上的第一圓柱體外殼段35和作為端段垂直于圓柱體軸線34延伸的第一圓柱體底部段 36。第一圓柱體外殼段35和第一圓柱體底部段36環(huán)繞具有軸向空腔開(kāi)口 22的一面敞開(kāi)
7的閥門(mén)外殼空腔4。 與圓柱體軸線34同軸，閥門(mén)外殼空腔4內(nèi)可軸向移動(dòng)地容納基本上空心圓柱體的 控制活塞3。以空心活塞形式構(gòu)成的控制活塞3包括設(shè)置在軸向(平行于圓柱體軸線34) 上的第二圓柱體外殼段37和作為端段的第二圓柱體底部段25，其垂直于圓柱體軸線34延 伸。第二圓柱體外殼段37和第二圓柱體底部段25環(huán)繞一側(cè)敞開(kāi)的控制活塞空腔19，控制 活塞空腔19具有圖1中未詳細(xì)示出的向著在閥門(mén)外殼2的第一圓柱體底部段36那側(cè)的軸 向空腔開(kāi)口。 在控制活塞3的第二圓柱體底部段25的圖1中的左端面6上，作用一個(gè)僅部分示 出的挺桿5，挺桿5剛性固定在圖1中未示出的電磁鐵(電磁促動(dòng)器)的銜鐵上。如果給 銜鐵通電流，那么挺桿5軸向上向閥門(mén)件1移動(dòng)并與此同時(shí)軸向逆壓簧7的彈簧力移動(dòng)控 制活塞3。壓簧7為此目的其一端緊貼在控制活塞3遠(yuǎn)離挺桿的末端上并容納在控制活塞 3徑向擴(kuò)展的軸向第一環(huán)形階8內(nèi)。壓簧7的另一端容納在閥門(mén)外殼空腔4的軸向第二環(huán) 形階9內(nèi)并支承在閥門(mén)外殼2第一圓柱體底部段36垂直于軸向40取向的底面10上。壓 簧7在這里例如構(gòu)成為螺旋彈簧，但也可以是其他任何適用類(lèi)型的彈簧。如果銜鐵不被通 電流，從而挺桿5不被電磁鐵操縱，那么壓簧7將控制活塞3復(fù)位(圖1中向左)。
在閥門(mén)外殼2第一圓柱體外殼段35的第一外殼面30內(nèi)加工出三個(gè)軸向彼此相距 的環(huán)繞環(huán)形槽，即第一環(huán)形槽31、第二環(huán)形槽32和第三環(huán)形槽33。在第一環(huán)形槽31內(nèi)，均 勻環(huán)繞圓周分布地加工出第一徑向孔ll。同樣在第二環(huán)形槽32內(nèi)，均勻環(huán)繞圓周分布地加 工出第二徑向孔12，并在第三環(huán)形槽33內(nèi)，均勻環(huán)繞圓周分布地加工出第三徑向孔13。第 一、第二和第三徑向孔各自通入閥門(mén)外殼空腔4內(nèi)。在圖l所示的軸向剖面中，環(huán)形槽各自 直接過(guò)渡到徑向孔內(nèi)，從而看不出環(huán)形槽與徑向孔之間的圖示的區(qū)別。
如通過(guò)箭頭所示，第一環(huán)形槽31與第一徑向孔11作為第一工作接口 A、第二環(huán)形 槽32與第二徑向孔12作為壓力接口 P和第三環(huán)形槽33與第三徑向孔13作為第二工作接 口B使用。 在控制活塞3的第二圓柱體外殼段37的第二外殼面38內(nèi)加工出三個(gè)軸向彼此相 距的環(huán)繞環(huán)形槽，即第四環(huán)形槽14、第五環(huán)形槽15和處于第四與第五環(huán)形槽之間的第六環(huán) 形槽16。在第四環(huán)形槽14內(nèi)，均勻環(huán)繞圓周分布地加工出第四徑向孔17，其各自通入控制 活塞空腔19內(nèi)。同樣在第五環(huán)形槽15內(nèi)，均勻環(huán)繞圓周分布地加工出第五徑向孔18，其各 自通入控制活塞空腔19內(nèi)。第六環(huán)形槽16根據(jù)控制活塞3的位置作為用于對(duì)第一徑向孔 11與第二徑向孔12或第三徑向孔13與第二徑向孔12進(jìn)行連接的壓力介質(zhì)通道使用。
在控制活塞3的第二圓柱體外殼段37內(nèi)，在第五環(huán)形槽15的挺桿側(cè)，與控制活塞 3的第二圓柱體底部段25相鄰地，成型有通入控制活塞空腔19內(nèi)的圓形斜口 20(斜孔)。 通過(guò)斜口 20，控制活塞空腔19向控制活塞3的外側(cè)敞開(kāi)，其中，斜口 20例如作為排出接口 T使用。 在圖1所示的接口設(shè)置中，通過(guò)第四、第五和第六環(huán)形槽14至16以及在第四環(huán)形 槽14內(nèi)加工出的第四徑向孔17和在第五環(huán)形槽15內(nèi)加工出的第五徑向孔18，根據(jù)控制 活塞3的軸向位置，第一工作接口 A和第二工作接口 B有選擇地與壓力接口 P或者油箱接 口 T導(dǎo)流連接或者斷開(kāi)。圖1示出控制活塞3的一個(gè)位置，在該位置上第一工作接口 A與 油箱接口 T且第二工作接口 B與壓力接口 P導(dǎo)流連接。如果控制活塞3通過(guò)挺桿5的作用進(jìn)一步在軸向上逆壓簧7的彈簧力移動(dòng)(圖1中向右)，那么第二工作接口 B與油箱接口 T 且第一工作接口 A與壓力接口 P導(dǎo)流連接?？刂苹钊?同樣可以進(jìn)入處于中間的位置上， 在該位置上兩個(gè)工作接口 A、B都不與壓力接口 P或者油箱接口 T導(dǎo)流連接。
與第六環(huán)形槽16相鄰成型第一環(huán)形接板23和第二環(huán)形接板24，它們特別是用于 在閥門(mén)外殼2內(nèi)部軸向引導(dǎo)控制活塞3。兩個(gè)環(huán)形接板23、24的圓周面以如下方式成型，使 其在控制活塞3軸向移動(dòng)時(shí)可以密封覆蓋或釋放第一徑向孔11或第三徑向孔13，以便按照 這種方式通過(guò)開(kāi)口截面的改變調(diào)節(jié)壓力介質(zhì)(例如油)的通流量。第一徑向孔ll或第三 徑向孔13開(kāi)口截面的調(diào)整通過(guò)兩個(gè)環(huán)形接板23、24的控制邊進(jìn)行，即環(huán)形接板23的遠(yuǎn)離 挺桿的第一控制邊26和靠近挺桿的第二控制邊27以及第二環(huán)形接板24的遠(yuǎn)離挺桿的第 三控制邊28和靠近挺桿的第四控制邊29。 控制活塞3的第二圓柱體外殼段37內(nèi)的圓形斜口 20傾斜于控制活塞3通過(guò)圓柱 體軸線34預(yù)先規(guī)定的軸向40分布。確切地說(shuō)，成型斜口 20的斜口壁39的壁方向41傾斜 于軸向40，其中，壁方向41采取相對(duì)軸向40大于0。且小于90°的角度e。在圖l的實(shí) 施例中，角度9與向著挺桿5或控制活塞3的第二圓柱體底部段25取向的軸向40相關(guān)地 給出。角度9最好處于20°到60°之間的角度范圍內(nèi)并在該實(shí)施例中約為30。。
此外在圖1的實(shí)施例中，控制活塞3的第二圓柱體底部段25錐形地構(gòu)成，其中，錐 體42向控制活塞3的遠(yuǎn)離挺桿的一側(cè)凸起到控制活塞空腔19內(nèi)。錐體42通過(guò)錐形面43 界定，該錐形面在軸向剖面中齊平和直線過(guò)渡到斜口 20內(nèi)，其中，錐形面43和斜口 20的壁 方向41在軸向剖面中采取相對(duì)軸向40相同的角度。 在控制活塞3的圖1所示第一工作接口 A與油箱接口 T導(dǎo)流連接的位置上，壓力 介質(zhì)可以通過(guò)第一徑向孔11和第四徑向孔17流入控制活塞空腔19內(nèi)。徑向向內(nèi)取向的 壓力介質(zhì)流轉(zhuǎn)向成對(duì)著第二圓柱體底部段25的取向的軸向壓力介質(zhì)流，其基本上在控制 活塞空腔19的中心流動(dòng)。 軸向壓力介質(zhì)流擊中錐體42的錐形面43并由作為導(dǎo)流面作用的楔形面43轉(zhuǎn)向 斜口20，其中，與傳統(tǒng)的(垂直于軸向)導(dǎo)流面相比能以具有優(yōu)點(diǎn)的方式降低沖擊壓力并減 少渦流形成。 現(xiàn)在參照?qǐng)D2A-2D和圖3，圖中示出凸輪軸調(diào)節(jié)器電磁控制閥依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén) 件其他實(shí)施例。為避免不必要的重復(fù)，僅介紹與圖l所示依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件第一實(shí)施例 各自不同之處。其余部分參閱上面圖l第一實(shí)施例的實(shí)施方式。 首先觀察圖2A-2D，其中示出電磁控制閥依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件第二實(shí)施例控制活 塞的一個(gè)透視圖和多個(gè)剖面圖。在圖2A-2D中未示出的是，控制活塞可軸向移動(dòng)地容納在 圖l所示的閥門(mén)外殼內(nèi)。 特別是如從圖2A可以看到的那樣，控制活塞3在第五環(huán)形槽15的挺桿側(cè)與控制 活塞3的第二圓柱體底部段25相鄰設(shè)有兩個(gè)斷開(kāi)圓柱體外殼段37的壁的、在俯視圖中基 本上矩形的斜口 44。斜口 44各自通入控制活塞空腔19內(nèi)，由此控制活塞空腔19與控制活 塞3的外側(cè)導(dǎo)流連接。斜口 44作為排出接口 T使用。 在圖2的實(shí)施例中，控制活塞3的第二圓柱體底部段25楔形構(gòu)成，其中，楔體46 向控制活塞3遠(yuǎn)離挺桿的側(cè)上凸起到控制活塞空腔19內(nèi)。楔體46在控制活塞空腔19內(nèi) 成型兩個(gè)楔形面45，它們各自過(guò)渡到斜口 44內(nèi)，從而斜口 44挺桿側(cè)的壁段為楔形面45的
9一部分。斜口44的挺桿側(cè)壁段的壁方向47或楔形面45傾斜于軸向40取向，其中，角度e
與向著挺桿5或向著控制活塞3的第二圓柱體底部段25的取向的軸向40相關(guān)地給出。角
度9最好處于20°到60°之間的角度范圍內(nèi)并在該實(shí)施例中約為30° 。 如果軸向壓力介質(zhì)流擊中楔形面45，那么該壓力介質(zhì)流通過(guò)作為導(dǎo)流面作用的楔
形面45轉(zhuǎn)向斜口 44，其中，與傳統(tǒng)的垂直于軸向的導(dǎo)流面相比在此能以具有優(yōu)點(diǎn)的方式降
低沖擊壓力并減少渦流形成。 現(xiàn)在觀察圖3，其中示出與電磁控制閥依據(jù)本發(fā)明的閥門(mén)件第三實(shí)施例相應(yīng)的閥 門(mén)件的軸向剖面圖。 圖3所示的閥門(mén)件與圖l所示的閥門(mén)件區(qū)別如下，控制活塞空腔19內(nèi)成型有向著 第二圓柱體底部段25取向的噴嘴。為此目的在第二圓柱體外殼段37的空腔側(cè)在第二圓柱 體外殼段37的內(nèi)圓周面51上環(huán)繞成型收縮控制活塞空腔19的噴嘴結(jié)構(gòu)48。噴嘴結(jié)構(gòu)48 在限定最窄噴嘴直徑的噴嘴邊52的兩側(cè)具有第一噴嘴面48和第二噴嘴面49。第一噴嘴面 48將控制活塞空腔19向第二圓柱體底部段25的方向上截錐形變細(xì)直至噴嘴邊52。第二 噴嘴面50在軸向剖面中直線過(guò)渡到圓形斜口 20內(nèi)，其中，第二噴嘴面50和斜口 20的壁在 軸向剖面上采取相對(duì)軸向40相同的角度。在其最窄的部位噴嘴邊52上，噴嘴結(jié)構(gòu)48將控 制活塞空腔19的直徑從尺寸A收縮到尺寸D2 (D2 < D》。 如果軸向壓力介質(zhì)流進(jìn)入由噴嘴結(jié)構(gòu)48成型的噴嘴內(nèi)，那么流動(dòng)速度通過(guò)噴嘴 作用得到提高。如果加速的軸向壓力介質(zhì)流擊中錐體42的錐形面43，那么該壓力介質(zhì)流 通過(guò)作為導(dǎo)流面作用的楔形面43和作為導(dǎo)流面作用的第二噴嘴面50轉(zhuǎn)向圓形斜口 20，其 中，與傳統(tǒng)方式的垂直于軸向的導(dǎo)流面相比在此能以具有優(yōu)點(diǎn)的方式降低沖擊壓力和特別 是能夠通過(guò)提高流動(dòng)速度避免渦流形成。 雖然在這些實(shí)施例中介紹的是移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中控制活塞2通過(guò)借助電磁鐵操縱的
挺桿5移動(dòng)，但為操縱挺桿5同樣可以設(shè)置其他促動(dòng)器，例如像伺服電動(dòng)機(jī)。此外，取代由
錐體42和楔體46形成的導(dǎo)流面，也可以設(shè)置其他適當(dāng)成型的導(dǎo)流面。 雖然閥門(mén)件和所屬的控制閥以用于內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸調(diào)節(jié)器的壓力介質(zhì)流控制的
應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明，但閥門(mén)件或控制閥同樣可以用于控制其他裝置上的壓力介質(zhì)流。附圖符號(hào)列表
1閥門(mén)件2閥門(mén)外殼3控制活塞4閥門(mén)外殼空腔5挺桿6端面7壓簧8第一環(huán)形階9第二環(huán)形階10底面11第一徑向孔12第二徑向孔
13第三徑向孔14第四環(huán)形槽15第五環(huán)形槽16第六環(huán)形槽17第四徑向孔18第五徑向孔19控制活塞空腔20圓形斜口21第三環(huán)形階22空腔開(kāi)口23第一環(huán)形接板24第二環(huán)形接板25第二圓柱體底部段26第一控制邊27第二控制邊28第三控制邊29第四控制邊30第一外殼面31第一環(huán)形槽32第二環(huán)形槽33第三環(huán)形槽34圓柱體軸線35第一圓柱體外殼段36第一圓柱體底部段37第二圓柱體外殼段38第二外殼面39斜口壁40軸向41壁方向42錐體43錐形面44矩形斜口45楔形面46楔體47壁方向48噴嘴結(jié)構(gòu)49第一噴嘴面50第二噴嘴面51內(nèi)圓周面
100閥門(mén)件101閥門(mén)外殼102控制活塞103閥門(mén)外殼空腔104挺桿105端面106壓簧107第一環(huán)形階108第二環(huán)形階109底面110第一徑向孔111第二徑向孔112第三徑向孔113第六環(huán)形槽114第四環(huán)形槽115第五環(huán)形槽116第四徑向孔117第五徑向孔118控制活塞空腔119第六徑向孔120第三環(huán)形階121空腔開(kāi)口122第一環(huán)形接板123第二環(huán)形接板124第一環(huán)形槽125第二環(huán)形槽126第三環(huán)形槽
權(quán)利要求
用于控制壓力介質(zhì)流的控制閥的閥門(mén)件(1)，所述閥門(mén)件(1)包括圓柱體閥門(mén)外殼(2)，所述閥門(mén)外殼(2)具有包括閥門(mén)外殼空腔(4)的在軸向(40)上延伸的第一圓柱體外殼段(35)，其中，所述第一圓柱體外殼段(35)設(shè)有各自通入所述閥門(mén)外殼空腔(4)內(nèi)的第一工作接口(A)、第二工作接口(B)和壓力接口(P)；和能夠軸向移動(dòng)地容納在所述閥門(mén)外殼空腔(4)內(nèi)的圓柱體控制活塞(3)，所述控制活塞(3)具有在軸向(40)上延伸的第二圓柱體外殼段(37)和垂直于所述軸向(40)延伸的第二圓柱體底部段(25)，所述第二圓柱體外殼段(37)和所述第二圓柱體底部段(25)至少部分界定控制活塞空腔(19)，其中，所述第二圓柱體外殼段(37)以與所述第二圓柱體底部段(25)相鄰的方式設(shè)有通入所述控制活塞空腔(19)內(nèi)的排出接口(T)，并且其中，所述控制活塞(3)以下述方式構(gòu)成，即所述工作接口(A、B)通過(guò)所述控制活塞(3)的軸向移動(dòng)能有選擇地與所述壓力接口(P)和所述排出接口(T)導(dǎo)流地連接，其特征在于，所述控制活塞(3)的所述排出接口(T)包括至少一個(gè)斜口(20、44)，所述至少一個(gè)斜口(20、44)的壁方向(41、47)采取相對(duì)于所述軸向(40)小于90°的角度(θ)。
2. 按權(quán)利要求l所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述至少一個(gè)斜口 (20、44)的所述壁方向 (41、47)采取相對(duì)于所述軸向(40)在20°至60°的角度范圍內(nèi)、例如30。的角度(9 )。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述控制活塞(3)的所述排出接口 (T)的所述至少一個(gè)斜口 (20)具有圓形開(kāi)口截面。
4. 按權(quán)利要求1或2所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述控制活塞(3)的所述排出接口 (T)的所述至少一個(gè)斜口 (44)具有矩形開(kāi)口截面。
5. 按權(quán)利要求1至4之一所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述控制活塞(3)的所述第二圓 柱體底部段(25)設(shè)有凸起到所述控制活塞空腔(19)內(nèi)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(42、46)，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu) (42、46)具有至少一個(gè)導(dǎo)流面(43、45)，所述至少一個(gè)導(dǎo)流面(43、45)將流動(dòng)的壓力介質(zhì)流 導(dǎo)向向著所述排出接口 (T)的所述至少一個(gè)斜口 (20、44)的方向。
6. 按權(quán)利要求5所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述至少一個(gè)導(dǎo)流面(43、45)過(guò)渡到所述 控制活塞(3)的所述排出接口 (T)的所述至少一個(gè)斜口 (20、44)內(nèi)。
7. 按權(quán)利要求6所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述至少一個(gè)導(dǎo)流面(43、45)和所述至少 一個(gè)斜口 (20、44)以相對(duì)于所述軸向(40)相同的角度取向。
8. 按權(quán)利要求5至7之一所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)以錐體(42)的形 式構(gòu)成。
9. 按權(quán)利要求5至7之一所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)以楔體(46)的形 式構(gòu)成。
10. 按權(quán)利要求1至9之一所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述控制活塞空腔(19)至少部 分以向著所述控制活塞(3)的所述第二圓柱體底部段(25)取向的噴嘴的形式成型。
11. 按權(quán)利要求10所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述噴嘴具有向所述控制活塞(3)的所 述第二圓柱體底部段(25)變細(xì)的截錐形狀。
12. 按權(quán)利要求10或11所述的閥門(mén)件，其特征在于，在所述控制活塞(3)的第二圓 柱體外殼段(37)的內(nèi)圓周面(51)上成型有凸起到所述控制活塞空腔(19)內(nèi)的噴嘴結(jié)構(gòu) (48)。
13. 按權(quán)利要求l所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述閥門(mén)外殼(2)具有垂直于所述軸向(40)延伸的第一圓柱體底部段(36)，其中，所述第一圓柱體底部段(36)和所述第一圓柱體 外殼段(35)界定一側(cè)敞開(kāi)的閥門(mén)外殼空腔(4)。
14. 按權(quán)利要求l所述的閥門(mén)件，其特征在于，所述第二圓柱體外殼段(37)和所述第二 圓柱體底部段(25)界定一側(cè)敞開(kāi)的控制活塞空腔(19)。
15. 控制閥，所述控制閥包括促動(dòng)器和按權(quán)利要求1至12之一所述的由所述促動(dòng)器操 縱的閥門(mén)件。
16. 凸輪軸調(diào)節(jié)器，具有按權(quán)利要求13所述的控制閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制壓力介質(zhì)流的控制閥的閥門(mén)件，閥門(mén)件包括圓柱體的閥門(mén)外殼(2)，閥門(mén)外殼(2)具有在軸向上延伸的第一圓柱體外殼段(35)和垂直于軸向延伸的第一圓柱體底部段，第一圓柱體外殼段(35)和第一圓柱體底部段界定一側(cè)敞開(kāi)的閥門(mén)外殼空腔(4)，其中，第一圓柱體外殼段設(shè)有各自通入閥門(mén)外殼空腔內(nèi)的第一工作接口(A)、第二工作接口(B)和壓力接口(P)；以及閥門(mén)件包括可軸向移動(dòng)地容納在閥門(mén)外殼空腔內(nèi)的圓柱體控制活塞(3)，控制活塞(3)具有在軸向上延伸的第二圓柱體外殼段和垂直于軸向延伸的第二圓柱體底部段，第二圓柱體外殼段和第二圓柱體底部段界定一側(cè)敞開(kāi)的控制活塞空腔，其中，第二圓柱體外殼段以與第二圓柱體底部段相鄰的方式設(shè)有通入控制活塞空腔內(nèi)的徑向排出接口(T)，以及其中控制活塞以下述方式構(gòu)成，使工作接口通過(guò)控制活塞的軸向移動(dòng)能有選擇地與壓力接口和排出接口導(dǎo)流連接。閥門(mén)件的特征在于，控制活塞的排出接口包括至少一個(gè)斜口，其壁方向采取相對(duì)軸向小于90°的角度。
文檔編號(hào)F16K11/07GK101755154SQ200880025034
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者約翰·施塔爾曼 申請(qǐng)人:謝夫勒兩合公司