磁閥的磁芯以及磁閥的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種磁閥的磁芯以及一種具有這樣的磁芯的磁閥，所述磁芯在磁線圈（12）的芯引導管（22）中以軸向可移動的方式被引導并且在與通流口（31）相對置的第一端側（44）上與密封系統共同作用，使得所述通流口（31）在第一極限位置中被關閉并且在第二極限位置被開啟。所述磁芯與填充有介質，特別是高粘度的介質的閥腔流體連接。從與第一端側相反的第二端側（86）開始，沿著所述磁芯的圓周，特別是在縱向中軸線（L）的方向上伸展的多個縱向槽（88’）朝向第一端側的方向延伸，其中所述縱向槽（88’）具有至少為磁芯直徑（D）的25%的深度（t1，t2）。
【專利說明】磁閥的磁芯以及磁閥【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種磁閥的磁芯，所述磁芯在磁線圈的芯引導管中以軸向可移動的方式被引導并且在與通流口相對置的第一端側上與密封系統共同作用，使得通流口在第一極限位置上被關閉并且在第二極限位置上被開啟，其中所述磁芯與由介質特別是高粘度的介質填充的閥腔連接。除此之外本發明涉及一種磁閥，特別是油燃燒器-磁閥。
【背景技術】
[0002]與高粘度的液體結合使用的特別是與油燃燒器結合使用的磁閥經受高的要求。通常的條件是在粘度為大約75厘斯的油中在30巴范圍中的介質壓力和大約165° C的線圈溫度。
[0003]由于30巴的壓力，不能夠使用介質分離的閥，也就是說具有膜的閥。但是這意味著，閥腔填充有介質并且磁芯由油在周圍沖刷，在所述閥腔中磁芯在閥接通時運動。在接通過程期間，如果磁芯被牽拉，那么該磁芯必須將油推擠閥腔，所述閥腔位于磁芯的背側上。但是高粘度的介質阻礙磁芯的運動，以至于運動被阻滯。介質必須能夠在牽拉磁芯時在側面經過磁芯流出到閥腔的另一個部段中。
[0004]在交流電磁鐵中電壓峰值和電壓谷值交替導致這種情況加劇。如果磁芯在接通過程中盡管磁線圈已接通但沒有被快速地牽拉，以至于工作間隙沒有被關閉，那么磁芯由于線圈電流而劇烈上升。這會導致線圈燒斷。
[0005]為了在油環境中實現磁芯的改善的運動性，從DE4343118A中已知，磁芯配備有縱向槽，所述縱向槽在接通過程中使得來自于閥腔的一個部段的油更好地流到閥腔的另一個部段中。但是在這里產生如下問題，即因為引入縱向槽，磁性的材料從磁芯中被去除，這削弱了磁閥的磁力。因此在現有技術中已知如下磁芯，所述磁芯具有少量的槽，所述槽也不是很深，以便不損失太多的磁性材料。
[0006]對于磁芯的構成，在DE102010024585A中描述了另一個解決方案。在這里應將在線圈中產生的熱量傳輸到油上，以便降低其粘度。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是，實現一種用于磁閥的磁芯，所述磁芯允許在粘稠的液體中進行容易的運動，并且所述磁芯的出色之處在于高的磁力。
[0008]這在之前提到類型的磁芯中通過如下方式實現，即從與第一端側相反置的第二端側開始，沿著磁芯的圓周，特別是在縱向中軸線的方向上伸展的多個縱向槽，在朝向第一端側的方向上延伸，并且縱向槽至少具有為磁芯直徑的25%的深度。
[0009]令人感到意外的是，在實驗中已經明確地發現，多個非常深的槽完全不降低或者僅輕微地降低地磁力。大量的具有大的深度的槽的效果能夠通過有效地減少有害的渦流來解釋，這補償了磁力的降低。
[0010]本發明的優選 的實施方式提出，槽的優選不變的寬度最多為磁芯的直徑的10%。一般而言在磁芯的圓周上存在這樣多的槽，使得槽寬的總和在磁芯的圓周長度的15%和25%之間。
[0011]除此之外優選應設置至少六個槽，優選至少八個槽。
[0012]優選磁芯具有第一和第二縱向槽，其中所述第一縱向槽與第二縱向槽相比具有更大的深度。通過槽深度的這種變化，優化了對磁力和橫截面積的調整。
[0013]第二縱向槽應與兩個第一縱向槽相鄰，其中也可能的是，多個第一或第二縱向槽彼此鄰接地設置，然后所述多個第一或第二縱向槽再與第二或第一縱向槽相鄰。但是優選的實施方式是，第一和第二縱向槽在圓周方向上交替。
[0014]此外已經證實的作為有利因素的是，縱向槽的深度朝向第一端側減小。在這個區域中在磁閥中在磁芯的側面上已經鄰接閥腔，以至于在所述磁芯的背側上存在的、待向前推擠的液體能夠徑向地從槽中離開。
[0015]磁芯能夠在靠近所述第一端側處具有環繞的收縮部以用于容納彈簧，所述彈簧在一個方向上加載磁芯。
[0016]在從收縮部到第一端側的過渡部上，應構成有肩部作為用于彈簧在磁芯上的接觸面。
[0017]縱向槽能夠在軸向上在到達第一端側之前終止，特別是在收縮部的區域中終止。收縮部特別是應具有比槽更小的深度。在安裝狀態中，液體因此從槽流到收縮部中并且在彈簧的圈之間穿流過。
[0018]在收縮部的區域中能夠設置兩個在軸向上彼此間隔的、優選也在圓周上間隔的橫向孔，所述橫向孔穿通磁芯，液體能夠通過所述橫向孔。
[0019]在第一端側上根據優選的實施方式設置凹部以用于容納密封系統。這個密封系統特別設計成，使得相對于密封座運動的密封元件在軸向上可運動地安置在凹部中。
[0020]通過具有能夠貼靠在密封座上的可運動的密封元件的可運動的密封系統降低了制造公差。除此之外保證了在用于通過磁芯的運動提升密封元件的牽引力過低的或非常低的情況下仍不釋放密封座，相反，該密封座應僅在線圈的明確的足夠大的牽引力中才被釋放。
[0021]凹部能夠具有兩個彼此連通的、具有不同的直徑的部段，所述部段具有不同的功能并且容納不同的部分。
[0022]優選地，橫向孔中的每一個在具有不同的直徑的凹部的一個中終止，以至于凹部的相應的部段向外與閥腔流體連接，并且橫向孔用作為存在于凹部中的背側上或者必須流入這個凹部中的液體的流入通道或流出通道。
[0023]本發明除此之外涉及一種磁閥，所述磁閥具有磁線圈和根據本發明的磁芯，所述磁芯可通過磁線圈接通。此外磁材具有由閥座圍繞的、通過磁芯的運動來開啟和關閉的通流口。
[0024]閥優選構成為，使得液體在閥的開啟過程期間能夠經由槽流到第二端側。優選設置有環形腔，所述環形腔用于在朝向閥座的方向上預緊磁芯的彈簧，槽在其靠近閥座的端部上通到所述彈簧中。
[0025]磁芯在第一端側上優選具有凹部，在軸向上預緊的密封系統插入到所述凹部中，所述密封系統確保即使在線圈的牽引力已經較低的情況下也關閉閥。[0026]磁芯中的橫向孔應通到凹部中，也就是說優選一個橫向孔在密封元件的背側上通到凹部中和/或另一個橫向孔在分配給密封元件的墊片的側面上通到凹部中，以至于凹部在密封元件和/或相關聯的墊片的背側上不形成封閉的空腔。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]本發明的其它的特征和優勢通過參考附圖從下面的描述和下面的附圖中得出。在附圖中不出:
[0028]圖1示出根據本發明的用于油燃燒器的磁閥的縱向剖面圖，
[0029]圖2示出在關閉的閥座中，根據本發明的磁閥在根據本發明的密封系統的區域中的放大的剖面圖，
[0030]圖3相應于圖2示出在開啟的閥座中根據本發明的密封系統的放大的細節視圖，
[0031]圖4示出根據本發明的、在根據本發明的磁閥中使用的磁芯的立體視圖，
[0032]圖5示出在根據圖4的磁芯上的俯視圖，以及
[0033]圖6示出一件式實施方式的墊片的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0034]在圖1中描述了磁閥，所述磁閥由高粘度的油穿流，并且在油燃燒器中用于對油進行配量供給。
[0035]磁閥包括殼體10，所述殼體具有用于使操作元件14運動的電線圈12，所述操作元件在當前情況下構成為磁芯。但是在下文中為了簡化總是將磁芯表示為操作元件。操作元件14能夠經由線圈12在軸向方向上運動。
[0036]在殼體10的內部中存在空腔，所述空腔部分地由線圈12圍繞，所述空腔在軸向方向上通過由鐵磁材料構成的塞子16封閉。如果磁閥通過交流電來運行，那么在塞子16中的端側上安置由銅或銀構成的交流電環18。
[0037]操作元件14處于所謂的閥腔中，所述閥腔部分地通過操作元件14填充，但是所述閥腔在圖1中所示出的磁閥關閉位置中包括在塞子16和操作元件14之間的間隙20。
[0038]所謂的芯引導管22設置在殼體10上的內側并且在徑向上向外對閥腔加襯。導向管22用作為滑動引導面，所述滑動引導面用于沿著其滑動的操作元件14。
[0039]油流經閥體24，在所述閥體上也放置殼體10。閥體具有第一開口 26以及第二開口 28，在所述第一開口和第二開口之間存在與閥座30連接的連接通道，所述閥座在閥關閉的情況下關閉連接通道并且在閥開啟的情況下閥座被釋放并且因此開啟連接通道。閥座30是環形的面，優選是自由終止的、具有由閥座30圍繞的作為連接通道的一部分的通流口 31的壁的環形的面。密封元件32能夠被放置在閥座30上并且密封閥座30。
[0040]密封元件32由彈性體材料構成，但是特別是由聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)或者聚醚醚酮(PEEK)構成。
[0041]密封元件32是密封系統的一部分，所述密封系統在圖2和3中清晰可見，并且所述密封系統包括密封保持件34、第一墊片36，第二墊片38以及彈簧元件40，所述密封保持件、第一墊片、第二墊片以及彈簧元件全部安置在操作元件14中的凹部42中。凹部42從操作元件14的靠近閥座30的端側44開始延伸，并且設計為盲孔。[0042]密封保持件34和密封元件32形成預組裝的單元和密封墊。
[0043]凹部42具有第一部段46和第二部段48，所述第一部段遠離端側44并且具有較小的直徑，所述第二部段朝向端側44連接在第一部段46上并且具有較大的直徑。
[0044]這兩個部段46，48相互連通。
[0045]在第一部段上安置彈簧元件40，以至于這個部段用作為用于彈簧元件40的容納腔。
[0046]在第二部段48上安置密封保持件34、密封元件32和兩個墊片36，38。
[0047]為了防止密封系統離開凹部42在軸向上向外運動，在凹部42的區域中設置有卡緊環50，所述卡緊環同時用作為軸向上的止擋部，所述止擋部用于可軸向運動的密封保持件34。
[0048]如在圖2中所示出的，密封保持件34構成為環，所述環在圓柱形的凹部42中滑動。密封保持件34對此具有徑向外部的圓周面52，所述圓周面在部段48的區域中貼靠操作元件14的用作為工作面的內側并且沿其滑動。
[0049]環形的密封保持件34在內側上具有內面54，所述內面優選密封地貼靠密封元件32的環繞的邊緣并且圍繞密封元件32。
[0050]內面54在其靠近閥座30的端部上終止于徑向向內凸出的優選封閉地環繞的凸出部56。凸出部56是密封保持件34的一件式的組成部分并且具有用于在軸向上貼靠密封元件32的優選平坦的接觸面58。
[0051 ] 密封元件32夾在凸出部56和密封保持件34的徑向向內伸出的保持凸部60之間。保持凸部60通過密封保持件34的薄的、接片狀的壁形成，所述壁圍繞密封元件32的邊緣彎邊，以至于產生軸向上的夾緊。
[0052]密封保持件34在靠近閥座30的端側上具有優選封閉地環繞的、在軸向上突出的突起62，所述突起是極窄的，并且所述突起如3所示，在閥的開啟的位置中貼靠卡緊環50。因此突起62用作為閥的所謂的第二極限位置(開口位置)中的接觸面。突起62在下述徑向平面中終止，凸出部56的接觸面58也位于所述徑向平面中。
[0053]第一墊片64 (見圖3)整面地貼靠在密封元件32的遠離密封座30的端側上。
[0054]第二墊片66再優選僅以基本的點接觸在背側貼靠在第一墊片64上，因為第二墊片66具有中心的拱起部68。這個拱起部確保通過彈簧元件40導致中心的力導入，所述中心的力導入實現了密封系統的均勻的移動。第一墊片64確保將力均勻地導入到密封元件32中并且防止密封元件32在使用過程中因彈簧力40在背側上變形。
[0055]如所提到過的，彈簧元件40在朝向閥座30的方向上預緊密封元件，準確地說預緊密封系統的其余部分。
[0056]如圖2和3所示，閥座30構成為，使得閥座在閥的關閉的狀態中能夠通過密封元件32關閉，其中密封保持件34以一定間距在徑向上圍繞閥座30，以至于僅密封元件32貼靠閥座30。
[0057]密封保持件34和/或兩個墊片64，66中的一個或兩個優選由金屬制成。
[0058]凸出部56和卡緊環50的徑向位置相互調整為，使得凸出部56與閥位置無關地不與卡緊環50接觸，而是在開啟的狀態中(見圖3)沉入由卡緊環50圍繞的空腔中并且僅借助于軸向的突起62貼靠在卡緊環50上。[0059]操作元件14，如在圖4中也可看出的，優選具有兩個在徑向上的橫向孔70，72，所述橫向孔在軸向上以及優選附加地也在圓周上彼此間隔，并且當前設計為通孔。也可在圖2和3中看出的橫向孔70通到凹部42的部段46中并且橫向孔72通到部段48中。
[0060]優選橫向孔72設置為，使得所述橫向孔始終也在密封元件32的背側上朝向凹部42敞開。
[0061]操作元件14在其與閥座相對置的端側44附近具有環繞的收縮部74，所述收縮部在肩部76中終止并且所述收縮部用于容納彈簧78(見圖1)。彈簧一方面支撐在肩部76上并且另一方面支撐在通過管22的擴張形成的肩部80上。
[0062]管22同樣朝向閥座30擴張并且在多次U形彎曲的法蘭壁82 (見圖1)中終止，其中在一個“U”中，朝向閥體24安置密封件84。
[0063]操作元件14，在這里是磁芯，除了表示為第一端側的端側44還具有一個相反置的第二端側86。
[0064]從端側86開始，在操作元件14中設置多個優選在徑向上伸展的槽88，88’，所述槽沿著基本上圓柱形的操作元件14的中軸線A延伸。
[0065]但是槽88，88’不到達第二端側44并且在所述第二端側前終止，特別是在收縮部74的區域中終止。
[0066]槽88，88’形成縱向槽，所述縱向槽的深度T相應于操作元件14的直徑D的至少25%，其中該直徑D和線圈12的區域中的深度被測量。
[0067]設置具有不同深度的縱向槽，也就是說具有比槽88’的槽深tl小的槽深t2的縱向槽88。槽88’被稱為第一縱向槽而槽88被稱為第二縱向槽。這兩個槽88和88’在軸向上優選伸展同樣長，并且這兩個槽在第二端側86上開始。
[0068]槽深t2也為磁芯直徑D的至少25%。
[0069]第一和第二縱向槽88，88’分別在圓周方向上交替，但是其中也可能的是，設置例如兩個或多個相鄰的第一縱向槽88’并且在第一縱向槽88’的組之間設置第二縱向槽88。
[0070]槽寬b對于這兩個槽88，88’而言優選是相同的并且除此之外優選最大為直徑D的 10% O
[0071]在所描述的實施例中，直徑D為19mm，并且存在彼此交替的四個縱向槽88和四個縱向槽88’。縱向槽的深度一方面為5mm另一方面為6.75mm,槽寬僅為1.5mm。
[0072]由于大量的具有大的深度的槽88，88’，能夠實現有效地降低有害的渦流。
[0073]彈簧78在收縮部74的區域中的位置確保必須去除操作元件14的非常少的材料，以便用于安置彈簧78。迄今為止的實施方式在端側86的區域中設有用于放置彈簧78的凹部以，所述凹部自然導致磁力的劇烈降低。
[0074]如在圖1至3中所示，縱向槽88’的深度以及縱向槽88的深度也在朝向第二端側44的方向上減小，并且在某種程度上可以說在收縮部74的區域中終止。
[0075]根據本發明的磁閥和密封系統具有一些決定性的優點。
[0076]首先，彈性的密封元件32不摩擦凹部42的內側，并且因此不遭受強烈的磨損。除此之外通過密封保持件34和操作元件14之間的金屬/金屬的材料對降低了摩擦。
[0077]此外密封保持件34和卡緊環50之間的非常小的接觸面有助于:當這個密封系統在長時間的停用狀態之后被使用時，不引起密封系統的粘合，因為在這個區域中由于缺少介質分離存在黏稠的油。除此之外，在凹部42的第一和第二部段46，48之間的端壁上的環繞的、突出的突起90也有助于這個目的，因為突起90用作為用于墊片38的止擋部(見圖3)。
[0078]如果在密封保持件和凹部32的內側之間除此之外仍存在徑向的間隙，那么這甚至可能引起密封系統在操作元件14中的浮動式支承。
[0079]因為密封系統在軸向上可移動地容納在操作元件14中，所以位于凹部42中介質必須能夠在密封元件32的背側上流入凹部42和從其中流出，這經由橫向孔70，72實現。因此凹部42始終填充有油，墊片64，66之間的區域也填充有油。
[0080]在下文中闡述磁閥的工作原理。
[0081]在初始位置中，如果線圈12沒有被電流流經，那么彈簧78在朝向閥座30的方向上擠壓操作元件14，以至于密封元件32密封地貼靠在閥座30上。
[0082]縱向方向上的公差通過彈簧元件40來接受，所述彈簧元件確保附加的壓緊力。
[0083]如果緊接著線圈被電流流經以用于打開閥，那么線圈12牽拉磁芯，在這里即操作元件14。首先操作元件14略微向上運動，其中在該初始運動中，彈簧元件40將密封元件32如之前地保持在密封座30上。在密封保持件34貼靠在這種情況下用作為止擋部的卡緊環50上時，密封元件32才從密封座30上抬起(見圖3)。因此介質能夠流經通流口 31和連接通道，以至于開口 26，28彼此流體連接。
[0084]為了讓操作元件14運動到線圈中，介質，在這里即位于端側86和塞子16之間的粘質的油必須被擠出。油的這種擠出經由縱向槽88，88’實現，以至于油在朝向端側44的方向上流動，在管22的擴張部的區域中，在該處在某種程度上可以說存在朝向環形腔100(圖3)的通道，所述環形腔在徑向上位于閥座30之外并且所述在開啟的狀態中與通流口 31流體連接。
[0085]當密封元件32在操作元件14的內部相對于這個操作元件向下運動時(也就是說從關閉狀態運動到開啟狀態)，通過這種運動，油經由橫向孔70被吸入凹部72中。
[0086]當操作元件14運動到關閉的狀態中時，油經由縱向槽88，88’被運回到間隙20中。
[0087]在根據圖6的實施方式中密封墊一件式地構成并且由聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或者聚醚醚酮構成。密封墊起初具有圓柱形的基本形狀，但是為了減少接觸面，設置有周向封閉的圓周溝槽102和設置在外圓周上的呈斜面104狀的凹部，所述斜面將凹部中的圓周側的接觸面減小至少25%。通過圓周溝槽102，用作為止擋部的突起62被分開。但是在其它方面，對于由密封保持件和密封元件組成的單元，密封墊能夠形成一個替選方案，以至于能夠參見其它的附圖。
【權利要求】
1.一種磁閥的磁芯,所述磁芯在磁線圈(12)的芯引導管(22)中以軸向能移動的方式被引導并且在與通流口(31)相對置的第一端側(44)上與密封系統共同作用，使得所述通流口(31)在第一極限位置中被關閉并且在第二極限位置中被開啟，其中所述磁芯與填充有介質，特別是高粘度的介質的閥腔流體連接，其特征在于，從與第一端側相反置的第二端側(86)開始、沿著所述磁芯的圓周、特別是在縱向中軸線(L)的方向上伸展的多個縱向槽(88，88’)在朝向第一端側(44)的方向上延伸，并且所述縱向槽(88，88’)至少具有為磁芯直徑(D)的25%的深度(tl，t2)。
2.根據權利要求1所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，所述磁芯具有第一縱向槽和第二縱向槽(88，88’)，其中所述第一縱向槽(88’)與所述第二縱向槽相比具有更大的深度。
3.根據權利要求2所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，所述第二縱向槽(88)分別與兩個第一縱向槽(88’)相鄰，優選其中所述第一縱向槽和所述第二縱向槽(88，88’)在圓周方向上交替。
4.根據權利要求1至3之一所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，所述縱向槽(88，88’ )的所述深度(tl，t2)朝向所述第一端側減小。
5.根據上述權利要求之一所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，所述磁芯在靠近所述第一端側處具有環繞的收縮部(74)以用于容納彈簧(78)。
6.根據權利要求5所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，在從所述磁芯的所述收縮部(74)到所述第一端側(44)的過渡部上構成肩部(76)作為用于所述彈簧(78)的接觸面。
7.根據上述權利要求之一所述的，特別是根據權利要求5或6所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，所述縱向槽(88，88’)在軸向上在`到達所述第一端側(44)之前終止，特別是在所述收縮部(74)的區域中終止，特別是其中所述收縮部(74)具有比所述縱向槽(88，88’)小的深度。
8.根據權利要求5至7之一所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，在所述收縮部(74)的區域中設置兩個在軸向上彼此間隔的，優選也在圓周上間隔的橫向孔(70，72)，所述橫向孔伸到所述磁芯中。
9.根據上述權利要求之一所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，在所述第一端側(44)上設置凹部(42)以用于容納所述密封系統。
10.根據權利要求9所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，所述凹部(42)具有兩個彼此連通的、具有不同的直徑的部段(46，48)。
11.根據權利要求8和10所述的用于磁閥的磁芯，其特征在于，至少一個橫向孔(70，72)通到所述凹部(42)的各個部段中。
12.一種磁閥，特別是油燃燒器-磁閥，具有:磁線圈；可通過所述磁線圈接通的、根據上述權利要求之一所述的磁芯；和由閥座(30)圍繞的、待通過所述磁芯的運動來開啟和關閉的通流孔(31)。
13.根據權利要求12所述的磁閥，其特征在于，所述閥構成為，使得液體在所述閥的開啟過程期間能夠經由所述縱向槽(88，88 ’)流到第一端側(44 )。
14.根據權利要求12或13所述的磁閥，其特征在于，所述磁芯在所述第一端側(44)上具有凹部(42)，在軸向上預緊的密封系統安置在所述凹部中。
15.根據權利要求14所述的磁閥,其特征在于,所述磁芯中的一個橫向孔在密封兀件的背側上通到所述凹部(42)中，和/或另一個橫向孔(70，72)在分配給密封元件(32)的墊片(64，66)的側 向上通到所述凹部(42)中。
【文檔編號】H01F7/16GK103711974SQ201310452242
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】艾伯特·萊迪格 申請人:比爾克特韋爾克有限公司