專利名稱：具有緩沖裝置的螺線管致動閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有緩沖裝置的螺線管致動閥，該緩沖裝置用于減小螺線管致動閥的柱塞導(dǎo)向套筒的噪音、磨損、應(yīng)變或者破損。尤其地，本發(fā)明涉及一種電磁致動閥，該致動閥包括柱塞導(dǎo)向套筒、可動地布置在套筒中的柱塞以及位于該套筒中以將套筒的第一分隔間與套筒的第二分隔間分離的緩沖裝置。該緩沖裝置包括附著在套筒中的第一部件；在一連接件中連接至第一部分的第二部件，該連接件允許第二部件相對于第一部件移動；以及布置在第一和第二部件之間從而緩沖各部件彼此相對運(yùn)動的彈性可形變部件。
背景技術(shù)：
螺線管廣泛地應(yīng)用于閥和其他機(jī)械構(gòu)造的致動。在傳統(tǒng)的螺線管致動閥中，通過重力或者設(shè)置彈簧來將閉合部件偏壓至其關(guān)閉或開啟位置，一般用于限定“正常關(guān)閉”的閥。由磁性材料制成的柱塞布置成在套筒中前后移動從而克服重力或彈簧力操作該閉合部件并且由此使該閉合部件移位離開其停止位置。柱塞通過由電流供能的螺線管磁性致動。柱塞的行程一般情況下由閉合部件沿一個方向限制，由鄰近套筒頂部定位的鐵磁性材料例如鐵芯的頂部沿相對的方向限制。螺線管通常包括鄰近頂部定位的磁軛，該磁軛形成基本上不受中斷的路徑，使得來自磁軛的磁通量進(jìn)入頂部從而改善吸引力。在操作中，柱塞接收當(dāng)柱塞碰撞頂部時產(chǎn)生的大量動能。因此，有時會出現(xiàn)套筒的噪音、過度磨損或者甚至損壞。
為了緩解柱塞相對于頂部的撞擊，已經(jīng)公開具有位于套筒中的撞擊吸收止擋部件的閥。在DE 100 16 600中，彈性部件插入在套筒的頂部與柱塞之間從而減小撞擊時的噪音。在這種設(shè)計(jì)中，彈簧在套筒頂部與柱塞之間產(chǎn)生氣隙。該氣隙形成中斷頂部與柱塞之間的磁通量路徑的非磁性介質(zhì)并且由此減小吸引力。在US 2,735,047中，柱塞通過線圈功能，由此快速地向上移動。在初始的自由移動之后，柱塞撞擊止擋部件，在該止擋部件中，撞擊力被海綿橡膠元件吸收。同樣在這種設(shè)計(jì)中，產(chǎn)生非磁性介質(zhì)即橡膠元件的間隙，并因此這種設(shè)計(jì)無法實(shí)現(xiàn)在頂部與柱塞之間建立強(qiáng)吸引力的目的。
在EP 0 300 407中，固定的鐵芯被劃分為與可動鐵芯接觸的端面部件和主體部件。將彈性部件插入端面部件與主體部件之間從而抑制噪音。彈性部件插入端面部件與主體部件之間的位置使得其不阻擋磁通量。人們努力嘗試緩解可動柱塞與鄰近元件之間的碰撞力同時不中斷磁通量的路徑，但是該緩沖器不可應(yīng)用至例如其中需要對閥進(jìn)行抽空的真空系統(tǒng)或者高真空系統(tǒng)。因此，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種螺線管致動閥，使得柱塞可在減小的噪音程度下操作，具有長的壽命，并且可例如結(jié)合真空系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過在介紹部分中所述種類的閥解決，并且其中第二部件包括用于在第一和第二分隔間之間流體連通的導(dǎo)管。
由于第一和第二分隔間流體連通，所以有利于各分隔間的抽空，例如用于真空系統(tǒng)中。
當(dāng)操作螺線管時，應(yīng)該在柱塞與緩沖器的第二部件之間產(chǎn)生強(qiáng)吸引力。為了提供強(qiáng)磁場，第二部件可優(yōu)選地由導(dǎo)磁材料制成，由此形成來自螺線管的磁通量的路徑。使用吸引力是為了提升柱塞并且不降低第二部件。因此，雖然緩沖器可在第二部件相對于第一部件的運(yùn)動的作用下軸向伸展，但是被局限不能超過不可能再進(jìn)行軸向伸展的最長長度。
為了導(dǎo)向第二部件相對于第一部件的移動，第一和第二部件之一可至少局部地位于第一和第二部件的另一個的孔中。
該閥可與具有磁軛的螺線管相關(guān)聯(lián)，或者形成為整體部件。為了改善吸引力，有利地將磁軛布置在第一或第二部件附近，由此，第一或第二部件可與磁軛配合，從而形成基本上不中斷的路徑，該路徑用于使磁通量從磁軛到達(dá)第一和第二部件的至少一個。磁軛的相對端可鄰近柱塞定位，由此產(chǎn)生延伸通過磁軛并且通過柱塞和第二部件的閉合回路。在該布置結(jié)構(gòu)中，第一部件也可由導(dǎo)磁材料制成并且形成用于該回路中的磁通量的路徑。
彈性可形變部件可包括彈性聚合材料或者彈簧，例如由金屬材料制成的彈簧，例如盤簧。尤其地，彈性可形變部件可由O形環(huán)構(gòu)成。在這一方面，優(yōu)選的材料在形變期間將盡可能多的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)部阻力，例如熱量，以及將盡可能少的能量轉(zhuǎn)化為彈回力。為此目的，彈性可形變部件可例如由含氟彈性體、FKM或者類似的聚合材料制成。為了實(shí)現(xiàn)將圍繞彈性可形變部件的區(qū)域抽空，該部件可位于第一與第二部件之間的空間中，該空間與導(dǎo)管流體連通或者與第一和第二分隔間其中之一流體連通。
在第二方面，本發(fā)明涉及一種用于螺線管致動閥的緩沖裝置，該緩沖裝置包括-第一部件，-在允許第二部件相對于第一部件移動的連接件中連接至第一部件的第二部件，以及-布置在第一和第二部件之間從而緩沖所述部件彼此相對運(yùn)動的彈性可形變部件，其特征在于，緩沖裝置包括延伸穿過第一和第二部件的導(dǎo)管。
根據(jù)第二方面的緩沖裝置可具有關(guān)聯(lián)于第一方面描述的任何特征。尤其地，彈性可形變部件可位于與導(dǎo)管流體連通的空間中。


在下文中，將參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1示出具有緩沖裝置的螺線管致動閥，圖2示出圖1中的緩沖裝置的放大剖視圖，圖3示出圖2的緩沖裝置的實(shí)體模型的剖面透視圖，圖4和5以不同的取向示出圖2的緩沖裝置的實(shí)體模型的透視圖，圖6示出具有一套盤簧的緩沖裝置的剖視圖，圖7示出與圖2中的緩沖裝置類似的緩沖裝置的剖視圖，但是連接有不同的裝置部件，以及圖8示出連接有其他部件的緩沖裝置的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出用于高真空系統(tǒng)的閥1，該閥包括用于克服彈簧4的力在閉合部件3上操作從而使閉合部件移位離開其停止的閉合位置的螺線管2。為了移動該閉合部件，閥包括經(jīng)由螺線管磁性致動的柱塞5。螺線管經(jīng)由連接器6通過電流供能。柱塞的行程由閉合部件沿一個方向限制以及由緩沖裝置的第二部件7沿相對方向限制。緩沖裝置位于套筒中從而將套筒的第一分隔間8與套筒的第二分隔間9分離。第二分隔間由套筒的端部件10向上密封。圖2進(jìn)一步詳細(xì)示出的緩沖裝置還包括第一部件11，該第一部件通過與第一部件中的周向延伸凹部12接合的套筒凸緣附著在套筒中。第一部件在允許第二部件相對于第一部件移動的連接件中連接至第二部件。緩沖器還包括彈性可形變部件18，參照圖2，該部件布置在第一和第二部件之間從而緩沖這兩個部件彼此相對的移動。螺線管包括鄰近第一和第二部件之一定位的磁軛(未示出)，從而形成使磁通量從磁軛進(jìn)入第一部件的路徑。除了小的氣隙或套筒的壁厚外，該路徑基本上是不中斷的，該套筒可由奧氏體材料或者類似的非磁性材料制成。第二部件布置成形成當(dāng)柱塞鄰近第二部件時連接柱塞的非中斷磁通路。非中斷磁通路可改善螺線管操作時柱塞與緩沖裝置之間的吸引力。在操作中，柱塞以明顯的速度朝向緩沖裝置移動，并且當(dāng)其撞擊緩沖裝置的第二部件時，該撞擊隨著第一部件朝向第二部件的移動而被彈性可形變部件所緩解。因此，可減小或者避免噪音、磨損或者損壞。所公開的閥是伺服閥，其中，柱塞的移動開啟進(jìn)入控制腔16的通道15，由此閥打開。緩沖裝置還包括用于在第一和第二分隔間之間進(jìn)行流體連通的導(dǎo)管17。因此，第二腔可通過第一腔抽空，使得該閥可應(yīng)用在真空系統(tǒng)中。圖1中公開的閥是伺服閥，其中的引導(dǎo)通道14由附著至柱塞的彈性墊圈13密封住。
圖2示出緩沖裝置的更詳細(xì)的剖視圖，其中，可更清楚地得知，第一部件相對于第二部件的移動由O形環(huán)18緩沖。如圖所示，第一部件具有孔19，該孔中設(shè)置有第二部件。這兩個部件由鎖定環(huán)20連接，該鎖定環(huán)在一位置處接合第二部件的凹部21，由此允許第二部件相對于第一部件移動。由于設(shè)計(jì)成第二部件延伸穿過第一部件并且由鎖定環(huán)鎖定，所以緩沖器可通過第二部件相對于第一部件的移動在形成最短長度的第一位置與形成最長長度的第二位置之間進(jìn)行軸向伸展，其中由于鎖定環(huán)的作用，不可能進(jìn)行進(jìn)一步的軸向伸展。
第二部件形成其中可設(shè)置O形環(huán)18的凹槽。該凹槽經(jīng)由通道22與導(dǎo)管流體連通從而確保抽空第一與第二部件之間的區(qū)域。
圖3-5示出緩沖裝置的實(shí)體模型的不同視圖，以更清楚地示出該設(shè)計(jì)。尤其，圖3和4示出形成在第一部件中的凹部23，從而通過在套筒中形成與該凹部接合的凸緣而實(shí)現(xiàn)將第一部件固定至套筒中。
圖6示出緩沖裝置的一項(xiàng)實(shí)施例，其中的彈性可形變部件由一對鄰近布置的盤簧24、25構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)理想的緩沖特性。根據(jù)理想的特性，彈性可形變部件可由一個、兩個、三個或更多的盤簧或者甚至由螺旋彈簧或者由扁簧構(gòu)成。
圖7示出將第二部件鎖定至第一部件的備選方式，其中，第二部件具有徑向伸展部分26，該徑向伸展部分支承用于鎖定第二部件和第一部件的鎖定環(huán)27，從而允許第二部件在兩個極限位置之間相對于第一部件進(jìn)行移動。
圖8示出連接第一部件和第二部件同時允許在兩個部件之間進(jìn)行相對運(yùn)動的另一種方式。在該實(shí)施例中，這兩個部件由設(shè)置有頭部32并具有連接至橫向通道30的縱向孔29的銷28連接。該銷通過按壓裝配入第二部件的孔31而固定至第二部件，同時，在第二部件的上述第二位置處的頭部安置在形成于第一部件的凸肩33上，由此其限制第一部件相對于第二部件的運(yùn)動。該銷可由螺釘或者類似的固緊裝置替換?？?1與同樣位于第二部件中的通道34連續(xù)形成。與通道34相組合的通道29用于與導(dǎo)管17相同的目的，即允許第一和第二腔之間的流體連通。橫向通道30對應(yīng)于通道22。
權(quán)利要求
1.一種螺線管致動閥(1)，該螺線管致動閥包括柱塞導(dǎo)向套筒、在由相關(guān)聯(lián)的螺線管(2)產(chǎn)生的磁通量的作用下可動地布置在所述套筒中的柱塞(5)、以及位于所述套筒中從而將所述套筒的第一分隔間與所述套筒的第二分隔間分開的緩沖裝置，該緩沖裝置包括-附著在所述套筒中的第一部件(11)，-在允許所述第二部件相對于所述第一部件移動的連接件中連接至所述第一部件的第二部件(7)，以及-布置在所述第一和第二部件之間從而緩沖所述部件彼此之間的相對移動的彈性可形變部件(18)，其特征在于，所述緩沖裝置包括用于在所述第一和第二分隔間之間形成流體連通的導(dǎo)管(17、39、34)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺線管致動閥，其中，所述連接件限制所述第二部件相對于所述第一部件在第一和第二極限位置之間的移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺線管致動閥，其中，所述第二部件部分地位于所述第一部件的孔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的螺線管致動閥，其中，所述第二部件形成用于所述磁通量的路徑。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的螺線管致動閥，還包括具有磁軛的螺線管，其中所述第一和第二部件的至少一個與所述磁軛配合從而形成基本上不中斷的路徑，該路徑用于從所述磁軛到所述第一和/或第二部件的磁通量。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的螺線管致動閥，其中，所述彈性可形變部件包括彈性聚合材料。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的螺線管致動閥，其中，所述彈性可形變部件包括彈簧。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的螺線管致動閥，其中，所述第二部件延伸穿過所述第一部件，并且所述導(dǎo)管形成在所述第二部件中。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的螺線管致動閥，其中，所述彈性可形變部件位于所述第一與第二部件之間的空間中，所述空間與所述導(dǎo)管、所述第一分隔間和所述第二分隔間中的至少一個流體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的螺線管致動閥，其中，所述第二部件通過固緊裝置連接至所述第一部件，所述固緊裝置部分地布置在形成于所述第二部件的孔中并且具有形成部分所述導(dǎo)管的縱向孔。
11.一種用于螺線管致動閥的緩沖裝置，該緩沖裝置包括-第一部件(11)，-在允許所述第二部件相對于所述第一部件移動的連接件中連接至所述第一部件的第二部件(7)，以及-布置在所述第一和第二部件之間從而緩沖所述部件彼此相對運(yùn)動的彈性可形變部件(18)，其特征在于，所述緩沖裝置包括延伸穿過所述第一和所述第二部件的導(dǎo)管(17)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有柱塞的螺線管致動閥，該柱塞在螺線管產(chǎn)生的磁場的作用下可動地在套筒中移動，并且還包括緩沖裝置，該緩沖裝置用于減小當(dāng)柱塞碰撞位于套筒中的頂部而彈回時由柱塞引起的噪音和磨損。該緩沖裝置包括形成柱塞行程的極限的第一部件(11)和允許在緩沖運(yùn)動中相對于第一部件移動的另一部件(7)。為了實(shí)現(xiàn)在真空系統(tǒng)中的應(yīng)用，該緩沖裝置包括允許對在套筒一端與緩沖裝置之間限定的腔進(jìn)行抽空的導(dǎo)管(29)。本發(fā)明還提供一種用于螺線管致動閥的緩沖器。
文檔編號F16K31/06GK101040139SQ200580034948
公開日2007年9月19日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者漢斯·K·彼得森 申請人:丹佛斯公司