[發明專利]具有磁堆的閥

有效

• 申請號: 201080043774.2
• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN102575791A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: R·瓦爾特;R·恩格爾貝格
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06;F02M51/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曾立

技術領域

本發明涉及一個用于控制流體通路的、具有改善的動態性的閥和一種借助閥針或滑閥來控制流體通路的方法，其中，在無電流狀態下該流體通路可打開或關閉。

背景技術

具有磁回路的閥作為電磁的驅動器在不同的方案中已知并且例如在它們的開關時間、它們的閥行程、它們的磁回路的功能方面彼此不同，如具有比例開關磁鐵或2點開關磁鐵的閥，或者在它們的磁回路的結構方面彼此不同，如具有插入式銜鐵或扁平銜鐵的磁回路。

磁回路通常抵抗復位彈簧地工作。閥的總動態性在這種情況下由磁回路的磁鐵確定，而吸動時間和復原時間由彈簧確定。對吸動時間和復原時間決定性的是磁回路中磁場建立的速度、需要克服的復位彈簧力(復位彈簧力越大，吸動時間越慢，而磁鐵的復原時間越快)、閥行程以及閥的其它機械參量，如總的待被移動的質量和其它的力。所達到的力水平對于磁鐵的吸動時間也很重要。

具有電磁驅動器的閥的動態性在技術上肯定是有界限的。例如大的閥行程總是導致較長的開關時間，因為閥針需要更多的時間用于吸動和復原并且可達到的磁力在大行程時基于磁的剩余空氣隙而相應地很小。大的閥行程也間接地影響磁場建立的速度和磁力。這尤其適于扁平銜鐵磁鐵，扁平銜鐵磁鐵能產生較大的力及因此在動態性方面尤其適合。

雖然已提出將閥中的電磁驅動器用壓電驅動器代替，以便進一步改善動態性，但是該方案由于壓電驅動器的顯著更高的成本而僅在某種條件下是經濟的。

發明內容

相比之下，按照本發明的用于控制流體通道的閥具有優點，即盡管在閥中使用成本有利的電磁驅動器，仍明顯改善了閥的動態性。按本發明的閥尤其是即使在大的行程下也能快速地開關。這按本發明這樣實現，即閥具有閥針或閥芯，該閥針或閥芯由來自至少兩個不同的電磁驅動器的銜鐵元件操作。兩個電磁驅動器和兩個銜鐵元件串聯布置并能共同用一個復位元件來復位。串聯布置的基本構思是，通過一個電磁驅動器施加的用于閥的操作力通過至少一個另外的串聯布置的電磁驅動器被增強。通過將一個大的電磁驅動器分為至少兩個小的電磁驅動器，在磁力建立方面能達到更高的動態性。通過電磁驅動器的簡單串聯能夠成本有利地對很大的行程產生足夠高的操作力，該操作力以高動態性使閥針運動并調節用于控制流體通道的閥。閥針的速度可通過串聯布置的電磁驅動器數量來調節，使得動態性能個別地適配相應的使用目的。以此方式對高動態地工作的具有電磁驅動器的閥提供成本有利的方案。

從屬權利要求描述本發明有利的改進方案。

在本發明的一個改進方案中，第一和第二銜鐵元件松散地彼此接觸，使得銜鐵元件可彼此分開。由此由銜鐵元件和閥針組成的總的運動質量被最優化，因為僅需移動這樣的銜鐵元件，該銜鐵元件所述的電磁驅動器也施加運動力到該銜鐵元件上。因此，閥中的例如預先確定數量的電磁驅動器可串聯布置，但閥的動態性通過各個電磁驅動器的有目的的控制來調節。

第二銜鐵元件可優選通過第一銜鐵元件操作。由此尤其是部件數能保持得很小。

電磁驅動器優選能布置成疊堆。

如果銜鐵元件松散地彼此疊置，則能使本發明的閥更輕，因為故障電磁驅動器能簡單地從疊堆除去并用功能正常的新的電磁驅動器替代。

進一步優選地，電磁驅動器的銜鐵元件結構相同，從而按本發明的閥通過結構相同的元件的層能更廉價地制造。

電磁驅動器可布置在一個共同的殼體中，例如一個管中，使得電磁驅動器與該殼體作為組件提供并且按本發明的閥不僅在制造時而且在隨后能任意適配使用者的不同應用和需求。因此按本發明的閥能在大量技術的制造中相同尺寸地并且在家庭勞動中通過最終消費者無需費事和無需專門技術知識地組裝。

在本發明一個替代或附加的改進方案中電磁驅動器可彼此間隔開，從而當在前的、移動中的銜鐵元件達到其最大行程時，每個銜鐵元件可執行一個附加的行程。通過各個電磁驅動器的間距，在按本發明的閥中可這樣對每個電磁驅動器配置一個用于閥針的子行程，使得與子行程相應的電磁驅動器的銜鐵元件執行了其滿行程時，閥針執行一個子行程。因此高動態的開關磁體與慢的比例磁體的優點能統一起來，這是一個技術突破，因為高動態性結合可變行程到目前為止僅保留有具有壓電驅動器的閥。此外，本發明的該改進方案是簡單的方案，因為閥的子行程連同電磁驅動器的按本發明的結構能用簡單的磁回路和線圈串聯來實現，而無需各個磁回路在縱向上的劃分。電磁驅動器的間距優選借助電磁驅動器之間的調節環來調節。