用于液压阀的致动器和液压阀
技术领域
本发明涉及一种用于液压阀的致动器以及一种液压阀，尤其是机动车的液压的变速器阀。
背景技术
为了在变速器油更换间隔较大时，在极端情况下在所谓的预期使用寿命的情况下仍然是防故障的，变速器阀必须具有较高的稳健性。虽然在待运动的部件中能够以大的间隙实现高的稳健性，然而这对调节品质以及产生的磁力产生不利影响。此外，这个大的间隙导致泄漏和作用在磁体上的横向力的提高。
由DE 10 2011 053 023 A1公知了一种液压阀，该液压阀除了具有高的调节品质之外还具有高的稳健性。通过工作介质中的污物颗粒不会导致变速器阀卡住，实现了高稳健性，因为电枢可以施加如此大的轴向力，使得电枢可以始终自由地裂开。同时，液压阀具有高的调节品质，该调节品质借助于多个结构措施来实现。因此，尤其是使电枢与极管之间的横向力最小化。
通过构造基本上一体构造的极组可以进一步改善调节品质。在此，极管和极芯借助相对于极管和极芯呈薄壁的连接腹板连接。因此，由DE 10 2014 013 602 B3得知一种液压阀，该液压阀的致动器具有极管和通过连接腹板与极管一体地连接的极芯。这使得极管与电枢之间的横向力最小化，其中，为了维持所述致动器的可靠功能，遵循、包括所有重要的几何形状，其中，实现这种电枢的中心位置以及附加地实现电枢中心地插入到极组的内腔中。
发明内容
本发明的任务是提供一种致动器，该致动器在进一步减小作用于电枢的横向力的情况下具有高的力密度。另一任务是提供一种改进的液压阀，该液压阀具有其磁性致动器的尽可能高的力密度并且在此能够成本低廉地制造。
上述任务通过根据本发明的特征得以实现。本发明的有利的设计方案和优点由实施例、说明书和附图得出。
提出一种用于液压阀、尤其是液压变速器阀的致动器，该致动器包括可磁化的致动器壳体，该致动器壳体包围磁线圈。此外，致动器具有布置在致动器壳体的壳体容纳开口中的极组，其中，所述极组包括至少一个极芯和极管，其中，极芯和极管通过连接腹板一体地连接。极芯通过极芯锥体与连接腹板连接和/或极管通过极管锥体与连接腹板连接。在所述极组的内腔中布置了以能够轴向运动的方式得到容纳的电枢，其中，在轴向方向上，电枢在其第一端面上通过与其相对地构造的、优选与极组一体地构造的封闭盖以及通过在其背离第一端面布置的第二端面上相对地布置的支承盘来界定。根据本发明的致动器为了减少摩擦和为了在电枢和极组之间的无缺陷的磁性功能而具有气隙，其中，所述气隙完全构造在所述电枢的围面与所述内腔的内表面之间，其中，为了在极组中在中心支承电枢，气隙被构造成在电枢的环周上造成在电枢和极组之间的恒定距离。也就是说换言之，由于在电枢和极组之间在电枢的环周上恒定地构造的距离(该距离实施为气隙)，电枢中心地容纳在极组中。
一体式构造的极组至少由极芯和极管组成，该极组具有的优点是，在制造极组、特别是制造极组的容纳电枢的构件(极组由极管和极芯以及连接腹板组成)时可以确定整个极组的机械轴线，并且因此有利地限定了电枢的围面，因为极组和电枢的两个轴线可以一致地同轴，或者换言之，可以完全同轴地构造，以便因此确保电枢的有利的运行特性。为了使横向力最小化，电枢必须在中心运动地布置在极组中、尤其是在极管中，并且同样可以在中心移入极芯的锥形区域中。在电枢位于中心位置时，横向力被平衡，因此其总和为零。来自中心支承的偏差越大，由此产生的横向力就越大。由于最小化的横向力，力的总和产生更高的轴向力，并且因此产生更高的磁力。
由于电枢不接触内表面，所以电枢也不对极芯施加力，并且在制造时所限定的极组的纵轴线不会由于在极芯和极管之间相对薄的连接腹板由于电枢在极芯上的力而变形。一个重要的优点是减小摩擦和随之而来的致动器的力密度的提高。另一优点在于，不需要如在现有技术中所需的那样在电枢和极组之间构造磁性隔离层，因为电枢由于气隙而不与极组接触。这节省了涂层耗费和紧接着的磨削加工。
高的力密度通过以下方式来实现，即形成用于实现磁通的金属回路的构件相互连接和/或挤压，从而在它们之间没有气隙阻碍和/或削弱可能的磁通。这些构件是由极管、极芯和连接腹板组成的极组，以及致动器壳体和极盘。
该中央构件，即极组，在不同的直径上具有尽可能小的同心度偏差，因为该中央构件在一个机器上的应力中被加工。中央构件，即极组，包含所有重要的几何形状，以满足致动器的高功能需求。为此所需的精确的直径可以在所谓的夹紧中制造，从而它们相互精确地构造。因此，在组装状态下给出了构件的尽可能最好的中心位置。此外，极组是所谓的磁回路中的唯一的精确地待构造的构件。所有其它的构件对制造没有高要求并且可以以成本低廉的方式制造。
在一种设计方案中，所述电枢借助于至少部分地贯穿该电枢的支撑元件可运动地容纳在所述极组中。由此提供了这样的可能性，即，电枢完全无接触地容纳在极组中，因此在不与极组接触的情况下可运动地容纳在该极组中。支撑元件可以沿着电枢的对称性延伸，然而支撑元件也可以横向于电枢设置。支撑元件同样可以在电枢的外周上延伸。
提出的是，支撑元件被构造成沿致动器的纵轴线的方向延伸并且与该纵轴线同轴。因此，优点是，因为电枢在致动器的纵轴线的方向上运动，所以在支撑元件运动时没有横向力作用到电枢上。这种优点通过支撑元件在极组中的支承得到支持。尤其如果支撑元件以尽可能小的横截面和/或在具有小的轴向伸展的极组中支承，则可以使摩擦损失最小化。也就是说换言之，构造在极组中的轴承尤其在其轴向延伸上尽可能短。
在根据本发明的致动器的另一设计方案中，在封闭盖中构造有用于支承支撑元件的支承开口。封闭盖在轴向方向上形成极组的端部，从而有利地可以以成本有利的方式例如通过钻孔将用于支承支撑元件的开口引入到集成到极组中的封闭盖中。为了形成低摩擦滑动轴承，对开口的进一步加工(例如珩磨、研磨和/或抛光)也可以以低成本进行，因为可以简单地实现用于加工的开口，因为这是直接可实现的。封闭盖也可以被构造为单独的构件。
支撑元件的另一支承位置是有利的，因为同样成本适宜地在支承盘中构造。支承盘通常与极管和极芯无关地制造并且在将电枢引入到极组的内腔中之后通常借助于压配合接合到该极组中。
因此，支承盘是简单的盘形或圆柱形的构件，在该构件中引入另一开口以用于实现支承位置。这同样可以如同在封闭盖中那样简单且成本低廉地制造。支承盘也可以是衬套或极塞的一部分。
在此要注意，封闭盖也可以在制造由极管、极芯和连接腹板组成的一体地构成的极组区段之后被接合到极管中，由此位于封闭盖中的支承位置的制造被进一步简化。
在电枢前方和后方的内腔中构造的自由面有利地实施成相同大小，因此在电枢在内腔中运动时，存在的液压流体可以在该内腔中运动并且不必从内腔中导出以引起电枢的快速运动。在电枢运动时由于在电枢前方或后方的体积中所需的挤压而借助于相同大小的面积获得的压力足以实现液压阀的快速反应时间，同时有利地阻尼电枢并且相应地阻尼液压阀的借助于电枢运动的活塞。
电枢优选与支撑元件固定连接，以便避免两个构件之间的相对运动，该相对运动可能导致液压阀的功能故障。
有利地，支撑元件以杆、尤其实心或厚壁的杆的形式来构造。杆适于与电枢一起引起线性运动。
根据另一方面，本发明涉及一种液压阀、尤其液压变速器阀，其具有控制阀和使控制阀运动的致动器，其中，所述致动器根据本发明构造。
为了确保机电变速器控制装置中的液压阀的功能，原则上需要尽可能稳健地实施电枢的支承以防外部影响的作用。因此，除了实现机械稳健性之外，避免了对于被污染的运行介质的稳健性，所述运行介质例如能够以碎屑的形式通过极组和电枢之间的摩擦产生，因为电枢与极组没有接触。
根据本发明的液压阀可以用作变速器阀，用于待以舒适的摩擦配合方式联接的变速器离合器(尤其是起动/换挡离合器或同步装置)，该变速器离合器能够在仅很少地变换变速器油或根本不变换变速器油的情况下使用。此外，这种变速器阀也可以在变速箱油质量较差的国家使用。
附图说明
其它优点由以下附图说明给出。在附图中示出了本发明的一个实施例。附图、说明书和实施例包含大量组合的特征。本领域技术人员也可以适宜地单独考虑这些特征并且总结出有意义的其它组合。
示例性地示出：
图1示出了穿过根据本发明的液压阀的根据本发明的致动器的纵剖面；和
图2示出了穿过根据图1的致动器的具有电枢的极组的纵剖面。
具体实施方式
在附图中，相同的或相同类型的部件用相同的附图标记表示。附图仅示出了示例并且不应理解为限制性的。
在图1中以纵剖面示出根据本发明的液压阀12的根据本发明的致动器10。从致动器10出发，在液压阀12的构造成用于液压功能的构件中未详细示出的该液压阀还包括控制阀，该控制阀具有带有液压接头的壳体，该壳体具有可轴向运动的、可液压流过的活塞，该活塞被可轴向移动地容纳，以便释放和闭合构造在壳体中的通流开口。活塞借助于致动器10轴向地定位。
致动器10包括可磁化的致动器壳体14，该致动器壳体在磁线圈16的外周18上和在磁线圈的至少一个端侧20上包围该磁线圈。磁线圈16出于电绝缘的原因嵌入或注入在优选由塑料制成的承载体22中。装备有磁线圈16的承载体22容纳在致动器壳体14的壳体容纳开口23中。
承载体22设置在磁线圈16和极组24之间，其中，承载体通过其围面26至少部分包围所述极组24地构造。
构造成帽形的极组24由极芯28和极管30构成，极芯和极管在轴向方向上借助于连接腹板32相互连接。极芯28、极管30和连接腹板32一体地构造。极芯28朝向活塞设置，而构成为帽形的极管30与活塞背离地设置，该极管在极组24的背离活塞构成的端侧上构成为借助于封闭盖31几乎封闭的。
连接腹板32设计成空心柱筒状并且在其面向极芯28地构造的侧上与极芯锥体34连接。同样，连接腹板32可以在其朝向极管30构造的侧上与极管30的极管锥体连接。极芯28和极管30也可以分别具有一个锥体，在它们之间设置连接腹板32。在极组24的具有纵轴线38的内腔36中，电枢40可以在纵轴线38的方向上运动地被容纳。
为了简化装配，致动器壳体14设计为空心柱筒状并且在其朝向活塞构造的端部的区域内具有包围极芯28的极盘42，该极盘沿轴向方向支撑在承载体22和致动器壳体14上地布置。同样也可以将极盘42压入到致动器壳体14中。优点是，致动器壳体14可以被构造成帽形的，或者换言之被构造成罐形的，并且其中，可以将承载磁线圈16的承载体22简单地置入到致动器壳体14中，并且可以利用设计用于容纳极组24的极盘42覆盖该致动器壳体。
布置在致动器壳体14中的磁线圈16、具有电枢40的极组24和极盘42形成液压阀12的致动器10的主要部分。
如尤其可以从图2中的极组24的放大的纵剖面图中获知，在极管30和连接腹板32的区域中在极组24的内表面45上设置有凸肩44，其中，凸肩44借助内腔36的两个不同的内直径I1、I2形成。存在于极管30中以及存在于连接腹板32的区段中的第一内直径I1小于构造在其余的内腔36中的第二内直径I2。借助于凸肩44进一步减小作用于电枢40上的可能的横向力。
在电枢40的工作位置中，在该工作位置中，电枢贴靠在封闭盖31上，凸肩44朝向封闭盖31的方向覆盖电枢40，然而还构造在连接腹板32中。也就是说换言之，在这个工作位置中，从极管28出发观察，电枢40至少直到凸肩44被具有较大的内直径I2的内表面45包围。凸肩44用于去除例如由于机械磨损引起的污物颗粒或去除液压流体中的切削残余物，液压阀12利用该液压流体运行。以这种方式防止这种污物颗粒到达和/或能够固定在电枢40的围面50上。凸肩44还可以附加地构造有刮除棱边，其中，刮除棱边以倒棱的形式构造。
作为上述实施方案的替代方案，凸肩44也可以设置在电枢40上。在该实施方案中，内腔36具有恒定的内直径，然而电枢40具有两个不同的外直径，其中，所述电枢40的具有较大外直径的区域被布置成朝向封闭盖31。同样也可以在另一种替代方案中在没有附件44的情况下实施根据本发明的致动器10。也就是说，电枢40和极组24都不具有凸肩44。
内腔36相对于活塞借助于支承盘46基本上是封闭的。支承盘46除了限制电枢40的轴向运动之外还布置成避免容纳在内腔36中的液压流体过度排出。因此，设置用于电枢40的低摩擦的运动和阻尼的液压流体虽然可以经由相应的运动间隙逾越液压活塞和/或其壳体，然而借助于支承盘46防止过度的或完全的排空。
为了减少摩擦，在电枢40与致动器10的极组24之间构造气隙48，其中，所述气隙48完全构造在所述电枢40的围面50与所述内表面45之间。气隙48被设计成，为了电枢40在极组24中的中心支承，在电枢40与极组24之间、也就是说与内表面45之间的电枢40的环周上构造有恒定的距离A。
为此，在本实施例中，电枢40借助于至少部分地穿过该电枢的支撑元件54可运动地容纳在极组24中。支撑元件54布置在完全沿轴向方向穿过电枢40的容纳开口56中，其中，支撑元件与电枢40材料接合地连接。同样，支撑元件可以传力配合和/或形状配合地与电枢40连接。例如，容纳开口56可以设有内螺纹，其中，所述支撑元件54与其互补地具有外螺纹。为了在致动器10的运行中不发生旋拧连接的松开，支撑元件54和电枢40可以在电枢40的第一端面58上例如材料接合地相互连接以防止两个构件相对运动。
容纳开口56与电枢40的沿轴向方向延伸的对称轴线60同轴地构造。容纳在容纳开口56中的支撑元件54被构造成延伸超过第一端面58和背离第一端面58构造的第二端面59。也就是说换言之，支撑元件54具有比电枢40更大的轴向延伸。这是有利的，因为由此可以将支撑元件54的突出于电枢40的元件区段62支承在极组24中。在此，具有元件纵轴线64并且有利地以杆的形式设计的支撑元件54与电枢40同轴地构造。因此，元件纵轴线64对应于对称轴线60。
极组24中的支承借助于封闭盖31中的第一支承开口66和在支承盘46中构型的第二支承开口68来实施。为了减少支撑元件54与具有支承开口66、68的构件31、46之间的摩擦，构件31、46的以滑动轴承形式构造的支承开口66、68在其轴向延伸长度上保持得尽可能短。如在图2中，即极组24的放大的图示中可见，第二支承开口68具有两个不同的开口直径D1、D2，所述第二支承开口在支承盘46中构造，其中，面向电枢40构造的第二支承开口68的开口区段具有第一开口直径D1，该第一开口直径大于第二支承开口68的面向活塞定位的开口区段的第二开口直径D2。
由支承开口66、68形成的支承位置彼此间具有最大可能的大的距离。由于支撑元件54的支承位置的大的距离，在位于电枢40和内表面45之间的作用区域中的支承位置的错位比在支承位置之间的距离较短的情况下的错位更小。这具有的优点是，电枢40在其轴向运动时在中心在内腔36中运动，由此减小了合成的横向力。
优选具有圆形直径的支承开口66、68为了减少摩擦而保持尽可能小。直径的绝对值取决于电枢40及其可能的冲程，并且因此不被称为是绝对的。
此外，在内腔36中，在电枢40前方或后方的自由面是大小相同的，从而在电枢40运动时，液压流体在极芯24中运动，并且除了在支承位置处之外，不必发生液压流体从内腔36中流出。存在于内腔36中的液压流体用于有针对性地缓冲电枢40，由此确保该缓冲。
支承盘46同样构造为磁性的或者能够磁化的，从而为了避免电枢40在支承盘46上的附着，防粘盘70面向支承盘46的电枢40地布置。
同样，支承盘46也可以具有面向电枢40布置的防粘盘70。
通过极组24的所述实施方案确保了，电枢40在每个冲程位置中几乎理想地处于纵轴线38上并且移动，因为几何公差(通过在装夹中加工极组24)被最小化并且致动器10可以因此低横向力和低摩擦地并且因此高能效地工作。
