專(zhuān)利名稱(chēng)：具有彈簧塞的螺線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺線管閥，尤其涉及比例螺線管閥及其調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)使用比例液壓螺線管閥時(shí)，尤其是在控制自動(dòng)變速器的環(huán)境中使用它們時(shí)，所希望的是在位置上偏置一個(gè)控制閥的電樞的壓縮彈簧的彈簧剛度與螺線管磁力的“彈簧剛度”相匹配，這樣使得兩種彈簧剛度的組合互相抵消，從而導(dǎo)致貫穿螺線管閥的沖程范圍的ー種均勻的凈力。這些彈簧剛度的抵消提供了一種液壓螺線管閥設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)獨(dú)立于供給壓カ和溫度而調(diào)節(jié)控制壓力。由于彈簧和螺線管磁性元件的制造公差，在大多數(shù)應(yīng)用中都不能自由地使用以上所述的螺線管閥。對(duì)于實(shí)現(xiàn)這種所希望的性能而言，這些彈簧剛度的 匹配不是足夠精確的。令人希望的是提供一種裝置和方法從而提供一種校準(zhǔn)壓縮彈簧剛度的能力。在本發(fā)明之前，通常一個(gè)壓縮彈簧的載荷是通過(guò)將ー個(gè)調(diào)節(jié)部件壓入或擰入另一個(gè)螺線管部件中以便在ー個(gè)特定的高度處在螺線管的電樞上達(dá)到ー個(gè)載荷來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)的。然而，調(diào)節(jié)了該彈簧的這些調(diào)節(jié)部件沒(méi)有提供任何手段來(lái)調(diào)節(jié)壓縮彈簧的剛度。令人希望的是提供ー種裝置和方法，該裝置和方法就其使用而言可以調(diào)節(jié)使用在比例液壓控制閥中的壓縮彈簧的彈簧剛度。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)以上提到的以及其他的希望，在此給出了本發(fā)明的披露。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，提供了ー個(gè)可調(diào)節(jié)的塞。該塞具有ー個(gè)螺旋形槽或螺紋。該槽被設(shè)計(jì)成具有一個(gè)節(jié)距，該節(jié)距緊密地配合壓縮彈簧的節(jié)距。該壓縮彈簧具有向左開(kāi)放的(而非“關(guān)閉的”)至少ー個(gè)末端，這樣使其可擰到該調(diào)節(jié)塞的螺旋線上。通過(guò)將更多的線圈扭轉(zhuǎn)在螺旋線上，減少了活動(dòng)線圈的數(shù)量，并且因此降低了調(diào)節(jié)的彈簧的彈簧剛度。由調(diào)節(jié)塞和壓縮彈簧構(gòu)成的這種調(diào)節(jié)子組件可以被測(cè)量和調(diào)節(jié)，從而在并入螺線管組件之前使得彈簧剛度被精確地設(shè)定。一旦將以上說(shuō)明的子組件添加到該螺線管組件上，該塞就可以被壓入螺線管部件中(在多數(shù)情況下為極靴)，直到實(shí)現(xiàn)所希望的載荷和相關(guān)性能(在多數(shù)情況下為“零放大壓力，，(“zero amp pressure，，))。本發(fā)明的可應(yīng)用性的其他領(lǐng)域?qū)囊韵绿峁┑脑敿?xì)說(shuō)明中變得更清楚。應(yīng)該理解，詳細(xì)的說(shuō)明和特定的實(shí)例(雖然表明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案)是g在僅用于說(shuō)明的目的而并非g在限制本發(fā)明的范圍。從詳細(xì)的說(shuō)明和這些附圖中本發(fā)明將得到更完全地理解。


圖I為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的螺線管閥的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下的優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明在本質(zhì)上僅是示例性的而絕非g在限制本發(fā)明、其應(yīng)用、或其用途。參照?qǐng)DI，示出了本發(fā)明的控制閥7的一種常高形式。控制閥門(mén)7具有一個(gè)螺線管部分10?？刂崎y門(mén)7還具有一個(gè)液壓部分12。液壓部分12具有ー個(gè)閥門(mén)套管14。閥門(mén)套管14可以是由多種適合的金屬或聚合物材料制成的，但是在多數(shù)情況下，它典型地優(yōu)選是由ー種壓鑄并機(jī)加工的鋁制成的。閥門(mén)套管14具有ー個(gè)中心滑柱孔16。滑柱孔16具有一條中心軸線18，這條中心軸線與一個(gè)桿孔20的軸線是共終端的。閥門(mén)桿14具有截?cái)嗔嘶?6的一系列徑向通道。通道22與圍繞閥門(mén)套管14的閥殼體(未示出)中的一個(gè)控制壓カ通道相連接?？刂茐毫?Pc)典型地是在自動(dòng)變速器中的一個(gè)離合器(未示出)的控制壓力。徑向入口通道24通過(guò)ー個(gè)殼體通道(未示出)將滑柱孔14與ー個(gè)通常由液壓泵(未示出)提供的壓カ供應(yīng)源相連接。通道26和22與徑向通道24井置。徑向通道26通過(guò)ー 個(gè)殼體通道(未示出)連接控制壓力。徑向通道26典型地用作控制壓力的ー個(gè)入口。徑向通道22典型地用作控制壓力的ー個(gè)出ロ。徑向出口通道28通過(guò)ー個(gè)殼體通道9 (未示出)而典型地用于將液壓排氣裝置或槽13與滑柱孔16連接。在這些控制和排出壓カ通道22和28附近，孔16具有兩個(gè)環(huán)形的擴(kuò)大部分30和32。閥門(mén)套管14在其最末端具有ー個(gè)軸向開(kāi)ロ，在這個(gè)軸向開(kāi)口中插入有裝配到一個(gè)環(huán)形的擴(kuò)大部分36中的一個(gè)帽件34。環(huán)形的擴(kuò)大部分36與ー個(gè)環(huán)形的擴(kuò)大部分38相連接。環(huán)形的擴(kuò)大部分36，38沿著帽件34形成ー個(gè)下反饋室40。環(huán)形的擴(kuò)大部分38與一個(gè)徑向孔ロ 42徑向地相交?？抓?42的面積與反饋室40的體積之比是足夠小的，這樣使得反饋室40為閥門(mén)滑柱60的移動(dòng)提供一種阻尼功能。朝向滑柱孔16的上端，該閥門(mén)套管具有ー個(gè)環(huán)形的擴(kuò)大部分44。環(huán)形的擴(kuò)大部分44形成ー個(gè)上反饋室。上反饋室46具有ー個(gè)徑向孔ロ 48?？抓?48典型地大于孔ロ 42。徑向孔ロ 48與ー個(gè)縱向槽縫50是流體連接的，該縱向槽縫沿著閥門(mén)套管14的ー個(gè)外徑向表面延伸。縱向槽縫50沿著其外徑向邊緣52接觸殼體15?？v向槽縫50將下反饋室40與上反饋室46流體地相連接?？v向槽縫50還通過(guò)ー個(gè)徑向孔ロ 54而與閥門(mén)滑柱孔16流體地相連接。閥門(mén)構(gòu)件或閥門(mén)滑柱60可滑動(dòng)地安裝在閥門(mén)滑柱孔16內(nèi)。閥門(mén)滑柱60具有一個(gè)下臺(tái)面62、一個(gè)中間臺(tái)面64以及ー個(gè)上臺(tái)面66。將臺(tái)面62與64分離的是ー個(gè)直徑減小的部分或柄68。將臺(tái)面66與64分離的是ー個(gè)柄70，這個(gè)柄另外地暴露給徑向孔ロ 54。在滑柱60頂端處的是ー個(gè)桿72?；?0還具有一系列的平衡用環(huán)形凹槽73。在所示構(gòu)形中的滑柱60具有一種用于從供應(yīng)壓カ到控制壓力的計(jì)量流出式構(gòu)形、以及ー種用于從控制壓カ到排放出ロ的計(jì)量流出式構(gòu)形。閥門(mén)滑柱60從圖I所示位置向下的移動(dòng)導(dǎo)致鄰近滑柱柄68的流體從該供應(yīng)壓カ計(jì)量流出到該控制壓カ并且之后離開(kāi)控制壓カ出口通道22。閥門(mén)套管14的一個(gè)頂端部分伸展出來(lái)進(jìn)入ー個(gè)環(huán)形軛76中。環(huán)形軛76與ー個(gè)徑向側(cè)孔78相交。螺線管部分10具有一個(gè)包套或殼體80。殼體80具有ー個(gè)中央頂端開(kāi)孔82。殼體80被卷折(crimped)到該閥門(mén)套管的軛76上并且還具有一個(gè)側(cè)開(kāi)ロ 84以便允許在一個(gè)電連接器86之內(nèi)的ー種連接。一個(gè)環(huán)形纏線管88被定位在殼體80之內(nèi)。纏線管88支撐了ー個(gè)線圈束90。在纏線管88內(nèi)側(cè)是ー個(gè)通量管92。通量管92沿著其上部分具有一個(gè)在其外徑向表面上的縱向環(huán)形凹槽94。在凹槽94上通過(guò)ー種過(guò)盈配合支撐了ー個(gè)對(duì)準(zhǔn)管96。對(duì)準(zhǔn)管96典型地是由ー種非磁性材料(例如黃銅或者不銹鋼)制成的。該對(duì)準(zhǔn)管定位了一個(gè)過(guò)盈配合的極靴98。極靴98具有一個(gè)環(huán)形凹槽用來(lái)接受對(duì)準(zhǔn)管96。極靴98具有一個(gè)中心孔100,該中心孔的最末端由一個(gè)塞102封閉。塞102作為ー個(gè)用于偏置彈簧104的保持器來(lái)起作用。偏置彈簧104在位置上將一個(gè)電樞120偏置抵靠閥桿72上。一個(gè)鐵磁性通量墊圈106被定位在通量管92之下。當(dāng)ー個(gè)殼體外圍部分108被卷折向該閥門(mén)套管的軛76吋，軛76與通量墊圈106、通量管92、對(duì)準(zhǔn)管96、極靴98、以及該殼體的頂蓋部分112 —起處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)線圈90被激勵(lì)時(shí)，磁通回路包括極靴98、通量管92、以及通量墊圈106和殼體80。對(duì)準(zhǔn)管96精確地將通量管92定位到極靴98上。一個(gè)電樞120可滑動(dòng)地安裝在 磁通管92之內(nèi)。電樞120在外側(cè)直徑上鍍有或者涂有厚度大致為50微米的ー種硬的、低摩擦的、非磁性或者半磁性材料，例如鎳磷合金或者鉻。這種鍍層或者涂層隨后用于雙重目的，即提供一個(gè)硬的、低摩擦的支承表面并且保持ー個(gè)非磁性(或者半磁性)的“氣隙”。該被鍍的或者涂覆的電樞在外側(cè)直徑上直接在通量管92的內(nèi)側(cè)直徑上滑動(dòng)。在電樞120外側(cè)直徑與磁通管92內(nèi)側(cè)直徑之間的間隙被最小化，以便因此使這些管部件的相對(duì)偏心度最小化。通過(guò)使該相對(duì)偏心度最小化，磁性滑動(dòng)負(fù)荷也被最小化，這進(jìn)而使得摩擦以及磁滯最小化。同時(shí)返回磁隙也被保持為ー個(gè)非常小的距離(等于層厚度；大致50微米)，這樣使得螺線管的效率最大化。ー個(gè)非磁性墊圈105防止了電樞120與極靴98的“鎖定”。一個(gè)膜片130被定位在閥門(mén)套管14的軛76與螺線管部分10之間，以便防止被污染的油(典型地在自動(dòng)變速器流體中存在)轉(zhuǎn)移到螺旋管部分10中。典型地，會(huì)將膜片130成形，從而使得螺線管閥7的螺線管部分內(nèi)的體積排量(volume displacement)最小化,而無(wú)須考慮閥門(mén)滑柱60的位置。如先前所述，螺線管閥7被偏置為常高狀態(tài)。因此，在多數(shù)情況下，彈簧104將電樞120定位以便將閥門(mén)滑柱60定位，這樣使得圍繞閥門(mén)滑柱的環(huán)形凹槽68的油從供應(yīng)入ロ通道24到控制壓力出口 22正在被計(jì)量流出。在正常位置中，從孔ロ 54出來(lái)的流體行進(jìn)通過(guò)槽縫50并且之后通過(guò)孔ロ 42以便對(duì)反饋室40加壓。反饋室40作用在該閥門(mén)滑柱的、沿著表面132 (由于桿20的直徑，該表面大于在上反饋室46之內(nèi)受作用的表面)的整個(gè)橫截面的表面積上。因此，存在作用在滑柱60上的向上的偏置力，該カ使滑柱60保持與電樞120處于接觸。在一個(gè)實(shí)施方案(未不出)中，該偏置カ可以被ー個(gè)定位在室40之內(nèi)的、頂推在閥門(mén)滑柱60上的彈簧所補(bǔ)充。為了顛倒該閥門(mén)的位置，螺線管線圈90被激勵(lì)，從而導(dǎo)致電樞120抵抗彈簧104的偏置カ而被吸引以便被吸引到極靴98，由此導(dǎo)致當(dāng)來(lái)自控制壓力入口 26的流體與排放出ロ 28相連接時(shí)在直徑減小的部分70附近的流體計(jì)量流出到該排放出口。當(dāng)流體正流向該排放出ロ時(shí)，這些瞬時(shí)流動(dòng)因素在ー個(gè)方向上作用到閥門(mén)滑柱60上以便使其關(guān)閉，因此具有穩(wěn)定性效果。通過(guò)使用彼此相對(duì)地作用的兩個(gè)反饋室40和46，泵送進(jìn)入以及泵送離開(kāi)反饋室40和46的油的總體積被最大化。較大的反饋室46具有一個(gè)孔ロ 42，該孔ロ被確定尺寸以便平衡阻尼用于滑閥60的穩(wěn)定性以及冷響應(yīng)。對(duì)于給定的離合器或變速器，孔ロ 42的尺寸可以是定制的。
彈簧104具有ー個(gè)第一末端136。末端136總體上為圓柱形并且是開(kāi)放的。彈簧138的ー個(gè)第二底端138與電樞120接合地相接觸，以便將電樞120在位置上偏置抵靠滑閥60。塞102具有螺旋形槽或螺紋140。槽140被設(shè)計(jì)成具有ー種節(jié)距，該節(jié)距與彈簧104的節(jié)距接近地相匹配。因此，塞的底端142可以旋入該彈簧的第一末端136。通過(guò)將彈簧104的更多線圈扭在塞102上，就減少了活動(dòng)線圈的數(shù)量并且因此降低了彈簧剛度。塞102和彈簧104的子組件可以被測(cè)量和調(diào)節(jié)，從而使得彈簧104的彈簧剛度在通過(guò)極靴98的中心孔100裝配到螺線管組件中之前被精確地設(shè)定。塞102可以是聚合材料或金屬材料或其他合適的替代物。
塞102在極靴的中心孔100內(nèi)的軸向位置也起著設(shè)定彈簧104在電樞120上的預(yù)載荷的作用。塞102典型地被壓カ配合在中心孔100內(nèi)，以便設(shè)定彈簧104在電樞120上的以上提及的預(yù)載荷。另外，因?yàn)槿?02是可變形的，所以其變形性能可以被利用以便圍繞彈簧104變形或使彈簧104相對(duì)于塞102而抑制在位，以防止彈簧在其使用壽命內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且因此通過(guò)改變彈簧中活動(dòng)線圈的數(shù)量來(lái)修改最終調(diào)節(jié)的彈簧剛度。這種抑制功能可以是作為壓カ配合操作的結(jié)果而實(shí)現(xiàn)的。希望的是，彈簧104上的預(yù)載荷和彈簧104的這種彈簧載荷的設(shè)定使得ー種特定的“零放大壓力”狀態(tài)得以實(shí)現(xiàn)。在示出了螺線管閥的實(shí)施方案中的是ー種?！案邏夯蜷_(kāi)”式的螺線管閥，然而，本發(fā)明可用于常“低壓或關(guān)”式的螺線管閥應(yīng)用。本發(fā)明的說(shuō)明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，因此，不背離本發(fā)明精髓的多種變體是旨在處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。這類(lèi)變體不得被認(rèn)為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種螺線管閥和彈簧調(diào)節(jié)裝置包括 一個(gè)螺旋彈簧，該螺旋彈簧具有第一末端和第二末端，至少所述第一末端總體上為圓柱形；以及 一個(gè)塞，該塞可以螺紋方式接合所述彈簧的第一末端的一個(gè)可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度。
2.如權(quán)利要求I所述的螺線管閥彈簧和調(diào)節(jié)裝置，其中出于對(duì)所述彈簧中的活動(dòng)線圈的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的所述塞被旋入到所述彈簧的一個(gè)內(nèi)徑中。
3.如權(quán)利要求I所述的螺線管閥彈簧和調(diào)節(jié)裝置，其中所述塞在活動(dòng)線圈的最后調(diào)節(jié)完成之后被變形以抵抗相對(duì)于所述彈簧的旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求I所述的螺線管閥彈簧和調(diào)節(jié)裝置，其中所述塞是取自一組材料中的至少一種材料，該組材料包括聚合物材料和金屬材料。
5.一種螺線管閥包括 一個(gè)閥門(mén)構(gòu)件； 用于移動(dòng)所述閥門(mén)構(gòu)件的一個(gè)電樞； 用于使所述電樞運(yùn)動(dòng)的一個(gè)電磁線圈； 用于與所述電樞接合的一個(gè)螺旋彈簧，所述螺旋彈簧具有至少一個(gè)總體上為圓柱形的第一末端和一個(gè)與所述電樞相接觸的第二末端；以及 一個(gè)塞，該塞沿著所述彈簧的一個(gè)可調(diào)節(jié)的長(zhǎng)度與所述彈簧的第一末端以螺紋方式相接合。
6.如權(quán)利要求5所述的螺線管閥，其中出于調(diào)節(jié)所述彈簧中的活動(dòng)線圈的數(shù)量的目的，所述塞與所述彈簧的一個(gè)內(nèi)徑相接合。
7.如權(quán)利要求5所述的螺線管閥，進(jìn)一步包括一個(gè)極靴，并且其中所述塞與所述極靴連接。
8.如權(quán)利要求5所述的螺線管閥，其中所述塞在所述極靴的腔內(nèi)具有一種過(guò)盈配合。
9.如權(quán)利要求5所述的螺線管，其中出于調(diào)節(jié)所述彈簧中的活動(dòng)線圈的數(shù)量的目的，所述塞被旋入所述彈簧的內(nèi)徑中。
10.一種校準(zhǔn)螺線管閥的方法，該螺線管閥具有一個(gè)由電樞來(lái)移動(dòng)的閥門(mén)構(gòu)件，該閥門(mén)構(gòu)件由一個(gè)彈簧來(lái)在位置上偏置，該彈簧具有第一末端和第二末端，而所述彈簧的第一末端總體上為圓柱形，并且所述彈簧的第二末端與所述電樞接合，所述調(diào)節(jié)方法包括 使所述彈簧的第一末端以螺紋方式接合一個(gè)塞，以便通過(guò)調(diào)節(jié)所述彈簧中的活動(dòng)線圈的數(shù)量來(lái)設(shè)定所述彈簧的彈簧剛度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括與所述螺線管的電磁線圈的彈簧剛度相關(guān)聯(lián)地調(diào)節(jié)所述彈簧的彈簧剛度。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括在活動(dòng)線圈的最后調(diào)節(jié)完成之后將所述塞變形以抵抗相對(duì)于所述彈簧的旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括將所述塞壓力配合在所述螺線管的一個(gè)圓形開(kāi)口中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)所述壓力配合來(lái)設(shè)定所述彈簧在所述電樞上的一個(gè)預(yù)載荷。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中在所述彈簧插入所述螺線管閥之前所述塞相對(duì)于所述彈簧的第一 末端是可調(diào)節(jié)地定位的。
全文摘要
提供了一種螺線管閥，該螺線管閥包括一個(gè)閥門(mén)構(gòu)件、用于移動(dòng)該閥門(mén)構(gòu)件的一個(gè)電樞、以及用于使該電樞運(yùn)動(dòng)的一個(gè)電磁線圈。提供了用于與該電樞相接合的一個(gè)螺旋彈簧，該螺旋彈簧具有至少一個(gè)總體上為圓柱形的第一末端和一個(gè)與該電樞相接觸的第二末端。提供了一個(gè)塞，該塞沿著該彈簧的一個(gè)可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度與該彈簧的第一末端以螺紋方式接合。
文檔編號(hào)H01F7/16GK102686924SQ201180005136
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者J·J·沃特斯瑞德 申請(qǐng)人:博格華納公司