CN103732905A - 用于计量流动介质的阀 - Google Patents

Abstract

提出一种用于计量流动介质、如气态或液态介质的阀，尤其是用于内燃机的燃料喷射阀，其具有：一个阀壳体，一个接收在阀壳体中的、作用于一个阀件的致动器，一个在阀壳体的外部可触及到的电连接插座及一个形成从连接插座到致动器的电连接的电引线，该引线包括两个各具有一个柔性条区段的引线条。为了优化电引线以减少制造成本，以及为简化阀组装和致动器的防扭转，每个引线条（15，16）由一个设有一塑料套（32，33）的电导体（34，35）组成，该电导体具有一个前及一个后的、各长地延伸的导体区段（341，351或342，352）及一个位于它们之间的中间导体区段（343，353），该中间导体区段具有至少一个曲折形的弯曲部分（36）以实现柔性的条区段；及一个在两个电导体（34，35）的中间导体区段（343，353）的区域中与其塑料套（32，33）一体的塑料桥接件（37）使两个引线条（15，16）连接成一个抗扭转的引线组件（31）。

Description

用于计量流动介质的阀

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于计量流动介质、如气态或液态介质的阀，尤其是用于内燃机的燃料喷射阀。

背景技术

公知的用于将燃料或燃油直接地喷射到内燃机的燃烧室中的燃料或燃油喷射阀（DE10317148A1）具有一个阀壳体，一个接收在阀壳体中的压电的、电致伸缩的或磁致伸缩的万向支承的致动器，该致动器与一个阀针形成功能连接，及具有一个电连接插座及一个形成从连接插座到致动器的电连接的电引线。该引线具有两个引线条。每个引线条由一个固定在壳体侧的电导体，一个由致动器伸出的接触销–该接触销在阀壳体中相对导体径向地布置，及一个使导体与接触销连接的柔性条区段组成。电导体为一个带套的圆金属线，它穿过端接阀壳体的、具有燃料入口的连接件，及裸露的接触销立在致动器的端部。柔性的条区段具有一个弹簧片的形状，它相对阀壳体的轴线垂直地延伸。该弹簧片在一侧上用拐弯的片端与带套的圆金属线的裸露的端部及在另一侧上与裸露的接触销软焊或硬焊地焊接。两个引线条中相对阀壳体的轴线垂直延伸的弹簧片形式的柔性条区段将阻止不可避免的致动器的轴向运动，该轴向运动由致动器的通电、不同的热膨胀及一个可能设置在致动器与连接件之间的耦合器的不可避免的液压损耗形成，其中固定在连接件中的带套的圆金属线将远离并由此避免弯曲应力及圆金属线的摩擦并提高了阀的抗磨损强度。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的阀具有组装明显简化的优点，因为形成致动器紧凑布线的整体的引线组件可极其简单地接合在连接插座与致动器之间并仅需在其导体端部与连接插座及致动器焊接。相对开始部分所述的公知的阀的电引线取消了四个焊点，在那里在两个引线条中当每个弹簧片与圆金属线及接触销连接时附加地需要这些焊点。该引线组件可简单且成本上有利地用塑料注塑方法仅由两个置入的及在中间导体区段预变形的电导体来制造。在引线条中用于补偿致动器轴向运动的所需轴向长度补偿通过中间导体区段的轴向错开的弯曲部分来实现，这些弯曲部分用其所谓的波状几何构型体现为引线条的弹性的及柔性的条区段。对于致动器在阀壳体中的通用万向支承抗扭转的引线组件为致动器提供了可靠的扭转防护并使产生扭转防护的附加措施成为多余。

通过其它权利要求中所述的措施可得到权利要求1中给出的阀的有利的进一步构型及改进。

根据本发明的一个有利的实施形式每个中间导体区段具有多个轴向上错开的曲折形弯曲部分或波部分，其中轴向上相继的弯曲部分（36）朝着逆转的方向，这些相逆的方向相对一个平面垂直地延伸，在该平面中延伸着前及后导体区段（341，351，342，352）。通过多个轴向上错开的曲折形弯曲部分可达到小的引线组件的轴向弹簧刚度，以致在致动器的轴向温度偏移时在中间导体区段中仅出现小的偏移应力。

根据本发明的一个有利的实施形式塑料桥接件具有一个相对长地延伸的前导体区域限定中间导体区段的塑料环及一个相对长地延伸的后导体区域限定中间导体区段的、具有一个中心透孔的塑料盘段，所述塑料环整体地成型在前导体区域的塑料套上。塑料盘段整体地成型在后导体区段的塑料套上及在此情况下两个中间导体区段中邻接在塑料盘段上的曲折形弯曲部分的各一个靠近塑料盘段的弯曲部分分支被嵌入该塑料盘段中。通过该塑料桥接件的结构构型可实现一个对阀壳体中可提供的结构空间最佳地适配的、具有最大可能的抗扭转刚度的引线组件，这与达到阀的紧凑性的努力并不对立。

根据本发明的一个有利的实施形式塑料盘段具有一个由圆弧及圆弦限定的盘面及被这样地定向，即圆弦相对一个平面平行地延伸，在该平面中分布着前及后导体区段。延伸在塑料环为一方与塑料盘段为另一方之间的两个中间导体区段的塑料套各具有一个矩形的横截面，该横截面的相对塑料盘段的圆弦平行地延伸横截面尺寸为最大的横截面尺寸并明显地大于其它的横截面尺寸。由此形成的塑料套的大宽度提高了塑料桥接件的抗扭转刚度。

根据本发明的一个有利的实施形式电导体由例如具有0.5mm的直径的圆金属线或由冲压的板金件组成。作为其材料使用有色金属材料、如铜或锡。作为用于塑料套及塑料桥接件的材料优选地使用玻璃纤维增强的聚酰胺，例如PA66。

根据本发明的一个有利的实施形式两个电导体在中间导体区段的区域中通过一个高欧姆值的电阻相互连接。这样一个电阻可防止阀组装时致动器的电损坏。

附图说明

在以下的说明中将借助附图中所示的实施例来详细地描述本发明。附图表示：

图1及2表示一个用于计量液态或气态介质的阀的纵截面，

图2表示根据图1的阀中的一个连接插座的透视图，

图3表示根据图1的阀中的一个引线组件的透视图，

图4表示图3中的引线组件的一个侧视图，

图5表示根据图4的引线组件中的一个电导体的侧视图，

图6表示图3中的引线组件的一个俯视图，

图7表示根据图6的引线组件中的一个电导体的俯视图。

具体实施方式

图1中以纵截面表示的用于计量流动介质、即液态或气态介质的阀尤其被用作将燃料喷射到内燃机的燃烧汽缸或吸气支管中的喷射阀，但也可被用来作为将一种水溶液、如尿素水溶液喷射到内燃机的废气支管中的计量阀。该阀具有一个圆柱形的阀壳体11，一个接收在阀壳体11中的、作用在一个阀件13上的致动器12，一个在阀壳体11的外部可触及的连接插座14、该连接插座被透视地表示在图2中，及一个形成从连接插座14到致动器12的电连接的引线，该引线包括两个各具有一个柔性条区段的引线条15，16。空心圆柱形的阀壳体11在其一个端部上由一个具有计量口17的阀体18端接及在另一端部由一个具有介质的入口19的连接件20端接，在后者上还固定着连接插座14。与入口19同轴地还设有一个接管21，该接管被构成来用于套上一个输入软管。计量口17由一个向外打开的阀件13的闭合头来控制、即关闭或释放。为此作用在阀件13上以操作它的致动器12在这里被构成压电致动器及具有一个可电控制的、由压电陶瓷盘组成的压电叠堆22，该压电叠堆借助一个由弹簧构成的空心体23被夹持在一个端接板24与一个连接体25之间。致动器12通过一个万向支承26支撑在阀件13的背着关闭头的端部上，该万向支承被构成在固定于空心体23上的端接板24上。致动器12的连接体25被构成其直径分阶的并具有一个大直径的体区段251及一个小直径的体区段252，在大直径的体区段上固定致动器12的空心体23，小直径的体区段则与设置在致动器12与连接件20之间的液压耦合器27形成连接。液压耦合器的构造及功能是已知的及例如被描述轴DE102004021921A1或DE102004002134A1中。液压耦合器27以公知的方式具有一个活塞28及一个带有圆柱形活塞导向部分的耦合器壳体29，以及一个注入了液体、尤其油的耦合器间隙。在所示的该实施例中耦合器壳体29万向地支承在一个构成在连接件20中的凹腔30内及活塞28固定地与致动器12的连接体25的小直径的体区段252相连接。也可变换地将耦合器壳体29固定在凹腔30中及在连接体25的小直径的区段252与圆柱形的耦合器27的活塞之间设置一个万向的支承。

由两个引线条15，16组成的连接插座14到致动器12的电引线被设计成一个抗扭转的引线组件31，如图3中透视地表示的，及可简化及易于阀的组装。每个引线条15或16由一个设有一塑料套32或33的电导体34或35组成。每个电导体34或35–其中一个未设套的电导体34被表示在图5的侧视图及图7的俯视图中–由一个向着连接插座14的长地延伸的前导体区段341或351及一个向着致动器12的长地延伸的后导体区段342或352以及位于它们之间的中间导体区段343或353组成。为了实现开始部分所述的柔性及弹性的条区段，中间导体区段343或353具有至少一个曲折形的弯曲部分36或波形部分。在所示的实施例中每个中间导体区段343或353具有多个轴向上错开的曲折形弯曲部分36，其中轴向上相继的弯曲部分36朝着逆转的方向，这些相逆的方向延伸在一个平面中，在该平面中延伸着前及后导体区段341，351，342，352。在中间导体区段343，353的区域中一个与塑料套32，33一体的塑料桥接件37将两个引线条15，16相互连接，由此得到抗扭转的引线组件31。

详细地说塑料桥接件37具有一个相对长地延伸的前导体区域341，351限定中间导体区段343，353的塑料环38及一个相对长地延伸的后导体区域342，352限定中间导体区段343，353的塑料盘段29。塑料环38整体地成型在前导体区域341，351的塑料套32，33上。塑料盘段39整体地成型在后导体区段342，352的塑料套32，33上并包围着在导体条分布上两个中间导体区段343，353的各最后的、邻接的曲折形弯曲部分36中的总是靠近放置的弯曲部分分支361。塑料盘段39具有一个由圆弧391及圆弦392限定的盘面及设有一个用于致动器12的连接体25的小直径体区段352的透孔40。塑料盘段39在引线组件31中这样地定向，即圆弦相对一个平面平行地延伸，在该平面中分布着前及后导体区段341，351，342，352。塑料套32，33在前导体区段341，351的区域中及在后导体区段342，352中具有一个圆形的横截面，而在中间导体区段343，353的区域中、即在塑料环38为一方与塑料盘段39为另一方之间各具有一个矩形的、带有相对塑料盘段39的圆弦392平行延伸的大横截面尺寸的横截面。通过塑料套32，33的该相对宽的横截面尺寸附加地使塑料环38与塑料盘段39之间的区域增强，以致塑料桥接件37总体具有极高的抗扭转刚度。电导体34，35优选地由有色金属材料的圆金属线或由有色金属材料的冲压片制成。作为有色金属材料例如使用铜或锡。该圆金属线例如可具有0.5mm的直径。对于电导体34，35的塑料套32，33及对于塑料桥接件37使用玻璃纤维增强的聚酰胺，例如PA66。为了组装的目的两个电导体34，35在中间导体区段343，353的区域中通过一个高欧姆值的电阻相互连接。该连接可通过硬焊、软焊或夹持来实现。

如由根据图1的截面图可看到的，在方组装后长地延伸的前导体区段341，351各形状锁合地固定在支承连接插座14的连接件20中及长地延伸的后导体区段342，352各形状锁合地固定在致动器12的连接体25的大直径的体区段251中，而封装中间导体区段343，353的塑料桥接件37则包围着致动器12的连接体25的小直径的体区段252。因此通过抗扭转的引线组件31可防止致动器12相对阀壳体11的扭转，该引线组件将截获在阀工作期间出现在致动器12上的转矩。连接插座14具有两个在阀壳体外部可触及到的电插接触头141及由插接触头141导向端接阀壳体11的连接件20的接触片142。电导体34，35的长地延伸的前导体区段341，351的裸露的端部各与一个接触片142连接，例如通过焊接来连接。电导体34，35的长地延伸的后导体区段342，352的裸露的端部可直接地接触致动器12的压电叠堆22。

Claims (13)

1.用于计量流动介质、如气态或液态介质的阀，尤其是用于内燃机的燃料喷射阀，具有：一个阀壳体（11），一个接收在阀壳体（11）中的、作用于一个阀件（13）的致动器（12），一个在阀壳体（11）的外部可触及到的电连接插座（14）及一个形成从连接插座（14）到致动器（12）的电连接的电引线，该引线包括两个各具有一个柔性条区段的引线条（15，16），其特征在于：每个引线条（15，16）由一个设有一塑料套（32，33）的电导体（34，35）组成，该电导体具有一个前及一个后的、各长地延伸的导体区段（341，351或342，352）及一个位于它们之间的中间导体区段（343，353），该中间导体区段具有至少一个曲折形的弯曲部分（36）以实现柔性的条区段；及一个在两个导体（34，35）的中间导体区段（343，353）的区域中与其塑料套（32，33）一体的塑料桥接件（37）使两个引线条（15，16）连接成一个抗扭转的引线组件（31）。

2.根据权利要求1的阀，其特征在于：每个中间导体区段（343，353）具有多个轴向上错开的曲折形弯曲部分（36）及轴向上相继的弯曲部分（36）朝着逆转的方向，这些相逆的方向相对一个平面垂直地延伸，在该平面中延伸着前及后导体区段（341，351，342，352）。

3.根据权利要求2的阀，其特征在于：塑料桥接件（37）具有一个相对前导体区域（341，351）限定中间导体区段（343，353）的塑料环（38）及一个相对后导体区域（342，352）限定中间导体区段（343，353）的、具有一个中心孔（40）的塑料盘段（39），

所述塑料环整体地成型在前导体区域（341，351）的塑料套（32，33）上，所述塑料盘段整体地成型在后导体区段（342，352）的塑料套（32，33）上并包封两个中间导体区段（343，353）的邻接的曲折形弯曲部分（36）的各一个靠近的弯曲部分分支（361）。

4.根据权利要求3的阀，其特征在于：塑料盘段（39）具有一个由圆弧（391）及圆弦（392）限定的盘面及被这样地定向，即圆弦（392）相对一个平面平行地延伸，在该平面中分布着前及后导体区段（341，351，342，352）

5.根据权利要求4的阀，其特征在于：延伸在塑料环（38）为一方与塑料盘段（39）为另一方之间的每个中间导体区段（343，353）的塑料套（32，33）各具有一个矩形的、带有相对塑料盘段（39）的圆弦（392）平行的大横截面尺寸的横截面。

6.根据权利要求1至5中任一项的阀，其特征在于：每个电导体（34，35）由有色金属材料、如铜或锡的一个圆金属线组成。

7.根据权利要求6的阀，其特征在于：该圆金属线具有0.5mm的直径。

8.根据权利要求1至5中任一项的阀，其特征在于：每个电导体（34，35）由有色金属材料、如铜或锡的一个冲压的金属片作成。

9.根据权利要求1至8中任一项的阀，其特征在于：使用玻璃纤维增强的聚酰胺，例如PA66作为用于塑料套（32，33）及塑料桥接件（37）的材料。

10.根据权利要求1至8中任一项的阀，其特征在于：两个电导体（34，35）在中间导体区段（343，353）的区域中通过一个高欧姆值的电阻（41）相互连接。

11.根据权利要求1至10中任一项的阀，其特征在于：致动器（12）在阀件侧及阀壳体侧总是万向地支承及电导体（34，35）的长地延伸的前导体区段（341，351）被固定致阀壳体（11）中而长地延伸的后导体区段（342，352）被固定在致动器（12）中。

12.根据权利要求10的阀，其特征在于：致动器（12）的阀壳体侧的万向支承通过一个液压耦合器（27）来实现，该液压耦合器被接收在一个端接阀壳体（11）的、具有用于介质的接管（21）的连接件（20）中；致动器（12）具有一个直径分阶的、带有一个大直径的及一个小直径的体区段（251，252）的连接体（25），其小直径的体区段（251）与液压耦合器（27）形成连接；及引线组件（31）被这样地放置在阀壳体（11）中，即塑料桥接件（37）包围着小直径的体区段（252）及前导体区段（341，351）形状锁合地穿过连接件（20）而后导体区段（342，352）形状锁合地穿过小直径的体区段（251）。

13.根据权利要求12的阀，其特征在于：连接插座（14）具有两个在阀壳体（11）的外部可触及到的电插接触头（141）及由插接触头（141）导向连接件（20）的接触片（142）及致动器（12）具有一个压电叠堆（22）；及引线组件（31）用电导体（34，35）的前导体区段（341，351）的裸露的端部各与连接插座（14）的一个接触片（142）接触及电导体（34，35）的后导体区段（342，352）的裸露的端部直接地接触压电叠堆（22）。

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