CN103748350A - 用于计量流动介质的阀 - Google Patents

Abstract

本发明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，该阀包括：一个设有用于介质的输入口（17）的阀壳体（11），一个设有用于介质的计量口（13）的阀体（12），一个处在阀壳体（11）与阀体（12）之间的接合位置（18）及一个密封接合位置（18）的密封部分（20）。为了保证可靠的并不易开裂的密封部分（20）——其中可自由选择阀壳体（11）和阀体（12）的材料，密封部分（20）具有一个覆盖接合位置（18）的卡圈（19），该卡圈借助压配合被装配在阀壳体（11）与阀体（12）的在接合位置（18）上相互面对着的端部区段上。

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

公知的燃料喷射阀（DE102007028490A1）具有一个带有一输入侧端部及一喷射侧端部的空心圆柱体的壳体。输入侧端部由一个带有输入接管的盖封闭，及在喷射侧端部中置入了一个空心圆柱体的阀体或喷嘴体，该阀体部分地由壳体伸出。在阀体的的背离壳体的端部处构有一个喷射孔及一个在排出侧包围喷射孔的阀座。阀壳体的喷射侧端部包围着阀体，及处在阀壳体与阀体之间的环形接合位置借助使阀壳体与阀体相互连接的焊缝形成对液体密封的密封连接，以致使在阀壳体中的处于缭绕00巴系统压力下的燃料不会在接合位置处逸出。

发明内容

根据本发明的、具有权利要求1的特征的阀具有其优点，即通过借助阀壳体与阀体上的压配合覆盖接合位置的卡圈可形成相对焊缝更可靠且不易裂缝的、阀壳体与阀体之间的接合位置的密封。卡圈的压配合最好通过热压冷缩来形成。为此例如通过感应使卡圈加热到尽可能高的温度及使其内径由此增大的卡圈超过接合位置地套到或压配合在阀壳体与阀体的端部区段上。卡圈在冷却时收缩及将阀壳体与阀体拉紧，由此导致阀壳体与阀体之间的力锁合的连接及接合位置的径向及轴向上的密封。压配合也可变换地通过过量地套在阀壳体与阀体的端部区段上的卡圈的机械压紧来形成。阀壳体及阀体的材料可–不同于通过焊缝密封的情况–自由地选择，因为不用强制使用可很好地焊接的材料来实现机械上稳定的、抗压力及抗裂开的焊缝。因此阀壳体及阀体可由成本上有利的材料来制造及使制造成本下降。不同于焊接的情况–在焊接时可出现阀壳体与阀体之间的焊接变形，可实现两个部件的可靠的且良好的定位。不同于阀壳体及阀体焊接的情况即使在阀体直径大的情况下尽管在阀壳体中的压力大也可保证接合位置的可靠密封。较大的直径又开辟了对于阀的一些实施方式有利的、在阀壳体中向阀体中的中心计量口偏心地引导流体的一种可能性。为了限制用于卡圈加热的能量投入，卡圈被设计成具有尽可能小的体积。

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阀壳体及阀体的端部区段在卡圈覆盖的区域中设有相互隔开的、径向的密封边缘，这些密封边缘以制造技术上简单的方式由一个齿部分的齿面构成。通过随着卡圈的压配合形成而引起的卡圈紧抓到密封边缘中将附加地导致形状锁合及接合位置的径向与轴向的密封的进一步改善。

根据本发明的一个有利的实施形式阀壳体与阀体的端部区段在接合位置处相互连接及具有相同外径。在此情况下阀体及阀壳体在接合位置中用构成在阀体上的环形的第一接触面与构成在阀壳体上的环形的第二接触面–该第二接触面相对阀壳体的端面后移地设置–相互接触。第一接触面具有一个内圆周边缘，该内圆周边缘在阀体中限定了一个被介质加载的、中心凹腔，及第二接触面具有一个凸起在内圆周边缘上面的凸起区域。在此情况下凹腔与环形的凹腔底夹持一个钝角并被构成平面或凹拱形。通过凹腔使阀体在接合位置处的刚度下降，凹腔中具有的流体压力附加地将阀体径向地压向卡圈，由此提高了接合位置处的形状锁合及密封。

该作用还将这样来增强，即根据另一实施形式在阀壳体上第二接触面的凸起区域中设有一个向着凹腔张开的槽，该槽最好具有一个向着阀体上第一接触面的内圆周边缘、并相对槽底以一个钝角延伸的槽边缘。通过该槽也达到了阀壳体的端部区段中刚度的降低，以致凹腔及槽中具有的流体压力也将阀壳体径向地压向卡圈。

根据本发明的其它实施形式可通过不同的措施附加地改善接合位置的径向及轴向的密封。例如在卡圈中嵌入一个覆盖接合位置的、由弹性体例如硅作的密封圈，该密封圈径向上压紧在阀壳体及阀体的端部区段上，或至少阀壳体与阀体的端部区段的被卡圈覆盖的区域的一部分由弹性的密封材料例如硅来覆层或在相互接触的阀壳体及阀体的接触面之间设置一个由弹性体例如硅作的密封圈或阀壳体及阀体上的两个接触面的至少一个由密封材料例如硅来覆层。此外可附加地进行卡圈一方面与阀体及另一方面与阀壳体的焊接。在此情况下两个焊缝仅承担密封功能，因为流体压力的轴向力被卡圈接收。因为由此焊缝无需具有高的机械稳定性，对于阀壳体、阀体及卡圈也可使用较差的适于焊接的材料。

最好对于阀壳体及阀体使用尽可能硬的具有高强度的材料，例如钢1.4035被硬化及对于卡圈使用具有高强度及稍小硬度的材料，例如钢1.4035被硬化及退火。

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区段地表示一个用于计量液态或气态介质的阀的纵截面，

图3至7如同图2一样地各表示根据本发明的其它实施例。

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。该阀具有一个阀壳体11，其一个端部被阀体12封闭。在一个中心地延伸在阀体12中的透孔121的背离壳体的端部处构有一个计量口13，该计量口受一个向外打开的阀件14与一个构成在阀体12上的阀座122的联系的控制，即关闭或释放。该具有一个阀针141及一个设置在阀针141端侧的闭合头142的阀件14以公知的方式由一个这里未示出的致动器、例如压电式致动器抵抗一个支撑在阀针141及阀体12上的阀闭合弹簧16的复位力进行操作。在阀壳体11中偏心地设有一个轴向延伸的用于介质的输入口17，介质通过该输入口到达相对透孔121同心地构成在阀体12中的、接收阀闭合弹簧16的空腔15并从该空腔通过引导阀针141的透孔121到达被闭合头142封闭的计量口13。

在阀壳体11与阀体12之间具有一个接合位置18，在该接合位置上阀壳体11与阀体12彼此面对着的、具有相同外径的端部区段相互连接。接合位置18通过一个密封部分20来密封。根据本发明密封部分20具有一个覆盖接合位置18的卡圈19，该卡圈借助压配合安装在阀壳体11及阀体12的端部区段上。卡圈19由具有高强度及相对阀壳体11与阀体12的材料的硬度稍小硬度的材料组成。例如卡圈19由钢1.4035硬化及退火及阀壳体11与阀体12由钢1.4035硬化而成。

该压配合最好通过卡圈18在阀壳体11及阀体12的端部区段上的热压冷缩来形成。为此最好通过感应使卡圈19加热到尽可能高的温度及使通过加热将其直径增大的卡圈19超过接合位置18地套到或压配合在阀壳体11与阀体12的端部区段上。为了缩短加热过程及节省能量卡圈19应具有尽可能小的体积。在冷却时卡圈19收缩。在此情况下在接合位置18处阀体12与阀壳体11在轴向上被拉紧并在阀体12与阀壳体11之间形成力锁合及径向上和轴向上的密封。

如由图2中放大地表示的阀区段可看到的，阀壳体11及阀体12的端部区段在卡圈19覆盖的区域中附加地设有相互隔开的径向密封边缘，在最简单的情况下这些密封边缘由一个齿部分21的齿面构成。通过压配合卡圈19附加地紧抓到齿部分21的密封边缘中，由此产生一个附加的形状锁合并达到密封功能的上升。

该径向密封及形状锁合将通过阀体12及阀壳体11内部具有的流体压力被这样附加地增强，即将作出阀体12及阀壳体11刚度的下降。为此在阀体12上构有一个环形的第一接触面22及在阀壳体11构有一个环形的第二接触面23。第一接触面22与第二接触面23在接合位置18中相互接触。第一接触面22具有一个由阀体12中的一个中心凹腔24限定的内圆周边缘25及第二接触面23–该第二接触面相对阀壳体11的端面后移地设置在阀壳体11上–具有一个伸在内圆周边缘25上面的及由此位于凹腔孔243上面的凸起区域26。凹腔24具有一个环形的凹腔底241，阀件14的阀针141通过该凹腔底穿出；及具有一个凹腔壁242及一个被凹腔壁242包围的凹腔孔243。用于介质的输入口17通到凹腔孔243中，以致凹腔24被处于系统压力下的介质加载。凹腔壁242最好与凹腔底241夹持一个钝角并在该实施例中被构成凹拱形（图2）。凹腔壁242也可以是一个平面的或平的构型。在阀壳体11上第二接触面23的凸起区域26中设有一个向着凹腔24张开的槽27。槽27具有一个槽边缘271，该槽边缘向着阀体12上第一接触面22的内圆周边缘25延伸，尤其相对槽底272以一个钝角延伸（图2）。作用在凹腔壁242及槽边缘271上的介质的系统压力附加地将阀体12及阀壳体11的端部区段压在热压冷缩的卡圈19上及由此增强了阀壳体11与阀体12之间在接合位置18处的径向密封及形状锁合。

在图3至7所示的阀的变型实施例的区段中在接合位置18处阀壳体11与阀体12之间的密封部分20还对热压冷缩的卡圈19附加地通过其它结构的措施来补充。

在根据图3的实施例中对卡圈19附加地密封部分20还具有一个轴向上覆盖接合位置18的、由弹性体例如硅作的密封圈28，该密封圈被嵌置在卡圈19中及径向上压配合在阀壳体11及阀体12的端部区段上。密封圈28被接收在一个开在卡圈19的内圈壁中的槽29中，该槽最好相对接合位置18对称地布置。

在根据图4的实施例中对卡圈19附加地密封部分20还具有一个由弹性体例如硅作的覆层30，该覆层在由卡圈19覆盖的阀壳体11及阀体12的端部区段中至少既延伸在阀壳体11的端部区段的一部分上也延伸在阀体12的端部区段的一部分上。在卡圈压配合到阀壳体11及阀体12的端部区段前施加该副该覆层的两个最好相同大小的部分。

在根据图5的实施例中对卡圈19附加地密封部分20还具有一个由弹性体例如硅作的密封圈31，该密封圈被设置在阀体12及阀壳体11的接触面22，23之间。

在根据图6的实施例中对卡圈19附加地密封部分20还具有一个由弹性体例如硅作的覆层32，该覆层被设置在阀体12及阀壳体11的两个接触面22，23之一上。

根据图7的实施例与根据图1及2的实施例的区别在于：热压冷缩在阀壳体11及阀体12的端部区段上的卡圈19还在其两个前端一方面与阀壳体11及另一方面与阀体12相焊接。这样形成的焊缝在图7中用33及34来指示。这些焊缝33，34仅用于接合位置18的附加密封并不承受轴向力，以致对其机械强度不必有高的要求及对于阀壳体11，阀体12及卡圈19也可使用较差的可焊接的材料。

除改型的密封部分20外在图3至7中区段地表示的阀的实施例与根据图1及2的阀的实施例相一致，由此相同的构件设有相同的标号。

Claims (16)

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，包括：一个设有用于介质的输入口（17）的阀壳体（11），一个设有用于介质的计量口（13）的阀体（12），一个处在阀壳体（11）与阀体（12）之间的接合位置（18）及一个密封接合位置（18）的密封部分（20），其特征在于：密封部分（20）具有一个覆盖接合位置（18）的卡圈（19），该卡圈借助压配合被装配在阀壳体（11）与阀体（12）的在接合位置（18）上相互面对着的端部区段上。

2.根据权利要求1的阀，其特征在于：阀壳体（11）及阀体（12）的端部区段在卡圈（19）覆盖的区域中设有相互隔开的、径向的密封边缘。

3.根据权利要求2的阀，其特征在于：径向的密封边缘由一个齿部分（21）的齿面构成。

4.根据权利要求1至3中任一项的阀，其特征在于：阀壳体（11）与阀体（12）的端部区段在接合位置（18）处相互连接及具有相同外径。

5.根据权利要求4的阀，其特征在于：阀体（12）及阀壳体（11）在接合位置（18）处用构成在阀体（12）上的环形的第一接触面（22）与构成在阀壳体（11）上的环形的第二接触面（23）相互接触；第一接触面（22）具有一个内圆周边缘（25），该内圆周边缘在阀体（12）中限定了一个被介质加载的、中心凹腔（24），及第二接触面（23）具有一个凸起在内圆周边缘（25）上面的凸起区域（26）。

6.根据权利要求5的阀，其特征在于：凹腔（24）具有一个环形的凹腔底（24），一个凹腔壁（242）及一个被凹腔壁（242）包围的凹腔孔（243），用于介质的输入口（17）通到该凹腔孔中，及尤其凹腔壁（242）与凹腔底（241）夹持一个钝角并被构成平面或凹拱形。

7.根据权利要求5或6的阀，其特征在于：在阀壳体（11）上第二接触面（23）的凸起区域（26）中设有一个向着凹腔（24）张开的槽（27）。

8.根据权利要求7的阀，其特征在于：槽（27）具有一个向着阀体（12）上第一接触面（22）的内圆周边缘（25）、并相对槽底（272）以一个钝角延伸的槽边缘（271）。

9.根据权利要求5至8中任一项的阀，其特征在于：第二接触面（23）相对阀壳体（11）的端面后移地设置在阀壳体（11）上。

10.根据权利要求1至9中任一项的阀，其特征在于：密封部分（20）具有一个轴向上覆盖接合位置（18）的、由弹性体例如硅作的密封圈（28），该密封圈被嵌置在卡圈（19）中及径向上压配合在阀壳体（11）及阀体（）的端部区段上。

11.根据权利要求10的阀，其特征在于：密封圈（28）被接收在一个开在卡圈（19）的内圈壁中的槽（29）中。

12.根据权利要求1至9中任一项的阀，其特征在于：密封部分（20）具有一个至少占据阀壳体（11）与阀体（12）的端部区段的覆盖卡圈（19）的一部分的区域的、由弹性体例如硅作的覆层（30）。

13.根据权利要求5至9中任一项的阀，其特征在于：密封部分（20）具有一个设置在阀体（12）及阀壳体（11）的接触面（22，23）之间的、由弹性体例如硅作的密封圈（21）。

14.根据权利要求5至9中任一项的阀，其特征在于：密封部分（20）具有一个覆盖在阀体（12）及阀壳体（11）的两个接触面（22，23）之一上的、由弹性体例如硅作的覆层（30）。

15.根据权利要求1至14中任一项的阀，其特征在于：卡圈（15）在其端部一方面与阀壳体（11）及另一方面与阀体（12）相焊接。

16.根据权利要求1至15中任一项的阀，其特征在于：压配合通过卡圈（19）在阀壳体（11）及阀体（12）的端部区段上的热压冷缩来形成。

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