CN103874848B - 液压耦合器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液压耦合器，其尤其用于燃料喷射阀，该液压耦合器具有：一个带有罐底（311）及罐套（312）的壳体罐（31）；一个在壳体罐（31）中可轴向移动地导行的活塞（33）；一个设在于活塞（33）与罐底（311）之间、被注入流体的耦合器间隙（35）；一个设置在壳体罐（31）的背着活塞（33）的外侧上的；一个由膜片（36）限定的与耦合器间隙（35）通流连接的均衡室（37）；一个将轴向定向的弹簧力作用在膜片（36）上的弹簧件（40）。为了在要求的预给定的耦合器力的情况下实现液压耦合器的小的总刚度，弹簧件（40）被构成一个固定在壳体罐（31）上的弹簧弓（45），该弹簧弓在罐底（311）的区域中用轴向预载荷紧靠在膜片（36）上。
Description
技术领域
本发明涉及用于燃料喷射阀的液压耦合器。
背景技术
一个公知的燃料喷射阀(DE 10 2004 002 134 A1)具有一个轴向上夹持在阀针与一个压电式致动器之间的液压耦合器，该液压耦合器具有一个带有罐底及罐套的壳体罐及一个在壳体罐中可轴向移动地的活塞。在活塞与罐底之间存在一个注入流体的耦合器间隙。在壳体罐的背着活塞的外侧上设有一个由钢作的第一膜片，该膜片与罐底限定了一个注有流体的均衡室。在此情况下第一膜片覆盖着罐底及在边缘侧通过焊缝固定在罐套上。均衡室通过一个设置在罐底中的节流部件与耦合器间隙通流地连接。一个由钢作的第二膜片在壳体罐的背离罐底的端部上覆盖着一个在罐套与活塞之间的环形间隙。该环形膜片用其外膜片边缘通过焊缝固定在罐套上及用其内膜片边缘通过焊缝固定在活塞上。为了在均衡室中产生过压一个支撑在阀壳体上的螺旋弹簧用轴向定向的弹簧力作用在第一膜片上，其中在螺旋弹簧与第一膜片之间插入一个压力分配盘，该压力分配盘用一个中间高起部分紧靠在第一膜片的中心区域上。
发明内容
按照本发明，提出了一种液压耦合器，具有一个带有罐底及罐套的壳体罐，具有一个在壳体罐中可轴向移动地导行的活塞，具有一个存在于活塞与罐底之间、被注入流体的耦合器间隙，具有一个设置在壳体罐的背着活塞的外侧上的膜片，该膜片限定了一个与耦合器间隙通流连接的均衡室，及具有一个将轴向定向的弹簧力作用在膜片上的弹簧件，其中：弹簧件被构成一个固定在壳体罐上的弹簧弓，该弹簧弓在罐底的区域中用轴向预载荷紧靠在膜片上。
根据本发明的具有上述技术方案特征的液压耦合器具有其优点，即通过附加的轴向弹簧力在维持耦合器装入阀的状态中所需的耦合器力的情况下可使膜片保持小的壁厚并由此可取得膜片的小刚性。通过弹簧件构成弹簧弓弹簧件也仅具有小的弹簧刚性，以致随着壁厚的减小所得到的耦合器的刚性下降不会被抵消。总地耦合器的总刚性有利地保持为低，以致该耦合器可容差显著窄地完成其对具有不同温度膨胀系数的、在它们之间轴向地夹持着该耦合器的两个构件由温度引起的不同长度改变的补偿任务。此外相对一个构成螺旋弹簧的弹簧件可得到一个实质性的组装优点，因为现在耦合器构成一个完备的结构单元及可例如被组装在一个燃料喷射阀中而无分开的弹簧件的单个组装。此外在耦合器安装前可调节作用在膜片上的弹簧力。
通过下述说明中所述的措施可得到上述技术方案中给出的液压耦合器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弹簧弓具有搭接罐套的弹簧腿及一个使弹簧腿相互连接的弹簧桥片，该弹簧桥片用一个中心区域紧靠在膜片上。弹簧弓的固定借助弹簧腿进行，弹簧腿用其背离弹簧桥片的腿端部与罐套材料锁合地连接。弹簧桥片被凹入地弯曲，以致可用简单的方式实现中心接触区域。通过弹簧弓的结构上的构型可通过将弹簧腿或多或少地在壳体罐上轴向移动在弹簧腿材料锁合地固定在罐套上以前非常精确调节所需的作用在膜片上的轴向力。
根据本发明的一个有利的实施形式弹簧弓具有两个相对弹簧桥片设置在直径上的弹簧腿，及弹簧腿与弹簧桥片一体地由一个弹簧带通过冲压或弯曲制成，由此弹簧弓是一个可成本上有利地制造的构件。
根据本发明的一个有利的实施形式弹簧带在弹簧桥片的区域中延伸成弯扭部分，其中该弯扭部分有利地被这样成型，即弹簧桥片具有S形状，其带有一个直的中间条及两个延伸在该中间条每端上的、弯曲的外条，及中间条的纵轴线与两个弹簧腿的纵轴线位于一个相对弹簧桥片垂直延伸的平面中。通过弹簧桥片该结构上的构型可非常精确地以小容差调节由弹簧弓作用在膜片上的轴向力。
根据本发明的一个有利的实施形式弹簧带由高强度的弹簧钢制成，该弹簧钢例如也用于膜片。
附图说明
以下将借助附图中所示的实施例来详细描述本发明。附图表示：
图1：具有一个液压耦合器的燃料喷射阀的纵截面图，
图2：图1在区段II的一个放大的视图，
图3：向着图2中方向III的液压耦合器的正视图，
图4：沿图3中线IV-IV的一个截面。
具体实施方式
作为用于对流动介质、尤其流体计量的通用阀的一个实施例的、图1中以纵截面表示的燃料喷射阀具有空心圆柱体的阀壳体11，该阀壳体的一个端部由一个设有喷射孔或阀孔13的喷嘴体或阀体12端接。阀孔13由一个向外打开的阀件14来控制、即关闭或释放，该阀件被构成具有关闭头的阀针。该阀件由一个致动器16抵抗一个支撑在阀件14上及支撑在阀体12上的复位弹簧15的复位力来操作，其中由于一个施加在致动器16上的电压使阀件14通过其关闭头释放阀孔13。致动器16具有一个可电控制的压电组件19、也称为压电堆，它借助一个构成弹簧的空心体21被夹持在一个端接板18与一个端接体20之间。在此情况下致动器16通过一个万向轴承17支承在阀件14上，其中该万向轴承17被构成在阀针的背离关闭头的端部与致动器16的端接板18之间。
在阀壳体11的背着阀体12的端部中固定地插入了一个连接块22。该连接块22上设有一个流体接口23及一个电连接插座24。借助一个致动器侧接触件25及一个壳体侧的接触件26构成由连接插座24到致动器16的压电组件20的电连接。两个接触件25，26的导电部分相互接触并在接触位置上相互焊接。变换地两个接触件25，26的相互接触部分也可彼此构成一体。阀体12及连接块22通过一个管27相互固定地连接，其中复位弹簧15，致动器16及一个液压耦合器30被接收在管27中。致动器16通过液压耦合器30支撑在阀壳体11上，确切地说支撑在与阀壳体固定连接的连接块22上。
图2中放大地用纵截面表示的液压耦合器30具有一个带有罐底311及罐套312的壳体罐31及一个可在壳体罐31中轴向移动地导行的活塞33。壳体罐31被接收在一个构成在连接块22中的、盲孔形式的凹腔29中并万向地支承在连接块22上。该万向支承在图2中用32来指示。活塞33与致动器16固定地连接，为此在活塞33中固定地插入、例如压入了一个带有由活塞33伸出的空心栓头341的中心定中栓34，及致动器16的端接体20设有一个轴向伸出的销201，该销用一个直径上缩小的端部区段被压入空心栓头341中。在活塞33与壳体罐31的罐底311之间具有一个注有流体、例如油的耦合器间隙35，及在壳体罐31的背着活塞33的外侧设有一个由钢作的薄的第一膜片36，该膜片在壳体罐31的外侧上限定了一个与耦合器间隙35通流连接的均衡室37。为此膜片36覆盖着罐底311并用其膜片边缘固定在罐套312上，例如与罐套312材料锁合地连接。该材料锁合在图2中通过一个焊缝39象征地表示。在其构型上对于均衡室37中确定的压力产生优化了的第一膜片36具有一个中心凸的高起部分361及一个同心地围绕该高起部分的、凹的环形下陷部分362。罐底311的向着膜片36的底面适配于膜片形状。一个弹簧件40用一个向着轴向的弹簧力作用在膜片36上，以致在注有流体的均衡室37中建立一个附加的压力。
一个设置在壳体罐31的背离罐底311的端部上的、薄的第二膜片41对流体密封地密封住一个存在于活塞33与壳体罐31的罐套312之间的环形间隙42。为此该同样由钢作成的第二膜片41被构成环形并用其外膜片边缘与罐套312、及用其内膜片边缘与活塞33各材料锁合地连接。变换地内膜片边缘处的材料锁合也可形成在被压入活塞33中的定中栓34上。在图2中这些材料锁合的连接通过焊缝43及44来表示。耦合器间隙35与均衡室37之间的通流连接通过罐套312中的至少一个径向孔38来产生。在图2的实施例中具有两个设置在直径上的径向孔38，它们各通入由第一膜片36密封的壳体罐31外侧上的均衡室37中及通入由第二膜片41密封的活塞33与壳体罐31的罐套312之间的环形间隙42中。环形间隙42对于在耦合器间隙35与均衡室37之间流动的流体起到节流的作用。
弹簧件40被构成弹簧弓45，它被固定在壳体罐31上及用轴向预载荷紧靠膜片36上。弹簧弓45具有多个、这里总共两个设置在直径上的弹簧腿46，47及一个与弹簧腿46，47彼此连接的弹簧桥片48。弹簧腿46，47搭接紧靠在罐套312上的膜片区域及用其背离弹簧桥片48的腿端部材料锁合地固定在罐套312上。该材料锁合在图2中也通过焊缝49来表示。弹簧桥片48张紧在覆盖罐底311的膜片区域上并紧压在第一膜片36上。为此弹簧桥片48下凹地弯曲，即具有一个由桥片边缘伸入在弹簧腿46，47之间的中间空间中的下凹部分，其中弹簧桥片48的下凹部分具有一个中心区域484，该中心区域在形状上适配于膜片36的凸的高起部分361。弹簧桥片48及弹簧腿46，47一体地由一个弹簧带制成冲压-弯曲部件，其中使用高强度的弹簧钢作为带材料。在弹簧桥片48的区域中弹簧带延伸成弯扭部分(图3)。该弯扭部分被这样地成型，即弹簧桥片48具有S形状，其带有一个直的中间条481及两个各整体地连接在中间条481的一个端部上的弯曲的外条482及483，及中间条481的轴线与两个弹簧腿46，47的轴线位于一个平面中，该平面相对弹簧桥片48的平面垂直地延伸。紧靠着并在形状上适配于第一膜片36的凸的高起部分361的、弹簧桥片48的下凹部分的中心区域484被构成在中间条481上，及由外条482及483垂直地弯出弹簧腿46及47。弹簧腿46，48在轴向上这样程度地被推在壳体罐31上，以致弹簧桥片48以所需的预载荷压在第一膜片36上。
Claims (14)
1.液压耦合器，具有一个带有罐底(311)及罐套(312)的壳体罐(31)，具有一个在壳体罐(31)中可轴向移动地导行的活塞(33)，具有一个存在于活塞(33)与罐底(311)之间、被注入流体的耦合器间隙(35)，具有一个设置在壳体罐(31)的背着活塞(33)的外侧上的膜片(36)，该膜片限定了一个与耦合器间隙(35)通流连接的均衡室(37)，及具有一个将轴向定向的弹簧力作用在膜片(36)上的弹簧件(40)，其特征在于：弹簧件(40)被构成一个固定在壳体罐(31)上的弹簧弓(45)，该弹簧弓在罐底(311)的区域中用轴向预载荷紧靠在膜片(36)上。
2.根据权利要求1所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧弓(45)具有搭接罐套(312)的弹簧腿(46，47)及一个使弹簧腿(46，47)相互连接的弹簧桥片(48)，该弹簧桥片用一个中心区域紧靠在膜片(36)上。
3.根据权利要求2所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧桥片(48)被凹入地弯曲。
4.根据权利要求2或3所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧弓(45)借助弹簧腿(46，47)进行在罐套(312)上的固定。
5.根据权利要求4所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧腿(46，47)的背离弹簧桥片(48)的腿端部与壳体罐(31)的罐套(312)材料锁合地连接。
6.根据权利要求2或3所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧弓(45)具有两个设置在直径上的弹簧腿(46，47)及弹簧腿(46，47)与弹簧桥片(48)一体地由一个弹簧带制成。
7.根据权利要求6所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧带在弹簧桥片(48)的区域中延伸成弯扭部分。
8.根据权利要求7所述的液压耦合器，其特征在于：该弯扭部分被这样地成型，即弹簧桥片(48)具有S形状，其带有一个直的中间条(481)及两个连接在该中间条两端上的、弯曲的外条(482，483)，其中弹簧桥片(48)的中间条(481)的纵轴线与两个弹簧腿(46，47)的纵轴线位于一个相对弹簧桥片(48)垂直延伸的平面中。
9.根据权利要求6所述的液压耦合器，其特征在于：弹簧带由高强度的弹簧钢组成。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的液压耦合器，其特征在于：膜片(36)覆盖着罐底(311)并用其膜片边缘材料锁合地与罐套(312)连接。
11.根据权利要求10所述的液压耦合器，其特征在于：膜片(36)具有一个中心凸的高起部分(361)及一个围绕该高起部分(361)的、凹的环形下陷部分(362)及罐底(311)的向着膜片(36)的底面适配于膜片形状；及弹簧弓(45)的下凹的弹簧桥片(48)用一个在形状上适配于膜片(36)的凸的高起部分(361)的中心区域(484)紧靠在膜片(36)上。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的液压耦合器，其特征在于：为了耦合器间隙(35)与均衡室(37)的通流连接在壳体罐(31)的罐套(312)中设有至少一个径向孔(38)，该径向孔一方面向着均衡室(37)张开及另一方面向着在活塞(33)与壳体罐(31)的罐套(312)之间的环形间隙(42)张开；及该环形间隙(42)在壳体罐(31)的背离罐底(311)的端部被一个环形的膜片(41)覆盖，该膜片用其外膜片边缘在罐套(312)上及用其内膜片边缘在活塞(33)上各对流体密封地固定。
13.根据权利要求1所述的液压耦合器，其特征在于，所述液压耦合器用于燃料喷射阀。
14.根据权利要求6所述的液压耦合器，其特征在于，所述弹簧腿(46，47)与弹簧桥片(48)一体地由所述弹簧带制成冲压-弯曲部件。
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