CN1377450A - 用于电接触一个阀的结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于电接触一个阀(1)的结构,尤其是汽车自动变速箱的控制阀或压力调节阀,带有一个设置在阀壳(2)外部的接触弹簧件(12)。接触弹簧件(12)在装配状态下以弹簧压力作用到一个布线元件(9)的露在外面的一个对向接触件上。为此该接触弹簧件(12)有一个带有圆形支承面的接触段(12.4)。

Description

用于电接触一个阀的结构
本发明涉及一种用于电接触一个阀的结构，尤其是汽车自动变速箱的控制阀或压力调节阀，带有一个电气布线元件，其中电气阀备有一个设置在阀壳外部的接触弹簧件，该接触弹簧件在装配状态下以弹簧压力作用到布线元件的露在外面的一个对向接触件上。
在自动变速箱中，液力装置通过电气阀来控制。因为阀只有在最终装配时才集成到变速箱中，其安装通常借助在变速箱内部适当位置上设置的插塞固定机构来完成。
在这样一种结构中难以实现电气阀的可靠而长期稳定的电接触。实践中对这种接触可靠性要求很高，因为在变速箱中一方面存在极端的环境条件(温度在-40℃到140℃之间，振动加速度高达33g)，另一方面(由于高维修费和有时在失灵时的人为损坏)要求满足极高的可靠性要求。
与电气阀的接触密切相关的另一方面是电气阀的电引线的实现。最经济的引线方案是单个导线在变速箱内部的拆开和布置都最佳。
德国专利申请DE 42 33 783 A1中公开了一种磁阀，其在装入到固定元件中时通过一种浸入式接触与在固定元件中的布线元件的一端连接。该布线元件在其另一端与插塞的一个接触针连接，该接触针在固定元件的上侧面实现。整体结构昂贵，而且这种浸入式接触不能一直满足实践中对接触可靠性的要求。
作为最接近的现有技术，在德国专利申请DE 43 24 781 A1中描述了另一种可插入的电磁阀。安置在阀体外侧的电接头实施为弹簧触头。电接触借助弹簧元件的沿插入方向定位的接触针来实现，该接触针的端面在一定压力下压靠在一个对向触头上。
本发明的任务是提供一种用于电接触一个电气阀的结构，其持久地保证很高的接触可靠性。
该任务是通过权利要求1的特征来解决的。
通过支承面的圆形设计使接触点的磨损少，由此尤其是对向接触元件尽管受到机械载荷和热载荷仍能在其寿命期间仅遭受最小的损伤。因此所要求的接触质量可以保持足够长的时间(变速箱的寿命期)。
支承面不仅可以是球面而且可以是圆柱形外表面。
优选的是，接触弹簧件有一个弓形的接触段，其外侧构成支承面。
本发明的一个特别优选的设计方案特征在于，布线元件是一个柔性的印刷电路板。由于在接触点的磨损很小，在这种情况下对向接触元件可以实现为印刷电路板的轨式导体的简单表面金属化。通过本发明使柔性印刷电路板的应用从费用角度看非常有利，特别是在变速箱内部整体连接概念的范围内还应借助柔性印刷电路板电连接其它机电(mechatronische)元部件(致动器Aktor，传感器，控制电子，等等)时更为有利。
在圆形支承面的曲率半径为约1.2至1.7毫米时可以达到特别好的接触性能。
施加在对向接触元件上的弹簧力的有利范围是12和15牛顿之间。在该范围内的力一方面对可靠的接触足够大，另一方面还不会导致对向接触元件的相关损伤。
有利的是，接触弹花件和对向接触元件有两个镀锡的支承面和对向支承面。借助该材料副在测试时获得了有关电气接触电阻方面的最佳结果。
通过支承面的结构化和/或通过设置从支承面凸伸出来的卡合机构，可以有效阻止支承面在对向支承面上的摩擦运动。
本发明的其它优选设计方案在从属权利要求中给出。
下面借助一个实施例参考附图描述本发明。图示为：
图1嵌入在一个固定体中的电磁阀的截面视图，带有一个与一个柔性印刷电路板接触的接触弹簧件；
图2A与图1所示接触弹簧件相比略有改变的本发明另一种接触弹簧件纵向截面图；
图2B在图2A中所示接触弹簧件的侧视图；
图2C图2B的细节图。
参看图1，电磁阀1具有一个圆柱形的阀体2，该阀体通过一个在底部的未示出的插塞固定结构与位于变速箱内的结构组件的一个固定体3联接。在电磁阀1内设置了(同样未示出)一个轴向定位的电磁线圈，一个电枢穿过线圈孔。电枢可运动地与一个活塞件4联接，该活塞件离开阀体2底部并密封地可纵向移动地装纳在固定体3的一个缸腔5中。活塞件4和缸腔5限定了一个压力室7，压力室7的密封性由密封圈6.1和6.2保证。压力室7充满压力液体，通过压力液体通道与一个可液力致动的变速箱换档机构(未示出)连接。
在固定体3的上侧面延伸有一个塑料制成的支架元件8。该支架元件又在其上侧支承一个柔性的印刷电路板9。该柔性印刷电路板9实现了一种集成的电气布线元件，通过该布线元件可以使多个布置在变速箱内的其它电子组件或机电组件(例如变速箱控制设备、起动器、传感器)相互电连接。这里支架元件8由于在变速箱内部空间支撑和明确引导柔性印刷电路板9。
支架元件8是可选择的，就是说，柔性印刷电路板9也可以直接放置在固定体3的上侧。
在阀体2的外壁上安置一个塑料接触壳体10。该接触壳体10有一个顶盖段10.1和一个侧壁10.2。阀体2的周壁、接触壳体10的顶盖段10.1和侧壁10.2限定了一个接触腔11，柔性的印刷电路板9从底部伸入到该接触腔中。
接触腔11在底部不是防油封闭的，因而变速箱油可以进入到该接触腔11中或从该接触腔中出来。但侧壁10.2极为有效地防止了金属屑侵入到接触腔11中。
在接触腔11中安置了一个接触弹簧件12。该接触弹簧件12以上段(图中看不出)固定在接触壳体10的顶盖段10.1上。接触弹簧件12的上段以同样未示出的方式与一条电引入线连接，该电引入线从顶盖段10.1穿过阀体2延伸，接触弹簧件12与电磁线圈电连接。
在接触弹簧件12的上面的固定段上连接有一个角形段12.1。角形段12.1的两条腿相互成90°定向，并以其外表面在从顶盖段10.1到侧壁10.2的过渡部位贴靠在接触壳体10的内壁上。
在接触弹簧件12的角形段12.1上连接有一个圆弧段12.2。该圆弧段12.2在图中未示出的预张紧状态下延展接近180°并借助弯曲过渡到在阀1轴向上延伸的过渡段12.3。接触弹簧件12的下端部通过一个弓形或滑橇形的接触段12.4实现。由此接触弹簧件具有一种S形的截面。
接触弹簧件12的工作方式如下：
在电磁阀1装入固定体3中时，接触弹簧件12的弓形接触段12.4的外表面与柔性印刷电路板9的上表面接触。此时圆弧段12.2沿结构上预定的路径变形或挤压，由此按照虎克定律产生一个相应的弹力。该弹力可以在考虑电磁阀1的精确安装位置的情况下通过接触弹簧12的材料选择和定尺寸来精确给出，并且在12至15牛顿之间，最好是14牛顿。业已表明，这种接触力结合本发明的弓形接触段12.4是最佳的，一方面即使在出现很强的振动时仍能保证可靠的电接触，另一方面避免了随着时间的推迟在接触部位出现柔性印刷电路板的损伤。这里具有决定意义的是，弓形接触段12.4的外表面在其贴靠对向接触元件的部位有圆整的、无棱的曲线。
接触段12.4的外表面可以直接置于一个轨式导体(例如铜制的)的露在外面的表面上。但更有利的是，在轨式导体上涂敷金属层(接触层)作为对向接触元件。用锡制的接触层和接触段12.4的镀锡外表面(支承面)可以获得出色的机械性能和电接触性能。
接触段12.4的支承面可以设置轻微的压花或结构化，这提高了接触段12.4在对向接触元件上的位置稳定性。
图2A和2B示出了一个接触弹簧件12’，其与图1中所示的接触弹簧件12相比只是在上部(角形段12.1)处有所不同，即附加了一个相对轴向倾斜45°的倾斜段12.5’。接触弹簧件12’的厚度D为0.4毫米，在松驰状态下总长度L为25.2毫米。圆弧段12.2’的半径为4毫米并以60°角过渡到过渡段12.3’。
弓形接触段12.4’的半径为1.4毫米，最好是在1.2到1.7毫米之间的范围。接触段12.4’的弓形走向也可以是60°夹角。从圆弧段12.2’开始直到接触段12.4’的最高点可以具有尺寸L1＝14.5毫米。
图2B示出了接触弹簧件12’在接触段12.4’部位的宽度可以小于其它部位的宽度。接触段12.4’(以及支承面14’)的宽度B为例如4毫米。
图2C详细示出了带有支承面14’的接触段12.4’的下部。支承面14’设计为光滑平面，在其侧面边缘上凸伸出钩或爪13.1’，13.2’，这些钩或爪大致埋入对向支承面(未示出)中并阻止支承面14’在对向支承面上滑动。
接触弹簧件12，12’可以用任何一种具有良好导电性和良好持久弹性的合适的金属或任何一种合适的金属合金制成。合金CuSn6和CuNi9Sn2就是一种合适的材料选择。

Claims (12)

1.用于电接触一个阀(1)的结构，尤其是汽车自动变速箱的控制阀或压力调节阀，带有一个电气布线元件(9)，其中
-电气阀(1)带有至少一个布置在阀壳(2)外部的接触弹簧件(12，12’)，该接触弹簧件在装配状态下以弹簧压力作用于布线元件(9)的一个露在外面的对向接触元件上，
其特征在于，
-接触弹簧件(12，12’)具有一个接触段(12.4，12.4’)，其具有一个圆形的支承面(14’)。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，
-接触弹簧件(12，12’)的接触段(12.4，12.4’)为弓形。
3.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于，
-接触弹簧件(12，12’)具有S形截面。
4.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-布线元件是一个柔性的印刷电路板(9)。
5.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-圆形支承面(14’)的半径为约1.2至1.7毫米。
6.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-作用于对向接触元件上的弹力在12和15牛顿之间。
7.根据权利要求2至6之一所述的结构，其特征在于，
-接触段(12.4，12.4’)平行于弓轴线测得的宽度为约3至5毫米。
8.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-接触段(12.4，12.4’)具有一个镀锡的支承面(14’)。
9.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-对向接触元件具有一个镀锡的对向支承面。
10.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-接触段(12.4，12.4’)的支承面(14’)具有一定结构。
11.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-在接触段(12.4，12.4’)上设计从支承面(14’)凸伸出来的卡合机构(13.1’，13.2’)。
12.根据前述权利要求之一所述的结构，其特征在于，
-接触弹簧件(12，12’)用一种铜锡合金尤其是CuSn6，或者铜锡镍合金尤其是CuNi9Sn2制成。
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