CN1930697A - 为压电元件安置接触针的方法以及套管和驱动器单元 - Google Patents

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Abstract

在制造要装入燃料喷射器中的驱动器单元(11)时,首先把压电元件(8)装入塑料套管(1)中。为给压电元件(8)引入外部电流提供两个接触针(5),它们在塑料套管(1)外面延伸。为固定接触针(5)的位置,特别是在浇铸压电元件(8)与塑料套管(1)前,本发明建议,给接触针(5)提供针支架(2),其作为卡口连接构造。在此卡口连接(2)如此制造,使得接触针(5)在其装入卡口连接后被固定在其位置。在一个特别的实施形式中,塑料套管(1)用空心体构造,使得能够特别简单地执行安装。

Description

为压电元件安置接触针的方法以及套管和驱动器单元
本发明涉及根据权利要求1的、用于在套管且特别是塑料套管上设置至少一个接触针的方法,在所述套管内放入压电元件。在套管的上端和/或下端上,在套管外周面上为接触针提供一个针支架。在这里,接触针通过一个或多个接触导线与压电元件电连接。本发明还涉及根据权利要求8的、用于容纳压电元件的套管,压电元件支撑在套管内。在套管外周面上,与套管长轴平行地设有两个相对的接触针,它们通过接触导线与压电元件电连接。此外,本发明涉及根据权利要求11的压电式驱动器,其可用于控制在燃料喷射器内的阀单元。
当在套管的外缘上设置接触针时存在着要要尽可能牢靠地固定接触针的问题,这样做是为了在随后用硅或其它相似材料浇注套管和所放入的压电元件时不会改变其位置。但是,确保规定位置是绝对需要的,以便接触针的上接触面在驱动器单元被装入燃料喷射器后内容易接近电控设备的接点。还必须保证,接点件要相对相邻的金属部分有足够大的的绝缘距离,这是因为在驱动器上施加有比较高的控制电压。其它困难还在于,其上已焊有通向压电元件的接触导线的接触针的安装是有困难的,这是因为接触针只是松弛地保持在预设钻孔中,因而在组装时,这些零件容易滑落。
迄今为止,这些问题没有得到完全解决。例如,出于加工技术考虑,使用由两部分构成的塑料套管,它们从上下套在压电元件上。由于两个套管部分是组装的,所以套管的机械强度不够,特别是使两个接触针只能很不精确地定位。此外,装配成本增大。还有,两个接触针在塑料套管的外缘插入设置在塑料套管的上端面的钻孔中。在这种定位情况下,接触针是可相对移动地设置的,以至在浇注时其位置会轻易改变。随后,这可能在最终浇注出的驱动器单元上导致接触针故障,这种故障无法再修复。而最糟糕的情况是驱动器单元变得不能用了而被剔除。
本发明的任务在于,以简单方式把接触针在套管外缘上固定在其位置上,由此使驱动器单元的安装简化。该任务通过并列的权利要求1、8、11的特征来完成。
在根据本发明的、具有权利要求1特征的、用于把至少一个接触针设置在其内安放有压电元件的套管上的方法中,或者在根据权利要求8的套管中以及在根据权利要求11的压电元件中,得到了以下优点,至少一个接触针由一个以卡口连接形式构成的针支架容纳。通过卡口连接,接触针被可靠保持固定着,由此以简单方式防止了在轴向和径向上的移动。此时被视为非常有利的是,接触针能从侧面卡紧。这极大简化了接触针的装入,因为接触针通常焊有多条细接触导线,它们在其第二末端与压电元件连接。这些接触导线非常容易损坏,在不小心处理时很容易折断。
在压电式驱动器中,整体构成的套管是特别有利的,其例如可以按照相应的强度简单地浇注制成。这样一来,套管形状稳定,容易操作,以至接触针能够可靠固定在卡口连接中。
通过在从属权利要求中给出的措施,得到了如并列的权利要求1、8、11所述的方法或套管和压电驱动器的有利的改进方案和改动。一种特别适当的解决方案在于,在套管外缘上设置上针支架,它具有插入辅助部分。插入辅助部分成楔形,使得接触针能够以简单方式从侧面装入并卡紧。通过卡紧,接触针被特别牢靠地固定在其位置上。
在下针支架上设置承座并借此在上方的压力下固定接触针的解决方案是有利的。承座同时有利地起到了相对于其下的金属部分进行绝缘的作用。
为了也能使接触针容易地装入下针支架,设置一个引导辅助部分。由此能使接触针就象在上针支架中那样从侧面被装入和卡紧。这简化了接触针的安装,特别是当接触针已经与多个接触导线连接时。
在一个优选的实施例中,在下针支架上设置另一个止挡。该止挡优选呈凸起形状,由此防止接触针的下端可能滑脱其固定位置。
用于接触针的止挡以可拆卸的或不可拆卸的卡口连接的形式构呈。这样一来,套管可以通用于不同的应用情况,特别是由此还允许尝试修理。
本发明的一个实施例在附图中表示,并在下面的说明中详细阐述。
图1以三维视图表示本发明的单体套管。
图2表示图1表示的套管的平面图。
图3作为空间视图表示如何能够把两个接触针固定在套管上。
图4以空间视图表示带有卡紧的两个接触针的套管。
图5以平面图表示带有接触导线的压电元件,接触导线与两个接触针连接。
图6以三维视图表示带有两个已布线的接触针的压电元件。
图7以三维视图表示具有已安装了压电元件、两个接触针和接触导线的浇铸前的单体套管。
在图1中,对应于本发明的一个实施例以三维视图表示套管1,它作为用于接收一个相应构造的压电元件的安装套管形成,其在后面还将详细说明。套管1优选用绝缘塑料以注射成形方式制造。如从图1另外可以看到的,套管1单体形成,以便它能够用相应的配合精度和形状稳定性加工。在套管1的两个相对的端面10上,设置正方形的通孔,其用于接收压电元件。此外,套管1具有两个相对的侧开孔。侧开孔的大小被确定为压电元件能经过它们。在上端面10上,在套管1的外缘设置两个相对的钻孔,其用作用于接触针的针支架2。针支架2具有朝向端面10外缘的楔形装入辅助部分2a,通过它们,接触针能容易地装入针支架2中。针支架2就其直径和楔形装入辅助部分2a来说被构造成卡口连接形式,并保证接触针在推入其位置后牢靠固定。两个针支架2优选位于套管1的没有侧开孔的区域内。
如果接触针以不同粗细的直径构成,例如为使能够区分电流引线的极性,那么卡口连接2也要相应适配。此外,接触针可以在卡口连接的区域内用缩颈或凸缘制造,以防止接触针的垂直移动。
在套管1的下端面10上,相应于两个上针支架地放置另两个针支架2。这两个针支架2在端面10内侧以凸出轮廓的形式被喷注。它们是对外敞开地构成的,并为装入的接触针形成引导辅助部分4。在两个引导辅助部分4的开口处设有止挡3,它在最简单的情况下以凸出轮廓(凸起)的形式构成。它优选构造为楔形,以便能够容易地卡紧接触针,但防止其掉落。
上述卡口连接2可以可拆卸的方式构成,或者在本发明的替换设计方案中,以不可拆卸的方式构成。
在套管1上,例如可设置其它钻孔,其用于固定其它零件如管状弹簧。
图2以平面图表示上述套管1。可以看到形成正方形的、用于接收压电元件的开孔,它位于端面10的中心。在外周上在图2的左边和右边可看到两个相对的卡口连接2。此外,可看到止挡3,其设置在下端面10上。还要说明,所示的套管1并非是按比例画出的。
图3和图4示出了接触针5是如何布置安装在套管1上的。两个接触针5在最简单的情况下以销(金属销)、管或类似物体的形状构成,并且如图3的两个箭头所示,从侧面被装入针支架或卡口连接2中并被卡紧,在这里是这样卡紧的,即其相对套管1的位置被固定。两个接触针5在这里这样装入,使得它们的下端贴在下端面10上并由止挡3固定。下面还将详细说明已焊上接触导线和压电元件的接触针5的安装。
图4表示处于完成安装状态的两个接触针5。为了整体一览起见,简化示出了该图。实际上,两个接触针5事先焊有多个接触导线,它们建立与压电元件的电连接。即,已布线的压电元件必须与两个接触针5一起同时放入套管1中。在此,压电元件与接触针一起穿过两个侧开孔之一地被推入,使得它位于正方形的缺口中。接触针在此完全穿过。当压电元件位于所希望的位置时,随后使接触导线这样围绕套管1移动,即两个接触针5能够在预设的卡口连接2内被卡紧。
图5以平面图表示压电元件8。压电元件8由多个呈正方形的单个压电陶瓷片组装成所谓的层叠压电体。在压电元件8的两个相对的边缘上,各安装一个电极7,其与层叠压电体的单片接触。在压电元件8的左右侧,可以看到两个接触针5的截面形状。在电极7和接触针5之间卷绕着接触导线6。接触导线6在此绕过压电元件8的一角。为了避免与压电元件8的电气短路,分别设置一个边缘保护部分9,这从图6中可以看到。设置多个接触导线6,以便在一个电极7折断的情况下,防止电流回路中断,其中所述折断是由于压电元件8的持续长度变化而使电极承受很大的力而产生的。
图6以三维视图表示带有接触针5、边缘保护部分9和接触导线6的驱动器单元11。在这个实施例中,接触针5通过接触导线6与压电元件8柔性连接。
图7表示压电驱动器,它作为驱动器单元11被安装完毕。如上所述,在驱动器单元11中,压电元件8被放入单体套管1中。此外,两个接触针5在卡口连接2中被卡紧。两个接触针5的上自由端用于随后与控制设备的电气连接。同样可以看到多个接触导线6,它们在相应的焊接面上被焊到电极7上。在这种状态下,驱动器单元11已经做好进行浇注的准备。

Claims (11)

1.一种用于把至少一个接触针(5)安置在套管(1)且特别是塑料套管上的方法,在该套管内装入压电元件(8),其中在该套管(4)的上段和/下端上,在该套管的外周面上为该接触针(5)设置至少一个针支架(2),该接触针(5)通过一个或多个接触导线(6)与该压电元件(8)接触,其特征在于,该针支架(2)以卡口连接形式构成,所述卡口连接被设计成使该接触针(5)在该接触针被装入该卡口连接(2)后被固定在其位置上。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在该套管(1)的外缘上设有一个上针支架(2),该上针支架(2)具有楔形装入辅助部分(2a),通过该楔形装入辅助部分,该接触针(5)能从侧面被装入该针支架(2)以便卡紧。
3.根据上述权利要求之一所述的方法,其特征在于,下针支架(2)具有承座(4a),该承座(4a)在来自上方的压力下可靠固定该接触针(5)。
4.根据上述权利要求之一所述的方法,其特征在于,下针支架(2)具有装入辅助部分(4),通过该装入辅助部分,该接触针(5)能从侧面装入该套管(1)。
5.根据上述权利要求之一所述的方法,其特征在于,下针支架(2)具有止挡(3),该止挡优选呈凸起的形状,由此固定该接触针(5)的下端,而不会从该装入辅助部分(4)中滑出。
6.根据上述权利要求之一所述的方法,其特征在于,用于该接触针(5)的卡口连接(2)以可拆卸方式构成。
7.根据上述权利要求1至5之一所述的方法,其特征在于,用于该接触针(5)的卡口连接(2)以不可拆卸方式构成。
8.根据上述权利要求之一所述的套管,用于接收压电元件(8),其中该压电元件(8)支撑在该套管(1)内,并且在该套管(1)的外周面上,平行于长轴地设有两个相对的接触针(5),所述接触针通过多个接触导线(6)接触位于所述套管(1)内的该压电元件(8),其特征在于,该套管(1)在其上端面和其下端面(10)上各有两个用于固定两个接触针(5)的针支架(2),所述针支架(2)以卡口连接形式构成。
9.根据权利要求8所述的套管,其特征在于,该套管(1)的卡口连接(2)具有楔形装入辅助部分(2a)和/或装入辅助部分(4),通过所述装入辅助部分,所述接触针(5)能从侧面装入。
10.根据权利要求8或9所述的套管,其特征在于,所述套管(1)是整体的并且呈塑料套管形式。
11.根据上述权利要求之一所述的压电式驱动器,用于控制燃料喷射器的阀单元,其中该压电式驱动器(11)具有压电元件(8),该压电元件由塑料套管(1)包围,该压电元件(8)通过接触导线(6)与两个接触针(5)连接,所述接触针(5)设置在该塑料套管(1)的外缘,其特征在于,该塑料套管(1)以整体空心件方式形成,该塑料套管(1)在其上端面和下端面(10)上具有成一体的卡口连接(2),所述接触针(5)能通过所述卡口连接被固定在其位置上。
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