专利名称：用于控制液体的阀的制作方法
技术水平本发明涉及一种按照权利要求1种类所述的用于控制液体的阀。
从EP-A-O 477 400中知道了一种这样的阀。在那里，阀元件的操作活塞密封且可移动地安装在阶梯式孔直径较小的部分中，对此，一个用压电执行元件移动的直径较大的活塞安装在阶梯式孔直径较大的部分中。介于两个活塞之间这样形成一个液压腔，即如果大活塞通过执行元件按照一定的行程段移动时，阀元件的操作活塞则按照加大了阶梯孔直径变换比的行程移动。阀元件、操作活塞、直径较大的执行活塞和压电执行元件串联地位于一个共同轴线上。
在这样一种阀里，耦合腔(接合腔)内的压力很高，这样，这个压力径向膨胀并且容易发生泄漏。泄漏的后果是，必须给耦合腔再加油，以便使两个围成耦合腔的活塞能重新达到其原始间距。
本发明的优点与此相反，按照本发明的具有权利要求1的特征所限定的控制阀的优点是，减少了泄漏。另一个优点是，该解决方法简单而且价廉。最后是，这个建议有许多解决可能性，可以为各种不同的用途选择最有利的变型。
附图在附图中介绍了本发明的许多实施例并且在下面的说明中进行了详细介绍。
图1以剖面图示出了一个喷油阀，图2示出了一个作为耦合腔活动壁工作的、具有一个正面孔的活塞，图3示出了在一个耦合腔的活塞配置，图4示出了在另一个耦合腔的活塞配置，图5示出了另一个成形的端面开口，图6示出了装有一个压紧环的活塞，图7示出了在活塞上的另一个环形空腔，和图8示出了另一个环形断面。
实施例的说明按照本发明的阀用作喷油阀，在图1中以剖面图的形式示出了喷油阀的主要部分。这个喷油阀具有一个阀壳体1，在阀壳体中一个阀针3在一个纵向孔2里运行。阀针3在其一端配有一个锥形密封面4，它在壳体的伸入燃烧室内的顶尖上同一个阀座6共同作用，从这个阀座里引出一些喷油孔，在喷油阀里面、在这里包围着阀针3的、装有处于喷油压力下的燃油的环形腔7同燃烧室连接，以便在阀针升离其座时进行喷油。环形腔与另一个压力腔8连接，该压力腔始终与一个压力管10连接，通过这个压力管将处于喷油压力下的燃油从高压储油器9中输送给喷油阀。这么高的压力也在压力腔8中并且在那里对压力凸肩11作用，通过压力凸肩以大家所熟悉的方式使喷油针可以在合适的条件下升离其阀座。
在阀针的另一端，阀针在一个缸孔里运行并且在那里用其端面14围成一个控制压力腔15，它通过一个节流阀16始终与环形腔17连接，该环形腔同压力腔一样也总是同高压储油器相连接。从控制压力腔15轴向引出一个节流孔19通到控制阀21的阀座20。控制阀21的阀元件22同阀座20共同作用，阀元件22在升离状态下，在控制压力腔15和减压腔之间制造了连接。
阀元件22被一个压力弹簧24在关闭方向加压，确切地说对阀座20加压，这样在控制阀的正常状态下关闭了控制压力腔15的这个连接。因为阀针的端面面积在控制压力腔范围内大于压力凸肩11的面积，所以在控制压力腔里保持相同的燃油压力，它在压力腔8中也占上风，现在阀针处于关闭状态。然而，如果阀元件22升离阀座，由于节流阀16的节流作用则控制压力腔15里的压力释压。在缺少关闭力时阀针快速打开，只要阀元件22一重新回到关闭位置，另一方面阀针就可以到达关闭位置。然后从这时刻起，快速地通过节流阀16在控制压力腔15内又形成原始的高燃油压力。
按照本发明的控制阀具有一个用于操作的活塞25，它对阀元件22作用。活塞25在一个导向孔内密封地运行并且用其端面29围成一个耦合腔30，该耦合腔在其相对的壁上被一个较大直径的执行活塞31封闭，它是一个压电执行元件32的一部分。两个活塞25和31在其孔中密封地运行。由于两个活塞25和31的不同活塞面，耦合腔30用作压力转换腔，在这里它把压电执行活塞的受结构限制的较小行程转换成操作控制阀21的活塞25的较大行程。
在压力转换时，在耦合腔30中出现很高的压力。为了尽管有这种负荷也不会发生沿着活塞导套出现不允许的高泄漏损失，活塞25和有可能的话也有执行活塞31在其端面分别配备有以袋孔33或者34形式的一个增强压紧力装置。
在耦合腔30中存在着压力。从外力和内力的压力差中根据耦合腔30中的压力得出活塞的扩张能力。在图2中借助于矢量36示出了在压力作用时力的变化曲线。可以知道，在端面29范围内活塞的可变形性和从而从这个变形中产生的活塞扩张是最大的。从活塞25的这个扩张中产生了一个密封的力，这个力在端面附近出现最大密封问题的地方是最大的。通过压力扩张的活塞25裙表面用标号37表示。这可以知道，借助于按照本发明的增强压紧力装置35可以可靠地减少泄漏。
图3示出了具有两个活塞25和31的耦合腔30，这两个活塞分别配备有一个袋孔33或者34。两个活塞的孔33和34位于相同的轴线38上。在图4中示出了两个活塞轴也可以平行位移，以便节省结构高度。在这里耦合腔的标号是39。
由图5可看出，一个凹形结构41伸入活塞42的端面29里可以代替圆柱形袋孔33或者34作为增强压紧力装置40。
与图2至3所示结构种类不同的是，在图6中示出了一种活塞，在这种活塞中，一个活塞43在其活塞头44上装有一个压紧的、最好是热压套装的环45。这个环45具有一个位于端面的内开口46，它呈空心圆柱形构造，这样形成了一个环状圆柱形边缘47，它以环形密封唇边的形式比较容易地扩张。因此，在这里创造了一个增强压紧力装置48。
如果对这样一个活塞43施加液压压力的话，这个压力也在内开口46中起作用。边缘47扩张并且压向引导活塞的缸壁。然后采用这种方式用增强压紧力装置可靠地减少了泄漏。
按照图7示出的实施例也可以采用一个环49，其通过一个开口50形成的边缘位于开口50的里面。在这里开口50位于外面，从耦合腔53出来的压力油经过按照设计设置的直径加大的耦合腔53部分到达开口50。可以看到，采用这种方式也提高了压紧力并且从而达到了减少泄漏。
最后图8涉及到了一种向活塞环那样开槽的环54，该环在外面是圆柱形的，而其内环面55具有一个从耦合腔56向后逐渐加大的断面，确切地说呈锥形构成。因此在这里内环面55是一个增加压紧力装置57。
在耦合腔56里的压力升高时，压力到达腔室58并且在那里对环54的内环面55加压，这样该环扩张密封地紧挨着缸壁。采用这种结构也可以减少执行活塞59的泄漏。
要知道，按照本发明的增加压紧力装置35、40、48、52和57以简单的方式价格便宜地制造，而且由于其多种多样的构造可能性可以容易地适应各种安装条件。
权利要求
1．用于控制液体的阀，其具有一个阀元件(22)，该阀元件有一个用于操作的活塞(25,42,43)，活塞被一个压力弹簧(24)在阀元件(22)的关闭方向加压以便接触阀座(20)，而且它封闭了作为活动壁的液压耦合腔(30,39,53,56)，另一方面它被压电执行元件(32)的一个执行活塞(31,59)围成，通过其工作行程在耦合腔(30,39,53,56)压力提高，通过压力提高在阀开启方向逆着压力弹簧(24)力调节活塞(25,42,43)，其特征是，在执行活塞(31,59)和操作阀元件(22)的活塞(25,42,43)之间围成的耦合腔(30,39,53,56)至少在一侧装有一个设置在执行活塞(31,59)和/或者在活塞(25,42,43)上的增强压紧力装置(35,40,48,52,57)。
2．按照权利要求1所述的阀，其特征是，增强压紧力装置(35,40)是一个从端面对中心地插入执行活塞中(31)和/或者操作阀元件(22)的活塞(25,42)中的袋孔(33,34,41)。
3．按照权利要求2所述的阀，其特征是，袋孔(33,34)是圆柱形的。
4．按照权利要求2所述的阀，其特征是，袋孔是一个凹面空心件(41)。
5．按照权利要求1所述的阀，其特征是，增强压紧力装置(53)由一个固定在活塞头(44)上的、具有一个安装在端面的内开口(46)的环(45,54)构成。
6．按照权利要求5所述的阀，其特征是，环(45)的内开口(46)是空心圆柱形。
7．按照权利要求5所述的阀，其特征是，环(54)的内开口(46)由一个锥形内环面(55)构成。
8．按照权利要求7所述的阀，其特征是，同一个活塞环一样，环(54)是开缝的。
全文摘要
一种用于控制液体的阀,为了操作阀安装了一个装有液体的耦合腔(30),它安装在压电执行元件(32)的执行活塞(31)和操作阀元件(22)的活塞(25)之间。为了减少泄漏的危险,两个在其间围有耦合腔(30)的活塞(25,31)装有一个增强压紧力装置(35),它可以使执行活塞(31)和/或操作阀元件(22)的活塞(25)在其端面(29)范围内扩张。该阀可用于车辆内燃机的喷油装置。
文档编号F02M47/00GK1231020SQ98800915
公开日1999年10月6日 申请日期1998年3月10日 优先权日1997年7月2日
发明者鲁道夫·海因茨, 迪特尔·青茨勒, 罗格·波奇恩, 克劳斯－彼得·施莫尔, 弗里德里希·伯金 申请人:罗伯特·博施有限公司