压电阀的制作方法

专利名称：压电阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压电阀，它装备有多个压电弯曲换能器并且可以用于控制流体的流动。
在一种从WO 98/25061中已知的压电阀中，两个压电弯曲换能器借助一个含有电导体的挠性接触条彼此错接并相互分开地安装在一个阀体中。根据所需的阀功能，可以对所说的弯曲换能器进行控制，以引起偏转运动，用以打开或封闭待控制的阀门开口。
正如已经在只包括唯一的一个弯曲换能器的压电阀中那样，在根据WO98/25061的结构形式中也出现了这样的问题，即，在通常控制电压情况下，由弯曲换能器的偏转所实现的调整路径和阀门开口可相应开通的最大流体断面都是相当小的。
因此，本发明的任务在于提供一种压电阀，其中，弯曲换能器可以具有较大的调整路径。
要完成上述任务，将通过一种压电阀，这种压电阀具有一个布置在阀体中的弯曲换能器单元，所说弯曲换能器单元至少包括两个通过施加控制电压可以向相反的方向做偏转运动的弯曲换能器，它们并排布置，具有相互平行的偏转平面，在此，在弯曲换能器单元的一个端部区域上，它们彼此固定连接在一起，同时形成一个共同的支承段，在该支承段上，所说弯曲换能器单元可以绕着一个横置于偏转平面的旋转轴线相对于阀体进行摆动，并且，至少一个弯曲换能器用作控制-弯曲换能器用以控制至少一个与其相配的阀门开口，而另一个弯曲换能器则构成一个支撑-弯曲换能器适用于对控制-弯曲换能器的调整路径和/或力进行放大，通过施加控制电压，该支撑-弯曲换能器可以预紧在一个布置在其偏转路径内的支撑面上。
在一种这样的结构中，通过将一个控制电压施加给该弯曲换能器单元，所说控制-弯曲换能器将以本身已知的方式发生偏转，由此形成该控制-弯曲换能器的一定的调整路径。通过另外再激活所说支撑-弯曲换能器的方式，该支撑-弯曲换能器将以相反的偏转方向压靠在布置在其偏转路径内的支撑面上，剩下的弯曲换能器单元将绕着所说旋转轴线摆动，这将导致控制-弯曲换能器在所需的偏转方向上形成附加移动并且相应地放大了其可实现的调整路径。所述这种情况还可以附加地或另外地用于提高力，借助这种力可以将所说控制-弯曲换能器保持在一个确定的位置上。
只借助一个控制-弯曲换能器和一个支撑-弯曲换能器，就可以实现一种简单的截止-阀功能，再与另一个阀门开口相结合，便能提供实现一种二位二通-换向阀的可能性。
而必要时，所说弯曲换能器单元的弯曲换能器还可以分别设置多重功能，这样，每个弯曲换能器都是一个控制-弯曲换能器，而该控制-弯曲换能器同时也起支撑-弯曲换能器的作用，分别用于另一个控制-弯曲换能器。以这种方式，鉴于放大了调整路径和/或闭合力，可以在同时保留了上述的优点的情况下实现一些较高功能的压电阀，例如二位三通-换向阀(3/2-Wegeventile)或三位三通-和四位三通-换向阀，它们还可以有一个中间位置，在该中间位置上，每一个弯曲换能器都将一个与其相配的阀门开口封闭。这种类型的压电阀对于那些涉及对预定流体体积流量进行截流的应用是很重要的。
弯曲换能器单元的转动支承的另一个优点在于，在出现受温度限制的变形时，能够自动进行位置校正，而不影响应力关系，这样将不受温度的影响而始终保持运行特性。
最后，通过本发明的结构方式，还可以简化压电阀的制造，因为可以放弃对弯曲换能器的固定安装，而只需将其摆动地挂上即可。
本发明的其他优点将通过在从属权利要求中所述的措施得出。
如下将涉及确保一种交互的功能，即每一个弯曲换能器不仅构成一个控制-弯曲换能器，而且相对于另一个控制-弯曲换能器来说还构成了一个支撑-弯曲换能器，特别有利的是，确保支撑功能的支撑面直接由各相配的阀门开口的阀座构成。因此可以放弃独立的支撑面结构，而其功能则由阀座承担。
此外有利的是，在有两个待控制阀门开口存在的情况下，这些阀门开口设置在弯曲换能器单元的同一面上。由此简化了制造，因为所有的待控制阀门开口都可以与可能相配的阀座一起安置在阀体的同一个阀体部分上，这样可以使加工误差最小化。
还可以有一些弹簧装置，这些弹簧装置将至少一个控制-弯曲换能器预紧在使待控制阀门开口封闭的封闭位置的方向上，并且在去除电激励的状态下将其保持在这一封闭位置上。通过在支承段区域内的转矩刚性连接，可以因此同时导致将另一弯曲换能器也预紧在一个封闭位置上，只要它也设计成控制-弯曲换能器。
适当的方式是，所说的弯曲元件彼此间如此进行电连接，以致通过共同控制可以引起同时向相反方向的偏转。而且还可以预见一种独立进行控制的可能性，例如只在必要时接入所需调整路径和/或力的放大作用，或者进行不同的接入，以得到不同的调整路径放大率，例如对于一些固定的应用。
在摆动支承的另一种特别有利的结构中，将所说弯曲换能器单元的支承段的一面平放在阀体一侧的一个支承部分上，并且在那里通过至少一个从相反面作用的加载元件将其预紧到所说支承部分上。此外，所说弯曲换能器单元在摆动支承部位的区域内被固定成不能轴向移动，以确保所需的转动同步效应。其中至少一个加载元件特别涉及一种弹簧元件。
在所说弯曲换能器单元的相应结构中，可以直接通过至少一个加载元件和/或支承部分实现运行所需控制电压的供给，这样就不再需要附加的触点接通措施。
特别考虑到各自的运行要求，还可以不同于通常将待控制的阀门开口与旋转轴线之间的距离设置成相等，而是将其设置成具有不同的距离。也可以在具有多个待控制阀门开口情况下，有选择地将与其相配的阀座配置在一个共同的平面内或是定位在不同的高度上。
两个弯曲换能器在共同的支承段区域内的刚性连接原则上可以通过任意的固定措施实现，该措施能确保一种这样的刚性连接，即在两个弯曲换能器之间在由旋转轴线限定的转动方向上进行转矩传递，这种转矩传递将导致所需的同步效应。然而，特别有利的一种结构形式在于，两个弯曲换能器至少分别具有一个含有一层或多层压电材料层的压电体，该压电体带有所属的电极结构，在此，它们在支承段与其压电体的压电材料层一起相互固定连接成一个整块。这种整块式结构形式在加工工艺上特别有利，在此可以提出的弯曲换能器单元是一个在其长度的一部分上被切了口的薄板。
下面将结合附图对本发明做进一步的阐述。其中

图1是本发明压电阀第一种结构形式沿图2中I-I剖面线的纵向剖面图，其结构形式为一个三位三通-换向-压电阀，图2是图1压电阀在闭锁位置上沿Ⅱ-Ⅱ剖面线的横向剖面图，在此，每个弯曲换能器都封闭了一个与其相配的阀门开口，图3是图1压电阀在供给位置上的一个与图2相对应的视图，其中，属于供给通道的阀门开口是开通的，而属于排出通道的阀门开口则是封闭的，图4是图1压电阀在排出位置上的一个与图2和3相对应的视图，其中，属于排出通道的阀门开口是开通的，而属于供给通道的阀门开口则是封闭的，图5至7是图1压电阀的示意性纵向剖面图，在此，再次描述了闭锁位置(图5)、供给位置(图6)和排出位置(图7)，图8是压电阀的透视图，在此只局部描述了阀体，和图9是弯曲换能器单元在其两个较大的长面之一上的细节的平面图。
从附图中可清楚地看到的压电阀1具有一个纵长的阀体2，该阀体限定了一个阀室3。
有利的是，阀体2具有一个两部分结构，一个下部4和一个固定在其上的上部5。在本实施例中，下部4包括一个底部6，其四周具有从该底部高耸出来的侧壁7，所说上部5如盖子式地装配在所说侧壁上。
一个在图8透视图和图9平面图中所描述的纵长弯曲换能器单元8位于阀室3中。该弯曲换能器单元8具有一个板状扁平结构并且包括两个纵长的压电弯曲换能器12、13，它们在弯曲换能器单元8的后端区通过一个支承段14彼此固定连接在一起。因此连同所说支承段14在内，这两个弯曲换能器12、13合成了一个弯曲换能器单元8形状的自支承结构单元。
弯曲换能器单元8通过该支承段14固定在阀体2中。阀体一侧的支承部位表示在15处。
在本实施例中，所说弯曲换能器12、13分别具有一个带两个压电体16a、16b的双膜片结构，这两个压电体并排地彼此固定在一起，例如通过粘贴。每个压电体16a、16b具有一层或多层压电材料层45a、45b以及一个电极结构17a、17b，该电极结构17a、17b以本身已知的方式在各压电材料层之间或在彼此放置在一起的压电体之间延伸。在图9的平面图中，通过阴影部分清楚地显示出了两个弯曲换能器12、13在图1中位于上方的第一压电体16a的电极结构17a的两个最外面的电极层。在弯曲换能器12、13的下面有一个可比较的电极构造。
通过一些电接触装置18a、18b，可以从外边将一种控制电压施加到电极结构17a、17b上。这样，所说的弯曲换能器12、13将在一个偏转平面22、23内发生偏转，该偏转平面垂直于未激励的弯曲换能器单元8的主延伸平面。偏转运动是一种弯曲运动并用双向箭头21表示。这种弯曲运动是由于电极结构施加的电场使压电材料缩短和此外可能出现的伸长而产生的。
弯曲换能器12、13在本实施例中是这样制造的，即从基本位置出发，在该基本位置上它们在弯曲换能器单元8的主延伸平面内延伸，它们可以有选择地向主延伸平面的一面或另一面偏转。
弯曲换能器12、13原则上还可以具有另一种组织结构，例如可以设计成单一膜片型或三膜片型的压电弯曲器。
在弯曲换能器单元8内部，两个弯曲换能器12、13并排布置彼此间只有很小的间距，其中其偏转平面22、23彼此平行。电极结构17a、17b最好如此进行相互错接，即在施加控制电压时，可带动弯曲换能器12、13向相反的方向进行偏转运动。此外，这种偏转运动的方向还取决于所施加的控制电压的极性。确保这种功能的错接可以集成在压电阀1中，但例如通过接触装置18a、18b和/或电极结构17a、17b的相应错接，也可以设置在外部。
本实施例的压电阀1设计成三位三通-换向阀。它具有两个可控制的阀门开口24、25，其中，第一个(24)配备给第一弯曲换能器12，而第二个(25)则配备给第二弯曲换能器13。根据各弯曲换能器12、13的位置，可以将与其相配的阀门开口24、25封闭或开通。
两个可控制的阀门开口24、25在阀室3中位于限定该阀室的阀体2内表面上。此外，在那里还有一个不可控制的第三阀门开口26，该阀门开口始终与阀室3保持连通而与弯曲换能器单元8的活动状态无关。
每一个阀门开口24、25、26都与一个穿过阀体2侧壁的阀门通道27相连，该通道通向外边。与第一阀门开口24相配的阀门通道27是一个在运行时与压力源相连的供给通道27a，在此作为压力介质，特别使用一种气体形式的压力介质，而且特别是压缩空气。但液体形式的压力介质也同样是适合的。
与可控制的第二阀门开口25连通的阀门通道27是一个排出通道27b，例如通向大气。剩下的与不可控制的第三阀门开口26相连的阀门通道27是一个工作通道27c，一个待操纵的消耗器，例如是一个可用流体操纵的驱动装置可以连接到其上。
通过相对应的电控制和与此相关的偏转或不偏转，两个弯曲换能器12、13可以进入到一定的位置。在本实施例中，设置了图2和图5所示的闭锁位置，图3和图6所示的供给位置、图4和图7所示的排出位置。
在闭锁位置，相配的弯曲换能器12、13将两个可控制的阀门开口24、25密封封闭，这样，在阀室3和通向消耗器的工作通道27c中的压力介质被截在里面。
在供给位置，与供给通道27a相配的第一阀门开口24是开通的，而同时与排出通道27b相连的可控制的第二阀门开口25则是封闭的。以这种方式，工作通道27c将通过阀室3向外供以经供给通道27a输入的压力介质。
与在供给位置相反，在排出位置，供给通道27a关闭，而排出通道27b开通，这样，连接到工作通道27c上的消耗器将通过阀室3向外向排出通道27b排气。
所述的功能可以起转换作用，而且还可以提供一种在可控制的阀门开口24、25区域具有可变预定流体断面的连续控制。
本实施例的压电阀1也可以作为四位三通-换向阀，其中，通过同时开通两个可控制的阀门开口24、25，可以得到一个第四阀芯位置。
原则上还可以将待控制的阀门开口24、25安置在偏转路径之外且特别是在纵向或在端面上挨着相配的弯曲换能器12、13，这样，将通过各自弯曲换能器12、13的侧面进行开度控制。然而，一般情况下，在附图中可以看到的结构形式都是优选的，其中，可控制的阀门开口24、25直接安置在相配的弯曲换能器12、13的偏转路径中并且由一个最好是轻微凸出的阀座28圈起来，在封闭位置，所述的弯曲换能器12、13靠在该阀座28上，而在敞开位置，它将根据所要开通的流体断面从该阀座28上或多或少地抬起来。这还涉及一种中心阀。
由于两个弯曲换能器12、13是通过与可控制的阀门开口24、25一起的共同作用来控制流体的流动的，因此可以将其称作控制-弯曲换能器。
可控制的阀门开口24、25位于弯曲换能器单元8的同一侧上，而在本实施例中是在其主延伸平面的下方。结合多部分的阀体结构，对制造工艺是很有利的，即相应的措施都可以放在一个模制半壳中。
所说压电阀1的另一重要的特殊之处在于弯曲换能器单元8在支承段14不固定安装，在压电阀中的情况通常如此。取代这种情况，支承段14在支承部位15处安装成可以绕着一个横置于且特别是垂直于偏转平面22、23的旋转轴线32相对于阀体2进行摆动(双向箭头31)。由于优选的是所说旋转轴线32相对于弯曲换能器单元的后端面33有一定的轴向间距而且特别是就在支承段14朝向弯曲换能器12、13的前面的附近，该弯曲换能器单元8总体上可以与一个可转动支承的双臂杠杆相比，所说杠杆可以跷跷板状地摆动，在此，在图1中，当两个弯曲换能器12、13同时向上移动时，支承段14将向下移动，反之亦然。
旋转轴线32可以直接由实物轴形成，例如可以由在弯曲换能器单元8的两个纵向边缘上凸出的轴颈形成，这些轴颈安装在阀体2中可以确保旋转自由度。
在本实施例中，所定义的旋转轴线32首先在加工工艺方面特别有利。在此，弯曲换能器单元8最好按长方形或正方形成形的支承段14的两个较大面中的一个放置在阀体一侧的一个支承部分35上，并且通过两个从相反面作用到支承段14上的加载元件36弹性地预紧到支承部分35上。在本实施例中，支承部分35由一个伸入到阀室3内的阀体2的侧壁凸起构成并且限定了一个垂直于偏转平面22、23的支承棱37，支承段14平放在该支承棱37上。此外支承段14还具有一个未详细描述的凹槽，所说支承棱37可以稍稍进入到该凹槽中，这样，通过在支承部分35和支承段14之间的形状连接的共同作用，可以阻止弯曲换能器单元8相对于阀体2的轴向运动。
显然还可以使用其他的方式进行轴向固定。
在本实施例中，旋转轴线32位于支承段14的一个区域中，该区域在弯曲换能器12、13处于电激活状态时也处于压电激活状态，因为电极结构17a、17b一直延伸到该转动支承区域。另外一种可能性还可以是，将旋转轴线设置在弯曲换能器单元8的一个与弯曲换能器12、13的运行状态无关的始终不被压电激活的区域上。
为了使弯曲换能器单元8在其纵向上相对于阀体2是稳定的而不能在其主延伸平面内转动，还设置有一个固定在阀体上的对中凸起38，该凸起以中插板形式嵌入到两个弯曲换能器12、13之间的切口状中间空隙42中。适当的方式是，将对中凸起38直接布置在支承段14的前面34之前，并且使其沿着弯曲换能器12、13的部件长度延伸。
适当的方式是，支承部分35在同一阀体部分上，就像可控制的阀门开口24、25那样，在此，适当的方式是将对中凸起38也设置在这个阀体部分上，在本实施例情况下所涉及的是下部4。
适当的方式是，将加载元件36设计成固定在阀体一侧的弹性元件，在此，每一个加载元件36均安置在两弯曲换能器12、13之一的延长部分上并且向支承段14加载。由于在此加载元件同时还用作电接触装置18a，所以通过这些加载元件可以将控制电压提供给各自弯曲换能器12、13的电极结构17a。
适当的方式是，通过让支承部分35成为电接触装置18b的组成部分的方式，该支承部分35还将承担双重功能，通过该支承部分，将电流引入到第二压电体16b的电极结构17b中。为此也可以将压电体16a、16b的最上和最下的电极层分别暴露出来，这样就可以通过配备给支承段14的电接触装置18a、18b直接进行触点接通。
原则上还可以用一个单个的加载元件来取代两个加载元件36。在原则上同样还可以将控制电压的供给装置与为摆动支承而设置的装置分开。
由于受两个弯曲换能器12、13在支承段14区域内的刚性连接的限制，在偏转方向21上，在两个弯曲换能器12、13之间可以进行力的传递。如果在一个偏转方向上对一个弯曲换能器进行加载，只要没有碰到其他的辅助装置，将导致另一个弯曲换能器出现同步运动。
此外，本实施例的压电阀还利用了这种效应，以很小的消耗便确保弯曲换能器12、13在去激励状态下处在图2至5的闭锁位置上。有一些弹簧装置43，它们在阀体2和仅仅一个弯曲换能器12之间起作用，在此，所说弹簧装置将该弯曲换能器12预紧在封闭位置上。由于在支承段14区域内的相对刚性的连接，使另一个弯曲换能器13也被预紧在封闭位置上，而无需通过单独的弹簧装置进行特别加载。因此由弹簧装置43施加到直接相配的弯曲换能器12上的闭合力还能够以可比的方式作用到另一个弯曲换能器13上。
在本实施例中，将一个压力弹簧装置作为弹簧装置43，该装置支撑在所说的弯曲换能器12的自由端区和阀体2上与该自由端区相对的区段之间。当然原则上还可以使用其他种类的弹簧装置或是在其他的作用位置引入弹簧力。
适当的方式是，弹簧装置43与控制供给通道27a的第一弯曲换能器12共同作用，因为在这里施加最大的反作用力要通过存在的超压。
为完整起见，应该指出，原则上还可以通过弹簧装置将两个弯曲换能器12、13预紧在一定的位置上。
压电阀1的一个特别优选的方面是在运行中弯曲换能器12、13反向偏转。在此，在弯曲换能器12、13之间的固定连接结合所说的摆动支承，使得可由所说控制-弯曲换能器实现的调整路径放大了，也就是在所说控制-弯曲换能器和相配的可控制阀门开口之间在敞开位置上可以实现的距离放大了。
为了在此进行说明，首先研究图2至5的闭锁位置和图3和6的供给位置。在去激励状态下，出现该闭锁位置，在该位置上，两个弯曲换能器12、13被弹簧装置43压靠在相配的阀门开口24、25的阀座28上，这样，阀门开口都是封闭的且每一个弯曲换能器都处在一个封闭位置上。
为了得到供给位置，按照从相配的阀座28上抬起的方向对第一弯曲换能器12进行控制。同时对第二弯曲换能器13如此进行加载，以致该弯曲换能器13具有向相反的方向偏转的趋势。该第二弯曲换能器13因此还压靠在与其相配的阀座28上，该阀座28在此起支撑面44的作用，该支撑面实际上阻止了第二弯曲换能器13在第二阀门开口25区域的偏转。而所施加的偏转力导致了第二弯曲换能器13大约按图6中的示意图进行弯曲，这样，支承段14将绕着旋转轴线32摆动，由于上述的同步效应，这将导致第一弯曲换能器12继续离开相配的阀门开口24的阀座28一段路段。
第二弯曲换能器13在此起支撑-弯曲换能器的作用，该弯曲换能器有助于对作为控制-弯曲换能器进行工作的第一弯曲换能器12的升程进行放大。
在控制电压变换极性情况下将出现相反的工作方式，这样第一弯曲换能器12被压到封闭位置上，而第二弯曲换能器13则从相配的第二阀门开口25上抬起来。在这种情况下，第一弯曲换能器12作为支撑-弯曲换能器进行工作，它被预紧在相配的第一阀门开口24的阀座28上，在此该阀座28起支撑面的作用。随后出现图4和7所看到的排出位置，其中，第二弯曲换能器13的调整路径再次通过上述效应得以放大。
因此，根据所选择的控制，两个弯曲换能器12、13交替地作为支撑-弯曲换能器而对另一个弯曲换能器产生作用，从而导致可实现的同一调整路径增加。
必要时，弯曲换能器的支撑作用还可以用于加强闭合力，借助该力，另一个弯曲换能器将被压靠到一个待控制的阀门开口上。在这种情况下，适当的方式是，该待控制的阀门开口和与该支撑-弯曲换能器相配的支撑面都位于弯曲换能器单元8的主延伸平面的相反面上。这种结构形式在附图中没有给出。
例如，与一个仅用于二位二通转换作用的压电阀相结合，便可以放弃作为支撑-弯曲换能器的两个弯曲换能器的交替作用。还可以规定，只将一个弯曲换能器用作用于控制一个阀门开口的控制-弯曲换能器而将另一个弯曲换能器仅用作支撑-弯曲换能器，其中，所说支撑面是任意的一个不与阀门开口相配的阀体固定面。此外支撑-弯曲换能器并不具有独立的流体控制作用，而仅用于对用作控制-弯曲换能器的另一弯曲换能器的路径和/或力进行放大。
适当的方式是，将所有用于弯曲换能器单元8的摆动支承的措施以及待控制阀门开口24、25和支撑面44都设置在阀体2的同一个阀体部分上，在此所涉及的是下部4。
此外在所说压电阀1中，有利的是可以放弃对弯曲换能器单元8的固定安装，就预紧而言这种固定安装是必须的。因此其装配是非常简单的。
由于受两个弯曲换能器12、13的机械运动耦合的限制，在阀体几何形状和待控制阀门开口的配置相应匹配的情况下，可以很简单地实现一些具有极其不同的运行情况的压电阀。例如，可以与本实施例的不同，将两个待控制的阀门开口24、25配置成相对于旋转轴线32具有不同的距离，而在本实施例中它们被安置成相对于旋转轴线32具有相同的距离。弯曲换能器12、13同样可以与本实施例中的不同，装备成具有不同的长度，而在本实施例中它们具有相同的长度。最后，与待控制阀门开口24、25相配的阀座28也可以不像本实施例中那样配置在一个共同的平面内，而是定位在不同的高度上，这样，例如，与图2所示的状态不同，不是将一个弯曲换能器预紧在相配的阀座上，而同时也将另一个弯曲换能器保持在一个封闭位置上，而是使与其相配的阀门开口保持敞开。
所说压电阀还可以这样设计，即，至少给一个弯曲元件配备两个安置在相反长面上且待控制的阀门开口。
两个弯曲换能器12、13在支承部位15区域内的转矩刚性连接可以通过任意合适的措施形成，例如通过用机械连接装置将两个弯曲换能器12、13相对彼此固定和/或彼此张紧的方式，或者通过将其彼此粘贴或焊接在一起的方式。而特别有利的是在本实施例中所实现的实施形式，在此，两个弯曲换能器12、13处在一个共同平面中的压电体与其压电材料层45a、45b一起相互固定连接成一个整块。两个弯曲换能器12、13的压电体处在相同层面中的压电材料层分别以这种方式制成一个体，该体例如可以通过将一个限定中间空隙42的纵向切口引入到一个压电材料板中而获得。
通过这种整块式结构形式，还可以特别简单地实现两个弯曲换能器12、13的一种全等的组织结构，这可以确保全等的运行情况。
权利要求
1.一种压电阀，它具有一个布置在阀体中的弯曲换能器单元(8)，所说弯曲换能器单元至少包括两个通过施加控制电压可以向相反的方向做偏转运动的弯曲换能器(12、13)，它们并排布置，具有相互平行的偏转平面(22、23)，其中，在弯曲换能器单元(8)的一个端部区域上，它们彼此固定连接在一起，同时形成一个共同的支承段(14)，在该支承段上，所说弯曲换能器单元(8)可以绕着一个横置于偏转平面(22、23)的旋转轴线(32)相对于阀体(2)进行摆动，并且，至少一个弯曲换能器(12、13)用作控制-弯曲换能器用以控制至少一个与其相配的阀门开口(24、25)，而另一个弯曲换能器(13、12)则构成一个支撑-弯曲换能器适用于对控制-弯曲换能器的调整路径和/或力进行放大，通过施加控制电压，该支撑-弯曲换能器可以预紧在一个布置在其偏转路径内的支撑面(44)上。
2.根据权利要求1的压电阀，其特征在于每一个弯曲换能器(12、13)实施为控制-弯曲换能器用以控制至少一个阀门开口(24、25)，其中，在每一个弯曲换能器(12、13)的偏转路径内都设置一个支撑面(44)，相对于另一控制-弯曲换能器而言，该支撑面可以将所说的控制-弯曲换能器用作支撑-弯曲换能器。
3.根据权利要求1或2的压电阀，其特征在于所说的待控制阀门开口(24、25)安置在相配的弯曲换能器(12、13)的偏转路径内。
4.根据权利要求3的压电阀，其特征在于所说支撑面(44)由一个阀座(28)构成，该阀座包围着由相配的控制-弯曲换能器所要控制的阀门开口(24、25)。
5.根据权利要求3或4的压电阀，其特征在于由一个控制-弯曲换能器所要控制的阀门开口(24、25)位于弯曲换能器单元(8)的同一个长面上，如与相邻的支撑-弯曲换能器相配的支撑面(44)那样。
6.根据权利要求5的压电阀，其特征在于当一个弯曲换能器单元(8)带有两个控制-弯曲换能器时，所有的待控制阀门开口(24、25)和支撑面(44)都布置在弯曲换能器单元(8)的同一个长面上。
7.根据权利要求1至6之一的压电阀，其特征在于所有用于弯曲换能器单元(8)的摆动支承的措施以及待控制阀门开口(24、25)和支撑面(44)都设置在阀体(2)的同一个阀体部分(4)上。
8.根据权利要求1至7之一的压电阀，其特征在于具有一些弹簧装置(43)，它们是这样地对弯曲换能器单元(8)进行作用，以致将至少一个控制-弯曲换能器预紧在使待控制阀门开口(24、25)封闭的封闭位置的方向上。
9.根据权利要求8的压电阀，其特征在于在没有控制电压时，所说的弹簧装置(43)将相配的控制-弯曲换能器保持在封闭位置上。
10.根据权利要求1至9之一的压电阀，其特征在于所说的弯曲元件(12、13)彼此间如此进行电连接，以致能够实现可以引起同时向相反方向偏转的共同控制。
11.根据权利要求1至10之一的压电阀，其特征在于还具有另一个常开的阀门开口(26)，根据弯曲换能器(12、13)的转换位置，所说常开阀门开口可以与至少一个可控制的阀门开口(24、25)相连。
12.根据权利要求1至11之一的压电阀，其特征在于它具有一个二位二通、二位三通、三位三通或四位三通-阀功能的结构。
13.根据权利要求1至12之一的压电阀，其特征在于为实现摆动支承，将所说弯曲换能器单元(8)的支承段(14)的一面平放在阀体一侧的一个支承部分(35)上，并且通过至少一个从相反面作用的加载元件(36)将其预紧到所说支承部分(35)上。
14.根据权利要求13的压电阀，其特征在于至少一个加载元件(36)是一个固定在阀体一侧的弹性元件。
15.根据权利要求13或14的压电阀，其特征在于由至少一个加载元件(36)和/或所说支承部分(35)实现了弯曲换能器(12、13)的适用于供给控制电压的电触点接通。
16.根据权利要求1至15之一的压电阀，其特征在于所说弯曲换能器单元(8)在摆动支承部位的区域内被固定成不能在弯曲换能器单元的纵向移动。
17.根据权利要求1至16之一的压电阀，其特征在于所说旋转轴线(32)就在支承段(14)的前面附近。
18.根据权利要求1至17之一的压电阀，其特征在于所说旋转轴线(32)位于支承段(14)的一个区域内，该区域在弯曲换能器(12、13)处于电激活状态时处于压电激活状态或未激活状态。
19.根据权利要求1至18之一的压电阀，其特征在于在多个待控制阀门开口(24、25)情况下，与其相配的阀座(28)距所说旋转轴线(32)具有不同的距离。
20.根据权利要求1至19一的压电阀，其特征在于在多个待控制阀门开口(24、25)情况下，与其相配的阀座(28)处在一个共同的平面内，或者相对于偏转方向(21)处在不同的高度上。
21.根据权利要求1至20之一的压电阀，其特征在于所说弯曲换能器(12、13)具有一种全等的组织结构。
22.根据权利要求1至21之一的压电阀，其特征在于所说两个弯曲换能器(12、13)至少分别具有一个含有一层或多层压电材料层(45a、45b)的压电体(16a、16b)，该压电体带有所属的电极结构(17a、17b)，其中，它们在支承段(14)与其压电体(16a、16b)的压电材料层(45a、45b)一起相互固定连接成一个整块。
全文摘要
本发明提出一种压电阀(1),它包括一个弯曲换能器单元(8),所说弯曲换能器单元具有两个可以向相反的方向做偏转运动的弯曲换能器(12、13)。所说弯曲换能器(12、13)在弯曲换能器单元(8)的一个端部区域上彼此固定连接在一起,同时形成一个共同的支承段(14)。所说弯曲换能器单元(8)可以相对于阀体(2)进行摆动。至少一个弯曲换能器(12、13)用于控制一个与其相配的阀门开口(25),其中,另一个弯曲换能器(13、12)通过施加控制电压可以预紧在一个布置在其偏转路径内的支撑面(44)上,以便例如导致另一个弯曲换能器的调整路径放大。
文档编号F16K31/02GK1354335SQ01133830
公开日2002年6月19日 申请日期2001年11月20日 优先权日2000年11月20日
发明者H·弗里希, H·沃特, M·维恩曼恩, M·麦奇 申请人:费斯托合资公司