阀和阀装置的制作方法

本发明涉及一种具有阀壳体的阀，该阀壳体包围阀室并且具有至少一个阀开口。执行元件被布置在阀室内以用于致动这样的阀，该执行元件可以在用于闭锁阀开口的闭合位置与用于开启阀开口的打开位置之间移动。此外，本发明还涉及一种具有多个阀的阀装置(ventilanordnung)。

执行元件在打开位置和闭合位置之间的运动可以借助例如以丝线(draht)的形式的形状记忆合金(shapememoryalloys,sma)来实现。在此涉及可以根据其温度以两种不同的晶体结构存在的合金。在室温下存在具有体心四方晶格的马氏体结构，该马氏体结构在超过约100℃的转变温度时转变成具有面心立方晶格的奥氏体结构。因此，由这样的形状记忆合金制成的丝线具有这样的属性，即该丝线当被加热超过转变温度时由于晶格从马氏体结构转变成奥氏体结构而缩短。为了加热sma元件，通常对其施加电流，由此该sma元件会缩短，并且因此执行元件可以运动。

例如，从de102005060217已知一种阀，该阀具有包围压力室的阀壳体，其中在该压力室内布置有用于打开和闭合阀开口的柱塞。在此，该柱塞由sma元件致动以打开阀开口，该sma元件与布置在阀壳体内的电路板电连接，以便能够被施加电流。sma元件被布置在压力室内并且因此直接暴露于阀的体积流量，即暴露于穿过阀开口流入或流出压力室的空气。在这种情况下，sma元件在柱塞的两侧延伸，使得该sma元件具有v形。

这种阀或阀装置可以用于填充介质储存器(例如机动车辆座椅区域中的流体囊，特别是气囊或气垫)。已知的仅具有一个控制器(stellglied)的阀可以用于填充或排空囊。这些阀不是单独适合成保持囊中的压力。为此，已知的阀需要两个阀的组合。此外，已知的阀具有较大的结构尺寸。

因此，本发明的任务在于提供一种阀和阀装置，该阀针对上述缺点得以改善。

本发明的任务通过阀得以实现，该阀具有阀壳体，该阀壳体包括壳体盖、壳体底部和布置在壳体盖和壳体底部之间的中间壳体，其中该阀壳体包围阀室，该阀室包括流动室和致动室，其中阀壳体具有从流动室通向致动室的至少一个阀开口，并且其中至少一个执行元件、由形状记忆合金制成的丝线状或带状的sma元件、以及电路板被布置在致动室内，该执行元件可以在用于闭锁阀开口的闭合位置与用于开启阀开口的打开位置之间移动，该执行元件在第一端部具有阀元件并且在第二端部与阀壳体和/或基板连接，该sma元件用于在打开方向上致动执行元件，其中sma元件通过中间部分被固定在执行元件上并且通过其端部与电路板电连接以用于被施加电流，其中sma元件在中间部分呈u形弯曲或者由两个子部件构成，这两个子部件基本彼此平行地布置，

其中流动室和致动室通过具有阀开口的分隔壁以如下方式彼此分隔开，使得在致动执行元件时流经阀的流体被引导通过流动室，其中流动室的第一区域与流动室的第二区域经由阀开口和/或连接通道彼此相连，其中阀开口和/或连接通道在执行元件的闭合位置中被闭锁并且在执行元件的打开位置中被开启，

其中流动室的第一区域与空气供给单元连接或可连接到空气供给单元以便将空气引入流动室，并且其中流动室的第二区域与介质储存器连接或可连接到介质储存器，并且其中流动室的第二区域经由开口与大气连接或可连接到大气以便从流动室中排出空气，

其中具有第一端部部分和第二端部部分的控制器被布置在流动室的第二区域内，该控制器以如下方式通过第二端部分可转动地安装在阀壳体上并且在第一端部部分的区域中在执行元件的第一端部的区域中与执行元件联接，使得通向大气的开口在执行元件处于闭合位置时被开启并且该开口在执行元件处于开启位置时被闭锁。

因此，sma元件可以是具有u形弯曲部的u形或者由两个子部件组成，这两个子部件基本上对应于没有u形弯曲部的u形。在后一种情况下，中间部分应理解为第三端部部分和第四端部部分，在u形的情况下，该中间部分有可能与u形弯曲部连接。

特别地，为了固定sma元件，可以在执行元件的第一部分中设置突起，sma元件围绕该突起延伸，或者第三端部部分和第四端部部分被固定在这些突起上。

在实施形式中，第一止回阀被设置在阀开口中或被设置在阀开口上，该第一止回阀在执行元件的打开位置中防止流体从流动室的第二区域经由阀开口回流到流动室的第一区域中。

在另一种实施形式中，控制器包括在面向执行元件的端部部分上的拨叉触指(schaltfinger)，并且第一止回阀由布置在拨叉触指上的密封元件和布置在分隔壁中的阀座构成。

有利地，密封元件是板状元件或唇形密封件。优选地，密封元件由金属、塑料或弹性体构成。

在实施形式中，流动室的第二区域具有通向大气的开口。

在另一种实施形式中，将流动室和致动室彼此分隔开的分隔壁由中间壳体构成。

有利地，执行元件和控制器是直线的，即彼此不成角度地布置。

执行元件可以构造成弯曲弹簧，该执行元件抗扭转地与基板相连，或者执行元件是由抗弯材料制成的杆元件，该杆元件可枢转地与基板相连，其中偏转(auslenkung)受到弹簧，特别是螺旋弹簧的限制。

有利地，执行元件借助于弹性力，特别是通过片簧或螺旋弹簧复位，其中该片簧或螺旋弹簧优选地被布置在执行元件和阀底部之间。

第二个任务通过根据本发明的阀装置得以实现，该阀装置具有多个，特别是分别根据前述权利要求中任一项构造的阀，其中包围各个阀的阀室的阀壳体，特别是中间壳体和/或壳体盖和/或壳体底部，和/或电路板被形成为一体。

有利地，多个阀具有共同的压力端口，该压力端口分别通向阀室，特别通向流动室，特别优选地通向阀的流动室的第一区域或包括流动室的第一区域的区域，或者经由至少一个空气通道分别与阀室，特别是与流动室，特别优选地与流动室的第一区域或与该区域连接，并且其中每个阀具有用于与大气连接的单独的开口，该开口特别地通向流动室的第二区域。

在实施形式中，多个阀的阀室通过分隔壁与用于电子接触电路板的容纳室分隔开，其中该分隔壁特别地与中间壳体形成为一体，其中该分隔壁具有在安装状态下气动密封的、用于电路板的贯通孔。

在另一种实施形式中，引导元件以如下方式布置在从空气供给单元通向流动室或多个流动室的空气通道中，使得流入或流经流动室的流体具有层流。

附图说明

下面将借助对实施例的说明并参考附图对本发明的其它特征和优点进行更详细的阐述。分别以示意性的原理图示出：

图1示出了阀的剖切视图，

图2a示出了根据第一实施形式的致动器(aktor)处于闭合位置的剖切视图，

图2b示出了根据第二实施形式的致动器的剖切视图，

图2c示出了根据第三实施形式的致动器的剖切视图，

图2d示出了根据第四实施形式的致动器的剖切视图，

图3示出了阀装置。

图1以剖切视图示出了根据本发明的阀2。该阀2容纳在阀壳体4中。该阀壳体4包括壳体盖6和壳体底部10以及容纳在其中的中间壳体8。

阀壳体4包围阀室12，阀开口14通向该阀室。执行元件16被布置在阀室12内，该执行元件可在用于闭锁阀开口14的闭合位置和用于开启阀开口14的打开位置之间在运动方向b上运动。由形状记忆合金制成的丝线状的sma元件18用于沿着打开方向或行程方向h致动执行元件16，该sma元件通过中间部分18c保持在执行元件16上，更确切地说是保持在执行元件的第一端部部分16a上。为了被施加电流，sma元件18通过其端部18a、18b与同样布置在阀室12内的电路板22电连接。

阀室12被划分成流动室24和致动室26，该流动室和致动室通过分隔壁28彼此分隔开，从而使得在致动执行元件16时流经阀2或阀室12的流体仅流经流动室24。在此，流动室24由中间壳体8构成并且在下侧被壳体底部10闭锁。致动室26也由中间壳体8构成并且在上侧被壳体盖6闭锁，由此可以减少所需部件的数量。执行元件16以及用于致动执行元件16所需的部件(即sma元件18、复位元件20以及电路板22)被布置在致动室26内，该复位元件与执行元件16形成为一体或如同在第二实施形式、第三实施形式和第四实施形式中由单独的弹簧构成。通过有针对性地引导流体流动并且提供执行元件的侧壁16e来避免sma元件18的不均匀冷却。分隔壁28与中间壳体8形成为一体或模制在该中间壳体上。流动室24具有第一区域24a和第二区域24b，这两个区域经由连接通道24c彼此相连，该连接通道在执行元件16的闭合位置中被闭锁并且在执行元件16的打开位置中被开启。

为了将空气引入到阀室12中，更确切地说是引入到流动室24中，该流动室的第一区域24a与空气供给单元或气动泵相连，或者经由供应线路与气动泵连接或连接到气动泵的压力端口(图1中未示出)间接地或直接地通向流动室24的第一区域24a。通过开启阀开口14可以使引入的空气经由连接通道24c或阀室12并且穿过阀开口14从第一区域24a流到第二区域24b中。连接通道24c特别地也由执行元件16的底面以及密封元件42相对于致动区域被界定。特别地，阀2用作填充(未示出的)介质储存器，例如具有轮廓调节的交通工具座椅的气垫。为此，阀室12，更确切地说是流动室24或其第二区域24b与用户端口(verbraucheranschluss)30流体连接或者用户端口30通向第二区域24b，使得介质储存器可以借助软管连接到阀2上。压力端口和用户端口30在示出的实施形式中与中间壳体8形成为一体并且不从该壳体中突出超过该壳体的外部包络线。

为了将阀开口14可靠地闭锁在闭合位置(如图1所示)中，闭锁阀开口14的第一密封元件42被布置在面向阀开口14的端部部分16a处，该第一密封元件与包围阀开口14的密封座共同作用。有利地，密封元件42延伸穿过通孔19。

为了控制阀2，并且为了向sma元件18施加电流以便使其缩短并从而致动执行元件16，端部18a、18b与电路板22电连接，更确切地说是分别借助压接连接件44来实现。sma元件18的端部18a、18b分别固定在压接连接件44的凹部46中并且借此间接地通过压接连接件44与电路板22接触。压接连接件44垂直于运动方向b分别在侧面从电路板22突出来。此外，压接连接件44在行程方向h上从电路板22的顶面22a延伸、并且平行于该顶面延伸、在朝向壳体底部8的方向上延伸。特别地，压接连接件44具有圆形表面，sma元件的端部18a、18b在该圆形表面上偏转一定角度，优选为90°，使得被容纳在凹部46中的这些端部将sma元件的部分放置成相对于sma元件18的中间部分18c是垂直的。

图1示出的阀2具有另一个阀开口，更确切地说是具有开口32，该开口将阀室12与大气相连，以便允许阀室12中的空气流出。控制器58被布置在阀室12内或流动室24内，该控制器可转动地安装在阀壳体4上并且可操作地与执行元件16连接。控制器58在面向开口32的部分处具有用于闭锁开口32的第二密封元件60。控制器58在面向执行元件16的端部部分处包括拨叉触指62，该拨叉触指与执行元件16接触或紧靠其第一密封元件42。如果致动执行元件16并且阀开口14被打开，则拨叉触指62根据复位元件64(此处为片簧)也在行程方向上运动，并且借此使控制器58围绕其转动点转动，从而使得开口32被第二密封元件60闭锁。如果不再向sma元件18施加电流并且执行元件16借此根据复位元件20在复位方向r上运动，则拨叉触指62通过执行元件16或其第一密封元件42也在复位方向r上运动。由此一来，第二密封元件60打开开口32。因此，通向大气的开口32在执行元件16处于闭合位置时被开启并且在执行元件16处于开启位置时被闭锁。此外，在流动室的第二区域24c中还布置有第一止回阀70。第一止回阀70被设计成使得其允许流体从流动室的第一区域24a穿过阀开口14流到流动室的第二区域24c中。在相反的方向上，通过第一止回阀70防止从流动室的第二区域24c穿过阀开口14的回流。

第三密封元件72被构造成圆形垫圈，该圆形垫圈优选由金属或弹性体制成。密封元件72在止回阀70的闭合位置中坐落在阀座74上，使得从阀座74的一侧朝向阀开口14方向流动的流体将密封元件72压到阀座74上。与此相反，来自阀开口14一侧的流体推动第三密封元件72远离阀座74，从而使得止回阀70针对该流动方向打开。在这种情况下，密封元件72可以构造成在拨叉触指62上移动或固定。

如果致动执行元件16并且阀开口14被打开，则拨叉触指62根据复位元件64(此处为片簧)也在行程方向上运动，并且借此使控制器58围绕其转动点转动，从而使得开口32被第二密封元件60闭锁。如果不再向sma元件18施加电流并且执行元件16借此根据复位元件20在复位方向r上运动，则拨叉触指62通过执行元件16或其密封元件38也在复位方向r上运动。由此并且由于控制器58的v形转动点66所致，第二密封元件60打开开口32。因此，通向大气的开口32在执行元件16处于闭合位置时被开启并且在执行元件16处于开启位置时被闭锁，从而确保阀室12的流动室24的第二区域24b或介质储存器在不致动阀2时总是排气的。致动室26还与流动室24的第一区域24a连接并且经由该第一区域与泵连接。这样的阀例如在具有按摩功能的交通工具座椅中被使用，其中一个或更多个气垫分别被循环地充气和排气。

图2a示出了根据第一实施形式的致动器的剖切视图。该致动器包括执行元件16，该执行元件被布置在基板17上并且与该基板连接。执行元件在第二端部部分16b中与基板17平面地连接。

执行元件16具有第一端部部分16a和第二端部部分16b。执行元件的中间部分16c在这两个端部部分16a和16b之间延伸，在该中间部分中执行元件16被弯曲成台阶形并且该中间部分包括弹性部分16d。该弹性部分16d被布置在基板17的上方。然而，弹性部分16d和基板17彼此布置成使得弹性部分16d可以弯曲。弹性部分16d的弯曲受到执行元件16的在执行元件的止动区域16f中的止动件的限制。特别地，通过弯曲弹性部分16d并且安装在基板17上可以实现预负载。

用于闭合和开启阀开口14的密封元件42被布置在执行元件的第一端部部分16a中。为此，执行元件的第一端部部分16a具有通孔19，该通孔例如是密封元件42形状配合地布置在其中的孔。

此外，执行元件的第一端部部分16a还具有侧壁16e，这些侧壁从执行元件的第一端部部分16a竖直地周向地延伸。

基板17具有用于连接电路板22的连接件17a。电路板22通过连接件17a布置在执行元件的相对的一侧上。在此，连接件17a被设计为压入销(einpresspinne)。因此，电路板22的顶面22a指向sma元件并且底面22b指向基板17。

在背离执行元件的第一端部部分16a的一侧上布置有夹具，该夹具包括压接连接件44。该压接连接件具有凹部46。sma元件通过两个平行并排的压接连接件44被保持在第一端部18a和第二端部18b处。sma元件18从压接连接件44u形地延伸到执行元件的第一端部部分16a。sma元件通过sma元件的中间部分18c与第一端部部分16a以如下方式连接，使得sma元件的缩短致使执行元件从闭合位置(参考图2a)行进到打开位置。

图2b示出了第二实施形式中的致动器的剖切视图。在该实施形式中，执行元件16被构造成刚性的。基板17和执行元件16在执行元件的第二端部部分16b处通过铰接件23a彼此连接，该铰接件23a例如被实施为薄膜铰接件(folienscharnier)。铰接件23a在基板17上的位置可以布置在电路板22下方或与该电路板相邻。当铰接件23a的位置与电路板22相邻时，执行元件16有利地仅具有一定角度。为了将执行元件复位到闭合位置，在所示的实施形式中将复位元件20设置为片簧，其中该片簧压到电路板的底面22b上。复位元件20可以与执行元件16实施为一体。有利地，在本实施形式中，sma元件18通过第一端部18a与压接连接件44区域中的第一接触部导电连接，并且通过第二端部18b与压接连接件44区域中的第二接触部导电连接。

图2c示出了致动器的第三实施形式。在该第三实施形式中，复位元件20被复位元件21代替。复位元件21被构造成盘簧，该盘簧有利地作用在阀壳体壁上。用于复位执行元件的替代性的位置或弹簧结构是可行的。

图2d示出了第四实施形式中的致动器的剖切视图。第四实施形式与第二实施形式和第三实施形式的不同之处在于，执行元件16在第二端部部分16b中通过支承件23b与基板连接。特别地，支承件23b可以特别设计为角部或凹口，执行元件的第二端部部分16b被容纳在该角部或凹口中，其中如在第二实施方式中一样，执行元件的第二端部部分的长度以及因此支承件23b沿着基板17的位置可以不同地设计。在第四实施形式中设置复位元件20或复位元件21。

图3示出了阀装置100。多个执行元件116与中间壳体并排布置。在排气通道176中布置有开口132，使得排气可以汇聚到共同的排气通道中。在这种排气通道中可以集成有消声器。通过在排气通道的端部仅设置一个通向大气的开口可以显著减少灰尘和/或水分的进入。

附图标记列表

2阀

4阀壳体

6壳体盖

8中间壳体

10壳体底部

12阀室

14阀开口

16执行元件

16a执行元件的第一端部部分

16b执行元件的第二端部部分

18sma元件

18asma元件的第一端部

18bsma元件的第二端部

18csma元件的中间部分

20复位元件(螺旋弹簧)

21复位元件

22电路板

22a电路板的顶面

22b电路板的底面

24流动室

24a流动室的第一区域

24b流动室的第二区域

24c连接通道

26致动室

28分隔壁

30用户端口

32开口

42第一密封元件

44压接连接件

46压接连接件的凹部

58控制器

60第二密封元件

62拨叉触指

63突起

64复位元件

70第一止回阀

72第三密封元件

73通孔

74阀座

100阀布置

106壳体盖

108中间壳体

110壳体底部

116执行元件

132开口

176空气通道

b执行元件的运动方向

h行程方向

r复位方向