CN105473919A - 阀装置 - Google Patents

Abstract

提出了一种阀装置（1），其包括具有电动的驱动装置(22)的阀单元(2)。所述驱动装置包括环形的永磁体单元(22a)和在执行驱动运动（39）的情况下能关于所述永磁体单元进行线性运动的线圈单元(23b)，所述线圈单元具有与永磁体单元(22a)共同作用的线圈(43)。所述线圈(43)布置在驱动单元(23b)的线圈支架（46）上，所述线圈支架利用柱形的引导区段（52）插入到永磁体单元(22a)的中心引导穿孔（48）中，并且所述线圈支架配设有与阀座(33)协作的封闭器件(34)。通过引导区段（52）与永磁体单元(22a)的共同作用，在引导穿孔（48）的区域中形成了用于线圈单元(23b)的线性引导，从而在尺寸紧凑时可以确保精确的阀功能。

Description

阀装置

技术领域

本发明涉及一种阀装置，其具有至少一个能电操纵的阀单元，所述阀单元具有在阀壳体中布置的电动的驱动装置，所述驱动装置具有：关于所述阀壳体位置固定的且含有至少一个永磁体的环形的永磁体单元；和线圈单元，所述线圈单元具有同样环形的、同轴地插入到环形的永磁体单元中的线圈，其中所述线圈能被通电，以便驱动所述线圈单元相对于所述永磁体单元进行驱动运动，其中所述阀单元还具有封闭器件，所述封闭器件与配属于阀通道的阀座对置，并且所述封闭器件通过下述方式与所述线圈单元的承载所述线圈的线圈支架运动耦合：所述封闭器件能通过所述线圈单元的驱动运动相对于所述阀座定位，以便能选择地关闭或开启所配属的阀通道。

背景技术

由DE 10 2009 033 585 A1已知的这种类型的阀装置属于能电动操纵的构造方式并且具有根据插入线圈原理来工作的电动的驱动装置。所述驱动装置的环形的永磁体单元固定在阀壳体的接纳腔中并且与插入到其内的线圈协作，所述线圈与承载它的且能枢转地支承在阀壳体上的线圈支架一起形成了总地能关于所述阀壳体枢转的线圈单元。所述线圈单元与同样能枢转地支承在阀壳体上的控制部件协作，所述控制部件承载了与阀座协作的封闭器件，所述阀座包围了通入到接纳腔中的阀通道的开口。所述线圈单元可以通过对其线圈通电而被驱动以进行驱动运动，其中涉及相对于阀壳体的枢转运动并且其中所述驱动运动作用到控制部件上，从而所述封闭器件改变了其关于阀座的相对位置。以这种方式，能以可选择的方式实现或阻止流体流经配属于阀座的阀通道。虽然已知的阀装置具有下述优点：可移动的线圈单元可以具有较小的移动尺度，这一点有助于响应性能，但是受限于移动组件的相对复杂的机械结构，所述阀装置具有相对较大的尺寸并且需要大容量的接纳腔用于容置所述移动组件，由此导致了大的死点容积，其损害了运行性能的动力（Dynamik）。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种能电动驱动的阀装置，所述阀装置在紧凑的尺寸的情况下能实现高动力的运行方式。

为了实现所述目的，与开头所述的特征相关联地规定，环形的永磁体单元具有中心的轴向的引导穿孔，所述线圈单元的线圈支架利用被所述线圈包围的柱形的引导区段以能线性移动地被引导的方式轴向地插入到所述引导穿孔中，其中配属于所述阀通道的阀座的封闭器件布置在所述引导区段上。

以这种方式，所述线圈单元的能通过相应地为线圈通电引起的驱动运动是一种沿所述永磁体单元的轴向方向进行的线性运动，其中在线圈单元的驱动运动中引导所述线圈单元的线性引导器件由永磁体单元的轴向引导穿孔和线圈支架的轴向地插入到所述引导穿孔中的柱形的引导区段形成。与待控制的阀通道的阀座进行协作的封闭器件位于所述引导区段上并且因此直接一起进行其线性运动，其中所述封闭器件能以可选择的方式作为单独的组件布置在所述引导区段上或者能由所述引导区段的一体的组成部分形成。因此所述线圈单元和所述封闭器件组成了一个紧凑的单元，所述单元能以节省空间的方式安装在所述阀单元的阀壳体中。以这种方式可以实现非常小地构造的阀装置，所述阀装置由于较小的内部死点容积和电动的驱动器件而能高动力地运行并且在需要时还能作为比例阀来应用。与根据磁阻原理来工作的磁阀装置相比，以电动方式工作的阀装置具有明显较小的功率消耗并且因此能实现非常经济的运行。用于产生驱动运动的驱动力由所谓的洛伦兹力引起，所述洛伦兹力在为线圈通电时通过在此产生的电流与永磁体单元的磁场的共同作用引起。基于根据本发明的阀装置，例如可以实现非常小的2/2-比例阀装置，所述2/2-比例阀装置可以用于预控制流体操纵的主阀。

本发明的有利的改进方案由从属权利要求给出。

适宜地，所述封闭器件位于引导区段的朝向所述阀座的端侧上。

下述情况是有利的，所述封闭器件与所述线圈支架的引导区段组成一结构单元。特别适宜地，通过例如薄板状的密封元件来实现封闭构件，所述密封元件优选由弹性体材料制成，并且所述密封元件例如借助粘接连接固定在柱形的引导区段上。

优选地，所述线圈单元通过下述方式布置在所述阀单元的阀壳体中：所述线圈单元将配属于永磁体单元的第一轴向侧面的阀腔与配属于永磁体单元的相反的第二轴向侧面的驱动腔分开，其中能通过所述封闭器件来控制的阀通道通入到所述阀腔中，并且所述线圈布置在所述驱动腔中。在中心穿过所述永磁体单元的引导穿孔一方面通入到所述阀腔中并且另一方面通入到所述驱动腔中，其中柱形的引导区段从所述驱动腔的一侧插入到所述引导穿孔中。所述封闭器件位于所述引导区段的配属于所述阀腔的端侧上。

优选地，所述阀壳体包围了朝向外部环境封闭的内部接纳腔，在所述接纳腔中通过下述方式来容置电动的驱动装置：所述接纳腔被所述永磁体单元分成所述阀腔和所述驱动腔。

适宜地，环形的线圈轴向地固定在所述线圈支架的支承板上，所述支承板在其两个轴向侧面之一处位于所述永磁体单元之前。在线圈单元进行驱动运动时，改变了所述支承板和所述永磁体单元之间的轴向距离。柱形的引导区段固定在所述支承板上并且沿轴向方向从所述支承板突出，其中所述引导区段优选与所述支承板构造为一体。整个线圈支架优选由不可磁化的材料制成且优选由塑料材料制成。同样还适宜地适用于阀壳体。

适宜地，所述引导穿孔能实现了在轴向地位于永磁体单元两侧的区域之间、即特别是在已述的阀腔和同样已述的驱动腔之间的持续性的流体连接。以这种方式，在所述阀壳体内部中轴向地在所述永磁体单元两侧存在相同的压力，这一点引起了对作用到线圈单元上的流体压力的补偿。与此相应，所述线圈单元连同所述封闭器件能利用相对较小的、以电动的方式产生的力来运动并且能保持在各个希望的位置中。通过所述引导区段的外部轮廓和所述引导穿孔的内部轮廓的彼此配合的结构，与在所述线圈单元和所述永磁体单元之间的当前相对位置无关地，在所述永磁体单元的两个轴向侧面之间形成了所寻求的流体连接。

适宜地，环形的线圈从轴向侧面插入到所述永磁体单元的轴向敞开的环形的插塞凹部中。所述插塞凹部沿径向在内部适宜地由所述永磁体单元的空心柱形的壁区段来限定，所述壁区段同时还限定了所述引导穿孔。

然而特别地，不仅下述情况是有利的：配备有封闭器件的线圈单元关于作用到其上的流体压力至少尽可能被补偿，而且下述方式是有利的：所述阀单元配备有弹簧器件，通过所述弹簧器件将所述线圈单元轴向地预紧到初始位置中。所述初始位置适宜地与封闭器件抵靠在配属的阀座上的闭合位置一致。因此，能被控制的阀通道在电动线圈单元的电去激活的状态下通过所述封闭器件来关闭。通过对所述线圈单元的激活可以产生电动的调节力，所述调节力克服弹簧力，且所述线圈单元连同所述封闭器件根据需要以或多或少的程度从所述阀座抬起，以便释放能被控制的阀通道的或大或小的流动横截面。

当然，所述阀单元还可以根据切换阀的类型利用线圈单元的仅两个切换位置来运行，从而除了所述闭合位置之外，能预先给定所述封闭器件的仅一个释放阀通道的打开位置。

所述弹簧器件原则上可以为任意类型。例如所述线圈支架可以具有同轴地延伸到柱形的引导区段中的凹部，螺旋压力弹簧插入到所述凹部中，所述螺旋压力弹簧一方面作用到所述引导区段上并且另一方面利用从所述线圈支架伸出的端部区段支承在阀壳体上。

然而一种构造方式被认为是更有利的，其中所述弹簧器件包括板簧，所述板簧以横向于线圈单元的运动方向的取向在阀壳体中布置成轴向地相邻于所述驱动装置。所述板簧一方面支承在线圈单元上且另一方面关于所述阀壳体进行支承。优选地，板簧不具有纯线性的纵向延伸部，而是至少轻微弯曲，以便产生某种预应力。下述情况是有利的，所述阀单元具有调节机构，借助于所述调节机构能变化地预先给定板簧的预应力或者也可能是其它类型的弹簧器件的预应力。

所述永磁体单元适宜地通过下述方式布置在阀壳体中，所述永磁体单元用作在与待控制的阀通道连通的阀腔和接纳线圈的驱动腔之间的分隔壁。在此所述板簧适宜地仅布置在所述驱动腔中并且具有纵向延伸部，所述纵向延伸部横向于且特别是垂直于所述永磁体单元的纵轴线延伸。

所述板簧的一种特别适宜的结构规定，所述板簧曲折状地构造。在此所述板簧具有至少三个并排延伸的且特别是彼此一体连接的弹簧腿，这三个弹簧腿优选彼此平行地延伸。优选地，所述板簧包括刚好三个这种弹簧腿。优选地，所述板簧利用其两个外部的弹簧腿支承在所述线圈单元上，而所述板簧利用至少一个且优选唯一一个位于所述外部的弹簧腿之间的内部的弹簧腿关于所述阀壳体进行支承。后者能在直接支承的范围内实现，但是优选地在间接支承的范围内在插入调节机构的情况下实现，借助于所述调节机构能变化地预先给定弹簧预应力。

曲折状的板簧特别地如此设计，使得所述板簧实现了适当的弹簧刚度且施加了必要的密封力，以便在线圈单元的未操纵的状态下使封闭器件在密封的情况下压靠到所配属的阀座上并且由此流体密封地关闭所配属的阀通道。所述板簧优选如此设计，使得所述板簧在线圈单元的该初始位置中完全地在没有或仅具有较小的拱形结构的情况下、即平面地布置在所述阀壳体的内部中，从而所述板簧占据了仅最小的结构空间，并且与此相应地可以将在所述阀壳体内部的死点容积降至最小。

优选地，所述板簧放置在线圈支架的突出的边缘区段上。所述板簧适宜地防转动地固定在所述线圈支架上。

有利地存在有已述的调节机构，以便能够可变化地预先给定弹簧器件的弹簧预应力。特别地，在制造所述阀装置的情况下在组装阀装置时预先给定弹簧预应力。因此还可以在批量生产时在所有阀装置中设定保持不变的弹簧预应力。

在安装一拧入到所述阀壳体中的调节螺栓时存在用于实现调节机构的可能性，在所述调节螺栓上支承了弹簧器件，并且所述调节螺栓关于所述阀壳体而占据的轴向位置能通过转动基于在此叠加的轴向运动来调节。但是，特别是在批量生产阀装置时，更青睐于另一种用于调节弹簧预应力的调节方式。在此特别考虑激光调节，这种激光调节在批量生产时可以在几分之一秒内全自动地进行。

在这方面，调节机构适宜地包括刚性的调节元件，所述调节元件一方面支承在阀壳体上且另一方面支承在弹簧器件上，且所述调节元件具有至少一个能塑性变形的调节区段，其塑性变形引起了支承所述弹簧器件的支承区段关于阀壳体沿永磁体单元的轴向方向的持久的位置变化。这种系统最初特别如此地设计，使得所述弹簧器件首先仅施加较小的弹性调节力。然后，穿过阀壳体的开口利用激光脉冲或者借助另一种能量源作用到可塑性变形的调节区段上，从而所述调节区段本身变热并且如此弯曲，使得所述弹簧器件被压缩到一定程度，由此其预应力升高。能量输入到可塑性变形的调节区段中的这种过程如此反复进行，直至设定了弹簧器件的所希望的弹簧预应力。

当然，必要的变形热量还能以其它方式导入到所述调节元件的可变形的调节区段中，然而使用激光束能量被认为是特别有利的，因为能够目标特别明确地使用激光束能量，并且因此阀单元的相邻区域没有受到不希望的加热。

优选地，所述调节元件包括在所述阀壳体上支承的环形的支承区段和横越所述环形的支承区段的板条形区段，所述板条形区段形成了在其上抵靠了弹簧器件的支承区段。板条形区段用作可塑性变形的调节区段并且在进行所述能量输入时获得保持不变的弯曲，从而改变了抵靠在弹簧器件上的支承区段的位置，这一点引起了所寻求的弹簧预应力。如此构造的调节元件可以成本非常经济地由金属通过冲裁法制成。

为了可复制地调节弹簧预应力存在下述可能性：在调节所述弹簧预应力时，对由封闭器件加载的阀座的密封性进行测量。下述情况被认为是另一种有利的可能性：以确定的值为线圈通电，并且同时测量经由所述阀座的压力介质的体积流量。因此可以针对相关的电流值来调节确定的流量值，这一点最终意味着，就整个被调节的阀装置的阀单元而言流量特征曲线延伸过相同的点。

优选地，所述驱动装置在所述阀壳体中限定了阀腔，除了能被控制的阀通道之外还有另一个阀通道也通入到所述阀腔中，所述能被控制的阀通道的孔口被与所述封闭器件协作的阀座包围，所述另一个阀通道关于其自由的流动横截面不能被控制并且与所述封闭器件的位置无关地与所述阀腔连通。通过这种方式构成的阀单元适合于用作2/2-旁通阀，借助于所述2/2-旁通阀能够以可选择的方式开启或关闭在两个阀通道之间的流体连接。在此，根据所述阀通道的分配（Belegung）存在下述可能性：所述阀单元用作换气阀或用作通气阀。在作为换气阀的实施方案中，能控制压力源和负载之间的流体连接，在作为通气阀的设计方案中，能控制负载和压力降、特别是大气之间的流体连接。

总之，在运动性能方面的高的动力与驱动装置的电动构造方式相关联，这种高的动力特别是由线圈的较小的待运动的质量和非常小的电感引起，并且此外还由近似成比例的力-路径-特征曲线通过在洛伦兹力和通电强度之间的直接关系而引起。

在一种有利的实施方式中，所述阀单元设计成子弹壳状并且插入到构造有相应的接纳部的连接体中。所述连接体被连接通道穿过，所述连接通道与所述阀单元的阀通道连通。同一个阀单元因此能以可选的方式与不同构造方式和不同通道走向的连接体组合，这一点使得所述阀装置的制造成本保持较低。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。在所述附图中：

图1示出了根据本发明的阀装置在线圈单元的初始位置中的优选实施方式的纵截面图，所述初始位置在此示例性地与封闭器件的闭合位置一致，其中在单独的局部图中示出了与此不同的、封闭器件占据打开位置的运行状态，其中截面相应于图5中的I-I延伸，

图2示出了阀装置的与图1可比较的等尺寸纵截面图，

图3示出了在图1和图2的阀装置中存在的阀单元的局部显露的细节图，其中用于调节弹簧预应力的调节元件为了更好的观察仅用虚线示出，

图4示出了在阀壳体的打开状态下根据图3中的箭头IV观察的图3中的阀单元的俯视图，并且

图5示出了阀装置在驱动装置根据图1中的割线V-V的区域中的横截面图。

具体实施方式

在其总体方面用附图标记1来标注的阀装置用于控制流体、特别是气态流体且在此优选压缩空气的流动。然而，所述阀装置还可以用于控制液态介质。

所述阀装置1具有阀单元2，所述阀单元本身可以单独使用，但是或者优选与连接体3组合使用，所述阀单元可以与连接体组成一结构组件。所述连接体3具有盲孔状构造的接纳部4，所述阀单元2能利用底座区段5在密封的情况下以子弹壳状（patronenartig）的方式插入到所述接纳部中。图1和图2示出了在由所述阀单元2和所述连接体3组成的结构组件的接合状态下的阀装置1。

多个阀通道6在所述阀单元2中延伸。所述阀通道6分别与多个连接通道7之一连通，所述连接通道穿过所述连接体3。每个连接通道7利用连接孔8通至连接体3的外表面，在那里所述连接通道能与另一个适用于引导流体的元件例如与流体管路连接。

插入到所述连接体3的接纳部4中的阀单元2借助固定装置12以优选能松开的方式固定在所述连接体3上。所述阀单元2具有主轴线15，所述底座区段5关于所述主轴线同轴地布置，并且所述阀单元2沿所述主轴线的轴向方向通过所述固定装置12与所述连接体3固紧。为此，所述固定装置12在该实施例中包含优选框架形的紧固部件13，所述紧固部件贴靠在所述阀单元2的沿主轴线15的轴向方向反向于底座区段5的上端侧16上并且借助多个从所述阀单元2旁作用的固定螺栓14与所述连接体3拧紧。然而所述阀单元还能以其它方式固定在所述连接体3上。

所述阀单元2具有阀壳体17，所述阀壳体适宜地构成所述底座区段5。所述阀壳体17限定了用于还要详细阐述的驱动装置22的接纳腔18，所述接纳腔除了通入到其内的阀通道6之外朝向外部环境优选流体密封地被封闭。

适宜地，所述阀壳体17多部分地构造。示例性地，所述阀壳体具有一限定底座区段5的壳体下部件17a和一在反向于所述底座区段5的上侧面上布置在其上的壳体盖17b。所述壳体下部件17a具有一连接到所述底座区段5上的、优选罐形的壳体区段23，该壳体区段具有底部壁24和同轴地连接到其上的、向上突出的且优选套筒状的侧壁25。所述底座区段5、所述底部壁24和所述侧壁25适宜地彼此构造为一体。所述底部壁24和所述侧壁25一起限定所述接纳腔18，此外，所述接纳腔在反向于所述底部壁24的上侧面上由安装到所述侧壁25上的壳体盖17b来封闭。在取下壳体盖17b时，可触及所述接纳腔18，以便装入所述驱动装置22。

优选地，所述壳体盖17b和所述壳体下部件17a通过固定装置12轴向地保持在一起。然而同样还可以进行分开的相互固定。

所述接纳腔18具有与主轴线15重合的纵轴线26。所述阀单元2具有一配属于所述底座区段5或所述底部壁24的下侧面和一配属于所述壳体盖17b的上侧面。与此相应，主轴线15沿着阀装置1的竖向方向或者说高度方向上延伸。然而这种方向说明应仅用于更简单的描述且不应被限制性地理解。所述阀装置1还可以容易地随着上侧面向下指向地被推动或随着向侧旁取向的上侧面被推动。

已述的驱动装置22被装入到所述接纳腔18中并且将所述接纳腔18轴向地分成在该实施例中处于下部的阀腔27和处于上部的驱动腔28。所述阀腔27在其下侧面上由阀壳体17的底部壁24来限定。所述驱动腔28在其与所述驱动装置22轴向对置的侧面上由所述阀壳体17的壳体壁81来限定，所述壳体壁适宜地属于壳体盖17b。

已经阐述的阀通道6之一是能通过所述阀单元2来控制的阀通道6a并且利用在底部壁24上的通道孔32通入到所述阀腔27中。在此，所述通道孔32被优选突出构造的阀座33包围，所述阀座优选是阀壳体17的一体的组成部分。所述通道孔32沿主轴线15的轴向方向指向并且优选与所述主轴线15同轴地布置。

阀通道6的不能被控制的第二阀通道6b与能被控制的阀通道6a间隔开地同样通入到阀腔27中，更确切地说特别是同样在底部壁24上。

所述阀单元2具有与所述阀座33轴向对置的封闭器件34。所述封闭器件能沿主轴线15的轴向方向相对于所述阀座33运动并且由此能以可选的方式定位在从图1的主图中看出的闭合位置中或在至少一个打开位置中，其中可能的打开位置之一在图1的缩小的截图中示出。

在所述闭合位置中，所述封闭器件34在密封的情况下贴靠在所述阀座33上并且封阻能被控制的阀通道6a。由此中断在能被控制的阀通道6a和不能被控制的阀通道6b之间的流体连接。在所述打开位置中，所述封闭器件34从阀座33抬起，从而能被控制的阀通道6a被释放，并且流体能穿过阀腔27转移到两个阀通道6a、6b之间，如这一点在图1中通过箭头35来标明。

优选地，所述阀单元2能作为比例阀来运行，其中所述封闭器件34能特别是无级别地定位在多个打开位置中，在所述多个打开位置中所述封闭器件以不同的程度从阀座33抬起，以便能为流动的流体设置不同的流量。

在所描述的功能中，所述阀单元2可以作为2/2-旁通阀且特别是作为2/2比例旁通阀来使用。

在一种可能的应用方案中,在能被控制的阀通道6a上连接压力源，且在不能被控制的阀通道6b上连接负载、例如流体操纵的驱动装置。因此根据所述封闭器件34的位置，所述负载可以与压力源分开或者借助来自于压力源的压力介质来通风。在另一种应用情况中，能被控制的阀通道6a连接到负载上，且不能被控制的阀通道6b连接大气。在这种情况下，所述阀单元可以作为通气阀来运行，借助于所述通气阀可以在需要时使所连接的负载进行通气。当所述阀装置1装备有连接体3时，为了与压力源、负载和/或大气进行连接，使用与阀通道6连通的连接通道7。

封闭器件34的下面还称为定位运动35的且通过双箭头表示的运动能借助所述驱动装置22引起，用于移动到所希望的位置中。所述驱动装置还能将所述封闭器件34保持在相应所希望的位置中。

所述驱动装置22以电动构造方式且根据所谓的插入线圈原理（Tauchspulenprinzip）来设计，所述插入线圈原理还能经常在扬声器中遇到。为此，所述驱动装置22包含一位置固定地关于所述阀壳体17布置的环形的永磁体单元22a和一在实施通过双箭头表示的驱动运动39的情况下能关于其运动的线圈单元23b。所述永磁体单元22a具有示例性与主轴线15重合的纵轴线36，其中所述驱动运动39是沿纵轴线36的轴向方向的线性运动。

所述永磁体单元22a包含至少一个且优选恰好一个永磁体17，所述永磁体示例性地设计成环形磁体并且与纵轴线36同轴地布置。所述永磁体轴向地磁化并且产生了用虚线表示的永磁式的磁场38。

所述永磁体单元22a具有轴向地朝向驱动腔28敞开的凹部，所述凹部可称为插塞凹部（Eintauchausnehmung）42并且环形地构成且与纵轴线36同轴地布置。与所述永磁体单元22a同轴的环形线圈43从所述驱动腔28的那一侧插入到所述插塞凹部42中，所述线圈是线圈单元23b的组成部分。所述线圈43能被通电，其中为此所需要的操控电压可以施加在线圈单元23b的、两个与线圈43的线圈导线接触的接触元件44上。例如在接触元件44的每一个上连接且特别是焊接一电连接线缆45，所述连接线缆从阀壳体17引出并且在那里可以与未进一步示出的电源连接。

所述线圈43固定在线圈单元23b的线圈支架46上。为此例如可以设置粘接连接。

适宜地由塑料材料或其它非磁性材料制成的线圈支架46优选具有一布置在所述驱动腔28中的且轴向间隔开地位于所述永磁体单元22a之前的支承板47。所述支承板径向向外突出且越过所述插塞凹部42的开口，其中所述支承板在其朝向所述永磁体单元22a的轴向侧面上支承所述线圈43。

所提到的接触元件44布置在所述线圈支架46上且在那里特别布置在所述支承板47上。

所述永磁体单元22在其中心区域内被轴向地穿通。所述永磁体单元具有一方面通向阀腔27且另一方面通向驱动腔28的中心穿孔，所述穿孔由于其还要阐述的用途而称为引导穿孔48。所述引导穿孔48优选与能被控制的阀通道6a的通道孔32同轴地取向。

所述线圈支架46的柱形的引导区段52从所述驱动腔28的那一侧插入到所述引导穿孔48中。所述引导区段52在背侧固定地且特别是一体地与所述支承板47连接。

当考虑到所述线圈单元23b绝缘时，柱形的引导区段52径向间隔开地被所述环形的线圈43包围。换句话说，所述引导区段52和所述线圈43彼此同心地布置，其中在所述引导区段和所述线圈之间设置了环形隙部53，所述环形隙部轴向地一方面由所述支承板47限定并且在对置的轴向侧面上敞开。所述永磁体单元22a的空心柱形的壁区段54插入到所述环形隙部53中，所述壁区段在一定程度上在所述引导穿孔48和所述插塞凹部42之间形成了环形或套筒形的中间壁。

在引导区段52的、与所述支承板47对置的、朝向所述阀腔27的前端侧55上布置所述封闭器件34。所述封闭器件34与柱形的引导区段52适宜地组成一结构单元，从而所述封闭器件总是直接随同进行所述驱动运动39。

原则上，所述封闭器件34可以直接由引导区段52的自由的端部区段形成。然而优选地，所述封闭器件34是一种关于所述线圈支架46分开的密封元件34a，所述密封元件粘接到所述引导区段52上或者以其它方式固定在所述引导区段52上。

所述引导区段52在引导穿孔48内由所述永磁体单元22a以沿轴向能运动的方式径向地支承。换句话说，所述引导区段52能由所述永磁体单元22a以这种方式线性移动地进行引导。因此，所述驱动运动39是精确的线性运动。

为了实现引导功能，在周围限定所述引导穿孔48的限定面56形成了外部的引导面56a，所述限定面由所述永磁体单元22a形成，所述外部的引导面优选具有空心柱形的形状。此外，所述引导区段52的外周面57形成了朝向外部引导面56a的内部引导面57a，所述内部引导面以能滑动的方式贴靠在所述外部引导面56a上。由此，所述引导区段52连同整个线圈单元23b能以防倾斜的方式相对于所述永磁体单元22a进行线性运动。

如果所述线圈43被通电，这一点示例性地在使用所述连接线缆45的情况下实现，则形成了所述线圈43中的电流与所述永磁体37的磁场38的相互作用，这一点由于在此产生的所谓的洛伦兹力而引起了：所述线圈43以及与其一起整个线圈单元23b在实施驱动运动39的情况下相对于固定的永磁体单元22a运动。该运动方向与所述线圈43中的电流方向相关。与此相应，通过相应地为所述线圈43通电可以使所述封闭器件34按照愿望关于所述阀座33可变地进行定位。

在这种类型的、在使用洛伦兹力的基础上的驱动装置22中，对于驱动力的形成来说非常重要的是：在由所述永磁体单元22a确定的磁路中通过下述方式来布置所述线圈43的电导体，即，所述线圈43中的电流垂直于磁通而取向。由此，由磁通和电流的相互作用而引起的洛伦兹力则沿着所希望的运动方向定向并且可以引起所述驱动运动39。

这种电动的驱动原理能够实现高动力的驱动运动39。所述驱动运动39的精确度通过所述线圈单元23b的、关于所述永磁体单元22a进行的线性引导来支持。此外有利的是，所述线圈43适宜地根据空心线圈的类型来构成并且没有弱磁芯，从而所述线圈具有非常小的电感或者说介电常数。

所述永磁体单元22a如此构成，使得由至少一个永磁体37产生的磁场38横穿所述插塞凹部42且因此还横穿了插入其中的线圈43。为了促进这一点，所述永磁体单元22a在该实施例的情况下包括帽形的铁芯58，所述铁芯具有环盘状的底板58a和与此同轴的套筒形的中心区段58b。所述中心区段与所述底板58a优选构造为一体并且同时限定了上述空心柱形的壁区段54。

所述铁芯58利用所述底板58a支承在所述底部壁24上，所述永磁体单元22a的优选环形的支承凸起62为此目的从所述底部壁反向突出，所述铁芯58放置在所述支承凸起上。以这种方式在所述永磁体单元22a和所述底部壁24之间保留了一限定所述阀腔27的间距。

所述中心区段58b从所述底板58a朝向所述驱动腔28突出并且插入到所述线圈单元23b的环形隙部53中。

与所述中心区段58b径向间隔开地，环形的永磁体37贴靠在所述底板58a的向上的端侧上，在所述永磁体上在朝向所述驱动腔28的上侧面处布置所述永磁体单元22a的环形的止挡元件（Rückschlußelement）63。所述止挡元件63如铁芯58那样由铁磁材料制成，这种铁磁材料最佳地引导所述永磁体37的磁场38。

所述永磁体单元22a适宜地通过如下方式沿轴向不可移动地布置在所述接纳腔18中，即，所述壳体盖17b从上部贴靠在所述止挡元件63上，并且由此将整个永磁体单元22a压靠到从底部壁24突出的支承凸起62上。

适宜地，所述阀单元2配备有弹簧器件64，所述弹簧器件持续地朝向初始位置预紧所述线圈单元23b。所述初始位置在该实施例中相应于所述封闭器件34的闭合位置。由此，在驱动装置22的电去激活的状态下，所述封闭器件34通过弹簧加载的线圈单元23b在占据闭合位置的情况下压靠到所述阀座33上。

与加载所述线圈43的电流强度相关地，可以引起不同大小洛伦兹力，以便使所述线圈单元23b并且进而所述封闭器件34运动到所希望的打开位置中。

适宜地，在所述线圈支架46中构造中心凹部65，所述中心凹部在所述线圈支架46的轴向背离于所述永磁体单元22a的上端侧66上通入，并且所述中心凹部从上端侧66适宜地延伸到柱形的引导区段52内。所述中心凹部65能够接纳形成所述弹簧器件的螺旋压力弹簧。此外所述中心凹部还减轻了线圈支架46的重量并且因此有助于驱动运动39的动力。

在该实施例中，所述中心凹部65不用于接纳弹簧器件。在此，所述弹簧器件64以有利的方式由平面的板簧67组成，所述板簧布置在所述驱动腔28中，并且所述板簧适宜地仅在所述驱动腔28内延伸。所述板簧67具有主延展面，并且如此取向，使得所述主延展面与所述永磁体单元22a的纵轴线36垂直地延伸。

优选地，所述板簧67具有长形的结构。所述板簧具有纵轴线68且以横向于且特别是垂直于所述永磁体单元22a的纵轴线36而指向的纵轴线68放置在所述接纳腔18的驱动腔28中。

所述板簧67一方面支承在线圈支架46上且另一方面支承在阀壳体17上。关于阀壳体17的支承可以直接实现，但是优选间接地在插入调节机构72的情况下进行，所述调节机构被设计用于能够实现变化地预先给定示例性地由板簧67形成的弹簧器件64的弹簧预应力。

在优选的实施例中，所述板簧67具有两个彼此相反的、沿纵轴线68的轴向方向定向的端部区段73a、73b。利用所述彼此间隔开的端部区段73a、73b，所述板簧67支承在所述线圈支架46的、轴向背离于永磁体单元22a的上端侧66上，更确切地说特别是支承在支承板47上。所述板簧67适宜地使线圈支架46绷紧并且仅利用其两个端部区段73a、73b抵靠在所述线圈支架46上。

所述线圈支架46具有与所述永磁体单元22a的纵轴线36平行的且优选与所述纵轴线36重合的纵轴线74。在所述支承板47的关于纵轴线74相反对置的边缘区域中，线圈支架46适宜地分别具有一与优选盘形构造的支承板47的外部轮廓形成一段距离的且向上从所述永磁体单元22a突出的保持凸起75a、75b，所述保持凸起在其上侧面处设置有接纳凹槽76，所述接纳凹槽分别接纳所述板簧67的端部区段73a、73b之一，从而所述板簧关于纵轴线74不能转动地固定在线圈支架46上。所述板簧67利用其端部区段73a、73b放置在所述接纳凹槽76的基面上。

所述板簧67的位于两个端部区段73a、73b之间的区域形成弹簧侧的支承区段77，所述区域与两个端部区段73a、73b的距离适宜地大小相同，所述板簧67利用所述支承区段关于阀壳体17沿纵轴线74的轴向方向进行支承。示例性地，弹簧侧的支承区段77支承在所述调节机构72上，所述调节机构本身又沿纵轴线74的轴向方向支承在阀壳体17上。

所述调节机构72适宜地包括本身刚性的调节元件78，所述调节元件布置在所述板簧67和所述阀壳体17的壳体壁81之间的驱动腔28内，所述壳体壁在与所述永磁体单元22a轴向对置的一侧限定了所述驱动腔28。下面为了更好地进行区分还称为上部的壳体壁81的壳体壁优选是壳体盖17b的组成部分。所述调节元件78具有第一支承区段83，所述调节元件利用所述第一支承区段从内部抵靠在所述壳体壁81上，且此外具有与其间隔开的第二支承区段84，所述板簧67利用其弹簧侧的支承区段77抵靠在所述第二支承区段上。

第一支承区段83优选环形地构造并且与主轴线15同轴地取向。第二支承区段84是调节元件78的板条形区段84a的组成部分，所述板条形区段横越被环形的第一支承区段83包围的环形开口85，其中所述板条形区段利用其两个端部区段在彼此反向对置的区域中固定在环形的第一支承区段83上。所述调节元件78适宜地是一体的构件，所述构件优选由金属制成且所述构件尤其是冲压件。

所述调节元件78具有一可持久塑性变形的调节区段86，所述调节区段如此构成，使得所述调节区段的塑性变形引起了在第一支承区段83和第二支承区段84之间沿永磁体单元22a的纵轴线36的轴向方向的持久的位置变化。这一点最终导致了抵靠在弹簧侧的支承区段77上的第二支承区段84相对于所述永磁体单元22a沿驱动运动39的方向的位置变化。以这种方式，可以根据需要且特别是还可复制地调节所述板簧67的预应力。

下述情况是有利的，调节元件78的与所述弹簧器件64共同作用的、在该实施例中由板条形区段84a形成的第二支承区段84直接由可塑性变形的调节区段86形成。这一点适用于该实施例。

例如能通过机械作用来引起所述塑性变形。然而，通过热作用而引起的变形被视为是特别适宜的。就此而言，所述调节区段86通过热输入以可塑性变形的方式构成。这种热输入特别是通过激光辐射来实现，更确切地说是在阀单元2的已经组装的状态下实现。

上部的壳体壁81具有沿主轴线15的轴向方向与所述调节区段86对置的壁穿孔87，所述壁穿孔在阀单元2运行时通过封闭元件88密封地封闭，所述封闭元件能以透明的方式构造。在去掉封闭元件88时穿过此时打开的壁穿孔87借助激光辐射将能量输入到调节区段86中。

在附图中，所述调节区段86已经以希望的方式塑性变形。这一点可以借助于调节元件86的作为调节区段86起作用的板条形区段84a的、朝向所述弹簧器件64弯曲的纵向走向看出。

在一种未示出的实施例中，所述调节机构72由拧入到壁穿孔87的内螺纹中的调节螺栓形成，所述调节螺栓利用端侧作用到板簧67或其它类型的弹簧器件64的弹簧侧的支承区段77上。所述调节螺栓能以或多或少的程度拧入，以便改变且根据需要预先给定弹簧预应力。

所述板簧67适宜地曲折状地构造。利用这种成型结构可以特别精确地预先给定所希望的弹簧刚度。所以这一点特别重要，因为所述弹簧刚度对系统的固有频率且进而对系统的动力产生影响，并且此外对阀特征曲线的斜率、弹簧预应力的可调节性以及针对公差和温度变化的灵敏性产生影响。

在该实施例中，曲折状构成的板簧67具有三个以相同的纵向取向并排延伸的弹簧腿89，更确切地说是一个内部的弹簧腿89c，所述内部的弹簧腿由两个外部的弹簧腿89a、89b在两侧包围（flankieren）。内部的弹簧腿89c一端通过第一连接区段90a与其中一个外部的弹簧腿89a连接并且另一端通过第二连接区段90b与第二外部的弹簧腿89b连接。外部的弹簧腿89a、89b中的每一个过渡到上面已经阐述的端部区段73a、73b之一中，所述端部区段分别具有在板簧面中横向于纵轴线68延伸的且自由终止的腿区段的形状。优选地，所述腿状的端部区段73a、73b根据优选形成圆形轮廓的支承板47的外部轮廓而弯曲。每个端部区段73a、73b从配属的外部弹簧腿89a、89b横向于纵轴线68朝向另一个腿突出。以这种方式，板簧87总地需要非常小的安装空间。弹簧侧的支承区段77优选由内部的弹簧腿89c形成。所有弹簧腿89可以彼此独立地沿驱动运动39的方向弯曲。

所述板簧67优选是一体的构件且特别地由具有弹性的金属组成。

在未示出的实施例中，所述板簧67的曲折结构包括三个以上的弹簧腿89。在同样未示出的实施例中，所述板簧由唯一一个使所述线圈支架46绷紧的弹簧片组成。

下述情况是有利的，所述线圈单元23b防转动地布置在阀壳体17中。由此特别地还确保了，所述弹簧器件64与所述调节机构62并且特别是与第二支承区段84最佳地共同作用。在该实施例中，这种防转动通过下述方式实现：在所述线圈支架46的支承板47的外周上，在沿周向方向彼此间隔开的且特别是彼此反向对置的区域处分别构造了防转动凸起91，所述防转动凸起插入到沿驱动运动39的方向延伸的防转动槽92中，所述防转动槽构造在阀壳体17的壁的、朝向所述接纳腔18的内面上。示例性地，所述防转动槽92构造在壳体盖17b中。

下述情况是有利的，在所述驱动腔28中总是存在与在所述阀腔27中相同的压力。以这种方式，由所述线圈单元23b和所述封闭器件34组成的结构单元沿轴向方向压力平衡，这就是说，沿轴向方向施加在其上的流体压力至少大致等于零。以这种方式，处于阀腔27中的流体压力的水平不会不利地对所述线圈单元23b的运动性能产生作用，并且所述线圈单元23b可以利用相对较小的操纵力来移动。

为了获得这种压力补偿，在所述阀腔27和所述驱动腔28之间存在与所述线圈单元23b和所述封闭器件34的位置无关的持续性的流体连接。这一点优选通过本来就存在的引导穿孔48来实现。

在该实施例中，柱形的引导区段52的径向向外指向的外围的外部轮廓、即所属的外周面57的横截面轮廓为此具有一通过下述方式与所述引导穿孔48的内部轮廓、即所述限定面56的轮廓相配合的结构：径向地在所述外周面57和所述限定面56之间限定了至少一个流体过渡通道93，所述流体过渡通道轴向地延伸穿过所述引导穿孔48。所述至少一个流体过渡通道93在一端与所述阀腔27连通并且在另一端与所述驱动腔28连通，从而两个腔27、28彼此持续性地流体连接。

该实施例的阀单元2配备有多个在周围围绕所述引导区段52的外周以彼此间隔开地分布的方式布置的流体过渡通道93。所述流体过渡通道93中的每一个流体过渡通道适宜地在构造在引导区段52的外周面57内的纵向槽93a一同作用的情况下来实现。所述多个纵向槽93a中的每一个与所述限定面56的覆盖所述纵向槽的区段一起限定了一流体过渡通道93。不言而喻，还可以仅存在唯一一个纵向槽93a，用于仅形成唯一一个流体过渡通道93。

所述外周面57的那些位于沿周向方向相邻的纵向槽93a之间的面区段负责寻求所述线圈单元23b关于所述永磁体单元22a的线性引导。所述面区段一起形成内部引导面57a。因此，所述内部引导面57a在此由多个条带形的单面组成，所述单面位于各个相邻的纵向槽93a之间。

由于非常扁平地构成的驱动装置22且同样仅需要少量空间的弹簧器件64和调节机构72，一方面能实现非常紧凑的阀单元2，并且在所述接纳腔18内的死点空间容积（Totraumvolumen）能被降至最小。在该实施例中，也还通过下述方式有助于这一点：帽形的铁芯58在所述底板58a和所述中心区段58b之间的过渡区域中在朝向所述线圈43的侧面上具有环形的阶梯94，所述阶梯避免了不必要的空室。环形的阶梯94沿轴向在内部限定了所述插塞凹部42，因此其长度可以被限定为对于驱动运动39来说必要的最小尺寸。

接纳腔18中的较小的死点空间容积减小了在操纵阀单元2时交替地待填充和待排空的体积，这一点有利于线圈单元23b的切换性能的动力。

对于阀装置1来说有利的应用情况是作为预调阀用于能以气动的方式操纵的主阀。所述预调阀能以相对较小的操控电压来运行并且特征在于相对较小的功率消耗。通过在该实施例中设置的、关于所述弹簧器件64的调节可能性，所述类型的阀单元在制造时能非常简单地与相同的特征曲线走向协调一致。所述阀壳体17适宜地由不可磁化的材料制成。优选地，所述阀壳体由塑料材料制成。

Claims (17)

1. 阀装置，其具有至少一个能电操纵的阀单元(2)，所述阀单元具有布置在阀壳体(17)内的电动的驱动装置(22)，所述驱动装置具有：关于所述阀壳体(17)位置固定的且含有至少一个永磁体(37)的环形的永磁体单元(22a)；和线圈单元(23b)，所述线圈单元具有同样环形的、同轴地插入到环形的永磁体单元(22a)中的线圈(43)，其中所述线圈(43)能被通电，以便驱动所述线圈单元(23b)相对于所述永磁体单元(22a)进行驱动运动(35)，其中所述阀单元(2)还具有封闭器件(34)，所述封闭器件与配属于阀通道(6、6a)的阀座(33)对置，并且所述封闭器件通过下述方式与所述线圈单元(23b)的承载所述线圈(43)的线圈支架(46)运动耦合，即，所述封闭器件能通过所述线圈单元(23b)的驱动运动(39)相对于所述阀座(33)定位，以便能选择地关闭或开启所配属的阀通道(6、6a)，其特征在于，所述环形的永磁体单元(22a)具有中心的轴向的引导穿孔(48)，所述线圈单元(23b)的线圈支架(46)利用被所述线圈(43)包围的柱形的引导区段(52)以能线性移动地被引导的方式轴向地插入到所述引导穿孔中，其中配属于所述阀通道(6、6a)的阀座(33)的封闭器件(34)布置在所述引导区段(52)上。

2. 根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述封闭器件(34)在端侧布置在所述引导区段(52)上。

3. 根据权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于，所述封闭器件(34)与所述线圈支架(46)的引导区段(52)组成一结构单元，其中所述封闭器件适宜地由在端侧固定在所述引导区段(52)上的单独的密封元件(34a)形成。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述永磁体单元(22a)将阀腔(27)与轴向对置的、接纳所述线圈(43)的驱动腔28分开，配属于所述封闭器件(34)的阀通道(6、6a)通入到所述阀腔中，其中所述引导穿孔(48)在所述阀腔(27)和所述驱动腔(28)之间延伸，并且所述引导区段(52)从所述驱动腔(28)插入到所述引导穿孔(48)中并且在其朝向所述阀腔(27)的端侧上具有所述封闭器件(34)。

5. 根据权利要求4所述的阀装置，其特征在于，所述阀壳体(17)限定了朝向周围环境封闭的接纳腔(18)，在所述接纳腔中容置了所述电动的驱动装置(22)，并且所述接纳腔被所述永磁体单元(22a)分成所述阀腔(27)和所述驱动腔(28)。

6. 根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述线圈支架(46)具有轴向地与所述永磁体单元(22a)间隔开的且适宜地盘状构造的支承板(47)，在所述支承板上固定所述线圈(43)，并且柱形的引导区段(52)从所述支承板轴向地突出，其中所述引导区段(52)适宜地与所述支承板(47)构造为一体。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述引导区段(52)的外围的外部轮廓和所述引导穿孔(48)的内部轮廓彼此相配合，使得所述外部轮廓和所述内部轮廓一起限定了至少一个轴向地在两侧敞开的流体过渡通道(93)，所述流体过渡通道使得所述阀壳体(17)的容置所述线圈单元(23b)的接纳腔(18)的、位于所述永磁体单元(22a)的彼此轴向相反的侧面上的区域持续性地彼此流体连接，其中至少一个流体过渡通道(93)适宜地在至少一个在所述引导区段(52)的外周面(57)中构成的纵向槽(93a)一同作用的情况下形成。

8. 根据权利要求1至7中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述环形的永磁体单元(22a)具有轴向敞开的环形的插塞凹部(42)，所述线圈(43)轴向地插入到所述插塞凹部中，并且所述插塞凹部沿径向在内部由所述永磁体单元(22a)的空心柱形的壁区段(54)来限定，所述引导穿孔(48)延伸穿过所述壁区段。

9. 根据权利要求1至8中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述线圈单元(23b)通过所述阀单元(2)的弹簧器件(64)轴向地预紧到初始位置中，在所述初始位置中所述封闭器件(34)适宜地占据了抵靠在配属于所述封闭器件的阀座(33)上的闭合位置。

10. 根据权利要求9所述的阀装置，其特征在于，所述弹簧器件(64)具有横向于所述线圈单元(23b)的驱动运动(39)的方向来取向的板簧(67)，所述板簧一方面支承在所述线圈单元(23b)上且另一方面关于所述阀壳体(17)进行支承。

11. 根据权利要求10所述的阀装置，其特征在于，所述阀壳体(17)限定了一接纳腔(18)，在所述接纳腔中容置了所述电动的驱动装置(22)，其中所述接纳腔(18)被所述永磁体单元(22a)分成阀腔(27)和轴向相反的驱动腔(28)，配属于所述封闭器件(34)的阀通道(6、6a)通入到所述阀腔中，在所述驱动腔中布置所述线圈(43)，其中所述板簧(67)仅布置在所述驱动腔(28)中。

12. 根据权利要求10或11所述的阀装置，其特征在于，所述板簧(67)曲折状地构造并且具有至少三个并排延伸的弹簧腿(89)，其中所述板簧借助于其两个外部的弹簧腿(89、89a、89b)支承在所述线圈单元(23b)上并且利用至少一个位于所述两个外部的弹簧腿(89、89a、89b)之间的内部的弹簧腿(89、89c)关于所述阀壳体(17)进行支承。

13. 根据权利要求9至12中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀单元(2)具有调节机构(72)，用于能变化地预先给定所述弹簧器件(64)的弹簧预应力。

14. 根据权利要求13所述的阀装置，其特征在于，所述调节机构(72)包括一方面支承在所述阀壳体(17)上且另一方面支承在所述弹簧器件(64)上的刚性的调节元件(78)，所述调节元件具有至少一个能塑性变形的调节区段(86)，其塑性变形引起了支承所述弹簧器件(64)的支承区段(84)关于所述阀壳体(17)沿所述永磁体单元(22a)的轴向方向的持久的位置变化，其中所述调节区段(86)适宜地被设计用于借助激光束能量进行塑性变形。

15. 根据权利要求14所述的阀装置，其特征在于，所述调节元件(78)具有在所述阀壳体(17)上支承的环形的支承区段(83)和横越所述环形的支承区段(83)的环形开口(85)的板条区段(84a)，其中所述板条区段(84a)形成了支承所述弹簧器件(64)的支承区段(84)并且同时形成了能塑性变形的调节区段(86)，并且其中所述调节元件(78)特别地由金属制成的冲压件形成。

16. 根据权利要求1至15中任一项所述的阀装置，其特征在于，配设有与所述封闭器件(34)协作的阀座(33)的阀通道(6、6a)通入到所述阀单元(2)的阀腔(27)中，此外不能通过所述封闭器件(84)来控制的另外的阀通道(6、6b)也还通入到所述阀腔中，其中这两个阀通道(6、6a、6b)与所述封闭器件(34)的位置相关地能以流体的方式彼此连接或者彼此分开，特别是通过下述方式彼此连接或者彼此分开，即，所述阀单元(2)能作为2/2-旁通阀来运行。

17. 根据权利要求1至16中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述阀装置具有关于所述阀单元(2)分开的连接体(3)，所述阀单元(2)利用其阀壳体(17)的至少一个区段——特别是以子弹壳状的方式——插入到所述连接体中，并且所述连接体被多个连接通道(7)穿过，所述连接通道分别与所述阀单元(2)的阀通道(6)连通。