CN108138985B - 气动电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气动电磁阀，包括电磁致动器(6)和气腔(1)，在气腔处设置有多个空气接口，电磁致动器能够通过以三种不同电流强度使致动器单极地通电而处于三个不同的切换位置。在第一切换位置第一密封元件(26)关闭第一空气接口(3)且第二密封元件打开第二空气接口(4)。在第二切换位置第一密封元件关闭第一空气接口(3)且第二密封元件关闭第二空气接口。在第三切换位置第一密封元件打开第一空气接口且第二密封元件关闭第二空气接口。第一和第二密封元件能够通过电磁致动器经由操作机构而运动，使得当在第一和第二切换位置之间切换时以及当在第二和第三切换位置之间切换时，相应地只使第一和第二密封元件中的一者运动。

Description

气动电磁阀
本发明涉及一种气动电磁阀。
在许多技术应用领域中，为了控制空气流动而采用气动电磁阀。在这些电磁阀中，借助磁线圈产生磁力并由此触发阀的切换过程。这样的电磁阀的应用领域是在用于气动调节交通工具中的座椅(例如机动车辆座椅)的装置中填充弹性气囊。
从文件DE 10 2008 060 342 B3中已知一种阀组件，该阀组件具有用于两个电磁阀的共用的绕组载体和阀喷嘴载体。文件WO 2013/011340 A1还示出了一种在用压力加载的阀腔内具有绕组的阀组件。
文件DE 10 2009 033 585 A1披露了一种电磁阀，该电磁阀具有永磁体、柱塞线圈和多个摇杆，该电磁阀当在两个极性方向上通电时分别打开不同的子阀。在未通电状态下，两个子阀是关闭的。为了操作阀，需要变换电源电压的极性。
本发明的目的是提供一种气动电磁阀，借助该气动电磁阀可以以简单方式实现三个切换位置。
所述目的通过根据专利权利要求1所述的电磁阀来实现。在从属权利要求中限定了本发明的改进方案。
根据本发明的气动电磁阀包括电磁致动器和气腔(阀腔)，在该气腔处设置有多个空气接口，该多个空气接口能够经由该电磁致动器的多个切换位置在中间连接了该气腔的情况下互连。该电磁致动器优选被安排在该气腔内，以便经由气腔内的气流实现对该致动器的有效冷却。优选地，在该气腔内还安排有以下将描述的操作机构。
在此以及在下文中，电磁致动器应被理解为以下操作元件：该操作元件将电能(即，供应给致动器的电流)转化为磁力，通过所述磁力来实施对致动器的操作。一般而言，电磁致动器包括磁线圈，该磁线圈通过通电实现致动器的操作。
根据本发明的电磁阀的电磁致动器可以通过以三种不同的电流强度使致动器(尤其致动器的磁线圈)单极地通电而处于(至少)三个不同的切换位置，其中，该致动器也可以具有其他切换位置。在一个优选变型中，电流强度在此对应于零电流。因此，以三种不同的电流强度单极地通电应被理解为：在两种电流强度下以相同的电流方向、不等于零地进行通电；而在第三电流强度下通电具有与在第一和第二电流强度下的通电相同的电流方向、或是设为零。
在电磁致动器的第一切换位置上，第一密封元件封闭第一空气接口，并且第二密封元件释放第二空气接口(即，第二空气接口被打开)。在电磁致动器的第二切换位置上，第一密封元件封闭第一空气接口，并且第二密封元件也封闭第二空气接口。在致动器的第三切换位置上，第一密封元件释放第一空气接口，而第二密封元件封闭第二空气接口。
为了打开和关闭第一和第二空气接口，第一和第二密封元件能够通过电磁致动器经由机械式操作机构且尤其是杠杆机构来运动。该操作机构以如下方式来设计：使得当在该第一和第二切换位置之间切换时以及当在该第二和第三切换位置之间切换时，相应地只使该第一和第二密封元件中的一者运动。
根据本发明的电磁阀有以下优点：即，只需要一个单独的致动器来实现三个切换位置。此外，该致动器能够以简单方式通过单极通电来操作。借助合适的操作机构实现了：这些密封元件在切换位置切换时可以彼此无关地运动，由此确保了切换位置之间的直接且有效的过渡。
在一个特别优选的实施方式中，该电磁致动器包括由软磁性材料构成的电枢，该电枢通过磁线圈的通电而运动并由此作用于该操作机构以便关闭和打开该第一和第二空气接口。在此，电枢的运动优选是绕转动轴线而转动。
在本发明的另一个优选的实施方式中，在该第一切换位置上，该电磁致动器以第一电流强度且优选是零电流强度(即，该电磁致动器未被通电)被通电；在第二切换位置上，该电磁致动器以第二电流强度被通电；在第三切换位置上，该电磁致动器以第三电流强度被通电，其中，该第三电流强度高于该第二电流强度且该第二电流强度高于该第一电流强度。电磁阀的关闭的第二切换位置(一般而言，在较长时间段上处于该第二切换位置)因此可以利用减小的第二电流强度和由此降低的损耗功率来实现。由此提高电磁阀的能效。
在另一个优选实施方式中，该第一空气接口是用于该气腔的进气接口，并且该第二空气接口是用于该气腔的排气接口，或者反之亦然。优选地，在电磁阀内还设置有用于填充和/或排空充气单元(优选气囊)的工作接口。在刚刚描述的实施方式的优选变型中，一方面该进气接口和该排气接口与另一方面该工作接口被安排在该气腔的相反端，由此该致动器被尤其有效地冷却。
在另一个特别优选的实施方式中，该第一和第二密封元件能够通过该操作机构绕单独的倾转轴线倾转。换言之，第一密封元件可绕不同于第二密封元件的倾转轴线倾转。术语“单独的倾转轴线”在此可以被理解为：绕一个倾转轴线的倾转与绕另一个倾转轴线的倾转无关联。这些倾转轴线优选被安排在不同的空间位置上。
在另一个特别优选的实施方式中，该操作机构被设计为杠杆机构，该杠杆机构包括第一和第二摇杆。在第一摇杆上安装了该第一密封元件，并且在第二摇杆上安装了该第二密封元件。第一摇杆可倾转以打开和关闭第一空气接口，并且第二摇杆可倾转以打开和关闭第二空气接口。在此，该操作机构以如下方式来设计：使得当第一和第二摇杆中的一者倾转时，第一和第二摇杆中的另一者不倾转。
通过以两个单独的摇杆来实施该操作机构，可以用小的力实现空气接口的打开和关闭。另外可以实现不同的力传递比或位移传递比，以便可以实现针对不同空气接口的不同的密封力或操作力。
在刚刚描述的实施方式的优选变型中，在该第一和第二切换位置之间切换时，该操作机构只使该第二摇杆倾转，而在所述切换时该第一密封元件借助作用于该第一摇杆的弹性力使该第一空气接口保持关闭。与此相比，在该第二和第三切换位置之间切换时，该操作机构只使该第一摇杆倾转，而该第二密封元件借助作用于该第二摇杆的弹性力使该第二空气接口保持关闭。在该第二切换位置上，该操作机构所处的位置使得该第一密封元件和该第二密封元件二者借助作用于该第一摇杆的弹性力和作用于该第二摇杆的弹性力使相应的第一和第二空气接口保持关闭。
在刚刚描述的实施方式的特别优选的变型中，作用于这些摇杆的弹性力通过第一弹性器件和第二弹性器件产生，其中，所述器件优选被设计为弹簧并且尤其是螺旋弹簧。在此，该第一弹性器件以弹性力朝向该第一空气接口的关闭状态的方向推动该第一摇杆，而该第二弹性器件以弹性力朝向该第二空气接口的关闭状态的方向推动该第二摇杆。
在上述摇杆机构的另一个优选变型中，还设置有至少一个第一突出部和至少一个第二突出部。所述至少一个第一突出部用于借助对该第一摇杆的一端施加力来使该第一摇杆倾转，以抵抗作用于该第一摇杆的弹性力打开该第一空气接口。与此相比，所述至少一个第二突出部用于借助对该第一摇杆的一端施加力来使该第一摇杆倾转，以抵抗作用于该第二摇杆的弹性力打开该第二空气接口。这些突出部优选被安排在上述电枢处或者与所述电枢刚性连接。
在根据本发明的电磁阀的另一个实施方式中，该第一空气接口和该第二空气接口定位彼此相反，并且该操作机构包括其上安排有第一密封元件的第一支腿和其上安排有第二密封元件的第二支腿，其中，该第一和第二支腿被安排在该第一和第二空气接口之间并且能够由该电磁致动器倾转。
该第一和第二支腿以如下方式机械地彼此联接：在该第一切换位置上，该第一密封元件借助作用于该第一支腿的弹性力封闭该第一空气接口，而该第二密封元件释放该第二空气接口。与此相比，在第二切换位置上，该第一密封元件和该第二密封元件借助分别作用于相对应的第一或第二支腿的弹性力来封闭该第一或第二空气接口。在第三切换位置上，该第一密封元件释放该第一空气接口，而该第二密封元件借助作用于该第二支腿的弹性力封闭该第二空气接口。
利用刚刚描述的变型，可以借助相对应的支腿获得结构简单的操作机构。这些支腿优选被安排在上述电枢处或者与所述电枢刚性连接。
在刚刚描述的实施方式的特别简单的变型中，该操作机构包括U形片簧，其支腿构成该第一和第二支腿并且该U形片簧在第一至第三切换位置上至少部分地且优选排他地产生所述弹性力。
替代地或此外，该操作机构也可以包括弹簧元件(例如螺旋弹簧)，该弹簧元件被定位在该第一和第二支腿之间并且在第一至第三切换位置上至少部分地且也可能排他地产生所述弹性力。
在另一个优选实施方式中，该操作机构包括第一止挡部，该第一止挡部致使该第一支腿倾转。替代地或此外，也可以提供第二止挡部，该第二止挡部致使该第二支腿倾转。这些止挡部进而优选被安排在上述电枢处或者与所述电枢刚性连接。
根据本发明的电磁阀优选地被设置成在用于气动调节交通工具中的座椅的装置中用于填充和/或排空至少一个弹性气囊。换言之，本发明还包括一种用于气动调节交通工具中的座椅的装置，该装置具有至少一个弹性气囊以及根据本发明的、用于填充和/或排空该至少一个气囊的电磁阀。
以下将借助于附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。
在附图中：
图1至图3示出根据本发明第一实施方式的电磁阀处于不同切换位置的截面视图；
图4示出图1的电磁阀的从上方的平面视图；
图5示出安装在图1的电磁阀中的电枢的平面视图；
图6示出安装在图1的电磁阀中的片簧的平面视图；
图7示出安装在图1的电磁阀中的夹子的平面视图；
图8至图10示出根据本发明第二实施方式的电磁阀处于不同切换位置的截面视图；并且
图11至图13示出根据本发明第三实施方式的电磁阀处于不同切换位置的截面视图。
以下，借助三位三通NO电磁阀(3/3-NO-Magnetventilen)的实施方式描述本发明，所述电磁阀在用于气动调节机动车辆座椅的装置中被用于对弹性气囊(未示出)进行填充和排气。
图1示出了根据本发明第一实施方式的电磁阀。该电磁阀包括具有相对应的空气接口2、3和4的气腔1。该气腔的上侧被盖板14气密地覆盖。在盖板14上方有印刷电路板16，该印刷电路板16进而借助盖15被覆盖。
气腔1的空气接口2通向气囊且形成电磁阀的工作接口。气囊的填充是通过压缩空气供应装置(未示出)进行的，该压缩空气供应装置连接在通道5处，该通道是在气腔1的底部形成的。通道5经由进气接口(进气口)3与气腔1相连。为了使压缩空气从气囊排气或排出使用排气接口(排气口)4，该排气接口进而在气腔的底部形成且在中间连接了由泡沫材料构成的阻尼元件23的情况下与周围环境连通。通过该阻尼元件减小了阀向外发出的噪声。
在气腔1内安排有电磁致动器，该电磁致动器通过以下将详述的操作机构实现进气接口3和排气接口4的打开和关闭。该致动器包括带有绕组601的磁线圈6，该绕组被卷绕在线圈体7上。此外，在气腔中安排有由软磁性材料构成的U形轭8，其中，该U形轭的下支腿延伸穿过线圈体7的空腔。轭8的上支腿从线圈体的绕组601旁经过并且延伸穿过线圈体7的上延伸部内的开口。
在气腔1内还有电枢9，该电枢以截面图示出并且由软磁性材料构成且在线圈6通电时借助磁力绕单独的转动轴线A转动，如以下将更详细地描述的。在该电枢内冲压出多个开口。该电枢尤其包括上开口20、与之相连的T形开口22(见图5)、以及下开口21。这些开口20、21被设计成方形(见图5)。开口21的下边缘贴靠轭8的下支腿，由此在轭和电枢之间形成接触线，该接触线也构成了线圈6通电时电枢9的转动轴线A。在电枢9上紧固有夹子10，多个突出部11和12从该夹子突出，其功能还将进一步详细地解释。
利用图1至图3的电磁阀，可以通过以相同极性对磁线圈6不同地通电来实现三个切换位置。图1在此示出了在磁线圈不通电时的切换位置，图2示出了在磁线圈以中等电流强度被通电时的切换位置，并且图3示出了在以高电流强度通电时的切换位置。在更详细地说明这些单独的切换位置以及用于打开和关闭进气接口3和排气接口4的操作机构之前，首先解释电磁阀的其他部件的结构和相互作用。尤其将详细描述电枢9由于线圈6通电导致的运动。
线圈体7包括导向凸耳13，该导向凸耳通过以下方式防止电枢9的转动轴线A的倾斜：即，该导向凸耳在开口22(见图5)中被引导。当线圈6通电时产生磁力，该磁力将电枢9吸引向轭8。在此，方形的上开口20的四个边缘与轭8的上端重叠。同样地，下开口21的三个边缘与轭8的下端的相对应的重叠部增大。
在所示磁线圈中，在方形的上开口20的边缘与轭8之间的气隙L以及在方形的下开口21的边缘与轭8之间的气隙L’在电枢转动方向上与轭和电枢之间的重叠部的尺寸无关地保持基本恒定。这在图5中被再次展示。在此尤其看到在上开口20的边缘与轭8的上支腿之间的气隙L、以及在下开口21的边缘与轭8的下支腿之间的气隙L’。在此要注意的是，沿着开口21的下边缘不存在气隙，因为在那里轭和电枢在接触线处直接接触。电枢转动轴线A沿着所述接触线延伸，如开篇已经提及的。
根据图5，气隙L或L’的尺寸沿开口的边缘是恒定的。但这不一定要这样实现。而重要的是，由该气隙形成的在电枢9与轭8之间的距离在电枢的转动方向(即，沿着垂直于页面的相应的线)上保持恒定。与此相比，该气隙的尺寸可以沿着开口20和21的圆周在必要时改变。尤其气隙L’的左侧和右侧例如也可以略微倾斜地向下延伸。由此实现了：该电枢在转动轴线A的区域中相对于轭定中心。在其余边缘处该气隙的尺寸约为0.2mm。
通过在电枢9的转动方向上的基本恒定的气隙而实现了：作用于电枢的磁力仅取决于电流，而与电枢在何种程度上接近轭无关。因此，利用图1的电磁阀提供了一种比例阀，其磁力在线圈恒定通电时是恒定的。在此，在图1的电磁阀中还设置有片簧19，该片簧与磁力相反作用并且由此产生回复力。该片簧在上部区域中被紧固在线圈体7上，并且在下部区域中被紧固在电枢9以及夹子10上。回复力随着电枢在线圈通电时递增的转动而一直增大，直到所述回复力最终与恒定磁力一样大，该磁力的大小由通电线圈的电流强度确定。以下将结合图6来进一步解释片簧19的结构。同样地，以下将结合图7来进一步解释夹子10的结构。
如可从图2和图3中看到的，线圈通电导致电枢9绕转动轴线A转动。线圈6的绕组601通电在此经由电引脚17来进行，这些电引脚延伸穿过盖板14的开口并与电路板16的相对应的电触点相连接。该盖板内的开口被密封，例如借助粘合剂粘接、压力配合或注射模制。因此不会有空气经由该开口离开用加压的气腔1。还可以从图1中看到格栅过滤器18，该格栅过滤器避免颗粒从弹性气囊侵入。
从上文已经提及的图5中还可以看到电枢9的中间开口22的形状。该开口具有呈倒立字母T形的设计，其中，导向凸耳13接合到字母T的竖直梁中，该导向凸耳防止电枢9侧向倾斜。与此相比，字母T的竖直梁用于使夹子10的上锁定凸耳10a穿过。从以下还将解释的图7中可以很清楚地看到所述锁定凸耳。
从图6中可以再次在平面视图中看到片簧19，该片簧在图1中是以截面图展示的。该片簧由金属片构成，该金属片在四个位置19a处弯折。该片簧在上端具有T形形状。在那里将片簧紧固在线圈体7上。在该片簧的中央开口内存在带有缺口19c的突出的凸缘19b。在片簧的安装好的状态下，凸缘19b贴靠夹子10的内表面，其中，夹子10的锁定凸耳10a被推到缺口19c上。电枢9的下部被插入到其中插入了凸缘19b的夹子10中。在此，该电枢通过锁定凸耳10a以及两个下锁定凸耳10b(见图7)被锁定在夹子10上。通过凸缘19b相对于片簧19的余部的弯曲而产生相对应的回复力。在线圈通电时电枢转动增加，所述回复力增大，直到最终达到终止位置，在该终止位置处所产生的磁力对应于片簧的回复力。
借助片簧19，在安装好的状态下，首先情况是产生以下力：该力向上并且在朝向磁线圈的方向上拉动电枢9，以便固定电枢9的转动轴线A。其次，片簧在转动轴线A的高度上的变形产生以下转矩：该转矩使电枢偏转离开线圈6，使得该电枢在线圈未通电时处于来自图1的第一切换位置。该转矩通过将片簧锁定在线圈体7的上端而被吸收。如已经提及的，图7示出了来自图1的夹子10的平面视图。在此看到三个突出部10a和10b，该电枢借助这些突出部被锁定在该夹子中。
在下文中将详细解释用于打开和关闭进气接口3或排气接口4的操作机构。该操作机构除了夹子10上形成的突出部11和12外还包括第一摇杆24和第二摇杆25，该第一摇杆和第二摇杆可绕不同的转动轴线转动，如在图1中由在相对应的摇杆处向下指向的楔状物所示意性指示的。在第一摇杆24的左臂上在其底侧设置有第一密封元件26，该第一密封元件用于关闭进气接口3。相似地，在第二摇杆25的右臂的底侧侧设置有第二密封元件27，该第二密封元件用于关闭排气接口4。
另外，第一螺旋弹簧28被定位在盖板14与第一摇杆24的左臂之间。同样地，第二螺旋弹簧28’被安排在盖板14与第二摇杆25的右臂之间。这两个弹簧各自施加弹性力于这些摇杆的相对应的臂。
也可以再次从图4的部分截面平面视图中看到两个摇杆24和25以及突出部11和12的结构。该平面视图中的截面沿着延伸穿过摇杆的平面延伸。如可以从图4看到的，第一摇杆24呈直角形式。摇杆24由呈U形设计的第二摇杆25包围，即，摇杆24的大部分位于摇杆25的U形形状的这两个支腿之间。摇杆24在其左端与从夹子10居中地突出的突出部11相互作用，并所述突出部以其右端在摇杆24的底侧上延伸。与此相比，摇杆25与在左侧和右侧被安排在夹子10上的两个突出部12相互作用。两个突出部12的右端在第二摇杆25的U形形状的相对应的支腿的顶侧上延伸。
在图1所示的切换位置上，该电磁致动器未被通电。在该切换位置上，上突出部12压靠第二摇杆25的顶侧。在此所施加的力大于螺旋弹簧28’的弹性力，从而致使发生密封元件27抬起且由此排气口4打开。与此不同，突出部11在图1的切换位置上不与第一摇杆24相互作用。因此，第一摇杆24通过螺旋弹簧28的弹性力被向下推动，由此进气通道5的进气开口3被封闭。因此在图1的切换位置上实现了连接至工作接口2的气囊的排气。
在图2的切换位置上，磁线圈6以中等电流强度被通电，如已经在上文中解释的。这致使电枢9绕轴线A转动，直至到达如图2所示的中间位置。在该位置上，突出部11和12以小的力接触相对应的摇杆，或者在至少一个摇杆与相关联的突出部之间不发生接触。因此，进气接口3和排气接口4基本通过两个弹簧28和28’的力借助密封元件26和27被封闭。
图3示出电磁阀的第三切换位置，在该第三切换位置处磁线圈6以高电流强度被通电。这使得电枢9处于据竖直位置，在该竖直位置上突出部11从下方压靠摇杆24，从而使得密封元件26被抬起并且进气接口3被释放。与此相比，突出部12未与摇杆25相互作用，使得排气口4借助螺旋弹簧28’的弹簧力被保持在关闭状态下。因此在图3的第三切换位置上实现了连接至工作接口2的气囊的填充。
借助图1至图4所讨论的本发明第一实施方式具有以下优点：即，在中等地或完全地致动阀时在用小的力的同时需要小的电枢调节行程。在此在优选变型中，作为螺旋弹簧28和28’采用具有非常平坦的特性曲线的弹簧，即下述弹簧：该弹簧具有小的每单位调节行程的力变化。第一实施方式的另一优点在于：进气接口和排气接口位于一个构件(气腔的壳体)中且因而相互具有小的公差。
第一实施方式的摇杆24和25在优选变型中在中央被引导穿过连接板或芯杆且被防侧移地固定。因此，密封元件总是在同一位置抵碰相关联的喷嘴座，由此实现了改善的密封作用。
此外，在第一实施方式中，可以一方面通过突出部11和12且另一方面通过摇杆24和25借助杠杆定律实现不同的力传递比或位移传递比，以便例如针对进气接口和排气接口形成不同的操作力。特别是，在此针对排气接口而言需要较低的操作力，因为该排气接口被气囊的压力(对应于气腔内的压力)额外压紧，而进气接口总是也必须抵抗进入压力而密封。
在刚刚描述的实施方式的另一个设计中，这些摇杆可以由弹簧钢片制造。在所需区域内的加强在此可以通过上弯的边条来实现。同样，摇杆和相关联的弹簧可以各自由一个部件制造。摇杆24和25于是通过相关联的弹簧28和28’被固定在气腔1壳体上。由此防止了密封元件26和27相对于进气接口或排气接口的喷嘴座在多次操作后发生移位。
在第一实施方式中，与图2对应的电枢的中间位置比与图3对应的电枢的最大偏移位置需要明显更小的磁力。电磁致动器的损耗功率与所述力对应地减小。具有较低损耗功率的中间电枢位置典型地保持比电枢的最大位置更长的时间段(例如1s至5min)，电枢的最大位置是在较短的气囊填充时间里所需要的(例如0.5s至5s)。因此，通过第一实施方式的电磁阀只产生低的损耗功率。同样的情况适用于以下解释的第二和第三实施方式的电磁阀。
以下结合图8至图13来解释根据本发明电磁阀的第二和第三实施方式。这些实施方式采用了带有可转动的电枢的相同的磁线圈结构，因此不再详细解释对电枢的操作。第二和第三实施方式与第一实施方式的区别在于第一和第二密封元件的操作机构。因此，在图8至图13的以下说明中主要讨论这种操作机构。
图8至图10示出了根据本发明电磁阀的第二实施方式。图8进而对应于在磁线圈6未通电时电磁阀的第一切换位置，图9对应于在磁线圈以中等电流强度被通电时电磁阀的第二切换位置，图10对应于磁线圈以高电流强度被通电时电磁阀的第三切换位置。在图8至图10的电磁阀中，进气接口3和排气接口4现在不再是彼此邻近的、而是彼此上下的。尤其是进气接口3位于气腔的底部，而排气接口4被设置在气腔的上盖板14内。作为操作机构，现在不再利用摇杆，而是利用被定位在进气接口3和排气接口4之间的U形片簧。所述片簧29的中间部分被紧固在夹子10上，该夹子进而与电枢9相连接。密封元件26位于片簧29的下支腿29a处，而密封元件27被设置在片簧29的上支腿29b处。在图8的第一切换位置上，下支腿29a借助片簧的弹性力压靠进气接口3，使得密封元件26封闭该接口。与此相比，支腿29b和相对应的密封元件27从排气开口4抬离，使得该排气开口在图8的切换位置上被打开。
在根据图9的第二切换位置上，电枢9处于中间位置上。在该位置上，接口3和4的两个喷嘴座通过各自的密封元件26和27被密封。U形片簧分别以减小的力将两个密封元件压靠到喷嘴座上。所述减小的力足以持续有限时间(例如几秒至几分钟)地确保足够的密封作用以使空气保持在所连接的气囊内。
在图10的磁线圈6以高电流强度被通电的第三切换位置上，电枢处于最大行程的位置上。在此位置上，上支腿29b现在借助弹簧的弹性力压靠排气接口4，使得该排气接口被密封元件27封闭。与此相比，下支腿无力且从进气接口3抬离，使得所述进气接口被打开。
借助图8至图10所述的实施方式具有以下优点：即，该操作机构以非常简单的形式实现且需要少量构件。电磁阀的组装因此被简化。
作为用于密封元件26和27的材料，在第二实施方式中优选采用在功能温度范围上弹性均匀的材料(例如硅酮)。由此考虑到：这些密封元件可以根据切换位置以略有不同的角度抵碰相关联的喷嘴座。
在第二实施方式的变型中，U形片簧29的两个支腿29a和29b的长度被选择为不同的。通过这种方式，可以借助杠杆定律实现不同的力传递比或位移传递比，从而可以针对进气开口和排气开口形成不同的密封力。
在第二实施方式的有利变型中，这些密封元件与这些喷嘴座之间的接触点可以重新定位到电枢的有效转动轴线的或U形片簧的这些末端的平面中，以使运动时的滑动摩擦最小化。
图11至图13示出本发明电磁阀的第三实施方式。所述实施方式的操作机构与图8至图10的实施方式的操作机构的区别在于：附加地在片簧29的两个支腿29a和29b之间以及由此在密封元件26和27之间安排有螺旋弹簧30。
在图11至图13的实施方式中，U形片簧29仅具有可忽略的弹簧刚性且因此基本上以两个关节方式在片簧的支腿的位于夹子10上的足点处起作用。所需的弹性力现在借助螺旋弹簧30来产生，该螺旋弹簧在片簧29的这两个支腿之间被压缩。另外，在第三实施方式中，在夹子10的右侧设置有第一止挡部31a和第二止挡部31b。通过所述止挡部，这些密封元件从进气接口和排气接口的喷嘴座被抬离，如以下还将进一步讨论的。
图11进而示出了在磁线圈6未通电时电磁阀的第一切换位置。在该切换位置上，密封元件26通过被压缩的弹簧30压靠进气开口3的喷嘴座，使得该进气开口被封闭。与此相比，排气开口4被打开，这是通过使止挡部31b向下推动支腿29b来实现的。在图12所示的中间切换位置上(即，当磁线圈中等通电时)，两个密封元件26和27贴靠各自的喷嘴座并由现在略微压缩的螺旋弹簧30借助其弹簧力压靠喷嘴座，使得进气接口和排气接口均被关闭。在根据图13的第三切换位置上(磁线圈高通电)，止挡部31b抬升下支腿29a，由此释放进气接口3。此外，螺旋弹簧30的压缩增大，由此密封元件27牢固地压靠排气接口4。
与来自图8至图10的片簧相比，刚刚描述的第三实施方式的优点在于对操作力的改进的利用以及对螺旋弹簧的弹性公差的改进的可控性。
在第三实施方式的变型中，支腿29a和29b不是片簧的组成部分、而是相对应的延伸部，这些延伸部通过铰链(尤其是膜铰链)被铰接在电枢的夹子上。此外，第二实施方式的上述选项也可以被用于第三实施方式。
上述本发明实施方式具有许多优点。尤其是可以利用阀的单极通电来实现电磁阀的不同切换位置。当切换位置改变时，还通过合适的操作机构实现了：仅使两个密封元件之一运动，从而可以借助单独的电磁致动器来实现三个切换位置。电磁阀的结构尺寸可以由此被减小。另外，该电磁阀可以基于具有中等通电的切换位置而以降低的损耗功率来驱动。
附图标记清单
1 气腔
100、100’ 电磁致动器
2、3、4 空气接口
5 空气通道
6 磁线圈
601 磁线圈的绕组
7 磁线圈的线圈体
8 轭
9 电枢
10 夹子
10a、10b 夹子的锁定凸耳
11、12 夹子的突出部
13 线圈体的导向凸耳
14 盖板
15 盖
16 电路板
17 引脚
18 格栅过滤器
19 片簧
19a 片簧的弯折点
19b 片簧的凸缘
19c 片簧的凸缘上的缺口
20、21、22 电枢内的开口
23 阻尼元件
24、25 摇杆
26、27 密封元件
28、28’ 螺旋弹簧
29 U形片簧
29a、29b U形片簧的支腿
30 螺旋弹簧
31a、31b 止挡部
L、L’ 气隙
A 转动轴线

Claims (14)

1.一种气动电磁阀，包括电磁致动器和气腔(1)，在该气腔处设置有多个空气接口(2，3，5)，该多个空气接口能够经由该电磁致动器的多个切换位置在中间连接了该气腔(1)的情况下互连，其中，
-该电磁致动器能够通过以三种不同电流强度使该致动器单极地通电而处于三个不同的切换位置，其中，在第一切换位置上，第一密封元件(26)封闭第一空气接口(3)而第二密封元件(27)释放第二空气接口(4)；其中，在第二切换位置上，该第一密封元件(26)封闭该第一空气接口(3)且该第二密封元件(27)封闭该第二空气接口(4)；并且其中，在第三切换位置上，该第一密封元件(26)释放该第一空气接口(3)而该第二密封元件(27)封闭该第二空气接口(4)；
为了关闭和打开该第一和第二空气接口(3，4)，该第一和第二密封元件(26，27)能够通过该电磁致动器经由操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)而运动，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括：第一摇杆(24)，在该第一摇杆处安装了该第一密封元件(26)；以及第二摇杆(25)，在该第二摇杆处安装了该第二密封元件(27)，其中，该第一摇杆(24)能够倾转以打开和关闭该第一空气接口(3)，并且该第二摇杆(25)能够倾转以打开和关闭该第二空气接口(4)，其中，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)以如下方式来设计：使得当该第一和第二摇杆(24，25)中的一者倾转时，该第一和第二摇杆(24，25)中的另一者不倾转；
其中，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)以如下方式来设计：使得当在该第一和第二切换位置之间切换时以及当在该第二和第三切换位置之间切换时，相应地只使该第一和第二密封元件(26，27)中的一者运动。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，该电磁致动器包括由软磁性材料构成的电枢(9)，该电枢通过磁线圈(6)的通电而运动并由此作用于该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)以便关闭和打开该第一和第二空气接口(3，4)。
3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，在该第一切换位置上，该电磁致动器以第一电流强度被通电；在第二切换位置上，该电磁致动器以第二电流强度被通电；在第三切换位置上，该电磁致动器以第三电流强度被通电，其中，该第三电流强度高于该第二电流强度且该第二电流强度高于该第一电流强度。
4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，第一电流强度为零。
5.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，该第一空气接口(3)是用于该气腔(1)的进气接口，并且该第二空气接口(4)是用于该气腔(1)的排气接口，或者反之亦然。
6.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，该第一和第二密封元件(26，27)能够通过该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)绕单独的倾转轴线倾转。
7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，
-当在该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)的该第一和第二切换位置之间切换时，只有该第二摇杆(25)倾转，而该第一密封元件(26)借助作用于该第一摇杆(24)的弹性力使该第一空气接口(3)保持关闭；
-当在该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)的该第二和第三切换位置之间切换时，只有该第一摇杆(24)倾转，而该第二密封元件(27)借助作用于该第二摇杆(25)的弹性力使第二空气接口(4)保持关闭；
-在该第二切换位置上，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)所处的位置使得该第一密封元件(26)和该第二密封元件(27)二者借助作用于该第一摇杆(24)的弹性力和作用于该第二摇杆(25)的弹性力使相应的第一和第二空气接口(3，4)保持关闭。
8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述弹性力由第一弹性器件(28)和第二弹性器件(28’)产生，其中，该第一弹性器件(28)以弹性力朝向该第一空气接口(3)的关闭状态的方向推动该第一摇杆(24)，并且该第二弹性器件(28’)以弹性力朝向该第二空气接口(4)的关闭状态的方向推动该第二摇杆(25)。
9.根据权利要求7或8所述的电磁阀，其特征在于，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括：
-至少一个第一突出部(11)，所述至少一个第一突出部用于借助对该第一摇杆的一端施加力来使该第一摇杆(24)倾转，以抵抗作用于该第一摇杆(24)的弹性力打开该第一空气接口(3)；以及
-至少一个第二突出部(12)，所述至少一个第二突出部用于借助对该第二摇杆(25)的一端施加力来使该第二摇杆(25)倾转，以抵抗作用于该第二摇杆(25)的弹性力来打开该第二空气接口(4)。
10.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，该第一空气接口(3)和该第二空气接口(4)定位彼此相反，并且该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括其上安排有第一密封元件(26)的第一支腿(29a)和其上安排有第二密封元件(27)的第二支腿(29b)，其中，该第一和第二支腿(29a，29b)被安排在该第一和第二空气接口(3，4)之间并且能够由该电磁致动器倾转，其中，该第一和第二支腿(29a，29b)以如下方式机械地彼此联接：
-在该第一切换位置上，该第一密封元件(26)借助作用于该第一支腿(29a)的弹性力关闭该第一空气接口(3)，而该第二密封元件(27)释放该第二空气接口(4)；
-在该第二切换位置上，该第一密封元件(26)借助作用于该第一支腿(29a)的弹性力关闭该第一空气接口(3)，并且该第二密封元件(27)借助作用于该第二支腿(29b)的弹性力关闭该第二空气接口(4)；并且
-在第三切换位置上，该第一密封元件(26)释放该第一空气接口(3)，而该第二密封元件借助作用于该第二支腿(29b)的弹性力关闭该第二空气接口(4)。
11.根据权利要求10所述的电磁阀，其特征在于，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括U形片簧，其支腿构成了该第一和第二支腿(29a，29b)并且该U形弹簧在该第一至第三切换位置上至少部分地产生所述弹性力。
12.根据权利要求10所述的电磁阀，其特征在于，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括弹簧元件(30)，该弹簧元件被定位在该第一和第二支腿(29a，29b)之间并且在该第一至第三切换位置上至少部分地产生所述弹性力。
13.根据权利要求10至12之一所述的电磁阀，其特征在于，该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括第一止挡部(31a)，该第一止挡部致使该第一支腿(29a)倾转；和/或该操作机构(11，12，24，25，28，28’；29，30)包括第二止挡部(31b)，该第二止挡部致使该第二支腿(29b)倾转。
14.一种用于气动调节交通工具中的座椅的装置，该装置具有至少一个弹性气囊以及根据前述权利要求之一所述的、用于填充和/或排空该至少一个气囊的电磁阀。
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