CN109386642B

CN109386642B - 阀和阀装置

Info

Publication number: CN109386642B
Application number: CN201810906191.6A
Authority: CN
Inventors: M·格布哈德; M·科普夫尔
Original assignee: Alfmeier Praezision SE
Current assignee: Alfmeier Praezision SE
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: DE102017118260A1; US10816103B2; CN109386642A; CN209100729U; US20190049031A1; DE102017118260B4

Abstract

本申请涉及阀和阀装置。本发明涉及具有壳体的阀，该壳体包围压力室并且具有至少一个第一介质开口，该阀具有被布置在压力室中的至少一个第一阀元件，该第一阀元件由第一线形的SMA元件致动并可以沿着第一移动方向在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置中第一阀元件闭锁第一介质开口，在该第二位置中第一阀元件开启第一介质开口，其中，第一线形的SMA元件通过第一端部和第二端部与电路板连接并且在中间部分中与第一阀元件连接，使得第一线形的SMA元件在平行于第一移动方向定向的第一平面中延伸。本发明还涉及具有多个这样的阀的阀装置。

Description

阀和阀装置

技术领域

本发明涉及具有壳体的阀，该壳体包围压力室并具有至少一个第一介质开口，其中在压力室内布置了至少一个阀元件，该阀元件控制第一介质开口，即控制第一介质开口的打开和闭合。在此，阀元件由线形的SMA元件(SMA-Element)致动。本发明还涉及具有多个阀的阀装置。

现有技术

从DE 10 2012 212 686 A1已知一种阀，该阀具有包围压力室的壳体，该壳体由在一侧敞开的壳体外壳和闭锁该壳体外壳的电路板构成。用于打开和关闭至少一个介质开口的阀元件被布置在压力室内，其中该阀元件由线形的SMA元件致动，该SMA元件与电路板电连接。在这种情况下，SMA元件的线材端部以如下方式固定在电路板上，使得这些线材端部彼此横向延伸并在其间包围约90°的角度。在这种情况下，SMA元件的中间部分围绕阀元件的周向面。虽然通过SMA元件的这种定向实现了阀元件能够尽可能地被笔直地引导，因为使阀元件预张紧(Vorspannen)的复位元件的未完全作用在阀元件的移动方向上的恢复力可能会被抵消。另一方面，由此在线形的SMA元件上产生了增大的摩擦力，该摩擦力可能会降低线形的SMA元件的使用寿命。此外，在不同的应用或使用范围中期望的是阀或多个阀依次在阀装置内尽可能节省空间的布置。

专利内容

因此本发明的任务在于提出一种阀以及一种阀装置，该阀或阀装置针对上述缺点进行了改进。

第一个任务通过以下定义的阀得以解决。该阀包括壳体，该壳体包围压力室并具有至少一个第一介质开口。至少一个阀元件，特别是第一阀元件布置在压力室中，该第一阀元件由至少一个线形的SMA元件，特别是第一线形的SMA元件致动，并且该第一阀元件可以沿着移动方向，特别是沿着第一移动方向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，至少一个阀元件或第一阀元件闭锁第一介质开口，在第二位置中，至少一个阀元件或第一阀元件开启第一介质开口。在此，至少一个线形的SMA元件或第一线形的SMA元件通过第一端部和第二端部与电路板连接，并且在中间部分中与至少一个阀元件或第一阀元件以如下方式连接，使得至少一个线形的SMA元件或第一线形的SMA元件在平行于第一移动方向定向的平面中，特别是在第一平面中延伸。

换句话说：阀元件平行于，特别是沿着由线形的SMA元件的第一端部、第二端部和中间部分展开的平面在第一位置(即，闭合位置)和第二位置(具体而言是打开位置)之间相对于第一介质开口移动。因此，阀元件的移动方向在SMA元件延伸的平面中延伸或平行于SMA元件延伸的平面延伸。在此，移动方向和平面特别地以如下方式延伸，使得移动方向和平面以直角与电路板相交。在此，SMA元件的远离阀元件延伸的腿部之间围成相对于电路板打开的角度，该角度原则上可以采用介于0°和180°之间的任意值，其中介于130°和160°之间的角度对于致动SMA元件是有利的。SMA元件的这种布置的优点在于，线形的SMA元件和阀元件之间的摩擦显著降低。此外，由此还能够建立更紧凑的阀。除此之外，通过这种布置还实现了阀元件相对于阀座的角度自由度，该角度自由度允许阀元件紧贴在阀座上。

线形的SMA元件(Shape Memory Alloy)是由形状记忆合金制成的线材，该形状记忆合金根据温度呈现出两种不同的结构状态。在室温下呈现马氏体结构，该马氏体结构在一定的临界温度，例如80℃下转变为奥氏体结构。在转变成奥氏体状态时线材变短并从而可以致动阀元件。为了加热线形的SMA元件，对该线形的SMA元件施加电流。为此，线形的SMA元件与电路板机电地连接。在这种情况下，通过使SMA元件的两个端部与电路板的导体轨道电接触来实现对SMA元件的供电。SMA元件的两个端部在电路板上机械的固定例如通过压接元件来实现。电路板自身例如由复合材料，特别是由FR4材料构成，便利地，阀的壳体由塑料制成。具有形状记忆效应的合金主要是铁基合金、铜基合金和镍钛基合金。

壳体例如包括第一壳体部分和第二壳体部分，第一壳体部分和第二壳体部分在其间包围电路板。可替代地，壳体包括第一壳体部分和第二壳体部分，其中第二壳体部分由电路板构成。因此，电路板被布置在壳体内或自身构成壳体的一部分。第一壳体部分被构造成壳体外壳并且与第二壳体部分或电路板以如下方式连接，使得由壳体包围的压力室被压力密封地闭合。此外，由弹性体材料制成的密封板可以布置在电路板和第一壳体部分之间。布置在壳体内的电路板具有这种优势，即保护该电路板免于受损。然而，电路板同时用作壳体的一部分允许阀的结构紧凑以及SMA元件的连接简单，因为在壳体上的例如插头形式的电连接元件可以被省去。

在阀的优选的实施方案中，壳体具有第二介质开口，该第二介质开口由第一阀元件控制，其中第一阀元件在第一位置打开第二介质开口且在第二位置闭锁第二介质开口。

在另一优选的实施方式中，壳体具有第二介质开口，该第二介质开口由布置在压力室中的另外的阀元件或第二阀元件控制，该另外的阀元件或第二阀元件由另外的线形的SMA元件或第二线形的SMA元件致动并可以沿着另外的移动方向或第二移动方向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，第二阀元件闭锁第二介质开口，在第二位置中，第二阀元件开启第二介质开口。第二线形的SMA元件以与第一线形的SMA元件相似的方式同样通过第一端部和第二端部与电路板电连接并且在中间部分中与第二阀元件以如下方式连接，使得第二SMA元件在平行于第二移动方向定向的第二平面中延伸。

特别地，第二阀元件可以完全独立于第一阀元件进行控制，使得第一介质开口和第二介质开口可以彼此独立地打开和关闭。因此，优选地，为每个介质开口设置自己的阀元件，使得可以实现多个工作位置，即关闭第一介质开口和第二介质开口、关闭第一介质开口且打开第二介质开口、打开第一介质开口且关闭第二介质开口以及打开第一介质开口和第二介质开口。在此，第二移动方向优选地平行于第一移动方向延伸，第一平面优选地平行于第二平面定向，由此能够实现紧凑的结构。

优选地，第一线形的SMA元件关于第一介质开口在打开方向上作用第一阀元件，该第一介质开口特别是存在于壳体的第一壳体部分中，和/或优选地，第二线形的SMA元件关于第二介质开口在闭合方向上作用第二阀元件，该第二介质开口特别是存在于电路板中和/或壳体的第二壳体部分中。换句话说：第一SMA元件关于第一介质开口在打开方向上，即在第二位置的方向上致动第一阀元件，使得第一介质开口在第一SMA元件未通电的状态下关闭并在通电的状态下打开。第二SMA元件关于第二介质开口在闭合方向上，即在第一位置的方向上致动第二阀元件，使得第二介质开口在第二SMA元件未通电的状态下打开并在通电的状态下关闭。由于每个SMA元件通过其相应的端部固定在电路板上或与电路板连接，因此第一介质开口和第二介质开口被布置在壳体的相对的部分中。

特别地，第一阀元件和/或第二阀元件如此安置，使得第一阀元件和/或第二阀元件在第一位置和第二位置之间进行平移移动，即线性移动，其中第一阀元件的第一移动方向和/或第二阀元件的第二移动方向垂直于电路板延伸。在这种情况下，有利地，第一阀元件或第二阀元件的第一SMA元件或第二SMA元件被布置成关于相应的阀元件对称，各个SMA元件的两个腿部也是一样长的，以便在SMA元件变短的情况下确保第一阀元件或第二阀元件的直线移动。

此外，为了保障第一阀元件和/或第二阀元件还能重复的且直线的移动，第一阀元件和/或第二阀元件在壳体的凹进部中，特别是在第一壳体部分和/或第二壳体部分和/或电路板和/或密封板的凹进部中被引导，该密封板布置在电路板和第二壳体部分之间。在这种情况下，第一阀元件和/或第二阀元件至少部分安置其中的相应的凹进部特别地在第一移动方向或第二移动方向上与第一介质开口或第二介质开口相对而布置，使得第一阀元件和/或第二阀元件在从各自第一位置到第二位置的整个移动期间且反之亦然在壳体中被引导。

在有利的实施方案中，阀包括关于第一介质开口在闭合方向上作用于第一阀元件的至少一个弹性元件，该弹性元件特别是第一弹性元件，和/或关于第二介质开口在打开方向上作用于第二阀元件的至少一个弹性元件，该弹性元件特别是第二弹性元件。因此，第一弹性元件作用为抵抗在通电状态下的第一SMA元件的力，第二弹性元件作用为抵抗在通电状态下的第二SMA元件的力。因此，弹性元件作用为用于各个阀元件的复位元件，使得一旦相应的SMA元件不再通电时，第一阀元件移回到其第一位置，即闭合位置，并且第二阀元件移回到其第二位置，即打开位置。在这种情况下，可以根据反作用力为每个阀元件分配一个或更多个弹性元件。

优选地，至少一个，特别是第一弹性元件包括片簧和/或螺旋压力弹簧，该片簧和/或螺旋压力弹簧支承在电路板上和/或壳体上，并且将第一阀元件预张紧在其第一位置，即预张紧在闭合方向上，和/或优选地，至少一个，特别是第二弹性元件包括片簧和/或螺旋压力弹簧，该片簧和/或螺旋压力弹簧支承在电路板上和/或壳体上，并且将第二阀元件预张紧在其第二位置，即预张紧在打开方向上。

为了保障壳体内的压力室压力密封以及在阀元件的各个位置中的介质开口安全闭锁，在优选的实施方式中，至少一个、特别是第一密封元件被布置在第一阀元件的面向第一介质开口的侧面上，该第一密封元件与第一介质开口，特别是与界定第一介质开口的密封座共同作用，以及/或者，至少一个、特别是第二密封元件被布置在第二阀元件的面向第二介质开口的侧面上，该第二密封元件与第二介质开口，特别是与界定第二介质开口的密封座共同作用。

在此，界定第一介质开口和/或第二介质开口的密封座特别是完全穿过接合(durchgreifen)和/或在后面接合(hintergreifen)第一介质开口和/或第二介质开口的密封元件。这样的密封元件例如是密封塞，该密封塞完全穿通第一介质开口和/或第二介质开口，并且在壳体的面向压力室的一侧以及在壳体的外侧上，即在两侧穿过接合第一介质开口和/或第二介质开口。这种弹性密封塞具有如下优势，即该密封塞可以非常容易的预装配在电路板或阀壳体中，或可以穿过电路板或阀壳体的构成介质开口的凹进部插入并通过平坦的表面被密封。

为了实现线形的SMA元件的滑动以及线形的SMA元件的尽可能无摩擦的移动，第一阀元件和/或第二阀元件优选地具有用于引导第一线形的SMA元件和/或第二线形的SMA元件的引导装置，其中这些引导装置特别地包括沿着第一平面和/或第二平面延伸的凹进部，例如槽，第一线形的SMA元件和/或第二线形的SMA元件被放置在该凹进部中。因此，第一线形的SMA元件和/或第二线形的SMA元件以如下方式形状配合和/或力配合地保持在第一阀元件或第二阀元件上，使得相应的阀元件在相应的SMA元件通电且从而相应的SMA元件变短时被致动。在这种情况下，用于引导第一阀元件的凹进部例如从阀元件的周向面开始沿着第一平面或第二平面或者在第一平面或第二平面的方向上且垂直于第一移动方向或第二移动方向延伸到阀元件中，或者，沿着第一平面或第二平面或在第一平面或第二平面的方向上且垂直于第一移动方向或第二移动方向，在第一阀元件的面向第一介质开口的侧面上或在第二阀元件的面向第二介质开口的侧面上延伸，即相应的上部面上延伸。

在另一优选的实施方案中，阀或壳体具有第三介质开口。在具有三个介质开口的阀中，优选地，第一介质开口是压力端口，第二介质开口是大气端口并且第三介质开口是用于介质存储器的端口，特别是用于气垫的端口，该气垫是集成在交通工具座椅中的气垫系统的一部分。

第二个任务通过以下定义的阀装置得以解决。该阀装置包括多个上面描述类型的阀，其中分别包围阀的压力室的壳体或第一壳体部分和/或第二壳体部分和/或电路板和/或密封板特别地被一体式地构成。换句话说：优选地，阀装置具有用于所有阀的共同的壳体或共同的壳体部分和/或共同的电路板和/或共同的密封板，使得例如第一壳体部分被共同的第二壳体部分和/或共同的电路板闭锁。使用这种阀装置可以例如对具有多个气垫的交通工具座椅的气垫系统进行控制。

附图说明

下面将根据对实施例的描述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。在示意性的原理图中：

图1以横截面视图示出了具有处于第一位置的阀元件的阀，

图2以横截面视图示出了根据图1的阀，其中阀元件处于第二位置，

图3示出了根据图1的阀的俯视图，

图4以横截面视图示出了具有处于第一工作位置的第一阀元件和第二阀元件的阀，

图5以横截面视图示出了具有处于第二工作位置的第一阀元件和第二阀元件的阀，

图6以横截面视图示出了具有处于第三工作位置的第一阀元件和第二阀元件的阀，

图7示出了根据图4至图6的阀的俯视图，

图8示出了具有多个阀的阀装置。

具体实施方式

在图1至图3中，示出了根据第一实施方式的阀10。阀10包括壳体12，该壳体由第一壳体部分12a(更确切地说是壳体外壳)和闭锁该壳体外壳的第二壳体部分12b(即壳体底部)构成，并且包围压力室14。电路板16和例如由弹性体制成的密封板18以如下方式被布置并压入在壳体外壳12a和壳体底部12b之间，使得压力室14被压力密封地包住。壳体12或壳体外壳12a具有第一介质开口20a。原则上，不同的液体或气体可以用作介质，但其中在下面示例性描述的是气动阀，因此介质是空气，并且在此第一介质开口20a是用于连接到压缩空气源的压力端口。

根据图1，第一介质开口20a由第一且在此实施例中唯一的阀元件22闭锁，该阀元件22在图1中处于第一位置I。阀元件22由第一且在此实施例中唯一的线形的SMA元件24致动，并且可以在第一位置I和第二位置II(参见图2)之间沿着移动方向B移动，在第二位置，第一阀元件22开启第一介质开口20a。SMA元件24通过第一端部26和第二端部28与电路板16连接，并通过中间部分30被布置在阀元件22上。在此，线形的SMA元件24在平面E中延伸，该平面E平行于移动方向B延伸，并且根据图1和图2位于纸张平面中(图3中的截面A-A)。

在图3中，在打开方向40上示出了阀10的俯视图，其中为了更好的进行展示省去了第一壳体部分12a。SMA元件24在平面E中延伸。换句话说：SMA元件24的第一端部26和第二端部28被分别固定在电路板16上，处于一条直线上并从而在其间围成180°的角度。SMA元件24的线材端部26、28的固定例如借助压接元件44来完成，这些压接元件44与电路板16电连接。为了致动SMA元件24，对SMA元件24通电，即第一端部26与电源的正极连接且第二端部28与电源的负极连接。SMA元件24由于通电而变短，并从其第一位置I(图1)在移动方向B和打开方向40上开始移动到其第二位置II(图2)。

线形的SMA元件24相对于第一介质开口20a在打开方向40上作用于阀元件22，即如在图2中所示，在SMA元件24激活或通电的情况下，阀元件22开启第一介质开口20a，并且介质可以流入到压力室14中。为了保障在SMA元件24未激活，即SMA元件24未通电的情况下，快速且可靠地关闭第一介质开口20a，阀元件22相对于第一介质开口20a在闭合方向42上通过弹性元件32被作用，该弹性元件32被构造成片簧37并在图1和图2中从阀元件22开始延伸至纸张平面中。弹性元件32或片簧37总体上被构造成例如舌形，并通过第一端部部分33支承在电路板16上，或者例如通过机械式固定元件(诸如，铆钉)直接地或间接地被固定在电路板16上(图3)。远离第一端部部分33的第二端部部分35在第一介质开口20a的方向上作用于阀元件22，其中弹性元件32、37或第二端部部分35延伸到阀元件22中，即，例如被阀元件22的塑料材料注塑包封。弹性元件32、37因此产生恢复力，该恢复力在第一介质开口20a的方向上挤压第一阀元件22并挤压到其第一位置I，使得该第一阀元件22在SMA元件24未激活的情况下闭锁第一介质开口20a。因此，弹性元件32将阀元件22预张紧到其第一位置I。第一阀元件22沿着移动方向B在第一位置I和第二位置II之间的移动根据SMA元件24的定向直线地且垂直于电路板16进行。此外，通过SMA元件24或其端部26、28的直接定向，SMA元件24和阀元件22之间的摩擦减小，从而使得阀10的使用寿命和循环次数显著提高。

壳体12还具有第二介质开口20b，在此，第二介质开口20b用于将压力室14与大气连接，第二介质开口20b被构造在壳体底部12b中。电路板16以及密封板18具有与第二介质开口20b互补的凹进部，以便实现压力室14与环境的流体连通。在此，第二介质开口20b同样也由阀元件22控制，该阀元件22在第一位置I(图1)打开第二介质开口并在第二位置II(图2)关闭第二介质开口。

壳体12还具有第三介质开口20c，在此，第三介质开口20c用于介质存储器，该第三介质开口位于壳体外壳12a中。因此，第一阀10例如被构造成二位三通阀(3/2-Wegeventil)，即，具有三个开口或接通选项和两个工作位置，即，在开启第一介质开口20a且关闭介质开口20b时对介质存储器进行充气或填充，以及在闭锁第一介质开口20a且打开第二介质开口20b时排气。

阀元件22在面向第一介质开口20a的一侧上具有第一密封元件34a，该第一密封元件34a与第一介质开口20a共同作用，以便在阀元件22处于第一位置I时将压力室可靠地压力密封地闭锁。在此，密封元件34a与密封座36a共同作用，在此，该密封座36a由第一介质开口20a的开口边缘自身形成。阀元件22在面向第二介质开口20b的一侧上也具有密封元件，即第二密封元件34b，该第二密封元件与密封座36b共同作用，在此，该密封座36b被构造成完全穿过接合且在后面接合第二介质开口20b的密封元件36b。密封元件36b例如被粘贴在第二介质开口20b中或通过机械式固定元件固定在其中。

为了对线形的SMA元件24进行引导，阀元件22具有引导装置，该引导装置是在线形的SMA元件24的方向上并垂直于移动方向B延伸的凹进部38或槽的形式，线形的SMA元件24被放置在该凹进部38或槽中。此外，凹进部38还从面向第一介质开口20a的一侧开始在移动方向B上延伸到阀元件22中，因此被构造在阀元件22的上侧面上。在此，在移动方向B上引导阀元件22主要通过弹性元件32进行。

在图4至图7中示出了阀110，该阀110具有两个阀元件，即第一阀元件122a和第二阀元件122b。阀110还包括壳体112，该壳体又由第一壳体部分112a(具体来说是壳体外壳)和闭锁该壳体外壳的第二壳体部分112b(即，壳体底部)构成，并且包围压力室114，第一阀元件122a和第二阀元件122b被布置在该压力室中。在第一壳体部分112a和第二壳体部分112b之间又以如下方式布置了电路板116和密封板118，使得压力室114被压力密封地闭锁。这样的流体密封的连接可以例如通过在夹紧密封板118并使用固定元件(例如，以铆钉、螺丝或类似物的形式)的情况下对第一壳体部分112a、电路板116和第二壳体部分112b彼此相互压紧来实现。

阀110具有三个介质开口120a、120b、120c，其中第一介质开口120a(在此为压力端口或空气入口)和第三介质开口120c(在此为用于介质存储器的端口，例如用于交通工具座椅系统的气垫的端口)被构造在第一壳体部分112a中，并且第二介质开口120b穿过电路板116、密封板118和第二壳体部分112b并通向大气。

第一阀元件122a由第一线形的SMA元件124a致动并可以沿着第一移动方向B1在第一位置IA和第二位置IIA之间移动。在第一位置IA(图5和图6)，第一阀元件122a闭锁第一介质开口120a，在第二位置IIA(图4)，第一阀元件122a开启第一介质开口120a，使得流体，特别是空气可以流入到压力室中。第一SMA元件124a通过第一端部126a和第二端部128a机械地固定在电路板116上并与该电路板电连接。第一SMA元件124a的中间部分130a被布置在第一阀元件122a上或与该第一阀元件连接，使得第一SMA元件124a在第一平面E1中延伸，该第一平面E1平行于第一移动方向B1定向并根据图4、图5和图6平行于纸张平面延伸。

第二阀元件122b由第二线形的SMA元件124b致动并可以沿着第二移动方向B2在第一位置IB和第二位置IIB之间移动。在图4至图6中以截面图示出了第二阀元件122b，因此第二线形的SMA元件124b不可见。在第一位置IB(图4和图5)，第二阀元件122b闭锁第二介质开口120b，在第二位置IIB(图6)，第二阀元件122b开启第二介质开口120b，使得流体，特别是空气可以从介质存储器和压力室中流出。第二SMA元件124b通过第一端部126b和第二端部128b机械地固定在电路板116上并与该电路板电连接。第二SMA元件124b的中间部分130b被布置在第二阀元件122b上或与该第二阀元件连接，使得第二SMA元件124b在第二平面E2中延伸，该第二平面E2平行于第二移动方向B2定向并在纸张平面中延伸。此外，在这种情况下，第一移动方向B1和第二移动方向B2以及第一平面E1和第二平面E2彼此平行定向。

因此，为每个阀元件122a、122b分配了单独的SMA元件124a、124b，从而保证障了对SMA线材124a、124b彼此独立地供电并因此彼此完全独立地致动第一阀元件122a和第二阀元件122b。每个阀元件122a、122b控制两个介质开口120a、120b中的一个介质开口，使得该介质开口可以彼此独立地开启和关闭。两个阀元件122a、122b在第一位置IA、IB和第二位置IIA、IIB之间进行线形的或直线的移动，其中移动方向B1、B2分别垂直于电路板116延伸。

第一线形的SMA元件124a相对于第一介质开口120a在打开方向140a上作用于第一阀元件122a，第二线形的SMA元件124b相对于第二介质开口120b在闭合方向142b上作用于第二阀元件122b。根据图4，第一SMA元件124a和第二SMA元件124b都被通电，使得两个SMA元件124a、124b变短，并且两个阀元件122a、122b被致动或被作用。因此，处于第二位置IIA的第一阀元件122a开启第一介质开口120a，而处于第一位置IB的第二阀元件122b闭锁第二介质开口120b。由此，介质或空气可以流入到压力室114中并经由第三介质开口120c输送到介质存储器。因此，介质存储器，特别是气垫在根据图4的阀110的工作状态下被填充。

在图5中示出的工作状态中，第一SMA元件124a未被通电，因此，第一阀元件122a现在处于闭锁第一介质开口120a的位置IA。第二阀元件122b处于如在图4中示出的工作状态那样的同样的位置(即，位置IB)，并闭锁第二介质开口120b。由此，压力室114完全被封闭，并且在压力室114内或介质存储器内存在的流体或空气体积保持恒定。由此，介质存储器(即，例如气垫)中的压力保持恒定。

为了使第一阀元件122a在断电情况下可靠地在闭合方向142a上从第二位置IIA(图4)移动到第一位置IA(图5和图6)，第一阀元件122a相对于第一介质开口120a在闭合方向142a上被第一弹性元件132a作用。在此，第一弹性元件132a包括片簧137a，该片簧137a又通过第一端部部分133a支承在电路板116上，或者直接地或间接地固定在其上。远离第一端部部分133a的第二端部部分135a在第一介质开口120a的方向上作用于阀元件122a。在此，弹性元件132a或片簧137a位于阀元件122a的底面上或集成在阀元件122a的底面上，并在移动方向B1上向上挤压阀元件122a。此外，第一弹性元件132a还另外包括螺旋压力弹簧139，该螺旋压力弹簧的第一端部被布置在电路板116中的环状的凹进部中，并且该螺旋压力弹簧的第二端部支承在阀元件122a的底面上或支撑在片簧137a上。在这种情况下，螺旋压力弹簧139在相对于第一介质开口120a预张紧第一阀元件122a的情况下支撑片簧137a，这在从壳体112外部持续地在第一介质开口上施加压力的情况下是特别有利的。第一弹性元件132a或片簧137a和螺旋压力弹簧139从而产生恢复力或将第一阀元件122a预张紧到其第一位置IA，由此，第一阀元件122a在第一介质开口120a的方向上也被挤压到第一位置IA，使得该第一阀元件在SMA元件124a未激活的情况下闭锁第一介质开口120a。

在图6中示出的工作位置中，两个SMA元件124a、124b都不通电，因此第一阀元件122a处于其第一位置IA并闭锁第一介质开口120a，第二阀元件122b现在处于其第二位置IIB并开启第二介质开口120b。由此，介质或空气从介质存储器经由第三介质开口120c流入到压力室114中，并经由第二介质开口120b引导到大气或从压力室114中排出。因此，介质存储器，特别是气垫在根据图6的阀110的工作状态中被排气。

为了也使第二阀元件122b在断电情况下可靠地且快速地在打开方向140b上从第一位置IB移动到第二位置IIB，第二阀元件122b也相对于第二介质开口120b在打开方向140b上被弹性元件(即，第二弹性元件132b)作用。在此，第二弹性元件132b被构造为片簧137b，该片簧又通过第一端部部分133b支承在电路板116上，或者直接地或间接地固定在其上，并且该片簧的第二端部部分135b在打开方向140b上相对于第二介质开口120b作用于阀元件122b。在此，片簧137b部分地并具体而言是通过第二端部部分135b延伸到阀元件122b中，并产生恢复力或将第二阀元件122b预张紧到其第二位置IIB，由此，第二阀元件122b在SMA元件124b未激活的情况下打开第二介质开口120b。

因此，阀110被构造成3位3通阀(3/3-Wegeventil)，因此具有三个开口或接通选项和三个工作位置，即对例如气垫进行充气和排气以及保持气垫中的压力。

为了保障第一阀元件和第二阀元件122a、122b的直线移动，第一阀元件和第二阀元件在壳体112或密封板118和/或电路板116的凹进部146a、146b中分别至少部分地被引导，在此，第一阀元件122a在第一壳体部分112a的凹进部146a中被引导，且第二阀元件122b在凹进部146b中被引导，该凹进部不仅被构造在电路板116中还被构造在密封板118中。为了使这一点能在结构上以简单的方式实现而不必对壳体112或电路板116和密封板118采取成本高的改动，阀元件122a、122b分别具有至少一个面向凹进部146a、146b或至少部分安置在其中的直径减小的端部部分。在这种情况下，凹进部146a与第一介质开口120a相对，凹进部146b与第二介质开口120b相对，使得只有阀元件122a、122b在移动方向B1、B2上的直线移动是可行的。

在图7中，以俯视图示出了在打开方向140a或闭合方向142b上的阀110，其中，第一壳体部分112a或上部壳体外壳又被隐没。第一SMA元件124a在平面E1中延伸，第二SMA元件124b在平面E2中延伸。换句话说：各个端部126a、128a或126b、128b被分别固定在电路板116上，这些端部分别位于直线上并因此在其间围成180°的角度。在这种情况下，第一SMA元件和第二SMA元件124a、124b或两个平面E1、E2相互平行定向。SMA元件124a、124b的线材端部126a、128a、126b、128b的固定在这里例如也通过压接元件144a、144b实现，这些压接元件与电路板116电连接。为了致动相应的SMA元件124a、124b，对相应的SMA元件124a、124b通电，即，相应的第一端部126a、126b与电源的正极连接，并且相应的第二端部128a、128b与电源的负极连接，从而使得相应的SMA元件124a、124b变短。第一SMA元件124a由于被通电从其第一位置IA(图5和图6)在移动方向B1或打开方向140a上移动到其第二位置IIA(图4)，第二SMA元件124b由于被通电从其第二位置IIB(图6)在移动方向B2或闭合方向142b上移动到其第一位置IB(图4和图5)。

为了流体密封地密封介质开口，第一阀元件122a在面向第一介质开口120a的一侧，即在其上侧面上具有密封元件134a，该密封元件134a与界定第一介质开口120a的密封座136a共同作用，在此，该密封座136a由第一壳体部分112a本身构成。第二阀元件122b在面向第二介质开口120b的一侧，即在其下侧面上具有密封元件134b，该密封元件134b与界定第二介质开口120b的密封座136b共同作用，该密封座136b被构造成在后面接合第二介质开口120b的密封元件136b。

第一连接元件和第二连接元件122a、122b分别具有凹进部138a、138b形式的、用于引导第一SMA元件124a或第二SMA元件124b的引导装置。凹进部138a从例如第一阀元件122a的圆形的周向面开始垂直于移动方向B1并沿着平面E1延伸到阀元件122a中，并且第一SMA元件124a被放置到凹进部138a中或被引导穿过凹进部138a。因此，SMA元件124a在阀元件122a的中间部分中被引导。这种设计具有这样的优势，即用于密封第一介质开口120a的密封元件134a可以容易地布置在阀元件122a的上部面上，而不需要考虑SMA元件124a。用于引导第二SMA元件124b的凹进部138b被布置在阀元件122b的上部面上，并例如在阀元件122b的两个端部部分之间延伸或穿过阀元件122b自身延伸，阀元件122b的两个端部部分被安置成在凹进部138b中被引导。

在图8中，示出了阀装置200，该阀装置200包括多个根据图1至图3中示出的实施方式的阀10或多个根据图4至图7中示出的实施方式的阀110。在此，阀装置200具有七个阀10、110，使得七个介质存储器，特别是具有七个气垫的交通工具座椅舒适系统，可以彼此独立地进行控制。分别围绕每个阀10、110的压力室14、114的壳体212或第一壳体部分212a和第二壳体部分212b以及电路板216和密封板218各自被一体式地构造成，这减轻了制造成本并简化了阀装置200的装配，而且降低了例如在交通工具座椅中的阀装置的空间需求。然而为了获得允许对各个阀10、110或介质存储器进行独立控制的分开的压力室14、114，由壳体部分212a限定的压力室例如通过从内周向面突出的分隔壁被划分成多个压力室14、114。在装配状态下，第一壳体部分212a和第二壳体部分212b例如通过螺栓互相固定(未示出)，使得电路板216和密封板218相互压紧，以便压力密封地闭锁压力室14、114。第一介质开口20a、120a经由分配通道相互连接，使得仅需要端口256将流体引入到分配通道中，该端口例如是用作引入空气的泵端口。通过致动相应的阀元件22a、122a，被分配给相应的阀10、110的第一介质开口20a、120a被打开并且相应的压力室14、114被填充。相应的介质存储器分别经由相关联的第三介质开口20c、120c通过端口260连接，使得相应的介质存储器可以被填充和排空。第二介质开口20b、120b在阀10、110的下底面上从压力室14、114引出(未示出)。通过从阀装置200的壳体212引出的端口262保证了对电路板216的供电，并从而保障了用于致动阀元件22、122a、122b所需的对SMA元件124a，124b的通电。

附图标记列表

10、110阀

12、112、212壳体

12a、112a、212a第一壳体部分

12b、112b、212b第二壳体部分

14、114压力室

16、116、216电路板

18、118、218密封板

20a、120a第一介质开口

20b、120b第二介质开口

20c、120c第三介质开口

22、122a、122b阀元件

24、124a、124b线形的SMA元件

26、126a、126b SMA元件的第一端部

28、128a、128b SMA元件的第二端部

30、130a、130b SMA元件的中间部分

32、132a、132b弹性元件

33、133a、133b弹性元件的第一端部部分

34a、34b、134a、134b密封元件

35、135a、135b弹性元件的第二端部部分

36a、36b、136a、136b密封座

37、137a、137b片簧

38、138a、138b凹进部

139螺旋压力弹簧

40、140a、140b打开方向

42、142a、142b闭合方向

44、144压接连接件

146a、146b凹进部

200 阀装置

256 泵端口

260 介质存储器的端口

262 电路板的端口

I、IA、IB阀元件22、122a、122b的第一位置

II、IIA、IIB阀元件22、122a、122b的第二位置

B、B1、B2阀元件22、122a、122b的移动方向

E、E1、E2 SMA元件24、124a、124b的平面。

Claims

1.一种阀(10、110)，具有壳体(12、112)，所述壳体包围压力室(14、114)并且具有至少一个第一介质开口(20a、120a)，所述阀具有被布置在所述压力室(14、114)中的至少一个第一阀元件(22、122a)，所述第一阀元件由第一线形的SMA元件(24、124a)致动并能够沿着第一移动方向(B、B1)在第一位置(I、IA)和第二位置(II、IIA)之间移动，在所述第一位置中所述第一阀元件(22、122a)闭锁所述第一介质开口(20a、120a)，在所述第二位置中所述第一阀元件(22、122a)开启所述第一介质开口(20a、120a)，其中所述第一线形的SMA元件(24、124a)通过第一端部(26、126a)和第二端部(28、128a)与电路板(16、116)连接并且在中间部分(30、130a)中与所述第一阀元件(22、122a)连接，使得所述第一线形的SMA元件(24、124a)在平行于所述第一移动方向(B、B1)定向的第一平面(E、E1)中延伸，

其中，所述壳体(112)具有第二介质开口(120b)，所述第二介质开口由被布置在所述压力室(114)中的第二阀元件(122b)控制，所述第二阀元件由第二线形的SMA元件(124b)致动并能够沿着第二移动方向(B2)在第一位置(IB)和第二位置(IIB)之间移动，在该第一位置(IB)中所述第二阀元件(122b)闭锁所述第二介质开口(120b)，在该第二位置(IIB)中所述第二阀元件(122b)开启所述第二介质开口(120b)，其中所述第二线形的SMA元件(124b)通过第一端部(126b)和第二端部(128b)与所述电路板(116)电连接并且在中间部分(130b)中与所述第二阀元件(122b)连接，使得所述第二线形的SMA元件(124b)在平行于所述第二移动方向(B2)定向的第二平面(E2)中延伸，

其中，所述第一阀元件(22、122a)在所述壳体(112)的第一壳体部分(112a)的凹进部(146a)中被引导，并且所述第二阀元件(122b)在所述壳体(112)的第二壳体部分(112b)和/或所述电路板(116)和/或密封板(118)的凹进部(146b)中被引导，

以及其中，所述第一线形的SMA元件(24、124a)关于所述第一介质开口(20a、120a)在打开方向(40、140a)上作用于所述第一阀元件(22、122a)，并且其中，所述第二线形的SMA元件(124b)关于所述第二介质开口(120b)在闭合方向(42、142b)上作用于所述第二阀元件(122b)。

2.根据权利要求1所述的阀(10、110)，其中，所述第一介质开口(20a、120a)存在于所述壳体(12、112)的所述第一壳体部分(12a、112a)中，以及/或者，所述第二介质开口(120b)存在于所述电路板(16、116)中和/或所述壳体(12)的所述第二壳体部分(12b、112b)中。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的阀(10、110)，其特征在于，所述第一阀元件(22、122a)和/或所述第二阀元件(122b)被安装成使得其在所述第一位置(I、IA、IB)和所述第二位置(II、IIA、IIB)之间进行平移移动，其中所述第一阀元件(22、122a)的第一移动方向(B、B1)和/或所述第二阀元件(122b)的第二移动方向(B2)垂直于所述电路板(16、116)延伸。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的阀(10、110)，具有关于所述第一介质开口(20a、120a)在闭合方向(42、142a)上作用于所述第一阀元件(22、122a)的至少一个弹性元件(32、132a)和/或关于所述第二介质开口(120b)在打开方向上(140b)上作用于所述第二阀元件(122b)的至少一个弹性元件(132b)。

5.根据权利要求4所述的阀(10、110)，其中作用于所述第一阀元件(22、122a)的所述至少一个弹性元件(32、132a)包括片簧(37、137a)和/或螺旋压力弹簧(139)，所述片簧和/或螺旋压力弹簧支承在所述电路板(16、116)上和/或所述壳体(12、112)上，并且将所述第一阀元件(22、122a)预张紧在其第一位置(I、IA)中，以及/或者，其中作用于所述第二阀元件(122b)的所述至少一个弹性元件(132b)包括片簧(137b)和/或螺旋压力弹簧，所述片簧和/或螺旋压力弹簧支承在所述电路板(116)上和/或所述壳体(112)上，并且将所述第二阀元件(122b)预张紧在其第二位置(IB)中。

6.根据权利要求1-2和5中任一项所述的阀(10、110)，其中在所述第一阀元件(22、122a)或所述第二阀元件(122b)的面向所述第一介质开口(20a、120a)的侧面上布置了密封元件(34a、134a)，所述密封元件与所述第一介质开口(20a、120a)共同作用，以及/或者，其中在所述第一阀元件(22、122a)或所述第二阀元件(122b)的面向所述第二介质开口(20b、120b)的侧面上布置了密封元件(34b、134b)，所述密封元件与所述第二介质开口(20b、120b)共同作用。

7.根据权利要求6所述的阀(10、110)，其中面向所述第一介质开口(20a、120a)布置的所述密封元件与界定所述第一介质开口(20a、120a)的密封座(36a、136a)共同作用，以及/或者，其中面向所述第二介质开口(20b、120b)布置的所述密封元件与界定所述第二介质开口(20b、120b)的密封座(36b、136b)共同作用。

8.根据权利要求7所述的阀(10、110)，其中界定所述第一介质开口(20a、120a)的密封座(36a、136a)和/或界定所述第二介质开口(20b、120b)的密封座(36b、136b)是密封元件(36a、36b、136a、136b)，所述密封元件(36a、36b、136a、136b)完全穿过接合所述第一介质开口(20a、120a)和/或所述第二介质开口(20b、120b)，和/或在后面接合所述第一介质开口(20a、120a)和/或所述第二介质开口(20b、120b)。

9.根据权利要求1-2、5和7-8中任一项所述的阀(10、110)，其中所述第一阀元件(22、122a)和/或所述第二阀元件(122b)具有用于引导所述第一线形的SMA元件(24、124a)和/或所述第二线形的SMA元件(124b)的引导装置。

10.根据权利要求9所述的阀(10、110)，其中所述引导装置包括沿着所述第一平面(E、E1)和/或所述第二平面(E2)延伸的凹进部(38、138a、138b)，所述第一线形的SMA元件(24、124a)和/或第二线形的SMA元件(124b)被置入到所述凹进部中。

11.根据权利要求1-2、5、7-8和10中任一项所述的阀(10、110)，其中所述壳体(12、112)具有第三介质开口(20c、120c)。

12.根据权利要求11所述的阀(10、110)，其中所述第一介质开口(20a、120a)是压力端口，所述第二介质开口(20b、120b)是大气端口，以及所述第三介质开口(20c、120c)是用于介质存储器的端口。

13.根据权利要求12所述的阀(10、110)，其中所述第三介质开口(20c、120c)是用于气垫的端口，所述气垫是被集成在交通工具座椅中的气垫系统的一部分。

14.一种阀装置(200)，包括多个根据权利要求1-13中任一项所述的阀(10、110)。

15.根据权利要求14所述的阀装置(200)，其中分别围出阀(10、110)的所述压力室(14、114)的壳体(12、112、212)或第一壳体部分(12a、112a、212a)和/或第二壳体部分(12b、112b、212b)和/或电路板(16、116、216)被一体式构成。