DE102015119948A1

DE102015119948A1 - Valve

Info

Publication number: DE102015119948A1
Application number: DE102015119948.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Josefsson; Peter Öberg
Original assignee: Kongsberg Automotive AB
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Ventil (1) zur Steuerung von Druckluftzufuhr zu oder aus einer Fahrzeugkomponente mit einem Gehäuse (9), das einen Kanal (11) zwischen einer Einlass- und einer Auslassöffnung (13, 15) aufweist, einem an dem Gehäuse (9) befestigten, verformbaren Verschlusskörper (3), der ein elektroaktives Polymer enthält, sodass Form oder Abmessungen des Verschlusskörpers (3) durch Anlegen eines elektrischen Feldes veränderbar sind, sodass der Verschlusskörper (3) zwischen einem ersten Zustand (5), bei dem er den Kanal (11) verschließt, und einem zweiten Zustand (7), bei dem er den Kanal (11) freigibt, verformbar ist, zwei Elektroden (31), die an gegenüberliegenden Seiten des Verschlusskörpers (3) angeordnet sind, einer Steuerschaltung (33), die dazu eingerichtet ist, die Elektroden (31) mit Spannung zu versorgen, sodass ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden (31) durch den Verschlusskörper (3) und das elektroaktive Polymer verlaufend generiert wird, wobei die Steuerschaltung (33) dazu eingerichtet ist, den Verschlusskörper (3) selektiv aus dem ersten in den zweiten Zustand (5, 7) zu verformen, indem an die Elektroden (31) eine Spannung mit einer ersten Polarität angelegt wird, und den Verschlusskörper (3) aus dem zweiten (7) in den ersten Zustand (5) zu verformen, indem an die Elektroden (31) eine Spannung mit einer gegenüber der ersten entgegengesetzten zweiten Polarität angelegt wird.Shown and described is a valve (1) for controlling compressed air supply to or from a vehicle component having a housing (9) having a channel (11) between an inlet and an outlet opening (13, 15), one on the housing ( 9) fastened, deformable closure body (3) containing an electroactive polymer, so that the shape or dimensions of the closure body (3) by applying an electric field are variable, so that the closure body (3) between a first state (5), in which he closes the channel (11), and a second state (7), in which it releases the channel (11), is deformable, two electrodes (31) which are arranged on opposite sides of the closure body (3), a control circuit (33 ), which is adapted to supply the electrodes (31) with voltage so that an electric field is generated between the electrodes (31) through the closure body (3) and the electroactive polymer d, wherein the control circuit (33) is adapted to deform the closure body (3) selectively from the first to the second state (5, 7) by applying to the electrodes (31) a voltage having a first polarity, and deforming the closure body (3) from the second (7) to the first state (5) by applying to the electrodes (31) a voltage having a second polarity opposite to the first one.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zur Steuerung von Druckluftzufuhr zu oder aus einer Fahrzeugkomponente.The present invention relates to a valve for controlling compressed air supply to or from a vehicle component.

Fahrer und Mitfahrer von Fahrzeugen erleiden oftmals auf sehr langen Fahrtstrecken aufgrund ihrer Körperhaltung in den Fahrzeugsitzen Beschwerden, insbesondere Schmerzen in der Rückengegend, welche zu einer dauerhaften Beeinträchtigung der Gesundheit führen können. Diesen Gefahren sind vor allem Berufsfahrer wie Taxifahrer, LKW-Fahrer oder Busfahrer ausgesetzt. Als Lösung bietet die Fahrzeugindustrie seit einiger Zeit Fahrzeugsitze mit anpassungsfähigen Polsterkissen und Lendenstützen an, welche ein integriertes Massagesystem in der Rückenlehne umfassen können und mittels Druckluft betätigbar sind.Drivers and passengers of vehicles often experience complaints on very long journeys due to their posture in the vehicle seats, in particular back pain, which can lead to permanent impairment of health. Above all, these risks are exposed to professional drivers such as taxi drivers, truck drivers or bus drivers. As a solution, the automotive industry has for some time offered vehicle seats with adaptable cushion cushions and lumbar supports, which may include an integrated massage system in the backrest and are actuatable by means of compressed air.

Dazu werden aufblasbare Kissen in den Fahrzeugsitzen durch die Zufuhr von Druckluft oder Entlüftung aufgeblasen oder wieder entlüftet, um eine gewünschte Form zur Unterstützung des Rückens anzunehmen. Für die Regulierung der Druckluftzufuhr zu den Luftkammern oder ihrer Entlüftung werden Ventile verwendet, die das Befüllen und Entleeren jeder einzelnen Luftkammer mit Druckluft einzeln regulieren. Die Ventile weisen jeweils einen Verschlusskörper auf, mit dem ein Kanal zwischen einer Einlass- und einer Auslassöffnung des Ventils gezielt geöffnet oder verschlossen werden kann.To do so, inflatable cushions in the vehicle seats are inflated or deflated by the supply of compressed air or vent to accept a desired shape to support the spine. To regulate the compressed air supply to the air chambers or their vent valves are used, which regulate the filling and emptying of each individual air chamber with compressed air individually. The valves each have a closure body with which a channel between an inlet and an outlet opening of the valve can be selectively opened or closed.

Für einen betätigbaren Verschlusskörper ist auch ein Element aus elektroaktivem Polymer-(EAP)-Material geeignet, dessen Form oder Abmessung sich durch das Anlegen eines elektrischen Felds verändert. Dabei wird im Allgemeinen zwischen ionischen und elektronischen EAP-Materialien unterschieden.For an actuatable closure body is also an element of electroactive polymer (EAP) material suitable whose shape or dimension changes by the application of an electric field. In general, a distinction is made between ionic and electronic EAP materials.

Die Wirkungsweise von EAP-Materialien beruht auf dem Transport elektrischer Ladung. Dies können elektrostriktive und ferroelektrische Polymere, sowie dielektrische Elastomere sein. Bei ionischen EAP beruht der Wirkungsmechanismus hingegen auf dem Massentransport (Diffusion) von Ionen. Untergruppen solcher ionischer EAP sind leitfähige Polymere, ionische Metall-Polymer-Komposite und ionische Gele.The mode of action of EAP materials is based on the transport of electrical charge. These may be electrostrictive and ferroelectric polymers, as well as dielectric elastomers. In ionic EAP, on the other hand, the mechanism of action is based on the mass transport (diffusion) of ions. Subgroups of such ionic EAPs are conductive polymers, ionic metal-polymer composites and ionic gels.

Aus dem Stand der Technik sind Ventile mit einem Verschlusskörper aus einem ionischen EAP bekannt, die einen Kanal öffnen bzw. schließen, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Die U.S. 2003/0168936 A1 beschreibt ein System zur Abgasregelung eines Verbrennungsmotors, das eine Tankentlüftungsventilanordnung umfasst. Das Ventil weist eine Einlass- und eine Auslassöffnung auf, die durch einen Kanal miteinander verbunden sind. Mittels eines Verschlusskörpers aus einem EAP-Material kann der Kanal verschlossen werden, sodass kein Abgas in den Kanal des Tankentlüftungsventils und somit durch den Auslass dringen kann. Hierzu wird die Form des Verschlusskörpers durch das Anlegen eines elektrischen Felds an den Elektroden verändert, wobei der Verschlusskörper dadurch derart verformt wird, dass er in eine Richtung von der Kanalöffnung aus einer die Kanalöffnung verschließenden Stellung weggeschwenkt wird, sodass Abgas durch den Kanal fließen kann.The prior art discloses valves having an ionic EAP closure body which open and close a channel when an electric field is applied. The US 2003/0168936 A1 describes a system for exhaust gas control of an internal combustion engine comprising a tank vent valve assembly. The valve has an inlet and an outlet opening which are interconnected by a channel. By means of a closure body made of an EAP material, the channel can be closed, so that no exhaust gas can penetrate into the channel of the tank ventilation valve and thus through the outlet. For this purpose, the shape of the closure body is changed by the application of an electric field to the electrodes, wherein the closure body is thereby deformed such that it is pivoted away in a direction of the channel opening from a position closing the channel opening, so that exhaust gas can flow through the channel.

Bei dem Einsatz von EAP-Materialien in Verschlusskörpern sind die hohen Dehnbarkeit, die geringe Dichte und die freie Formbarkeit der EAP-Materialien von Vorteil. Durch die Verformung des EAP-Materials wird der Verschlusskörper zudem geräuschlos geschlossen. Ventile mit einem Verschlusskörper, der ein ionisches EAP enthält, können auf eine Vielzahl von zusätzlichen Ausstattungselementen verzichten, sodass diese Ventile geringe Materialkosten haben und in einer relativ kleinen Größe gefertigt werden können und demnach platzsparend sind. Dies ist insbesondere von Vorteil wenn die Ventile in einer sehr großen Stückzahl beispielsweise in den Fahrzeugsitzen zur Regulierung der Druckluftzufuhr jedes einzelnen Luftkissens verbaut werden müssen.When using EAP materials in closure bodies, the high extensibility, low density, and free formability of the EAP materials are beneficial. Due to the deformation of the EAP material, the closure body is also closed silently. Valves with a closure body containing an ionic EAP can dispense with a variety of additional equipment elements, so these valves have low material costs and can be manufactured in a relatively small size and are therefore space-saving. This is particularly advantageous if the valves must be installed in a very large number, for example in the vehicle seats to regulate the compressed air supply of each air cushion.

Grundsätzlich ergibt sich allerdings das Problem, dass das EAP-Material relativ schnell austrocknet, sodass die Lebensdauer solcher Ventile begrenzt ist. Außerdem weisen die EAP-Materialien eine gewisse Trägheit auf, insbesondere wenn der Verschlusskörper aufgrund der Wirkung des elektrischen Felds das Ventil öffnen bzw. schließen soll. Wenn das Ventil beispielsweise derart ausgestaltet ist, sodass das Anlegen eines elektrischen Felds zum Schließen des Ventils führt, so wird zum anschließenden Öffnen des Ventils in der Regel das elektrische Feld einfach „abgeschaltet“. Dieser Vorgang erfordert aufgrund der Trägheit des Materials eine gewisse Reaktionszeit, sodass das Schließen des Ventils eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen kann.Basically, however, the problem arises that the EAP material dries relatively quickly, so that the life of such valves is limited. In addition, the EAP materials have a certain inertia, especially when the closure body due to the action of the electric field to open or close the valve. If, for example, the valve is designed such that the application of an electric field leads to closing of the valve, the electric field is simply "switched off" for the subsequent opening of the valve. This process requires a certain response time due to the inertia of the material, so closing the valve may take some time.

Damit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zur Steuerung von Druckluftzufuhr zu oder aus einer Fahrzeugkomponente bereitzustellen, bei dem besonders schnell zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand gewechselt werden kann.Thus, the present invention has for its object to provide a valve for controlling compressed air supply to or from a vehicle component in which can be changed very quickly between the open and the closed state.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ventil gelöst mit einem Gehäuse, das einen Kanal zwischen einer Einlass- und einer Auslassöffnung aufweist, mit einem an dem Gehäuse befestigten, verformbaren Verschlusskörper, der ein elektroaktives Polymer enthält, sodass Form oder Abmessungen des Verschlusskörpers durch Anlegen eines elektrischen Feldes veränderbar sind, sodass der Verschlusskörper zwischen einem ersten Zustand, bei dem er den Kanal verschließt, und einem zweiten Zustand, bei dem er den Kanal freigibt, verformbar ist, mit zwei Elektroden, die an gegenüberliegenden Seiten des Verschlusskörpers angeordnet sind, und mit einer Steuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Elektroden mit Spannung zu versorgen, sodass ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden durch den Verschlusskörper und das EAP verlaufend generiert wird. Die Steuerschaltung ist dazu eingerichtet, den Verschlusskörper selektiv aus dem ersten in den zweiten Zustand zu verformen, indem an die Elektroden eine Spannung mit einer ersten Polarität angelegt wird, und den Verschlusskörper aus dem zweiten in den ersten Zustand zu verformen, indem an die Elektroden eine Spannung mit einer gegenüber der ersten entgegengesetzten zweiten Polarität angelegt wird. This object is achieved by a valve with a housing having a channel between an inlet and an outlet opening, with a deformable closure body attached to the housing, which contains an electroactive polymer, so that shape or dimensions of the closure body by applying an electrical Field are changeable, so that the closure body between a first state in which it closes the channel, and a second state in which it releases the channel, deformable, with two electrodes which are arranged on opposite sides of the closure body, and with a Control circuit adapted to energize the electrodes such that an electric field is generated between the electrodes through the closure body and the EAP. The control circuit is configured to selectively deform the closure body from the first to the second state by applying a voltage having a first polarity to the electrodes, and deforming the closure body from the second to the first state by applying a current to the electrodes Voltage is applied with a relation to the first opposite second polarity.

Mit dem erfindungsgemäßen Ventil kann der Verschlusskörper, der ein EAP enthält, zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand durch Anlegen eines elektrischen Felds verformt werden. Dabei entspricht in der folgenden Beschreibung der erste Zustand dem geschlossenen Zustand des Betätigungselements, bei dem die Druckluftzufuhr durch den Kanal unterbrochen ist, und der zweite Zustand entspricht dem geöffneten Zustand des Betätigungselements, bei dem die Druckluftzufuhr durch den Kanal freigegeben ist. Genauso gut kann das Ventil aber auch derart ausgestaltet sein, dass der erste Zustand dem geöffneten Zustand und der zweite Zustand dem geschlossenen Zustand des Ventils entspricht.With the valve according to the invention, the closure body, which contains an EAP, can be deformed between a first and a second state by applying an electric field. In the following description, the first state corresponds to the closed state of the actuator in which the compressed air supply through the channel is interrupted, and the second state corresponds to the open state of the actuating element, in which the compressed air supply is released through the channel. But just as well, the valve can also be configured such that the first state corresponds to the open state and the second state corresponds to the closed state of the valve.

Der erste Zustand des Verschlusskörpers wird dadurch eingestellt, indem an den Kontakten zwischen den Elektroden, die das EAP-Material umgeben, eine Spannung mit einem ersten Vorzeichen angelegt ist. Um den Verschlusskörper nun in den zweiten Zustand zu verformen, wird an die Elektroden eine Spannung mit einem gegenüber dem ersten Vorzeichen entgegengesetzten, zweiten Vorzeichen angelegt. Die Polarisationsänderung bewirkt eine unterschiedliche Diffusion der Ladungsträger in dem EAP-Material, wodurch sich die Form oder Abmessung des Verschlusskörpers verändern. Somit wird durch die Änderung der Polarität zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand des Verschlusskörpers gewechselt. Eine Polaritätsänderung ermöglicht dabei einen besonders schnellen Wechsel zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand des Ventils, ohne dass es zu einer zeitlichen Verzögerung aufgrund einer Reaktionszeit kommt, wie dies durch das Abschalten des elektrischen Felds der Fall wäre. Nachdem das Ventil durch Anlegen der Spannung entgegengesetzter Polarität geschlossen ist, kann die Spannung abgeschaltet werden, d.h. sie braucht nicht dauernd bis zur nächsten Schaltung des Ventils anzuliegen.The first state of the closure body is adjusted by applying a voltage of a first sign to the contacts between the electrodes surrounding the EAP material. In order to deform the closure body into the second state, a voltage with a second sign opposite the first sign is applied to the electrodes. The polarization change causes a different diffusion of the charge carriers in the EAP material, whereby the shape or dimension of the closure body change. Thus, changing the polarity between the first and the second state of the closure body. A polarity change allows a particularly rapid change between the open and the closed state of the valve, without causing a time delay due to a reaction time, as would be the case by switching off the electric field. After the valve is closed by applying the opposite polarity voltage, the voltage can be turned off, i. it does not need to be constantly on until the next switching of the valve.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Verschlusskörper eine flache, längliche Plättchenform auf und erstreckt sich entlang einer Längsachse zwischen einem ersten Ende und einem, dem ersten Ende gegenüberliegenden, zweiten Ende, wobei jede der zwei Elektroden eine von zwei gegenüberliegenden Seiten des Verschlusskörpers wenigstens teilweise abdeckt. Der Verschlusskörper, der ein EAP enthält, ist an einer Oberfläche des Gehäuses gehaltert. Auf gegenüberliegenden Seiten des Verschlusskörpers sind Elektroden angebracht, sodass über Kontakte, die mit den Elektroden verbunden sind, ein elektrisches Feld angelegt werden kann. Dies ermöglicht eine Diffusion der Ladungsträger in dem EAP-Material insbesondere in Richtung quer zu der Ausrichtung der Elektroden und der Längsachse des Verschlusskörpers, sodass sich aufgrund des Massentransports der Ladungsträger in dem EAP-Material die Form bzw. die Abmessung des Verschlusskörpers verändern.In a preferred embodiment, the closure body has a flat, elongate platelet shape and extends along a longitudinal axis between a first end and a second end opposite the first end, each of the two electrodes at least partially covering one of two opposite sides of the closure body. The closure body containing an EAP is supported on a surface of the housing. On opposite sides of the closure body electrodes are mounted so that an electrical field can be applied via contacts that are connected to the electrodes. This enables a diffusion of the charge carriers in the EAP material, in particular in the direction transverse to the orientation of the electrodes and the longitudinal axis of the closure body, such that the shape or the dimension of the closure body changes due to the mass transport of the charge carriers in the EAP material.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verschlusskörper am ersten Ende an einer Oberfläche des Gehäuses befestigt und das gegenüberliegende zweite Ende ist frei beweglich, sodass durch Anlegen von Spannung mit der ersten Polarität bzw. mit der zweiten Polarität an die Elektroden der Verschlusskörper so verformt wird, dass das zweite Ende relativ zur Oberfläche des Gehäuses in eine erste bzw. entgegengesetzte zweite Richtung geschwenkt wird, um den Verschlusskörper in den zweiten Zustand bzw. ersten Zustand zu bringen. Dadurch dass der Verschlusskörper mit dem ersten Ende fest mit der Oberfläche des Gehäuses verbunden ist und das zweite Ende frei beweglich ist, kann sich durch das Anlegen des elektrischen Felds und durch die anschließende Polarisationsänderung zum Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand lediglich der frei bewegliche Teil des Verschlusskörpers in der Form und Abmessung verändern. Das erste Ende bleibt somit fest mit der Oberfläche des Gehäuses verbunden und ist durch das Anlegen des elektrischen Felds an den Elektroden unbeeinflusst.In a further preferred embodiment, the closure body is fastened to a surface of the housing at the first end and the opposite second end is freely movable, so that the closure body is deformed by applying voltage with the first polarity or with the second polarity to the electrodes. that the second end is pivoted relative to the surface of the housing in a first and opposite second direction, respectively, to bring the closure body in the second state or first state. The fact that the closure body is connected to the first end fixed to the surface of the housing and the second end is free to move, can by the application of the electric field and the subsequent polarization change to the change between the first and the second state, only the freely movable Change part of the closure body in shape and dimensions. The first end thus remains firmly connected to the surface of the housing and is unaffected by the application of the electric field to the electrodes.

In vorteilhafter Weise ist der Verschlusskörper so ausgestaltet, dass durch Anlegen von Spannung mit der ersten Polarität an die Elektroden der Verschlusskörper so verformt wird, dass das zweite Ende von der Oberfläche des Gehäuses weg geschwenkt wird, um in den zweiten Zustand zu gelangen, in dem der Kanal geöffnet ist. Der Verschlusskörper ist mit dem ersten Ende derart an der Oberfläche des Gehäuses befestigt, sodass das zweite, frei bewegliche Ende des Verschlusskörpers in unmittelbarer Nähe einer Eintritts- bzw. einer Austrittsöffnung des Kanals liegt. Dies ermöglicht die Regulierung der Druckluftzufuhr durch den Kanal, indem im ersten Zustand die Eintrittsbzw. Austrittöffnung durch das zweite Ende des Verschlusskörpers versperrt ist, und beim Übergang zum zweiten Zustand, wenn eine Spannung mit dem ersten Vorzeichen an die Elektroden angelegt wird, die jeweilige Öffnung in dem Kanal durch die Verformung des zweiten Endes des Verschlusskörpers freigegeben wird. Dabei bewegt sich das zweite Ende des Verschlussköpers aus der Ebene des ersten Endes heraus, wenn der Verschlussköper derart verformt wird, sodass die Öffnung des Kanals freigegeben wird.Advantageously, the closure body is configured such that by applying voltage of the first polarity to the electrodes, the closure body is deformed so that the second end is pivoted away from the surface of the housing to reach the second state, in which of the Channel is open. The closure body is attached to the first end of the surface of the housing, so that the second, freely movable end of the closure body in the immediate vicinity of an inlet and an outlet opening of the channel is located. This allows the regulation of the compressed air supply through the channel by the entrance or in the first state. Outlet opening is blocked by the second end of the closure body, and in the transition to the second state, when a voltage of the first sign is applied to the electrodes, the respective opening in the channel is released by the deformation of the second end of the closure body. In this case, the second end of the closure body moves out of the plane of the first end when the closure body is deformed so that the opening of the channel is released.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Verschlusskörper einen Stapel mit mindestens zwei parallel übereinander angeordneten Schichten mit einem elektroaktivem Polymermaterial, wobei zwischen benachbarten Schichten jeweils eine Elektrode liegt und an den Außenseiten der äußersten Schichten des Stapels jeweils eine Elektrode anliegt, wobei die Steuerschaltung dazu eingerichtet ist, die Elektroden so mit Spannung zu versorgen, dass an benachbarten Schichten in dem Stapel Spannungen entgegengesetzter Polarität angelegt werden, sodass in benachbarten Schichten gegenläufig gerichtet verformende Kräfte erzeugt werden, die sich kompensieren und die in dem Stapel insgesamt zu einer sich in Richtung der Längsachse des Verschlusskörpers wirkenden, ausdehnenden Kraft summieren, sodass das zweite Ende vom ersten Ende weg bewegt wird, um den Verschlusskörper in den ersten Zustand zu bringen, in dem der Kanal durch den in Richtung der Längsachse ausgedehnten Verschlusskörper verschlossen ist.In a preferred embodiment, the closure body comprises a stack having at least two layers arranged parallel to one another with an electroactive polymer material, wherein an electrode is located between adjacent layers and in each case an electrode abuts the outer sides of the outermost layers of the stack, the control circuit being adapted to energizing the electrodes so that voltages of opposite polarity are applied to adjacent layers in the stack so that opposing deforming forces are generated in adjacent layers that compensate and that in the stack as a whole toward the longitudinal axis of the closure body summing force, so that the second end is moved away from the first end to bring the closure body in the first state in which the channel by the extended in the direction of the longitudinal axis closure body v is opened.

In einer alternativen Ausführungsform sind das erste und das zweite Ende des Verschlusskörpers an einer Oberfläche des Gehäuses befestigt und der Verschlusskörper weist zwischen dem ersten und dem zweiten Ende einen mittigen Abschnitt auf, der nicht an der Oberfläche des Gehäuses befestigt ist, sodass durch Anlegen von Spannung mit der ersten bzw. zweiten Polarität an die Elektroden der Verschlusskörper in dem mittigen Abschnitt relativ zur Oberfläche des Gehäuses gebogen in eine erste bzw. entgegengesetzte zweite Richtung gebogen wird, um den Verschlusskörper in den zweiten bzw. ersten Zustand zu bringen.In an alternative embodiment, the first and second ends of the closure body are secured to a surface of the housing, and the closure body has a central portion between the first and second ends which is not secured to the surface of the housing, so by applying tension with the first and second polarity, respectively, to the electrodes, the closure body is bent in the central portion bent relative to the surface of the housing in a first or opposite second direction, in order to bring the closure body in the second or first state.

Bevorzugt wird durch das Anlegen von Spannung mit der ersten Polarität an die Elektroden der Verschlusskörper in dem mittigen Abschnitt von der Oberfläche des Gehäuses weg gebogen wird, sodass in dem mittigen Abschnitt ein aufgewölbter Bereich des Verschlusskörpers gebildet wird, der den Kanal freigibt, um den zweiten Zustand zu realisieren. Dabei ist der Verschlusskörper mit dem ersten und dem zweiten Ende jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals an der Oberfläche des Gehäuses befestigt, sodass sich der Kanal zwischen dem ersten und dem zweiten Ende in dem mittigen Abschnitt angeordnet ist. Preferably, by applying voltage of the first polarity to the electrodes, the closure body in the central portion is bent away from the surface of the housing such that an arched region of the closure body, which releases the channel, is formed in the central portion State to realize. In this case, the closure body is attached to the first and the second end respectively on opposite sides of the channel on the surface of the housing, so that the channel between the first and the second end is arranged in the central portion.

Durch Anlegen einer Spannung mit der zweiten Polarität wird der Verschlusskörper derart verformt, sodass das erste Ende, das zweite Ende und der mittige Abschnitt in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Gehäuses verlaufen. Der mittige Abschnitt verschließt in diesem Zustand die Öffnung des Kanals. Wird die Spannung mit der ersten Polarität angelegt, so wird der mittige Abschnitt von der Oberfläche und insbesondere von der Öffnung des Kanals weggebogen und verläuft gekrümmt zur Oberfläche des Gehäuses, sodass ein aufgewölbter Bereich in dem mittigen Abschnitt geformt wird. In diesem Zustand ist die Öffnung des Kanals freigegeben und der Druckluftstrom kann den Kanal ungehindert passieren.By applying a voltage with the second polarity of the closure body is deformed so that the first end, the second end and the central portion extend in a plane parallel to the surface of the housing. The central portion closes the opening of the channel in this state. When the voltage of the first polarity is applied, the central portion is bent away from the surface, and more particularly, from the opening of the channel, and is curved toward the surface of the housing, so that a bulged area is formed in the central portion. In this state, the opening of the channel is released and the compressed air flow can pass through the channel unhindered.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Verschlusskörper ein ionisches elektroaktives Polymer als Polymergel. Das Polymergel weist insbesondere Ladungsträger aus Wasser und Natrium auf, die durch das Anlegen eines elektrischen Feldes je nach Polarisationsrichtung in Richtung einer der beiden Elektroden diffundieren. Dies ermöglicht eine Veränderung der Form oder Abmessung des Verschlusskörpers.In a preferred embodiment, the closure body contains an ionic electroactive polymer as a polymer gel. The polymer gel has in particular charge carriers of water and sodium, which diffuse in the direction of one of the two electrodes by the application of an electric field, depending on the direction of polarization. This allows a change in the shape or dimension of the closure body.

Bevorzugt sind die Elektroden aus Platin hergestellt. Eine Platinlegierung zeichnet sich wegen der hohen elektrischen Leitfähigkeit besonders als Werkstoffe für Elektroden aus. Es sind aber auch andere Werkstoffe als Elektroden denkbar, beispielsweise Legierungen aus Kupfer, Palladium, Gold oder Silber. Preferably, the electrodes are made of platinum. A platinum alloy is particularly suitable as a material for electrodes due to the high electrical conductivity. But there are also other materials than electrodes conceivable, for example, alloys of copper, palladium, gold or silver.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Verschlusskörper einen Körper aus elektroaktivem Polymer umfasst, der durch eine flexible, dichtende Flüssigkeitssperrschicht als Umhüllung abgedichtet ist. Dies verhindert, dass die Ladungsträger aus Wasser und Natrium aus dem EAP-Material entweichen können. Somit wird verhindert, dass das EAP-Material austrocknet, wodurch die Lebenszeit verlängert wird.In a particularly preferred embodiment, the closure body comprises a body of electroactive polymer which is sealed by a flexible, sealing fluid barrier layer as a sheath. This prevents the charge carriers from water and sodium from escaping from the EAP material. This will prevent the EAP material from drying out, prolonging the lifetime.

Schließlich ist die Flüssigkeitssperrschicht aus Glas gefertigt. Somit ist die Flüssigkeitssperrschicht aus einem Material gefertigt, das für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Ferner kann eine Flüssigkeitssperrschicht aus Glas in der Art wie der Verschlusskörper, den die Flüssigkeitssperrschicht unmittelbar umgibt, ihre Form ändern, wenn eine Spannung mit einer ersten oder zweiten Polarität an den Elektroden angelegt wird.Finally, the liquid barrier layer is made of glass. Thus, the liquid barrier layer is made of a material that is impermeable to liquids. Furthermore, a liquid barrier layer of glass in the manner in which the shutter body directly surrounded by the liquid barrier layer changes shape when a voltage of a first or second polarity is applied to the electrodes.

In der folgenden Tabelle sind sieben bevorzugte Kombinationsmöglichkeiten für die Materialien der Membran als Flüssigkeitssperrschicht, der Elektroden und der Elektrolytverbindungen des ionischen EAP aufgeführt, mit denen der Verschlusskörper ausgestaltet sein kann: Tabelle 1 Flüssigkeitssperrschicht Elektroden Elektrolyt 1 GEFC Pd + Pt H₂O + Li⁺ 2 PVdF-HFP SWCNT EMIBF₄ 3 Nafion Nanoporös C + Au EMITF 4 PVdF-HFP Nanoporös C EMIBF₄ 5 PEO/NBR IPN PEDOT EMITFSI 6 PVdF Ppy+Au PC+LiTFSI 7 PVdF Ppy PC+LiTFSI In the following table, seven preferred combination possibilities for the materials of the membrane as liquid barrier layer, the electrodes and the electrolyte compounds of the ionic EAP are listed, with which the closure body can be configured: Table 1 Liquid barrier electrodes electrolyte 1 GEFC Pd + Pt H ₂ O + Li ⁺ 2 PVdF-HFP SWCNT EMIBF ₄ 3 Nafion Nanoporous C + Au EMITF 4 PVdF-HFP Nanoporous C EMIBF ₄ 5 PEO / NBR IPN PEDOT EMITFSI 6 PVdF Ppy + Au PC + LiTFSI 7 PVdF ppy PC + LiTFSI

Die in der Tabelle aufgeführten Akronyme haben die folgende Bedeutung: Tabelle 2 Akronym Bedeutung EMIBF₄ 1-Ethyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat EMITF 1-Ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethansulfonat EMITFSI Ethyl-3-methylimidazolium-bis-(trifluoromethylsulfonyl)imid GEFC Perfluorierte Sulfonsäureionomere von GEFC Co., Ltd LiTFSI Lithium-bis(trifluoromethan)-sulfonimid Nafion Perfluorierte anionische Polymere von DuPont PC Propylencarbonat PEDOT Poly(3,4-ethylendioxythiophen) PEO/NBR IPN Polyethyleneoxide/Nitrilbutadienkautschuk mit interpenetrierenden Polymernetzwerk Ppy Polypyrrol PVdF Poly-1,1-difluoroethen, Polyvinylidenfluorid PVdF-HFP Poly(vinylidenfluorid-co-hexafluorpropen) SWCNT Einzelwandige Kohlenstoffnanoröhrchen Pd Palladium Pt Platin Au Gold H₂O Wasser Li Lithium C Kohlenstoff The acronyms listed in the table have the following meanings: Table 2 acronym importance EMIBF ₄ 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate EMITF 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate EMITFSI Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide GEFC Perfluorinated sulfonic acid ionomers from GEFC Co., Ltd LiTFSI Lithium bis (trifluoromethane) -sulfonimid Nafion Perfluorinated anionic polymers from DuPont PC propylene carbonate PEDOT Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) PEO / NBR IPN Polyethylene oxides / nitrile butadiene rubber with interpenetrating polymer network ppy polypyrrole PVdF Poly-1,1-difluoroethene, polyvinylidene fluoride PVdF-HFP Poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropene) SWCNT Single-walled carbon nanotubes Pd palladium Pt platinum Au gold H ₂ O water Li lithium C carbon

Die sieben in der Tabelle 1 aufgeführten Kombinationsmöglichkeiten sind vorteilhaft, da jede der Kombinationsmöglichkeiten kosten- und funktionseffizient ist und eine leichte Verformung des EAP ermöglichen. Es sind aber auch andere Kombinationen aus den in der Tabelle aufgeführten Materialien denkbar. The seven possible combinations listed in Table 1 are advantageous because each of the combination options is cost and functional efficient and allow easy deformation of the EAP. But there are also other combinations of the materials listed in the table conceivable.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung erläutert, wobei The present invention will be explained below with reference to a purely preferred embodiments showing drawing, wherein

1 das Ventil mit einem ersten Ausführungsbeispiel des Verschlusskörpers in dem ersten Zustand als seitliche Schnittdarstellung zeigt, 1 shows the valve with a first embodiment of the closure body in the first state as a lateral sectional view,

2 eine seitliche Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des Verschlusskörpers aus 1 in dem zweiten Zustand zeigt, 2 a side sectional view of the first embodiment of the closure body 1 in the second state shows

3a und 3b ein zweites Ausführungsbeispiel des Verschlusskörpers in dem ersten und dem zweiten Zustand als seitliche Schnittdarstellung zeigen, und 3a and 3b show a second embodiment of the closure body in the first and the second state as a side sectional view, and

4a und 4b ein drittes Ausführungsbeispiel des Verschlusskörpers in dem ersten und dem zweiten Zustand als seitliche Schnittdarstellung zeigen. 4a and 4b show a third embodiment of the closure body in the first and the second state as a lateral sectional view.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 wird ein erfindungsgemäßes Ventil 1 zur Steuerung von Druckluftzufuhr zu oder aus einer Fahrzeugkomponente mit einem ersten Ausführungsbeispiel zu einem Verschlusskörper 3 beschrieben, wobei die 1 den Verschlusskörper 3 in einem ersten Zustand 5 zeigt und die 2 den Verschlusskörper 3 in einem zweiten Zustand 7 zeigt.With reference to the 1 to 2 becomes a valve according to the invention 1 for controlling compressed air supply to or from a vehicle component with a first embodiment to a closure body 3 described, wherein the 1 the closure body 3 in a first state 5 shows and the 2 the closure body 3 in a second state 7 shows.

Das Ventil 1 umfasst ein Gehäuse 9, das einen Kanal 11 zwischen einer Einlass- und einer Auslassöffnung 13, 15 aufweist. Der Kanal 11 weist ferner zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung 13, 15 einen Durchgang 17 auf und ist ausgestaltet, damit Druckluft, nachdem sie von der Einlassöffnung 13 in den Durchgang 17 und schließlich durch die Auslassöffnung 15 geströmt ist, einer Fahrzeugkomponente (nicht dargestellt) zugeführt werden kann.The valve 1 includes a housing 9 that has a channel 11 between an inlet and an outlet opening 13 . 15 having. The channel 11 further includes between the inlet and outlet ports 13 . 15 a passage 17 on and is designed to allow compressed air after coming from the inlet opening 13 in the passage 17 and finally through the outlet 15 has flowed, a vehicle component (not shown) can be supplied.

In dem Durchgang 17 ist an einer inneren Oberfläche einer Wand 19 des Gehäuses 9 ein verformbarer Verschlusskörper 3 befestigt, der ein elektroaktives Polymer (EAP) enthält, das als ionisches EAP aus einem Polymergel ausgestaltet ist. Die Form oder Abmessung des Verschlusskörpers 3 ist durch Anlegen eines elektrischen Feldes veränderbar, sodass der Verschlusskörper 3 zwischen einem ersten Zustand 5, bei dem er den Kanal 11 verschließt (siehe 1), und einem zweiten Zustand 7, bei dem er den Kanal 11 freigibt (siehe 2), verformbar ist. Der Verschlusskörper 3 weist eine flache, längliche Plättchenform auf und erstreckt sich entlang einer Längsachse 23 zwischen einem ersten Ende 25 und einem, dem ersten Ende 25 gegenüberliegendem, zweitem Ende 27. Um ein Austrocknen des Verschlusskörpers 3 zu verhindern, ist dieser zusätzlich mit einer flexiblen, dichtenden Flüssigkeitssperrschicht 29 aus Glas umgeben.In the passage 17 is on an inner surface of a wall 19 of the housing 9 a deformable closure body 3 attached, which contains an electroactive polymer (EAP), which is designed as an ionic EAP from a polymer gel. The shape or dimension of the closure body 3 is changeable by applying an electric field, so that the closure body 3 between a first state 5 in which he is the channel 11 closes (see 1 ), and a second state 7 in which he is the channel 11 releases (see 2 ), deformable. The closure body 3 has a flat, elongated platelet shape and extends along a longitudinal axis 23 between a first end 25 and one, the first end 25 opposite, second end 27 , To dry out the closure body 3 this is additionally provided with a flexible, sealing fluid barrier layer 29 surrounded by glass.

Der Verschlusskörper 3 ist an dem ersten Ende 25 an der Wand 19 in dem Gehäuse 9 in unmittelbarer Nähe zu dem Kanal 11 in dem Durchgang 17 befestigt und das zweite Ende 27 ist frei beweglich. Der Verschlusskörper 3 ist mit dem ersten Ende 25 derart an der Wand 19 befestigt, sodass durch das Anlegen eines elektrischen Felds die Einlassöffnung 13 mit dem zweiten Ende 27 versperrt oder freigegeben werden kann, um eine Druckluftzufuhr durch den Durchgang 17 hin zur Auslassöffnung 15 zu regulieren.The closure body 3 is at the first end 25 on the wall 19 in the case 9 in the immediate vicinity of the canal 11 in the passage 17 attached and the second end 27 is free to move. The closure body 3 is with the first end 25 like that on the wall 19 attached so that by applying an electric field, the inlet opening 13 with the second end 27 can be locked or released to a compressed air supply through the passage 17 towards the outlet opening 15 to regulate.

An gegenüberliegenden Seiten des Verschlusskörpers 3 sind zwei Elektroden 31, die aus Platin ausgestaltet sind und ebenfalls von einer Flüssigkeitssperrschicht 29 umgeben sind, angeordnet. Jede der beiden Elektroden 31 deckt eine von zwei gegenüberliegenden Seiten des Verschlusskörpers 3 wenigstens teilweise ab. Die Elektroden 31 verlaufen parallel zueinander und sind parallel zur Längsachse 23 des Verschlusskörpers 3 ausgerichtet. Um die Elektroden 31 mit einer Spannung zu versorgen, ist eine Steuerschaltung 33 in einem Schaltkreis 35 vorgesehen, die mittels zweier Kontakte 37 mit den Elektroden 31 verbunden ist, sodass ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 31 durch den Verschlusskörper 3 und das EAP verlaufend generiert wird, wenn die Steuerschaltung eine entsprechende Spannung liefert. Mit der Steuerschaltung 33 kann der Verschlusskörper 3 selektiv aus dem ersten in den zweiten Zustand 5, 7 verformt werden, wobei der Kanal 11 im ersten Zustand 5 verschlossen ist und im zweiten Zustand 7 freigegeben ist.On opposite sides of the closure body 3 are two electrodes 31 , which are made of platinum and also of a liquid barrier layer 29 are surrounded, arranged. Each of the two electrodes 31 covers one of two opposite sides of the closure body 3 at least partially off. The electrodes 31 are parallel to each other and parallel to the longitudinal axis 23 of the closure body 3 aligned. To the electrodes 31 to supply a voltage is a control circuit 33 in a circuit 35 provided by means of two contacts 37 with the electrodes 31 connected so that an electric field between the electrodes 31 through the closure body 3 and the EAP is progressively generated when the control circuit provides a corresponding voltage. With the control circuit 33 can the closure body 3 selectively from the first to the second state 5 . 7 be deformed, the channel 11 in the first state 5 is closed and in the second state 7 is released.

Das zuvor beschriebene Ventil 1 kann nun wie folgt verwendet werden, um die Druckluftzufuhr zu oder aus einer Fahrzeugkomponente zu steuern.The previously described valve 1 can now be used as follows to control the supply of compressed air to or from a vehicle component.

Mit der Steuerschaltung 33 wird an den Elektroden 31 eine Spannung mit einer ersten Polarität angelegt. Dadurch wird der Verschlusskörper 3 aus dem ersten Zustand 5 in den zweiten Zustand 7 verformt, wodurch der Kanal 11 freigegeben wird. Im ersten Zustand 5 verlaufen das erste und das zweite Ende 25, 27 des Verschlusskörpers 3 in einer horizontalen Ebene 39, die parallel zur Wand 19 des Gehäuses 9 ausgerichtet ist, wobei das zweite Ende 27 des Verschlusskörpers 3 den Kanal 11 in dem Durchgang 17 verschließt.With the control circuit 33 is at the electrodes 31 applied a voltage with a first polarity. This will be the closure body 3 from the first state 5 in the second state 7 deformed, causing the channel 11 is released. In the first state 5 the first and second ends run 25 . 27 of closure body 3 in a horizontal plane 39 that are parallel to the wall 19 of the housing 9 is aligned, with the second end 27 of the closure body 3 the channel 11 in the passage 17 closes.

Durch das Anlegen der Spannung mit der ersten Polarität an die Elektroden 31 wird der Verschlusskörper 3 so verformt, dass das zweite Ende 27 relativ zur Wand 19 des Gehäuses 9 in eine erste Richtung verschwenkt, wobei das zweite Ende 27 weiter entfernt von der Wand 19 des Gehäuses 9 als das erste Ende 25 ist und außerhalb der Ebene 39 liegt. Der Verschlusskörper 3 befindet sich nun in dem zweiten Zustand 7, bei dem der Kanal 11 freigegeben ist, wenn das zweite Ende 27 von der Wand 19 des Gehäuses 9 weg geschwenkt ist.By applying the voltage of the first polarity to the electrodes 31 becomes the closure body 3 deformed so that the second end 27 relative to the wall 19 of the housing 9 pivoted in a first direction, the second end 27 further away from the wall 19 of the housing 9 as the first end 25 is and out of the plane 39 lies. The closure body 3 is now in the second state 7 in which the channel 11 is released when the second end 27 from the wall 19 of the housing 9 is pivoted away.

Um den Verschlusskörper 3 wieder zu verschließen, wird der Verschlusskörper 3 aus dem zweiten Zustand 7 wieder in den ersten Zustand 5 verformt. Dazu wird an den Elektroden 31 eine Spannung mit einer gegenüber der ersten entgegengesetzten, zweiten Polarität angelegt. Dies führt dazu, dass das zweite Ende 27 in eine zweite, zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung bewegt wird, welche in Richtung der Wand 19 des Gehäuses 9 und des Kanals 11 weist. Sobald das zweite Ende 27 wieder in der Ebene 39 des ersten Endes 25 liegt, ist der Kanal 11 verschlossen und die Druckluftzufuhr ist unterbrochen. Danach kann die Versorgung der Elektroden mit Spannung wieder unterbrochen werden.To the closure body 3 to close again, the closure body 3 from the second state 7 back to the first state 5 deformed. This is done on the electrodes 31 a voltage with a relation to the first opposite, second polarity applied. This causes the second end 27 is moved in a second, opposite direction to the first direction, which in the direction of the wall 19 of the housing 9 and the channel 11 has. Once the second end 27 back in the plane 39 the first end 25 lies, is the channel 11 closed and the compressed air supply is interrupted. After that, the power supply to the electrodes can be interrupted again.

3a und 3b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des Verschlusskörpers 3', das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 und 2 dadurch unterscheidet, dass der Verschlusskörper 3' einen Stapel mit fünf parallel übereinander angeordneten Schichten mit einem elektroaktivem Polymermaterial umfasst. Es sind sechs parallel angeordnete Elektroden 31' vorgesehen, wobei zwischen benachbarten EAP Schichten jeweils eine Elektrode 31' und an den Außenseiten der äußersten Schichten des Stapels jeweils eine Elektrode 31' liegt. 3a and 3b show a second embodiment of the closure body 3 ' , which differs from the first embodiment of the 1 and 2 characterized in that the closure body 3 ' comprises a stack with five layers arranged in parallel with one another with an electroactive polymer material. There are six parallel electrodes 31 ' provided, wherein between adjacent EAP layers in each case one electrode 31 ' and on the outsides of the outermost layers of the stack, one electrode each 31 ' lies.

Die Steuerschaltung 33 ist dazu eingerichtet, die Elektroden 31' so mit Spannung zu versorgen, dass an benachbarten Schichten in dem Stapel Spannungen entgegengesetzter Polarität angelegt werden, sodass in benachbarten Schichten gegenläufig gerichtet verformende Kräfte erzeugt werden, die sich kompensieren und die in dem Stapel insgesamt zu einer sich in Richtung der Längsachse 23 des Verschlusskörpers 3' wirkenden, ausdehnenden Kraft summieren. Dadurch wird das zweite Ende 27 vom ersten Ende 25 in Richtung der Längsachse 23 weg bewegt, um den Verschlusskörper 3' in den ersten Zustand 5 zu bringen, in dem der Kanal 11 durch den in Richtung der Längsachse ausgedehnten Verschlusskörper 3' verschlossen ist.The control circuit 33 is adapted to the electrodes 31 ' be energized such that voltages of opposite polarity are applied to adjacent layers in the stack so that opposing deforming forces are generated in adjacent layers that compensate each other and those in the stack as a whole in the direction of the longitudinal axis 23 of the closure body 3 ' total acting, expansive force. This will be the second end 27 from the first end 25 in the direction of the longitudinal axis 23 moved away to the closure body 3 ' in the first state 5 to bring in which the channel 11 by the closure body extended in the direction of the longitudinal axis 3 ' is closed.

Werden nun an die Elektroden 31 Spannungen mit entgegengesetzten Polaritäten angelegt, so wird der Verschlusskörper 3' aus dem ersten Zustand 5 wieder zurück in den zweiten Zustand 7 verformt. Dabei bewegt sich das zweite Ende 27 in der Ebene 39 auf das erste Ende 25 zu, wobei die Länge des Verschlusskörpers 3' entlang der Längsachse 23 verkürzt wird und der Kanal 11 freigegeben wird (3a). Now get to the electrodes 31 Tensions with opposite polarities applied, so the closure body 3 ' from the first state 5 back to the second state 7 deformed. At the same time, the second end moves 27 in the plane 39 on the first end 25 to, with the length of the closure body 3 ' along the longitudinal axis 23 is shortened and the channel 11 is released ( 3a ).

4 und 4b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des Verschlusskörpers 3'', das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 und 2 dadurch unterscheidet, dass der Verschlusskörper 3'' sowohl mit dem ersten Ende 25 als auch mit dem zweiten Ende 27 des Verschlusskörpers 3'' an der Wand 19 des Gehäuses 9 befestigt ist. Der Verschlusskörper 3'' weist zwischen dem ersten Ende 25 und dem zweiten Ende 27 einen mittigen Abschnitt 41 auf. Das erste und das zweite Ende 25, 27 sind auf beiden Seiten des Kanals 11 angeordnet, sodass der mittige Abschnitt 41 den Kanal 11 in dem Durchgang 17 unmittelbar umgibt. 4 and 4b show a third embodiment of the closure body 3 '' , which differs from the first embodiment of the 1 and 2 characterized in that the closure body 3 '' both with the first end 25 as well as with the second end 27 of the closure body 3 '' on the wall 19 of the housing 9 is attached. The closure body 3 '' points between the first end 25 and the second end 27 a central section 41 on. The first and the second end 25 . 27 are on both sides of the channel 11 arranged so that the central section 41 the channel 11 in the passage 17 immediately surrounds.

Durch Anlegen von Spannung mit der ersten Polarität an die Elektroden 31 wird der Verschlusskörper 3'' in dem mittigen Abschnitt 41 relativ zur Wand 19 des Gehäuses 9 in eine erste Richtung gebogen, um den Verschlusskörper 3'' in den zweiten Zustand 7 zu bringen, bei dem der Kanal 11 geöffnet ist (4b). In diesem Zustand verläuft der mittige Abschnitt 41 außerhalb der horizontalen Ebene 39 des ersten und des zweiten Endes 25, 27 und weist einen relativ zur Wand 19 des Gehäuses 9 aufgewölbten Bereich (43) auf.By applying voltage of the first polarity to the electrodes 31 becomes the closure body 3 '' in the middle section 41 relative to the wall 19 of the housing 9 bent in a first direction to the closure body 3 '' in the second state 7 to bring at which the channel 11 is open ( 4b ). In this state, the central section runs 41 outside the horizontal plane 39 the first and the second end 25 . 27 and has a relative to the wall 19 of the housing 9 arched area ( 43 ) on.

Durch das Anlegen von Spannung mit der zweiten Polarität an die Elektroden 31 wird der Verschlusskörper 3'' in dem mittigen Abschnitt 41 in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung zur Wand 19 des Gehäuses 9 hin gebogen, wodurch der Kanal 11 verschlossen wird, um den ersten Zustand 5 zu realisieren (4a). In diesem Zustand verläuft der mittige Abschnitt 41 in der Ebene 39 des ersten und des zweiten Endes 25, 27.By applying voltage of the second polarity to the electrodes 31 becomes the closure body 3 '' in the middle section 41 in a direction opposite to the first direction second direction to the wall 19 of the housing 9 bent, causing the channel 11 is closed to the first state 5 to realize ( 4a ). In this state, the central section runs 41 in the plane 39 the first and the second end 25 . 27 ,

Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Ventil 1 besonders schnell zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand gewechselt werden, indem der Verschlusskörper 3, 3', 3'' durch das Anlegen von Spannung mit einer ersten bzw. mit einer entgegengesetzten, zweiten Polarität verformt wird, wodurch der Kanal 11 für die Druckluftzufuhr verschlossen bzw. freigegeben wird. Zusätzlich wird der Verschlusskörper 3, 3', 3'' von einer Flüssigkeitssperrschicht 29 umgeben, um ein Austrocknen des EAP-Materials zu verhindern, sodass die Lebenszeit des Verschlusskörpers 3, 3', 3'' erhöht wird.Thus, with the valve according to the invention 1 be changed very quickly between the open and the closed state by the closure body 3 . 3 ' . 3 '' is deformed by the application of voltage with a first or with an opposite, second polarity, whereby the channel 11 is closed or released for the compressed air supply. In addition, the closure body 3 . 3 ' . 3 '' from a fluid barrier layer 29 surrounded to prevent the EAP material from drying out, thus increasing the life of the closing body 3 . 3 ' . 3 '' is increased.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2003/0168936 A1 [0006]

Claims

Valve ( 1 ) for controlling compressed air supply to or from a vehicle component having a housing ( 9 ), which has a channel ( 11 ) between an inlet and an outlet opening ( 13 . 15 ), one on the housing ( 9 ) fastened, deformable closure body ( 3 ), which contains an electroactive polymer, so that the shape or dimensions of the closure body ( 3 ) are changeable by applying an electric field, so that the closure body ( 3 ) between a first state ( 5 ), where the channel ( 11 ) and a second state ( 7 ), where the channel ( 11 ) is deformable, two electrodes ( 31 ), which on opposite sides of the closure body ( 3 ) are arranged, a control circuit ( 33 ), which is adapted to the electrodes ( 31 ), so that an electric field between the electrodes ( 31 ) through the closure body ( 3 ) and the electroactive polymer is generated running, wherein the control circuit ( 33 ) is adapted to the closure body ( 3 ) selectively from the first to the second state ( 5 . 7 ), by applying to the electrodes ( 31 ) is applied with a voltage of a first polarity, and the closure body ( 3 ) from the second ( 7 ) in the first state ( 5 ), by applying to the electrodes ( 31 ) is applied with a voltage opposite to the first opposite second polarity.

Valve according to claim 1, wherein the closure body ( 3 ) has a flat, elongated platelet shape and extends along a longitudinal axis ( 23 ) between a first end ( 25 ) and one, the first end ( 25 ) opposite, second end ( 27 ), and wherein each of the two electrodes ( 31 ) one of two opposite sides of the closure body ( 3 ) at least partially covers.

Valve according to claim 2, wherein the closure body ( 3 ) at the first end ( 25 ) on a wall ( 19 ) of the housing ( 9 ) and the opposite second end ( 27 ) is freely movable, so that by applying voltage with the first polarity or with the second polarity to the electrodes ( 31 ) the closure body ( 3 ) is deformed so that the second end ( 27 ) relative to the wall ( 19 ) of the housing ( 9 ) is pivoted in a first or opposite second direction to the closure body ( 3 ) in the second state ( 7 ) or first state ( 5 ) bring to.

Valve according to claim 3, wherein the closure body ( 3 ) is configured such that by applying voltage of the first polarity to the electrodes ( 31 ) the closure body ( 3 ) is deformed so that the second end ( 27 ) from the wall ( 19 ) of the housing ( 9 ) is panned away to the second state ( 7 ), in which the channel ( 11 ) is open.

Valve according to claim 1, wherein the closure body ( 3 ' ) comprises a stack having at least two layers arranged in parallel with one another with an electroactive polymer material, an electrode being connected between each pair of adjacent layers ( 31 ' ) and on the outer sides of the outermost layers of the stack each have an electrode ( 31 ' ) is applied, wherein the control circuit ( 33 ) is adapted to the electrodes ( 31 ' ) are energized to apply voltages of opposite polarity to adjacent layers in the stack such that counteracting deforming forces are generated in adjacent layers that compensate each other and that in the stack as a whole in the direction of the longitudinal axis. 23 ) of the closure body ( 3 ' ), so that the second end ( 27 ) from the first end ( 25 ) is moved away to the closure body ( 3 ' ) in the first state ( 5 ), in which the channel ( 11 ) through the in the direction of the longitudinal axis ( 23 ) extended closure body ( 3 ' ) is closed.

Valve according to claim 1, wherein the first and second ends ( 27 ) of the closure body ( 3 '' ) on a wall ( 19 ) of the housing ( 9 ) are fastened and the closure body ( 3 '' ) between the first and second ends ( 27 ) a central section ( 41 ), which is not on the wall ( 19 ) of the housing ( 9 ) is attached so that by applying voltage with the first and second polarity to the electrodes ( 31 ) the closure body ( 3 '' ) in the central section ( 41 ) relative to the wall ( 19 ) of the housing ( 9 bent in a first or opposite second direction to the closure body ( 3 '' ) in the second ( 7 ) or first state ( 5 ) bring to.

Valve according to claim 6, wherein the closure body ( 3 '' ) is configured such that by applying voltage of the first polarity to the electrodes ( 31 ) the closure body ( 3 '' ) in the central section ( 41 ) from the wall ( 19 ) of the housing ( 9 ) is bent away so that in the central section ( 41 ) an arched area ( 43 ) of the closure body ( 3 '' ) forming the channel ( 11 ) releases the second state ( 7 ) to realize.

Valve according to one of the preceding claims, wherein the closure body ( 3 . 3 ' . 3 '' ) contains an ionic electroactive polymer as a polymer gel.

Valve according to one of the preceding claims, wherein the electrodes ( 31 . 31 ' ) are made of platinum.

Valve according to one of the preceding claims, wherein the closure body ( 3 . 3 ' . 3 '' ) comprises a body of electroactive polymer which is passed through a flexible, sealing fluid barrier layer ( 29 ) is sealed as a sheath which prevents the diffusion of ionic constituents.

Valve according to claim 10, wherein the fluid barrier layer ( 29 ) Contains glass.