技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
气动阀，并且涉及一种用于气动调节座椅的包括一个或多个气动阀的设备。
背景技术
[0002] 在许多技术应用领域中使用气动阀来控制气流。例如，气动阀在交通工具中用于座椅调节。在此背景下，阀用于控制弹性气囊的填充，以塑造座椅轮廓。
[0003] 从
现有技术中已知各种用于减小气动阀的安装空间和生产成本的途径。
[0004] 文件DE 10 2013 220 557 A1描述了一种具有至少一个阀的
电磁阀机构，其中通过将电磁致动元件的线圈的纵向轴线和阀的纵向轴线安排成相对彼此成直
角，可以实现阀的紧凑安装空间。
[0005] 文件EP 2 361 800 B1描述了一种用于座椅的、具有阀机构的气动调节设备，其中
流体压
力源和阀机构被安排在共同壳体中。此文件的阀机构进一步示出了两位三通切换阀，其中止回阀连接在所述切换阀上游。在此背景下，切换阀和止回阀是独立的部件，它们通过附加的连接零件彼此连接。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种带有
致动器和集成止回阀的气动阀，所述气动阀具有紧凑构造并且能以具有成本效益的方式进行生产。
[0007] 此目的是通过如
权利要求1所述的气动阀来实现的。在
从属权利要求中限定了本发明的改进。
[0008] 根据本发明的气动阀包括空气室，所述空气室具有用于向所述空气室供应压缩空气的供应
接口(Zufuhranschluss)和用于从所述空气室排放压缩空气的一个或多个排放接口。而且，在所述阀中提供有致动器，所述致动器具有可移动的封闭元件，当所述致动器被启用时(即当向所述致动器供应
电能或
电流时)，所述封闭元件被安排在封阻经由所述供应接口供应压缩空气的封阻
位置，并且当所述致动器被停用时(即当没有供应电能或电流时)，所述封闭元件被安排在准许经由所述供应接口供应压缩空气的自由位置。
[0009] 根据本发明的气动阀的致动器被配置成使得在所述致动器停用时通过回复力将所述封闭元件移动到所述自由位置。在所述供应接口处还安排了带有弹性装置的止回阀，其中当在所述供应接口处没有供应压缩空气时，在所述封闭元件的自由位置，所述弹性装置的弹力防止压缩空气从所述空气室回流到所述进气接口(Zuluftanschluss)中。优选地，在此阀中，在所述封阻位置由所述致动器施加在所述供应接口上的压力大于、并且特别是明显大于在所述自由位置由所述止回阀施加的、对应于所述止回阀的打开压力的压力。
[0010] 根据本发明的气动阀的特征在于，用于将所述封闭元件移动到所述自由位置的所述回复力是由所述止回阀的弹性装置产生的。换言之，所述弹性装置起双重作用，因为它既产生致动器的回复力又产生止回阀的弹力。这确保了紧凑构造和低成本，因为两种功能仅需要单一弹性装置。
[0011] 在一个特别优选的
实施例中，根据本发明的阀包括第一和第二排放接口，其中，在所述封闭元件的自由位置，当供应压缩空气时，允许所述压缩空气从所述供应接口流动到所述第一排放接口，并且同时所述第二排放接口被封阻。相比之下，在所述封闭元件的封阻位置，经由所述空气室在所述第一排放接口与所述第二排放接口之间建立连接。优选地，在此背景下，所述第一排放接口表示到诸如气囊等气动消耗件的排放接口。相比之下，所述第二排放接口优选是排气接口。本发明的此变体允许两位三通切换阀的简单设计。
[0012] 在另一变体中，提供在根据本发明的阀中的弹性装置是
弹簧、并且特别是
螺旋弹簧。
[0013] 此外，在另一有利变体中，在所述封闭元件中的至少一个孔中引导所述弹性装置的至少一部分，从而实现所述阀的稳定构造。
[0014] 在另一实施例中，根据本发明的阀是具有电磁致动器的螺线管阀，其中呈电枢形式的封闭元件能够通过通电而移动。
[0015] 在本发明的另一构型中，所述止回阀包括分开的封闭部件，所述封闭部件与所述封闭元件不同，并且所述弹性装置的弹力作用在所述封闭部件上，以便在所述封闭元件的自由位置防止在所述供应接口处没有供应压缩空气时压缩空气从所述空气室回流到所述供应接口中。这个分开的封闭部件不执行所述封闭元件在封阻位置与自由位置之间的移动。
[0016] 在刚刚描述的实施例的变体中，在所述供应接口处提供用于所述封闭元件和所述止回阀的两个分开的
密封座，其中在所述封阻位置，所述封闭元件的密封面被压到用于所述封闭元件的密封座上，并且其中在所述自由位置，当在所述供应接口处没有供应压缩空气时所述分开的封闭元件通过所述弹性装置的弹力而被压到用于所述止回阀的密封座上。
[0017] 在具有分开的封闭部件的上述阀的替代构型中，提供了单一密封座，其中在所述封阻位置，所述封闭元件经由所述弹性装置在所述分开的封闭部件上施加力，以便由此将所述分开的封闭部件压到所述单一密封座上并封阻所述供应接口，并且其中在所述自由位置，当在所述供应接口处没有供应压缩空气时所述分开的封闭元件通过所述弹性装置的弹力而被压到所述单一密封座上。通过此变体，可以通过将仅仅一个密封座既用于阀的封阻位置又用于止回阀的功能来实现阀的紧凑构造。
[0018] 在另一变体中，所述弹性装置被安排在所述封闭元件上的第一止挡件与所述分开的封闭部件上的第二止挡件之间，并且因此实现所述弹性装置的力到所述封闭元件和所述封闭部件两者的简单传递。
[0019] 在另一构型中，所述分开的封闭部件在面向所述供应接口的末端处是球形或锥形，因此实现了有效的密封。
[0020] 在有利的改进中，所述分开的封闭部件具有延续部，所述延续部背向所述供应接口延伸，并且所述封闭元件在所述封阻位置压靠所述延续部，以便阻止经由所述供应接口供应压缩空气。所述延续部例如可以配置为销或杆。优选地，所述延续部至少部分地在所述封闭元件的孔中被引导。可替代地或另外地，所述延续部至少部分地延伸穿过所述弹性装置。这使得可以确保所述延续部或所述弹性装置的稳定引导。
[0021] 在另一实施例中，在所述供应接口处提供单一密封座，并且所述致动器的封闭元件的至少一部分表示所述止回阀的封闭部件，也就是说，所述封闭部件属于所述封闭元件并且能够与其一起移动。在此背景下，在所述封阻位置，所述封闭部件的密封面压靠所述单一密封座。同样地，在所述自由位置，当在所述供应接口处没有供应压缩空气时，所述封闭部件的密封面压靠所述单一密封座。通过将所述封闭部件整合到所述封闭元件中，本发明的此变体实现了节省空间的构造。
[0022] 在刚刚描述的实施例的优选变体中，所述封闭元件包括第一部分和与所述第一部分分开的第二部分，所述弹性装置被安排在所述第一部分与所述第二部分之间，其中所述第二部分形成所述止回阀的封闭部件。
[0023] 除了上述阀之外，本发明还涉及一种用于气动调节交通工具中的座椅的设备，其中所述设备包括多个气囊，所述气囊的填充和排
空调节所述座椅。每个气囊指配有根据本发明的可分开切换的阀，其中所有所述阀经由它们各自的供应接口连接到共同压缩空气供应装置，并且每个气囊连接到其相关联的阀的排放接口。
[0024] 在特别优选的实施例中，上述气动座椅调节系统与根据本发明的阀的包括第一和第二排放接口的上述变体相结合。在此背景下，所述第一排放接口是工作接口，相应气囊连接到所述工作接口以便用来自所述压缩空气供应装置的压缩空气进行填充。相反地，所述第二排放接口是用于使相应气囊排气的排气接口。在此座椅调节系统中，并且当所述阀被适当地配置时，所述阀中的一部分可以切换到封阻位置(即排气位置)，而所述阀中的另一部分被填充。
[0025] 在刚刚描述的实施例的优选变体中，每个阀的致动器被配置成使得在所述封闭元件的封阻位置，所述致动器在所述供应接口上施加一定压力，所述压力相比于在所述封闭元件的自由位置在所述供应接口处没有供应压缩空气时在所述供应接口上所述止回阀作用在所述供应接口上的压力提高了所述气囊的最大可允许填充压力。在气囊的一部分正在填充并且至少一个气囊正在排气的切换位置，通过此变体，借助于正在排气的气囊的阀，可以实现过压阀或限压阀。具体地，如果气囊的填充压力超过最大允许填充压力，则正在排气的气囊的阀切换到自由位置，并且因此防止当前正在填充的气囊爆裂。
[0026] 以下将基于
附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。
附图说明
[0027] 在附图中：
[0028] 图1示出了使用根据本发明的阀的气动座椅调节系统的连接图；
[0029] 图2至图4示出了根据本发明的阀的第一实施例处于不同的切换位置的截面视图；
[0030] 图5至图6示出了根据本发明的阀的第二实施例处于不同的切换位置的截面视图；
[0031] 图7和图8示出了根据本发明的阀的第三实施例处于不同的切换位置的截面视图；并且
[0032] 图9至图11示出了根据本发明的阀的第四实施例处于不同的切换位置的截面视图。
[0033] 下面参照在通过气囊来气动调节
机动车辆中的座椅的设备中所使用的气动阀对本发明进行说明。然而，根据本发明的阀还可以用于任何其他气动应用中。
具体实施方式
[0034] 图1示出了机动车辆座椅的相应气动座椅调节系统的连接图。气动座椅调节系统包含
压缩机形式的压缩空气供应装置2，所述压缩空气供应装置经由压缩空气管线和插入阀1连接到两个气囊3和4。在此背景下，气囊被整合到机动车辆座椅中并且例如用作腰部
支撑件。每个阀1包括止回阀5和另外的两位三通阀，所述两位三通阀具有进气接口6、通向气囊的工作接口7、以及排气接口8。在此背景下，阻尼器9被整合到排气接口中。尽管图1中所示的气动设置本身是已知的，但止回阀和两位三通阀的功能现在以特殊方式整合到单一气动阀1中，如下面更详细地说明的。
[0035] 在图1的气动座椅调节系统中，这两个两位三通阀可以彼此分开地切换。在相应的两位三通阀的封阻位置，其中气囊3或4排气，此阀用于在进气接口6上施加压力，所述压力高于当两位三通阀处于自由位置时(也就是说，当进气接口6连接到工作接口7时)止回阀5抵抗压缩空气供应装置2的压缩空气所施加的压力。
[0036] 这种压力选择的结果是，在一个气囊排气的同时可以填充另一个气囊。为此目的，待填充的气囊的两位三通阀被切换到自由位置，从而导致通过克服止回阀的闭合力将压缩空气供应到所述气囊。相比之下，待排气的气囊的两位三通阀处于封阻位置，其特征在于压缩空气供应装置的压缩空气不能打开所述两位三通阀，除非超过预定义的最大填充压力。因此，相应气囊的排气过程可以与另一个气囊的填充过程并行进行。
[0037] 下面对根据本发明的气动阀1的可用于图1的座椅调节系统的各种变体进行说明。在此背景下，所有变体都享有如下事实：图1的切换机构中的两位三通阀的功能是通过使用电磁致动器来实现的，也就是说，所述阀是螺线管阀。
[0038] 根据图2至图4的实施例，气动阀1包括形成空气室的气密壳体10，其中磁轭23的外面形成壳体的一部分。包括电枢11的电磁致动器被
定位在壳体中，电枢由
磁性材料制成并且可在
水平方向上移动。为了移动电枢，在电枢周围安排有线圈13，线圈又由上述磁轭23围绕。在阀壳体10中提供进气接口6，进气接口连接到图1的压缩空气供应装置2。此外，壳体包含通向相应气囊3或4的工作接口7、并且还包含排气接口8，阻尼器9被定位在排气接口中。
[0039] 在图1的示例性实施例中，止回阀5由球15和螺旋弹簧14构成，其中螺旋弹簧14的弹簧力将球15压靠在进气接口6中所提供的密封座17。除了此密封座17之外，进气接口包括另一密封座16。此密封座与密封垫12相互作用，密封垫形成在电枢11的右侧、并且在阀的封阻位置压靠密封座16。此外，另外的密封垫12'被提供在电枢11的相反侧、并且在电枢或致动器的自由位置压靠排气接口8的密封座并因此封阻此接口。
[0040] 图2至图4的实施例以及下面说明的所有其他实施例的特征在于，止回阀5的弹簧14还承担为电枢11产生回复力以便将电枢从封阻位置移动到自由位置的功能，如将在下面更详细地说明的。
[0041] 图2示出了阀1的自由位置。在此位置，没有向线圈13供应电流，并且结果是弹簧14使电枢11压靠排气接口8。在此位置，密封垫12被顶离进气接口6的密封座16，从而压缩空气通过克服止回阀5的闭合力而可以流过进气接口6、工作接口7和与其连接的管线、并且进入相应气囊。这一点通过图3而变得清楚明了。此图类似于图2示出了阀的自由位置，但是现在通过相应的箭头P指示了压缩空气的流通。如可看到的，压缩空气通过克服由弹簧14产生的力来打开止回阀5。
[0042] 为了将阀从图2所示的自由位置切换到封阻位置，向线圈13供应电流。这在电枢11上产生吸引力，所述吸引力抵抗弹簧14的力而向右拉动电枢，直到电枢以其密封垫12抵靠进气接口6的密封座16。图4中展示出了此封阻位置。如可看到的，进气接口6现在是关闭的，而由于电枢11的向右移动，排气接口8打开。因此，连接到工作接口7的气囊可以经由排气接口8排气，如图4中的相应箭头P所指示的。
[0043] 如果通过中断向线圈13的电流供应来结束阀的封阻位置，则弹簧14推动电枢11回到自由位置。因此，弹簧除了其产生止回阀的闭合力的功能之外还具有产生用于电枢的回复力的功能。将弹簧用于阀的两种不同功能使得可以实现阀的紧凑且具有成本效益的构造。
[0044] 图5和图6示出了根据本发明的阀的第二实施例的截面视图。在这些图中，并且还在其他实施例的图中，相同的部件用相同的附图标记表示，并且将不重复此类部件的功能的详细说明。图5再次示出了阀1的自由位置。图5的阀与图2的阀的不同之处基本在于省去了进气接口6上的密封座16，并且仅存在密封座17，所述密封座既形成用于止回阀5的密封座又形成用于建立电磁致动器的封阻位置的密封座。由于缺少密封座16，在图5的实施例中，不再需要在电枢11的右侧形成密封垫12。因此，省去了此密封垫，并且电枢与弹簧14直接
接触。
[0045] 在图5的自由位置，再次没有向线圈供应电流。在此背景下，弹簧14使电枢11的左侧密封垫12'压靠排气接口8。当供应压缩空气时，并且当止回阀的闭合力被克服时，再次建立了从所连接的压缩空气供应装置经由阀1到气囊的压缩空气路径。
[0046] 图6示出了图5的阀的封阻位置。为了采用封阻位置，向线圈13供应电流，并且由此电枢11抵抗弹簧14的力向右移动，并且排气接口8被释放。在向右移动时，电枢11经由中间的弹簧14使止回阀5的球15压靠密封座17。由于电枢的闭合力大于止回阀的闭合力，这在进气接口6处可靠地封阻阀以阻止压缩空气。
[0047] 当不再向线圈供应电流时，弹簧14再次用作
复位弹簧，以产生相应的回复力，使得电枢是移动回到图5所示的位置。相比于图2的实施例，图5的实施例具有的优点在于，因为在进气接口中仅需要形成一个密封座，并且因为可以省去位于电枢的一侧的密封垫，所述阀具有简单的构造。
[0048] 图7和图8示出了根据本发明的阀的第三实施例。此实施例与其他实施例的不同之处尤其在于，使用挺杆15'代替球15作为止回阀的封闭部件。挺杆的密封面由在挺杆15'的右端的锥形或渐缩区段18构成。圆柱形区段19邻接此区段。进而，呈导向销20形式的延续部从此圆柱形区段延伸。
[0049] 与其他实施例的球15一样，挺杆15'优选地制成注塑模制的塑料零件。在此背景下，有利的是，挺杆具有截头锥形密封面，因为这允许将相关联的注塑模制工具的分型面安排在
密封线的外部，从而使得可以在密封座17处实现改进的密封。
[0050] 相比于其他实施例，在图7的电枢11中，在其右侧，还存在两个孔21和22。在此背景下，孔21比孔22具有更大的直径。孔21接纳弹簧14的一部分。在此背景下，延续部20延伸穿过弹簧14的内部，延续部的左侧区段延伸到较小直径的开口22中。这实现了弹簧和挺杆的恰当引导。这使得可以建立弹簧14的更平坦的特性线和/或更精确的弹簧力，并且避免挺杆的倾斜以及密封座处的相关联的不令人满意的密封。
[0051] 图7的实施例的挺杆15'和其他实施例的球15均优选地整体由均匀的弹性材料制成。然而，当使用挺杆15'时，还可以将截头锥体18和圆柱体19由柔软的弹性材料构成，而延续部20由硬质部件构成。此类型的挺杆可以制成双组分注塑模制零件。
[0052] 图7再次示出了当没有向致动器供应电流时阀的自由位置。在此背景下，电枢11的密封垫12'压靠排气接口8。而且，只要没有经由进气接口6供应压缩空气，挺杆15'的截头锥体18就抵靠密封座17。当供应压缩空气时，止回阀的闭合力被克服，从而使挺杆15'向左移动并且因此更深地进入开口22。因此，进气接口被释放，并且压缩空气可以从压缩空气供应装置流动到所连接的气囊中。
[0053] 当向致动器供应电流时，采用如图8所示的封阻位置。在此背景下，电枢11被线圈13的吸引力向右拉曳，使得排气接口8被释放。此外，电枢经由开口22的底部压靠延续部20的末端，从而在密封座17处实现增大的闭合力，并且因此封阻进气接口6。
[0054] 图9至图11示出了根据本发明的阀的第四实施例。此实施例与前述实施例的不同之处在于，止回阀的在其他变体中采用分开的部件15或15'形式的封闭部件现在是电枢11的组成部分。为此目的，电枢11分成左侧半部11'和右侧半部11"。在此背景下，右侧半部11"在致动器的自由位置采用止回阀的封闭部件的功能。止回阀的弹簧14被安排在这两个电枢半部11'和11"之间。为此目的，两个相对的圆柱形孔21形成在电枢半部11'和11"的相互相对的端面中。
[0055] 图9示出了当没有向线圈供应电流时阀的自由位置。在此背景下，弹簧14使左侧电枢半部11'以其密封垫12'压靠排气接口8。此外，弹簧14还产生止回阀的闭合力，因为弹簧使右侧电枢半部11"的密封垫12压靠在进气接口6的前端处所提供的密封座17。在图9的自由位置填充气囊的过程中，通过压缩空气供应装置的压缩空气打开右侧电枢半部11"，并且空气流动到所连接的气囊中，如图10中用相应箭头P所指示的。
[0056] 为了使气囊排气，向线圈13供应电流，结果是线圈的磁力抵抗弹簧14的力而将这两个电枢半部11'和11"拉到一起，使得来自气囊的空气可以经由排气接口8逸出，如图11中用指示了当将向线圈供应电流时的切换状态的箭头P所表示的。同时，通过磁气隙的适当安排，这两个电枢半部11'和11"被拉曳抵靠进气接口6的密封座17，使得密封座由密封垫12封闭。在此背景下，与没有向线圈供应电流的状态相比，密封座17上的力显著增大。
[0057] 图9至图11中的上述阀的操作原理是通过在电枢的移动过程中保持基本恒定的排气侧气隙来实现的，并且因此在电枢上不产生力。然而，电枢11突伸超出磁轭23，使得总是存在足够的重叠。在向线圈供应电流之后，中间气隙基本上减小到零，并且因此在这两个电枢半部之间产生吸引力。在静止状态下，右侧气隙明显小于中间气隙，并且因此在右侧电枢半部上施加比这两个电枢半部之间的初始吸引力更大的力(朝向右侧定向)。因此，右侧电枢半部11"将其密封面12压靠进气侧密封座17。在此背景下，图9至图11的实施例具有使得可以实现阀的特别紧凑的构造的优点，因为电枢也承担止回阀的封闭部件的功能。
[0058] 如上文已经提及的，根据本发明的阀的先前描述的变体可以用在图1的气动座椅调节系统中。在此背景下，电枢的所需打开压力(也就是说其闭合力)在阀的封阻位置明显高于止回阀的打开压力。在一个优选变体中，阀1被配置成使得当通过向线圈供应电流而转变到封阻位置时，由致动器施加在进气接口的相应密封座上的压力增加了气囊的最大准许填充压力。换言之，在启用所述阀时，止回阀的打开压力升高了气囊的最大准许填充压力。这在图1的座椅调节系统填充一个气囊而另一个气囊被排气的情况下具有特别的优点。在这种情况下，正在排气的气囊的处于封阻位置的止回阀用作过压阀或限压阀。在此背景下，如果超过了正在填充的气囊的最大准许填充压力，则这导致另一气囊的阀的进气接口被释放，从而防止正在填充的气囊爆裂。
[0059] 如上文所阐述的，所描述的根据本发明的阀的变体用于包括两个气囊的气动机构中。然而，所述机构还可以包含另外的气囊，每个气囊由根据本发明的相应阀控制。在此背景下，当这些阀被适当配置时，只要在填充气囊时至少一个气囊被排气，在这样的机构中就也可实现上述优点，即正在排气的气囊的阀用作过压阀或限压阀。
[0060] 本发明的上述实施例具有许多优点。特别是，弹簧的用于为两位三通阀提供回复力和用于为止回阀提供闭合力的双重功能使得可以实现阀的紧凑构造并降低生产成本。此外，气动座椅调节系统中的阀的适当配置用于提供合适的过压保护。此外，根据本发明的阀由于其节省空间的构型而能够以比常规切换阀以更轻型的方式安装。
[0061] 附图标记清单
[0062] 1 阀
[0063] 2 压缩空气供应装置
[0064] 3、4 气囊
[0065] 5 止回阀
[0066] 6 进气接口
[0067] 7 工作接口
[0068] 8 排气接口
[0069] 9 阻尼器
[0070] 10 空气室
[0071] 11 封闭元件
[0072] 11'、11" 封闭元件的部分
[0073] 12、12' 密封面
[0074] 13 线圈
[0075] 14 弹簧
[0076] 15 球
[0077] 15' 挺杆
[0078] 16、17 密封座
[0079] 18 截头锥体
[0080] 19 圆柱形区段
[0081] 20 延续部
[0082] 21、22 孔
[0083] 23 磁轭
