專利名稱：流體控制裝置及其在汽車中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有至少一個壓電閥的流體控制裝置，該壓電閥具有一個閥殼和至少一個在其中構(gòu)成的閥室，閥室內(nèi)布置有一個彎曲變量器單元，后者包括兩個薄片狀的、 縱側(cè)并列的并通過電驅(qū)動可在相互平行的偏轉(zhuǎn)平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)的彎曲變量器且在其后側(cè)端部具有一個引起彎曲變量器剛性連接的支承段，其中該變量器單元通過該支承段可圍繞一根垂直于偏轉(zhuǎn)平面延伸的旋轉(zhuǎn)軸相對于閥殼旋轉(zhuǎn)，每個彎曲變量器跨越一個單獨的可通過它控制的閥口延伸，且這些閥口像另一個不受該扭變器單元控制的閥口一樣，都流入閥室，而且每個彎曲變量器為了占據(jù)一個由它所控制的閥口的關(guān)閉位置都可支撐在一個相應(yīng)閥口框定的閥座上。此外，本發(fā)明涉及該流體控制裝置在汽車中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
汽車的座椅越來越多地配置有舒適性功能尤其是乘員的按摩功能。這種按摩功能是通過集成在相應(yīng)座椅內(nèi)的氣墊交替地充氣和排氣把或強或弱的壓力逐點地交替作用到例如人體的背部來實現(xiàn)的。相關(guān)的措施在考慮不斷提高要求逐點能耗低的情況下應(yīng)當(dāng)很有效地起作用。
EP 1 207 329 Bl業(yè)已提出一種上述的那類原則上適用于上述使用目的的流體控制裝置，該裝置的核心部件是一個帶有一個U形彎曲變量器單元的特別壓電閥，該變量器單元具有兩個單獨可控的彎曲變量器并借助這兩個變量器的剛性連接所引起的支承段而可旋轉(zhuǎn)地支承在閥殼中。每個彎曲變量器都突出于一個由它控制的閥口，在處于關(guān)閉位置時，該變量器緊貼在閥座上。通過這兩個變量器的同時的、反向的致動可使兩個作為供氣閥口和作為放氣閥口構(gòu)成的可控閥口交替地與一個流入相同閥室的第三閥口連通，這個第三閥口指的是一個可連接到一個被控用戶的工作閥口。所以這個熟知的壓電閥可作為開關(guān)閥或作為例如帶有3/3功能的連續(xù)閥使用，其特殊結(jié)構(gòu)引起彎曲變量器的行程增加，從而可打開大的通流橫截面并提供大的流量。
EP 1 207 329 Bl也描述了一種作為2/2換向閥工作的壓電閥，其中只有一個彎曲變量器對應(yīng)一個可控的閥口，另一個彎曲變量器則只用來支持加大偏轉(zhuǎn)行程。但由于結(jié)構(gòu)比較簡單，在某些由普通彎曲變量器提供的偏轉(zhuǎn)行程足夠的情況中，只用帶有一個彎曲變量器的壓電閥也是無關(guān)宏旨的。為了控制多個用戶，勢必要用多個這種簡單的壓電閥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種在尺寸緊湊情況下實現(xiàn)有效控制多個用戶的流體控制
ο 為了實現(xiàn)這個目的，與上述特征有關(guān)的本發(fā)明流體控制裝置具有如下特點未被控制的閥口是一個用于供入被控氣流的供氣閥口，而可控的閥口則分別以至少一個壓電閥確定兩個各帶有一個2/2換向閥功能的閥單元方式構(gòu)成一個單獨的、可與被控用戶連通的工作閥口。
彎曲變量器單元按這種方式用其裝在同一個閥室中的彎曲變量器分別扭行一個單獨的2/2閥功能，這種功能屬于特殊的安全考慮。通過彎曲變量器單元的相應(yīng)控制，可實現(xiàn)兩個彎曲變量器同時占據(jù)關(guān)閉位置，或這兩個彎曲變量器之一有選擇地偏轉(zhuǎn)到一個對應(yīng)于工作閥口的或大或小敞開著的開啟位置，而另一個彎曲變量器則同時保持在關(guān)閉位置。 換言之，壓電閥可按下列有利方式進行工作在兩個工作閥口的同時有效開通可能被關(guān)斷的情況下，這兩個彎曲變量器或者同時占據(jù)一個關(guān)閉相應(yīng)工作閥口的關(guān)閉位置，或者單個地偏轉(zhuǎn)到一個由對應(yīng)閥座升起的打開位置。其特別的安全意義在于，在兩個彎曲變量器的無意中引起同時啟動或電控制的情況下，這兩個彎曲變量器都不會運動到打開位置，因為后側(cè)的支承段以其對兩個彎曲變量器相對于閥殼的鉸接支承和同向的撓度不會對彎曲變量器的偏轉(zhuǎn)提供相對于閥殼的所需支撐。
這種方案的另一優(yōu)點在于，壓電閥由于彎曲變量器單元的特殊結(jié)構(gòu)和支承幾乎可完全補償溫度引起的材料膨脹，所以在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi)保證了彎曲變量器在關(guān)閉位置內(nèi)的密封性。
因此，與帶有端部剛性固定的彎曲變量器的常規(guī)壓電閥相比，即使在點狀的安裝容積中也有諸多優(yōu)點，因為兩個組成彎曲扭變器單元的彎曲變量器可很節(jié)省空間地放置在同一個閥室中。經(jīng)濟效益也相當(dāng)可觀，因為只需安裝一個連成一體的彎曲變量器單元以取代兩個單獨的彎曲變量器，因而無需繁復(fù)的調(diào)節(jié)措施。
該流體控制裝置特別有利于用在汽車中尤其是配有至少一個作按摩用的座椅的汽車中，而且有利于在這種汽車中減輕可觀的重量。作為用戶的汽車座椅的氣墊可連接到一個或多個壓電閥的工作閥口上，然后按規(guī)定的操作模式將壓縮空氣充入這些氣墊。鑒于上述的安全功能，絕不可同時操作那些連接在同一個壓電閥的工作閥口上的氣墊。
本發(fā)明的其它有利改進可從各項從屬權(quán)利要求中得知。
至少一個壓電閥應(yīng)配置彈簧裝置來把兩個彎曲變量器預(yù)置在其相應(yīng)的關(guān)閉位置內(nèi)，這樣就保證了可靠的“正常關(guān)閉”功能而與該壓電閥在使用時規(guī)定的空間取向無關(guān)。也對閥室中不存在過壓的情況給出了明確的關(guān)閉位置。
雖然EP 1 207 329 Bl提出的壓電閥原則上也可通過彈簧裝置把兩個彎曲變量器預(yù)置到一個確定的位置，但不兼有兩個工作閥口同時實現(xiàn)關(guān)閉位置。
彈簧裝置宜這樣設(shè)計和配置，使其一方面在閥殼和另一方面直接在兩個彎曲變量器的任一個之間起作用。為此特別要設(shè)置大小相等的彈力，以便兩個彎曲變量器保持相同的操作特性。
由于彎曲變量器保證其2/2控制功能需要一個只是一側(cè)相互同方向或相同取向的偏轉(zhuǎn)，建議用所謂的單晶結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)成本低的彎曲變量器。在這種情況下，也是適合跨越支承段的一層襯底在兩個彎曲變量器的范圍內(nèi)分別只在一側(cè)即閥座對面的一側(cè)配有一層或多層電壓晶體，而該襯底的另一側(cè)則可不配置或配置一層用于補償熱膨脹的匹配層。當(dāng)然，一個或兩個彎曲變量器都用雙晶結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)原則上是完全可能的。
特別是在單晶結(jié)構(gòu)時，下述的方案是有利的，即相應(yīng)的壓電晶體在需要時可用不同的電極性進行控制，以便由此交替地實現(xiàn)壓電晶體位移到打開位置所引起的縮短和長度延伸，后者例如可用來在保持關(guān)閉位置的情況下引起彎曲變量器在閥座方向內(nèi)的偏轉(zhuǎn)并由此通過支承段產(chǎn)生的剛性連接引起另一個彎曲變量器的開啟行程的增加。
支承段支撐到它的可旋轉(zhuǎn)的支承上并為了確定旋轉(zhuǎn)軸最好支撐在外殼堅硬的支撐裝置上，并通過彈簧裝置把它壓緊到支撐裝置上。支撐裝置特別引起一種點狀的和/或線狀的支承，所以該支承段可進行順暢的翻轉(zhuǎn)運動，后者最終引起彎曲變量器單元的旋轉(zhuǎn)。
該流體控制裝置可配置一個或多個本發(fā)明壓電閥，視使用場合而定。在存在多個壓電閥的情況中，例如可以是一個電池式的獨立裝置，但全部壓電閥也可擁有一個共同的閥殼，該閥殼配有多個分別容納一個彎曲變量器單元的閥室。
由于這兩個集成在一個壓電閥中的閥單元分別只具有一個2/2閥功能，所以在連接的用戶降壓時必須用一個單獨的、與該用戶并聯(lián)的閥或者最好利用一個附加的串聯(lián)至少一個壓電閥的控制閥裝置，一個或多個壓電閥用其供氣閥口連接到該控制閥裝置的工作接口上，且該控制閥裝置可使該工作接口或者與壓力源尤指壓縮空氣源或者與壓力降尤指大氣連通。這樣，多個壓電閥的共同的統(tǒng)一的供氣和排氣就可只通過一個唯一的控制閥裝置來完成，從而在控制可能性方面自然也帶來了諸多明顯的好處。
不論至少一個壓電閥還是在必要時設(shè)置的控制閥裝置都可有選擇地設(shè)計來執(zhí)行一個純數(shù)字的控制功能或者實現(xiàn)帶有無級可變的預(yù)定開啟截面。結(jié)合例如一個合適的壓力傳感器裝置還可實現(xiàn)壓力控制的運行。特別是就這點而言，該流體控制裝置還適合配置一個執(zhí)行協(xié)調(diào)所需的電子控制裝置。


下面結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖表示 圖1本發(fā)明流體控制裝置與一輛未詳細(xì)示出的汽車有關(guān)的一個優(yōu)選實施方式的示意圖，其中只示出了兩個大量配置的壓電閥； 圖2圖1所示流體控制裝置的一個壓電閥的部分示意圖； 圖3沿著剖面線III-III剖開的圖2壓電閥的分段縱剖面； 圖4沿著圖3剖面線IV-IV剖開的壓電閥的橫截面； 圖5兩個彎曲變量器同時處于關(guān)閉位置狀態(tài)下的壓電閥縱斷面示意圖； 圖6和7在另一個彎曲變量器同時位于關(guān)閉位置時交換了角色的那個彎曲變量器在打開位置情況下的同一個壓電閥。
具體實施例方式圖1表示流體控制裝置1作為汽車10的緊湊的座椅布置的一種優(yōu)選方案。從示意圖中可以看出，汽車10的座椅2配有多個可用流體啟動的用戶3，這里的用戶例如指的是氣墊4。
氣墊4例如均布在汽車座椅2的靠背中，即按人體工程學(xué)合適的分布模式分布。每個氣墊4都可用壓力源5提供的壓縮空氣或多或少地吹得鼓起來，視充滿度而定。不再需要的空氣可排到壓力降尤指排放到大氣R，這樣就使氣墊4的容積重新減小。通過氣墊4的相互配合的充氣和排氣可把按摩作用施加到使用座椅2的乘員身上。
每個用戶5都有至少一個工作室6與壓力介質(zhì)的供入和排出用的工作管道7連接。
原則上用戶3至少一部分也可以是另一種用流體力驅(qū)動的裝置例如氣動缸形式的伺服驅(qū)裝置。
壓力源5在本實施例中是汽車內(nèi)的一個由未示出的壓縮機供氣的現(xiàn)成的空氣存儲器。
為了控制工作室6的流體供入，流體控制裝置1在本實施例中配有多個壓電閥8， 圖中只示出了其中的兩個壓電閥。圖1只示出了壓電閥8的功能，而圖2至7則以不同的視圖示出了結(jié)構(gòu)相同的壓電閥8的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。
每個壓電閥8都兼有兩個分別具有獨立的2/2換向閥功能的閥單元14a、14b的功能。每個閥單元14a、14b對應(yīng)一個由兩個在壓電閥8的閥殼11上構(gòu)成的工作閥口 12a、12b。 借助用戶3之一的工作管道7之一連接到這兩個閥口上。此外，兩個閥單元14a、14b共同對應(yīng)一個同樣布置在閥殼11上的供氣閥口 13，通過它把要輸送到用戶3的壓力介質(zhì)供入壓電閥8中，此外，這個供氣閥口在本實施例中也用來把不再需要的壓力介質(zhì)從連通的用戶3 排出。
每個壓電閥8的閥殼11框定一個閥室15，在該閥室中容納每個閥單元14a、14b的閥開關(guān)元件16，所以兩個閥開關(guān)元件16都安置在同一個閥室15中。供氣閥口 13和兩個工作閥口 lh、12b流入同一閥室15。每個閥開關(guān)元件16都能關(guān)斷或開通在供氣閥口 13及其對應(yīng)的工作閥口 1 或1 之間的流體連通，視開關(guān)位置而定。
此外，流體控制裝置1宜配置一個置于壓電閥8之前的特別是電操作的控制閥裝置17，該控制閥裝置在本實施例中配有3/3換向閥功能并在出口側(cè)配有工作接口 18，后者一宜通過一根共同的控制線22-連接到多個壓電閥8的同時全部的供氣閥口 13上。但控制閥裝置同樣可具有3/2換向閥的功能。
所有全部壓電閥8原則上都可連接到同一個控制閥裝置17上。當(dāng)然，如果壓電閥 8在功能上組成若干個分別連接到一個獨立的控制閥裝置17上時，可以改變運行方式。在這種情況下，這些控制閥裝置17以及壓電閥8都宜相互獨立地并特別是按要求的流程圖進行電控制和啟動。
流體控制裝置1宜為至少一個壓電閥8和至少一個控制閥裝置17的電控配置一個電子控制裝置23。在該電子控制裝置中可為壓電閥8和控制閥裝置17的不同操作模式存入可從外部一在24用箭頭示出部位一通過指令輸入單個調(diào)用的執(zhí)行程序。指令輸入M 例如可通過汽車內(nèi)的一個開關(guān)裝置或顯示器來完成。
控制閥裝置17除了它的工作接口 18外，最好還具有一個與壓力源5連接的供氣接口 25以及一個與壓力降R連接的排氣接口 26?？刂崎y裝置17可占據(jù)三個位置，其中，在圖示關(guān)閉位置內(nèi)，供氣接口 25和排氣接口沈的工作接口 18都是關(guān)閉的，所以在控制線22 中和所連接的元件中，壓力介質(zhì)被關(guān)斷。在另外兩個可能的工作位置內(nèi)，工作接口 18或者與供氣接口 25或者與排氣接口沈連通，以便壓力介質(zhì)供入壓電閥8的供氣閥口 13或從該處排出。很明顯，控制閥裝置17的瞬時開關(guān)位置只對那個通過一瞬間位于打開關(guān)位置的閥單元1 或14b與供氣閥口 13流體連通的用戶3起作用。所以可對這兩個連接在同一個壓電閥8上的用戶相互獨立地進行流體控制。
這個實施例的控制閥裝置17設(shè)計成連續(xù)閥控制裝置。從而也可設(shè)定中間位置，以使開啟的流體橫截面無級地變化。按此方式可設(shè)置或甚至可調(diào)節(jié)在供氣閥口 13上存在的瞬時壓力。為了實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)，宜在工作接口 18或在從該處引出的控制線22上連接一個壓力傳感器裝置27，后者則與電子控制裝置23連接并將測定的測量值或已處理的值提供給該電子控制裝置。在此基礎(chǔ)上，電子控制裝置23便可這樣驅(qū)動和定位控制閥裝置17，即在供氣閥口 13上存在一個恒定的或按預(yù)定模式變化的流體壓力。
當(dāng)然，控制閥裝置17也可設(shè)計成實現(xiàn)純數(shù)字開關(guān)功能的簡單的開關(guān)閥裝置。
電子控制裝置23宜一通過虛線示出的箭頭21-連接到每個壓電閥8，以便向該壓電閥提供它的運行所需的控制信號。對控制閥裝置17的其余可比性也適用于壓電閥8，即這些壓電閥可作為開關(guān)閥或連續(xù)閥一也叫做“比例閥” 一使用。對壓電閥8來說存在著這樣的獨特優(yōu)點其結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)兩種使用方式，并由此可預(yù)先給定電控制方式的實際使用形式。這樣就可借助廣泛的因素實現(xiàn)壓電閥8和控制閥17的多種多樣的相互配合的運行方式。
壓電閥8按這個實施例實現(xiàn)的有利方案特別是從安全性的角度考慮也證明是特別有利的。下面借助圖2至7來詳細(xì)說明這個方案。但在這里要指出的是，壓電閥8也可不按圖1所示的具體線路布置進行工作，特別是也可作為具有兩個2/2閥單元14a、14b的組合功能的單個閥使用。
在壓電閥8中的兩個閥開關(guān)元件16各由一個薄片形的第一或第二彎曲變量器 28a、28b組成。這兩個彎曲變量器28a、28b是一個最好基本上為U形的彎曲變量器單元32 的固定組成部分，其兩個并排平放的邊構(gòu)成這兩個彎曲變量器。在未操作的起始狀態(tài)中，彎曲變量器單元32在一個主平面33內(nèi)延伸，兩個彎曲變量器28a、28b的同時平行的縱軸37 平行于該主平面延伸。換言之，兩個彎曲變量器28a、28b最好縱側(cè)并排地、最好相互不接觸地延伸，因此其間保留一個把它們相互隔開的縫隙34。
彎曲變量器28a、28b終止在其在圖2和圖3中向右指的前端部區(qū)域，而后面則是它們借助一個抗彎的、特別是板形的支承段35相互固定連接以構(gòu)成彎曲變量器單元32。
兩個彎曲變量器可設(shè)想為從支承段35伸出的桿臂，當(dāng)離支承段35 —定距離垂直于主平面33把一個力作用到這兩個桿臂之一上時，就可通過位于其間的支承段35把一個同向的扭矩作用到另一個彎曲變量器上。
也可把彎曲變量器單元32設(shè)想成一塊板，在該板內(nèi)切入一條構(gòu)成縫隙34的縱縫。
彎曲變量器單元32通過支承段35支承在閥殼11中。為此，至關(guān)重要的是，支承段35不是固定不動的，而是以某種方式相對于閥殼11具有一定的旋轉(zhuǎn)自由度，這個旋轉(zhuǎn)自由度可使該支承段總體上實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)并因而使整個彎曲變量器單元32按雙箭頭36相對于閥殼11旋轉(zhuǎn)。這種可能的旋轉(zhuǎn)運動或回轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)軸用39示出。
當(dāng)然，可這樣實現(xiàn)該支承，即彎曲變量器單元32支撐在其主平面33的膨脹方向內(nèi)且不滑動。這可通過未示出的、特別是側(cè)向作用的支撐裝置來實現(xiàn)。
旋轉(zhuǎn)軸39垂直于兩個彎曲變量器28a、28b的相互平行的縱軸37延伸并最好同時平行于主平面33。
旋轉(zhuǎn)軸39例如可借助一根軸或軸頸通過常規(guī)的樞軸來實現(xiàn)。但由于壓電閥8的尺寸很小，推薦仍采用本實施例所實現(xiàn)的支承方式，即在這種支承方式時，彎曲變量器單元 32用其支承段35置于外殼堅硬的支撐裝置38上并通過另一方面同樣支撐在閥殼11上的彈簧裝置42壓到支撐裝置38上，即支撐裝置38和彈簧裝置42從主平面33的方向相反的兩側(cè)作用到支承段35上。
支撐裝置38最好這樣設(shè)計，即在與支承段35的接觸區(qū)域內(nèi)在平行于要求的旋轉(zhuǎn)軸39的方向構(gòu)成一個線狀或點狀的支座。接觸區(qū)域盡可能窄的優(yōu)點是，彎曲變量器單元32 可暢通無阻地翻轉(zhuǎn)以保證旋轉(zhuǎn)運動36。
兩個彎曲變量器^aJSb的電連接用的電導(dǎo)體43從彎曲變量器單元32引出，該電導(dǎo)體按圖1中的箭頭21連接到電子控制裝置23上。
彎曲變量器^a、28b可按熟知的方式分別根據(jù)相反的壓電效應(yīng)這樣致動，即它們按雙箭頭44垂直于主平面33產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)平面45平行于縱軸37并同時垂直于主平面33取向。兩個彎曲變量器^aJSb的偏轉(zhuǎn)平面45相互平行延伸。
這種運行特性用來控制工作閥口 12a、12b的開度。為此，工作閥口 12a、12b這樣定位，即兩個彎曲變量器^a、28b分別用其前端分別跨越一個工作閥口 lh、12b延伸。所以工作閥口 lh、12b位于主平面33的同一側(cè)并面向彎曲變量器單元32。
每個工作閥口 lh、12b都由一個最好凸起構(gòu)成的外殼堅硬的閥座46框定。彎曲變量器單元32則是這樣裝配的，即其每個彎曲變量器^a、28b在未操作的起始狀態(tài)內(nèi)緊貼在與它對應(yīng)的閥座46上并由此占據(jù)一個關(guān)閉位置，對應(yīng)的工作閥口 lh、12b在這個關(guān)閉位置內(nèi)氣密性地關(guān)閉。這為兩個彎曲變量器^a、28b提供一個“正常關(guān)閉”型的功能。為了密封質(zhì)量的最佳化，彎曲變量器^a、28b可配一個密封元件。
此外，彎曲變量器單元32配置的彈簧裝置47 —方面支撐在閥殼11上并在另一方面以一定方式對彎曲變量器單元32施加一定的力，使兩個彎曲變量器^a、28b預(yù)張到關(guān)閉位置，即用預(yù)張力緊貼到閥座46上。
彈簧裝置47原則上可這樣布置，使其作用到支承段35的那個面向彎曲變量器 28a,28b的旋轉(zhuǎn)軸39 —側(cè)的區(qū)域上。但應(yīng)優(yōu)先選用這樣的結(jié)構(gòu)型式，即彈簧裝置47直接作用到彎曲變量器^a、28b上尤其是閥座46的區(qū)域內(nèi)，這樣彈力就直接起關(guān)閉力的作用。
原則上也可不用彈簧裝置47，如果沒有它一例如通過閥室15中存在的流體壓力一也可保證彎曲變量器^a、28b緊貼在閥座46上的話。
每個彎曲變量器^a、28b最好由彈簧裝置47的一個自身的彈簧元件47a、47b進行加載。其作用的彈力特別要求大小相等，這樣關(guān)閉力就是相同的。但也可以有偏差。
其次，對支承段35加載的彈簧裝置42和對彎曲變量器^a、28b加載的彈簧裝置 47可以是一個唯一共同的彈簧單元的組成部分，該彈簧單元從主平面33的一側(cè)作用到彎曲變量器單元32上并對布置在主平面33另一側(cè)上的支撐裝置38和閥座46施壓。
供氣閥口 13同樣流入閥室15，但其開啟截面不取決于彎曲變量器單元32的致動狀態(tài)。
在壓電閥8的準(zhǔn)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，閥室15通過供氣閥口 13連接到壓力源5并由此可供入在大氣過壓力作用下的壓力介質(zhì)尤其是壓縮空氣。除了彈簧裝置47外，流體壓力在關(guān)閉方向作用到彎曲變量器^aJSbi并由此增強關(guān)閉力。
為了把壓力介質(zhì)供給一個連接到工作閥口 12a、12b上的用戶3，相應(yīng)的彎曲變量器^a、28b之一這樣致動，即它從對應(yīng)的閥座46偏轉(zhuǎn)離去。而另一個彎曲變量器則保持不動并對支承段35起支撐元件的作用，所以該支承段不圍繞旋轉(zhuǎn)軸39旋轉(zhuǎn)。從而保證了致動的彎曲變量器從對應(yīng)的閥座46的要求的升程。
兩個彎曲變量器^aJSb中的任一個都可按上述的方式致動，這在另一個彎曲變量器不動的情況下產(chǎn)生的后果是，那個致動的彎曲變量器偏轉(zhuǎn)到打開位置且對應(yīng)的工作閥口 12a、12b開通，以便與供氣閥口 13連接。
如果兩個彎曲變量器^a、28b —度無意地同時在打開方向內(nèi)致動，這種有利的方式不會對實際所處的關(guān)閉位置產(chǎn)生影響。因為彎曲變量器在這里不可能相互支撐，它們雖然有點撓度，但兩個工作閥口 lh、12b保持關(guān)閉。這樣就可避免誤動作，并保證了總是只有兩個工作閥口 Ua、12b之一可同時開通。
圖中所示的單晶結(jié)構(gòu)足可保證彎曲變量器^aJSb的要求功能。為此每個彎曲變量器^a、28b都配置一個壓電的無源襯底48，該襯底只在面離閥座46的一側(cè)配置一個壓電的有源壓電體52，后者可以是單片或多層結(jié)構(gòu)。為了致動設(shè)置有未示出的按熟知的方式與電導(dǎo)體43連接地電極。
如欲補償熱膨脹，則襯底48可在壓電體52對應(yīng)的、面向閥座46的一側(cè)上配置一層在圖2中用虛線示出的匹配層53，該匹配層例如像襯底48那樣用碳纖維和/或玻璃纖維增強的塑料制成。
襯底48也宜整體跨越支承段35，這樣彎曲變量器單元52就成為一個堅固的復(fù)合體。
彎曲變量器^a、28b原則上完全可用雙晶結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。在這種情況中，襯底48兩側(cè)各配一個壓電體52。為了增加那個在開啟方向內(nèi)致動的彎曲變量器的開啟行程，可想像在這種情況中的彎曲變量器^a、28b是鏡像致動的，上述的安全功能仍然保留，因為同時只有一個工作閥口 Ua、12b打開。
很明顯，壓電閥8完全可作為具有工作閥口 12a、12b的開通的開啟截面可變預(yù)置值的連續(xù)閥使用。通過改變所加的控制電壓的值即可有變化地預(yù)先給定偏轉(zhuǎn)行程和在相應(yīng)打開位置內(nèi)相應(yīng)彎曲變量器離閥座46的距離。亦即可無級地實現(xiàn)不同的打開位置，這些打開位置在開通的開啟截面方面是有區(qū)別的，從而改變與連接的用戶3有關(guān)的充氣持續(xù)時間和/或排氣持續(xù)時間。不管發(fā)生充氣過程還是排氣過程，都與控制閥裝置17的開關(guān)位置有關(guān)。但其瞬時開關(guān)位置則只是對那些連接在一個瞬時位于打開位置的閥單元14a、14b上的用戶3起作用。
權(quán)利要求
1.帶有至少一個壓電閥(8)的流體控制裝置，該壓電閥具有一個閥殼(11)和至少一個在其中構(gòu)成的閥室(15)，在閥室(1 內(nèi)布置有一個彎曲變量器單元(32)，該單元包括兩個薄片狀的、縱側(cè)并列的并通過電驅(qū)動可在相互平行的偏轉(zhuǎn)平面0 內(nèi)偏轉(zhuǎn)的彎曲變量器 Q8a、28b)，且在后側(cè)端部具有一個引起彎曲變量器Q8a、28b)剛性連接的支承段(35)，該變量器單元通過該支承段可圍繞一根垂直于偏轉(zhuǎn)平面0 延伸的旋轉(zhuǎn)軸(39)相對于閥殼 (11)旋轉(zhuǎn)，其中，每個彎曲變量器跨越一個單獨的可通過它控制的閥口延伸，且這些可控的閥口向另一個不受變量器單元(3 控制的閥口一樣都流入閥室(15)，且每個彎曲變量器08a、28b)為了占據(jù)一個由它控制的閥口的關(guān)閉位置，都可支撐在一個相應(yīng)閥口框定的閥座G6)上，其特征為那個未控制的閥口是一個負(fù)責(zé)供給被控流體用的供氣閥口(13)，而可控的閥口則分別這樣構(gòu)成一個單獨的、與一個被控用戶(3)連接的工作閥口 (1加、12b)，即至少一個壓電閥⑶確定兩個分別具有2/2換向閥功能的閥單元(Ha、14b)。
2.按權(quán)利要求1的流體控制裝置，其特征為，這兩個彎曲變量器通過彈簧裝置G7)預(yù)張在其關(guān)閉的位置內(nèi)。
3.按權(quán)利要求2的流體控制裝置，其特征為，彈簧裝置07)尤其是用大小相同的彈力作用在閥殼(11)和近鄰的每一彎曲變量器之間。
4.按權(quán)利要求3的流體控制裝置，其特征為，彈簧裝置07)配有兩個分別加載彎曲變量器之一的彈簧元件G7a、47b)并宜與對支承段(3 加載的另一彈簧裝置 (42)組成一個彈簧單元。
5.按權(quán)利要求1至4任一項的流體控制裝置，其特征為，至少一個并最好全部彎曲變量器都是單晶結(jié)構(gòu)。
6.按權(quán)利要求1至5任一項的流體控制裝置，其特征為，支承段(3 放置在外殼堅硬的尤其是引起線狀和/或點狀支承的支撐裝置(38)上而成為可旋轉(zhuǎn)的支承并通過彈簧裝置0 向支撐裝置(38)進行預(yù)加載。
7.按權(quán)利要求1至6任一項的流體控制裝置，其特征為，設(shè)置有多個壓電閥(8)。
8.按權(quán)利要求1至7任一項的流體控制裝置，其特征為，一個或多個壓電閥(8)用其供氣閥口(13)連接到一個附加設(shè)置的控制閥裝置(17)的工作接口(18)，工作接口(18)通過控制閥裝置(17)的相應(yīng)操作可與一個壓力源或壓力降連接。
9.按權(quán)利要求8的流體控制裝置，其特征為，控制閥裝置(17)設(shè)計成連續(xù)閥裝置或開關(guān)閉裝置。
10.按權(quán)利要求8或9的流體控制裝置，其特征為，設(shè)置了一個用來探測控制閥裝置 (17)的工作接口(18)上存在的流體壓力的壓力傳感器裝置(27)，并最好還設(shè)置一個在控制閥裝置(17)和/或至少一個壓電閥(8)控制情況下處理壓力傳感器裝置(XT)的數(shù)據(jù)用的電子控制裝置03)。
11.按權(quán)利要求8至10任一項的流體控制裝置，其特征為，多個壓電閥(8)通過一個共同的控制線02)與控制閥裝置(17)的工作接口(18)流體連通。
12.按權(quán)利要求1至11任一項的流體控制裝置，其特征為，在每個工作閥口(12a、12b) 上都連接了一個特別是由汽車座椅⑵的可吹鼓起來的氣墊⑷構(gòu)成的用戶⑶的自己的工作室(6)。
13.按權(quán)利要求1至12任一項的流體控制裝置，其特征為，該至少一個壓電閥(8)是一個開關(guān)閥或連續(xù)閥。
14.按權(quán)利要求1至13任一項的流體控制裝置，其特征為，該裝置包括汽車的至少一把座椅O)，該座椅配有多個作為用戶(3)的可吹鼓起來的氣墊G)，其中，該至少一個壓電閥(8)用其工作閥口(12a、12b)連接在相應(yīng)的一個可吹鼓起來的氣墊(4)上，而該流體控制裝置宜具有一個電子控制裝置(23)，在該控制裝置中存儲有至少一個控制程序，連接的氣墊(4)可根據(jù)該控制程序按至少一個預(yù)定的流程進行充氣和排氣。
15.按照權(quán)利要求1至14任一項的流體控制裝置用于汽車中。
全文摘要
本發(fā)明涉及流體控制裝置及其在汽車中的應(yīng)用。這種流體控制裝置帶有至少一個壓電閥(8)，該壓電閥裝有一個旋轉(zhuǎn)支承著的、包括兩個彎曲變量器(28a、28b)的彎曲變量器單元(32)，每個彎曲變量器(28a、28b)控制一個可與一個用戶連接的工作閥口(12a、12b)，其中由于這種旋轉(zhuǎn)支承，避免了兩個工作閥口(12a、12b)的同時打開。
文檔編號F16K31/00GK102187135SQ200980141229
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者M·魏因曼, G·芒茨, S·施瓦茨, P·魏布林格, T·米勒, R·凱澤 申請人:費斯托股份有限兩合公司