用于控制到车辆座椅内空气单元的加压空气供给的SMA阀制造技术

本发明专利技术提供用于控制到车辆座椅内空气单元的加压空气供给的SMA阀，包括：阀壳体；阀元件(4)，可移动地悬置在壳体内以在关闭位置与打开位置之间可移动；弹簧元件，适于在所述阀元件上施加偏置力将所述阀元件推压到所述关闭位置；以及·‑SMA线(1)，在固定于所述壳体内的部分与所述阀元件之间延伸，并布置成使得SMA线在超过其阈值温度时的缩短在阀元件上施加力，所述力抵抗所述弹簧元件的偏置力将所述阀元件拉离所述关闭位置；其特征在于，所述阀元件(4)通过连接连杆(10,10')悬置，所述连接连杆(10,10')用其一端连接到阀元件(4)且用其相对端通过铰链(12,12')连接到壳体内的固定部件(8)，使得连接连杆(10,10')能够在分别对应于阀元件(4)的打开与关闭位置的连接连杆的第一与第二位置之间枢转运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于向车辆座椅内空气单元的加压空气供给的SMA阀，包括：阀壳体；阀元件，可移动地悬置在壳体内以能在关闭位置与打开位置之间移动，在关闭位置阀元件密封临靠阀座，这建立阀的关闭状态，在打开位置，阀元件远离阀座移动，对应于阀的打开状态；弹簧元件，适于对阀元件施加偏置力以将其推压到关闭位置，以及SMA线，在固定于壳体内的部分与阀元件之间延伸，并布置成使得SMA线在超过其阈值温度时缩短，对阀元件施加抵抗弹簧元件的偏置力将阀元件拉离关闭位置的力。机动车辆的驾驶员和乘客尤其在驾驶长距离时，通常经受由于就座于车辆座椅内时长期的静态姿势造成的不适。这不仅感到不舒服且造成例如背痛，而且还导致健康的永久性伤害，特别是职业司机，如出租车、卡车和公交车司机。为了提供补救，汽车工业从某时提供具有可调节腰部空气支承和靠垫以及基于气动致动的靠背座椅内的一体式按摩系统。座椅内的腰部支承和靠垫通过向空气单元供给加压空气而充胀空气单元来调节。一旦腰部支承和靠垫达到其所需充胀状态，加压空气供给停止且空气单元关闭。在按摩系统中，座椅靠背内各系列的空气单元顺次充胀和放泄以提供按摩效果。用于车辆座椅的按摩系统例如在US5,135,282A中公开。一些列的空气单元沿公共供给管线设置，该公共供给管线被提供以来自泵的加压空气。为了形成沿从座椅靠背下端处第一单元开始且一个单元接一个单元持续到座椅上端的最后一个单元的该系列的空气单元的传播顺序充胀，设置多个可控阀和控制单元。原理上，有每个空气单元上游的可控阀以允许单独控制每个单元的充胀、放泄，以及控制通气的其它阀。由于按摩系统中各空气单元的数量是相当多的，所以阀的数量也相应地大。类似地，在具有可调节腰部支承和靠垫的车辆座椅中，存在阀来打开空气单元以进行充胀，并在所需充胀状态关闭空气单元。电磁阀技术上非常适合用作车辆座椅的按摩系统和腰部支承以及靠垫系统中的可控阀。通常，在该领域中采用常闭型电磁阀，其中柱塞被弹簧推压，使得柱塞的密封表面被压到阀座上以将阀保持在关闭状态。通过向螺线管供给电源，柱塞通过电磁作用被抵抗弹簧的偏置力而抬离阀座，且当电流供给停止时，柱塞通过弹簧力立即返回到其密封位置。然而考虑到其技术操作以及其操作可通过电源的适当施加而精确控制的情况，这种电磁阀非常合适，这些阀相对昂贵、体积大且重，且因此对于诸如车辆座椅的按摩系统中必须大量采用阀的车辆座椅的应用并非较佳的。另一类型的可控阀是所谓的SMA阀，其中SMA代表“形状记忆合金”。SMA阀包括壳体、作为阀元件的柱塞、将柱塞推压到阀座内关闭位置的弹簧、以及能够作用在柱塞上的致动器，使得致动器在启动时在柱塞上施加力，将柱塞远离阀座移动到打开位置并只要致动器保持启动就将其保持在该位置。在该情况下，致动器包括形状记忆合金制成的金属线，SMA线连接到柱塞和固定在壳体内的部分。这种形状记忆合金在阈值温度下改变其微观结构，使得SMA线在超过阈值温度时缩短。具体来说，SMA材料在室温下处于具有马氏体特性的金属状态，而该结构在约80℃的阈值温度下转变成奥氏体结构。由于该转变，SMA线缩短，其中该缩短提供作用在柱塞上的力以将其移动到打开位置。SMA阀的致动通过向SMA线选择性地供给电源以将其加热到阈值温度并在所需的启动循环内将其保持在该温度，此后终止到SMA线的电源供应以使SMA线冷却到阈值温度以下。SMA阀对于诸如车辆座椅中按摩系统和腰部支承和靠垫的应用具有某些优点，因为它们可设计成具有低重量，这些阀在操作中几乎完全安静并能以相对低的成本设置。另一方面，SMA线以通常高达其长度4％的相对低速率收缩，这对于直接阀控制是不够的。为了使用长度收缩来移动SMA阀的柱塞，需要某种传动以将线的缩短转换成柱塞的纵向运动，其中这种传动可例如通过将SMA线布置成具有相对于柱塞的运动方向的攻角来实现。该传动比(柱塞运动的距离/SMA线的缩短距离)与l/cos(α)成比例，使得对于例如75°，实现约3.9的传动比。例如在DE102005060217Al中描述了一种SMA阀。该SMA阀包括权利要求1的前序部分的特征。该阀具有壳体，作为阀元件的柱塞可移动地悬置于其中，其中柱塞在安装板内被轴向引导并进一步延伸穿过屏蔽壁上的开口。SMA线用其相对两端在间隔开的点固定到安装板，且在其中心位置在高于安装板的高度固定到柱塞，使得SMA线具有等腰三角形的形状，其中从中心部分沿相反方向延伸的SMA线部分形成相同长度的腰，而安装板形成三角形的底边。当SMA线通过供给电源而被加热到高于阈值温度时，SMA线缩短，这导致三角形的两条腰缩短，这又使顶点移动，SMA线连接到柱塞的顶点更靠近安装板，由此柱塞移动到阀的打开状态。柱塞在通孔内被引导进行线性运动，这具有可能由引导孔导致的摩擦力的缺点。此外，形成等腰三角形的SMA线的延伸部与安装板一起导致阀的相对大的横向尺寸，因为两腰之间的角度在该实施例中示出相当大且较佳地为145°，使得线的固定到安装板处相对端点之间的距离相对大。本专利技术的目的是布置一种SMA阀，使得阀元件悬置在壳体内，从而以低摩擦在关闭与打开位置之间可移动。此外，该悬置应允许阀的紧凑设计。该目的通过包括权利要求1特征的SMA阀来实现。在从属权利要求中阐述本专利技术的较佳实施例。根据本专利技术，阀元件通过一端连接到阀元件而其相对端连接到壳体内固定部件的连接连杆来悬置，其中在后一种连接中，铰链能够使连接连杆在连接连杆的分别对应于阀元件的关闭和打开位置的第一和第二位置之间枢转运动。连接连杆例如连接到阀元件的中央部分并以基本上相对于阀元件的纵向方向的直角延伸。这样，阀元件可在通过连接连杆到固定部件连接处的铰链而能够在关闭与打开位置之间移动，并能以这种方式移动而无需其它引导元件且因此没有摩擦。固定部件可例如是细长安装杆，适于可连接到安装板，该安装板固定在阀壳体内。安装板可例如为印刷电路板。在该布置中，阀元件具有平行于安装板定向的其纵向轴线，且其自身方向基本上平行于安装板。该布置之所以较佳是因为其允许阀非常紧凑的设计，因为阀元件不是如现有技术中那样具有垂直于安装板延伸的其纵向方向且不沿该方向移动，而是可靠近安装板设置，且其纵向延伸方向与其平行，使得阀元件沿垂直于安装板方向的延伸可减小。在较佳实施例中，固定部件、连接连杆和可动阀元件由塑料材料一体形成，且铰链是具有弱化材料厚度区域的固态铰链。在较佳实施例中，连接连杆还通过铰链连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制到车辆座椅内空气单元的加压空气供给的SMA阀，包括：阀壳体，阀元件(4)，所述阀元件(4)可移动地悬置在壳体内以在关闭位置与打开位置之间可移动，在所述关闭位置所述阀元件密封抵靠阀座，这建立所述阀的关闭状态，在所述打开位置，所述阀元件远离所述阀座移动，对应于所述阀的打开状态，弹簧元件，所述弹簧元件适于在所述阀元件上施加偏置力将所述阀元件推压到所述关闭位置，以及SMA线(1)，所述SMA线(1)在固定于所述壳体内的部分与所述阀元件之间延伸，并布置成使得SMA线在超过其阈值温度时的缩短在所述阀元件上施加力，所述力抵抗所述弹簧元件的偏置力将所述阀元件拉离所述关闭位置，其特征在于，所述阀元件(4)通过连接连杆(10,10')悬置，所述连接连杆(10,10')用其一端连接到所述阀元件(4)，且用其相对端通过铰链(12,12')连接到所述壳体内的固定部件(8)，使得所述连接连杆(10,10')能够在所述连接连杆的第一与第二位置之间枢转运动，所述第一和第二位置分别对应于所述阀元件(4)的关闭和打开位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制到车辆座椅内空气单元的加压空气供给的SMA阀，包括：
阀壳体，
阀元件(4)，所述阀元件(4)可移动地悬置在壳体内以在关闭位置与打
开位置之间可移动，在所述关闭位置所述阀元件密封抵靠阀座，这建立所述阀
的关闭状态，在所述打开位置，所述阀元件远离所述阀座移动，对应于所述阀
的打开状态，
弹簧元件，所述弹簧元件适于在所述阀元件上施加偏置力将所述阀元件推
压到所述关闭位置，以及
SMA线(1)，所述SMA线(1)在固定于所述壳体内的部分与所述阀元件
之间延伸，并布置成使得SMA线在超过其阈值温度时的缩短在所述阀元件上施
加力，所述力抵抗所述弹簧元件的偏置力将所述阀元件拉离所述关闭位置，
其特征在于，所述阀元件(4)通过连接连杆(10,10')悬置，所述连接
连杆(10,10')用其一端连接到所述阀元件(4)，且用其相对端通过铰链(12,
12')连接到所述壳体内的固定部件(8)，使得所述连接连杆(10,10')能够
在所述连接连杆的第一与第二位置之间枢转运动，所述第一和第二位置分别对
应于所述阀元件(4)的关闭和打开位置。
2.如权利要求1所述的SMA阀，其特征在于，所述固定部件(8)由细长
安装杆形成，所述细长安装杆适于可连接到安装板(30)以固定在所述阀壳体
内，其中所述悬架布置成使得所述阀元件(4)的定向使得其纵向方向基本上
平行于所述安装板(30)。
3.如权利要求1或2所述的SMA阀，其特征在于，所述固定部件(8)、
所述连接连杆(10,10')以及所述可移动阀元件(4)由塑料材料一体形成，且
所述铰链(12,12')是具有弱化材料厚度区域的固态铰链。
4.如权利要求1至3中任一项所述的SMA阀，其特征在于，所述连接连
杆(10,10')通过阀元件铰链(14,14')连接到所述阀元件(4)，使得所述阀
元件(4)能够在所述连接连杆(10,10')在所述第一与第二位置之间枢转运动
的期间保持其纵向轴线在空间中的相同定向。
5.如权利要求4所述的SMA阀，其特征在于，所述固定部件(8)、所述
连接连杆(10,10')和所述可移动阀元件(4)由塑料材料一体形成，且所述铰
链(12,12')和所述阀元件铰链(14,14')是固态铰链，每个铰链具有弱化材
料厚度的区域。
6.如任意前述权利要求所述的SMA阀，其特征在于，所述连接连杆(10,
10')相对于所述阀元件(4)延伸使得在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·丹克巴，A·格伦哈格，
申请(专利权)人：康斯博格汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE