[发明专利]气动阀

说明书

本发明涉及一种气动阀，该气动阀包括阀壳体(2)，该阀壳体内设置有具有一个或多个空气端口(3，3'，4)的空气室(18)，其中，这些空气端口(3，3'，4)的至少一个部分的相应空气端口(3，3')可以借助于可移动阀瓣(8)来打开以及密封地关闭。该阀瓣(8)机械地联接由形状记忆合金构成的SMA元件(7)，其中，该SMA元件(7)由于电加热电流的供应而变形并且由此出于打开或关闭合该相应空气端口(3，3')的目的引起该阀瓣(8)的预先限定的移动。该SMA元件(7)的变形在该电加热电流的供应终止时被反向，并且由此引起该SMA元件(7)的预先限定移动反向。该阀瓣(8)包括具有弹簧片(10a)的片簧(10)，其中，该片簧(10)相对于该阀壳体(2)在旋转意义上固定地保持。该片簧(10)与该SMA元件(7)相互作用，使得该SMA元件(7)由其变形引起的行程借助于该片簧(10)的弹簧片(10a)的弹性弯曲而转换成该阀瓣(8)的行程。该阀瓣(8)的行程大于该SMA元件(7)的行程，其中，该片簧(10)与该SMA元件(7)相互作用，使得该阀瓣(8)的行程相对于该SMA元件(7)的行程转向。

本发明涉及一种气动阀。

在许多技术应用领域中使用气动阀来控制气流。在此，对于致动此类阀而言，已知的是使用由形状记忆合金、例如镍钛(NiTi)合金构成的(SMA＝形状记忆合金)所谓的SMA元件。SMA元件借助于电流的流动和所产生的热量而变形。在随后冷却之后，这些元件可以恢复其初始形状。

对于气动阀的致动而言，通常使用呈线的形式的SMA元件。在此，线因电流供应而收缩从而影响致动器行程。为获得长使用寿命并因而获得大量致动循环，线在阀的致动期间的收缩应尽可能小。因此，存在多种不同的途径来借助于几何传动比将线的收缩转换成较大的阀行程。

文件DE 102 57 549 B3呈现了SMA线的一种机械串联连接以便增大阀的致动行程。

文件WO 2015/185132 A1和WO 2015/086089 A1呈现了气动SMA阀，在此情况中，SMA线的行程借助于接头转换成阀元件的移动。

文件DE 10 2005 060 217 A1呈现了带有张紧的SMA线、呈三角形构型的气动阀，用于打开和关闭阀开口的柱塞附接到这些线上。

文件DE 10 2005 059 081 A1披露了一种具有由形状记忆合金构成的牵引元件的旋转致动器。致动器将牵引元件的牵引运动转换成旋转运动。

本发明的目的是创建一种具有作为致动器的至少一个SMA元件的可靠操作的气动阀。

根据本发明的气动阀包括阀壳体，该阀壳体内设置有具有一个或多个空气端口的空气室，其中，这些空气端口的至少一个部分的相应空气端口可以借助于可移动阀瓣来打开和密封地关闭。阀瓣机械地联接到SMA元件上并且尤其是联接到由形状记忆合金(例如NiTi合金)构成的线形式的SMA元件上。以本身已知的方式，SMA元件由于电加热电流的供应而变形，由此出于打开或闭合相应空气端口的目的引起阀瓣的预先限定移动。该SMA元件的变形在该电加热电流的供应终止时被反向，由此引起该SMA元件的预先限定移动的反向。

在根据本发明的气动阀的情况中，阀瓣包括片簧，该片簧优选地由金属构成、带有弹簧片并且优选地是单一弹簧片，其中片簧(也就是说没有铰链)相对于阀壳体在旋转意义上固定地保持。片簧优选地直接紧固到(没有铰链)阀壳体上。具有片簧的阀瓣与SMA元件相互作用，使得该SMA元件由其变形引起的行程借助于该片簧的弹簧片的弹性弯曲而转换成该阀瓣的行程。在此，该阀瓣的行程大于该SMA元件的行程。

在根据本发明的气动阀的情况中，片簧被用于产生阀瓣的放大的行程。片簧被紧固而没有游隙并且没有铰链的介入，由此实现阀的可靠致动。此外，借助于片簧在阀致动期间的弹性弯曲，可以确保阀瓣的剥离移动，由此，甚至是粘附到阀座上的阀瓣也可以以有效方式分离。借助于SMA元件的行程转换成放大的阀行程，对于致动该阀而言需要SMA元件的小的变形，由此，增大了所述SMA元件的使用寿命。行程的放大优选地借助于杠杆安排来实现。