本發(fā)明涉及用于控制向車輛座椅內(nèi)空氣單元的加壓空氣供給的SMA閥，包括：閥殼體；閥元件，可移動(dòng)地相對(duì)于殼體內(nèi)的安裝板在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間可移動(dòng)地懸置，在關(guān)閉位置閥元件密封臨靠閥座，建立閥的關(guān)閉狀態(tài)，在打開(kāi)位置，閥元件遠(yuǎn)離閥座移動(dòng)，對(duì)應(yīng)于閥的打開(kāi)狀態(tài)；彈簧元件，適于在閥元件上施加偏置力將所述閥元件推壓到關(guān)閉位置；SMA線，在安裝板與閥元件之間延伸，并布置成使得SMA線在超過(guò)其閾值溫度時(shí)的縮短在閥元件上施加力，該力抵抗彈簧元件的偏置力將閥元件拉離關(guān)閉位置；導(dǎo)體，布置在閥元件上與SMA線接觸并布置成使得其與安裝板上的傳導(dǎo)表面接觸以在閥元件到達(dá)其打開(kāi)位置時(shí)閉合電路；控制單元，布置成向SMA線供給電源以打開(kāi)閥并探測(cè)電路的閉合，并布置成在探測(cè)電路閉合時(shí)減少到SMA線的電源供給。

背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛的駕駛員和乘客尤其在駕駛長(zhǎng)距離時(shí)，通常經(jīng)受由于就座于車輛座椅內(nèi)時(shí)長(zhǎng)期的靜態(tài)姿勢(shì)造成的不適。這不僅感到不舒服且造成例如背痛，而且還導(dǎo)致健康的永久性傷害，特別是對(duì)于職業(yè)司機(jī)，如出租車、卡車和公交車司機(jī)。為了提供補(bǔ)救，汽車工業(yè)從某時(shí)提供具有可調(diào)節(jié)腰部空氣支承和靠墊的車輛座椅以及基于氣動(dòng)致動(dòng)的靠背座椅內(nèi)的一體式按摩系統(tǒng)。座椅內(nèi)的腰部支承和靠墊通過(guò)向空氣單元供給加壓空氣而充脹空氣單元來(lái)調(diào)節(jié)。一旦腰部支承和靠墊達(dá)到其所需充脹狀態(tài)，則加壓空氣供給停止且空氣單元關(guān)閉。在按摩系統(tǒng)中，座椅靠背內(nèi)各系列的空氣單元順次充脹和放泄以提供按摩效果。在車輛座椅的按摩系統(tǒng)中，有每個(gè)空氣單元上游的可控閥以允許單獨(dú)控制每個(gè)單元的充脹/放泄，以及控制通氣的其它閥。由于按摩系統(tǒng)中各空氣單元的數(shù)量是相當(dāng)多的，所以閥的數(shù)量也相應(yīng)地大。類似地，在具有可調(diào)節(jié)腰部支承和靠墊的車輛座椅中，存在閥來(lái)打開(kāi)空氣單元以進(jìn)行充脹，并在所需充脹狀態(tài)關(guān)閉空氣單元。電磁閥技術(shù)上非常適合用作車輛座椅的按摩系統(tǒng)和腰部支承和靠墊系統(tǒng)中的可控閥，但這些閥相對(duì)昂貴、體積大且重，且因此對(duì)于諸如在例如按摩系統(tǒng)中采用大量閥的安全座椅的應(yīng)用中并非較佳的。另一類型的可控閥是所謂的SMA閥，其中SMA代表“形狀記憶合金”。SMA閥包括殼體、作為閥元件的柱塞、將柱塞推壓到閥座內(nèi)關(guān)閉位置的彈簧、以及能夠作用在柱塞上的致動(dòng)器，使得致動(dòng)器在啟動(dòng)時(shí)在柱塞上施加力，將柱塞遠(yuǎn)離閥座移動(dòng)到打開(kāi)位置并只要致動(dòng)器保持啟動(dòng)就將其保持在該位置。在該情況下，致動(dòng)齊包括形狀記憶合金制成的金屬線。這種形狀記憶合金在閾值溫度下改變其微觀結(jié)構(gòu)，使得SMA線在超過(guò)閾值溫度時(shí)縮短。具體來(lái)說(shuō)，SMA材料在室溫下處于具有馬氏體特性的金屬狀態(tài)，而該結(jié)構(gòu)在約80℃的閾值溫度下轉(zhuǎn)變成奧氏體結(jié)構(gòu)。由于該轉(zhuǎn)變，SMA線縮短，其中該縮短提供作用在柱塞上的力以將其移動(dòng)到打開(kāi)位置。SMA閥的致動(dòng)通過(guò)向SMA線選擇性地供給電流以將其加熱到閾值溫度并將其保持在該溫度所需的啟動(dòng)循環(huán)，此后終止到SMA線的電源供應(yīng)以使SMA線冷卻到閾值溫度以下。SMA閥對(duì)于諸如車輛座椅中按摩系統(tǒng)和腰部支承和靠墊的應(yīng)用具有某些優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兛稍O(shè)計(jì)成具有低重量，該閥在操作中幾乎完全安靜并能以相對(duì)低的成本設(shè)置。例如在DE102005060217Al中描述了一種SMA閥。該閥具有殼體，其中作為閥元件的柱塞可移動(dòng)地懸置在殼體內(nèi)，其中柱塞在安裝板內(nèi)被軸向引導(dǎo)并進(jìn)一步延伸穿過(guò)屏蔽壁上的開(kāi)口，其縱向和移動(dòng)方向垂直于安裝板。SMA線用其相對(duì)兩端在間隔開(kāi)的點(diǎn)固定到安裝板，且在其中心位置在高于安裝板的高度固定到柱塞，使得SMA線具有等腰三角形的形狀，其中從中心部分沿相反方向延伸的SMA線部分形成相同長(zhǎng)度的腰，而安裝板形成三角形的相對(duì)邊。當(dāng)SMA線通過(guò)供給電源而被加熱到超過(guò)閾值溫度時(shí)，SMA線縮短，這導(dǎo)致三角形的兩條腰縮短，這又使頂點(diǎn)移動(dòng)，SMA線在頂點(diǎn)處更靠近安裝板連接到柱塞，由此柱塞朝向安裝板移動(dòng)到閥的打開(kāi)狀態(tài)。SMA線的直徑通常非常小，通常小于0.1mm。為此，必須小心線不過(guò)熱和由于熔化而損壞。在電源供給的第一階段，供給電平相對(duì)高以快速達(dá)到閾值溫度，此后電源供給電平降低以避免線過(guò)熱。為此目的，由當(dāng)柱塞到達(dá)打開(kāi)位置時(shí)通過(guò)柱塞致動(dòng)的端部開(kāi)關(guān)，且控制單元布置成在致動(dòng)端部開(kāi)關(guān)之后減少電源供給。端部開(kāi)關(guān)位于安裝板下方，使得當(dāng)柱塞到達(dá)打開(kāi)位置時(shí)柱塞的下端致動(dòng)端部開(kāi)關(guān)。形成等腰三角形的SMA線的延伸部與安裝板一起導(dǎo)致閥的相對(duì)大的橫向尺寸，因?yàn)閮裳g的角度在該實(shí)施例中示出相當(dāng)大且較佳地為145°，使得線的固定到安裝板處相對(duì)端點(diǎn)之間的距離相對(duì)大。上述SMA閥設(shè)計(jì)沿垂直于安裝板的方向還消耗空間，因?yàn)橹由斐善淇v向軸線垂直于安裝板并沿該方向移動(dòng)。本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)基于以上參照DE102005060217Al描述的SMA閥，除了不同的端部開(kāi)關(guān)。在該情況下，柱塞是具有鍍金表面的塑料件，其形成沿柱塞的導(dǎo)體。SMA線與柱塞的頂表面接觸，且當(dāng)柱塞到達(dá)其打開(kāi)端部位置時(shí)，鍍金柱塞的下端表面與安裝板的傳導(dǎo)表面接觸以閉合電路。電路的閉合通過(guò)控制單元探測(cè)到，該控制單元響應(yīng)地降低到SMA線的電源供應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種具有可靠端部開(kāi)關(guān)功能的緊湊SMA閥。該目的通過(guò)包括根據(jù)本發(fā)明的SMA閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，閥元件懸置成使得其平行于安裝板在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)。導(dǎo)體布置成沿第一部分平行于閥元件的縱向和移動(dòng)方向延伸并沿第二部分朝向安裝板延伸并進(jìn)入形成于安裝板中的槽，傳導(dǎo)表面位于槽內(nèi)，使得當(dāng)閥元件到達(dá)其打開(kāi)位置時(shí)導(dǎo)體的暴露端部與槽內(nèi)的傳導(dǎo)表面接觸。這樣，可實(shí)現(xiàn)非常緊湊的設(shè)計(jì)，因?yàn)殚y元件未使其縱向方向垂直于安裝板延伸，而是設(shè)置成其縱向軸線和其移動(dòng)方向平行于安裝板。為了實(shí)現(xiàn)該構(gòu)造中的節(jié)省端部開(kāi)關(guān)功能，導(dǎo)體沿閥元件沿第一部分并平行于其縱向和移動(dòng)方向延伸，且在第二部分以相對(duì)于其成角度并朝向安裝板延伸，使得其延伸到形成在安裝板內(nèi)的槽中。槽的側(cè)壁設(shè)有傳導(dǎo)表面，該傳導(dǎo)表面設(shè)置成使得在閥元件到達(dá)打開(kāi)位置時(shí)導(dǎo)體的暴露端部與傳導(dǎo)表面接觸以閉合電路。根據(jù)較佳實(shí)施例，閥元件通過(guò)平行四邊形懸架懸置在安裝板上方，該平行四邊形懸架具有將閥元件連接到安裝體的兩個(gè)平行連接連桿，該安裝體又連接到安裝板。連接連桿位于沿閥元件的移動(dòng)方向到彼此一定距離處。第一連接連桿通過(guò)第一鉸鏈連接到安裝體并通過(guò)第一閥元件鉸鏈連接到閥元件；第二連接連桿通過(guò)第二鉸鏈連接到安裝體并通過(guò)第二閥元件鉸鏈連接到閥元件。連接連桿布置成使得當(dāng)閥元件在其關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間移動(dòng)時(shí)其在相對(duì)于閥元件的縱向方向和其運(yùn)動(dòng)方向的一角度范圍上樞轉(zhuǎn)，其中所述角度范圍包括所述連接連桿與所述閥元件的所述縱向和移動(dòng)方向之間的90°角。換言之，閥元件從關(guān)閉到打開(kāi)位置以及相反方向的移動(dòng)對(duì)應(yīng)于連接連桿在約90°角度范圍上的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如果約90°的該角度范圍足夠小，則該布置確保閥元件在關(guān)閉與打開(kāi)位置和相反方向的運(yùn)動(dòng)是良好近似的線性運(yùn)動(dòng)。閥元件的運(yùn)動(dòng)是良好近似線性的，因?yàn)檫B接連桿(如果閥元件的縱向和運(yùn)動(dòng)方向是豎直的)在圍繞其水平定向的角度范圍上移動(dòng)，在其水平定向其垂直于運(yùn)動(dòng)方向和閥元件的縱向軸線，使得閥元件的運(yùn)動(dòng)良好近似線性豎直運(yùn)動(dòng)。例如，連接連桿可具有9mm的長(zhǎng)度，閥元件從關(guān)閉位置到打開(kāi)位置的行進(jìn)距離可以是1mm。如果連接連桿在其關(guān)閉位置垂直于閥元件，則它們?cè)陂y元件運(yùn)動(dòng)期間在約6゜的范圍上向后樞轉(zhuǎn)1mm到達(dá)打開(kāi)位置。在該實(shí)例中閥元件的運(yùn)動(dòng)與線性運(yùn)動(dòng)的偏差小于0.05mm(垂直于縱向方向的位移和閥元件的主運(yùn)動(dòng)方向分量)，其與1mm的行進(jìn)距離相比較小且可忽略為良好近似。這里該主運(yùn)動(dòng)方向稱為閥元件的運(yùn)動(dòng)方向。平行四邊形懸架的另一優(yōu)點(diǎn)在于閥元件的懸置不需要滑動(dòng)接觸的引導(dǎo)或承載表面，使得沒(méi)有抵抗閥元件運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力。在較佳實(shí)施例中，平行四邊形懸架和閥元件一體形成為一件，即安裝體、第一連接連桿、第二連接連桿、閥元件和鉸鏈由塑料材料一體形成。在該情況下，第一和第二鉸鏈以及第一和第二閥元件鉸鏈?zhǔn)枪虘B(tài)鉸鏈或撓性鉸鏈，各具有弱化材料厚度的區(qū)域。這種一體式部件可用非常成本有效的方式形成，例如通過(guò)注塑模制形成。此外，生產(chǎn)成本之所以低是因?yàn)橛捎谡麄€(gè)部件形成為單件，不需要將懸架的各部件組裝的步驟。這種一體式部件可用非常低的公差形成且不會(huì)呈現(xiàn)內(nèi)部部件之間的任何間隙。在較佳實(shí)施例中，當(dāng)SMA線在第一線性部分沿閥元件延伸到偏轉(zhuǎn)裝置，且在該第一部分SMA線以相對(duì)于閥元件從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向以小于90°的角定向，這種定向是必須的，使得SMA線的縮短產(chǎn)生平行于閥元件的移動(dòng)方向的力分量并將其拉離關(guān)閉位置。從該偏轉(zhuǎn)裝置，SMA線在第二部分以相對(duì)于閥元件的縱向和運(yùn)動(dòng)方向小于45°的角度延伸，例如平行于閥元件的縱向和運(yùn)動(dòng)方向。SMA線的該布置減小垂直于閥元件的縱向和運(yùn)動(dòng)方向的橫向延伸部。在較佳實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)裝置可通過(guò)安裝體上的突起提供，該突起包括SMA線在其中經(jīng)過(guò)的溝槽。SMA線可沿其縱向方向在該溝槽內(nèi)滑動(dòng)，以能夠使SMA線縮短，且反之一旦其溫度下降到閾值溫度以下則使其能夠延長(zhǎng)。在較佳實(shí)施例中，導(dǎo)體是模制成具有兩個(gè)導(dǎo)體暴露區(qū)域的閥元件的細(xì)長(zhǎng)金屬件，第一暴露區(qū)域在圍繞閥元件在其背向安裝板的一側(cè)形成的溝槽內(nèi)，延伸穿過(guò)所述溝槽的SMA線與導(dǎo)體的第一暴露區(qū)域接觸，其中導(dǎo)體的第二暴露區(qū)域由金屬元件的朝向安裝板偏轉(zhuǎn)并延伸到其中槽內(nèi)的突出端部形成。在較佳實(shí)施例中，閥元件設(shè)有朝向安裝板延伸并沿其第二部分的朝向安裝板的部分封圍導(dǎo)體的成角度橫向延伸部。通過(guò)該延伸部，導(dǎo)體除了兩個(gè)暴露區(qū)域之外被保護(hù)和隔離，且這樣免受與其它傳導(dǎo)元件的無(wú)意或意外接觸。閥元件的橫向延伸部可以與閥元件和其懸架的其余部件一體形成。在較佳實(shí)施例中，SMA線從第一固定點(diǎn)沿所述第二部分延伸到偏轉(zhuǎn)裝置，在第一固定點(diǎn)其相對(duì)于安裝板固定，沿著所述第一部分延伸到閥元件，在所述第一部分閥元件在圍繞所述閥元件的溝槽內(nèi)被引導(dǎo)到其相對(duì)側(cè)，在相對(duì)側(cè)SMA線沿相對(duì)第一部分以對(duì)稱方式延伸到相對(duì)偏轉(zhuǎn)裝置并從該處沿其相對(duì)于安裝板固定的相對(duì)固定點(diǎn)。該布置允許相當(dāng)緊湊的設(shè)計(jì)，具有沿垂直于閥元件的縱向和運(yùn)動(dòng)方向的方向所需的用于SMA線的僅非常小的空間，因?yàn)镾MA線兩個(gè)部分都僅在閥元件的一側(cè)上延伸，且由于在每側(cè)上，SMA線在第一部分偏轉(zhuǎn)方向之后更靠近閥元件的縱向和運(yùn)動(dòng)方向延伸。附圖說(shuō)明下文將參照附圖描述本發(fā)明，附圖中：圖1示出具有其懸架的閥元件的立體剖開(kāi)視圖，其中示出安裝板上兩個(gè)這種閥元件的前后布置；圖2和3示出閥元件和安裝板的包括槽的部分的兩個(gè)詳細(xì)視圖，其中閥元件示出為切開(kāi)以顯示其中導(dǎo)體的延伸；圖4示出該實(shí)施例的立體圖。具體實(shí)施方式SMA閥包括其中定位有壓力室的殼體(未示出)。該殼體包括用加壓空氣供給的閥端口(未示出)。閥元件4在其處于關(guān)閉位置時(shí)與其密封頂端6密封接觸，鄰靠在形成在閥端口的內(nèi)端上的閥座上，使得閥關(guān)閉且沒(méi)有加壓空氣進(jìn)入壓力室。壓力室具有輸出端口，當(dāng)閥元件處于其打開(kāi)位置，使其密封頂端6在輸入端口的內(nèi)端抬離閥座時(shí)，加壓空氣穿過(guò)該輸出端口。在圖1中，示出前部閥元件4，在中部切開(kāi)。呈柱塞形式的閥元件4通過(guò)平行四邊形懸架懸置在安裝板30上，該安裝板30又固定在閥殼體內(nèi)。該懸架包括固定在安裝板30上的安裝體8。安裝板可具有印刷電路板的形式。安裝體8可通過(guò)延伸穿過(guò)其的銷固定，銷插入和固定在安裝板30內(nèi)的互補(bǔ)孔內(nèi)。兩個(gè)平行的連接連桿10、10'將閥元件4連接到安裝體8。連接連桿10、10'到安裝體8的連接用鉸鏈12、12'提供。此外，連接連桿10、10'到閥元件4的連接用鉸鏈14、14'提供。在該實(shí)施例中，閥元件和其懸架一體形成為塑料材料的一件，其中鉸鏈12、12'、14、14'形成為固態(tài)鉸鏈或撓性鉸鏈，每個(gè)鉸鏈包括弱化材料厚度的區(qū)域。圖1、2和4中所示閥元件的位置對(duì)應(yīng)于閥元件的關(guān)閉位置。在該實(shí)施例中，當(dāng)閥元件處于其關(guān)閉位置時(shí)，連接連桿10、10'垂直于閥元件4的縱向方向和運(yùn)動(dòng)方向定向。該實(shí)施例中連接連桿的長(zhǎng)度為9mm；如果柱塞從其關(guān)閉位置向其打開(kāi)位置沿縱向方向移動(dòng)1mm，則連接連桿10、10'樞轉(zhuǎn)約6°。相對(duì)于垂直定向約6°角度范圍內(nèi)的該樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)足夠小，使得閥元件4的運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為線性運(yùn)動(dòng)的良好近似。在閥元件內(nèi)延伸有導(dǎo)體20。導(dǎo)體20沿閥元件4的縱向方向的第一部分22從閥元件4的靠近其密封頂端6的前部延伸，且然后朝向安裝板30延伸經(jīng)過(guò)成角度的第二部分24。閥元件4包括沿其延伸部朝向安裝板的主要部分圍繞導(dǎo)體20的第二部分24的橫向延伸部4'，其中僅露出導(dǎo)體20的第二部分24的端部。導(dǎo)體20的該露出的端部延伸到形成于安裝板30內(nèi)的槽32，這在圖2和3中的詳細(xì)視圖中更詳細(xì)地示出。該槽布置成使得當(dāng)閥元件4處于其關(guān)閉位置時(shí)導(dǎo)體20的露出的端部位于到槽的任何側(cè)壁部分一定距離處。當(dāng)閥元件4通過(guò)SMA線1的縮短驅(qū)動(dòng)到其打開(kāi)位置時(shí)，導(dǎo)體20的暴露的下端部分形成沿向后方向在槽32內(nèi)的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。槽32設(shè)置和布置成使得導(dǎo)體20的暴露的端部與槽的后端側(cè)壁34內(nèi)的傳導(dǎo)表面接觸?？砂ㄎ⑻幚砥鞯腟MA閥的控制單元布置成探測(cè)由導(dǎo)體20與槽的端側(cè)壁處的傳導(dǎo)表面34之間的接觸所實(shí)現(xiàn)的電路的閉合。為了確保在閥元件4達(dá)到其打開(kāi)位置時(shí)建立這種接觸，槽32和其傳導(dǎo)端表面34可布置和設(shè)置成使得導(dǎo)體的暴露的端部以一定力鄰靠接觸在槽32的傳導(dǎo)表面端壁34上。在這種布置中，實(shí)際上終止閥元件4的向后運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體20和槽的傳導(dǎo)端表面用作止擋表面。在這種布置中，在任何情況下都確保導(dǎo)體20的露出的端部與槽的端壁處的傳導(dǎo)表面接觸，即使在安裝板30內(nèi)的槽32和閥元件4的其余部件與其懸架之間的相對(duì)定位有任何生產(chǎn)公差也是如此。圖4是安裝在安裝板30上的前后閥元件布置的立體圖。如可以看出的，膨脹彈簧安裝成作用在閥元件4與安裝體8之間以將閥元件4推壓到圖4中所示的關(guān)閉位置。SMA線1用其一端固定在固定到安裝板30上的部件上，并平行于閥元件4的縱向和移動(dòng)方向延伸到偏轉(zhuǎn)裝置18，該偏轉(zhuǎn)裝置18由安裝體8上的突起形成，具有SMA線1在其中引導(dǎo)和偏轉(zhuǎn)的溝槽從而以相對(duì)于閥元件的運(yùn)動(dòng)方向小于90°的角度延伸；在所示實(shí)施例中，SMA線1在第一部分的角度為相對(duì)于閥元件4的運(yùn)動(dòng)方向約70°。SMA線1還延伸穿過(guò)形成在閥元件4的背向安裝板30的上側(cè)內(nèi)的溝槽5。在該溝槽內(nèi)，可觸及導(dǎo)體20的暴露部分，且被引導(dǎo)穿過(guò)溝槽5的SMA線與導(dǎo)體20的第一暴露區(qū)域電接觸。SMA線在相對(duì)(不可見(jiàn))側(cè)上以對(duì)稱方式進(jìn)一步延伸，即在相對(duì)于閥元件4的移動(dòng)方向小于90°的角度下延伸到相對(duì)偏轉(zhuǎn)裝置，并沿平行于閥元件4的運(yùn)動(dòng)方向的第二部分從該處延伸到相對(duì)固定點(diǎn)，在該相對(duì)固定點(diǎn)其固定到連接于安裝板30的部件。