具有電磁驅動器的閥的制作方法
【專利摘要】一種具有電磁驅動器（10）的閥，該驅動器包括設置在兩個磁極（14）之間并具有施加在其上的繞組（16）的芯體（12），該繞組至少在確定閥（1）的結構尺寸的尺度（B）的方向上安置在芯體（12）上且沒有插入的線圈架壁。
【專利說明】具有電磁驅動器的閥
[0001]本申請是 申請人:波凱特有限公司于2007年3月29日提出的PCT申請PCT/EP2007/002819于2008年10月27日進入國家階段的申請號為200780015286.9、發明名稱為“具有電磁驅動器的閥的共線結構”的發明申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及具有電磁驅動器的閥。
【背景技術】
[0003]市場上對更小的閥的需求總是在不斷增長。但是，更小的尺度導致結構體積的減小，因此，在閥中能夠轉換的功率減小。電磁線圈的最大機械功率輸出例如取決于許多因素，但是特別取決于結構體積和銅繞組與容納在線圈中的芯體截面之比。圖1示出用于根據現有技術的閥中的電磁驅動器10'。該驅動器10'包括芯體12'、兩個磁極14'以及設置在線圈架18'的壁上的繞組16'。部分芯體形成為可動的提升銜鐵20'并且與線圈架18'相隔一定距離地設置在線圈架18'的里面。確定相關閥的結構尺寸的尺度由圖中的B1表示。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種具有電磁驅動器的閥，與現有技術的閥比較，本發明的閥的特征在于特別小的結構尺寸，同時該驅動器具有高功率輸出。
[0005]根據本發明的第一方面，這通過具有電磁驅動器的閥來實現，該電磁驅動器包括設置在兩個磁極之間并且具有施加在其上的繞組的芯體，該繞組至少在確定閥的結構尺寸的尺度的方向上安置在芯體上且沒有插入的線圈架壁。與現有技術相比，這種構造提供用于繞組的更多空間，而閥的外部尺寸保持相同。這樣，可以容納更大數目的線圈匝數，并且能夠獲得更大的磁動勢，因此獲得更大的磁力，同時結構尺寸保持相同。反過來說，當電磁驅動器的功率輸出保持與現有技術相同時，這使得閥的結構尺寸能夠減小。
[0006]優選地，磁極與芯體以一件的形式形成。
[0007]出于成本的原因需要形成常規鐵的而不是鐵氧體的芯體和磁極，然后芯體和磁極是成層的金屬薄片(即，層疊的)的形式以避免渦流損失。
[0008]根據優選實施例，磁極在繞組上伸出，并且驅動器還包括與磁極配合的銜鐵。更具體地說，銜鐵設置在繞組外面，其結果可以消除銜鐵運動所必需的空氣間隙(當銜鐵設置在繞組里面時)。這進一步減小結構尺寸。當然，銜鐵也可以是層疊的金屬薄片的形式。
[0009]如果沿著確定閥的結構尺寸的尺度之外的尺度的方向，將銜鐵設置在繞組覆蓋的芯體旁邊，則得到一種特別節省空間的構造。
[0010]銜鐵可以是樞軸銜鐵、板式銜鐵或提升銜鐵，在每種情況下其設置在繞組的外面，并且相對于繞組這樣定位，使得它不增加閥的結構尺寸。當使用提升銜鐵時，其具有例如平行四邊形懸架。[0011]根據本發明的第二方面，提供一種具有電磁驅動器的閥，該電磁驅動器包括多個平行的芯體，它們通過磁軛連接，并且每個具有施加在其上的繞組，該繞組至少在確定閥的結構尺寸的尺度的方向上安置在芯體上且沒有插入的線圈架壁。再者，通過省去線圈架壁，能夠減小閥的結構尺寸，或者能夠增加用來容納繞組的空間。
[0012]優選地，芯體的與磁軛相對的相應自由端均形成用于與驅動器的銜鐵配合的磁極。再者，對于特定的尺度，銜鐵有利地設置成使得它不被包括在閥的結構尺寸中。
[0013]銜鐵可以是與用作磁極的芯體的自由端配合的樞軸銜鐵或板式銜鐵。
[0014]同樣，為了成本的原因，優選地，至少芯體是層疊的金屬薄片的形式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]從下面參考附圖對若干優選實施例的描述中，本發明的其他特征和優點將變得更加明白，其中
[0016]圖1示出根據現有技術用于閥的電磁驅動器的局部剖視的透視圖；
[0017]圖2示出在根據本發明的閥中采用的電磁驅動器的局部剖視的透視圖；
[0018]圖2A示出用于根據本發明的閥的、與圖2相比修改過的電磁驅動器的局部剖視的透視圖；
[0019]圖3示出用于根據本發明的閥的、具有樞軸銜鐵的電磁驅動器的透視圖；
[0020]圖4示出用于根據本發明的閥的、具有板式銜鐵的電磁驅動器的透視圖；
[0021]圖5示出用于根據本發明的閥的、具有提升銜鐵的電磁驅動器的透視圖；
[0022]圖6示出共線設計的根據本發明的多個閥的透視圖；
[0023]圖7示出根據本發明的閥的剖視圖，其具有根據圖3的電磁驅動器；
[0024]圖8示出根據本發明的閥的剖視圖，其具有根據圖5的電磁驅動器；
[0025]圖9示出根據本發明的閥的剖視圖，其具有根據圖4的電磁驅動器；
[0026]圖10示出與圖9相比稍稍修改的、根據本發明的閥的剖視圖；
[0027]圖11示出根據本發明的可選實施例的閥的剖視圖，該閥的電磁驅動器包括樞軸銜鐵；以及
[0028]圖12示出根據本發明的另一種閥的、類似于圖11的剖視圖。
【具體實施方式】
[0029]圖2示意地示出用于根據本發明的閥的電磁驅動器10，更具體地說，這種閥是具有小于或等于5_、優選大約4.5mm的結構尺寸的窄閥。驅動器10具有設置在兩個磁極14之間并且與其以一件的形式形成的芯體12。該芯體12具有設置在其上、由多個銅匝(線圈)形成的繞組16。還設置有設置在繞組16和磁極14之間的線圈架18，但是該線圈架與現有技術中的不同，至少在確定閥的結構尺寸的尺度B的方向上在芯體12和繞組16之間沒有壁。磁極14在繞組16上伸出并且與銜鐵20配合，銜鐵20相對于磁極14設置成使得它不沿著尺度B增大閥的結構尺寸。與圖2所示的例子不同，線圈架18也可以完全取消。
[0030]圖2A示出電磁驅動器10的優選的變型，與前一個所述實施方式不同之處在于芯體12、磁極14和銜鐵10是沿著尺度B的方向并排設置的層疊的金屬薄片21的形式。
[0031]圖3至圖5示出電磁驅動器10的不同的構造，銜鐵20可選地形成為樞軸銜鐵(圖3)、板式銜鐵(圖4)或設置在繞組16外面并具有平行四邊形懸架22的提升銜鐵(圖5)。附圖標記24表示繞組16的電連接部。再者，與所示的例子不同，芯體12、磁極14和/或銜鐵20可以做成層疊的形式。
[0032]所示的驅動器10允許特別扁平或窄的閥構造，因此使得閥特別適合于節省空間的共線構造，例如用于孔板應用，其中，具有小于9_的結構尺寸的閥被用于所謂的96孔板中，而具有小于或等于4.5mm的結構尺寸的閥能夠用于384孔板中。閥的這種共線構造示于圖6。
[0033]圖7示出根據本發明的閥I，其沿著垂直于投影平面的尺度具有4.5mm的結構尺寸。閥I具有兩部件殼體26a、26b,閥室28設置在第一殼體部件26a中，而根據圖3的電磁驅動器10設置在第二殼體部件26b中。用于流體介質的總共三個流動通道與閥室28相通，其中兩個形成為入口通道30，一個形成為出口通道32。由彈性材料制成的密封體34夾緊在殼體部件26a、26b之間，其將閥室28與驅動器10氣密地密封開，并且以這種方式提供介質的分離。
[0034]雙臂致動杠桿36設置在密封體34中；在圖中為下臂的這個杠桿臂構成一個封閉體，每個用于設置在入口通道30中的閥座38。上臂由驅動器10致動，并且為此通過刀刃形支承件40與驅動器10的銜鐵20直接連接，當驅動器10致動時銜鐵20繞支承點Pl擺動，同時致動杠桿36繞支承點P2進行擺動運動。還設置彈簧件42，其移動致動杠桿36到限定的最終位置。通過改變閥I中磁極14的位置能夠調節閥I。
[0035]圖8示出閥I的另一種構造，其包括類似于圖5的電磁驅動器10。在下文中相同的附圖標記用于相同的或功能相同的部件，并且只討論與迄今為止所述的閥的不同之處。
[0036]在根據圖8的閥I中不用杠桿，而利用致動推桿37。致動推桿37的下端與密封體34 一起形成用于閥座38的封閉體。致動推桿37直接連接于銜鐵20 (在提升銜鐵的情況下)。作為一種選擇，在這里可以添加連接件。當驅動器10致動時，通過平行四邊形懸架22安裝在殼體部件26b中的銜鐵20將進行平行于驅動器10的軸線的大致線性的提升運動，結果驅動推桿37以打開或關閉閥座38。為此，小空氣間隙44設置在圖中的下磁極14和銜鐵20之間，作為對所示的平行懸架22的一種替代方案，其也可以通過滾珠軸承或滾子軸承來實現。為了調節閥，可以改變銜鐵20和封閉體之間的間隔、致動推桿37和銜鐵20之間的連接件的長度或者上磁極14的位置。
[0037]圖9和圖10不出根據本發明的閥I的另外兩種構造，相應的驅動器10每個具有板式銜鐵形式的銜鐵20，當驅動器10致動時，其進行垂直于驅動器的軸線的大致線性的提升運動。致動推桿37直接或通過連接件連接于銜鐵20。設置將封閉體移動到限定的最終位置的多個彈簧件。閥I的調節通過改變銜鐵20和封閉體之間的間隔、通過改變設置在兩者之間的連接件的長度、或者通過改變磁極14的位置進行。
[0038]最后，圖11和圖12示出根據可選實施例的閥，其中電磁驅動器10包括多個(在本實施例的情況下包括兩個)平行的芯體12，這些芯體通過磁軛46連接，并且每個具有設置在其上的繞組16。在這里，至少沿著確定閥I的結構尺寸的尺度的方向，繞組16安置在芯體12上且沒有插入的線圈架壁。在其與磁軛46相對的相應自由端處，每個芯體12形成與驅動器10的銜鐵20配合的磁極14。在圖11和圖12所示的閥I中，銜鐵20是樞軸銜鐵，但是它同樣也可以是板式銜鐵的形式。[0039]另外，根據圖11和圖12的閥I的功能非常類似于根據圖7的閥的功能，為此，參考相關的描述。與圖7的閥相反，在根據圖11的閥中，連接件48設置在致動杠桿36和銜鐵20之間，而在根據圖12的閥中，銜鐵直接接合致動杠桿36。通過改變銜鐵20和致動杠桿36之間的間隔、通過改變連接件48 (如果有的話)的位置或者通過改變磁極14的位置能夠調節閥。
[0040]應當理解，在圖7至圖12的所有的閥的驅動器10中，可以利用由層疊的金屬薄片制成的芯體12、磁極14以及(如果合適的話)銜鐵20。
【權利要求】
1.一種具有扁平閥或窄閥設計的閥(1)，其中所述閥包括電磁驅動器(10)，該驅動器(10)包括設置在兩個磁極(14)之間的芯體(12)以及施加在芯體上的繞組(16)，以及 所述閥(I)包括設置在所述繞組(16)和所述磁極(14)之間的線圈架，所述線圈架至少在確定閥(I)的結構尺寸的尺度(B)的方向上沒有壁，在確定所述閥(I)的結構尺寸的尺度(B)的方向上，所述繞組(16)安置在芯體(12)上且沒有插入的線圈架壁，用以增大容納繞組(16)所用的空間。
2.根據權利要求1的閥，其中所述閥適合于節省空間的共線構造閥。
3.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述磁極(14)與所述芯體(12)以一件的形式形成。
4.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述芯體(12)和所述磁極(14)具有層疊的金屬薄片的形式。
5.根據權利要求4所述的閥，其中在確定所述閥(I)的結構尺寸的尺度方向上，所述層疊的金屬薄片被并排設置。
6.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中，所述磁極(14)在所述繞組(16)上伸出，并且所述驅動器(10)還包括與所述磁極(14)配合的銜鐵(20)。
7.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中，所述閥的銜鐵(20)與所述磁極(14)配合，并且所述銜鐵(20)被相對所述磁極(14)布置成使得所述銜鐵(20)沒有增大所述閥的結構尺寸。
8.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中，在確定所述閥(I)的結構尺寸的尺度之外的尺度的方向上，所述銜鐵(20)設置在被繞組覆蓋的芯體(12)旁邊。
9.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述閥的銜鐵(20)是樞軸銜鐵。
10.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述閥的銜鐵(20)是板式銜鐵。
11.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述閥的銜鐵(20)是提升銜鐵。
12.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述線圈架至少在確定閥(I)的結構尺寸的所述尺度(B)的方向上沒有壁，所述線圈架部分地保留在所述芯體(12)和所述繞組(16)之間。
13.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述閥具有確定所述閥(I)的結構尺寸的尺度(B)，確定結構尺寸的所述尺度(B)小于9mm。
14.根據前述任一項權利要求所述的閥，其中所述閥具有確定所述閥(I)的結構尺寸的尺度(B)，確定結構尺寸的所述尺度(B)小于或等于4.5mm。
【文檔編號】F16K31/06GK103899826SQ201410140487
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2007年3月29日 優先權日:2006年4月27日
【發明者】R·沙伊貝 申請人:波凱特有限公司