專利名稱：電磁閥單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及電磁閥單元，其用于使得沿中空管的媒介的通流斷開或順暢，其中 所述媒介在壓力作用下沿所述中空管流動，所述電磁閥單元具有至少一個沿所述中空管 固定安置的第一磁性單元以及相對于第一磁性單元可移動地安裝的第二磁性單元，由于 這兩個磁性單元之間出現(xiàn)的吸引磁力，所以所述第二磁性單元可以與第一磁性單元間接 地或直接地接觸，并且以不透流體的方式密封中空管，而媒介在與磁力的作用方向相反 的壓力作用下對第一磁性單元加載。
背景技術(shù)：
根據(jù)類型的裝置用于計量分配粘性媒介、優(yōu)選低粘度、中粘度和高粘度的液體 例如油、油脂、粘合劑和焊劑，所述裝置也經(jīng)常稱為“分配器”并且在廣闊不同的技術(shù) 領(lǐng)域內(nèi)實現(xiàn)，例如精密工程、納米技術(shù)和微技術(shù)、尤其微電子、微光學以及微機械的領(lǐng) 域以及還有生物技術(shù)和醫(yī)藥技術(shù)。針對中粘度和高粘度媒介的這種分配系統(tǒng)的應用例如 涉及用于在電子制造中連接的超小粘合劑滴的精確分配和定位、在機械加工中、優(yōu)選在 微機械的技術(shù)領(lǐng)域中利用油和油脂潤滑軸承、以及在化學工業(yè)中試劑的連續(xù)的或周期的 輸送或者用于分析技術(shù)或者還用于患者護理尤其監(jiān)護醫(yī)學中的超精細計量液體藥物的配 藥?？梢詮?F.Kolhler 的文章 “ Punkt ffir Punkt-Die Techniken fur das Dispensen von Lotpasten"中(由“productronic”出版，第4期，第18至20頁)發(fā)現(xiàn)媒介周期性分配
中的用于中粘度或高粘度的媒介的分配系統(tǒng)的回顧，其中所述系統(tǒng)尤其是與產(chǎn)生并移動 所謂滴點的液滴。除了在此所述的時間/壓力盒筒計量系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)螺合計量系統(tǒng)、蠕動 分配系統(tǒng)以及活塞主動移動計量系統(tǒng)以外，附加地已知電磁閥系統(tǒng)，其中所述電磁閥系 統(tǒng)的閥機構(gòu)是基于所出現(xiàn)的磁性力相對于流或輸送壓力的相互調(diào)整，其中所述壓力來源 于利用閥單元計量的媒介流。在上下文中，為此目的參照了專利文獻DE 38 02 658 Al，在該專利文獻中描述 了一種電磁閥，該電磁閥的操作模式由永磁體的軸向位置確定，所述永磁體以相對于中 空管可以軸向移動的方式安裝。考慮到在電磁閥內(nèi)設置的永磁體的磁性狀況，該閥結(jié)構(gòu) 在由外力作用卸載的基本位置仍是打開的，尤其這是由于軸向可移動的磁性單元通過同 樣在中空管內(nèi)設置的磁性單元經(jīng)受軸向作用的反抗力。相反地，如果相應的軸向流壓力 或體積流在閥座上作用，則閥座抵抗著閥針軸向移位和移動，直至在達到最大閥流之后 閥單元進入關(guān)閉狀態(tài)。已知的電磁閥可以尤其有利地用作為磁性調(diào)整閥，這是由于閥體 的成形以及閥座沿軸向的所期望的大縱向移動性。出于這些目的，光學傳感器沿容室壁 設置，從而檢測閥座的軸向位置。在專利文獻EP 0 213 516中公開了一種自動操作的截流閥，其尤其用于燃油爐， 該截止閥用于在結(jié)束燃燒作用之后防止油滴落。為此目的，截止閥設有縱向可移動的截 留體，該截留體完全地或部分地由永磁性材料制成。在開始狀態(tài)中，截留體在一側(cè)抵靠著這樣一種部件以不透流體受壓的方式安置，其中所述部件被設置為銜鐵并具有液態(tài)油 所流經(jīng)的中央孔。如果應用油流，則這使得截留體進入到距銜鐵軸向相對較遠的位置， 同時克服俄磁性保持力，從而通過油噴嘴實現(xiàn)油流。截留體利用在其周圍的套盒筒型元 件封閉中間間隙?？梢詮膶＠?文獻US 5,320,136得出一種包括片閥單元的磁性截流閥，其中所述 片閥單元結(jié)合有永磁體。在開始狀態(tài)中，片閥通過已經(jīng)存在的磁體的相互磁性吸引而位 于一關(guān)閉閥位置中，而相反地在流壓力應用于片閥并超過磁性保持力時，造成片閥的軸 向偏轉(zhuǎn)，從而閥打開。在專利公開文獻US 3,026,903中公開了一種磁性截留閥，在該磁性截流閥中安 裝有磁性球，從而其可以在磁性套盒筒內(nèi)可以軸向移動。在開始狀態(tài)中，球位于上區(qū)域 中并不透流體地與密封盤接觸。只要媒介流被施加穿過閥，則球抵抗著磁性保持力偏 轉(zhuǎn)，從而截流閥打開。此外，從專利文獻WO 2008/037430可以推導根據(jù)種類不同的閥單元，該文獻體 現(xiàn)了該申請公開之后的現(xiàn)有技術(shù)并體現(xiàn)了最接近的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這樣的技術(shù)問題，根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的特征重新限定用于 中斷或允許媒介沿中空管的流通的電磁閥單元，從而一方面，簡化了根據(jù)種類不同的電 磁閥的構(gòu)造，并另外確保了媒介分配的計量與之前已知的電磁閥單元的情況相比可以以 可比較或更高品質(zhì)的方式實現(xiàn)。特別地，確保了可以完全地防止電磁閥單元關(guān)閉后滴落 的危險性。除了針對新穎的電磁閥內(nèi)容的所需的簡化與成本節(jié)約的結(jié)構(gòu)以外，附加地還 提供了一種電磁閥，其可以以最小化的方式實現(xiàn)并具有高集成能力。通過高集成能力提供了大量各種不同的新穎可行的應用。在權(quán)利要求1中指出的本發(fā)明所基于的問題的解決方案。在權(quán)利要求12等的技 術(shù)方案中提出了根據(jù)本發(fā)明的應用。有利地重新限定本發(fā)明思路的特征是從屬權(quán)利要求 的技術(shù)主題，并且可以從本發(fā)明推導出，尤其是參照示意性實施例的說明。根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元用于中斷或允許媒介沿中空管的流通，其中所述媒介 沿所述中空管在壓力施加時流動，所述電磁閥單元包括至少一個第一磁性單元以及第二 磁性單元，所述第一磁性單元沿所述中空管固定地布置，所述第一磁性單元以中空圓柱 體的方式設置并且在沿所述中空管的軸向區(qū)段中布置成，所述第一磁性單元完全徑向地 包圍所述中空管并且在所述第一磁性單元的下游端部上具有流開口，其中所述流開口的 橫截面為圓形，所述第二磁性單元以相對于所述第一單元可移動的方式安裝并且設置為 球，所述球的直徑大于所述第一磁性單元的流開口直徑，并且由于在這兩個磁性單元之 間出現(xiàn)的磁性吸引力，所述球可以與第一磁性單元直接地或間接地接觸并且以不透流體 的方式密封所述中空管，在此期間，所述媒介在與所述磁性力的作用方向相反的壓力作 用下對所述第一磁性單元加載，其特征在于，一成形表面直接地或間接地鄰接所述橫截 面為圓形的流開口，其中所述成形表面相對于所述流開口所處的表面斜角并且包圍所述 流開口，并且沿所述成形表面，所述球形第二磁性單元可以相對于流開口軸向地與徑向 地偏轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)清楚，無需其它措施以防止可移動的第二磁性單元通過流經(jīng)電 磁閥單元的媒介的流壓力沿流方向被拖帶，尤其考慮到設置為球的第二磁性單元可以沿 包圍流開口的成形表面橫向偏轉(zhuǎn)。在電磁閥單元下游設置的防止第二磁性單元從電磁閥 的不受控制的排出的任何安全機構(gòu)(正如現(xiàn)有技術(shù)所述)由于本發(fā)明的措施而是冗余的。如果根據(jù)本發(fā)明的電磁閥處于所謂的空閑位置(在該空閑位置中，對球形第二 磁性單元加載的媒介的沿電磁閥施加的流壓力小于在第一與第二磁性單元之間作用的磁 性吸引力)，則電磁閥仍是關(guān)閉的，即球形第二磁性單元以不透流體的方式在第一磁性單 元的圓形流開口邊緣處封閉。沿中空管的媒介的流或輸送壓力的限定增加到高于這兩個 磁性單元之間作用的磁性吸引力導致了電磁閥的自動打開。在該情況中，球形第二磁性 單元沿間接地或直接地鄰接中空圓柱形第一磁性單元的圓形流開口的成形表面橫向離開 地移動或滾動，并因而釋放了通過電磁閥單元的流路徑。根據(jù)本發(fā)明，間接地或直接地 徑向包圍流開口的成形表面相對于流開口所限定的平面成角度地設置，成形表面優(yōu)選以 漏斗形的形狀鄰接流開口或沿流方向圓錐形擴展，從而球形第二磁性單元通過流引出的 打開力而從流開口徑向地以及軸向地壓離。另外，圓形流開口以及沿流方向鄰接流開口 的漏斗形或圓錐形擴張的成形表面有助于防止流死空間(flow dead space)，其中在所述流 死空間中可以形成并聚集氣泡?？紤]到確定為圓形的流開口的區(qū)域內(nèi)的幾何狀況，可以 獲得損失減小的流特性，這有助于尤其在分配超小量時特別良好的計量。 應該清楚此點，在獨立于流相關(guān)打開力的強度的打開位置，球形第二磁性單元 總是與包圍流開口的成形表面物理接觸并決不沿流方向通過穿過電磁閥單元的媒介流被 拖帶。成形表面相對于由流開口所限定的平面成角度的設置(其中，所述成形表面優(yōu)選 以漏斗的形狀鄰接第一磁性單元的流開口或者沿流方向圓錐形擴張)提供了一種用于球 形第二磁性單元的傾斜表面，其中在移位作用的情況中出現(xiàn)過大流壓力時，球形第二磁 性單元沿所述傾斜表面相對于流開口軸向地并同時也徑向地偏轉(zhuǎn)。基本上，針對漏斗開口角度α，0° < α <90°，漏斗開口角度α理解為由第 一磁性單元所包圍的中空管的縱向軸線與位于成形表面中的并與中空管的縱向軸線交叉 的直線之間的角度。漏斗開口角度α的選擇可以根據(jù)第一磁性單元的圓形流開口和球形 第二磁性單元的尺寸而實現(xiàn)，并且附加地也可以根據(jù)穿過電磁閥單元的媒介的類型而實 現(xiàn)，其中所述媒介可以是液態(tài)的、氣態(tài)的或粘性的。針對α的優(yōu)選角度是在10°與50° 之間。特別地相對于快速響應的電磁閥單元的實施(其中所述電磁閥附加地可以在毫 升、微升或納升的范圍內(nèi)沉積超小量的媒介)，上述設計參數(shù)可以調(diào)整成，處于這兩個磁 性單元之間作用的磁性保持力附近的輸送壓力的甚至稍微的變動允許打開閥位置與關(guān)閉 閥位置之間的高頻率的改變。特別地在電磁閥重新關(guān)閉時，采取這樣的措施以使得，軸向和橫向偏轉(zhuǎn)的球形 第二磁性單元在輸送壓力下降時快速地并精確地處于這樣一個位置，在該位置中，所述 第二磁性單元以不透流體的方式關(guān)閉第一磁性單元的流開口。在該作用期間，球形第二 磁性單元在流開口的開口邊緣上的自動對中、與慣性有關(guān)的振動運動將被防止。該現(xiàn)象 可以通過根據(jù)本發(fā)明所提供的斜角的成形表面被防止，其中所述成形表面包圍流開口， 從而在電磁閥單元的關(guān)閉作用期間可以防止任何滴落。
各種不同的實施例本身表明了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的設置，最簡化的實施 例提供了第一磁性單元的集成結(jié)構(gòu)的設置，即圓柱形基本形狀在其下游端部具有相對于 流開口所限定的平面成角度設置的成形表面。在優(yōu)選的方式中，第一磁性單元由永磁材 料制成，從而第二磁性單元不必由永磁材料制成，實際上可以設置由鐵磁性材料制成的 球形第二磁性單元。還應該清楚的是，根據(jù)本發(fā)明所提供的電磁閥還可以以如下方式設 置，即第一磁性單元由鐵磁性材料制成，而球形第二磁性單元由永磁性材料制成。與上述最簡化的實施例相反，另一實施例提供了漏斗形的端部形狀作為與第一 中空圓柱形磁性單元獨立設置的單獨的部件，其優(yōu)選地由非磁性材料制成。此后也稱為 間隔件的這種部件有助于在特定的范圍內(nèi)調(diào)整在兩個磁性單元之間出現(xiàn)的磁性吸引力， 并且通過合適的材料選擇而附加地提高電磁閥在關(guān)閉位置中的流體密封性。還可以在球形第二磁性單元的表面上設有表面涂層，其中所述表面涂層提高了 關(guān)閉電磁閥位置的流體密封性，例如這是利用合適的彈性材料層、例如塑料或橡膠實現(xiàn) 的。沿如上所述的第一磁性單元或間隔元件直接包圍流開口的開口邊界的倒角也適于提 高流體密封性。根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的另一示意性實施例直接在流開口處提供了位于流開 口所在平面內(nèi)的環(huán)形表面區(qū)段，在該環(huán)形表面區(qū)段的徑向周邊上，相對于流開口所在平 面斜角的成形表面以沿流方向圓錐形擴張的方式鄰接。通過該技術(shù)措施，更容易地實現(xiàn) 打開作用并且可以時間上更快地實現(xiàn)打開作用，尤其這是因為在由輸送壓力所初始化的 打開力超過這兩個磁性單元之間的磁性保持力時，球形第二磁性單元最初基本上僅僅相 對于流開口徑向偏轉(zhuǎn)，以上是在球形磁性單元為了進一步徑向和軸向偏轉(zhuǎn)而與斜角的成 形表面接觸之前完成的。另一方面，環(huán)形表面區(qū)段確保了球形第二磁性單元沿接觸線以 不透流體的方式壓靠著包圍流開口的鋒利邊緣的周邊。多個優(yōu)點與隨后說明的根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元相關(guān)。 考慮到根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的完全非勵磁的操作能力以及其中需要僅僅兩 個操作性彼此相連的部件的最簡化結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的流體系統(tǒng)中出現(xiàn)了多方面的集成可能 性，而不只是考慮使得電磁閥小型化的能力。閥與計量系統(tǒng)的出口直接相鄰的可能的結(jié) 構(gòu)以及鄰接閥的未限定的可輸送的剩余容積的可接受的減小尤其是有利的。與電能供應 有關(guān)的任何問題也可以被完全排除，例如與媒介粘性有關(guān)的加熱作用。電磁閥的關(guān)閉作用以這樣一種方式實現(xiàn)，即球形第二磁性單元通過磁性吸引力 與流方向相反地從流開口的下游位置朝向流開口被驅(qū)動，并且以不透流體的方式使得流 開口關(guān)閉。通過由第二磁性單元的有利的幾何外形所支持的與流方向相反的復位，在媒 介上避免了在閥與出口之間出現(xiàn)的壓力沖擊，否則的話這將造成滴落。電磁閥單元封閉的高密封性可以附加地被增加，這是因為流開口所在的區(qū)域中 設置一種類型的密封唇，其直接位于第一磁性單元或相連的間隔元件上，例如通過在流 開口的開口邊緣上施加密封件而實現(xiàn)。在球形第二磁性單元上可以采取相同的技術(shù)措 施，這是得以實現(xiàn)在于正如以上所述，在球形第二磁性單元的表面上設有相應的密封 層。通過第一磁性單元的中空圓柱形的幾何形狀避免了任何死區(qū)空間或下切部，其 在一側(cè)上可以通過球形第二磁性單元被關(guān)閉，因而可以防止電磁閥結(jié)構(gòu)內(nèi)氣泡的聚集或再循環(huán)流的形成。
根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的簡單構(gòu)造允許常見制品、例如包裝體、例如管、容 器、包等中內(nèi)的直接的和成本節(jié)約的集成，其中所述制品例如以注射成型的技術(shù)被制 造。通過根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的成本節(jié)約的制造能力，可以開發(fā)在可調(diào)整的安置的 部件中應用的可能性，其中所述部件也可以以注射成形技術(shù)被制造，例如盒筒或可比較 的制品。小型化的已經(jīng)所要求保護的可能性允許利用平面陣列分布的電磁閥單元的多種 結(jié)構(gòu)，其例如用于至少兩個滾動或滑動體之間的表面潤滑。關(guān)于這方面的詳細說明可以 通過參照示意性實施例的以下說明得出?；旧希鶕?jù)本發(fā)明的電磁閥單元可以用于液態(tài)的、粘稠的或氣態(tài)的媒介的或 用于具有非均勻稠度的媒介(例如其中夾帶固定微粒的液體或粘稠材料)的定量分配。除 了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的如上所述的高耐用性以外，該電磁閥單元的低故障性也將 被強調(diào)，尤其這是因為電磁閥僅僅由兩個或最多三個部件組成。為了利用根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元進行媒介定量分配，需要球形第二磁性單元 相對于第一磁性單元的流開口或間隔元件的目標化偏轉(zhuǎn)。基本上，三個不同的功能性機 構(gòu)可以用于球形橫向磁性單元的受到控制的偏轉(zhuǎn)。一方面，輸送壓力(利用其，媒介在壓力作用下沿中空管流動通過電磁閥單元) 可以有意地借助于輸送泵被改變。如果輸送壓力增加高于在兩個磁性單元之間作用的磁 性保持力，則閥打開；相反地，如果輸送壓力相對于磁性保持力被減小，則閥自動地關(guān) 閉。第二改型提供了外磁場，借助于所述外磁場，在閥單元的兩個磁性單元之間作 用的磁性保持力基本上針對所施加的輸送壓力被補償，從而輸送壓力適于使得球形磁性 單元從關(guān)閉的閑置位置偏轉(zhuǎn)。針對補償所需的外磁場可以通過電磁閥與外磁性單元的空 間接近而實現(xiàn)，例如所述外磁性單元形式為永磁體或電磁體。在這種情況中，電磁閥單 元的打開和關(guān)閉并不是通過沿媒介流的輸送壓力的改變而實現(xiàn)，而是通過電磁閥單元相 對于外磁場源的受到控制的接近而實現(xiàn)。第三可選例與第一可選例類似地提供了輸送壓力沿媒介流的改變，然而，該輸 送壓力并不是通過輸送泵被改變，而是借助于旁支動態(tài)壓力噴嘴實現(xiàn)的。具體地，為此 目的設置成，將由電磁閥單元所分配的媒介在一盒筒內(nèi)被存儲，其中所述盒筒連接至一 分配器針頭，根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元在盒筒與分配器針頭之間設置。該盒筒通過一 活塞單元被關(guān)閉，其中所規(guī)定的空氣動態(tài)壓力在所述活塞單元上作用，該空氣動態(tài)壓力 源自于空氣壓力源。為了使得空氣動態(tài)壓力發(fā)生改變，在空氣壓力源與活塞單元之間 設置旁支管線，其與分配器針頭平行地延伸，通過所述分配器針頭實現(xiàn)計量后的媒介分 配，并且所述旁支管線的開口端部開設到與分配器針頭開口共用的平面內(nèi)。如果分配器 針頭以及與其相連的旁支管線的開口端部接近一在其上實現(xiàn)計量后的媒介分配的基板表 面，則對活塞單元加載的空氣動態(tài)壓力由于噴嘴距離減小而增加，這是因為空氣通過旁 支管線的自由流出通過接近基板表面而被防止，并且增加的動態(tài)壓力因而在活塞單元上 作用，這導致了電磁閥的打開。在噴嘴結(jié)構(gòu)從基板表面被抬起或離開時，對活塞單元加 載的空氣動態(tài)壓力減小，這是因為旁支管線的流路徑被再次釋放，從而閥最終自動地關(guān) 閉。
根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)選示意性應用以下基于具體示意性實施 例更加詳細地說明。


此后基于參照 附圖的示意性實施例示意性地且非限制性地說明本發(fā)明的整體思 路。在各附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的示意性縱向剖視圖；圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的處于關(guān)閉和打開位置的電磁閥單元的可選實施例 的縱向剖視圖；圖3a、b和c示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的分解視圖，其中b和c示出了利 用注射成型技術(shù)制造的示意性實施例；圖4示出了沿管區(qū)段的電磁閥單元的模塊化實施例；圖5示出了具有集成的電磁閥單元的分配器針頭結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；圖6a、b示出了在盒筒單元內(nèi)集成的電磁閥單元；圖7a、b示出了在管頭內(nèi)集成的電磁閥單元；圖8示出了基板表面，其具有成排布置的電磁閥單元，其利用外磁閥觸發(fā)；圖9示出了沿具有壓碰式媒介容室的成排分布地安置的電磁閥結(jié)構(gòu)；圖10示出了容器的縱向剖視圖，其具有蓋封閉元件，其中所述蓋封閉元件具有 根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元；圖11示出了具有入口和出口的器皿，每個口設有根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元；圖12示出了具有多個電磁閥的混合結(jié)構(gòu)；并且圖13示出了膜型電磁閥結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的最簡化實施例的示意性縱向剖視圖，該 電磁閥單元包括第一磁性單元1，其優(yōu)選由永磁材料制成，具有中空的圓柱形基本形狀并 包圍內(nèi)中空管2。第一磁性單元1具有下游端部1'，其中所述下游端部具有漏斗形凹部 3。漏斗形凹部3由成形表面/接觸表面4橫向限定，其中所述成形表面/接觸表面相對 于圖1中所示的平面E以一角度指向，其中所述成形表面/接觸表面也體現(xiàn)了第一磁性單 元1的表面。中空管2的流開口5沿平面E設置，其中所述流開口具有圓形橫截面并由 以圓線設置的鋒利邊緣的周邊6包圍。環(huán)形表面區(qū)段7徑向直接鄰接周邊6地設置，其 中所述環(huán)形表面區(qū)段在與流開口 5相同的平面E內(nèi)延伸。該表面區(qū)段7并不是必須設置 的。為了在一側(cè)關(guān)閉中空管2，設置球形的第二磁性單元8，其中所述球形的第二磁 性單元的球直徑的尺寸大于流開口 5的開口橫截面的尺寸。第二磁性單元8由永磁性或 鐵磁性材料制成，從而在磁性單元1與磁性單元8之間出現(xiàn)相互吸引的磁力。在如圖1 所示的空閑位置中，相對于磁性單元1完全自由地安裝的第二磁性單元8處于如圖1所示 的位置，并且在周邊6處以不透流體的方式封閉中空管2。此外，所想到的是，如圖1所示的電磁閥被用于受到控制的媒介分配。為此目的，如圖1所示的中空管2連接至一相應的媒介存儲器(未示出)，從而與在這兩個磁性 單元1與8之間出現(xiàn)的磁性相互吸引的力相反的壓力沿朝向球形第二磁性單元8的方向沿 中空管2出現(xiàn)。如果經(jīng)由媒介對第二磁性單元8加載的壓力超過該磁性保持力，則第二磁性單元8橫向于中空管2軸向地并徑向地偏轉(zhuǎn)，也就是，磁性單元8實際上沿著以漏斗形延伸 的成形表面4移動。在圖2a和b中，示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的另一實施例的縱向剖視圖。 圖2a示出了關(guān)閉狀態(tài)，并且圖2b示出了打開閥狀態(tài)。在這兩種情況中，與根據(jù)圖1的 示意性實施例相反，直接在第一磁性單元1上設置間隔元件9，其有利地由無磁性材料制 成，并且類似于根據(jù)圖1的示意性實施例的下游端部1'，具有漏斗形凹部3。間隔元件 9基本上用作為用于在這兩個磁性單元1與8之間出現(xiàn)的磁性吸引力的調(diào)整措施。該磁性 吸引力因而可以被減小，這是因為使用了可能最厚的間隔元件9。在圖2a中示出了關(guān)閉 的電磁閥位置，在圖2b中設置成，沿中空管2在抵抗著第二磁性閥8的壓力的應用下任 何媒介進行作用，從而所述第二磁性閥沿著漏斗形的成形表面4軸向地并也徑向地抵抗 著磁性保持力而被偏轉(zhuǎn)，從而中空管2的流開口 5被釋放，并且可以實現(xiàn)自由媒介分配。如果媒介沿中空管2傳輸?shù)妮斔蛪毫p小了與在這兩個磁性單元之間出現(xiàn)的磁 性吸引力對應的量，則第二磁性單元8實際上以自動對中的方式沿著傾斜的漏洞形成形 表面4沿中空管2的流開口 5的方向滑動，并且以不透流體的方式關(guān)閉該開口。在圖3a中示出了電磁閥單元的分解圖，其中所述電磁閥單元包括三個部件，即 第一中空圓柱形磁性單元1、在所述磁性單元上軸向鄰接的間隔元件9以及球形第二磁性 單元8。正如開始所述，間隔元件9僅僅可選地設置，并且通過合適的材料選擇與尺寸設 置而主要用于在第一磁性單元1與第二磁性單元8之間作用的磁性吸引力的目標調(diào)整。圖3b和3c也示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥，其具有中空圓柱形第一磁性單元1、 間隔元件9和球形第二電磁閥單元8，該圖3b和3c示出了電磁閥在注射成型部件中的 采用，其中所述注射成型部件封裝電磁閥單元。殼體包括兩個注射成型的殼部件Gl和 G2，其中所述注射成型的殼部件優(yōu)選由熱塑性材料制成，并且每個殼部件封閉一中空管 2，根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元沿所述中空管以圖3b和3c中所示的方式安置。間隔元件9優(yōu) 選是顏色標記的或編碼的，并且可以根據(jù)所期望的磁性保持力設置為具有合適的厚度。 為了容易認出相應所使用的間隔元件，這在閥模塊的組裝形式中以上色環(huán)的形式(見圖 3c)可以從外部顯而易見。在這種情況中，分別從多個封裝好的電磁閥單元選擇針對相應 所期望應用的合適的電磁閥，其中所述多個封裝好的電磁閥單元針對相應的間隔元件的 厚度以及因而閥打開特性是不同的，但卻具有相同的構(gòu)造?；趫D3a至3c可以看出簡化設計結(jié)構(gòu)，其一方面確保了成本節(jié)約的結(jié)構(gòu)并且另 一方面提供了小型化的能力以及與其相連的集成能力，并且最終證實，根據(jù)本發(fā)明的電 磁閥單元是無磨損的并且在操作中并不會易受破壞。在圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元沿柔性中空管線10的集成。為此目 的，液體、粘滯媒介或氣體形式的媒介沿圖4中箭頭所示的方向沿中空管線10沿流方向 被引導。第一磁性單元1和與其固定地連接的間隔元件9固定地連接至中空管線10的內(nèi) 壁。在如圖4所示的示意圖中，球形第二磁性元件8在電磁閥單元的流開口上平齊地安坐，并以不透流體的方式關(guān)閉該開口。相反地，如果流壓力超過第一與第二磁性單元之 間的磁性吸引力，則球形磁性單元8沿漏斗形的成形表面4偏轉(zhuǎn)，從而電磁閥單元轉(zhuǎn)移到 打開位置，并且可以實現(xiàn)通過電磁閥單元的流通。圖5示出 了沿根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元與分配器針頭11的縱向剖視圖，該電磁 閥單元包括第一磁性單元1、間隔元件9以及球形第二磁性單元8，其中所述第二磁性單 元在分配器針頭上游設置。通過在根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元的小型化實施中所需的小安 裝空間，甚至超小的分配器針頭結(jié)構(gòu)的實施也是可行的。在圖6中示出了類似的應用，其中，電磁閥單元的頭側(cè)連接至用于計量媒介分 配的盒筒單元/針筒單元11'的出口。在這種情況中還包括第一磁性單元1、間隔元件9 與球形第二磁性單元8的電磁閥單元在盒筒頭部的出口上直接地安坐。明顯的是，在關(guān) 閉電磁閥單元之后，不會出現(xiàn)盒筒物質(zhì)的滴下，這是因為恰好在閥通口的關(guān)閉之后，在 球形磁性單元8的外側(cè)上沒有材料殘留物仍附著。在圖7中示出了根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元在傳統(tǒng)的管開口的出口區(qū)域中的使 用，其中，例如，僅僅包括第一磁性單元1和第二球形磁性單元8的根據(jù)本發(fā)明的電磁閥 單元在管出口頸部11"中以簡化的方式集成。與傳統(tǒng)的粘合管相關(guān)聯(lián)，根據(jù)本發(fā)明的電 磁閥單元的優(yōu)點是特別明顯的，尤其因為閥單元在管在施加壓力下變形時自動地轉(zhuǎn)換成 閥打開狀態(tài)，并且只要壓力不再施加在管上，則自動地重新關(guān)閉管出口頸部。根據(jù)本發(fā) 明的電磁閥單元附加地確保了粘合殘余物的煩人的滴落的優(yōu)點，并有助于防止甚至不提 供封閉蓋的管開口的硬化。根據(jù)圖8和9的示意性實施例證明了各個電磁閥單元的小型化結(jié)構(gòu)的其它可行的 應用。因而在圖8中設置成，成排布置的并完全穿透載體基板12的多個中空管13沿載體 基板12設置，在每個中空管中引入根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元。載體基板12利用其底側(cè) 在一側(cè)上封閉媒介存儲容室14，在所述媒介存儲容室內(nèi)包含諸如油等的粘性潤滑劑。例 如，形式為用于存儲容室14內(nèi)的媒介、例如用于潤滑劑的輸送設備的壓力供應部15反過 來位于媒介存儲容室14的下方。針對在媒介存儲容室14內(nèi)存儲的潤滑劑的壓力應用實 現(xiàn)成，在導通導管13內(nèi)所包含的電磁閥單元處于關(guān)閉閥位置，但是在僅僅稍微壓力增加 后，電磁閥單元可以轉(zhuǎn)換到打開位置。以在載體基板12上方可旋轉(zhuǎn)的方式安裝的輥體16 確保了在中空管13內(nèi)設置的各個電磁閥單元的受到控制的打開，在所述輥體中集成有桿 形永磁體17，其中所述永磁體適于產(chǎn)生外磁場，因而在相應地接近在載體基板12中集成 的電磁閥時，球形第二磁性單元8被吸引，從而磁性單元打開?？紤]到圖8中的示意性實 施例，明顯的是，以直線方式連接的電磁閥單元分別可以轉(zhuǎn)換到打開位置，如果輥體16 直接在相應的電磁閥單元上滾動的話。如果輥體16從相應的電磁閥單元移動離開，則外 磁場減弱并且從打開閥位置相應地返回到關(guān)閉閥位置。如圖8所示的示意性實施例優(yōu)選 在自潤滑或自潤系統(tǒng)中使用，在所述系統(tǒng)中，至少兩個機械部件以相互研磨或滾動的方 式接觸。圖9示出了類似構(gòu)造的載體基板12，其中所述載體基板具有多個陣列方式布置 的電磁閥單元，氣密性封閉的液體存儲器18位于所述載體基板下方。在這種情況中，在 超過在液體存儲器18內(nèi)引入的流壓力時，各個電磁閥單元作為整體打開，其中所述流壓 力在相應的球形第二磁性單元8上沿通過每個磁性單元封閉的中空管12從內(nèi)作用。利用如圖9所示的裝置，軸承內(nèi)的滑動或滾盒筒表面可以以計量的方式平滑地被潤滑。圖10示出了瓶型 容器的縱向剖視圖，其中所述瓶型容器具有瓶開20，其設有封體21，在所述封體中設置根據(jù)本發(fā)明的電磁閥單元，其包括第一 磁性單元1、間隔元件9與球形第二磁性單元8。封體21可以在各種不同的瓶開口上安 置，并且因而表現(xiàn)為獨立的封蓋。為了操作瓶蓋，設置成瓶壁是可變形的，從而內(nèi)壓增 加可以通過壓縮瓶而實現(xiàn)。在圖11中示出了另一瓶型容器，其具有瓶出20和瓶入22。在瓶出口 20的情況 中，電磁閥單元設置成放出在瓶內(nèi)存儲的媒介，而相反，根據(jù)本發(fā)明的沿相反的打開或 關(guān)閉方向引入的電磁閥沿瓶入口 22集成，例如用于使得瓶容室通氣。瓶可以相應地再次 變形，從而打開電磁閥。在圖12中示出了設置三個電磁閥Ml、M2和M3的混合結(jié)構(gòu)。每個電磁閥連 接至一媒介存儲器a、b、c,在每個存儲器內(nèi)包含彼此待相互混合的媒介。相同的輸送 壓力P經(jīng)由共用的輸送壓力管線23使得每個媒介存儲器a、b、c加載。電磁閥a、b、c 設置成具有不同的閥打開力，其中所述力可以借助于針對第一和第二磁性單元1、8以及 如果設置的話針對附加的間隔元件所實施的如上所述的設計參數(shù)設定。因而，在輸送壓 力Psi應用時，電磁閥Ml打開，而相反地，電磁閥M2和M3仍關(guān)閉。因此，來自媒介 存儲器的媒介在打開閥位置到達分支管線24。如果輸送壓力P進一步增加并超過輸送壓力Ps2，則電磁閥M2附加地打開，同時 電磁閥M3仍關(guān)閉。在這種情況中，來自媒介存儲器a和b的媒介的混合沿分支管線24 出現(xiàn)。如果輸送壓力被再次增加并且超過輸送壓力Ps3，則電磁閥M3也打開并且所有 存儲的媒介a、b、c的混合利用分支管線24實現(xiàn)。根據(jù)圖12的混合結(jié)構(gòu)示出了針對不同媒介的原理，其唯一地基于沿輸送壓力管 線的輸送壓力的變動、針對打開和關(guān)閉電磁閥關(guān)鍵的打開力唯一地通過針對各個電磁閥 的實施的規(guī)定的設計參數(shù)被確定。需要電能的附加的調(diào)節(jié)機構(gòu)并不是必須的。如圖13所示的電磁閥結(jié)構(gòu)的示意性實施例示出了多個電磁閥的直線形或陣列形 結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中所述電磁閥分別利用膜技術(shù)實施。因而，存儲器膜25位于磁性膜27 周圍，其中所述磁性膜穿設有通口 26，并且所述存儲器膜與所述磁性膜封閉一存儲器容 室28，所述存儲器容室可以填充有流體或氣體(未示出)。閥座膜29與磁性膜27平坦 平齊地鄰接，其中每個閥座膜具有與通口 26對正設置的開口，在所述每個開口處鄰接根 據(jù)本發(fā)明的接觸表面4，配置給每個電磁閥的球8以可滾動的方式沿所述接觸表面安裝。 可選地，噴嘴膜30附加地設置，其中所述噴嘴膜具有用于局部目標式媒介分配的噴嘴開膜型結(jié)構(gòu)尤其允許如圖13所示的電磁閥結(jié)構(gòu)的節(jié)約成本的制造，尤其這是因為 各個膜25、27、29和30必須僅僅合適地重疊，并且彼此相連。以這種方式，平坦的柔 性的電磁閥單元可以取決于膜材料的選擇和膜材料的厚度而設置。附圖標記列表1第一磁性單元2中空管
3漏斗形凹部4接觸表面5流開 口6周邊7環(huán)形表面區(qū)段8第二磁性單元9間隔元件10柔性中空管線11分配器針頭11' 分配器單元11〃 管頸部12表面基板13導通導管14存儲器容室15壓力供應部16輥體17桿形磁體18存儲器容室19瓶型容器20瓶頸或瓶口21封體22瓶入口23輸送壓力管線24分支管線25存儲器膜26通口27磁性膜28存儲器容室29閥座膜30噴嘴膜
權(quán)利要求
1.一種電磁閥單元，用于中斷或允許媒介沿中空管的流通，其中所述媒介沿所述 中空管在壓力作用下流動，所述電磁閥單元包括至少一個第一磁性單元以及第二磁性單 元，所述第一磁性單元沿所述中空管固定地布置，所述第一磁性單元以中空圓柱體的方 式設置并且在沿所述中空管的軸向區(qū)段中布置成，所述第一磁性單元完全徑向地包圍所 述中空管，并且在所述第一磁性單元的下游端部上具有流開口，其中所述流開口的橫截 面為圓形，所述第二磁性單元以相對于所述第一磁性單元可移動的方式安裝并且設置為 球，所述球的直徑大于所述第一磁性單元的流開口直徑，并且由于在這兩個磁性單元之 間出現(xiàn)的磁性吸引力，所述球可以與第一磁性單元直接地或間接地接觸并且以不透流體 的方式密封所述中空管，在此期間，所述媒介在與所述磁性力的作用方向相反的壓力作 用下對所述第一磁性單元加載，其特征在于，一成形表面直接地或間接地鄰接所述橫截 面為圓形的流開口，其中所述成形表面相對于所述流開口所處的平面斜角設置并包圍所 述流開口，并且沿所述成形表面，所述球形第二磁性單元可以相對于流開口軸向地與徑 向地偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁閥單元，其特征在于，所述成形表面以沿流方向呈漏斗 形加寬的方式包圍所述流開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁閥單元，其特征在于，位于所述流開口所處平面內(nèi) 的環(huán)形表面區(qū)段直接徑向地鄰接所述流開口，在所述環(huán)形表面區(qū)段的徑向周邊上鄰接相 對于所述流開口所處的平面斜角設置的成形表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的電磁閥單元，其特征在于，所述成形表面是所述第 一磁性單元的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的電磁閥單元，其特征在于，所述成形表面是軸向鄰 接所述第一磁性單元的間隔元件的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁閥單元，其特征在于，所述間隔元件由鐵磁性材料或非 鐵磁性材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的電磁閥單元，其特征在于，所述第一磁性單元和所 述第二磁性單元由永磁性材料制成，或者所述兩個磁性單元中的一個磁性單元由永磁性 材料制成，而另一個磁性單元由鐵磁性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的電磁閥單元，其特征在于，位于所述第一磁性單元 的下游端部上的所述圓形流開口由倒角的邊緣包圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的電磁閥單元，其特征在于，至少在所述圓形流開口 所在的區(qū)域內(nèi)設置附加的表面涂覆的密封層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的電磁閥單元，其特征在于，所述第二磁性單元在 表面上設有密封層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一所述的電磁閥單元，其特征在于，至少所述第二磁性單 元設置為磁性膜。
12.—種根據(jù)權(quán)利要求1至11任一所述的電磁閥單元作為位于分配單元內(nèi)的關(guān)閉閥的 應用，以便將媒介從媒介存儲器定量進行分配。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用，其特征在于，所述分配單元可取出地連接至所述媒 介存儲器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的應用，其特征在于，所述分配單元設置為具有用于不透流 體地連接至所述媒介存儲器的螺紋或插塞封體，所述媒介存儲器以管、罐、瓶或包的方 式設置。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求1至11任一所述的電磁閥單元作為填充單元內(nèi)的關(guān)閉閥的應 用，以便定量填充容室單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的應用，其特征在于，所述填充單元設置成使得設置為媒介 存儲器的容積單元定量通氣。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用，其特征在于，所述分配單元永久地連接至所述媒介 存儲器，其中所述媒介存儲器以管、罐、瓶或包的方式設置。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17任一所述的應用，其特征在于，所述媒介存儲器提供有可 變形的存儲器壁，所述壁可以通過外力作用而變形，以便定量媒介分配。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求1至11任一所述的電磁閥單元的應用，以便實現(xiàn)功能性材料、 尤其潤滑劑的平滑分配，其特征在于，在載體基板內(nèi)含有多個穿透所述載體基板的并平 坦分布的導通導管，在每個導通導管內(nèi)容納有電磁閥單元，并且所述載體基板在一側(cè)上 覆蓋其中存儲有媒介的媒介存儲器，壓力可以施加至所述媒介。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求1至11任一所述的電磁閥單元的應用，以便實現(xiàn)功能性材料、 尤其潤滑劑的平滑分配，其特征在于，在載體基板內(nèi)含有多個穿透所述載體基板的并平 坦分布的導通導管，在每個導通導管內(nèi)容納有電磁閥單元，所述載體基板在一側(cè)上覆蓋 其中存儲有媒介的媒介存儲器，壓力可以施加至所述媒介，并且，至少一個磁性單元沿 所述載體基板的從所述媒介存儲器背離的頂側(cè)設置，所述磁性單元感應出將各電磁閥轉(zhuǎn) 移到打開閥位置的外磁場，并且該外磁場能夠至少暫時地減小每個電磁閥的第一與第二 磁性單元之間的與磁性有關(guān)的保持力。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的應用，其特征在于，所述導通導管沿所述載體基板 陣列式布置。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21任一所述的應用，其特征在于，從所述媒介存儲器背離的 載體基板表面用作為用于至少一個滑動或滾動體的滑動或滾動表面。
23.—種根據(jù)權(quán)利要求12所述的應用，以便混合至少兩種不同的媒介，其特征在于， 設置至少兩個分配單元，所述分配單元的每個關(guān)閉閥具有不同的閥打開力，每個媒介存 儲器連接至共用的輸送壓力管線，在每個媒介存儲器上經(jīng)由所述共用的輸送壓力管線可 以指定可規(guī)定的輸送壓力，并且，所述分配單元連接至一共用的分支管線，每個分配單 元的媒介分配在所述分支管線內(nèi)實現(xiàn)。
全文摘要
一種電磁閥，用于中斷或允許媒介沿中空管(2)的流通，其中所述媒介沿所述中空管在壓力作用下流動，所述電磁閥包括至少一個第一磁性單元(1)以及第二磁性單元(8)，所述第一磁性單元沿所述中空管固定地布置，所述第一磁性單元以中空圓柱體的方式設置并且在沿所述中空管的軸向區(qū)段中布置成，所述第一磁性單元完全徑向地包圍所述中空管并且具有在所述第一磁性單元的下游端部上具有流開口(5)，其中所述流開口的橫截面為圓形，所述第二磁性單元(8)以相對于所述第一單元可移動的方式安裝并且設置為球，所述球的直徑大于所述第一磁性單元的流開口直徑，并且考慮到在這兩個磁性單元之間出現(xiàn)的磁性吸引力，所述球可以與第一磁性單元直接地或間接地接觸并且以不透流體的方式密封所述中空管，在此期間，所述媒介在與所述磁性力的作用方向相反的壓力作用下對所述第一磁性單元加載。本發(fā)明區(qū)別之處在于，一成形表面(4)直接地或間接地鄰接所述橫截面為圓形的流開口，其中所述成形表面相對于所述流開口所處的表面(3)斜角并且包圍所述流開口，并且沿所述成形表面(4)，所述球形第二磁性單元可以相對于流開口軸向地與徑向地偏轉(zhuǎn)。
文檔編號F16K31/08GK102027275SQ200980110466
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者D·施倫克爾, N·奧斯曼 申請人:弗勞恩霍弗應用技術(shù)研究院