用于控制向车辆座椅中的气囊的加压空气供应的SMA阀组件转让专利

申请号 : CN201710666316.8

文献号 : CN107701731B

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相似专利:

发明人 : P·库成洛克M·兹荣K·马雷克T·曲兹克瓦斯基

申请人 : 康斯博格汽车股份公司

摘要 :

本发明涉及一种SMA阀组件,包括外壳(2,4),外壳包含多个SMA阀和主印刷电路板;每个阀包括具有端口(14)的压力腔室,每个压力腔室包含:阀元件;SMA致动器,其适于在供应电能而启动时移动阀元件远离阀座;致动器印刷电路板;导线结构,其电连接压力腔室内侧的致动器印刷电路板与安置于外壳中压力腔室外侧的主印刷电路板;致动器印刷电路板和主印刷电路板为承载导线结构的共同的印刷电路板的部分,每个致动器印刷电路板部分由桥接印刷电路板部分连接到主印刷电路板部分,且每个压力腔室具有开口以允许相应桥接印刷电路板部分穿过它延伸,开口设有凹穴,凹穴填充固化密封胶,以嵌入穿过它延伸的桥接印刷电路板部分并且密封压力腔室的开口。

权利要求 :

1.一种SMA阀组件,所述SMA阀组件用于控制至车辆座椅中的可充胀囊内的加压空气供应,包括外壳,所述外壳包含多个SMA阀、以及主印刷电路板,所述主印刷电路板承载用于操作所述SMA阀的电子部件和导线;

每个SMA阀包括压力腔室(10),所述压力腔室具有端口(14),每个压力腔室包含:阀元件(16),其被偏压到闲置位置,密封抵接于所述端口的阀座上;SMA致动器(18,19,20,21),其适于在通过供应电能而启动时移动所述阀元件(16)远离所述阀座;以及致动器印刷电路板,其用于安装并且电连接所述SMA致动器;

导线结构,其将位于所述压力腔室之内的所述致动器印刷电路板与安置于所述外壳中在所述压力腔室之外的所述主印刷电路板电连接;

其特征在于,所述致动器印刷电路板和所述主印刷电路板为承载所述导线结构的共同的印刷电路板的各部分,其中每个致动器印刷电路板部分(42)由桥接印刷电路板部分(44)连接到所述主印刷电路板部分(46),并且每个压力腔室具有开口(52),以允许相应的桥接印刷电路板部分(44)穿过它延伸,所述开口设有凹穴(54),所述凹穴填充有固化的密封胶(58),以使穿过它延伸的所述桥接印刷电路板部分嵌入,并且密封所述压力腔室的所述开口(52)。

2.根据权利要求1所述的SMA阀组件,其特征在于,所述外壳包括两个外壳部分,所述两个外壳部分在平行于所述共同的印刷电路板的平面的平面中连结;所述压力腔室由分隔壁(50,51)限定,所述分隔壁一体地形成于所述外壳部分之内;并且每个压力腔室的所述开口(52)由在使所述压力腔室与所述外壳的其余内部分隔开的分隔壁(51)中的凹部限定,其中每个凹部具有比相关联的所述桥接印刷电路板部分(44)的宽度大的宽度,并且其中相关联的所述凹穴(54)被布置成邻近所述凹部,以使得当填充有固化的密封胶时,所述密封胶完全覆盖并且密封所述凹部的开口区域。

3.根据权利要求2所述的SMA阀组件,其特征在于,设有在所述外壳中纵向延伸的平行的分隔壁(50)、以及至少一个横向延伸的分隔壁(51),所述纵向延伸的分隔壁(50)分隔相邻各压力腔室,所述横向延伸的分隔壁将所述压力腔室与所述外壳的其余内部分隔开。

4.根据权利要求3所述的SMA阀组件,其特征在于,设有两个平行的横向延伸的分隔壁(51),所述两个平行的横向延伸的分隔壁具有对准的凹部作为用于接纳桥接印刷电路板部分(44)的开口(52),其中在所述开口(52)周围的区域中、在所述两个横向延伸的分隔壁(51)之间的空间限定密封胶凹穴(54)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的SMA阀组件,其特征在于,所述两个外壳部分包括外壳部分(2)和盖子(4),所述外壳部分(2)在一侧敞开并且包括用于限定多个压力腔室的一体形成的分隔壁(50,51),其中所述盖子(4)连接到所述外壳侧壁和分隔壁(50,51),以限定所述多个压力腔室和所述外壳的其余内部。

6.根据权利要求5所述的SMA阀组件,其特征在于,所述分隔壁(50,51)的上边缘从相邻的桥接印刷电路板部分(44)之间的间隙(43)突出。

7.根据权利要求6所述的SMA阀组件,其特征在于,所述外壳部分(2)和所述盖子(4)由塑料制成,并且所述盖子(4)通过焊接而连接到所述外壳侧壁的上边缘和所述分隔壁(50,

51)的上边缘。

8.根据权利要求5所述的SMA阀组件,其特征在于,所述盖子(4)形成有向外延伸的凹坑(4'),所述凹坑(4')被布置成使得当所述盖子安装到所述外壳部分时,所述凹坑中的每一个在所述分隔壁(51)的所述开口处与桥接印刷电路板部分(44)相邻安置,并且形成用于接纳可固化密封剂的所述凹穴的一部分,其中所述分隔壁(51)的所述开口(52)接纳所述桥接印刷电路板部分。

9.根据权利要求5项所述的SMA阀组件,其特征在于,所述外壳部分(2)和所述盖子(4)在一端处设有一体形成的插座部分(3,5),当所述盖子(4)安装到所述外壳部分(2)时,所述一体形成的插座部分(3,5)一起形成插座,以接纳连接器,所述连接器用于将它连接到所述共同的印刷电路板。

10.一种组装根据权利要求1所述的SMA阀组件的方法,包括:

提供外壳,所述外壳包含多个SMA阀、以及主印刷电路板,所述主印刷电路板承载用于操作所述SMA阀的电子部件和导线;每个SMA阀包括压力腔室(10),所述压力腔室(10)具有端口(14),每个压力腔室包含:阀元件(16),其被偏压到闲置位置,密封抵接于所述端口的阀座上;SMA致动器(18,19,20,21),其适于在通过供应电能而启动时移动所述阀元件(16)远离所述阀座;以及,致动器印刷电路板,其用于安装并且电连接所述SMA致动器;

提供导线结构,其将位于所述压力腔室之内的所述致动器印刷电路板与安置于所述外壳中所述压力腔室之外的所述主印刷电路板电连接;

其特征在于,通过插入一体式共同的印刷电路板来提供所述致动器印刷电路板和所述主印刷电路板,所述一体式共同的印刷电路板承载所述导线结构并且包括多个致动器印刷电路板部分(42)和主印刷电路板部分(46),其中每个致动器印刷电路板部分(42)由桥接印刷电路板部分(44)连接到所述主印刷电路板部分(46),并且每个压力腔室设有开口(52)以允许相应的桥接印刷电路板部分(44)穿过它延伸,所述开口设有凹穴(54),并且每个凹穴(54)被填充有可固化的密封胶(58),以嵌入穿过它延伸的所述桥接印刷电路板部分,并且由固化的密封胶来密封所述压力腔室的所述开口(52)。

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,通过提供在一侧敞开的外壳部分(2)和用于闭合敞开侧的盖子(4)来提供所述外壳,其中所述外壳部分(2)通过注射模制而形成并且包括分隔壁(50,51),所述分隔壁(50,51)一体地形成于所述外壳部分之内,以限定所述压力腔室,其中设有在所述外壳中纵向延伸的平行的分隔壁(50)和至少一个横向延伸的分隔壁(51),所述纵向延伸的分隔壁(50)分隔相邻的各压力腔室,所述横向延伸的分隔壁(51)将所述压力腔室与所述外壳的其余内部分隔开,其中用于接纳桥接印刷电路板部分(44)的所述压力腔室的所述开口(52)由所述至少一个横向延伸的分隔壁(51)的上边缘中的凹部形成。

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述外壳部分形成有两个彼此平行的横向延伸的分隔壁(51),每个在其上边缘中包括对准的凹部以形成所述开口(52),所述开口(52)用于接纳桥接印刷电路板部分(44)。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法,其特征在于,所述SMA致动器安装到并且电连接到致动器印刷电路板部分,并且在插入所述共同的印刷电路板之前,所述导线结构设置于所述共同的印刷电路板上,使得每个致动器印刷电路板部分(42)安置于所述外壳部分的压力腔室内,每个桥接印刷电路板部分(44)安置于相关联的所述压力腔室的开口(52)内,并且所述主印刷电路部分(46)安置于所述外壳部分内部中、在所述压力腔室之外。

14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,通过将所述盖子(4)焊接到所述外壳部分(2)的侧壁的所述上边缘上和所述分隔壁(50,51)的所述上边缘上,闭合所述外壳部分(2)。

15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,将具有连接的盖子(4)的所述外壳部分(2)上下颠倒,以使得所述盖子(4)形成所述外壳的底表面,密封胶施加器从上方通过所述外壳部分(2)中的开口引入,以延伸到所述外壳内至凹穴(54),并且分配密封胶使得其在所述两个横向延伸的分隔壁(51)之间形成的所述凹穴(54)中绕所述桥接印刷电路板部分(44)流动,并且所述密封胶固化以闭合并且密封所述压力腔室的开口(52),其中每个压力腔室的所述开口(52)以此方式闭合并且密封。

16.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,通过向紫外线可固化的密封胶施加紫外线辐射来执行所述密封胶的固化,其中通过将紫外线束引导至盖子上而将所述紫外线辐射通过所述盖子(4)施加于所述凹穴(54)的区域中,所述盖子对于紫外线辐射至少部分地透明。

17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,当密封胶开始分配到所述凹穴(54)中时,在第一步骤中将紫外线辐射施加到邻近凹穴(54)的区域,使得流入到所述分隔壁(51)的开口(52)内的任何密封胶在其到达与所述凹穴相对的开口的端部时立即固化,以在那里形成塞件,之后,一旦凹穴(54)完全充满密封胶,在第二步骤中向所述两个横向延伸的分隔壁(51)之间的区域施加紫外线辐射。

18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,在施加紫外线辐射的第一步骤中,将掩模放置于所述盖子上,所述掩模覆盖在两个横向延伸的分隔壁(51)之间的间隙,但是保留与其相邻的空间自由暴露,而为了施加紫外线辐射的第二步骤而移除所述掩模。

说明书 :

用于控制向车辆座椅中的气囊的加压空气供应的SMA阀组件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种SMA阀组件,其用于控制向车辆座椅中的可充胀囊的加压空气供应,包括:
[0002] 外壳,外壳包含多个SMA阀、以及主印刷电路板,主印刷电路板承载用于操作SMA阀的电子部件和导线;
[0003] 每个SMA阀包括压力腔室,压力腔室具有端口,每个压力腔室包含:阀元件,其被偏压到闲置位置,密封抵接于端口的阀座上;SMA致动器,其适于在通过供应电能而被启动时移动阀元件远离阀座;以及致动器印刷电路板,其用于安装并且电连接SMA致动器;
[0004] 导线结构,其将位于压力腔室之内的致动器印刷电路板电连接到安置于外壳中在压力腔室之外的所述主印刷电路板。

背景技术

[0005] 机动车辆的驾驶员和乘客,特别在长距离驾驶时,常常经历由于坐在车辆座椅中长时间静态姿势造成的不适感。这不仅让人感觉到不舒服并且例如造成背疼,而且也可能会导致永久健康损伤,特别是对于专业驾驶员,例如出租车、卡车和公交车驾驶员而言。为了提供补救,汽车行业一段时间以来向车辆座椅提供可调整的腰部支承件和垫枕,并且在背椅中提供整合的按摩系统,整合的按摩系统是基于气动致动。在座椅中的腰部支承件和垫枕通过向气囊内供应加压空气使气囊充胀而调整。在腰部支承件和垫枕到达其所希望的充胀状态后,加压空气供应停止并且气囊闭合。在按摩系统中,在座椅背部中的气囊系列被相继充胀和瘪缩,以提供按摩效果。
[0006] 这种例如用于车辆座椅的按摩系统公开于U.S.5,135,282A中。一系列气囊沿着共同供应线安置,共同供应线从泵供应有加压空气。为了产生沿着从始于座椅背部下端的第一囊逐囊到座椅上端处的最后囊的气囊系列的传播顺序充胀,提供多个可控制的阀和控制单元。原则上,在每个气囊上游存在可控制的阀,以单独地控制每个囊的充胀、瘪缩,以及存在用于控制排气的另外的阀。由于在按摩系统中的气囊数量相当大,阀的数量相对应地较大。同样,在具有可调整腰部支承件和垫枕的车辆座椅中,存在阀以打开气囊进行充胀并且在所希望的充胀状态下闭合囊。
[0007] 在这种领域中使用的一种类型的可控制阀是所谓的SMA阀,其中SMA表示“形状记忆合金”。SMA阀包括:外壳,外壳包括压力腔室;在压力腔室中作为阀元件的柱塞;弹簧,其将柱塞推压到位于端口的阀座中的闭合位置以闭合该阀;以及致动器,其能作用于柱塞上,以使得致动器在启动时在柱塞上施加力,这使柱塞远离阀座移动到打开位置,并且只要致动器保持启动就将其保持在那里。当柱塞远离阀座移动时,加压空气流入到压力腔室内,并且从那里流到出口,出口与待充胀的气囊连通。在SMA阀的情况下,致动器包括由形状记忆合金(SMA)制成的金属丝,SMA丝连接到柱塞和固定于外壳中的部件。这种形状记忆合金在阈值温度下改变其微观结构,以使得SMA线在超过阈值温度时缩短。特别地,在室温的SMA材料处于具有马氏体性质的金属状态,而这种结构在约80℃的阈值温度下转变为奥氏体结构。由于这种转变,SMA线缩短,其中缩短提供作用于柱塞上的力,使柱塞移动到打开位置。通过向SMA线选择性地供应电力以将其加热到阈值温度并且将SMA线保持在这个温度下持续所希望的启动循环,控制SMA线的致动,之后,终止到SMA线的电力供应,以使SMA线冷却到低于阈值温度。
[0008] 适合于气动按摩和腰部支承的SMA阀组件公开于WO 2015/086088Al中,并且是权利要求1的前序的基础。这种布置在图1的截面图中示意性地示出,图1展示了SMA阀组件的一个SMA阀。SMA阀组件包括阀外壳2,在阀外壳2中平行地布置多个SMA阀。每个SMA阀包括压力腔室10,压力腔室10具有端口12,其中每个压力腔室10包含阀元件16,阀元件16可动地悬置于压力腔室中。阀元件16被偏压到闲置位置,密封地抵靠于端口12的阀座上。阀元件16由平行四边形悬架来悬置,平行四边形悬架包括两个平行的连杆18,每个连杆由铰链连接到阀元件并且由另一铰链连接到安装杆。铰链是实心铰链或挠曲铰链。阀元件16、连杆18、铰链19和安装杆20由塑料一体地形成为一个部件,例如通过注射模制形成,如图2所示。
[0009] 图2示出了如在WO 2015/086088Al中所描述的用于SMA阀的致动器的透视图,其中图2示出了平行布置的两个致动器。SMA线21连接到阀元件16并且连接到致动器印刷电路板22。致动器印刷电路板22用于安装致动器,并且包括用于向SMA线供应电流的导线。当电流供应到SMA线21时,其被加热超过其转变温度,于是,其缩短并且拉回阀元件16,使得密封末端部分17远离在端口处的阀座移动,以打开阀;在这个状态,由泵供应到端口的加压空气流入到压力腔室内并且从那里流到出口,出口由管连接到气囊,气囊将由阀选择性地充胀。
[0010] 阀元件16和一体形成的悬架18、19、20以及SMA线21形成SMA致动器。致动器印刷电路板22位于压力腔室10中,并且除了用于向SMA线供应电力的导线(导体)之外,还包括导电接触表面。导电接触表面被布置成使得当阀元件16到达其打开位置时,其由布置于SMA致动器上的导线接触。在致动器上的导线与致动器PCB 22上的导电接触表面的接触使电路闭合,这由控制单元检测到。当检测到接触时,由控制单元减小向SMA线的电力供应,因为在快速加热SMA线之后,需要更少的电力来维持SMA线处于高于阈值温度的其温度。
[0011] 如图1所示,致动器印刷电路板22和安装于致动器印刷电路板22上的致动器完全安置于SMA阀的压力腔室10内(当SMA阀打开时在压力下的区域以阴影线示出)。在压力腔室之外但在外壳2的其余内部中,安置主印刷电路板30,主印刷电路板30承载导线和电子部件,导线和电子部件用来控制多个SMA阀的操作。致动器印刷电路板22和主印刷电路板30由压配的各销24(图1)和由导线结构(在图1中未示出)连接,导线结构提供在致动器印刷电路板22与主印刷电路板30之间的电连接。电导线结构在图2的右侧示出。压配的各销24和导线结构的导线穿过每个压力腔室中的开口延伸。具有在那里穿过延伸的销和导线的开口由密封胶26密封。在外壳的端部,附连有插座(插口)32以用于插入连接器销,以将其连接到印刷电路板30上的导线。
[0012] 这种SMA阀组件的设计是复杂的,因为其包括多个单独致动器印刷电路板。致动器印刷电路板中的每一个单独地电气地和机械地连接到压力腔室之外的主印刷电路板。而且,需要若干外壳部分,诸如外壳2和第一盖子4和第二盖子6,如图1所示。致动器印刷电路板、主印刷电路板必须单独地组装并且机械地和电气地连接,之后,必须组装外壳2和覆盖压力腔室的一侧的第一盖子4和覆盖外壳2的包含主印刷电路板的区域的第二盖子。最后,必须附连插座32,该插座被布置成用于插入塞件连接器,以电连接主印刷电路板。
[0013] 发明的公开
[0014] 本发明的目的在于通过减少需要组装的部件数量来改进如上文所描述的SMA阀的设计,并且提供组装这种SMA阀组件的方法。
[0015] 这个目的由包括权利要求1的特征的SMA阀组件和包括权利要求10的特征的方法来实现。SMA阀组件的优选实施例在根据权利要求的权利要求1中陈述,并且优选组装方法在根据权利要求10的权利要求中限定。
[0016] 根据本发明,致动器印刷电路板和主印刷电路板形成为承载导线结构的共同的印刷电路板,其中每个致动器印刷电路板部分由桥接印刷电路板部分连接到主印刷电路板部分。每个压力腔室具有开口,以允许相应的桥接印刷电路板部分穿过它延伸。这个开口由凹穴覆盖,凹穴填充有固化的密封剂,以嵌入穿过它延伸的桥接印刷电路板部分,并且密封压力腔室的开口。
[0017] 显然,这种SMA阀布置的设计和组装被显著简化,因为仅存在单个共同的印刷电路板并且其通过外壳的敞开侧以单个步骤安装于外壳中,以使得致动器印刷电路板安置于压力腔室中,并且主印刷电路板安置于压力腔室之外、外壳的其余内部中,其中致动器印刷电路板部分由桥接印刷电路板部分连接到共同的印刷电路板的主印刷电路板部分。在插入了共同的印刷电路板之后,在优选实施例中,单个盖子安装于外壳的敞开侧上,例如通过激光焊接,以闭合并且密封压力腔室并且闭合外壳内部的其余部分。在此实施例中,盖子连接到外壳的侧部和端壁并且连接到内分隔壁,内分隔壁限定压力腔室,使得压力腔室最终被盖子闭合。之后,桥接印刷电路板部分延伸穿过的压力腔室的开口通过向使开口周围的凹穴填充密封剂而密封,密封剂固化以嵌入延伸穿过其的印刷电路板部分并且密封压力腔室的开口。可以通过与盖子相对的外壳壁中的开口而引入密封胶。
[0018] 因此,无需单独地插入多个致动器印刷电路板,并且无需将致动器印刷电路板机械地连接到主印刷电路板,并且无需将致动器印刷电路板电连接到主印刷电路板。替代地,提供共同的印刷电路板,共同的印刷电路板已经包括在致动器印刷电路板部分与主印刷电路板之间的连接部,并且该共同的印刷电路板设有传导路径,这些传导路径使致动器印刷电路板与主印刷电路板电连接。
[0019] 在一优选实施例中,SMA阀组件的外壳包括两个外壳部分,两个外壳部分在平行于共同的印刷电路板平面的平面中连结。压力腔室由分隔壁限定,分隔壁一体地形成于外壳部分之内。每个压力腔室的开口由分隔壁中的凹部限定,分隔壁将压力腔室与外壳的其余内部分隔开,其中每个凹部具有大于相关联的桥接印刷电路板部分宽度的宽度,以使得桥接印刷电路板部分可以插入于凹口内。在开口周围布置有凹穴,凹穴可以被填充可固化的密封剂,使得固化的密封剂完全覆盖凹部的开口区域。
[0020] 在一优选实施例中,在外壳中存在在纵向延伸的平行的分隔壁和至少一个横向延伸的分隔壁,纵向延伸的平行分隔壁分隔开相邻的压力腔室,横向延伸的分隔壁使压力腔室与外壳的其余内部分隔开。
[0021] 在一优选实施例中,存在两个平行横向延伸的分隔壁,两个平行横向延伸的分隔壁使压力腔室与外壳的其余内部分隔开,两个横向延伸的分隔壁具有对准的凹部作为用于接纳桥接印刷电路板部分的开口,其中在开口周围的区域中两个横向延伸的分隔壁之间的空间限定密封胶凹穴。这些凹穴被填充有密封胶,密封胶绕桥接印刷电路板部分流动,以嵌入桥接印刷电路板部分,并且闭合在分隔壁中的开口。密封胶由于其粘度而不能在任何显著程度上流到开口内。
[0022] 优选地,两个外壳部分包括在一侧敞开的外壳部分和作为第二外壳部分的盖子,在一侧敞开的外壳部分包括用于限定多个压力腔室的一体形成的分隔壁,其中盖子连接到外壳侧壁和分隔壁,以限定多个压力腔室和外壳的其余内部。
[0023] 在这种布置中,分隔壁的上边缘优选地从相邻各桥接印刷电路板部分之间的间隙突出,使得盖子能连接到分隔壁的上边缘。
[0024] 在这种布置中,优选地,外壳部分和盖子均由塑料制成,并且盖子通过焊接而连接到外壳侧壁和分隔壁的上边缘。
[0025] 在一优选实施例中,盖子形成有向外延伸的凹坑,向外延伸的凹坑被布置成使得当盖子安装到外壳部分上时,凹坑中的每一个在分隔壁的凹部处邻近桥接印刷电路板部分安置,并且形成用于接纳可固化密封剂的凹穴的部分,其中,分隔壁的凹部接纳桥接印刷电路板部分。
[0026] 在一优选实施例中,外壳部分和盖子在一端设有一体形成的插座部分,当盖子安装到外壳部分上时,一体形成的插座部分一起形成插座(插口)以接纳连接器,从而连接到共同的印刷电路板。在这种布置中,当盖子安装到外壳部分上时,用于接纳连接器的插座自动地形成,并且无需单独地安装额外插座部件,这进一步减少SMA阀组件的部件数量。
[0027] 根据本发明,一种用于组装SMA阀组件的方法包括以下步骤:
[0028] 提供外壳,外壳包含多个SMA阀、以及主印刷电路板,主印刷电路板承载用于操作SMA阀的电子部件和导线;每个SMA阀包括压力腔室,压力腔室具有端口,每个压力腔室包含:阀元件,其被偏压到闲置位置,密封抵接于端口的阀座上;SMA致动器,其适于在供应电能而启动时移动阀元件远离阀座;以及致动器印刷电路板,其用于安装并且电连接SMA致动器;
[0029] 提供导线结构,其将压力腔室之内的致动器印刷电路板电连接到安置于外壳中的压力腔室之外的主印刷电路板。根据本发明,通过插入一体式共同的印刷电路板来提供致动器印刷电路板和主印刷电路板,一体式共同的印刷电路板承载导线结构,并且包括多个致动器印刷电路板部分和主印刷电路板部分,其中每个致动器印刷电路板部分由桥接印刷电路板部分连接到主印刷电路板部分。每个压力腔室设有开口,以在插入共同的印刷电路板时允许相应的桥接印刷电路板部分延伸穿过它。用于接纳桥接印刷电路板部分的每个开口设有凹穴或腔。每个凹穴被填充有可固化密封胶,以嵌入延伸穿过它的桥接印刷电路板部分,并且由固化的密封胶来密封压力腔室的开口。
[0030] 在一优选实施例中,将外壳设置为在一侧敞开的外壳部分和用于闭合敞开侧的盖子。外壳部分通过注射模制形成,以包括在外壳部分之内一体地形成的分隔壁来限定压力腔室,其中在外壳中存在纵向延伸的平行的分隔壁和至少一个横向延伸的分隔壁,纵向延伸的分隔壁分隔相邻的压力腔室,横向延伸的分隔壁分隔压力腔室与外壳的其余内部。用于接纳桥接印刷电路板部分的压力腔室的开口由至少一个横向延伸的分隔壁的上边缘中的凹部形成。
[0031] 在一优选实施例中,外壳部分形成有两个彼此平行的横向延伸的分隔壁,每个分隔壁包括在其上边缘中对准的凹部以形成开口,这些开口用于接纳桥接印刷电路板部分。
[0032] 在一优选实施例中,SMA致动器首先安装到并且电连接到致动器印刷电路板部分,并且在共同电路板上设置导线结构(导线布置),之后,将共同的印刷电路板插入外壳部分内到如下位置,即、使得每个致动器印刷电路板安置于外壳部分的压力腔室内,每个桥接印刷电路板部分安置于相关联的压力腔室的开口内,并且主印刷电路板部分安置于外壳之内、压力腔室之外的位置。以此方式,SMA致动器当它们作为一个整体被插入外壳部分内时已经安装好并且完全电连接。
[0033] 在一优选实施例中,在上面具有SMA致动器和导线结构的共同的印刷电路板已被插入外壳部分的敞开侧内之后,通过将盖子焊接到外壳部分的侧壁的上边缘和分隔壁的上边缘而闭合外壳部分。
[0034] 在一优选实施例中,然后,连接有盖子的外壳部分上下颠倒过来,以使得盖子形成外壳的底面。然后,密封胶施加器从上方通过外壳部分中的开口引入,以伸入到外壳内,使得施加器的分配端安置于凹穴上方。之后,分配密封胶使得其在两个横向延伸的分隔壁之间形成的凹穴中绕桥接印刷电路板部分流动。然后,密封胶固化以闭合和密封压力腔室的开口。每个压力腔室的开口以此方式闭合和密封。
[0035] 在一优选实施例中,通过向紫外线可固化的密封胶施加紫外线辐射来执行密封胶的固化。通过将紫外线束引导至盖子上而将紫外线辐射通过盖子施加于凹穴的区域中,盖子对于紫外线辐射至少部分地透明(透过)。以此方式,通过盖子的紫外线辐射暴露凹穴和周围区域(使凹穴和周围区域经受穿过盖子的紫外线辐射)。
[0036] 在一优选实施例中,当密封胶开始分配到凹穴内时,UV辐射在第一步骤中供给给邻近凹穴的相对区域,使得流入到分隔壁开口内的任何密封胶在其到达背向凹穴的开口端部时立即由UV辐射固化,以在此形成塞件,之后,一旦凹穴完全充满密封胶,UV辐射在第二步骤中供应给位于两个横向延伸的分隔壁之间的凹穴的区域,以使处于该凹穴中的密封胶完全固化。
[0037] 在一优选实施例中,在施加紫外线辐射的第一步骤中,将掩模放置于盖子的外表面上,该掩模覆盖在两个横向延伸的分隔壁之间的间隙,但是保留与其相邻的空间自由暴露,而为了施加紫外线辐射的第二步骤而移除掩模。
[0038] 以此方式,可以防止在填充凹穴的过程中,任何密封胶通过开口并且进入相邻的压力腔室或者外壳的相邻的其余内部,因为任何密封胶在其开始离开开口的外端时通过碰撞紫外线辐射就立即固化,由此,在此固化的密封胶形成塞件,使得可能并无另外的密封胶出来。当然,可以存在避免填充凹穴过程中密封胶从开口流出的许多其它可能性。外部开口区域可以例如临时地由胶带或任何其它密封装置进行闭合。

附图说明

[0039] 现将参考在附图中示出的实施例,更详细地描述本发明,在附图中:
[0040] 图1示出了现有技术SMA阀组件的示意截面图;
[0041] 图2示出了平行地安装于致动器印刷电路板上的两个SMA致动器的透视图;
[0042] 图3示出了如图1但是为根据本发明的一实施例的SMA阀组件的示意截面图;
[0043] 图4示出了根据本发明的示例性实施例的分解图;
[0044] 图5示出了移除了盖子的SMA阀组件的透视图,和其一部分的放大详细视图;
[0045] 图6示出了用于本发明的示例性实施例中的共同的印刷电路板的平面图;
[0046] 图7示出了移除了盖子的示例性实施例的平面图;
[0047] 图8示出了图7的细节的放大透视图;
[0048] 图9示出沿着图10中的平面IX-IX所截取的截面图;
[0049] 图10示出了从上方观看的示例性SMA阀组件的平面图;
[0050] 图11示出了在共同的印刷电路板的略下方的平面中截取的SMA阀组件的截面图;
[0051] 图12示出了在从上方观察的平面图中的示例性SMA阀组件的细节,其中省略了盖子和SMA致动器;以及
[0052] 图13示出了示例性SMA阀组件的细节的透视图,其中省略了盖子和SMA致动器。

具体实施方式

[0053] 图1示出了根据在WO 2015/086088Al中所描述的现有技术的SMA阀布置的示意截面图,所示出的SMA阀处于其闭合位置,即,阀元件16以其密封末端部分17抵靠于SMA阀的压力腔室10的端口14的阀座上。加压空气由泵(未图示)供应到加压空气输入歧管60。如果启动(激活)SMA致动器,阀元件16克服偏压力移动,以使得阀元件16以其密封末端部分17远离端口14处的阀座移动,使得加压空气流入到压力腔室10内并且进一步通过阀开口9流到接头12内,与气囊连通的管(未图示)连接到接头12。在图1中以阴影线示出了当阀打开时存在加压空气的SMA阀的区域。
[0054] 在图1中示意性地示出了SMA致动器,SMA致动器包括连接到致动器印刷电路板22的安装杆20、连杆18和阀元件16。可以结合本发明使用的SMA致动器在图2中示出并且更详细地描述于WO 2015/086088Al中。图2示出了平行地安装于致动器印刷电路板22上的两个SMA致动器的布置。每个SMA致动器具有阀元件16,阀元件16具有密封顶端部17。阀元件16由平行四边形悬架来悬置。这个悬架包括连接到致动器印刷电路板22上的安装杆20。两个连杆18由挠曲或实心(固态)铰链19连接到安装杆20。连杆18由其它挠曲铰链19连接到阀元件16。阀元件16和其平行四边形悬架可以是一体形成的部件,一体形成的部件可以例如通过注射模制形成。挠曲铰链19由弱化的或减小的材料厚度部分形成。
[0055] 压缩弹簧作用于从安装杆20突伸的突出部与从阀元件突伸的突出部之间,使得弹簧推压阀元件16到其常闭位置,在其常闭位置,密封末端部分17密封地抵靠到阀座上,以闭合阀的端口14。
[0056] SMA线21的两个端部都连接到固定于致动器印刷电路板22上的构件。从图2中致动器印刷电路板的右端部附近的SMA线的第一固定点起,SMA线平行于致动器印刷电路板22以直线方式延伸到偏转点,其绕偏转点布线,并且从那里朝向阀元件16延伸。SMA线21在绕阀元件16的凹槽中引导,并且从那里在阀元件16的相对侧上以对称方式延伸到位于致动器印刷电路板22的端部处的相对的固定点。当启动SMA致动器时,电流供应到SMA线21以使之加热。在到达其阈值温度时,SMA线21缩短,这在阀元件16上造成拉力,从而将其拉向图2视图中的右侧。因此,阀元件16的密封末端部分17远离其相关联的阀座移动,以打开SMA阀的端口。
[0057] 在图3中以截面图示出了根据本发明的SMA阀的示意图。
[0058] 图4示出了根据示例性实施例的SMA阀布置的分解图。也参考图5、图7和图8,SMA阀布置包括在其上侧敞开的外壳部分2。在这个外壳部分2中,由分隔壁50、51形成七个平行的压力腔室,分隔壁50、51是一体地形成于外壳部分2中的内壁。前三个压力腔室各包含两个平行的SMA致动器,如图2所示。如在前三个压力腔室中的一对SMA致动器的每个SMA致动器可以独立地启动,其中一个致动器用于打开SMA阀,以允许加压空气进入压力腔室和通过开口流到接头12以充胀气囊。如果并未启动第一SMA致动器(即,无加压空气能进入压力腔室),第二SMA致动器可以被启动,以使相关联的阀元件远离阀座移动,阀座与排气歧管60成流体连通,排气歧管60通向周围大气,这允许使相关联的气囊单独地排气,以瘪缩。
[0059] 分隔壁包括在外壳部分2的纵向方向上延伸的七个平行的分隔壁50和在外壳部分2中横向延伸的两个平行的分隔壁51,以限定七个压力腔室和侧腔室56(参看图5),侧腔室
56也在外壳的加压区域中。在外壳部分2中处于加压区域之外的其余内部空间安置于横向延伸的分隔壁51与承载下插座部分3的外壳2的相对的端壁之间。当然,平行的压力腔室的数量可以在不同实施例中是不同的。
[0060] 在图示的SMA阀布置中,存在仅具有单个致动器的三个SMA阀8。这单个致动器可以如上文所描述操作以通过如下方式来打开相应SMA阀的压力腔室,即,通过将SMA阀元件拉离端口14以使之相对于加压空气输入歧管60打开,从而使加压空气通过压力腔室流到相应接头12,以使相关联气囊充胀。仅具有单个SMA致动器的SMA阀8不能操作成使相关联的气囊单独地排气。为了使连接到仅具有单个SMA致动器的SMA阀的气囊排气,与单个SMA致动器阀相关联的共同的排气阀必须打开,以同时使连接到仅具有单个SMA致动器的三个SMA阀的所有气囊同时排气。这个共同的排气阀由具有单个SMA致动器的SMA阀形成。这个共同SMA排气阀在图4的布置中被示出在中心,即,带有成对SMA致动器的三个SMA阀安置于这个中心SMA阀的左侧,而带有单个SMA致动器的三个SMA阀则安置于中心排气SMA阀的右侧。
[0061] 图4的SMA阀布置还包括共同的印刷电路板42、44、46、盖子4和固化的密封胶主体58,固化的密封胶主体58将在下文中更详细地描述。
[0062] 在图6中更详细地示出了示例性共同的印刷电路板。其包括由间隙43分开的七个平行的致动器印刷电路板部分42。致动器印刷电路板部分42中的每一个由相应的桥接印刷电路板部分44连接到主印刷电路板部分46。在组装状态,每个致动器印刷电路板部分42安置于由外壳部分2中的分隔壁50、51形成的其相关联的压力腔室中。共同的印刷电路板承载压力传感器48,压力传感器48在组装状态位于侧腔室56中(参看图5),侧腔室56作为压力腔室属于外壳2内部的加压部分。存在安装于共同的印刷电路板上的另外的电子装置,这些电子装置并未进一步描述。
[0063] 如在图5中可以看出,横向延伸的分隔壁51中的每一个设有与外壳部分2中的压力腔室中的每一个相关联的对准的开口或凹部52。开口52由横向延伸的分隔壁51的上边缘处的切口或缺口形成。开口52的宽度设计成使得开口中的每一个能接纳桥接印刷电路板部分44之一,如在图7和图8中最佳地示出。
[0064] 图7示出了从上方观察的插入了共同的印刷电路板并且无盖子的SMA阀组件的平面图。可以看出,分隔壁50、51延伸穿过在相邻各致动器印刷电路板部分42之间的间隙,其中分隔壁50、51的上边缘突出超过共同的印刷电路板的上表面。
[0065] 共同的印刷电路板安装到两个安装销70(参看图5),这两个安装销70在压力腔室之外的区域中在外壳部分2的内部中突出。
[0066] 参考图5和图8,形成于相对的各横向分隔壁52之间的腔54在本文中被称作凹穴(容置部)。这个凹穴54可以在穿过开口52延伸的桥接印刷电路板部分周围的区域中填充有纤维胶(黏胶)密封胶,如在下文中结合图9更详细地描述。
[0067] 当共同的印刷电路板42、44、46安装于安装销70上时,盖子4可以安装成闭合外壳部分2。形成于外壳部分2之内的分隔壁50的上边缘和外壳部分2的侧壁延伸到相同高度,即,位于共同平面中。盖子4优选地通过激光焊接而与分隔壁50、51和外壳部分2的侧壁连结,以形成在盖子4与分隔壁50、51之间牢固并且气密的连接。
[0068] 为了气密地闭合压力腔室,将密封胶引入分隔壁的开口52周围的区域中、两个横向分隔壁51之间的空间中,使得密封胶绕桥接印刷电路板部分44流动,并且在开口52的区域周围使桥接印刷电路板部分44完全嵌入,如在图9的截面图中示出,图9示出了沿着图10中的平面IX-IX所截取的截面图。固化的密封胶主体具有图9中的附图标记58。图9的截面图沿着平面IX-IX截取,平面IX-IX平行于两个横向分隔壁51并且在两个横向分隔壁51之间延伸。在盖子4焊接到分隔壁51的上边缘和外壳2的侧壁之后,密封胶通过外壳2的底部开口施加。
[0069] 在下文描述了填充胶凹穴以密封压力腔室的方法。当插入了共同的印刷电路板时,盖子通过激光焊接而连接到外壳的外壁的上边缘和分隔壁的上边缘。然后,使外壳上下颠倒,以使得盖子形成下侧。通过外壳壁中与盖子相对的开口,从上方引入密封胶施加器,并且前移直到其分配端在两个横向分隔壁51之间的区域中靠近共同的印刷电路板的高度。然后,分配密封胶,以使得密封胶绕桥接印刷电路板部分流动并且完全嵌入桥接印刷电路板部分。为了防止密封胶通过开口流动到相邻压力腔室或外壳的其余内部,可以进行以下操作来将密封胶基本上约束到两个横向分隔壁51之间的空间。作为密封胶,利用紫外线可固化密封胶,并且盖子由紫外线透明材料制成。在将密封胶分配于两个横向分隔壁51之间的空间内之前,掩模施加到盖子的外表面,该掩模覆盖在两个横向分隔壁51之间的空间,但是并不延伸超过分隔壁的分别朝向压力腔室和朝向外壳的其余内部的表面,而是保持这些外表面自由(留空),使得紫外线辐射可以沿着分隔壁的背向彼此的外表面传递。当密封胶开始分配时,紫外线辐射基本上垂直于盖子导向,以使得超过横向分隔壁之间的间隙的外壳的内部暴露于W辐射,该间隙由掩模覆盖。分别从横向分隔壁中的开口52出来到压力腔室或者到外壳的其余内部的任何密封胶通过碰撞紫外线辐射立即固化并且因此在开口中形成塞件。在两个横向分隔壁51之间的空间仍然被掩模覆盖,使得那里的密封剂绕桥接印刷电路板部分自由流动,以完全填充密封胶凹穴。最后,移除掩模,同时继续向紫外线辐射暴露,使得填充了胶凹穴的密封胶完全固化。可以对于每个胶凹穴单独地或者对于若干相邻的胶凹穴同时进行这个过程。
[0070] 当然,当胶凹穴被填充密封胶时,可以存在防止密封胶经过开口的其它方式。例如,胶带或快速固化密封胶可以首先施加到横向延伸的分隔壁的外壁上,以在开口中形成塞件。当塞件就位时,用于填充并且密封胶凹穴的密封剂可以被填充并且固化。
[0071] 在SMA阀组件中的加压空气流动现将参考图11至图13描述。加压空气由泵(未图示)和软管供应,软管连接到输入接头11,输入接头11与圆柱形输入腔室68成流体连通。输入腔室68与压力腔室前方的加压空气输入歧管60成流体连通。每个压力腔室具有端口14(参看图13),端口14由相关联的SMA致动器(在图13中未图示)常闭。当SMA致动器启动并且使相关联的阀元件远离端口14处的阀座移动时,加压空气从输入歧管60通过端口14流入压力腔室内,并且从那里通过开口9(参看图13)流到接头12,以使所连接的气囊充胀。当SMA致动器再次闭合SMA阀的端口14时,相关联的气囊保持充胀,直到启动了平行(并行)的SMA致动器,并且打开与排气歧管62流体连通的排气端口70,以使相关联气囊再次瘪缩。
[0072] 如在上文中已经解释的那样,仅具有单个SMA致动器的SMA阀不能操作成单独地使所连接的气囊排气,但是具有共同SMA排气阀,共同SMA排气阀当打开时将带有单个SMA致动器的所有相关联的SMA阀同时连接到排气歧管62。
[0073] 例如从图4可以看出,盖子4具有从其突出的盖子插座(插口)部分5,盖子插座部分5可以与盖子4一体地形成。外壳部分2具有互补的外壳插座部分3。当盖子4连接到外壳部分
3时,盖子插座部分5和外壳插座部分3一起形成用于接纳连接器塞件的插座(插口),以将其连接到主印刷电路板部分46。以此方式,当外壳部分2与盖子4连接时,用于接纳连接器的插座自动地形成,使得无需像现有技术中那样设置额外插座部件并将其连接到外壳。
[0074] 应意识到,如在图1中示意性地示出的现有技术SMA阀组件,根据本发明的SMA阀组件具有显著更简单的设计。特别地,存在更少的单独部件,因为与现有技术中的多个单独的致动器印刷电路板和单独的主印刷电路板相比,提供和安装仅单个共同的印刷电路板。而且,无需单独的连接器来将多个致动器印刷电路板机械地和电气地连接到主印刷电路板。这也显著地简化了组装过程,因仅须安装仅单个共同的印刷电路板。
[0075] 附图标记
[0076] 2 外壳部分
[0077] 3 外壳插座(插口)部分
[0078] 4 盖子
[0079] 5 盖子插座部分
[0080] 6 第二盖子
[0081] 8 SMA阀
[0082] 9 阀开口
[0083] 10 压力腔室
[0084] 12 接头
[0085] 14 端口
[0086] 16 阀元件
[0087] 17 密封末端
[0088] 18 连杆
[0089] 19 挠曲铰链
[0090] 20 安装杆
[0091] 21 SMA线
[0092] 22 致动器印刷电路板
[0093] 24 销
[0094] 26 密封胶
[0095] 30 主印刷电路板
[0096] 32 用于连接器的插座
[0097] 42 致动器印刷电路板部分
[0098] 44 桥接印刷电路板部分
[0099] 46 主印刷电路板部分
[0100] 48 压力传感器
[0101] 50 分隔壁(纵向延伸)
[0102] 51 分隔壁(横向延伸)
[0103] 52 开口
[0104] 54 用于密封胶的凹穴
[0105] 56 侧腔室
[0106] 58 密封胶主体
[0107] 60 加压空气输入歧管
[0108] 62 排气歧管
[0109] 68 输入腔室
[0110] 70 排气端口