用于可控地引入吹制介质的阀装置.pdf

本发明涉及一种用于将吹制介质可控地引入到塑料型坯中的阀装置，所述阀装置包括至少一个可控阀体、至少一个致动装置以及用于控制所述致动装置的控制装置，其中，所述致动装置至少接间地操作性地连接到所述阀体，其中，所述致动装置包括至少一个压电致动器，其中，通过借助所述控制装置并且根据提供到所述压电致动器中的电流和/或施加到所述压电致动器的电压而进行的所述致动装置的致动以及与所述致动装置的致动相关联的所述压电致动器的控制，所述阀体能够从打开位置运动到关闭位置并且反之亦然，并且在所述关闭位置中，用于将所述吹制介质引导到所述塑料型坯中的主流动路径被关闭。

权利要求书
1.  一种用于将吹制介质(1A)可控地引入到塑料型坯中的阀装置(100)， 包括至少一个可控阀体(1)、至少一个致动装置(23)以及用于控制所述致动 装置(23)的控制装置(22)，其中，所述致动装置(23)至少接间地操作性地 连接到所述阀体(1)，其特征在于，所述致动装置(23)包括至少一个压电致 动器(21)，其中，通过借助所述控制装置(22)并且根据提供到所述压电致动 器(21)中的电流和/或施加到所述压电致动器(21)的电压而进行的所述致动 装置(23)的致动以及与所述致动装置(23)的致动相关联的所述压电致动器 (21)的控制，所述阀体(1)能够从打开位置运动到关闭位置并且反之亦然， 并且在所述关闭位置中，用于将所述吹制介质(1A)引入到所述塑料型坯中的 主流动路径(1B)被关闭。

2.  根据权利要求1所述的阀装置(100)，其特征在于，所述致动装置(23) 包括至少一个控制空气连接件(23A)，通过该控制空气连接件，用于所述阀体 (1)和/或所述致动装置(23)的密封活塞(11)的机械运动的控制空气能够 沿着控制空气通道(23B)被引导，其中，在所述关闭位置中，流动路径通过 所述密封活塞(11)被关闭或打开。

3.  根据权利要求1或2所述的阀装置(100)，其特征在于，所述阀体(1) 与所述致动装置直接接合，具体地与所述压电致动器(21)直接接合。

4.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于，所 述致动装置(23)的密封活塞(11)的提升运动和/或所述压电致动器(21)的 变形至少部分地可逆。

5.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于，所 述致动装置(23)的密封活塞的移位能够通过所述压电致动器(21)的外部形 状的变化实现。

6.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于，所 述致动装置(23)的密封活塞的移位能够通过沿所述阀体的提升方向的厚度扩 张的变化实现。

7.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于，所 述压电致动器(21)被构造成压电叠堆的形式，所述压电叠堆包括一个接一个 地串联定位和/或彼此串联连接的至少两个压电式部分致动器。

8.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于，至 少一个用于存储电能的能量存储装置(3)，其中，所述能量存储装置(3)的存 储能力被确定为使得通过所述压电致动器(21)的控制和操作，所述阀体(1) 和/或所述致动装置(23)的密封活塞能够运动经过至少一个完整的提升运动。

9.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于，至 少一个传动机构(4)，所述至少一个传动机构(4)用于传递所述压电致动器(21) 的运动和/或变形并且将所述压电致动器(21)的运动和/或变形转换成所述致动 装置(23)的密封活塞(11)的提升运动和/或所述阀体(1)的活塞的提升运 动。

10.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于， 所述阀体(1)的密封活塞(11)与所述阀体(1)的外壳(12)之间的至少一 个密封表面(10)具有与所述密封活塞(11)的硬度不同的硬度。

11.  根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于， 所述控制装置(22)被连接至外电压并且通过电总线系统操作。

12.  根据前述权利要求2至11中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征 在于，所述主流动路径(1B)内的体积流量能够通过所述致动装置(23)的密 封活塞(11)的可变行程长度进行调节，所述可变行程长度能够由所述控制装 置(22)进行调节。

13.  一种用于将吹制介质可控地引入到塑料型坯中的吹塑装置(1000)，包 括至少一个根据前述权利要求中的至少一项所述的阀装置(100)，其特征在于， 所述控制装置(22)通过至少一个控制器站(200)被监控和/或控制。

14.  根据权利要求13所述的吹塑装置(1000)，其特征在于，至少一个拉 伸杆在所述塑料型坯中的定位以及所述压电致动器(21)通过所述控制装置(22) 的控制由所述控制器站(200)监控和/或控制并且彼此协调。

15.  根据权利要求12至13中的至少一项所述的吹塑装置(1000)，其特征 在于，所述阀体(1)的行程路径和/或所述致动装置(23)中的密封活塞(11) 的行程路径与引入到所述塑料型坯中的拉伸杆(300)的行程路径平行或成大于 0°并且小于180°的角度。

16.  一种用于操作吹塑装置(1000)的方法，其特征在于，至少一个用于 将吹制介质可控地引入到塑料型坯中的阀装置(100)，其中，致动装置(2)包 括至少一个压电致动器(21)，其中，通过借助所述控制装置(22)并且根据提 供到所述压电致动器(21)中的电流和/或施加到所述压电致动器(21)的电压 而进行的所述致动装置(23)的致动以及与所述致动装置(23)的致动相关联 的所述压电致动器(21)的控制，所述阀体(1)能够从打开位置运动到关闭位 置并且反之亦然，并且在所述关闭位置中，用于将所述吹制介质(1A)引入到 所述塑料型坯中的主流动路径(1B)被关闭。

说明书用于可控地引入吹制介质的阀装置
技术领域
本发明涉及一种用于将吹制介质可控地引入到塑料型坯中的阀装置，根据 权利要求1的前序部分，该阀装置包括至少一个可控阀体、至少一个致动装置 以及用于对致动装置进行控制的控制装置，其中，致动装置至少间接地操作性 地连接到阀体。
在这种情况下，需要指出的是，表述“间接地”是指致动装置直接接合阀 体(即，在阀体和致动装置之间没有外加的部件)并且例如使阀体运动，或者 是指例如传递致动装置的运动的另外的可动元件被设置在致动装置和阀体之 间。因此，如果可与致动装置分离的另外的元件被设置在致动装置和阀体之间， 则致动装置仅间接地接合阀体。
背景技术
在现有技术中已知许多不同的用于将吹制介质引入到塑料型坯中的阀装 置。
例如，在文献EP 1 271 029 B1中已知一种气动地控制吹制压力以便进行容 器的吹塑的装置。在这种情况下使用了塑料或金属的活塞，其中，活塞例如通 过导阀被控制并且进行气动运动。为此，导阀可以由电信号进行控制。尽管在 该文献中，非常高的传动比是可以实现的，也就是说，通过较高的控制空气压 力(高达12巴)来控制非常高的处理空气压力(高达40巴)，但文献D1中示 出的阀装置具有非常长的阀切换时间。该阀切换时间可以长达2毫秒，从而特 别地在上述文献中，还做出尝试以通过单独地引入控制空气来尽可能地减少阀 切换时间。因此特别地，文献EP 1 271 029 B1中示出的阀装置不仅具有特别长 的阀切换时间而且具有高的压缩空气损耗量。此外，阀装置的可变的行程长度 仅能够通过例如附加的机械止挡件实现。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种消除了上述缺点的阀装置，并因此能够提 供一种阀装置，该阀装置具有非常低的阀切换时间并且同时被构造成适于相当 高的压力和/或压力条件，并且该阀装置的制造成本还是低的。
上述目的通过权利要求1的主题实现。进一步的实施例在从属权利要求中 进行了描述。
现在，为了提供用于将吹制介质可控地引导到塑料型坯中的阀装置，该阀 装置具有非常短的阀切换时间、制造成本低并且还被构造成适于非常高的压力 和/或压力条件，本发明特别地采用的构思是，致动装置包括至少一个压电致动 器，其中，通过借助控制装置并且根据提供到压电致动器中的电流和/或施加到 压电致动器的电压(优选地为至少12V并且至多200V)而进行的致动装置的 致动以及与致动装置的致动相关联的压电致动器的控制，阀体能够从打开位置 运动到关闭位置并且反之亦然，并且在关闭位置中，用于将吹制介质引入到塑 料型坯中的主流动路径被关闭。具体地，致动装置可以构造成二位二通阀或二 位三通阀(例如导阀)的形式。
基本上，压电元件为利用压电效应以便通过施加电压实现机械运动(压电 致动器，利用所谓的反压电效应)或在施加机械力时产生电压的部件。
压电元件可以为特定的晶体(压电晶体或压电陶瓷)，也就是例如压电材料。 陶瓷特别适于用作压电元件，也就是说用作压电致动器，因为即使在较低电压 下，陶瓷也能够产生比压电晶体更大的长度变化。
例如，电极被应用于压电材料，也就是说应用于压电致动器，以便由所施 加的电压产生电场或者由机械力产生的电场在电子上形成电压。
在最简单的情况中，压电元件被构造成小板的形式，小板在端部表面上具 有电极，其中，当压电被施加时，板沿厚度的方向扩张并且沿横向方向收缩。 优选地，只要施加有电压变形就能持续。发果没有发生外力变化，则不需要能 量来保持该变形。如果使电压的极性反向，则变形的方向改变，并因此在这种 情况下收缩沿厚度方向发生并且扩张沿横向方向发生。
由于将压电元件用作了这里描述的压电致动器，因此优选地期望以较低的 电压获得大运动幅度。由于相对纵向扩张与电场强度成正比，因此大运动幅度 能够通过电极之间的小的间距获得。在这点上，上述发明要求保护并且描述了， 通过将电流和/或电压提供到压电致动器中，该压电致动器产生变形并且通过压 电致动器的变形并由此还通过将压电致动器至少间接地操作性地连接到阀体而 使阀体进行机械运动，使得阀体能够根据压电致动器上的电压的极性从关闭位 置运动到打开位置或从打开位置运动到关闭位置，其中，能够通过压电致动器 自身使阀体运动。
在这点上，通过这里描述的包括所述至少一个压电致动器的阀装置，“压电 元件”的原理首次以特别简单的方式结合到用于可控地将吹制介质引导到塑料 型坯中阀装置中，使得本发明可以利用的不寻常的认识是，通过这里描述的压 电致动器，可以提供如下阀装置：该阀装置不仅能经受住高压力和/或压力条件， 而且非常短的切换时间也能够通过控制装置的单独控制获得。因此，这里描述 的阀装置，具体地这里描述的致动装置(以特别简单和有利的方式包括所述至 少一个压电致动器)提供了提供耐久的、成本低的并且特别可靠地工作的阀装 置的可能性，而不需要例如借鉴易于出现故障并且是例如气动操作的昂贵阀装 置。此外，这里描述的阀装置能够在旋转圆盘传送带中特别稳定地工作。
在这种情况下，阀装置可以具有至少一个导向螺栓，阀体沿着该导向螺栓 被引导。替代性地，可以设想的是省去导向螺栓。这意味着阀以压力补偿的方 式工作或能够以压力补偿的方式工作。
根据至少一个实施例，用于将吹制介质可控地引入到塑料型坯中的阀装置 包括至少一个可控阀体、至少一个致动装置以及用于控制所述致动装置的控制 装置，其中，所述致动装置至少接间地操作性地连接到所述阀体。在这种情况 下，所述致动装置包括至少一个压电致动器，其中，通过借助所述控制装置并 且根据提供到所述压电致动器中的电流和/或施加到所述压电致动器的电压而 进行的所述致动装置的致动以及与所述致动装置的致动相关联的所述压电致动 器的控制，所述阀体能够从打开位置运动到关闭位置并且反之亦然，并且在所 述关闭位置中，用于将所述吹制介质引入到所述塑料型坯中的主流动路径被关 闭。
根据至少一个实施例，所述致动装置包括至少一个控制空气连接件，用于 所述阀体和/或所述致动装置的密封活塞的机械运动的控制空气能够沿着控制 空气通道被引导，其中，在所述关闭位置中，流动路径通过所述密封活塞被关 闭或打开。
换言之，通过这里描述的控制空气连接件，控制空气可以被用作虚拟的“杠 杆元件”，以便使阀体更容易地运动，使得在该实施例中，包括这里描述的压电 元件的致动装置例如与阀体自身间接接触。在这点上，阀体通过由阀表面上的 控制压力产生的控制压力经由阀体的控制侧产生运动，从而，这里描述的用于 致动装置的密封活塞仅用于控制和调节控制空气压力，并且不直接地用于阀体 的调节和/或机械致动。这样，在该实施例中，致动装置的密封活塞和阀体并不 彼此直接接触。除了别的以外这还提供了的优点是，致动装置内的压电元件的 本来轻微的挠曲和/或变形能够起到像杠杆一样的作用，以实现控制空气通流和 /或控制空气压力(会例如直接传递至阀体)的大的变化。这样，可以使用仅呈 现变形的轻微变化的非常小的压电致动器，因为其仅需要调节流经致动装置的 控制空气和控制空气通流。原则上，压力活塞和/或阀体可以实际地通过压力部 件和/或力部件进行控制。
为了校准的目的，可以执行压力活塞的基准行程和/或阀体的基准行程，以 便校准压力活塞的末端停止位置和/或阀体的末端停止位置。
此外，可以设想的是通过显示屏幕和相关联的处理器单元，力/移位特性可 以作为时间的函数被显示。
根据至少一个实施例，所述阀体与所述致动装置直接接合，具体地与所述 压电致动器直接接合。因此，在这种构型中，压电致动器例如与阀体直接接触， 从而可以设想的是，通过压电致动器的外部变形，能够直接产生阀体的机械运 动，并不需要例如在压电致动器和阀体之间使用上述控制空气。
然而，也可以设想这里描述的控制空气控制和压电致动器直接布置在阀体 上的组合。例如，可以设想的是不同的压电致动器可以通过控制装置被预定地 控制，并且根据使用者的需要，可以在控制空气操作或压电致动器直接布置在 阀体上之间做出选择，或还可以采取和控制任何不同操作模式的组合。
根据至少一个实施例，所述致动装置的密封活塞的提升运动和/或所述压电 致动器的变形至少部分地可逆(在专业术语中也称作恢复)。在这点上，“可逆” 意味着压电致动器的或密封活塞的运动和/或变形在没有例如机械损伤的情况 下是可重复的。在这点上，这里描述的密封活塞和/或这里描述的压电致动器可 以整体被预定地重设到初始状态而不具有机械结构损伤，从而这里描述的致动 装置，特别是这里描述的阀装置可以被用于几乎无限数量的操作模式，也就是 说打开位置和关闭位置。
根据至少一个实施例，所述致动装置的密封活塞的移位能够通过所述压电 致动器的外部形状的变化实现。
因此，“外部形状”是指压使用者可以从外部看到的电致动器的外部构型和 特性。如果压电致动器的外部形状现在发生变化，这会导致例如对密封活塞的 运动的直接干涉。因此可以设想的是，例如将压电致动器机械地直接稳固连接 至密封活塞。换言之，在特别有利的方式中，致动装置的密封活塞的移位可以 优选地特别简单地可逆地产生，并且不需要附加的机械和/或电气部件通过对压 电致动器的控制(例如通过电压)而进行的干涉以及压电致动器的外部形状的 伴随的变化。
根据至少一个实施例，所述致动装置的密封活塞的移位能够通过沿所述阀 体的提升方向的厚度扩张的变化实现。在这点上，可以设想的是，至少一个电 极沿压电动动器的厚度方向被设置在压电致动器的覆盖表面的两侧上，并且整 个压电致动器沿阀活塞的提升方向和/或沿密封活塞的提升方向被设置在致动 元件的密封活塞后面，并且当电压被施加时，例如压电致动器的厚度减小，使 得致动装置的密封活塞沿压电致动器的方向被拉动，并由此例如密封活塞打开 控制空气连接件，使得整个阀体能够例如沿远离压电元件的方向被推动或拉动 到关闭位置。
根据至少一个实施例，所述压电致动器被构造成压电叠堆的形式，所述压 电叠堆包括一个接一个地串联定位和/或彼此串联连接的至少两个压电式部分 致动器(piezoelectric part-actuator)。在这点上，每个压电式部分致动器的厚度 的变化可以通过这里描述的一个接一个地连接的多个压电元件的串接体分别地 累加，使得压电式部分致动器的厚度变化的总和与整体的压电致动器的厚度的 总变化相对应。这特别地导致了通过例如电气并联进行控制的机械串联布置。 为此，可以设想的是将第一部分性压电致动元件定位在电极上(例如阳极接头)， 然接再次定位在电极上(例如阴极接头)，并且随后另外的压电式部分致动器与 设置在压电式部分致动器之间的电极有规律地交替，以将电极设置在它们之间 的方式，其中，极性的方向变化或必须变化。这样的串接体因此可以以几乎任 意次数重复。在这种情况下，阳极和阴极可以各自从外部被连接。
换言之，电压可以被施加到电极，使得两个电极之间的距离的大小基于压 电式部分致动器的长度的变化增大或减小。特别地在这种情况下，至少12伏到 至多200的电压被使用。这样的电压范围被证明对于长度的最有效的可能的变 化是特别有利的。
根据至少一个实施例，阀装置包括至少一个用于存储电能的能量存储装置， 其中，所述能量存储装置的存储能力被确定为使得通过所述压电致动器的控制 和操作，所述阀体和/或所述致动装置的密封活塞能够运动经过至少一个完整的 提升运动。这样的能量存储装置使得例如在吹塑机中的阀装置能够进行特别可 靠的操作。实际上，可以设想的是，由于操作中断，对致动装置以及由此对阀 装置和/或吹塑机的其它部件的连续供电无法得到保证。如果由于意外情况，对 吹塑机以及由此对阀装置的供电出现故障，由于这里描述的能量存储装置的存 储能力，尽管外部供电中断，但阀装置仍可以例如从打开位置返回到关闭位置， 使得尽管整个吹塑机和塑料型坯的运动已经停止，以不期望的和意外的方式， 吹制空气在吹塑机全面关停期间例如以不可控制的方式被吹送到塑料型坯中。 在这点上，通过这里描述的能量存储装置，以特别有利的方式提供了完全不需 要外部电源就能产生作用的安全机构。
根据至少一个实施例，所述阀装置包括至少一个传动机构，所述至少一个 传动机构用于传递所述压电致动器的运动和/或变形并且将所述压电致动器的 运动和/或变形转换成所述致动装置的密封活塞的提升运动和/或所述阀体的活 塞的提升运动。例如，传动机构可以被构造成“杠杆传动元件”的形式，使得 本来较小的压电致动器的运动能够通过传动机构转换成例如密封活塞的以可预 定的因子放大的线性运动并由此能够被传递。因此，这里描述的传动机构使得 能够在需要大行程路径的阀装置的情况下而能够特别有效地使用这里描述的压 电致动器(尽管其通常呈现较小的厚度变化)，使得由于这里描述的传动机构， 产生了也可以在非常大的横截面积的情况下使用的阀装置。特别地，传运机构 可以进行操作或构造成是自锁的，从而没有间隙和/或不可调节。
根据至少一个实施例，所述阀体的密封活塞与所述阀体的外壳之间的密封 表面具有与所述密封活塞的硬度不同的硬度。
特别地，可以设想的是，活塞由金属构造而成而外壳的内表面由塑料构造 而成，或者活塞由塑料构造而成而外壳的内表面由金属构造而成。在这点上， 可以设想的是，通常在致动元件中，金属碰触塑料并且沿着塑料磨擦。实际上， 意外的是已经认识到密封活塞和阀体的外壳的内表面之间的这样的金属/塑料 边界表面使得能够产生非常低的摩擦阻力并且产生最少的热量，从而，因此形 成了非常耐久的阀装置。因此总的来说，例如，以下边界表面结构是可能的：
活塞：金属/塑料
引导件：塑料/金属
因此，例如金属通常在塑料上磨擦或塑料在金属上摩擦。
在这点上，需要提到的是这里描述的传动机构可包括至少一个旋转部件和/ 或至少一个线性运动部件。在这点上，可以设想的是，该旋转部件可以由塑料 制成而传动机构的另外的线性运动部件可以由金属制成，或者该旋转部件可以 由金属制成而传动机构的另外的线性运动部件可以由塑料制成。在这种情况下， 已经认识到的是由于这样的塑料/金属边界表面，该传动机构是非常耐久的并且 不仅呈现低的摩擦阻力和摩擦损耗而且呈现低的发热量。因此总的来说，例如， 传动机构的以下边界表面结构是可能的：
旋转部件：塑料/金属
线性运动部件：金属/塑料。
因此，例如金属通常在塑料上磨擦或塑料在金属上摩擦。
根据至少一个实施例，所述控制装置被连接至外电压并且通过电总线系统 操作。这里描述的电总线系统为例如被集中控制的收集和/或分配装置，使得这 里描述的控制装置能够通过控制器装置通过电总线系统例如集中地操作。
根据至少一个实施例，所述主流动路径内的体积流量能够通过所述致动装 置的密封活塞的可变行程长度进行调节，所述可变行程长度能够由所述控制装 置进行调节。这种大行程长度可以有利地与体积流量的非常细微的调节相关。
此外，描述了一种用于将吹制介质可控地引入到塑料型坯中的吹塑装置以 及用于操作吹塑装置的方法，所述吹塑装置包括至少一个根据前述实施例中的 至少一个所述的阀装置。这意味着针对这里描述的阀装置所列特征对这里描述 的吹塑装置以及这里描述的方法而言也被公开，并且针对这里描述的吹塑装置 以及这里描述的方法所列特征对这里描述的阀装置而言也被公开。
根据至少一个实施例，所述吹塑装置包括至少一个控制器站，所述控制装 置通过所述至少一个控制器站被监控和/或控制。具体地，可以设想的是，通过 这里描述的控制器站，吹塑装置的可预定数量的(例如所有的或仅一些)阀装 置通过相应的控制装置的控制被可预定地监控和/或控制。换言之，通过这里描 述的控制器站提供了中央处理单元，该中央处理单元能够检测和/或显示例如吹 塑装置的单独的操作单元的操作故障的诊断的非常低成本的和节省时间的选 择。在这种情况下，控制器站可以集中地或远离吹塑装置的中心设置。
替代性地或附加地，可以设想的是至少一个独立的控制器站与各个阀装置 相关联。为此，每个控制器站可以由阀装置包围绕并且例如结合至阀装置。
根据吹塑装置的至少一个实施例，至少一个拉伸杆在所述塑料型坯中的定 位以及所述压电致动器通过所述控制装置的控制由所述控制器站监控和/或控 制并且彼此协调。这在点上，可以设想的是，吹塑或吹送过程可以通过拉伸杆 在塑料型坯中的定位以及压电致动器的控制以彼此相关的方式进行。事实上， 可以设想的是，仅在拉伸杆在塑料型坯内的可预定的最终定位之后，阀装置才 从关闭位置切换到打开位置，使得通过拉伸杆的定位和压电致动器的控制的这 样的协调并且使两者彼此相关，确保了在拉伸杆在塑料型坯内的最终定位之前 不期望的吹制空气不会已经流入到了塑料型坯中。
根据至少一个实施例，所述阀体的行程路径和/或所述致动装置中的密封活 塞的行程路径与引入到所述塑料型坯中的拉伸杆的行程路径平行或成大于0°并 且小于180°的角度。在这点上，通过单独的行程路径的这种“平行”定向，确 保了操作尽可能地是传动自由的，也就是说用于对例如线性运动和圆周运动或 例如沿一个方向的线性运动和沿不同方向的线性运动进行传动的不必要的和附 加的机械元件可以被省去。替代性地，可以设想的是阀体的行程路径和/或密封 活塞的行程路径被设置成相对于拉伸杆成至多180°的可预定角度。
附图说明
下面参照实施例和相关联的附图更详细地说明这里描述的阀装置以及这里 描述的吹塑装置：
图1A-1B示出了根据本发明的阀装置的第一实施例的示意性俯视图；
图2A-2B示出了根据本发明的阀装置的另一实施例的示意性俯视图；
图3A-4D示出了根据本发明的阀装置的实施例的直接驱动装置的示意性俯 视图；
图5示出了传动机构的实施例的示意性侧视图。
附图标记清单
1   阀体
1A  吹制介质
1B  主流动路径
3   能量存储装置
4   传动机构
10  密封表面
11  密封活塞
11A 密封活塞
11B 其它密封活塞
12  外壳
21  压电致动器
22  控制装置
23  致动装置
23A 控制空气连接件
23B 控制空气通道
41  第一柱体元件
42  第二柱体元件
100 阀装置
200 控制器站
1000  吹塑机
具体实施方式
在实施例中并且在附图中，相同或等效的部件在每种情况下被提供有相同 的附图标记。所示出的元件不应当被认为是按比例绘制的，相反，元件个体可 以以非常大的方式被示出以帮助理解。
参照示意性俯视图，图1A示出了这里描述的用于将吹制介质1A可控地引 入到塑料型坯中的阀装置100的实施例。在这种情况下，本实施例中的阀装置 100包括可控阀体1、致动装置23以及用于对致动装置23进行控制的控制装置 22，其中，致动装置23与阀体1间接地操作性连接。
换言之，致动装置23包括控制空气连接件23A，控制空气可以通过该控制 空气连接件23A被引导，以便使阀体1沿着控制空气通道23B的方向进行机械 运动，其中，在阀体1的关闭位置中，经过密封活塞11A、11B的流动路径是 打开的，使得控制空气经由控制通道23B冲击阀体1控制侧的表面并且使阀体 1沿远离致动装置2的方向移位。在阀体的该位置中，吹制空气不能够进入塑 料型坯。同时，从图1A可以看到，另一密封活塞11、11B以气密性的方式关 闭与其相关联的控制空气通道，使得在该实施例中，控制空气一旦被引入到阀 体的外壳中就不能够通过所述另一控制空气通道排出。这样，恒定压力施加在 阀体的活塞上，阀体关闭了吹塑机的控制块6和吹塑机1000的其它或别的通道 元件之间的中间通道。这样，图1A中示出的阀装置100处于关闭状态。
在这种情况下，如在图1A中进一步示出的，致动装置23包括总共四个压 电致动器21，其中，在每种情况下，两个压电致动器21与密封活塞11A、11B 相关联并且能够使活塞11A、11B运动。这样，通过借助控制装置22并且根据 提供到压电致动器中的电流和/或施加到压电致动器的电压而进行的致动装置 23的致动以及与致动装置23的致动相关联的压电致动器21的控制，阀体1从 打开位置运动到图1A中示出的关闭位置。此外，每个致动装置包括控制器站 200，控制装置22通过该控制器站200被监控和/或控制。
具体地，可以看到的是，在相对于阀体1的提升方向横向的方向上，与图 1A中的密封活塞11A相关联的压电元件21被直接连接到密封活塞11A的侧表 面上，并且在这种情况下相对于与所述另一密封活塞11B相关联并且固定到所 述另一密封活塞11B的压电致动器21具有相反的控制极性。这样，确保了在 图1A中示出的阀的关闭状态下，第一密封活塞11A允许控制空气通过并且冲 击阀体1，而出于密封的目的第二密封活塞11B完全关闭与其相关联的控制空 气通道。就此而言，相应的密封活塞11A、11B的相应的压电致动器21可以通 过不同的电压极性进行控制。换言之，密封活塞的控制通过力和移位以联合的 方式进行。具体地，阀体1可以通过力而关闭。在这种情况下可以设想的是， 阀体1的控制装置22被设置成紧邻阀体1和/或紧邻压电致动器21。在这种情 况下还可以设想的是，阀装置100包括容置至少压电致动器21的外壳。因此， 压电致动器21可以结合到外壳中。
此外，致动装置2具有至少一个吸声器5，所述至少一个吸声器5对流经 所述另一控制空气通道的控制空气进行缓冲并且衰减由此产生的声波。
图1A中示出的阀装置100在图1B中以打开位置示出，从而吹制空气能够 沿着主流动路径1B(由弯曲箭头示出)流动到控制块6和吹塑机1000的其它 部件之间构造的通道中。在这种情况下需要特别指出的是，这时两个密封活塞 11A、11B沿相反的切换方向被设置，从而在图1B中，第一密封活塞11A以气 密性方式关闭与其相关联的控制空气通道23B，并且与在图1A中相反地，第 二密封活塞11B打开与其相关联的控制空气通道，从而例如空气能够从充填阀 装置100的控制侧的空气室经由吸声器排出。为了在阀体1运动的情况下进行 密封，密封件(例如，设计成适于高达40巴的压力)被设置在阀体的边缘处(参 见图1A和图1B)。
图2A示出了这里描述的阀装置100的另一实施例的示意性侧视图，其中， 与根据图1A和图1B的实施例不同，压电致动器21在每种情况下都被构造成 压电叠堆的形式，该压电叠堆包括至少两个一个接一个地串联定位并且彼此串 联连接的压电式部分致动器。在这点上，图2A中示出的压电致动器21沿阀体 1的提升方向设置在相应的与其相关联的密封活塞11A和11B后面。换言之， 因此，相应的密封活塞11A和11B设置在阀体1和相应的压电致动器21之间。 在这点上，压电致动器21的厚度和/或形状的变化通过由控制装置22对相应的 压电致动器21的控制而得到利用。这种厚度变化由相应的压电致动器的个体的 厚度变化产生，使得相应的压电致动器的个体的厚度变化累加到一起，并由此 提供压电致动器21的整体的厚度变化。
在图2B中，图2A中示出的阀装置100以打开状态示出。可以再次看到的 是主流动路径1B被打开，并由此控制块6和吹制装置1000的其它部件之间的 吹制空气能够例如通过拉伸杆到达塑料型坯。
此外，从根据图1A和图1B的实施例和根据图2A和图2B的实施例中都 能够看到的是，即使在例如整个吹制机1000的电源出故障之后，相应的压电致 动器21仍能够通过至少一个与其相关联的用于存储电能的能量存储装置3进行 运动并且完成至少完整的行程长度(例如从打开位置到关闭位置)。
图3A和图3B示出了这里描述的阀装置100的另一实施例的示意性侧视 图，其中，与图1A和图1B中示出的致动元件2的不同之处在于阀体1被直接 连接到图1A和图1B中示出的压电致动器21。在这点上，在图3A和图3B中， 省去了通过控制空气对阀体1进行间接控制，从而实现了最直接地将压电致动 器21的机械变形的可能转换成阀体的运动，其中，在图3A中阀装置100在打 开位置下工作，而在图3B中阀装置在关闭位置下工作。
图4A和图4B示出了这里描述的阀装置100的另一实施例的示意性侧视 图，其中，与图3A和图3B不同的是，相应的压电致动器21被构造成压电叠 堆的形式，从而在图4A和图4B中，在单个的部分压电致动器的叠堆状串接体 范围内的厚度变化得到利用，以便如图4A所示直接关闭阀装置100或如图4B 所示打开阀装置100。
图4C和图4D在另一示意性侧视图中示出了这里描述的阀装置100的另一 实施例，其中，再次通过在机械引导装置的作用下使图4C和图4D示出的压电 致动器21(其同样由部分压电致动器形成为串接体)的厚度改变，阀装置100 能够被关闭或打开，并且阀体1被直接连接到压电致动器21。
图5示出了这里描述的传动机构4的示意性侧视图，传动机构4用于传递 压电致动器21的运动和/或变形并将压电致动器21的运动和/或变形转换成致动 装置23的密封活塞11和/或阀体1的活塞的提升运动。具体地，可以看到的是 在图5的侧视图中示出的传动机构4具有第一圆柱元件41并且还包括直接连接 到该第一圆柱元件41的圆柱元件42。在这种情况下，圆柱元件41和圆柱元件 42被构造成是机械稳定的，例如被构造成整体。具体地，圆柱元件41具有比 圆柱元件42小的直径。在这种情况下，压电元件和/或压电元件的运动器件例 如被直接连接到第一圆柱元件41的圆柱形外侧面，而密封活塞11和/或密封活 塞11的运动元件被连接到第二圆柱元件42的外表面，使得通过这样的圆周变 化，压电元件21的本来较小的运动或厚度变化已经能够根据圆柱元件41和42 的直径比转换成密封活塞11的相对较大的纵向运动。这特别地使得密封活塞 11能够沿整个驱动装置的纵向方向运动。
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