DE102012011975A1

DE102012011975A1 - Ventilanordnung und Ventilansteuerverfahren

Info

Publication number: DE102012011975A1
Application number: DE201210011975
Authority: DE
Inventors: Markus Engel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-16
Also published as: DE102012011975B4

Abstract

Ventilanordnung mit einer Wegeventileinrichtung (20), die ein Ventilgehäuse und wenigstens ein darin zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung (A, B) beweglich gelagertes Ventilglied (96, 100) aufweist, und mit einer Aktoreinrichtung (30) zur Betätigung des Ventilgliedes (96, 100), wobei die Aktoreinrichtung eine elektrische Spule (122) aufweist und wobei an dem Ventilglied (96, 100) ein Permanentmagnet (118, 128) festgelegt ist. Dabei weist das Ventilglied einen ringförmigen Sperrkörper (158) auf, der gegen eine ringförmige Dichtfläche eines Ventilgehäuses andrückbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einer Wegeventileinrichtung, die ein Ventilgehäuse und wenigstens ein darin zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung beweglich gelagertes Ventilglied aufweist, und mit einer Aktoreinrichtung zur Betätigung des Ventilgliedes, wobei die Aktoreinrichtung eine elektrische Spule aufweist und wobei an dem Ventilglied ein Permanentmagnet festgelegt ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern einer solchen Ventilanordnung, wobei eine Aktoreinrichtung betätigt wird, um eine Wegeventileinrichtung der Ventilanordnung aus einer zweiten in eine erste Schaltstellung zu versetzen und wobei die Wegeventileinrichtung in der ersten Schaltstellung mittels einer fluidischen Selbsthalteeinrichtung gehalten wird, die in der ersten Schaltstellung mit einem Anschluss verbunden ist, der mit einer Fluidversorgungseinrichtung verbunden ist.
Derartige Ventilanordnungen lassen sich insbesondere in Harnstoffeinspritzsystemen für Kraftfahrzeuge verwenden oder in anderen Anwendungen, bei denen Fluide, insbesondere aggressive Fluide durch die Ventilanordnung hindurchzuleiten sind.
Harnstoffeinspritzsysteme sind generell bekannt. Mit derartigen Systemen wird generell eine Ammoniak enthaltende Harnstofflösung in den Abgasstrang eines Verbrennungsmotors (Dieselmotors) eingespritzt, was zu einer Reduktion der Stickoxide führt (so genannte DNox-Reaktion).
Die hierbei verwendete Harnstofflösung ist ein Fluid, das für den geplanten Einsatzzweck zwei Nachteile aufweist. Zum einen liegt der Gefrierpunkt relativ niedrig, so dass es notwendig ist, das Harnstoffeinspritzsystem nach Gebrauch in einen Tank zu entleeren, um ein Bersten der Zuleitungen etc. zu verhindern. Zum anderen ist die Harnstofflösung chemisch vergleichsweise aggressiv.
In der Praxis werden zum Sperren bzw. Öffnen eines Fluidweges in dem Harnstoffeinspritzsystem Ventilanordnungen verwendet, die als Wegeventileinrichtung ausgebildet sind, die zwischen zwei Schaltstellungen versetzbar ist. In der einen Schaltstellung wird dabei Harnstofflösung aus einem Tank mittels einer Pumpe einer Harnstoffeinspritzdüse zugeführt. In der anderen Schaltstellung wird mittels derselben Pumpe (vorzugsweise in der gleichen Drehrichtung) die Harnstofflösung aus dem Einspritztrakt zurück in den Tank gepumpt. Eine der zwei Schaltstellungen wird aufgrund einer elastischen Vorspannung der Wegeventileinrichtung erzielt. In der anderen Schaltstellung ist ein Aktuator zu bestromen, der vorzugsweise als Elektromagnetaktuator ausgebildet ist (siehe z. B. DE 10 2006 003 987 A1 ).
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2011 010 784 bildet einen Stand der Technik gemäß § 3(2) PatG und zeigt derartige Ventilanordnungen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Ventilanordnung und ein zugeordnetes Verfahren zum Ansteuern einer Ventilanordnung anzugeben.
Die obige Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung bei der eingangs genannten Ventilanordnung dadurch gelöst, dass das Ventilglied einen ringförmigen Sperrkörper aufweist, der gegen eine ringförmige Dichtfläche eines Ventilgehäuses andrückbar ist.
Der Sperrkörper ist dabei vorzugsweise aus einem elastischen Material ausgebildet. Bei diesem Aspekt kann mittels des Sperrkörpers bspw. eine ringförmige Dichtfläche abgedichtet werden, durch die hindurch ein Schieber bzw. eine Verbindungsstange des Ventilgliedes geführt ist.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der Sperrkörper eine ringförmige Dichtlippe und eine radial innenliegende ringförmige Stützlippe aufweist.
Hierbei kann mittels der Dichtlippe eine gute Abdichtwirkung erzielt werden. Insbesondere dann, wenn auf den Sperrkörper hohe Drücke wirken, kann durch die Stützlippe verhindert werden, dass die Dichtlippe radial weggedrückt wird, insbesondere nach außen, und hierdurch ihre Dichtwirkung verliert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellen kann, ist die elektrische Spule mittels einer Steuereinrichtung umpolbar.
Bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung dient der Permanentmagnet in der Regel dazu, eine der zwei Schaltstellungen des Ventilgliedes einzurichten, nach der Art einer magnetischen Vorspannung. Vorzugsweise wird der Permanentmagnet dabei in Richtung hin zu der Aktoreinrichtung angezogen, insbesondere in Richtung hin zu einem weichmagnetischen Kern der Aktoreinrichtung, der der elektrischen Spule zugeordnet ist.
Mit anderen Worten wird das Ventilglied mittels des Permanentmagneten bei nicht bestromter elektrischer Spule in eine Schaltstellung versetzt, und zwar aufgrund der magnetischen Kräfte des Permanentmagneten.
Zum Versetzen des Ventilgliedes in eine erste Schaltstellung wird die elektrische Spule so bestromt, dass der Permanentmagnet von der elektrischen Spule bzw. einem weichmagnetischen Kern abgestoßen wird. In der ersten Schaltstellung kann dann ggf. eine fluidische Selbsthaltung eingerichtet werden, so dass die elektrische Spule anschließend abgeschaltet werden kann, so dass der Energieverbrauch reduziert werden kann.
Bei der bevorzugten Variante, bei der die elektrische Spule umpolbar ist, ist es möglich, die magnetische Vorspannung durch den Permanentmagneten durch das Umpolen der Spule zu unterstützen, derart, dass das Ventilglied aus der ersten Schaltstellung nicht nur durch die Kraft des Elektromagneten, sondern auch durch eine gleichgerichtete Kraft der elektrischen Spule zurück in eine zweite Schaltstellung bewegt wird.
Das Überwinden der möglicherweise vorhandenen fluidischen Selbsthaltekräfte in der ersten Schaltstellung kann durch die Umpolbarkeit der Spule ermöglicht bzw. unterstützt werden. Dies gilt umso mehr, als in der ersten Schaltstellung der Permanentmagnet ggf. relativ weit von einem weichmagnetischen Kern der elektrischen Spule angeordnet sein kann, so dass ein hoher Luftspalt vorhanden ist, aufgrund dessen die magnetischen Anziehungskräfte nur relativ gering sein können.
Mit anderen Worten kann durch die Umpolbarkeit der elektrischen Spule ein Ventilglied der Ventilanordnung, das mit dem Permanentmagneten ausgestattet ist, gezielt zurück in die zweite Schaltstellung angezogen werden.
Die Erfindung lässt sich folglich auch realisieren durch ein Verfahren zum Ansteuern einer Ventilanordnung, wobei eine Aktoreinrichtung betätigt wird, um eine Wegeventileinrichtung der Ventilanordnung aus einer zweiten in eine erste Schaltstellung zu versetzen und wobei die Wegeventileinrichtung in der ersten Schaltstellung mittels einer fluidischen Selbsthalteeinrichtung gehalten wird, die in der ersten Schaltstellung mit einem Anschluss verbunden ist, der mit einer Fluidversorgungseinrichtung verbunden ist, wobei die Aktoreinrichtung eine elektrische Spule aufweist, die zum Bewegen der Ventileinrichtung in die erste Schaltstellung bestromt wird und wobei die Spule zum Bewegen zurück in die zweite Schaltstellung mit entgegengesetzter Polarität bestromt wird.
Durch das Anschalten der Spule zum Anziehen der Permanentmagnete (Bewegen in die zweite Schaltstellung) kann das Umschalten der Ventileinrichtung bestimmt werden und ist nicht abhängig von sich addierenden Kräften und/oder Toleranzen. Ferner kann hierdurch erreicht werden, das die Gesamtkraft zum Zurückbewegen in die zweite Schaltstellung immer größer ist als eine Selbsthaltekraft der Ventilsitze.
Um dies sicherzustellen, kann es bevorzugt sein, einen Drucksensor in die Ventileinrichtung zu integrieren. Ein derartiger Drucksensor kann vorzugsweise erkennen, wenn ein bestimmter Systemdruck unterschritten wird, und kann dann die elektrische Spule aktivieren, so dass durch die Bestromung mit entgegengesetzter Polarität ein Zurückbewegen in die zweite Schaltstellung ermöglicht wird. Folglich kann ein ”Umkehren” der Ventileinrichtung und vorzugsweise ein Leersaugen eines Harnstoffeinspritzsystems schneller erfolgen und nicht erst dann, wenn eine Permanentmagnetkraft größer ist als eine Selbsthaltekraft des Ventilgliedes. Der Permanentmagnet kann bei dieser Ausführungsform zudem wesentlich kleiner und folglich kostengünstiger ausgelegt werden.)
Das Ventilglied kann als starres Bauelement ausgebildet sein, insbesondere als einstückiges Bauelement, an dem ggf. elastomere Dichtelemente oder Sperrkörper festgelegt sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, weist das Ventilglied eine Teleskopeinrichtung auf.
Durch eine derartige Teleskopeinrichtung kann dabei erreicht werden, dass ein bspw. von der elektrischen Spule angezogenes Teleskopglied der Teleskopeinrichtung relativ leichtgängig ohne hohe Widerstandskräfte angezogen werden kann, während das andere Teleskopglied zunächst an Ort und Stelle verbleibt. Auf dem Weg von der ersten in die zweite Schaltstellung kann das erste Teleskopglied dann beschleunigt werden und kann nach dem Durchlaufen eines Arbeitshubes bzw. Freihubes der Teleskopeinrichtung dann an einem Teleskopanschlag anschlagen. Hierdurch kann auf das zweite Teleskopglied eine impulsartige Kraft ausgeübt werden, die auch auf der kinetischen Energie des ersten Teleskopgliedes basiert. Hierdurch kann das zweite Teleskopglied von seinem Ursprungsort ”losgerissen” werden.
Das zweite Teleskopelement, das bspw. mit einem Sperrkörper verbunden ist, kann folglich bspw. von einer Dichtfläche ”losgerissen” werden. Hierdurch kann insbesondere eine fluidische Selbsthaltung überwunden werden, bei der gerade der erste Moment des Lösens bspw. eines Sperrkörpers von einer Dichtfläche nur mit einem relativ hohen Energieaufwand möglich ist. Vorliegend kann dieser durch die kinetische Energie des ersten Teleskopgliedes bereitgestellt oder unterstützt werden.
Demzufolge ist es bevorzugt, wenn die Teleskopeinrichtung ein solches erstes Teleskopglied aufweist, das mit dem Permanentmagneten verbunden ist, und ein zweites Teleskopglied aufweist, das mit einem Sperrglied des Ventilgliedes verbunden ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Teleskopeinrichtung einen Nadelverschluss auf.
Bei dieser Ausführungsform ist der Nadelverschluss bspw. in der ersten Schaltstellung vorzugsweise verschlossen. Beim Bewegen des ersten Teleskopgliedes in Richtung der zweiten Schaltstellung wird das zweite Teleskopglied hierbei nicht mitgenommen. Stattdessen wird der dazwischen eingerichtete Nadelverschluss geöffnet, derart, dass eine druckseitige Entlastung stattfinden kann (bspw. über eine Öffnung oder eine Blende). Hiernach können das erste und das zweite Teleskopglied gemeinsam im Wesentlichen ohne Gegenkraft in die zweite Schaltstellung bewegt werden. Der Arbeitshub kann bei dieser Ausführungsform geringer sein als bei der ersten Ausführungsform, bei der die Teleskopeinrichtung zum Losreißen eines Teleskopgliedes verwendet wird. Denn bei dieser Ausführungsform muss lediglich der Nadelverschluss bzw. ein Nadelventil geöffnet werden, um die fluidische Selbsthaltung zu lösen und ein einfaches, auf der Kraft bspw. des Permanentmagneten basierendes Rückführen des Ventilgliedes aus der ersten in die zweite Schaltstellung zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, ist eine Längsachse der Aktoreinrichtung quer zu einer Bewegungsachse des Ventilgliedes ausgerichtet.
Bei dieser Variante kann eine in axialer Richtung kompakte Ventilanordnung bereitgestellt werden, die sich insbesondere gut in ein Tankmodul eines Harnstoffeinspritzsystems integrieren lässt.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die Aktoreinrichtung einen weichmagnetischen Kern aufweist, der in Richtung der Längsachse gegenüber der elektrischen Spule vorsteht, wobei die Bewegungsachse des Ventilgliedes den vorstehenden Abschnitt des Kerns schneidet.
Hierdurch kann die Ausrichtung der Längsachse der Aktoreinrichtung quer zur Bewegungsachse des Ventilgliedes auf konstruktiv einfache Weise realisiert werden. Insbesondere kann ein Schadluftspalt zwischen einem Permanentmagneten des Ventilgliedes und dem weichmagnetischen Kern klein gehalten werden. Ferner ist es möglich, die Aktoreinrichtung bei dieser Variante außerhalb eines Gehäuses der Ventileinrichtung anzuordnen, derart, dass ein Schadluftspalt lediglich durch eine dünne Gehäusewand von dem Ventilgehäuse gebildet ist, wobei die Gehäusewand vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung lässt sich insbesondere in Verbindung mit einem Tankmodul für ein Harnstoffeinspritzsystem verwenden. Ein derartiges Tankmodul beinhaltet vorzugsweise dabei einen Tankbereich, in dem Harnstoff aufgenommen werden kann, insbesondere zu Speicherzwecken. Die in das Tankmodul integrierte Ventilanordnung kann dann dazu verwendet werden, den Harnstoff entweder in Richtung hin zu einer Einspritzeinrichtung zu pumpen, oder aber nach Außerbetriebnahme eines Fahrzeugs den Harnstoff wieder zurück in den Tank zu pumpen. Die Ventilanordnung ist dabei vorzugsweise unterhalb eines Tankbereiches zur Aufnahme des Harnstoffes angeordnet.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn das Tankmodul ferner eine Kolbenpumpe aufweist, die vorzugsweise ebenfalls im Bereich eines Bodens des Tankmoduls benachbart zu der Ventilanordnung angeordnet ist.
Hierbei kann das Tankmodul als eine vormontierte Einheit bereitgestellt werden, an das lediglich noch ein Einspritzsystem angeschlossen werden muss.
Eine hierbei verwendbare Kolbenpumpe ist bspw. in dem Dokument DE 10 2008 006 686 A1 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt vorliegend vollumfänglich Bezug genommen wird.
Eine weitere bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung liegt auf dem Gebiet der Gasgeräte.
Unter einem Gasgerät wird vorliegend in der einfachsten Form ein Ventil verstanden, mittels dessen sich die Zufuhr von Gas von einer Gasquelle hin zu einem Gasverbraucher einstellen lässt. Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn das Gasgerät hinsichtlich des Durchflussvolumens regelbar ist. Ferner ist es bevorzugt, wenn das Gasgerät ein Sicherheitsventil aufweist.
Von besonderem Vorzug liegt ein Aspekt der Erfindung folglich in einem Gasgerät mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung oder mit einer Ventilanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die Ventilanordnung vorzugsweise zwei Ventilglieder aufweist, an denen jeweils ein Permanentmagnet festgelegt ist und die vorzugsweise mittels einer einzelnen Aktoreinrichtung betätigbar sind, wobei die Ventilglieder bei abgeschalteter Aktoreinrichtung zwei in Gasströmungsrichtung hintereinander angeordnete Ventilsitze abdichten.
Bei Gasgeräten wird generell gefordert, dass diese redundant aufgebaut sind, also vorzugsweise zwei unabhängige Ventilsitze aufweisen. Dies lässt sich dann realisieren, wenn die Ventilanordnung zwei Ventilglieder aufweist, die bei abgeschalteter Aktoreinrichtung zwei in Gasströmungsrichtung hintereinander angeordnete Ventilsitze abdichten.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gasgerätes ist die Spule der Aktoreinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden, die ferner mit einem Drucksensor verbunden ist, der einen Gasdruck am Ausgang des Gasgerätes misst.
Bei dieser Ausführungsform ist es generell möglich, den Durchfluss des Gasgerätes mittels der Steuereinrichtung einzustellen, vorzugsweise zu regeln.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gasgerätes ist zumindest das einen eingangsseitigen Ventilsitz abdichtende Ventilglied mittels einer Feder in Schließrichtung vorgespannt.
Bei dieser Ausführungsform wird eine hohe Sicherheit erzielt. Ferner ist es bei dieser Variante ggf. einfacher, eine Druckregelung durchzuführen.
Ferner ist es bevorzugt, wenn eine maximale Öffnungsposition von wenigstens einem der Ventilglieder mittels eines verstellbaren Anschlages begrenzt ist.
Bei dieser Variante kann der Durchfluss durch die Ventileinrichtung bspw. mittels des Anschlages voreingestellt werden oder fest eingestellt werden.
Die beiden Varianten lassen sich natürlich auch miteinander kombinieren. Ferner lässt sich der Durchfluss mittels eines elektrischen Stellantriebes regeln.
Das Gasgerät kann insbesondere als doppeltes 2/2-Wegeventil ausgeführt sein. Eine Selbsthaltung wird bei dem Gasgerät in der Regel nicht realisiert.
In einer Variante ist es bevorzugt, wenn die Wegeventileinrichtung in die zweite Schaltstellung vorgespannt ist, wobei die Wegeventileinrichtung nach dem Versetzen in die erste Schaltstellung mittels der Aktoreinrichtung durch eine fluidische Selbsthalteeinrichtung in der ersten Schaltstellung gehalten wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Harnstoffeinspritzsystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Einspritzsystem, das mit einem Arbeitsanschluss einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung verbunden ist.
Bei der bevorzugten Ventilanordnung ist es möglich, die Wegeventileinrichtung ohne ständige Energiezufuhr in der ersten Schaltstellung zu halten. Es ist lediglich notwendig, die Aktoreinrichtung kurz mit Energie zu versorgen, um die Wegeventileinrichtung in die erste Schaltstellung zu versetzen. Sobald die fluidische Selbsthalteeinrichtung Wirkung entfaltet, wird die Wegeventileinrichtung mittels dieser ohne weitere Energiezufuhr in der ersten Schaltstellung gehalten. Demzufolge hat die Ventilanordnung einen hohen Wirkungsgrad.
Ferner wird dann im Gegensatz zu mechanischen Selbsthalteeinrichtungen, wie Rasteinrichtungen oder dergleichen, eine hohe Funktionssicherheit erzielt. Durch eine fluidische Selbsthalteeinrichtung lassen sich zudem relativ hohe Kräfte realisieren, so dass zudem eine hohe Dichtheit der Ventilanordnung eingerichtet werden kann, da die hohen Kräfte dazu genutzt werden können, um geeignete Absperrorgane gegen Ventilsitze zu drücken.
Die zweite Schaltstellung, in die die Wegeventileinrichtung mechanisch oder magnetisch vorgespannt sein kann, beispielsweise mittels einer Feder und/oder mittels Permanentmagneten, ist vorzugsweise jene Schaltstellung, in der sich ein damit betriebenes Harnstoffeinspritzsystem in einer Entleerungs- bzw. Ruhestellung befindet. Die erste Schaltstellung ist hierbei vorzugsweise jene, in der ein mit einer solchen Ventilanordnung betriebenes Harnstoffeinspritzsystem Harnstoff hin zu einer Einspritzdüse fördert. Während dieser Betriebsart wird von einer Fluidfördereinrichtung wie einer Pumpe ständig ein Förderdruck bereitgestellt, der von der fluidischen Selbsthalteeinrichtung genutzt werden kann, um die Wegeventileinrichtung in der ersten Schaltstellung zu halten.
Die fluidische Selbsthalteeinrichtung kann auch dazu genutzt werden, beim Übergang von der zweiten in die erste Schaltstellung zu unterstützen, so dass die Aktoreinrichtung klein dimensioniert werden kann.
Die Ventilanordnung kann beispielsweise als Linear- bzw. Tellerventil ausgebildet sein. Bei einem Tellerventil, das mittels eines Schiebers betätigt wird, kann es vorteilhaft sein, wenn das Fluid nicht in einen Führungsbereich des Schiebers hinein gerät (bspw. bei aggressiven Fluiden wie Harnstoff). Demzufolge können Ventilkammern eines solchen Tellerventils vorzugsweise durch geeignete Abdichtmaßnahmen abgedichtet sein, beispielsweise durch sich mitbewegende Membrandichtungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Selbsthalteeinrichtung in die Wegeventileinrichtung integriert.
Diese Ausführungsform kann alternativ oder zusätzlich zu einer Selbsthalteeinrichtung vorgesehen sein, die mit der Aktoreinrichtung verbunden ist.
Bei einer in die Wegeventileinrichtung integrierten Selbsthalteeinrichtung können beispielsweise auf bewegliche Teile der Ventilanordnung wirkende unterschiedliche Drücke und/oder unterschiedliche Flächen für eine fluidische Selbsthaltung sorgen.
Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die Selbsthalteeinrichtung in der ersten Schaltstellung mit dem Arbeitsanschluss verbunden ist. Diese Verbindung kann unmittelbar eingerichtet werden oder aber dadurch, dass die Wegeventileinrichtung zunächst durch die Aktoreinrichtung in die erste Schaltstellung verbracht wird.
Ferner ist es insgesamt bevorzugt, wenn die Selbsthalteeinrichtung in der ersten Schaltstellung über eine Drossel mit einem Tankrücklaufanschluss verbunden ist.
Diese Verbindung kann wiederum entweder direkt erfolgen oder aber dadurch, dass sich die Wegeventileinrichtung in der ersten Schaltstellung befindet, also mittelbar über die Wegeventileinrichtung.
Durch die Verbindung der Selbsthalteeinrichtung mit einer Drossel, die in einen Tankrücklauf mündet, ist es auf vergleichsweise einfache Weise möglich, die Selbsthaltung wieder abzubauen, sobald von einer Fluidversorgungseinrichtung wie einer Pumpe nicht mehr hinreichend Druck zur Verfügung gestellt wird. In diesem Fall sinkt die von der fluidischen Selbsthalteeinrichtung ausgeübte Selbsthaltekraft dadurch, dass das darin befindliche Fluid über die Drossel zum Tankrücklauf strömt. Die Drossel dient dabei zur Entspannung und Entlüftung.
Hierdurch wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Deaktivierung der Selbsthalteeinrichtung möglich, indem die Fluidversorgungseinrichtung zum Versetzen der Wegeventileinrichtung zurück in die zweite Schaltstellung deaktiviert wird, wobei sich die Selbsthalteeinrichtung über eine in dieser Schaltstellung mit dem Arbeitsanschluss verbundene Drossel zum Tank hin entleert, bis die Wirkung der Selbsthaltung geringer ist als die Wirkung einer Rückstelleinrichtung, die die Aktoreinrichtung in die zweite Schaltstellung vorspannt.
Bei den bislang in der Praxis verwendeten Wegeventileinrichtungen sind diese häufig als hebelbetätigte Klappenventile realisiert worden. Dabei war es üblich, zwei Klappen mittels eines gemeinsamen Hebels synchron zu betätigen. Aufgrund unterschiedlicher Druckverhältnisse an den Klappen war es bei dieser Art von Ventil bislang schwierig, Torsionen des Hebels zu vermeiden. Da der Hebel häufig in einer elastomeren Lagerung aufgenommen war, konnten derartige Torsionen zu Wirkungsgradverschlechterungen führen. Anders herum ausgedrückt war es bislang schwierig, den Hebel für eine solche Doppelklappe mit hinreichender Präzision zu führen.
Bei derartigen Doppelklappen, die in einer gemeinsamen Ventilkammer angeordnet waren, konnte sich zudem eine unterschiedliche Abnutzung ergeben, da durch die interne hydraulische Verschaltung die eine Ventilklappe häufig mit einem höheren Druck auf der Abdichtseite beaufschlagt wurde als die andere Ventilklappe.
Demzufolge ist es bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung von besonderem Vorzug, wenn die Wegeventileinrichtung zwei Ventilkammern aufweist, in denen jeweils ein Absperrorgan beweglich gelagert ist und die jeweils mit wenigstens einem Anschluss der Wegeventileinrichtung verbunden sind, wobei die Anschlüsse so gewählt sind, dass in einer der Ventilkammern unabhängig von der Schaltstellung ein höherer Druck vorherrscht als in der anderen Ventilkammer.
Diese Ausführungsform wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 als bevorzugte Variante angesehen.
Hierdurch kann die Betätigung der Absperrorgane jeweils abgestimmt auf den in den Ventilkammern herrschenden Druck eingestellt werden. Da Absperrorgane dieser Art häufig durch Federn angedrückt werden, also kraftgesteuert angedrückt werden, kann bei Einrichtung der unterschiedlichen Ventilkammern mit unterschiedlichen Drücken die Betätigung der Absperrorgane jeweils in geeigneter Weise mit unterschiedlichen Kraftkennlinien (beispielsweise unterschiedlichen Federn) erfolgen. Mit anderen Worten können durch optimierte Ausnutzung der Systemdrücke des Fluids reduzierte Schaltkräfte realisiert werden. Auch kann die Toleranzabhängigkeit der Dichtbereiche minimiert werden.
Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn die Wegeventileinrichtung durch zwei 3/2-Wegeventile gebildet ist, deren Arbeitsanschlüsse miteinander verbunden sind.
Diese Ausführungsform wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ebenfalls als vorteilhaft angesehen. Durch diese Ausführungsform kann die Funktion eines 5/2-Wegeventils realisiert werden. Bei dieser Ausführungsform ist es insbesondere möglich, einen Tanksauganschluss in der zweiten Schaltstellung sicher mit einem relativ hohen Dichtdruck abzudichten. Daher ist es generell sogar möglich, einen Tank relativ gesehen oberhalb der Ventilanordnung anzuordnen, da bei dieser Ausführungsform vermieden werden kann, dass aufgrund von Gravitationskräften Fluid während des Einrichtens der zweiten Schaltstellung in die Ventilanordnung strömt.
Wie oben beschrieben, werden für Ventilanordnungen, die für Harnstoffeinspritzsysteme verwendet werden, bislang im Wesentlichen Klappenventile verwendet, die mittels jeweiliger Hebel betätigbar sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Wegeventileinrichtung wenigstens ein Ventilglied wie einen Ventilteller auf, der mittels eines axial verschieblichen Schiebers betätigbar ist (Linearventil).
Bei dieser Ausführungsform ist ein relativ schwer kontrollierbarer Hebel zur Betätigung der Wegeventileinrichtung nicht notwendig. Die Betätigung erfolgt rein axial, so dass eine direkte, hebelfreie Kopplung mit einer linear arbeitenden Aktoreinrichtung möglich ist.
Wenn die Ventilanordnung insbesondere für aggressive Fluide ausgelegt sein soll, kann es bei dieser Ausführungsform bevorzugt sein, wenn der axial verschiebliche Schieber gegenüber dem Gehäuse mittels einer beweglichen Membran abgedichtet ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Fluid in den Bereich einer Schieberführung gelangt, also in einen Bereich, in dem gegenüber Korrosion anfällige Metalle verwendet werden. Ferner können die hierbei für eine exakte axiale Führung notwendigen feinen Zwischenräume durch Kristallisieren der Harnstoffmoleküle beschädigt werden. Durch eine derartige Membran kann jedoch eine hinreichende Abdichtung erfolgen.
Um eine Wegeventileinrichtung zu realisieren, die zwei Absperrorgane aufweist, ist es bevorzugt, wenn die Wegeventileinrichtung zwei Schieber aufweist.
Hierdurch kann jeder Ventilkammer ein eigener Schieber zugeordnet werden. Ferner ist es möglich, beide Schieber mittels einer einzelnen Aktoreinrichtung zu betätigen.
Dabei kann es bevorzugt sein, wenn die zwei Schieber über ein Zwischenglied miteinander gekoppelt sind, wobei die Aktoreinrichtung mit dem Zwischenglied gekoppelt ist. Hierdurch können die zwei Schieber mittels einer einzelnen Aktoreinrichtung betätigt werden.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Zwischenglied und wenigstens einer der Schieber in einer Verschieberichtung über einen Anschlag und in der anderen Verschieberichtung über eine Feder gekoppelt sind.
Hierbei kann in der einen Verschieberichtung eine im Wesentlichen formschlüssige Kopplung erfolgen. In der anderen Verschieberichtung kann die Aktorkraft hingegen über eine Feder auf das zugeordnete Absperrorgan wirken, so dass eine kraftgesteuerte Betätigung dieses Absperrorgans, wie eines Ventiltellers, möglich ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Schieber bzw. Ventilglieder unabhängig voneinander gelagert.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zwei Schieber koaxial angeordnet sind.
Dies ermöglicht zum einen einen radial kompakten Bau.
Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn die Aktoreinrichtung eine Spule aufweist, die zwischen den Schiebern bzw. Ventilgliedern angeordnet ist.
Hierdurch kann der kompakte Aufbau beibehalten werden. Eine Betätigung über einen Hebel oder dergleichen ist hierbei nicht erforderlich.
Ferner ist es hierbei von besonderem Vorzug, wenn an wenigstens einem der Schieber bzw. Ventilglieder ein Permanentmagnet festgelegt ist.
Durch diese Maßnahme kann die Aktoreinrichtung durch eine feststehende Spule gebildet werden, die bei Bestromung auf den Permanentmagneten einwirkt. Ein innerhalb der Spule beweglicher Anker ist hierbei nicht notwendig. Demzufolge kann die Spule auch in einer zwischen den Schiebern angeordneten Gehäuseausbuchtung angeordnet sein. Die Abdichtung der Ventilanordnung kann hierdurch erheblich vereinfacht werden.
Vorzugsweise weist jeder der Schieber einen Permanentmagneten auf, die in axialer Richtung gepolt sind. Dabei ist die Polung vorzugsweise umgekehrt, so dass sich die Permanentmagnete vorzugsweise in der zweiten Stellung wechselseitig anziehen, beispielsweise über ein starres Joch innerhalb der Spule. Die Vorspannung der Wegeventileinrichtung in die zweite Stellung wird bei dieser Ausführungsform folglich magnetisch realisiert.
Die Spule ist dabei in einer Variante koaxial zu den Schiebern ausgerichtet, so dass bei Bestromung ein Feld aufgebaut wird, mittels dessen die unterschiedlich gepolten Permanentmagnete auf den axial gegenüberliegenden Seiten der Spule voneinander abgestoßen werden, um die erste Schaltstellung einzurichten.
Ferner ist es bei der Ausführungsform mit zwei Schiebern bevorzugt, wenn an jedem Schieber zwei Ventilteller festgelegt sind.
Hierdurch ist es möglich, die Systemdrücke besonders effizient auszunutzen, um eine in die Wegeventileinrichtung integrierte Selbsthalteeinrichtung zu realisieren.
Es versteht sich, dass bei der Berechnung der Selbsthaltekräfte nicht nur die jeweiligen Flächen relevant sind, auf die der Druck in den jeweiligen Ventilkammern wirkt, sondern auch die jeweiligen Druckbeträge.
Bei der Ausführungsform einer Wegeventileinrichtung mit einem oder mehreren Schiebern ist es ferner bevorzugt, wenn die Aktoreinrichtung koaxial zu wenigstens einem der Schieber angeordnet ist.
Hierdurch lässt sich eine radial kompakte Bauweise realisieren.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Harnstoffeinspritzsystems für Kraftfahrzeuge mit einer Ventilanordnung in einer ersten Schaltstellung;
2 die Ventilanordnung der 1 in einer zweiten Schaltstellung;
3 eine schematische Längsschnittansicht durch eine weitere Form einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung in der ersten Schaltstellung;
4 die Ventilanordnung der 3 in der zweiten Schaltstellung;
5 eine Abwandlung der Ventilanordnung der 3 und 4;
6 eine Detailansicht der 5;
7 eine weitere Abwandlung der Ventilanordnung der 3 und 4;
8 eine schematische Längsschnittansicht durch einen Ventilteller mit einem ringförmigen Sperrkörper;
9 eine schematische Seitenansicht eines Tankmoduls für ein Harnstoffeinspritzsystem;
10 eine schematische Längsschnittansicht durch ein Gasgerät mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
11 ein weiteres Gasgerät mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung; und
12 ein weiteres Gasgerät mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung.
In den 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines Harnstoffeinspritzsystems 10 mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung gezeigt. 1 zeigt dabei eine erste Schaltstellung A und 2 eine zweite Schaltstellung B.
Das Harnstoffeinspritzsystem 10 dient dazu, in der ersten Schaltstellung Harnstoff in eine Abgasanlage 12 eines Fahrzeugs 14 einzuspritzen, das einen Verbrennungsmotor 16, insbesondere einen Dieselmotor, aufweist. In der zweiten Schaltstellung B kann Harnstoff aus dem Einspritzsystem abgesaugt werden, um zu vermeiden, dass der Harnstoff bei niedrigen Umgebungstemperaturen innerhalb des Einspritzsystems gefriert und durch die hiermit einhergehende Ausdehnung Schäden hervorruft.
Die Ventilanordnung weist eine Wegeventileinrichtung 20 auf, die durch ein erstes 3/2-Wegeventil 22 und ein zweites 3/2-Wegeventil 24 gebildet ist. Das erste 3/2-Wegeventil 22 ist mittels eines ersten elektromechanischen Aktors 26 in die erste Schaltstellung A betätigbar. Das zweite 3/2-Wegeventil 24 ist mittels eines zweiten elektromechanischen Aktors 28 in die erste Schaltstellung A betätigbar. Wie es durch gestrichelte Linien angedeutet ist, können der erste und der zweite Aktor 26, 28 durch einen gemeinsamen Aktor gebildet sein, der eine Aktoreinrichtung 30 bildet. Eine erste mechanische oder magnetische Rückstellfeder 32 dient dazu, bei nichtbetätigtem Aktor 26 das erste 3/2-Wegeventil 22 in die zweite Schaltstellung B zu versetzen. In entsprechender Weise dient eine zweite mechanische oder magnetische Rückstellfeder 34 dazu, das zweite 3/2-Wegeventil 24 in die zweite Schaltstellung B zu versetzen. Auch die Rückstellfedern 32, 34 können durch eine einzelne Rückstellfeder gebildet sein, die beispielsweise an der Aktoreinrichtung 30 angreift.
Das erste 3/2-Wegeventil 22 weist einen Arbeitsanschluss D, einen Tanksauganschluss T_S sowie einen Pumpsauganschluss P_S auf. Das zweite 3/2-Wegeventil 24 weist einen Arbeitsanschluss D, einen Pumpdruckanschluss P_D sowie einen Tankrücklaufanschluss T_R auf.
In der ersten Schaltstellung A (1) sind der Tanksauganschluss T_S und der Pumpsauganschluss P_S miteinander verbunden, und der Arbeitsanschluss D des ersten 3/2-Wegeventils 22 ist gesperrt. Ferner sind in dem zweiten 3/2-Wegeventil 24 der Arbeitsanschluss D und der Pumpdruckanschluss P_D miteinander verbunden, und der Tankrücklaufanschluss T_R ist gesperrt.
In der zweiten Schaltstellung B (2) sind in dem ersten 3/2-Wegeventil 22 der Arbeitsanschluss D und der Pumpsauganschluss P_S miteinander verbunden, und der Tanksauganschluss T_S ist gesperrt. In der zweiten Schaltstellung B sind bei dem zweiten 3/2-Wegeventil 24 der Tankrücklaufanschluss T_R und der Pumpdruckanschluss P_D miteinander verbunden, und der Arbeitsanschluss D ist gesperrt.
Der Tanksauganschluss T_S ist mit einem Tank 40 verbunden, derart, dass über den Tanksauganschluss T_S Fluid (Harnstoff) aus dem Tank 40 angesaugt werden kann. Eine Saugseite einer Pumpe 42 ist mit dem Pumpsauganschluss P_S verbunden. Eine Druckseite der Pumpe 42 ist mit einem optionalen Filter 44 verbunden und ferner mit dem Pumpdruckanschluss P_D. Die Arbeitsanschlüsse D des ersten und des zweiten 3/2-Wegeventils 22, 24 sind miteinander und mit einem Harnstoffeinspritzsystem 46 verbunden, mittels dessen Harnstoff in die Abgasanlage 12 eingespritzt werden kann.
Der Pumpdruckanschluss P_D ist ferner mit einer Drossel 48 verbunden, deren anderer Anschluss mit dem Tankrücklaufanschluss T_R verbunden ist. Der Tankrücklaufanschluss T_R mündet drucklos in den Tank.
Die Funktionsweise des Harnstoffeinspritzsystems 46 ist folgendermaßen. In einer Ruheposition, bei der die Aktoreinrichtung 30 nicht angesteuert ist, befinden sich die Wegeventile 22, 24 in der zweiten Schaltstellung B (2). In dieser Schaltstellung ist das Harnstoffeinspritzsystem 46 entleert. Der Harnstoff befindet sich in dem Tank 40. Bei Start des Fahrzeugs 14 wird die Aktoreinrichtung 30 angesteuert, um die Wegeventile 22, 24 in die erste Schaltstellung A zu versetzen. In dieser Schaltstellung wird ferner die Pumpe 42 in Betrieb gesetzt, so dass die Pumpe 42 aus dem Tank 40 Harnstoff über den Tanksauganschluss T_S und den Pumpsauganschluss P_S ansaugt und an den Pumpdruckanschluss P_D abgibt, über den das unter Druck stehende Fluid an den Arbeitsanschluss D und folglich zu dem Harnstoffeinspritzsystem 46 geleitet wird.
Bei Abstellen des Fahrzeugs wird das Harnstoffeinspritzsystem 46 entleert. Hierzu wird die Aktoreinrichtung 30 deaktiviert, so dass die Rückstellfedern 32, 34 die Schaltstellung B einrichten. Die Pumpe 42 bleibt hierbei noch für die Zeit des Absaugvorgangs in Betrieb, so dass Harnstoff aus dem Harnstoffeinspritzsystem 46 über den Arbeitsanschluss D des ersten 3/2-Wegeventils 22 und den Pumpsauganschluss P_S von der Pumpe 42 angesaugt wird. Die Druckseite der Pumpe 42 ist über den Pumpdruckanschluss P_D und den Tankrücklaufanschluss T_R mit dem Tank 40 verbunden, um den abgesaugten Harnstoff in den Tank 40 zu befördern. Nach dem Erreichen der zweiten Schaltstellung B wird die Pumpe 42 also wiederum angetrieben, um das Harnstoffeinspritzsystem 46 zu entleeren. Sobald dieses entleert ist, wird auch die Pumpe 42 abgeschaltet.
Generell wäre es bei dieser Ausführungsform notwendig, während des Einrichtens der Schaltstellung A die Aktoreinrichtung 30 ständig mit Energie zu versorgen. Um dies zu vermeiden, ist eine fluidische Selbsthalteeinrichtung 50 vorgesehen, die in den 1 und 2 schematisch dargestellt ist. Die fluidische Selbsthalteeinrichtung 50 ist mit dem Arbeitsanschluss D verbunden. Sobald die Aktoreinrichtung 30 die Schaltstellung A eingerichtet hat, wird die fluidische Selbsthalteeinrichtung 50 folglich mit Fluid unter Druck versorgt und richtet eine Selbsthaltung der 3/2-Wegeventile 22, 24 in der ersten Schaltstellung A ein, solange die Pumpe 42 in dieser Schaltstellung im Betrieb ist.
Folglich kann die Aktoreinrichtung 30 nach dem Einrichten der ersten Schaltstellung A relativ bald wieder abgeschaltet werden, so dass zum Einrichten der Schaltstellung A lediglich noch die Pumpe 42 betrieben werden muss. Die Selbsthalteeinrichtung 50 kann die Aktoreinrichtung 30 beim Einrichten der ersten Schaltstellung A auch unterstützen, so dass die Aktoreinrichtung 30 klein dimensioniert werden kann.
Um aus der ersten Schaltstellung A, die mittels der Selbsthaltung gehalten wird, wieder in die zweite Schaltstellung B zu gelangen, wird die Pumpe 42 so angesteuert, dass die von der fluidischen Selbsthalteeinrichtung 50 ausgeübte Selbsthaltekraft kleiner wird, bis die Kraft der Rückstellfedern 32, 34 die von der Selbsthalteeinrichtung 50 aufgebrachte Kraft übersteigt. Sofern die Drossel 48 vorgesehen ist, kann diese hierbei unterstützend wirken. Denn die Drossel 48, über die in der ersten Schaltstellung A das Fluid zum Tank 40 zurückströmen kann, kann auf diese Weise das Lösen der Selbsthaltung unterstützen bzw. ermöglichen.
In der zweiten Schaltstellung B ist eine Ansaugöffnung des Tanks 14 mit dem in dem ersten 3/2-Wegeventil 22 abgesperrten Tanksauganschluss T_S verbunden, so dass ausgeschlossen werden kann, dass Fluid in der zweiten Schaltstellung B in den Fluidkreislauf gelangt.
In den 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Wegeventileinrichtung 20''' dargestellt, deren genereller Aufbau und Funktionsweise der oben beschriebenen Wegeventileinrichtung entspricht. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der Wegeventileinrichtung 20''' der 3 und 4 sind in einem Gehäuse 70, das vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, ein erster Schieber (Ventilglied) 96''' des ersten 3/2-Wegeventils 22 und ein zweiter Schieber (Ventilglied) 100''' des zweiten 3/2-Wegeventils 24 koaxial zueinander angeordnet. Der zweite Schieber 100''' weist einen ersten Ventilteller 114 sowie einen zweiten Ventilteller 116 auf. Die zwei Ventilteller 114, 116 sind in einer zweiten Ventilkammer 68''' angeordnet. Der erste Ventilteller 114 ist dazu ausgelegt, den Tankrücklaufanschluss T_R entweder abzudichten oder freizugeben. Der zweite Ventilteller 116 ist dazu ausgelegt, den Arbeitsanschluss D entweder abzudichten oder freizugeben. Der Arbeitsanschluss D und der Tankrücklaufanschluss T_R liegen in axialer Richtung gegenüber, so dass der Schieber 100''' zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, in denen entweder der Arbeitsanschluss D oder der Tankrücklaufanschluss T_R abgedichtet ist. Die zweite Ventilkammer 68''' ist mit dem Pumpdruckanschluss P_D verbunden, so dass innerhalb der zweiten Ventilkammer 68''' immer ein relativ hoher Druck herrscht.
Der erste Schieber 96''' weist einen dritten Ventilteller 124 sowie einen vierten Ventilteller 126 auf. Der dritte Ventilteller 124 ist dazu ausgelegt, den Tanksauganschluss T_S abzudichten. Der vierte Ventilteller 126 ist dazu ausgelegt, den Arbeitsanschluss D abzudichten.
Während der erste und der zweite Ventilteller 114, 116 innerhalb der zweiten Ventilkammer 68''' angeordnet sind, befinden sich der dritte und der vierte Ventilteller 124, 126 jeweils außerhalb der ersten Ventilkammer 58''', die mit dem Pumpsauganschluss P_S verbunden ist und in der generell ein relativ niedriger Druck herrscht.
In axialer Richtung zwischen den zwei Schiebern 96''', 100''' ist eine Spule 122 angeordnet, in der ein weichmagnetischer Kern 120 aufgenommen ist. Der weichmagnetische Kern 120 ist dabei in axialer Richtung zwischen den zwei Schiebern 96''', 100''' angeordnet.
Die Spule 122 mit dem weichmagnetischen Kern 120 ist in einer Gehäuseausbuchtung 130 angeordnet, die sich zwischen den beiden Schiebern 96''', 100''' erstreckt.
An dem zweiten Schieber 100''' ist ein erster Permanentmagnet 118 festgelegt, und zwar auf der der Spule 122 zugewandten Seite. In entsprechender Weise ist an dem ersten Schieber 96''' ein zweiter Permanentmagnet 128 festgelegt, und zwar auf der der Spule 122 zugewandten Seite.
Die Permanentmagnete 118, 128 sind axial magnetisiert. Ein Nordpol des ersten Permanentmagneten 118 weist zu der Spule 122. Ein Südpol des zweiten Permanentmagneten 128 weist zu der Spule 122. Durch Bestromen der Spule 122 wird ein Magnetfeld eingerichtet, mittels dessen die Permanentmagnete 118, 128 jeweils von der Spule 122 axial weg gedrückt werden. Hierdurch verschließt der vierte Ventilteller 126 von außen den Arbeitsanschluss D hin zu der ersten Ventilkammer 58'''. Ferner verschließt hierdurch der erste Ventilteller 114 den Tankrücklaufanschluss T_R, und zwar über der zweiten Ventilkammer 68'''.
Der zweite Ventilteller 116 gibt hierdurch eine Verbindung zwischen dem Pumpdruckanschluss P_D und dem Arbeitsanschluss D frei. Ferner sind die Arbeitsanschlüsse D des ersten und des zweiten 3/2-Wegeventils 22, 24 miteinander verbunden, so dass der vierte Ventilteller 126 durch das Fluid mit dem von der Pumpe 42 gelieferten Druck gegenüber der ersten Ventilkammer 58''' drückt bzw. abgedichtet wird, in der der relativ gesehen niedrigere Druck der Saugseite der Pumpe 42 herrscht. In dieser Position gibt der erste Schieber 96''' über den dritten Ventilteller 124 ferner eine Verbindung zwischen dem Tanksauganschluss T_S und dem Pumpsauganschluss P_S frei.
Da der Ventilteller 114 mit dem Systemdruck gegen den Tankrücklaufanschluss T_R angedrückt wird, kann bei geeigneter Wahl der Größe des ersten Ventiltellers 114 eine Selbsthaltung eingerichtet werden. In entsprechender Weise kann bei geeigneter Wahl des vierten Ventiltellers 126 eine Selbsthaltung des ersten Schiebers 96''' in der ersten Schaltstellung A eingerichtet werden, so dass dann, wenn die Pumpe 42 einen hinreichenden Druck liefert, die Spule 122 abgeschaltet werden kann, während die Wegeventileinrichtung 20''' in der Schaltstellung A verbleibt.
Durch die oben bezeichneten Maßnahmen werden folglich fluidische Selbsthalteeinrichtungen 50''' eingerichtet, wie sie in 3 dargestellt sind.
Die zweite Ventilkammer 68''' ist ferner vorzugsweise über die Drossel 48 mit dem Tank 40 verbunden.
Zum Einrichten der zweiten Schaltstellung B, wie sie in 4 gezeigt ist, wird die Pumpe 42 heruntergeregelt, so dass der Druck in der zweiten Ventilkammer 68''' sich verringert. Mit Unterstützung über die Drossel 48 verringert sich die Selbsthaltekraft 90''' folglich auf ein Niveau, das geringer ist als die magnetischen Anziehungskräfte der Permanentmagnete 118, 128, deren entgegengesetzte Pole sich über den weichmagnetischen Kern 120 anziehen. Hierdurch wird in dem ersten 3/2-Wegeventil 22 der Tanksauganschluss T_S mittels des dritten Ventiltellers 124 verschlossen, und die Verbindung zwischen dem Arbeitsanschluss D des ersten 3/2-Wegeventils 22 und der ersten Ventilkammer 58''' wird freigegeben. In entsprechender Weise wird in dem zweiten 3/2-Wegeventil 24 der Tankrücklaufanschluss T_R geöffnet und der Arbeitsanschluss D geschlossen, so dass Fluid aus dem Harnstoffeinspritzsystem 46 zum Tank 40 hin abgesaugt werden kann.
In 4 ist ferner gezeigt, dass die Spule 122 in einer Hülse 123 aufgenommen sein kann, die von außen in die Gehäuseausbuchtung 130 eingesetzt ist. Das Gehäuse 70 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise aus Kunststoff, kann jedoch im Bereich des weichmagnetischen Kerns 120 auch weichmagnetische Abschnitte aufweisen.
In 4 ist ferner gezeigt, dass die Schieber 96''', 100''' gegebenenfalls innerhalb der Ventilkammern 58''', 68''' geführt werden, und in diesem Fall durch geeignete Membrandichtungen 97'''/101''' abgedichtet werden können.
Durch die unabhängig voneinander gelagerten Schieber 96''', 100''' können sich reduzierte Schaltkräfte durch optimierte Ausnutzung der Systemdrücke ergeben. Ferner kann die Toleranzabhängigkeit der Dichtbereiche deutlich minimiert werden.
Bei der Wegeventileinrichtung 20''' der 3 und 4 wirkt der Systemdruck jeweils dichtunterstützend und kann eine Selbsterhaltung der Ventilteller erzeugen.
Die Abdichtung kann wesentlich vereinfacht werden, da die Aktoreinrichtung 30''' in Form der Spule 122 außerhalb des Gehäuses, jedoch innerhalb der Gehäuseausbuchtung 130 angeordnet sein kann.
Die Schaltkräfte, die von der Spule 122 ausgeübt werden müssen, um die erste Schaltstellung A einzurichten, können durch Nutzung der Systemdrücke reduziert werden. Durch die Drossel 48 sind eine Entspannung und eine Entlüftung realisierbar.
Eine ventilinterne Selbsthaltung kann bei allen vorangegangenen Ausführungsformen relativ leicht eingerichtet werden, da der Druck in der zweiten Ventilkammer 68 generell höher ist als in der ersten Ventilkammer 58.
In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Wegeventileinrichtung 20IV gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Wegeventileinrichtung 20''' der 3 und 4 entspricht. Gleiche Elemente sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
So weist die Wegeventileinrichtung 20IV eine Unterstützungseinrichtung 132A auf, die dazu eingerichtet ist, ein Versetzen der Wegeventileinrichtung 20IV aus der ersten in die zweite Schaltstellung zu unterstützen. Die Unterstützungseinrichtung 132A weist eine Umpoleinrichtung 133 auf, mittels der die elektrische Spule 122 der Aktoreinrichtung 30IV umpolbar ist.
Hierdurch wird der Permanentmagnet 118 bei umgepolter elektrischer Spule 122 aktiv von der Spule 122 angezogen, um die zweite Schaltstellung wieder einzurichten.
Ferner beinhaltet die Wegeventileinrichtung 20IV alternativ oder zusätzlich hierzu eine weitere Unterstützungseinrichtung 132B. Diese wird dadurch realisiert, dass der Schieber 100IV zweiteilig nach der Art eines Teleskops ausgebildet ist. Genauer gesagt weist der Schieber 100IV ein erstes Teleskopglied in Form eines Schiebergrundkörpers 134 auf, der zwischen den zwei Ventiltellern 114, 116 angeordnet ist. Der zweite Ventilteller 116 ist dabei starr mit dem Schiebergrundkörper 134 verbunden. Der Schieber 100IV weist ferner ein zweites Teleskopglied in Form eines Stößels 136 auf, der starr mit dem ersten Ventilteller 114 verbunden ist. In den 5 und 6 ist gezeigt, wie der Ventilteller 114 die zugeordnete Öffnung in dem Gehäuse 138 abdichtet.
Der Stößel 136 ist axial begrenzt um einen Hub 142 verschieblich an dem Schiebergrundkörper 134 gelagert. In der ersten Schaltstellung liegt der Schiebergrundkörper dabei an dem ersten Ventilteller 114 an, so dass der Hub 142 gleich Null ist. Wenn aus diesem Zustand die zweite Schaltstellung einzurichten ist, wird der Permanentmagnet 118 von der Spule 122 angezogen, wodurch sich der Schiebergrundkörper 134 bewegt, und zwar auf die Spule 122 zu. Schließlich stößt der Schiebergrundkörper 134 an einer Anschlagfläche 140 des Stößels 136 an. Dieser Zustand ist in den 5 und 6 gezeigt. Durch die bereits erreichte kinetische Energie des Schiebergrundkörpers 134 wird hierbei ein Impuls auf den Stößel 136 ausgeübt, so dass der Ventilteller 114 von dem Gehäuse 138 losgerissen wird.
Der Schiebergrundkörper 134 und der Stößel 136 bilden dabei eine Teleskopeinrichtung 144.
In 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Wegeventileinrichtung 20V gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Wegeventileinrichtung 20''' der 3 und 4 entspricht. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der Wegeventileinrichtung 20V ist der Schieber 100V ebenfalls zweiteilig als Teleskopeinrichtung 144 aufgebaut und einhaltet einen Zapfen 146, der starr mit dem Permanentmagneten 118 verbunden ist. Ferner weist der Schieber 100V eine Verbindungshülse 148 auf, die den Zapfen 146 zumindest teilweise umgibt und die starr sowohl mit dem ersten Ventilteller 114 als auch mit dem zweiten Ventilteller 116 verbunden ist.
Die Verbindungshülse 148 und der Zapfen 146 sind begrenzt um einen Hub 142 axial gegeneinander beweglich. Ferner ist zwischen dem Zapfen 146 und der Verbindungshülse 148 ein Nadelverschluss bzw. ein Nadelventil 150 eingerichtet. In der ersten Schaltstellung ist der Nadelverschluss 150 geschlossen, da der Zapfen 146 in der Darstellung der 7 nach rechts gedrückt wird und hierbei die entsprechende Öffnung des Nadelverschlusses 150 in der Verbindungshülse 148 verschließt.
Wenn von diesem Zustand ausgehend die zweite Ventilstellung einzurichten ist, wird der Permanentmagnet 118 von der Spule 122 angezogen. Hierdurch findet eine Relativbewegung zwischen dem Zapfen 146 und der Verbindungshülse 148 statt, so dass der Nadelverschluss 150 geöffnet wird. Ein Fluidraum, der über den geöffneten Nadelverschluss freigegeben ist, ist über eine Öffnung 152 mit der zweiten Ventilkammer 68''' verbunden, so dass auf den entgegengesetzten Seiten des Dichtsitzes zwischen dem ersten Ventilteller 114 und dem Gehäuse 138 ein Druckausgleich stattfindet. Hierdurch kann, sobald der Hub 142 überwunden ist, die Verbindungshülse 148 mit dem daran befestigten ersten Ventilteller 114 auf einfache Weise von dem Gehäuse 138 abgezogen werden.
In 8 ist dargestellt, wie ein Ventilteller 156 ausgebildet sein kann, der beispielsweise als Ventilteller 114, 116, 124 oder 128 Verwendung finden kann. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet der Ventilteller 156 einen Sperrkörper 158 aus einem Elastomer-Material, der beispielsweise mit dem Schieber 100 unmittelbar verbunden ist oder aber in einen Ventiltellerrahmen eingebettet ist.
Der Sperrkörper 158 dient dazu, eine Dichtung an einer ringförmigen Dichtfläche 160 einzurichten, durch die der Schieber 100 hindurchgeführt ist. Hierzu weist der Sperrkörper 158 eine ringförmige, radial außen liegende Dichtlippe 162 auf. Diese ist an ihrem Außenumfang konisch ausgebildet, so dass sie von dem Druck des Fluides an die Dichtfläche 160 angedrückt wird. Um zu vermeiden, dass die Dichtlippe 162 radial nach außen weggedrückt wird, wodurch sie ihre Dichtwirkung verlieren würde, weist der Sperrkörper 158 eine radial innen liegende ringförmige Stützlippe 164 auf. Die Stützlippe 164 ist axial gesehen kürzer als die Dichtlippe 162 und kommt an der Dichtfläche 160 in Anlage, sobald die Dichtlippe 162 sich an die Dichtfläche 160 angeschmiegt hat. Ein weiteres Andrücken der Dichtlippe 162 gegen die Dichtfläche 160 wird ab diesem Zustand durch die Stützlippe 164 verhindert.
In 9 ist in schematischer Form ein Tankmodul für ein Harnstoffeinspritzsystem gezeigt und generell mit 170 bezeichnet. Das Tankmodul 170 weist ein Gehäuse 171 auf, das vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Das Tankmodul ist in einen oberen und einen unteren Bereich unterteilt, wobei der obere Bereich des Tankmoduls 170 einen Tankraum 172 zur Aufnahme von Harnstoff aufweist.
In dem unteren Bereich ist eine Ventilanordnung 174 angeordnet, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise den zuvor beschriebenen Ventilanordnungen entsprechen kann. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
So ist die Aktoreinrichtung 30 der Ventilanordnung 174 in einer Längsachse 175 ausgerichtet, die im Wesentlichen horizontal verläuft, also vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einem Boden des Tankraums 172. Die elektrische Spule 122 des Aktoreinrichtungs 30 kann dabei in einer Gehäuseausbuchtung 130 am Boden des Gehäuses 171 ausgebildet sein. Der weichmagnetische Kern 120 der Aktoreinrichtung 30 erstreckt sich dabei in axialer Richtung beidseitig über die elektrische Spule 122 hinaus, vorzugsweise bis in das Gehäuse 171 hinein. Die Ventilanordnung weist dabei wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen zwei Schieber (Ventilglieder) 96, 100 auf, die in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse 175 beweglich gelagert sind. Durch diese Maßnahme kann die Ventilanordnung 174 in Richtung der Längsachse 175 kompakter ausgebildet werden als bei den vorhergegangenen Ausführungsformen. Daher kann das Tankmodul insgesamt radial kompakt realisiert werden.
Ferner ist gezeigt, dass in dem unteren Abschnitt des Gehäuses 171 des Tankmoduls 170 eine Kolbenpumpe 176 angeordnet ist, deren Bewegungsachse parallel zu den Bewegungsachsen der Schieber 96, 100 ausgerichtet ist. Auch diese Anordnung einer Kolbenpumpe 176 im Bereich eines Bodens des Tankmoduls 170 benachbart zu der Ventilanordnung 174 trägt zu einer kompakten Bauweise des Tankmoduls 170 bei. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind weitere Elemente der Ventilanordnung 174, wie sie bspw. in den 3 und 4 dargestellt sind, in 9 nicht eingezeichnet. Auch die Verbindungen zwischen der Kolbenpumpe 176 und der Ventilanordnung 174 sind aus diesen Gründen nicht dargestellt. Die Kolbenpumpe 176 kann jedoch bspw. die Funktion der Pumpe 42 der 3 und 4 erfüllen.
In dem unteren Abschnitt des Gehäuses 171 des Tankmoduls 170 kann anstelle einer Kolbenpumpe auch eine andere Pumpe angeordnet sein, die zum Pumpen von Harnstoff geeignet ist.
In den 10 bis 12, auf die nachfolgend eingegangen wird, sind Gasgeräte gezeigt, die zum Einbau in gastechnischen Anlagen geeignet sind, bspw. in Gasheizungen oder dergleichen. Das Gasgerät beinhaltet eine Ventilanordnung, deren grundsätzlicher Aufbau jedem der oben beschriebenen Ventilanordnungen entsprechen kann. Den nachfolgend beschriebenen Gasgeräten ist gemeinsam, dass sie jeweils eine Ventilanordnung mit zwei unabhängig voneinander verschieblich gelagerten Ventilgliedern (Schiebern) aufweisen, an denen jeweils ein Permanentmagnet festgelegt ist und die mittels einer vorzugsweise einzelnen Aktoreinrichtung betätigbar sind, wobei die Ventilglieder bei abgeschalteter Aktoreinrichtung zwei in Gasströmungsrichtung hintereinander angeordnete Ventilsitze abdichten.
Hierdurch können die aufgrund gesetzlicher Vorlagen gegebenen zwei unabhängigen Ventilsitze realisiert werden.
Eine erste Ausführungsform eines solchen Gasgerätes ist in 10 dargestellt und generell mit 180 bezeichnet. Wie oben beschrieben, weist das Gasgerät 180 ein Ventilgehäuse 70 auf, in dem zwei Schieber 96, 100 axial verschieblich gelagert sind. Zwischen den Schiebern ist eine Aktoreinrichtung 30 angeordnet, deren elektrische Spule 122 in einer Gehäuseausbuchtung 130 angeordnet ist. An den Schiebern 96, 100 ist jeweils ein Permanentmagnet 128, 118 festgelegt, wobei die Permanentmagnete 128, 118 vorzugsweise koaxial zu einem weichmagnetischen Kern 120 der Aktoreinrichtung 30 angeordnet sind. Das Gasgerät weist einen ersten Ventilsitz 182 auf, an dem ein nicht näher bezeichneter Ventilteller des Schiebers 100 angreift und diesen abdichtet, wenn die Aktoreinrichtung 30 abgeschaltet ist. In diesem Fall zieht der Permanentmagnet 118 den Schieber 100 in Richtung hin zu dem weichmagnetischen Kern, wodurch der Ventilsitz 182 abgedichtet wird. In Gasströmungsrichtung dahinter ist ein zweiter Ventilsitz 184 vorgesehen, der mittels des zweiten Schiebers 96 abgedichtet wird. Bei abgeschalteter elektrischer Spule 122 zieht der Permanentmagnet 128 den Schieber 96 in Richtung hin zu dem Kern 120, so dass der zweite Ventilsitz 184 abgedichtet ist.
Wenn die elektrische Spule 122 bestromt wird, werden die Permanentmagnete 118, 128 in axialer Richtung von dem Kern 120 abgestoßen, so dass die Ventilsitze 182, 184 freigegeben werden, derart, dass Gas 186 über einen Gaseinlass 188 durch eine erste Kammer 190, eine zweite Kammer 192 und dritte Kammer 194 hin zu einem Gasauslass 196 strömen kann. Der erste Ventilsitz 182 trennt die erste Kammer 190 von der zweiten Kammer 192. Der zweite Ventilsitz 184 trennt die zweite Kammer 192 von der dritten Kammer 194.
In den 11 und 12 sind weitere Gasgeräte gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Gasgerät 180 der 10 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei dem Gasgerät 180 der 11 ist eine Steuereinrichtung 200 vorgesehen, die die elektrische Spule 122 ansteuert. Die Steuereinrichtung 200 ist ferner mit einem Drucksensor 202 verbunden, der an der dritten Kammer 194 angeschlossen ist, also im Bereich des Gasauslasses 196. Der dem ersten Ventilsitz 182 zugeordnete Schieber 100 ist einer mechanischen Feder 204 in Richtung hin zu dem ersten Ventilsitz 182 vorgespannt, derart, dass der erste Ventilsitz 182 nicht nur aufgrund des Permanentmagneten 118 bei abgeschalteter Aktoreinrichtung 30 geschlossen ist, sondern auch aufgrund der Feder 204.
Die elektrische Spule 122 kann nun mittels der Steuereinrichtung 200 so angesteuert werden, dass der Druck des Gases am Gasauslass 196 geregelt wird. Hierzu wird insbesondere der erste Schieber (Ventilglied) 100 gegen die Kraft der mechanischen Feder 204 ausgelenkt, indem die Spule 122 so bestromt wird, dass der Permanentmagnet 118 von dem Kern 120 abgestoßen wird. Hierüber kann der Strömungsquerschnitt im Bereich des ersten Ventilsitzes 182 eingestellt bzw. geregelt werden, um auf diese Weise den Druck des Gases im Bereich des Gasauslasses 196 zu regeln.
In 12 ist eine weitere Ausführungsform eines Gasgerätes 180 gezeigt, das hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Gasgerät der 11 bzw. der 10 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Bei dem Gasgerät 180 der 12 ist der Schieber (Ventilglied) 100, der dem ersten Ventilglied 182 zugeordnet ist, über einen verstellbaren Anschlag 206 hinsichtlich seiner maximalen Auslenkung einstellbar ausgebildet. Hierdurch kann erreicht werden, dass der maximale Strömungsquerschnitt im Bereich des ersten Ventilsitzes 182 vorab eingestellt wird.
Diese Ausführungsform kann mit der Ausführungsform der 11 kombiniert werden, sofern dies erwünscht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006003987 A1 [0006]
DE 102011010784 [0007]
DE 102008006686 A1 [0037]

Claims

Ventilanordnung mit einer Wegeventileinrichtung (20), die ein Ventilgehäuse und wenigstens ein darin zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung (A, B) beweglich gelagertes Ventilglied (96, 100) aufweist, und mit einer Aktoreinrichtung (30) zur Betätigung des Ventilgliedes (96, 100), wobei die Aktoreinrichtung eine elektrische Spule (122) aufweist und wobei an dem Ventilglied (96, 100) ein Permanentmagnet (118, 128) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (96, 100) einen ringförmigen Sperrkörper (158) aufweist, der gegen eine ringförmige Dichtfläche (160) eines Ventilgehäuses (138) andrückbar ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (158) eine ringförmige Dichtlippe (162) und eine radial innen liegende ringförmige Stützlippe (164) aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (122) mittels einer Steuereinrichtung (133) umpolbar ist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1–3 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (100IV) eine Teleskopeinrichtung (144) aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopeinrichtung (144) ein erstes Teleskopglied (134) aufweist, das mit dem Permanentmagneten (118) verbunden ist, und ein zweites Teleskopglied (136) aufweist, das mit einem Sperrglied (114) des Ventilgliedes (100IV) verbunden ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopeinrichtung (144) einen Nadelverschluss (150) aufweist.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1–6 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (175) der Aktoreinrichtung (30) quer zu einer Bewegungsachse des Ventilgliedes (96, 100) ausgerichtet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoreinrichtung (30) einen weichmagnetischen Kern (120) aufweist, der in Richtung der Längsachse (175) gegenüber der elektrischen Spule (122) vorsteht, wobei die Bewegungsachse des Ventilgliedes (96, 100) den vorstehenden Abschnitt des Kerns (120) schneidet.
Tankmodul (170) für ein Harnstoffeinspritzsystem, mit einer Ventilanordnung (174) nach einem der Ansprüche 1–8 oder mit einer Ventilanordnung (174) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Tankmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolbenpumpe (176) im Bereich eines Bodens des Tankmoduls (174) benachbart zu der Ventilanordnung angeordnet ist.
Gasgerät (180) mit einer Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1–8 oder mit einer Ventilanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die Ventilanordnung zwei Ventilglieder (96, 100) aufweist, an denen jeweils ein Permanentmagnet (118, 128) festgelegt ist und die mittels einer Aktoreinrichtung (30) betätigbar sind, wobei die Ventilglieder bei abgeschalteter Aktoreinrichtung (30) zwei in Gasströmungsrichtung hintereinander angeordnete Ventilsitze (182, 184) abdichten.
Gasgerät nach Anspruch 11, wobei die Spule (122) der Aktoreinrichtung (30) mit einer Steuereinrichtung (200) verbunden ist, die ferner mit einem Drucksensor (202) verbunden ist, der einen Gasdruck am Ausgang des Gasgerätes (170) misst.
Gasgerät nach Anspruch 11 oder 12, wobei zumindest das einen eingangsseitigen Ventilsitz abdichtende Ventilglied (100) mittels einer Feder (204) in Schließrichtung vorgespannt ist.
Gasgerät nach einem der Ansprüche 11–13, wobei eine maximale Öffnungsposition von wenigstens einem der Ventilglieder (100) mittels eines verstellbaren Anschlages (206) begrenzt ist.
Verfahren zum Ansteuern einer Ventilanordnung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit den Schritten: – Betätigen einer Aktoreinrichtung (30), um eine Wegeventileinrichtung (20) der Ventilanordnung aus einer zweiten (B) in eine erste (A) Schaltstellung zu versetzen; – wobei die Wegeventileinrichtung (20) in der ersten Schaltstellung (A) mittels einer fluidischen Selbsthalteeinrichtung (50) gehalten wird, die in der ersten Schaltstellung (A) mit einem Anschluss (D) verbunden ist, der mit einer Fluidversorgungseinrichtung (42) verbunden ist; und wobei die Aktoreinrichtung (30) eine elektrische Spule (122) aufweist, die zum Bewegen der Wegeventileinrichtung (20) in die erste Schaltstellung (A) bestromt wird, und wobei die Spule (122) zum Bewegen zurück in die zweite Schaltstellung (B) mit entgegen gesetzter Polarität bestromt wird.