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Die Erfindung betrifft einen Fluiddrehregler, wie insbesondere einen Fluiddrehregler zur Steuerung eines Fluidstroms eines Kraftfahrzeugs.
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Fluiddrehregler sind im Stand der Technik bekannt. So offenbart die
DE 10 2011 120 798 A1 einen solchen Fluiddrehregler, bei welchem in einem Gehäuse eine Drehscheibe mit Öffnungen verdrehbar aufgenommen ist. Der Fluidstrom wird senkrecht zur Ebene der Drehscheibe durch die Öffnungen geführt, so dass innerhalb des Gehäuses eine Umlenkung des Fluids um 180° vorgenommen wird, was den Druckabfall negativ beeinflusst.
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Die
DE 100 53 850 A1 offenbart einen Fluiddrehregler als Exzenterventil, welches zumindest einen schwenkbaren Teller aufweist, welcher an einem Ventilsitz anlegbar ist. Dabei verschwenkt der Teller von dem Ventilsitz, um eine Fluidströmung durch eine Auslassöffnung zu steuern. Der Druckabfall ist aufgrund der Stellung des Tellers beim Öffnen des Ventils noch sehr erheblich.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddrehregler zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und dennoch eine gute Einstellbarkeit oder Regelbarkeit von Fluidströmen bei geringem Druckabfall erlaubt. Dabei soll auch eine sichere und dennoch energiesparende Einstellung einer Zwischenposition möglich sein.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Fluiddrehregler mit einem Gehäuse mit zumindest einer Einlassöffnung und mit zumindest einer Auslassöffnung, mit einem in dem Gehäuse verdrehbar aufgenommenen Ventilelement, welches hohl ausgebildet ist zum Ausbilden eines Fluidkanals, wobei ein Antriebselement vorgesehen ist, mittels welchem das Ventilelement verdrehbar ist, wobei aufgrund der Verdrehung des hohl ausgebildeten Ventilelements eine Fluidverbindung zwischen zumindest einer der Einlassöffnungen und zumindest einer der Auslassöffnungen einstellbar oder blockierbar ist, wobei ein Bremselement vorgesehen ist zum Beeinflussen oder Blockieren der Bewegung des Ventilelements. Dadurch wird im Zusammenspiel zwischen der Steuerung des Antriebselements und der Steuerung des Bremselements die Stellung bzw. Einstellung des Ventilelements gesteuert.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei oder mehr Auslassöffnungen vorgesehen sind, so dass ein Fluidstrom auf die eine und/oder die andere Auslassöffnung verteilbar ist. So kann ein Fluidstrom von dem Fluiddrehregler entsprechend seiner Einstellung gesteuert aufgeteilt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn zwei oder mehr Einlassöffnungen vorgesehen sind, so dass ein Fluidstrom von der einen und/oder anderen Einlassöffnung zuführbar ist. Dadurch kann der Fluiddrehregler auch verschiedene Fluidströme eingangsseitig mischen, um beispielsweise eine gezielte Temperatur der gemischten Fluide zu erreichen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Antriebselement als elektromotorisches Antriebselement, wie insbesondere als Elektromotor, ausgebildet ist, und welches ein Ausgangselement aufweist, welches insbesondere über ein Getriebe mit dem Ventilelement verbunden ist, um dieses zur Verdrehung anzutreiben. Dadurch kann eine einfache Verdrehung bzw. Einstellung des Ventilelements vorgenommen werden, wobei der Elektromotor so beispielsweise gut ansteuerbar ist und unmittelbar oder über ein Getriebe auf das Stellelement wirken kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das eingesetzte Getriebe ein Untersetzungsgetriebe ist, welches die Drehzahl bzw. die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors untersetzt, so dass das Ventilelement mit reduzierter Drehgeschwindigkeit verdreht wird.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Antriebselement als hydraulisches oder pneumatisches Antriebselement, wie insbesondere als Hydraulikzylinder oder Unterdruckdose, ausgebildet ist, und welches ein Ausgangselement aufweist, welches, insbesondere über ein Getriebe, mit dem Ventilelement verbunden ist, um dieses zur Verdrehung anzutreiben. Auch dadurch kann eine einfache Verdrehung des Ventilelements bewirkt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Getriebe ein Zahnstangengetriebe, ein Hebelgetriebe oder ein Zahnradgetriebe ist. Dadurch kann ausgehend von dem Antriebselement ein unkomplizierter Antrieb des Ventilelements realisiert werden, so dass die Antriebsbewegung des Antriebselements entsprechend auf die Bewegung des Ventilelements umgesetzt wird.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Bremselement ein magnetorheologisches Bremselement ist. Dieses kann vorteilhaft elektronisch angesteuert werden, indem ein Magnetfeld elektronisch steuerbar angelegt werden kann, um die Bremswirkung des Bremselements zu erzielen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn das magnetorheologische Bremselement ein in einer Kammer verlagerbar aufgenommenes Element aufweist, wobei in der Kammer ein magnetorheologisches Material aufgenommen ist, welches im magnetisierten Zustand die Verlagerung des verlagerbaren Elements in der Kammer hemmt und bei nicht magnetisiertem Zustand die Verlagerung des verlagerbaren Elements im Wesentlichen nicht hemmt. Dabei ist der magnetisierte Zustand ein Zustand bei einem von außen angelegten Magnetfeld, bei welchem Elemente des magnetorheologischen Materials miteinander zumindest teilweise verkettet sind und eine erhöhte Viskosität aufweisen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das verlagerbare Element eine Art Kolben oder Schieber ist, welcher in der Kammer längsverschieblich aufgenommen ist. Dadurch kann eine gezielte Veränderung der Viskosität des magnetorheologischen Materials genutzt werden, um das Ventilelement zu beeinflussen.
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Auch ist es bei einem anderen Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn das verlagerbare Element eine Art Drehkolben oder Drehschieber ist, welcher in der Kammer drehverschieblich aufgenommen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn ein Kraftspeicherelement, wie eine Feder, vorgesehen ist, welches auf das Antriebselement, auf das Getriebe oder auf das Ventilelement wirkt, um im nicht angetriebenen Zustand eine Kraftwirkung in Richtung auf eine vordefinierte Stellung des Ventilelements zu bewirken, so dass das Ventilelement in diese Endstellung verfahren wird. Dadurch wird erreicht, dass in einer nicht angetriebenen Situation das Ventilelement in eine solche vordefinierte Stellung verfahren wird, um eine definierte Funktionalität zu bewirken. Eine solche Stellung kann beispielsweise eine definierte Endstellung sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Fluiddrehreglers,
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2 eine Explosionsdarstellung des Fluiddrehreglers,
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3 Details des Fluiddrehreglers,
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4 eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht des Fluiddrehreglers,
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5 eine perspektivische Ansicht des Fluiddrehreglers,
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6 eine perspektivische Ansicht des Fluiddrehreglers,
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7 ein Detail des Gehäuses des Fluiddrehreglers,
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8 eine Ansicht des Dichtelements des Fluiddrehreglers,
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9 eine Ansicht des Dichtelements des Fluiddrehreglers,
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10 eine geschnittene Ansicht des Fluiddrehreglers,
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11 eine geschnittene Ansicht des Fluiddrehreglers,
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12 eine geschnittene Ansicht des Fluiddrehreglers,
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13 ein Detail des Fluiddrehreglers,
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14 ein Detail des Fluiddrehreglers,
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15 eine Explosionsdarstellung eines Gehäusedeckels mit Antriebselement und Bremselement,
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16 ein Schnitt durch den Fluiddrehregler,
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17 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fluiddrehreglers,
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18 eine Schnittansicht eines Antriebselements mit Bremselement,
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19 eine Seitenansicht eines Antriebselements mit Bremselement, und
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20 eine Schnittansicht des Antriebselements nach 19.
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Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Fluiddrehreglers 1 in einer jeweiligen Explosionsdarstellung aus unterschiedlicher Perspektive.
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Der Fluiddrehregler 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem zumindest eine Einlassöffnung 3, 4 ausgebildet ist und in welchem zumindest eine Auslassöffnung 5 vorgesehen ist. Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind zwei Einlassöffnungen 3, 4 und eine Auslassöffnung 5 vorgesehen. Dabei sind die Einlassöffnungen 3, 4 am Außenumfang des Gehäuses 2 angeordnet und die Auslassöffnung 5 ist an einer Stirnwand des Gehäuses 2 angeordnet.
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Die beiden Einlassöffnungen 3, 4 sind mit Stutzenelementen 6 versehen, um einen Anschluss an die beiden Einlassöffnungen 3, 4 bewirken zu können. Diese greifen in die Einlassöffnungen ein und dienen der Verbindung und/oder Abdichtung beispielsweise einer Zuführverrohrung oder -verschlauchung.
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In dem Gehäuse 2 ist ein drehbar aufgenommenes Ventilelement 7 angeordnet, welches hohl ausgebildet ist und einen Fluidkanal 8 ausbildet. Dabei erstreckt sich der Fluidkanal 8 von einem axialen Ende 9 hin zu einer auf der Umfangsfläche 10 vorgesehenen Öffnung 11. Das Ventilelement 7 ist in dem Gehäuse 2 derart verdrehbar angeordnet, dass es die eine und/oder andere Einlassöffnung 3, 4 mit der Auslassöffnung 5 verbindet. Dabei ist der Fluidkanal 8 in dem Ventilelement 7 ausgebildet und verbindet durch Überdeckung der Öffnung 11 mit einer der Einlassöffnungen diese mit der Auslassöffnung 5.
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Das Ventilelement 7 ist in dem Gehäuse 2 in einer Aufnahme drehbar angeordnet, wobei radial zwischen dem Ventilelement 7 und der Umfangswand des Gehäuses 2 ein Dichtelement 12 vorgesehen ist, welches das Ventilelement 7 gegen das Gehäuse 2 abdichtet. Dadurch kann eine Abdichtung einer Einlassöffnung 3, 4 vorgenommen werden, wenn die Öffnung 11 nicht mit der jeweiligen Einlassöffnung 3, 4 fluchtet.
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Das Dichtelement 12 ist als flaches, gebogenes und elastisches Element mit zwei Öffnungen 13 ausgebildet, wobei auf beiden Seiten um die Öffnungen 13 Dichtwulste 14, 15 vorgesehen sind, siehe die 8, 9. Die Dichtwulste 14 greifen dabei in die Einlassöffnungen 3, 4 ein. Die Dichtwulste 15 dichten gegenüber dem Ventilelement 7 ab.
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Das Gehäuse 2 weist einen Gehäusedeckel 16 auf, welcher zum Verschließen des Gehäuses 2 dient und in welchem eine Antriebsverbindung 17 des Ventilelements 7 angeordnet ist. Dabei ist in dem Gehäusedeckel 16 eine Welle 18 vorgesehen, die einerseits mit dem Ventilelement 7 verbindbar ist und die andererseits mit einem Antriebselement 19 verbindbar ist. Dabei ist ein Getriebe vorgesehen, welches die Bewegung des Antriebselements 19 auf eine Bewegung des Ventilelements 7 überträgt.
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Das Antriebselement 19 ist im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 als Unterdruckdose ausgebildet, die einen Stößel 20 als Ausgangselement aufweist. Der längsverschiebliche Stößel 20 greift dabei in eine Aufnahme des Gehäusedeckels 16 ein und ist dort mit dem Getriebe und somit mit dem Ventilelement 7 verbunden.
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In den Gehäusedeckel 16 ist weiterhin ein Bremselement 21 integriert, das im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 als magnetorheologisches Bremselement 21 ausgebildet ist. Das Bremselement 21 ist vorgesehen, um eine steuerbare Beeinflussung oder ein gesteuertes Blockieren der Bewegung des Ventilelements 7 vornehmen zu können.
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Die 3 zeigt das Ventilelement 100 in verschiedenen Darstellungen. Es weist eine Umfangswand 101 auf, in welcher eine Öffnung 102 des Fluidkanals 103 angeordnet ist. Der Fluidkanal 103 ist dabei bogenförmig gebildet und verläuft von der in axialer Richtung vorgesehenen Öffnung 104 hin zu der in der Umfangswand vorgesehenen Öffnung 102. Das Ventilelement 100 weist um die Öffnung 104 einen Schaft 105, welcher zur Lagerung des Ventilelements 100 im Gehäuse des Fluiddrehreglers dient. Dabei kann ein Lager den Schaft 105 umgreifen und das Ventilelement 100 lagern. Auf der gegenüberliegenden Seite weist das Ventilelement 100 ein Aufnahmeelement 106 auf, mittels welchem eine Welle mit dem Ventilelement verbindbar ist, um dieses antreiben bzw. verdrehen zu können. Das Aufnahmeelement ist als Vertiefung mit einer Quervertiefung ausgebildet, in welches eine Welle mit Quersteg eingreifen kann, um ein Drehmoment übertragen zu können.
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Radial außerhalb des Ventilelements 100 ist das Dichtelement 110 gezeigt, wie es auch in den 8 und 9 gezeigt ist.
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Die 4 bis 6 zeigen den Zusammenbau des Fluiddrehreglers 1 in verschiedenen Perspektiven. Man erkennt die kompakte Bauform der Verbindung von Gehäuse 2 mit Gehäusedeckel 16 und dem Antriebselement 19. Das Ausgangselement des Antriebselements 19 greift in den Gehäusedeckel 16 in eine Öffnung bzw. in einen Kanal ein, so dass es gegen Einflüsse von außen geschützt ist. Das Antriebselement 19 ist mit dem Gehäusedeckel 16 verbunden, der wiederum mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. So wird eine kompakte Einheit gebildet.
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An der Auslassseite ist um die Auslassöffnung ein Ringflansch gebildet, der in Nuten Dichtringe 120 aufnimmt, um den Fluiddrehregler in eine Aufnahme anordnen zu können. Seitlich benachbart davon sind Befestigungsarme 121 mit Befestigungsöffnungen 122 angeordnet, um den Fluiddrehregler 1 an einem Aggregat befestigen, wie verschrauben, zu können.
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Die 7 zeigt eine Ansicht des Gehäuses 2 von der Seite, auf die der Gehäusedeckel 16 aufgesetzt wird. Man erkennt eine runde Öffnung 130 mit einem umlaufenden Rand 133, auf den der Gehäusedeckel 16 abgedichtet aufgesetzt wird. Zur Verbindung des Gehäusedeckels 16 sind Befestigungsarme 131 mit Verbindungsbohrungen vorgesehen. Damit kann der Gehäusedeckel 16 beispielsweise mit dem Gehäuse 2 verschraubt werden.
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Die 10 bis 12 zeigen jeweils einen Schnitt durch einen Fluiddrehregler 1 gemäß der vorhergehenden Figuren, wobei das Ventilelement 7 jeweils in einer anderen Einstellung gezeigt ist.
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In 10 ist das Ventilelement 7 derart im Gehäuse 2 eingestellt, dass der Fluidkanal 8 mit der einen Einlassöffnung 3 kommuniziert. Dadurch kann ein Fluidstrom von einem an die Einlassöffnung 3 angeschlossenen Fluidkanal in den Fluiddrehregler 1 einströmen.
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In 11 ist das Ventilelement 7 derart im Gehäuse 2 eingestellt, dass der Fluidkanal 8 mit keiner der beiden Einlassöffnungen 3, 4 kommuniziert. Dadurch wird ein Fluidstrom von einem an die Einlassöffnung 3 oder von einem an die Einlassöffnung 4 angeschlossenen Fluidkanal in den Fluiddrehregler 1 unterbunden.
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In 12 ist das Ventilelement 7 derart im Gehäuse 2 eingestellt, dass der Fluidkanal 8 mit der einen Einlassöffnung 4 kommuniziert. Dadurch kann ein Fluidstrom von einem an die Einlassöffnung 4 angeschlossenen Fluidkanal in den Fluiddrehregler 1 einströmen.
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Auch ist eine Zwischenstellung denkbar, in welcher das Ventilelement 7 derart im Gehäuse 2 eingestellt ist, dass der Fluidkanal 8 teilweise mit der einen Einlassöffnung 3 und teilweise mit der anderen Einlassöffnung 4 kommuniziert. Dadurch kann ein Fluidstrom von einem an die Einlassöffnung 3 und von einem an die Einlassöffnung 4 angeschlossenen Fluidkanal in den Fluiddrehregler 1 anteilig einströmen.
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Die 13 bis 15 zeigen den Gehäusedeckel 16 und das damit verbundene Antriebselement 19 und das damit ebenso verbundene Bremselement 21.
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Das Bremselement 21 ist etwa zylinderförmig ausgebildet und weist eine Welle 200 auf, die durch das Bremselement 21 hindurch geht. Das eine Ende der Welle 200 wird formschlüssig mit dem Ventilelement 7 verbunden, während das andere Ende der Welle 200 mit dem Stößel 201 des Antriebselements 19 über einen Hebel 202 als Getriebe verbunden wird.
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Zur formschlüssigen Verbindung der Welle 200 mit dem Ventilelement dient ein Quersteg 203, der mit der Welle 200 verbunden ist und vorteilhaft durch eine Bohrung durch die Welle geführt ist.
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Der Gehäusedeckel 16 deckt dabei die Verbindung zwischen dem Stößel 201 und der Welle 200 ab.
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Weiterhin ist ein Dichtring 210 vorgesehen, mittels welchem das Bremsengehäuse 211 im Bereich der Welle 200 abgedichtet ist.
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Die 16 zeigt einen Schnitt durch den Fluiddrehregler 1 in Längsrichtung des Fluiddrehreglers 1. Der Fluiddrehregler 1 der 16 ist in einer Einstellung gezeigt, in welcher das Ventilelement 7 die Einlassöffnung 3 versperrt. Antriebsseitig ist das Ventilelement 7 über die Welle 200 und den Hebel 202 mit dem Stößel 201 des Antriebselements 19 verbunden. Die Welle 200 durchgreift dabei das Bremselement 21.
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Die 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fluiddrehreglers 300, der im Wesentlichen ähnlich dem Fluiddrehregler 1 der vorhergehenden Figuren ausgebildet ist, wobei das Antriebselement 301 als Unterdruckdose mit einer Zahnstange 302 als Stößel ausgebildet ist, die auf ein Zahnrad 303 wirkt, das mit der Welle 304 des Ventilelements verbunden ist. Das Bremselement 305 ist in die Unterdruckdose integriert.
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Die 18 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Antriebselements 401, wie es grundsätzlich für einen Fluiddrehregler gemäß 17 verwendbar ist. Das Antriebselement 401 weist ein Gehäuse 402 auf, in welchem ein Stößel 403 verlagerbar geführt ist und aus welchem der Stößel 403 heraus ragt. Das Gehäuse 402 ist vorteilhaft zumindest zweiteilig ausgebildet, wobei die zumindest zwei Elemente 404, 405 des Gehäuses 402 miteinander zu einer im Wesentlichen geschlossenen Dose abgedichtet verbunden sind. Dabei können die zumindest zwei Elemente 404, 405 beispielsweise durch Verschweißen oder Kleben oder ähnliches miteinander abdichtend verbunden sein. Auch kann eine Dichtung dazwischen angeordnet sein.
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Der Stößel 403 ist in einer Art langgestreckten Stange ausgebildet, wobei ein Ende 406 des Stößels 403 in dem Gehäuse 402 angeordnet ist, während das andere Ende 407 des Stößels 403 aus dem Gehäuse 402 heraus geführt ist. An diesem Ende 407 des Stößels 403 kann ein bewegbares Element angelenkt sein, welches mittels des Antriebselements 401 betätigt werden kann. Das Antriebselement 401 weist dazu am Ende 407 des Stößels 403 eine Verzahnung 408 auf. Alternativ kann auch eine anderweitig ausgebildete Aufnahme vorgesehen sein, um beispielsweise einen Hebel etc. anlenken zu können.
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Im Gehäuse 402 ist eine Membran 409 angeordnet, welche mit dem Gehäuse 402 und mit dem Stößel 403 beispielsweise über einen Teller verbunden ist. Die Membran 409 bildet in dem Gehäuse 402 zusammen mit dem Gehäuse 402 einen gasdichten Druckraum 410 aus. Zur Druck- bzw. Unterdruckbeaufschlagung des Druckraums 410 ist an dem Gehäuse 402 ein Druckmittelanschluss 411 vorgesehen. Dieser Druckmittelanschluss 411 kommuniziert mit dem Druckraum 410, so dass dieser über eine externe Druckmittelversorgung bzw. Unterdruckversorgung mit Druck oder Unterdruck beaufschlagbar ist.
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In dem Gehäuse 402 kann weiterhin eine Feder angeordnet sein, was jedoch nicht gezeigt ist. Die Feder kann sich dabei zwischen dem Gehäuse 402 und der Membran 409 oder dem Stößel 403 abstützen und eine Kraft auf den Stößel ausüben, wobei auch eine Vorspannung der Feder vorsehbar ist, um im nicht druckbeaufschlagten Zustand eine vorgebbare Stellung des Stößels einnehmen zu können. An dem Gehäuse 402 kann weiterhin auch ein Sensor vorgesehen sein, welcher die Stellung des Stößels 403 detektiert.
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Weiterhin ist ein Bremselement 414 vorgesehen, welches auf den Stößel 403 eine Bremswirkung ausübt. Diese Bremswirkung wird durch die Erzeugung einer Bremskraft auf den Stößel 403 erzeugt, so dass das Bremselement 414 auf den Stößel 403 eine Bremskraft ausübt. Das Bremselement 414 ist als magnetorheologisches Bremselement ausgebildet. Es weist ein Bremsengehäuse 415 auf, durch welches der Stößel 403 durchgeführt ist. Das Bremsengehäuse 415 weist dazu zwei Öffnungen 416, 417 auf, die sich gegenüber liegen und durch welche der Stößel 403 geführt ist. Das Bremsengehäuse 415 ist vorteilhaft zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Teilgehäuse 418, 419 miteinander verbunden sind. Dabei kann ein Teilgehäuse 419 topfartig ausgebildet sein und das andere Teilgehäuse 418 deckel- oder stopfenartig. An den beiden Öffnungen 416, 417 sind jeweils Dichtungen 420 angeordnet, mittels welchen der Stößel 403 abgedichtet durch die Öffnungen 416, 417 geführt ist.
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Es ist zu erkennen, dass das Teilgehäuse 419 des Bremsengehäuses 415 mit dem Gehäuse 402 einteilig ausgebildet ist, beispielsweise durch Spritzgießen.
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Innerhalb des Bremsengehäuses 415 weist der Stößel 403 ein kolbenartiges Element 421 auf, das flanschartig ausgebildet ist. Dabei ist das kolbenartige Element 421 als vom Stößel 403 radial abragender Flansch ausgebildet, welcher durch das magnetorheologische Material 422 geführt ist, das in dem Bremsengehäuse 415 aufgenommen ist. Um das Bremsengehäuse 415 ist ein Elektromagnet 423 oder eine Spule angeordnet, mittels welchem ein Magnetfeld im Bereich des magnetorheologischen Materials 422 erzeugbar ist. Wird der Stößel 403 in axialer Richtung, die auch seine Längsrichtung ist, bewegt, so fährt der Flansch bzw. das kolbenartige Element 421 durch das magnetorheologische Material 422. Ist kein Magnetfeld angelegt, so kann der Stößel 403 ohne große Reibung und somit ohne großen Widerstand verlagert werden, weil das magnetorheologische Material 422 an dem kolbenartigen Element 421 vorbeiströmen kann. Wird hingegen ein Magnetfeld angelegt, so verketten die Elemente des magnetorheologischen Materials 422 und es wird steif bzw. zäh. Die Viskosität steigt an. Dadurch wird die Bewegung des Stößels 403 und des kolbenartigen Elements 421 durch das magnetorheologische Material 422 gehemmt oder gebremst bzw. auch festgehalten, je nach angelegtem Magnetfeld.
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Das magnetorheologische Material 422 kann wie bei allen Ausführungsformen des Aktuators ein magnetorheologisches Pulver sein, also ein trockenes Material oder es kann alternativ auch ein magnetorheologisches Fluid sein. Dieses kann beispielsweise auf Basis eines Öls oder eines anderweitigen Fluids aufgebaut sein, in welches magnetische bzw. magnetisierbare Elemente eingebettet sind. Beide Arten des magnetorheologischen Materials 422 haben die Eigenschaft, dass das Material 422 im nicht magnetisierten Zustand fließfähig ist und eine geringe Viskosität aufweist, während es in einem magnetisierten Zustand bei angelegtem Magnetfeld eine höhere Viskosität aufweist. Dies wird beispielsweise dadurch bedingt, dass die Elemente des magnetorheologischen Materials 422 verketten und so die Viskosität erhöhen.
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Im Ausführungsbeispiel der 18 ist das Bremsengehäuse 415 in Längsrichtung des Stößels 403 betrachtet benachbart zum Gehäuse 402 angeordnet.
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Damit das kolbenartige Element 421 gut durch das magnetorheologische Material 422 gleiten kann, ist vorteilhaft an dem kolbenartigen Element 421 zumindest eine Ausnehmung oder sind Ausnehmungen vorgesehen, durch welche das magnetorheologische Material 422 strömen kann. Alternativ oder zusätzlich kann radial außen zwischen dem kolbenartigen Element 421 und der Wandung des Bremsengehäuses 415 ein Spalt vorgesehen sein, durch welchen ebenso das magnetorheologische Material 422 strömen kann, wenn der Stößel 403 sich bewegt.
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Die 19 und 20 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antriebselements 501, welches ähnlich dem Antriebselement 401 ausgebildet ist. Allerdings ist das Bremsengehäuse 515 nicht durch Spritzgießen mit dem Gehäuse 502 verbunden, sondern mittels eines Halteblechs 550. Dieses ist mit dem Gehäuse 502 verbunden ausgebildet, wobei sowohl das Bremsengehäuse 515 als auch das magnetfelderzeugende Element 523 mit dem Halteblech 550 verschraubt ist. Dazu ist eine erste Schraube 551 vorgesehen zum Verschrauben des Bremsengehäuses 515 mit dem Halteblech 550 und es sind zweite Schrauben 552 vorgesehen zum Verschrauben des magnetfelderzeugenden Elements 523 mit dem Halteblech 550.
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Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen mit Unterdruckdosen kann das Antriebselement auch als elektromotorisches Antriebselement, wie insbesondere als Elektromotor, ausgebildet sein, wobei das Antriebselement ein Ausgangselement aufweist, welches insbesondere über ein Getriebe mit dem Ventilelement verbunden sein kann, um dieses zur Verdrehung anzutreiben.
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Das Antriebselement kann grundsätzlich jedoch auch als hydraulisches oder pneumatisches Antriebselement, wie insbesondere als Hydraulikzylinder oder Unterdruckdose, ausgebildet sein, welches ein Ausgangselement aufweist, welches, insbesondere über ein Getriebe, mit dem Ventilelement verbunden ist, um dieses zur Verdrehung anzutreiben.
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Das Getriebe kann als Hebelanordnung oder auch als ein Zahnstangengetriebe oder auch als ein Zahnradgetriebe ausgebildet sein.
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Das Bremselement weist als magnetorheologisches Bremselement ein verlagerbares Element auf, das in dem magnetorheologischen Material verlagert wird. Dieses verlagerbare Element kann als eine Art Kolben oder Schieber ausgebildet sein, welcher in der Kammer des Bremselements längsverschieblich aufgenommen ist, siehe hierzu die 18 bis 20.
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Auch kann das verlagerbare Element als eine Art Drehkolben oder Drehschieber ausgebildet sein, welcher in der Kammer drehverschieblich aufgenommen ist. Ein solches verlagerbares Element ist in dem Bremselement der 1 bis 16 vorgesehen.
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Gemäß eines weiteren Gedankens kann es auch vorteilhaft sein, wenn ein Kraftspeicherelement, wie eine Feder, vorgesehen ist, welches auf das Getriebe, auf das Antriebselement und/oder auf das Ventilelement wirkt, um eine Kraftwirkung in Richtung auf eine vordefinierte Stellung des Ventilelements zu bewirken. So kann eine Fail-safe-Funktion erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fluiddrehregler
- 2
- Gehäuse
- 3
- Einlassöffnung
- 4
- Einlassöffnung
- 5
- Auslassöffnung
- 6
- Stutzenelement
- 7
- Ventilelement
- 8
- Fluidkanal
- 9
- Ende
- 10
- Umfangsfläche
- 11
- Öffnung
- 12
- Dichtelement
- 13
- Öffnung
- 14
- Dichtwulst
- 15
- Dichtwulst
- 16
- Gehäusedeckel
- 17
- Antriebsverbindung
- 18
- Welle
- 19
- Antriebselement
- 20
- Stößel
- 21
- Bremselement
- 100
- Ventilelement
- 101
- Umfangswand
- 102
- Öffnung
- 103
- Fluidkanal
- 104
- Öffnung
- 105
- Schaft
- 106
- Aufnahmeelement
- 110
- Dichtelement
- 120
- Dichtring
- 121
- Befestigungsarm
- 122
- Befestigungsöffnung
- 130
- Öffnung
- 131
- Befestigungsarm
- 133
- Rand
- 200
- Welle
- 201
- Stößel
- 202
- Hebel
- 203
- Quersteg
- 210
- Dichtring
- 211
- Bremsengehäuse
- 300
- Fluiddrehregler
- 301
- Antriebselement
- 302
- Zahnstange
- 303
- Zahnrad
- 304
- Welle
- 305
- Bremselement
- 401
- Antriebselement
- 402
- Gehäuse
- 403
- Stößel
- 404
- Element
- 405
- Element
- 406
- Ende
- 407
- Ende
- 408
- Verzahnung
- 409
- Membran
- 410
- Druckraum
- 411
- Druckmittelanschluss
- 414
- Bremselement
- 415
- Bremsengehäuse
- 416
- Öffnung
- 417
- Öffnung
- 418
- Teilgehäuse
- 419
- Teilgehäuse
- 420
- Dichtung
- 421
- kolbenartiges Element
- 422
- magnetorheologisches Material
- 423
- Elektromagnet, Spule
- 501
- Antriebselement
- 502
- Gehäuse
- 515
- Bremsengehäuse
- 523
- magnetfelderzeugendes Element
- 550
- Halteblech
- 551
- Schraube
- 552
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011120798 A1 [0002]
- DE 10053850 A1 [0003]
