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Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilgehäuse, welches einen Ventilraum umschließt und zumindest eine Ventilöffnung aufweist. Zur Betätigung eines solchen Ventils ist innerhalb des Ventilraumes ein Stellelement angeordnet, welches zwischen einer Schließstellung zum Verschließen der Ventilöffnung und einer Öffnungsstellung zur Freigabe der Ventilöffnung bewegbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Ventilanordnung mit mehreren Ventilen.
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Die Bewegung des Stellelementes zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung kann mithilfe von Formgedächtnislegierungen (Shape Memory Alloys, SMA), beispielsweise in Form von Drähten, erfolgen. Dabei handelt es sich um Legierungen, die abhängig von ihrer Temperatur in zwei unterschiedlichen Kristallstrukturen existieren können. Bei Raumtemperatur liegt ein martensitisches Gefüge mit einem tetragonal-raumzentrierten Gitter vor, das sich ab einer Umwandlungstemperatur von etwa 100°C in ein austenitisches Gefüge mit einem kubisch-flächenzentriertem Gitter umwandelt. Ein Draht aus einer solchen Formgedächtnislegierung hat daher die Eigenschaft, dass er sich aufgrund der Gitterumwandlung von einer Martensit- in eine Austenitstruktur bei Erwärmung über die Umwandlungstemperatur verkürzt. Um das SMA-Element zu erwärmen, wird dieses üblicherweise mit Strom beaufschlagt, wodurch es sich verkürzt und somit das Stellelement bewegen kann.
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Aus
DE 10 2005 060 217 ist beispielsweise ein Ventil mit einem einen Druckraum umschließenden Ventilgehäuse bekannt, wobei innerhalb des Druckraumes ein Stößel zum Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung angeordnet ist. Der Stößel wird dabei zum Öffnen der Ventilöffnung von einem SMA-Element betätigt, welches elektrisch mit einer innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten Leiterplatte verbunden ist, um mit Strom beaufschlagt werden zu können. Das SMA-Element ist innerhalb des Druckraumes angeordnet und daher direkt dem Volumenstrom des Ventils, also der durch die Ventilöffnungen in den Druckraum ein- oder ausströmenden Luft ausgesetzt. Dabei erstreckt sich das SMA-Element beidseitig des Stößels, so dass es eine V-Form aufweist.
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Ein solches Ventil bzw. eine Ventilanordnung kann zum Befüllen von Medienspeichern z. B. Fluidblasen, insbesondere Luftblasen bzw. Luftkissen, im Bereich von Automobilsitzen eingesetzt werden. Die bekannten Ventile mit nur einem Stellglied können entweder zum Befüllen oder zum Entleeren der Blase verwendet werden. Sie sind nicht einzeln dazu geeignet, einen Druck in der Blase zu halten. Hierzu ist mit den bekannten Ventilen eine Kombination aus zwei Ventilen notwendig. Weiterhin weisen die bekannten Ventile eine große Baugröße auf.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Ventil sowie eine Ventilanordnung anzugeben, welches hinsichtlich der genannten Nachteile verbessert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Ventil mit einem Ventilgehäuse, umfassend einen Gehäusedeckel, einen Gehäuseboden und ein zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuseboden angeordnetes Zwischengehäuse, wobei das Ventilgehäuse einen Ventilraum umschließt, der eine Strömungskammer und eine Betätigungskammer umfasst, wobei das Ventilgehäuse zumindest eine von der Strömungskammer in die Betätigungskammer mündende Ventilöffnung aufweist, und wobei innerhalb der Betätigungskammer zumindest ein zwischen einer Schließstellung zum Verschließen der Ventilöffnung und einer Öffnungsstellung zur Freigabe der Ventilöffnung bewegbares Stellelement, welches an einem ersten Ende ein Ventilelement aufweist und an einem zweiten Ende mit dem Ventilgehäuse und/oder einer Grundplatte verbunden ist, ein zur Betätigung des Stellelementes in Öffnungsrichtung dienendes draht- oder bandförmiges SMA-Element aus einer Formgedächtnislegierung und eine Leiterplatte angeordnet sind, wobei das SMA-Element mit einem mittleren Abschnitt an dem Stellelement fixiert und zur Beaufschlagung mit Strom mit seinen Enden mit der Leiterplatte elektrisch verbunden ist, wobei das SMA-Element in dem mittleren Abschnitt U-förmig gebogen ist, oder aus zwei Teilstücken besteht, welche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind,
wobei die Strömungskammer und die Betätigungskammer durch eine die Ventilöffnung aufweisende Trennwand derart voneinander getrennt sind, dass ein das Ventil bei Betätigung des Stellelementes durchströmendes Fluid durch die Strömungskammer geleitet wird, wobei ein erster Bereich der Strömungskammer und ein zweiter Bereich der Strömungskammer über die Ventilöffnung und/oder einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, wobei die Ventilöffnung und/oder der Verbindungskanal in der Schließstellung des Stellelementes verschlossen und in der Öffnungsstellung des Stellelementes freigegeben ist,
wobei der erste Bereich der Strömungskammer zur Zuführung von Luft in die Strömungskammer mit einer Luftversorgungseinheit verbunden oder verbindbar ist und wobei der zweite Bereich der Strömungskammer mit einem Medienspeicher verbunden oder verbindbar ist und wobei der zweite Bereich der Strömungskammer zum Auslassen von Luft aus der Strömungskammer über eine Öffnung mit der Atmosphäre verbunden bzw. verbindbar ist,
wobei innerhalb des zweiten Bereiches der Strömungskammer ein Stellglied mit einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt angeordnet ist, welches derart drehbar mit dem zweiten Endabschnitt an dem Ventilgehäuse gelagert und im Bereich des ersten Endabschnittes mit dem Stellelement im Bereich des ersten Endes des Stellelements gekoppelt ist, dass die Öffnung zur Atmosphäre bei sich in Schließstellung befindendem Stellelement freigegeben und die Öffnung bei sich in Freigabestellung befindendem Stellelement verschlossen ist.
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Das SMA-Element kann somit entweder U-förmig mit einem U-Bogen sein oder aus zwei Teilstücken bestehen, die im Wesentlichen einer U-Form ohne U-Bogen entsprechen. Im letzteren Fall ist unter dem mittleren Abschnitt ein dritter und vierter Endabschnitt zu verstehen, der bei einer U-Form mit dem U-Bogen verbunden wäre.
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Zur Befestigung des SMA-Elementes können insbesondere im ersten Abschnitt des Stellelementes Vorsprünge vorgesehen sein, um die sich das SMA-Element erstreckt, bzw. an denen der dritte und vierte Endabschnitt befestigt ist.
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In Ausgestaltung ist in oder an der Ventilöffnung ein erstes Rückschlagventil vorgesehen, das in Öffnungsstellung des Stellelements ein Rückströmen von Fluid vom zweiten Bereich der Strömungskammer über die Ventilöffnung in den ersten Bereich der Strömungskammer verhindert.
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In weiterer Ausgestaltung umfasst das Stellglied einen Schaltfinger an einem dem Stellelement zugewandten Endabschnitt, und das erste Rückschlagventil ist durch ein an dem Schaltfinger angeordnetes Dichtelement und einem in der Trennwand angeordneten Ventilsitz gebildet.
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Zweckmäßigerweise ist das Dichtelement ein plattenförmiges Element oder eine Lippendichtung. Vorzugsweise ist das Dichtelement aus Metall, Kunststoff oder Elastomer gebildet.
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In Ausgestaltung weist der zweite Bereich der Strömungskammer eine Öffnung zur Atmosphäre auf.
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In weiterer Ausgestaltung ist die die Strömungskammer und die Betätigungskammer voneinander trennende Trennwand von dem Zwischengehäuse gebildet.
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Zweckmäßigerweise sind Stellelement und Stellglied linear, d.h. nicht winklig zueinander angeordnet.
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Das Stellelement kann als Biegefeder ausgestaltet sein, welches drehfest mit der Grundplatte verbunden ist oder das Stellelement ein Hebelelement aus einem biegefesten Material ist, welches schwenkbar mit der Grundplatte verbunden ist, wobei die Auslenkung durch eine Feder, insbesondere Spiralfeder begrenzt wird.
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Zweckmäßigerweise wird das Stellelement mittels Federkraft, insbesondere durch eine Blatt- oder Schraubenfeder, zurückgestellt, wobei die Blatt- oder Schraubenfeder vorzugsweise zwischen dem Stellelement und einem Ventilboden angeordnet ist.
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Die zweite Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäße Ventilanordnung mit mehreren, insbesondere jeweils nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Ventilen, wobei die den Ventilraum eines Ventils jeweils umschließenden Ventilgehäuse, insbesondere die Zwischengehäuse und/oder Gehäusedeckel und/oder Gehäuseböden, und/oder Leiterplatten einstückig ausgebildet sind.
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Zweckmäßigerweise weisen die mehreren Ventile einen gemeinsamen Druckanschluss auf, der jeweils in den Ventilraum, insbesondere in die Strömungskammer, besonders bevorzugt in den ersten Bereich der Strömungskammern der Ventile oder einen die ersten Bereiche der Strömungskammern umfassenden Bereich mündet oder jeweils mit dem Ventilraum, insbesondere der Strömungskammer, besonders bevorzugt dem ersten Bereich der Strömungskammern oder dem Bereich über zumindest einen Luftkanal verbunden ist und wobei jedes Ventil eine separate Öffnung zum Verbinden mit der Atmosphäre aufweist, die insbesondere in den zweiten Bereich der Strömungskammer mündet.
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In Ausgestaltung sind die Ventilräume der mehreren Ventile von dem Aufnahmeraum für die elektronische Kontaktierung der Leiterplatte durch eine Trennwand getrennt sind, wobei die Trennwand insbesondere einstückig mit dem Zwischengehäuse ausgebildet ist, wobei die Trennwände eine im Montagezustand pneumatisch abgedichtete Durchgangsöffnung für die Leiterplatte aufweisen.
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In weiterer Ausgestaltung sind in einem von der Luftversorgungseinheit zu der oder den Strömungskammern führenden Luftkanal Leitelemente derart angeordnet, dass ein in und/oder durch die Strömungskammern strömendes Fluid eine laminare Strömung aufweist.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 Schnittdarstellung eines Ventils,
- 2A eine Schnittdarstellung eines Aktors gemäß einer ersten Ausgestaltung in Schließstellung,
- 2B eine Schnittdarstellung eines Aktors gemäß einer zweiten Ausgestaltung,
- 2C eine Schnittdarstellung eines Aktors gemäß einer dritten Ausgestaltung, 2D eine Schnittdarstellung eines Aktors gemäß einer vierten Ausgestaltung,
- 3 eine Ventilanordnung
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil 2 in einer Schnittdarstellung. Das Ventil 2 ist in einem Ventilgehäuse 4 aufgenommen. Das Ventilgehäuse 4 umfasst einen Gehäusedeckel 6 und einen Gehäuseboden 10 und ein darin aufgenommenes Zwischengehäuse 8.
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Das Ventilgehäuse 4 umschließt einen Ventilraum 12, in welchen eine Ventilöffnung 14 mündet. Innerhalb des Ventilraums 12 ist ein zwischen einer Schließstellung zum Verschließen der Ventilöffnung 14 und einer Öffnungsstellung zur Freigabe der Ventilöffnung 14 in einer Bewegungsrichtung B bewegbares Stellelement 16 angeordnet. Zur Betätigung des Stellelementes 16 in einer Öffnungsrichtung bzw. Hubrichtung H dient ein drahtförmiges SMA-Element 18 aus einer Formgedächtnislegierung, welches mit einem mittleren Abschnitt 18c an dem Stellelement 16, genauer an dessen erstem Endabschnitt 16a gehalten ist. Das SMA-Element ist U-förmig angeordnet. Zur Beaufschlagung mit Strom ist das SMA-Element 18 mit seinen Enden 18a, 18b mit einer ebenfalls innerhalb des Ventilraumes 12 angeordneten Leiterplatte 22 elektrisch verbunden.
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Der Ventilraum 12 ist in eine Strömungskammer 24 und eine Betätigungskammer 26 unterteilt, die durch eine Trennwand 28 voneinander getrennt sind, sodass ein das Ventil 2 bzw. den Ventilraum 12 bei Betätigung des Stellelementes 16 durchströmendes Fluid lediglich durch die Strömungskammer 24 strömt. Die Strömungskammer 24 wird dabei von dem Zwischengehäuse 8 gebildet und ist unterseitig von dem Gehäuseboden 10 verschlossen ist. Die Betätigungskammer 26 wird ebenfalls von dem Zwischengehäuse 8 gebildet und oberseitig von dem Gehäusedeckel 6 verschlossen ist, wodurch die Anzahl der erforderlichen Komponenten reduziert werden kann. Das Stellelement 16 sowie die zur Betätigung des Stellelementes 16 erforderlichen Komponenten, nämlich das SMA-Element 18, das Rückstellelement 20, welches entweder einstückig mit dem Stellelement 16 gebildet ist oder wie in der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform durch eine separate Feder gebildet ist sowie die Leiterplatte 22, sind innerhalb der Betätigungskammer 26 angeordnet. Durch die gezielte Führung des Fluidstromes und das Vorsehen von Seitenwänden des Stellelements 16e wird eine ungleichmäßige Kühlung des SMA-Elements 18 vermieden. Die Trennwand 28 ist einstückig mit dem Zwischengehäuse 8 ausgebildet bzw. an diesem angeformt. Die Strömungskammer 24 weist einen ersten Bereich 24a und einen zweiten Bereich 24b auf, die über einen Verbindungskanal 24c, der in einer Schließstellung des Stellelementes 16 verschlossen und in einer Öffnungsstellung des Stellelementes 16 freigegeben ist, miteinander verbunden sind.
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Zur Zuführung von Luft in den Ventilraum 12, genauer in die Strömungskammer 24 ist deren erster Bereich 24a mit einer Luftversorgungseinheit bzw. einer pneumatischen Pumpe verbunden bzw. ein - in 1 nicht sichtbarer - Druckanschluss, der über eine Versorgungsleitung mit der pneumatischen Pumpe verbunden ist oder verbunden wird, mündet mittel- oder unmittelbar in den ersten Bereich 24a der Strömungskammer 24. Durch Freigabe der Ventilöffnung 14 kann die zugeführte Luft über den Verbindungskanal 24c bzw. den Ventilraum 24c und durch die Ventilöffnung 14 von dem ersten Bereich 24a in den zweiten Bereich 24b strömen. Der Verbindungskanal 24c wird zum Betätigungsbereich, insbesondere auch durch eine Unterseite des Stellelements 16 sowie das Dichtelement 42 begrenzt. Das Ventil 2 dient insbesondere zum Befüllen eines - nicht dargestellten - Medienspeichers, beispielsweise eines Luftkissens eines Fahrzeugsitzes mit Konturverstellung. Hierzu ist der Ventilraum 12, genauer die Strömungskammer 24 bzw. deren zweiter Bereich 24b mit einem Verbraucheranschluss 30 fluidisch verbunden bzw. der Verbraucheranschluss 30 mündet in den zweiten Bereich 24b, sodass der Medienspeicher mittels Schläuchen an das Ventil 2 angeschlossen werden kann. Sowohl der Druckanschluss als auch der Verbraucheranschluss 30 sind in der gezeigten Ausführungsform einstückig mit dem Zwischengehäuse 8 ausgebildet und stehen nicht über eine äußere Umhüllende des Gehäuses aus diesem hervor.
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Um die Ventilöffnung 14 in der Schließstellung - wie in 1 gezeigt - zuverlässig zu verschließen, ist an dem der Ventilöffnung 14 zugewandten Endabschnitt 16a ein die Ventilöffnung 14 verschließendes erstes Dichtelement 42 angeordnet, welches mit einem die Ventilöffnung 14 umgebenden Dichtsitz zusammenwirkt. Das Dichtelement 42 erstreckt sich zweckmäßigerweise durch ein Durchloch 19.
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Zur Ansteuerung des Ventils 2 und zur Beaufschlagung des SMA-Elementes 18 mit Strom, um eine Verkürzung desselben und somit eine Betätigung des Stellelementes 16 zu bewirken, sind die Enden 18a, 18b mit der Leiterplatte 22 elektrisch verbunden und zwar jeweils mittels eines Crimpverbinders 44. Die Enden 18a, 18b des SMA-Elementes 18 sind jeweils in einer Aufnahme 46 des Crimpverbinders 44 fixiert und somit mittelbar über die Crimpverbinder 44 mit der Leiterplatte 22 kontaktiert. Die Crimpverbinder 44 ragen senkrecht zu der Bewegungsrichtung B jeweils seitlich über die Leiterplatte 22 hinaus. Ferner erstrecken sich die Crimpverbinder 44 in Hubrichtung H von einer Oberseite 22a der Leiterplatte 22 und parallel zu dieser in Richtung des Gehäusebodens 8. Der Crimpverbinder 44 weist insbesondere eine gerundete Oberfläche auf, über die die Enden der SMA-Elemente 18a, 18b um einen Winkel, vorzugsweise 90° umgelenkt werden, so dass sie der Abschnitt der SMA-Elemente, die in der Aufnahme 46 aufgenommen sind, um einen senkrecht zu einem mittleren Abschnitt 18c des SMA-Elements 18 stehen.
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Das in 1 dargestellte Ventil 2 weist eine weitere Ventilöffnung, und zwar eine Öffnung 32, die den Ventilraum 12 mit der Atmosphäre verbindet, um ein Ausströmen von Luft aus dem Ventilraum 12 zu erlauben, auf. Innerhalb des Ventilraumes 12 bzw. innerhalb der Strömungskammer 24 ist ein Stellglied 58 angeordnet, welches drehbar an dem Ventilgehäuse 4 gelagert und mit dem Stellelement 16 wirkverbunden ist. Das Stellglied 58 weist an einem der Öffnung 32 zugewandten Abschnitt ein zweites Dichtelement 60 zum Verschließen der Öffnung 32 auf. An einem dem Stellelement 16 zugewandten Endabschnitt umfasst das Stellglied 58 einen Schaltfinger 62, welcher mit dem Stellelement 16 in Kontakt ist bzw. an dessen ersten Dichtelement 42 anliegt. Wird das Stellelement 16 betätigt und die Ventilöffnung 14 geöffnet, wird der Schaltfinger 62 aufgrund eines Rückstellelementes 64, vorliegend eine Blattfeder, ebenfalls in Hubrichtung bewegt und das Stellglied 58 somit um seinen Drehpunkt gedreht, sodass die Öffnung 32 von dem zweiten Dichtelement 60 verschlossen wird. Wird das SMA-Element 18 nicht mehr mit Strom beaufschlagt und das Stellelement 16 somit aufgrund des Rückstellelementes 20 in Rückstellrichtung R bewegt, wird der Schaltfinger 62 durch das Stellelement 16 bzw. dessen erstes Dichtelement 42 ebenfalls in Rückstellrichtung R bewegt. Dadurch öffnet das zweite Dichtelement 60 die Öffnung 32. Die Öffnung 32 zur Atmosphäre ist somit bei sich in Schließstellung befindendem Stellelement 16 freigegeben und bei sich in Freigabestellung befindendem Stellelement 16 verschlossen ist. Im zweiten Bereich der Strömungskammer 24c ist weiterhin das erste Rückschlagventil 70 angeordnet. Das erste Rückschlagventil 70 ist so ausgelegt, dass es eine Strömung des Fluids von einem ersten Bereich der Strömungskammer 24a durch die Ventilöffnung 14 in den zweiten Bereich der Strömungskammer 24c erlaubt. In umgekehrter Richtung wird eine Rückströmung vom zweiten Bereich der Strömungskammer 24c durch die Ventilöffnung 14 durch das erste Rückschlagventil 70 verhindert.
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Das dritte Dichtelement 72 ist als kreisförmige Scheibe, die vorzugsweise aus Metall oder Elastomer hergestellt ist, ausgestaltet. Das Dichtelement 72 liegt in einer Schließstellung des Rückschlagventils 70 auf dem Ventilsitz 74 auf, so dass ein von der Seite des Ventilsitzes 74 Richtung Ventilöffnung 14 strömendes Fluid das Dichtelement 72 auf den Ventilsitz 74 drückt. Ein von der Seite der Ventilöffnung 14 kommendes Fluid drückt hingegen das dritte Dichtelement 72 von dem Ventilsitz 74 weg, so dass das Rückschlagventil 70 für diese Strömungsrichtung öffnet. Dabei kann das Dichtelement 72 beweglich auf dem Schaltfinger 62 oder fixiert ausgestaltet sein.
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Wird das Stellelement 16 betätigt und die Ventilöffnung 14 wird geöffnet, wird der Schaltfinger 62 aufgrund eines Rückstellelementes 64, vorliegend eine Blattfeder, ebenfalls in Hubrichtung bewegt und das Stellglied 58 somit um seinen Drehpunkt gedreht, sodass die Öffnung 32 von dem zweiten Dichtelement 60 verschlossen wird. Wird das SMA-Element 18 nicht mehr mit Strom beaufschlagt und das Stellelement 16 somit aufgrund des Rückstellelementes 20 in Rückstellrichtung R bewegt, wird der Schaltfinger 62 durch das Stellelement 16 bzw. dessen Dichtelement 38 ebenfalls in Rückstellrichtung R bewegt. Dadurch und bedingt durch einen V-förmigen Drehpunkt 66 des Stellgliedes 58 öffnet das zweite Dichtelement 60 die Öffnung 32. Die Öffnung 32 zur Atmosphäre ist somit bei sich in Schließstellung befindendem Stellelement 16 freigegeben und bei sich in Freigabestellung befindendem Stellelement 16 verschlossen, sodass sichergestellt ist, dass der zweite Bereich 24b der Strömungskammer 24 des Ventilraumes 12 bzw. ein Medienspeicher bei Nichtbetätigung des Ventils 2 stets entlüftet wird. Die Betätigungskammer 26 ist weiterhin mit dem ersten Bereich 24a der Strömungskammer 24 und darüber mit der Pumpe verbunden. Ein solches Ventil wird beispielsweise bei einem Fahrzeugsitz mit Massagefunktion eingesetzt, wobei ein oder mehrere Luftkissen jeweils zyklisch be- und entlüftet werden.
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2A zeigen eine Schnittdarstellung eines Aktors nach einer ersten Ausgestaltung. Der Aktor umfasst ein Stellelement 16, welches auf einer Grundplatte 17 angeordnet und mit dieser verbunden ist. Das Stellelement ist in dem zweiten Endabschnitt 16b flächig mit der Grundplatte 17 verbunden.
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Das Stellelement 16 weist einen ersten Endabschnitt 16a und den zweiten Endabschnitt 16b auf. Zwischen den beiden Endabschnitten 16a und 16b erstreckt sich ein mittlerer Abschnitt des Stellelements 16c, in welchem das Stellelement 16 stufenförmig gebogen ist und welcher einen elastischen Abschnitt 16d umfasst. Der elastische Abschnitt 16d ist oberhalb der Grundplatte 17 angeordnet. Der elastische Abschnitt 16d und die Grundplatte 17 sind allerdings so zueinander angeordnet, dass sich der elastische Abschnitt 16d biegen kann. Eine Biegung des elastischen Abschnitts 16d wird durch einen Anschlag des Stellelements 16 in einem Anschlagsbereich des Stellelements 16f begrenzt. Durch Biegen des elastischen Abschnitt 16d und Montage auf der Grundplatte 17 kann insbesondere eine Vorspannung erzielt werden.
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Im ersten Endabschnitt des Stellelements 16a ist ein Dichtelement 42 zum Schlie-ßen und Freigeben einer Ventilöffnung 14 angeordnet. Der erste Endabschnitt des Stellelements 16a weist dazu ein Durchloch 19, z.B. eine Bohrung, auf, in der das Dichtelement 42 formschlüssig angeordnet ist.
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Der erste Endabschnitt des Stellelements 16a weist weiterhin Seitenwände 16e auf, welche sich umlaufend senkrecht von dem ersten Endabschnitt des Stellelements 16a erstrecken.
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Die Grundplatte 17 weist Verbinder 17a zum Verbinden einer Leiterplatte 22 auf. Die Leiterpatte 22 wird mit den Verbindern 17a auf einer gegenüberliegenden Seite des Stellelements angeordnet. Die Verbinder 17a sind hier als Einpresspinne ausgestaltet. Eine Oberseite 22a der Leiterplatte 22 weist somit zum SMA-Element und eine Unterseite 22b zur Grundplatte 17.
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An einer vom ersten Endabschnitt des Stellelements 16a abgewandten Seite ist eine Klammer angeordnet, die einen Crimpverbinder 44 umfasst. Der Crimpverbinder weist eine Aufnahme 46 auf. Mittels zweier parallel nebeneinander angeordneter Crimpverbinder 44 wird ein SMA-Element an einem ersten Ende 18a und einem zweiten Ende 18b gehalten. Das SMA-Element 18 erstreckt sich von dem Crimpverbinder 44 U-förmig zum ersten Endabschnitt 16a des Stellelements. Das SMA-Element ist mit einem mittleren Abschnitt des SMA-Elements 18c mit dem ersten Endabschnitt 16a so verbunden, dass eine Verkürzung des SMA-Elements einen Hub des Stellelements von einer Schließstellung, vgl. 2A, in eine Öffnungsstellung bewirkt.
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2B zeigt eine Schnittdarstellung eines Aktors in einer zweiten Ausgestaltung. Das Stellelement 16 ist in dieser Ausgestaltung starr ausgeführt. Die Grundplatte 17 und das Stellelement 16 sind an einem zweiten Endabschnitt 16b des Stellelements über eine Scharnier 23a, welches beispielsweise als Folienscharnier ausgeführt ist, miteinander verbunden. Die Position des Scharniers 23a auf der Grundplatte 17 kann unter oder benachbart zur Leiterplatte 22 angeordnet sein. Wenn die Position des Scharniers 23a benachbart zur Leiterplatte 22 ist, weist das Stellelement 16 zweckmäßigerweise nur einen Winkel auf. Zum Rückstellen des Stellelements in eine Schließstellung ist ein Rückstellelement 20 in der gezeigten Ausführungsform als Blattfeder vorgesehen, wobei die Blattfeder gegen eine Unterseite 22b der Leiterplatte drückt. Das Rückstellelement 20 kann einstückig mit dem Stellelement 16 ausgeführt sein. In dieser Ausgestaltung ist das SMA-Element 18 zweckmäßigerweise mit einem ersten Ende 18a mit einem ersten Kontakt im Bereich des Crimpverbinders 44 und mit einem zweiten Ende 18b mit einem zweiten Kontakt im Bereich des Crimpverbinders 44 leitend verbunden.
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2C zeigt eine dritte Ausgestaltung des Aktors. In der dritten Ausgestaltung ist das Rückstellelement 20 durch ein Rückstellelement 21 ersetzt. Das Rückstellelement 21 ist als Spiralfeder ausgestaltet, die zweckmäßigerweise gegen eine Ventilgehäusewand wirkt. Alternative Positionen oder Federausgestaltungen sind zum Rückstellen des Stellelements möglich.
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2D zeigt eine Schnittdarstellung eines Aktors in einer vierte Ausgestaltung. Die vierte Ausgestaltung unterscheidet sich von der zweiten und dritten Ausgestaltung darin, dass das Stellelement 16 in einem zweiten Endabschnitt 16b mit der Grundplatte über ein Lager 23b verbunden ist. Das Lager 23b kann insbesondere als Winkel oder Kerbe ausgestaltet sein, in der der zweite Endabschnitt 16b des Stellelements aufgenommen wird, wobei wie in der zweiten Ausgestaltung die Länge des zweiten Endabschnitts des Stellelements und somit die Position des Lagers 23b entlang der Grundplatte 17 verschieden ausgestaltet sein kann. In der vierten Ausgestaltung ist entweder ein Rückstellelement 20 oder ein Rückstellelement 21 vorgesehen.
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3 zeigt eine Ventilanordnung 100. Eine Mehrzahl von Stellelementen 116 ist nebeneinander mit einem Zwischengehäuse angeordnet. In einem Entlüftungskanal 176 sind die Öffnungen 132 angeordnet, so dass die Entlüftung zu einem gemeinsamen Entlüftungskanal zusammengefasst werden kann. In einen solchen Entlüftungskanal kann eine Schalldämpfung integriert sein. Durch das Vorsehen nur einer Öffnung zur Atmosphäre am Ende des Entlüftungskanals kann das Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit deutlich reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Ventil
- 4
- Ventilgehäuse
- 6
- Gehäusedeckel
- 8
- Zwischengehäuse
- 10
- Gehäuseboden
- 12
- Ventilraum
- 14
- Ventilöffnung
- 16
- Stellelement
- 16a
- erster Endabschnitt des Stellelementes
- 16b
- zweiter Endabschnitt des Stellelementes
- 18
- SMA-Element
- 18a
- erstes Ende des SMA-Elementes
- 18b
- zweites Ende des SMA-Elementes
- 18c
- mittlerer Abschnitt des SMA-Elementes
- 20
- Rückstellelement (Schraubenfeder)
- 21
- Rückstellelement
- 22
- Leiterplatte
- 22a
- Oberseite der Leiterplatte
- 22b
- Unterseite der Leiterplatte
- 24
- Strömungskammer
- 24a
- erster Bereich der Strömungskammer
- 24b
- zweiter Bereich der Strömungskammer
- 24c
- Verbindungkanal
- 26
- Betätigungskammer
- 28
- Trennwand
- 30
- Verbraucheranschluss
- 32
- Öffnung
- 42
- erstes Dichtelement
- 44
- Crimpverbinder
- 46
- Aufnahme des Crimpverbinders
- 58
- Stellglied
- 60
- zweites Dichtelement
- 62
- Schaltfinger
- 63
- Vorsprung
- 64
- Rückstellelement
- 70
- erstes Rückschlagventil
- 72
- drittes Dichtelement
- 73
- Durchloch
- 74
- Ventilsitz
- 100
- Ventilanordnung
- 106
- Gehäusedeckel
- 108
- Zwischengehäuse
- 110
- Gehäuseboden
- 116
- Stellelement
- 132
- Öffnungen
- 176
- Luftkanal
- B
- Bewegungsrichtung des Stellelements
- H
- Hubrichtung
- R
- Rückstellrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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