DE102018220999A1

DE102018220999A1 - Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE102018220999A1
Application number: DE102018220999.5A
Authority: DE
Inventors: Detlef Prahl; Andreas Baumann; Georg Reeb; Josue Aurelio Fabela Orozco; Markus Hartinger; Rachid Chamoue; Timothy Walmsley
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-10
Also published as: WO2020115046A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Ventilvorrichtung, insbesondere von einem Magnetventil, mit zumindest einem Fluidkanal (12a; 12b), mit zumindest einem Stellglied (14a; 14b) zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals (12a; 12b), mit zumindest einer, insbesondere elektromagnetischen, Antriebseinheit (16a; 16b) zu einer Betätigung des Stellglieds (14a; 14b), und mit zumindest einer Erfassungseinheit (18a; 18b) zu einer Erfassung einer Stellposition des Stellglieds (14a; 14b).
Es wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit (18a; 18b) zumindest ein, insbesondere mit dem Stellglied (14a; 14b) verbundenes, Aktivierungselement (20a; 20b) umfasst, das zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal (12a; 12b) in dem Fluidkanal (12a; 12b) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Ventilvorrichtung, insbesondere ein Magnetventil, mit zumindest einem Fluidkanal, mit zumindest einem Stellglied zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals, mit zumindest einer, insbesondere elektromagnetischen, Antriebseinheit zu einer Betätigung des Stellglieds, und mit zumindest einer Erfassungseinheit zu einer Erfassung einer Stellposition des Stellglieds, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Ventilvorrichtung, insbesondere von einem Magnetventil, mit zumindest einem Fluidkanal, mit zumindest einem Stellglied zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals, mit zumindest einer, insbesondere elektromagnetischen, Antriebseinheit zu einer Betätigung des Stellglieds, und mit zumindest einer Erfassungseinheit zu einer Erfassung einer Stellposition des Stellglieds.
Es wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein, insbesondere mit dem Stellglied verbundenes, Aktivierungselement umfasst, das zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal in dem Fluidkanal angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Ventilvorrichtung dazu vorgesehen, einen Fluidfluss in einer Heiz- und/oder Kühlanlage, wie beispielsweise einer Wärmepumpe, einer Zentralheizung, einer Klimaanlage o. dgl., zu regeln. Insbesondere ist die Ventilvorrichtung als ein Regelventil ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Ventilvorrichtung zumindest einen Grundkörper, an dem der Fluidkanal angeordnet ist. Bevorzugt wird der Fluidkanal durch den Grundkörper begrenzt. Vorzugsweise ist der Fluidkanal zu einer Leitung zumindest eines Fluids einer Heiz- und/oder Kühlanlage, insbesondere eines in einem Fluidkreislauf der Heiz- und/oder Kühlanlage zirkulierenden Fluids, vorgesehen. Das Fluid kann insbesondere als Wasser, als Wasserdampf, als ein Kältemittel oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fluid ausgebildet sein. Der Fluidkanal weist vorzugsweise zumindest einen Fluideinlass zu einer Fluidzufuhr auf. Insbesondere ist an den Fluideinlass zumindest eine Fluidleitung einer Heiz- und/oder Kühlanlage, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen fluiddicht, anschließbar. Bevorzugt umfasst der Fluidkanal einen einzigen Fluideinlass. Der Fluidkanal weist vorzugsweise zumindest einen Fluidauslass zu einer Fluidausgabe auf. Insbesondere ist an den Fluidauslass zumindest eine weitere Fluidleitung einer Heiz- und/oder Kühlanlage, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen fluiddicht, anschließbar. Bevorzugt umfasst der Fluidkanal zumindest zwei Fluidauslässe. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder eingerichtet verstanden werden. Unter „eingerichtet“ soll insbesondere speziell programmiert und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen oder eingerichtet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Das Stellglied ist vorzugsweise zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals, insbesondere zu einem Öffnen und/oder Schließen einer fluidtechnischen Verbindung zwischen zumindest einem Fluideinlass und zumindest einem Fluidauslass des Fluidkanals, vorgesehen. Insbesondere ist das Stellglied, insbesondere linear, verschiebbar innerhalb des Fluidkanals gelagert. Insbesondere ist das Stellglied als ein Linearstellglied ausgebildet. Vorzugsweise ist das Stellglied stangenartig ausgebildet. Bevorzugt umfasst das Stellglied zumindest ein Dichtelement, insbesondere einen Dichtkonus, einen Dichtring o. dgl., zu einem zumindest bereichsweise zumindest im Wesentlichen fluiddichten Verschließen des Fluidkanals. Vorzugsweise weist der Fluidkanal zumindest einen Verengungsbereich auf, in dem das Stellglied, insbesondere das Dichtelement des Stellglieds, den Fluidkanal zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließen und insbesondere einen Fluidfluss durch den Verengungsbereich unterbinden kann. Vorzugsweise ist der Verengungsbereich entlang einer Fluidflussrichtung durch den Fluidkanal betrachtet zwischen zumindest einem Fluideinlass und zumindest einem Fluidauslass des Fluidkanals angeordnet. Bevorzugt weist der Fluidkanal einen ersten Verengungsbereich auf, der entlang einer Fluidflussrichtung durch den Fluidkanal betrachtet zwischen dem Fluideinlass des Fluidkanals und einem ersten Fluidauslass des Fluidkanals angeordnet ist. Bevorzugt weist der Fluidkanal einen zweiten Verengungsbereich auf, der entlang einer Fluidflussrichtung durch den Fluidkanal betrachtet zwischen dem Fluideinlass des Fluidkanals und einem zweiten Fluidauslass des Fluidkanals angeordnet ist. Vorzugsweise weist das Stellglied zumindest zwei Dichtelemente auf, wobei insbesondere ein erstes Dichtelement des Stellglieds dazu vorgesehen ist, den Fluidkanal in dem ersten Verengungsbereich zumindest im Wesentlichen fluiddicht zu verschließen und ein zweites Dichtelement des Stellglieds dazu vorgesehen ist, den Fluidkanal in dem zweiten Verengungsbereich zumindest im Wesentlichen fluiddicht zu verschließen. Insbesondere sind das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement entlang einer Längsachse eines stangenartigen Grundelements des Stellglieds betrachtet beabstandet voneinander angeordnet. Eine „Längsachse“ eines, insbesondere kreiszylinderförmigen, Objekts ist insbesondere eine Achse, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer durch Zylinderradien des Objekts aufgespannten Querschnittsfläche des Objekts ausgerichtet ist. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.
Vorzugsweise weist das Stellglied zumindest eine Offenposition und zumindest eine Schließposition auf. Insbesondere ist das erste Dichtelement derart an dem Grundelement des Stellglieds angeordnet, dass das erste Dichtelement in der Schließposition den Fluidkanal in dem ersten Verengungsbereich zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließt, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass zu dem ersten Fluidauslass unterbindet. Insbesondere ist das zweite Dichtelement derart an dem Grundelement des Stellglieds angeordnet, dass das zweite Dichtelement in der Schließposition den Fluidkanal in dem zweiten Verengungsbereich öffnet, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass zu dem zweiten Fluidauslass erlaubt. Insbesondere ist das zweite Dichtelement derart an dem Grundelement des Stellglieds angeordnet, dass das zweite Dichtelement in der Offenposition den Fluidkanal in dem zweiten Verengungsbereich zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließt, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass zu dem zweiten Fluidauslass unterbindet. Insbesondere ist das erste Dichtelement derart an dem Grundelement des Stellglieds angeordnet, dass das erste Dichtelement in der Offenposition den Fluidkanal in dem ersten Verengungsbereich öffnet, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass zu dem ersten Fluidauslass erlaubt. Vorzugsweise ist das Stellglied in Abhängigkeit von einer Stellposition des Stellglieds wechselweise zu einem zumindest im Wesentlichen fluiddichten Verschließen einer Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass, wobei insbesondere gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem zweiten Fluidauslass geöffnet ist, und zwischen dem Fluideinlass und dem zweiten Fluidauslass, wobei insbesondere gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass geöffnet ist, vorgesehen. Im Falle eines Fluidkanals mit einem einzigen Fluidauslass ist denkbar, dass das Stellglied in Abhängigkeit von einer Stellposition des Stellglieds zu einem zumindest im Wesentlichen fluiddichten Verschließen und einem Öffnen einer Fluidverbindung zwischen dem einzigen Fluidauslass und dem Fluideinlass vorgesehen ist.
Die Antriebseinheit ist zu einer Betätigung des Stellglieds, insbesondere zu einer Verschiebung des Stellglieds zumindest zwischen der Offenposition und der Schließposition des Stellglieds, vorgesehen. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit als eine elektromagnetische Antriebseinheit, insbesondere als ein Magnetaktor, ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die Antriebseinheit als eine elektrische Antriebseinheit, beispielsweise als ein Stellmotor, ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Antriebseinheit verschieden von einer manuellen Antriebseinheit ausgebildet. Insbesondere umfasst die Antriebseinheit zumindest einen steuerbaren Elektromagneten, insbesondere eine Magnetspule. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit an dem Grundkörper der Ventilvorrichtung außerhalb des Fluidkanals angeordnet. Insbesondere erstreckt sich das Stellglied zumindest abschnittsweise in einen Bereich der Antriebseinheit. Vorzugsweise weist das Stellglied zumindest ein an dem Grundelement des Stellglieds, insbesondere entlang der Längsachse des Grundelements betrachtet beabstandet von dem ersten Dichtelement und dem zweiten Dichtelement, angeordnetes Stellelement auf. Insbesondere ist das Stellelement magnetisch ausgebildet und vorzugsweise durch die Antriebseinheit bewegbar. Vorzugsweise ist das Stellelement derart ortsfest mit dem Grundelement des Stellglieds verbunden, dass eine Bewegung des Stellelements einer Bewegung des kompletten Stellglieds, insbesondere entlang der Längsachse des Grundelements, entspricht.
Bevorzugt ist die Erfassungseinheit dazu eingerichtet, zumindest zwei unterschiedliche Stellpositionen des Stellglieds, insbesondere die Offenposition und die Schließposition des Stellglieds, zu erfassen. Die Erfassungseinheit ist bevorzugt als eine elektromagnetische Erfassungseinheit ausgebildet. Insbesondere ist die Erfassungseinheit dazu eingerichtet, eine Stellposition des Stellglieds in Abhängigkeit von einer magnetischen Flussdichte, insbesondere in Abhängigkeit von einer Änderung der magnetischen Flussdichte, zu erfassen. Vorzugsweise umfasst die Erfassungseinheit zu einer Erfassung einer magnetischen Flussdichte, insbesondere einer Änderung der magnetischen Flussdichte, zumindest ein Sensorelement, insbesondere einen Magnetsensor. Insbesondere umfasst die Erfassungseinheit das, insbesondere an dem Stellglied angeordnete, Aktivierungselement, insbesondere einen Magneten, dessen magnetische Flussdichte insbesondere von dem Magnetsensor erfassbar ist. Alternativ ist vorstellbar, dass die Erfassungseinheit als eine elektrische Erfassungseinheit, beispielhaft zu einer Erfassung einer Änderung eines elektrischen Felds, als eine optische Erfassungseinheit, beispielhaft zu einer Erfassung mittels einer Lichtschranke, als eine mechanische Erfassungseinheit, beispielhaft zu einer Erfassung über eine mechanische Verbindung zu dem Stellglied, oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erfassungseinheit ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einer erfassten Stellposition des Stellglieds zumindest ein, insbesondere elektrisches, Positionssignal auszugeben.
Das Aktivierungselement ist vorzugsweise ortsfest an dem Stellglied, insbesondere an dem Grundelement des Stellglieds, befestigt. Insbesondere ist das Aktivierungselement entlang der Längsachse des Grundelements betrachtet zwischen den Dichtelementen und dem Stellelement an dem Stellglied befestigt. Vorzugsweise ist das Aktivierungselement zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf einen Volumenstrom eines in dem Fluidkanal strömenden Fluids in dem Fluidkanal angeordnet. Insbesondere wirkt sich eine Änderung eines Volumenstroms eines Fluids in dem Fluidkanal auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal aus. Vorzugsweise ist das Aktivierungselement derart an dem Stellglied angeordnet, dass das Aktivierungselement in der Schließposition und in der Offenposition des Stellglieds zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf den in dem Fluidkanal herrschenden Fluiddruck in dem Fluidkanal angeordnet ist. Insbesondere weist das Aktivierungselement zumindest eine derart geringe Auswirkung auf den Fluiddruck in dem Fluidkanal auf, dass ein Betrieb der Ventilvorrichtung von einem durch das Aktivierungselement bedingten Druckabfall unbeeinflusst bleibt. Bevorzugt ist das Aktivierungselement vollständig auswirkungsfrei auf den in dem Fluidkanal herrschenden Fluiddruck in dem Fluidkanal angeordnet. Insbesondere ist das Aktivierungselement zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf eine Betätigung des Stellglieds, insbesondere auf ein Öffnen und Schließen des Fluidkanals, in dem Fluidkanal angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventilvorrichtung kann vorteilhaft eine Trennung einer hydraulischen Funktion einer Ventilvorrichtung von einer Diagnosefunktion der Ventilvorrichtung erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Schaltzustand der Ventilvorrichtung bei einem gleichzeitig korrekten Betrieb der Ventilvorrichtung erfasst werden. Es kann eine vorteilhaft wartungsarme und benutzerkomfortable Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Aktivierungselement in einem strömungstechnischen Totraum des Fluidkanals angeordnet ist. Der strömungstechnische Totraum des Fluidkanals ist insbesondere als ein Bereich innerhalb des Fluidkanals ausgebildet, der in einem Betrieb der Ventilvorrichtung von einem Fluid zumindest geringer als ein restlicher Bereich des Fluidkanals durchströmt wird, bevorzugt durchströmungsfrei, insbesondere zumindest in der Offenposition des Stellglieds zumindest im Wesentlichen fluidfrei, ausgebildet ist. Insbesondere weist der strömungstechnische Totraum ein von einer Stellposition des Stellglieds abhängiges Volumen auf. Vorzugsweise erstreckt sich der strömungstechnische Totraum in der Schließposition des Stellglieds von dem ersten Verengungsbereich bis zu einem Ende des Fluidkanals, das insbesondere an einen Aufnahmebereich des Grundkörpers zu einer Aufnahme der Antriebseinheit angrenzt. Vorzugsweise erstreckt sich der strömungstechnische Totraum in der Offenposition des Stellglieds von dem Ende des Fluidkanals bis zu einem dem Ende des Fluidkanals nächstliegenden Rand des ersten Fluidauslasses. Vorteilhaft kann eine Ansammlung von Schmutzpartikeln aus einem Volumenstrom eines Fluids an dem Aktivierungselement minimiert werden. Vorteilhaft kann eine Ventilvorrichtung mit einer wartungsarmen Erfassungseinheit bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Aktivierungselement zumindest in einer Offenposition des Stellglieds außerhalb zumindest eines Verbindungsbereichs des Fluidkanals angeordnet ist, der zumindest einen Fluideinlass des Fluidkanals mit zumindest einem Fluidauslass des Fluidkanals fluidtechnisch verbindet. Insbesondere ist das Aktivierungselement in der Offenposition des Stellglieds außerhalb eines Verbindungsbereichs des Fluidkanals angeordnet, der den Fluideinlass des Fluidkanals mit dem ersten Fluidauslass des Fluidkanals fluidtechnisch verbindet. Insbesondere ist der strömungstechnische Totraum in der Offenposition des Stellglieds außerhalb des Verbindungsbereichs angeordnet. Vorzugsweise grenzt der Verbindungsbereich in der Offenposition des Stellglieds an den strömungstechnischen Totraum an. Vorteilhaft kann in der Offenposition des Stellglieds eine auf einen Volumenstrom eines von dem Fluideinlass zu dem ersten Fluidauslass strömenden Fluids zumindest im Wesentlichen auswirkungsfreie Anordnung des Aktivierungselements ermöglicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit dazu eingerichtet ist, mittels des Aktivierungselements antriebsunabhängig zumindest eine Stellposition des Stellglieds zu erfassen. Die Erfassungseinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, unabhängig von einer Erfassung von Parametern der Antriebseinheit, beispielsweise eines Betätigungssignals der Antriebseinheit, eines Spulenstroms des Elektromagneten der Antriebseinheit o. dgl., zumindest eine Stellposition des Stellglieds, bevorzugt zumindest die Offenposition und die Schließposition des Stellglieds, zu erfassen. Vorzugsweise ist das Sensorelement der Erfassungseinheit ortsfest an dem Grundkörper der Ventilvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist das Aktivierungselement der Erfassungseinheit ortsfest an dem Stellglied, insbesondere an dem Grundelement des Stellglieds, befestigt. Alternativ ist denkbar, dass das Aktivierungselement ortsfest an dem Grundkörper angeordnet und das Sensorelement ortsfest an dem Stellglied befestigt ist. Insbesondere ändert sich in Folge einer Bewegung des Stellglieds eine Position des Aktivierungselements relativ zu dem Sensorelement. Insbesondere weist das Aktivierungselement in der Offenposition des Stellglieds eine Position relativ zu dem Sensorelement verschieden von einer Position relativ zu dem Sensorelement in der Schließposition des Stellglieds auf. Insbesondere erfasst das Sensorelement der Erfassungseinheit in der Offenposition des Stellglieds eine magnetische Flussdichte des Aktivierungselements verschieden von einer magnetischen Flussdichte des Aktivierungselements in der Schließposition des Stellglieds. Insbesondere erfasst das Sensorelement in der Offenposition des Stellglieds eine hinsichtlich Betrag und/oder Polarität der magnetischen Flussdichte verschiedene magnetische Flussdichte des Aktivierungselements als in der Schließposition des Stellglieds. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einer erfassten magnetischen Flussdichte ein Positionssignal entsprechend der Offenposition oder der Schließposition des Stellglieds auszugeben. Vorteilhaft kann zwischen der Offenposition und der Schließposition des Stellglieds unterschieden werden. Vorteilhaft kann einem Nutzer komfortabel eine Rückmeldung über einen aktuellen Schaltzustand der Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Aktivierungselement als ein Magnet, insbesondere als ein Permanentmagnet, ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Aktivierungselement als ein Ferritmagnet ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass das Aktivierungselement als ein Selten-Erden-Magnet ausgebildet ist. Das Sensorelement ist vorzugsweise als ein Magnetsensor, insbesondere als ein Hall-Sensor, ausgebildet. Insbesondere ist das als ein Magnetsensor ausgebildete Sensorelement dazu eingerichtet, eine magnetische Flussdichte des als ein Magnet ausgebildeten Aktivierungselements zu erfassen. Vorteilhaft kann ein zumindest im Wesentlichen dauerhaft magnetisches Aktivierungselement zu einer Erfassung durch das Sensorelement bereitgestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Aktivierungselement zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Stellglied angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Aktivierungselement als ein Ringmagnet ausgebildet. Insbesondere weist das Aktivierungselement eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Formgebung auf. Vorzugsweise verläuft eine Längsachse des Aktivierungselements in einem an dem Stellglied befestigten Zustand des Aktivierungselements zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zu der Längsachse des Grundelements des Stellglieds. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise ist das Aktivierungselement zumindest im Wesentlichen symmetrisch um das Stellglied angeordnet. Insbesondere begrenzt das Aktivierungselement zumindest eine zentrale Befestigungsausnehmung des Aktivierungselements, durch die sich das Grundelement des Stellglieds in einem an dem Stellglied angeordneten Zustand des Aktivierungselements erstreckt. Es kann eine strömungstechnisch vorteilhafte Anordnung des Aktivierungselements bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung zumindest ein beabstandet von dem Aktivierungselement angeordnetes Reduktionselement umfasst, das dazu vorgesehen ist, einen Fluiddruck in dem Fluidkanal zu reduzieren. Bevorzugt ist das Reduktionselement an dem Stellglied, insbesondere an dem Grundelement des Stellglieds, befestigt. Vorzugsweise ist das Reduktionselement entlang der Längsachse des Grundelements des Stellglieds betrachtet zwischen dem ersten Dichtelement und dem Aktivierungselement an dem Stellglied angeordnet. Bevorzugt steht das Reduktionselement in Kontakt mit dem ersten Dichtelement. Vorzugsweise umfasst die Ventilvorrichtung ein einzelnes Reduktionselement. Alternativ ist denkbar, dass die Ventilvorrichtung ein zusätzliches, insbesondere in einem Bereich des zweiten Dichtelements an dem Stellglied angeordnetes, Reduktionselement umfasst. Vorzugsweise ist das Reduktionselement dazu vorgesehen, einen Fluiddruck in dem Fluidkanal während einer Betätigung des Stellglieds zu reduzieren, insbesondere zu einer Unterstützung eines Öffnens und/oder Schließens des Fluidkanals. Insbesondere ist das Reduktionselement dazu vorgesehen, einen Fluiddruck in dem Verbindungsbereich zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass, insbesondere zwischen dem ersten Fluidauslass und dem ersten Verengungsbereich, zu reduzieren. Insbesondere ist ein Wert eines Druckabfalls in dem Fluidkanal abhängig von einer Größe, insbesondere einem Durchmesser und einer Stärke, einer Formgebung und von einer Positionierung des Reduktionselements in dem Fluidkanal. Insbesondere ist das Reduktionselement zu einer passiven, insbesondere eigenantriebsfreien, Reduktion des Fluiddrucks in dem Fluidkanal vorgesehen. Vorzugsweise weist das Reduktionselement eine derartige Größe, Formgebung und Positionierung in dem Fluidkanal auf, dass das Reduktionselement bei einer Bewegung des Stellglieds den Fluiddruck in dem Fluidkanal um einen vorbestimmten Wert reduziert. Vorteilhaft kann unabhängig von einer Erfassung eines Schaltzustands der Ventilvorrichtung ein gezielter Druckabfall in dem Fluidkanal erzeugt werden. Vorteilhaft kann ein Öffnen und/oder Schließen des Stellglieds eigenantriebsfrei unterstützt werden und eine wartungsarme Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Reduktionselement außerhalb zumindest eines strömungstechnischen Totraums in dem Fluidkanal angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Reduktionselement außerhalb des strömungstechnischen Totraums, in dem das Aktivierungselement angeordnet ist, in dem Fluidkanal angeordnet. Insbesondere ist das Reduktionselement in der Offenposition des Stellglieds außerhalb des strömungstechnischen Totraums angeordnet. Vorzugsweise ist das Reduktionselement in dem Verbindungsbereich zwischen dem Fluideinlass und dem ersten Fluidauslass, insbesondere zwischen dem ersten Fluidauslass und dem ersten Verengungsbereich, in dem Fluidkanal angeordnet. Vorteilhaft kann eine hinsichtlich einer Auswirkung auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal wirkungsvolle Positionierung des Reduktionselements erreicht werden. Vorteilhaft kann eine von einer Diagnosefunktion der Erfassungseinheit unabhängige hydraulische Funktion des Reduktionselements erreicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Reduktionselement zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Stellglied angeordnet ist. Insbesondere weist das Reduktionselement eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Formgebung auf. Vorzugsweise verläuft eine Längsachse des Reduktionselements in einem an dem Stellglied befestigten Zustand des Reduktionselements zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zu der Längsachse des Grundelements des Stellglieds. Insbesondere begrenzt das Reduktionselement zumindest eine zentrale Befestigungsausnehmung des Reduktionselements, durch die sich das Grundelement des Stellglieds in einem an dem Stellglied angeordneten Zustand des Reduktionselements erstreckt. Alternativ ist vorstellbar, dass das Reduktionselement und das Grundelement des Stellglieds einteilig ausgebildet sind. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden. Vorzugsweise wird dieses eine Stück aus einem einzelnen Rohling, einer Masse und/oder einem Guss, besonders bevorzugt in einem Spritzgussverfahren, insbesondere einem Ein- und/oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren, hergestellt. Es kann eine strömungstechnisch vorteilhafte Anordnung des Reduktionselements bereitgestellt werden.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer Heiz- und/oder Kühlanlage mit zumindest einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung. Vorzugsweise ist die Ventilvorrichtung zu einer Regelung eines Fluidflusses innerhalb eines Fluidkreislaufs der Heiz- und/oder Kühlanlage vorgesehen. Bevorzugt umfasst die Heiz- und/oder Kühlanlage mehrere der Ventilvorrichtungen. Insbesondere weist die Heiz- und/oder Kühlanlage weitere Komponenten auf, wie beispielsweise zumindest ein Fluidreservoir, zumindest eine Fluidpumpe, zumindest einen Heizkörper o. dgl. Vorteilhaft kann eine benutzerkomfortable und benutzersichere Heiz- und/oder Kühlanlage bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Heiz- und/oder Kühlanlage sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Heiz- und/oder Kühlanlage zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Heiz- und/oder Kühlanlage in einer schematischen Darstellung,
2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung der erfindungsgemäßen Heiz- und/oder Kühlanlage aus 1 in einer schematischen Darstellung,
3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus 2 mit einem Stellglied in Schließposition in einer schematischen Darstellung,
4 eine Schnittansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus 2 mit dem Stellglied in Offenposition in einer schematischen Darstellung und
5 eine Schnittansicht eines Teils einer alternativen erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung in einer schematischen Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine Heiz- und/oder Kühlanlage 32a in einer schematischen Darstellung. Die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a ist beispielhaft als eine Heizanlage, insbesondere als eine Zentralheizung, ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a als eine Wärmepumpe, als eine Kühlanlage, als eine Klimaanlage o. dgl. ausgebildet ist. Die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a ist in 1 vereinfacht dargestellt. Die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a umfasst beispielhaft ein Fluidreservoir 34a, eine Pumpe 36a, einen Boiler 38a und einen Heizkörper 40a. Die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a umfasst zumindest eine Ventilvorrichtung 10a. Grundsätzlich ist auch vorstellbar, dass die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a eine Mehrzahl von Ventilvorrichtungen 10a umfasst. Die Heiz- und/oder Kühlanlage 32a weist einen Fluidkreislauf 42a aus einer Mehrzahl von Fluidleitungen 44a, 46a, 50a auf. Die Ventilvorrichtung 10a ist dazu vorgesehen, einen Fluidfluss in dem Fluidkreislauf 42a zu regeln. Die Ventilvorrichtung 10a ist als ein Regelventil ausgebildet. Eine erste Fluidleitung 44a des Fluidkreislaufs 42a ist zumindest im Wesentlichen fluiddicht an einen Fluideinlass 28a eines hier nicht weiter dargestellten Fluidkanals 12a der Ventilvorrichtung 10a angeschlossen. Eine zweite Fluidleitung 46a des Fluidkreislaufs 42a ist zumindest im Wesentlichen fluiddicht an einen zweiten Fluidauslass 48a des Fluidkanals 12a angeschlossen. Eine dritte Fluidleitung 50a des Fluidkreislaufs 42a ist zumindest im Wesentlichen fluiddicht an einen ersten Fluidauslass 26a des Fluidkanals 12a angeschlossen.
2 zeigt eine Draufsicht der Ventilvorrichtung 10a der Heiz- und/oder Kühlanlage 32a aus 1 in einer schematischen Darstellung. Die Ventilvorrichtung 10a weist einen Grundkörper 52a auf. In Bereichen des ersten Fluidauslasses 26a, des zweiten Fluidauslasses 48a und des Fluideinlasses 28a weist der Grundkörper 52a Rillen 54a und Rippen 56a für einen zumindest im Wesentlichen fluiddichten Anschluss von Fluidleitungen 44a, 46a, 50a des Fluidkreislaufs 42a auf. Die Ventilvorrichtung 10a umfasst eine Steckereinheit 58a zu einer Aufnahme von elektrischen Leitungen. Die Steckereinheit 58a ist an dem Grundkörper 52a der Ventilvorrichtung 10a befestigt.
3 zeigt eine Schnittansicht der Ventilvorrichtung 10a aus 2 mit einem Stellglied 14a in Schließposition in einer schematischen Darstellung. Die Ventilvorrichtung 10a ist als ein Magnetventil ausgebildet. Die Ventilvorrichtung 10a umfasst zumindest einen Fluidkanal 12a, zumindest ein Stellglied 14a zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals 12a, zumindest eine, insbesondere elektromagnetische, Antriebseinheit 16a zu einer Betätigung des Stellglieds 14a und zumindest eine Erfassungseinheit 18a zu einer Erfassung einer Stellposition des Stellglieds 14a. Die Erfassungseinheit 18a umfasst zumindest ein, insbesondere mit dem Stellglied 14a verbundenes, Aktivierungselement 20a, das zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal 12a in dem Fluidkanal 12a angeordnet ist. Der Fluidkanal 12a ist an dem Grundkörper 52a angeordnet. Der Fluidkanal 12a wird durch den Grundkörper 52a begrenzt. Der Fluidkanal 12a ist zu einer Leitung zumindest eines Fluids der Heiz- und/oder Kühlanlage 32a, insbesondere des Fluidkreislaufs 42a der Heiz- und/oder Kühlanlage 32a, vorgesehen. Das Fluid kann als Wasser, als Wasserdampf, als ein Kältemittel oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fluid ausgebildet sein. Der Fluidkanal 12a weist zumindest einen Fluideinlass 28a zu einer Fluidzufuhr auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Fluidkanal 12a einen einzigen Fluideinlass 28a zu einer Fluidzufuhr auf. Der Fluidkanal 12a umfasst den ersten Fluidauslass 26a und den zweiten Fluidauslass 48a zu einer Fluidausgabe.
Das Stellglied 14a ist zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals 12a, insbesondere zu einem Öffnen und/oder Schließen einer fluidtechnischen Verbindung zwischen zumindest einem Fluidauslass 26a, 48a und dem Fluideinlass 28a des Fluidkanals 12a, vorgesehen. Das Stellglied 14a ist linear verschiebbar innerhalb des Fluidkanals 12a gelagert. Das Stellglied 14a ist als ein Linearstellglied ausgebildet. Das Stellglied 14a ist stangenartig ausgebildet. Das Stellglied 14a umfasst zumindest ein Dichtelement 60a, 62a zu einem zumindest bereichsweise zumindest im Wesentlichen fluiddichten Verschließen des Fluidkanals 12a. Das Stellglied 14a umfasst ein erstes Dichtelement 60a und ein zweites Dichtelement 62a. Die Dichtelemente 60a, 62a sind als Dichtkoni ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die Dichtelemente 60a, 62a als Dichtringe, Dichtkegel o. dgl. ausgebildet sind. Der Fluidkanal 12a weist einen ersten Verengungsbereich 64a auf, in dem das Stellglied 14a, insbesondere das erste Dichtelement 60a des Stellglieds 14a, den Fluidkanal 12a zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließen und insbesondere einen Fluidfluss durch den ersten Verengungsbereich 64a unterbinden kann. Der Fluidkanal 12a weist einen zweiten Verengungsbereich 66a auf, in dem das Stellglied 14a, insbesondere das zweite Dichtelement 62a des Stellglieds 14a, den Fluidkanal 12a zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließen und insbesondere einen Fluidfluss durch den zweiten Verengungsbereich 66a unterbinden kann. Der erste Verengungsbereich 64a ist entlang einer Fluidflussrichtung durch den Fluidkanal 12a von dem Fluideinlass 28a zu dem ersten Fluidauslass 26a betrachtet zwischen dem ersten Fluidauslass 26a des Fluidkanals 12a und dem Fluideinlass 28a des Fluidkanals 12a angeordnet. Der zweite Verengungsbereich 66a ist entlang einer Fluidflussrichtung durch den Fluidkanal 12a von dem Fluideinlass 28a zu dem zweiten Fluidauslass 48a betrachtet zwischen dem zweiten Fluidauslass 48a des Fluidkanals 12a und dem Fluideinlass 28a des Fluidkanals 12a angeordnet. Das erste Dichtelement 60a und das zweite Dichtelement 62a sind entlang einer Längsachse 68a eines stangenartigen Grundelements 70a des Stellglieds 14a betrachtet beabstandet voneinander angeordnet.
Das Stellglied 14a weist zumindest eine Offenposition und zumindest eine Schließposition auf. In 3 ist das Stellglied 14a in der Schließposition dargestellt. Das erste Dichtelement 60a ist derart an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a angeordnet, dass das erste Dichtelement 60a in der Schließposition den Fluidkanal 12a in dem ersten Verengungsbereich 64a zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließt, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass 28a zu dem ersten Fluidauslass 26a unterbindet. Das zweite Dichtelement 62a ist derart an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a angeordnet, dass das zweite Dichtelement 62a in der Schließposition den Fluidkanal 12a in dem zweiten Verengungsbereich 66a öffnet, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass 28a zu dem zweiten Fluidauslass 48a erlaubt. Das Stellglied 14a ist in Abhängigkeit von einer Stellposition des Stellglieds 14a wechselweise zu einem zumindest im Wesentlichen fluiddichten Verschließen einer Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass 28a und dem ersten Fluidauslass 26a, wobei gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass 28a und dem zweiten Fluidauslass 48a geöffnet ist, und zwischen dem Fluideinlass 28a und dem zweiten Fluidauslass 48a, wobei gleichzeitig eine Fluidverbindung zwischen dem Fluideinlass 28a und dem ersten Fluidauslass 26a geöffnet ist, vorgesehen. Im Falle eines Fluidkanals 12a mit einem einzigen Fluidauslass 26a, 48a ist denkbar, dass das Stellglied 14a in Abhängigkeit von einer Stellposition des Stellglieds 14a zu einem zumindest im Wesentlichen fluiddichten Verschließen und einem Öffnen einer Fluidverbindung zwischen dem einzigen Fluidauslass 26a, 48a und dem Fluideinlass 28a vorgesehen ist.
Die Antriebseinheit 16a ist zu einer Betätigung des Stellglieds 14a, insbesondere zu einer Verschiebung des Stellglieds 14a zumindest zwischen der Offenposition und der Schließposition des Stellglieds 14a, vorgesehen. Die Antriebseinheit 16a ist als eine elektromagnetische Antriebseinheit ausgebildet. Die Antriebseinheit 16a ist als ein Magnetaktor ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass die Antriebseinheit 16a als eine elektrische Antriebseinheit, beispielsweise als ein Stellmotor, ausgebildet ist. Die Antriebseinheit 16a ist verschieden von einer manuellen Antriebseinheit ausgebildet. Die Antriebseinheit 16a umfasst zumindest einen steuerbaren Elektromagneten, insbesondere eine Magnetspule 72a. Die Antriebseinheit 16a ist an dem Grundkörper 52a der Ventilvorrichtung 10a außerhalb des Fluidkanals 12a angeordnet. Das Stellglied 14a erstreckt sich zumindest abschnittsweise in einen Bereich der Antriebseinheit 16a. Das Stellglied 14a weist zumindest ein an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a angeordnetes Stellelement 74a auf. Das Stellelement 74a ist entlang der Längsachse 68a des Grundelements 70a betrachtet beabstandet von dem ersten Dichtelement 60a und dem zweiten Dichtelement 62a angeordnet. Das Stellelement 74a ist magnetisch ausgebildet und durch die Antriebseinheit 16a bewegbar. Das Stellelement 74a ist derart ortsfest mit dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a verbunden, dass eine Bewegung des Stellelements 74a einer Bewegung des kompletten Stellglieds 14a, insbesondere entlang der Längsachse 68a des Grundelements 70a, entspricht.
Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, zumindest zwei unterschiedliche Stellpositionen des Stellglieds 14a, insbesondere die Offenposition und die Schließposition des Stellglieds 14a, zu erfassen. Die Erfassungseinheit 18a ist als eine elektromagnetische Erfassungseinheit ausgebildet. Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, eine Stellposition des Stellglieds 14a in Abhängigkeit von einer magnetischen Flussdichte, insbesondere in Abhängigkeit von einer Änderung der magnetischen Flussdichte, zu erfassen. Die Erfassungseinheit 18a umfasst zu einer Erfassung einer magnetischen Flussdichte, insbesondere einer Änderung der magnetischen Flussdichte, zumindest ein Sensorelement 76a, insbesondere einen Magnetsensor. Die Erfassungseinheit 18a umfasst das, insbesondere an dem Stellglied 14a angeordnete, Aktivierungselement 20a, insbesondere einen Magneten, dessen magnetische Flussdichte von dem Sensorelement 76a erfassbar ist. Alternativ ist vorstellbar, dass die Erfassungseinheit 18a als eine elektrische Erfassungseinheit, beispielhaft zu einer Erfassung einer Änderung eines elektrischen Felds, als eine optische Erfassungseinheit, beispielhaft zu einer Erfassung mittels einer Lichtschranke, als eine mechanische Erfassungseinheit, beispielhaft zu einer Erfassung über eine mechanische Verbindung zu dem Stellglied 14a, oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erfassungseinheit ausgebildet ist. Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einer erfassten Stellposition des Stellglieds 14a zumindest ein, insbesondere elektrisches, Positionssignal auszugeben.
Das Aktivierungselement 20a ist ortsfest an dem Stellglied 14a, insbesondere an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a, befestigt. Das Aktivierungselement 20a ist entlang der Längsachse 68a des Grundelements 70a betrachtet zwischen den Dichtelementen 60a, 62a und dem Stellelement 74a an dem Stellglied 14a befestigt. Das Aktivierungselement 20a ist zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf einen Volumenstrom eines Fluids in dem Fluidkanal 12a in dem Fluidkanal 12a angeordnet. Eine Änderung eines Volumenstroms eines Fluids in dem Fluidkanal 12a wirkt sich auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal 12a aus. Das Aktivierungselement 20a ist derart an dem Stellglied 14a angeordnet, dass das Aktivierungselement 20a in der Schließposition und in der Offenposition des Stellglieds 14a zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf den Fluiddruck in dem Fluidkanal 12a in dem Fluidkanal 12a angeordnet ist. Das Aktivierungselement 20a weist zumindest eine derart geringe Auswirkung auf den Fluiddruck in dem Fluidkanal 12a auf, dass ein Betrieb der Ventilvorrichtung 10a von einem durch das Aktivierungselement 20a bedingten Druckabfall unbeeinflusst bleibt. Bevorzugt ist das Aktivierungselement 20a vollständig auswirkungsfrei auf den Fluiddruck in dem Fluidkanal 12a in dem Fluidkanal 12a angeordnet. Das Aktivierungselement 20a ist zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf eine Betätigung des Stellglieds 14a, insbesondere auf ein Öffnen und Schließen des Fluidkanals 12a, in dem Fluidkanal 12a angeordnet.
Das Aktivierungselement 20a ist in einem strömungstechnischen Totraum 22a des Fluidkanals 12a angeordnet. Der strömungstechnische Totraum 22a des Fluidkanals 12a ist insbesondere als ein Bereich innerhalb des Fluidkanals 12a ausgebildet, der in einem Betrieb der Ventilvorrichtung 10a von einem Fluid zumindest geringer als ein restlicher Bereich des Fluidkanals 12a durchströmt wird, bevorzugt durchströmungsfrei, insbesondere zumindest in der Offenposition des Stellglieds 14a zumindest im Wesentlichen fluidfrei, ausgebildet ist. Der strömungstechnische Totraum 22a weist ein von einer Stellposition des Stellglieds 14a abhängiges Volumen auf. Der strömungstechnische Totraum 22a erstreckt sich in der Schließposition des Stellglieds 14a von dem ersten Verengungsbereich 64a bis zu einem Ende 78a des Fluidkanals 12a. Das Ende 78a des Fluidkanals 12a grenzt an einen Aufnahmebereich 80a des Grundkörpers 52a zu einer Aufnahme der Antriebseinheit 16a an.
4 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Ventilvorrichtung 10a aus 2 mit dem Stellglied 14a in Offenposition in einer schematischen Darstellung. Das zweite Dichtelement 62a ist derart an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a angeordnet, dass das zweite Dichtelement 62a in der Offenposition den Fluidkanal 12a in dem zweiten Verengungsbereich 66a zumindest im Wesentlichen fluiddicht verschließt, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass 28a zu dem zweiten Fluidauslass 48a unterbindet. Das erste Dichtelement 60a ist derart an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a angeordnet, dass das erste Dichtelement 60a in der Offenposition den Fluidkanal 12a in dem ersten Verengungsbereich 64a öffnet, insbesondere einen Fluidfluss von dem Fluideinlass 28a zu dem ersten Fluidauslass 26a erlaubt. Der strömungstechnische Totraum 22a erstreckt sich in der Offenposition des Stellglieds 14a von dem Ende 78a des Fluidkanals 12a bis zu einem dem Ende 78a des Fluidkanals 12a nächstliegenden Rand 82a des ersten Fluidauslasses 26a.
Das Aktivierungselement 20a ist zumindest in einer Offenposition des Stellglieds 14a außerhalb zumindest eines Verbindungsbereichs 24a des Fluidkanals 12a angeordnet, der zumindest einen Fluideinlass 28a des Fluidkanals 12a mit zumindest einem Fluidauslass 26a des Fluidkanals 12a fluidtechnisch verbindet. Das Aktivierungselement 20a ist in der Offenposition des Stellglieds 14a außerhalb eines Verbindungsbereichs 24a des Fluidkanals 12a angeordnet, der den Fluideinlass 28a des Fluidkanals 12a mit dem ersten Fluidauslass 26a des Fluidkanals 12a fluidtechnisch verbindet. Der strömungstechnische Totraum 22a ist in der Offenposition des Stellglieds 14a außerhalb des Verbindungsbereichs 24a angeordnet. Der Verbindungsbereich 24a grenzt in der Offenposition des Stellglieds 14a an den strömungstechnischen Totraum 22a an.
Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, mittels des Aktivierungselements 20a antriebsunabhängig zumindest eine Stellposition des Stellglieds 14a zu erfassen. Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, unabhängig von einer Erfassung von Parametern der Antriebseinheit 16a, beispielsweise eines Betätigungssignals der Antriebseinheit 16a, eines Spulenstroms des Elektromagneten der Antriebseinheit 16a o. dgl., zumindest eine Stellposition des Stellglieds 14a zu erfassen. Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, mittels des Aktivierungselements 20a antriebsunabhängig zumindest die Offenposition und die Schließposition des Stellglieds 14a zu erfassen. Das Sensorelement 76a der Erfassungseinheit 18a ist ortsfest an dem Grundkörper 52a der Ventilvorrichtung 10a angeordnet. Das Aktivierungselement 20a der Erfassungseinheit 18a ist ortsfest an dem Stellglied 14a, insbesondere an dem Grundelement 70a des Stellglieds 14a, befestigt. Alternativ ist denkbar, dass das Aktivierungselement 20a ortsfest an dem Grundkörper 52a angeordnet und das Sensorelement 76a ortsfest an dem Stellglied 14a befestigt ist. In Folge einer Bewegung des Stellglieds 14a ändert sich eine Position des Aktivierungselements 20a relativ zu dem Sensorelement 76a. Das Aktivierungselement 20a weist in der Offenposition des Stellglieds 14a eine Position relativ zu dem Sensorelement 76a verschieden von einer Position relativ zu dem Sensorelement 76a in der Schließposition des Stellglieds 14a auf. Das Sensorelement 76a der Erfassungseinheit 18a erfasst in der Offenposition des Stellglieds 14a eine magnetische Flussdichte des Aktivierungselements 20a verschieden von einer magnetischen Flussdichte des Aktivierungselements 20a in der Schließposition des Stellglieds 14a. Das Sensorelement 76a erfasst in der Offenposition des Stellglieds 14a eine hinsichtlich Betrag und/oder Polarität der magnetischen Flussdichte verschiedene magnetische Flussdichte des Aktivierungselements 20a als in der Schließposition des Stellglieds 14a. Die Erfassungseinheit 18a ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einer erfassten magnetischen Flussdichte ein Positionssignal entsprechend der Offenposition oder der Schließposition des Stellglieds 14a auszugeben.
Das Aktivierungselement 20a ist als ein Magnet, insbesondere als ein Permanentmagnet, ausgebildet. Das Aktivierungselement 20a ist als ein Ferritmagnet ausgebildet. Alternativ ist vorstellbar, dass das Aktivierungselement 20a als ein Selten-Erden-Magnet ausgebildet ist. Das Sensorelement 76a ist als ein Magnetsensor, insbesondere als ein Hall-Sensor, ausgebildet. Das als ein Magnetsensor ausgebildete Sensorelement 76a ist dazu eingerichtet, eine magnetische Flussdichte des als ein Magnet ausgebildeten Aktivierungselements 20a zu erfassen.
Das Aktivierungselement 20a ist zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Stellglied 14a angeordnet. Das Aktivierungselement 20a ist als ein Ringmagnet ausgebildet. Das Aktivierungselement 20a weist eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Formgebung auf. Eine Längsachse 84a des Aktivierungselements 20a verläuft in einem an dem Stellglied 14a befestigten Zustand des Aktivierungselements 20a zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zu der Längsachse 68a des Grundelements 70a des Stellglieds 14a. Das Aktivierungselement 20a ist zumindest im Wesentlichen symmetrisch um das Stellglied 14a angeordnet. Das Aktivierungselement 20a begrenzt zumindest eine zentrale Befestigungsausnehmung 86a des Aktivierungselements 20a, durch die sich das Grundelement 70a des Stellglieds 14a in einem an dem Stellglied 14a angeordneten Zustand des Aktivierungselements 20a erstreckt.
In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
5 zeigt eine Schnittansicht eines Teils einer alternativen Ventilvorrichtung 10b in einer schematischen Darstellung. Die Ventilvorrichtung 10b des in 5 gezeigten Ausführungsbeispiels umfasst sämtliche Komponenten, die die Ventilvorrichtung 10a des in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels umfasst. Die Ventilvorrichtung 10b umfasst einen Fluidkanal 12b. Die Ventilvorrichtung 10b umfasst eine Erfassungseinheit 18b mit einem Aktivierungselement 20b und einem Sensorelement 76b. Die Ventilvorrichtung 10b umfasst zumindest ein beabstandet von dem Aktivierungselement 20b angeordnetes Reduktionselement 30b, das dazu vorgesehen ist, einen Fluiddruck in dem Fluidkanal 12b zu reduzieren. Das Reduktionselement 30b ist an einem Stellglied 14b der Ventilvorrichtung 10b, insbesondere an einem Grundelement 70b des Stellglieds 14b, befestigt. In 5 ist die Ventilvorrichtung 10b in einer Offenposition des Stellglieds 14b dargestellt. Das Reduktionselement 30b ist entlang einer Längsachse 68b des Grundelements 70b des Stellglieds 14b betrachtet zwischen einem ersten Dichtelement 60b des Stellglieds 14b und dem Aktivierungselement 20b an dem Stellglied 14b angeordnet. Das Reduktionselement 30b steht in Kontakt mit dem ersten Dichtelement 60b. Die Ventilvorrichtung 10b umfasst ein einzelnes Reduktionselement 30b. Alternativ ist denkbar, dass die Ventilvorrichtung 10b ein zusätzliches, insbesondere in einem Bereich eines zweiten Dichtelements 62b des Stellglieds 14b an dem Stellglied 14b angeordnetes, Reduktionselement 30b umfasst. Das Reduktionselement 30b ist dazu vorgesehen, einen Fluiddruck in dem Fluidkanal 12b während einer Betätigung des Stellglieds 14b zu reduzieren, insbesondere zu einer Unterstützung eines Öffnens und/oder Schließens des Fluidkanals 12b. Das Reduktionselement 30b ist dazu vorgesehen, einen Fluiddruck in einem Verbindungsbereich 24b zwischen einem ersten Fluidauslass 26b des Fluidkanals 12b und einem Fluideinlass 28b des Fluidkanals 12b, insbesondere zwischen dem ersten Fluidauslass 26b und einem ersten Verengungsbereich 64b des Fluidkanals 12b, zu reduzieren. Ein Wert eines Druckabfalls in dem Fluidkanal 12b ist abhängig von einer Größe, insbesondere einem Durchmesser und einer Stärke, einer Formgebung und von einer Positionierung des Reduktionselements 30b in dem Fluidkanal 12b. Das Reduktionselement 30b ist zu einer passiven, insbesondere eigenantriebsfreien, Reduktion des Fluiddrucks in dem Fluidkanal 12b vorgesehen. Das Reduktionselement 30b weist eine derartige Größe, Formgebung und Positionierung in dem Fluidkanal 12b auf, dass das Reduktionselement 30b bei einer Bewegung des Stellglieds 14b den Fluiddruck in dem Fluidkanal 12b um einen vorbestimmten Wert reduziert.
Das Reduktionselement 30b ist außerhalb zumindest eines strömungstechnischen Totraums 22b in dem Fluidkanal 12b angeordnet. Das Reduktionselement 30b ist außerhalb eines strömungstechnischen Totraums 22b des Fluidkanals 12b, in dem das Aktivierungselement 20b angeordnet ist, in dem Fluidkanal 12b angeordnet. Das Reduktionselement 30b ist in der Offenposition des Stellglieds 14b außerhalb des strömungstechnischen Totraums 22b angeordnet. Das Reduktionselement 30b ist in dem Verbindungsbereich 24b zwischen dem ersten Fluidauslass 26b und dem Fluideinlass 28b, insbesondere zwischen dem ersten Fluidauslass 26b und dem ersten Verengungsbereich 64b, in dem Fluidkanal 12b angeordnet.
Das Reduktionselement 30b ist zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Stellglied 14b angeordnet. Das Reduktionselement 30b weist eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Formgebung auf. Eine Längsachse 88b des Reduktionselements 30b verläuft in einem an dem Stellglied 14b befestigten Zustand des Reduktionselements 30b zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere koaxial, zu der Längsachse 68b des Grundelements 70b des Stellglieds 14b. Das Reduktionselement 30b begrenzt zumindest eine zentrale Befestigungsausnehmung 90b des Reduktionselements 30b, durch die sich das Grundelement 70b des Stellglieds 14b in einem an dem Stellglied 14b angeordneten Zustand des Reduktionselements 30b erstreckt. Alternativ ist vorstellbar, dass das Reduktionselement 30b und das Grundelement 70b des Stellglieds 14b einteilig ausgebildet sind.

Claims

Ventilvorrichtung, insbesondere Magnetventil, mit zumindest einem Fluidkanal (12a; 12b), mit zumindest einem Stellglied (14a; 14b) zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals (12a; 12b), mit zumindest einer, insbesondere elektromagnetischen, Antriebseinheit (16a; 16b) zu einer Betätigung des Stellglieds (14a; 14b), und mit zumindest einer Erfassungseinheit (18a; 18b) zu einer Erfassung einer Stellposition des Stellglieds (14a; 14b), dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (18a; 18b) zumindest ein, insbesondere mit dem Stellglied (14a; 14b) verbundenes, Aktivierungselement (20a; 20b) umfasst, das zumindest im Wesentlichen auswirkungsfrei auf einen Fluiddruck in dem Fluidkanal (12a; 12b) in dem Fluidkanal (12a; 12b) angeordnet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungselement (20a; 20b) in einem strömungstechnischen Totraum (22a; 22b) des Fluidkanals (12a; 12b) angeordnet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungselement (20a; 20b) zumindest in einer Offenposition des Stellglieds (14a; 14b) außerhalb zumindest eines Verbindungsbereichs (24a; 24b) des Fluidkanals (12a; 12b) angeordnet ist, der zumindest einen Fluideinlass (28a; 28b) des Fluidkanals (12a; 12b) mit zumindest einem Fluidauslass (26a; 26b) des Fluidkanals (12a; 12b) fluidtechnisch verbindet.
Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (18a; 18b) dazu eingerichtet ist, mittels des Aktivierungselements (20a; 20b) antriebsunabhängig zumindest eine Stellposition des Stellglieds (14a; 14b) zu erfassen.
Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungselement (20a; 20b) als ein Magnet, insbesondere als ein Permanentmagnet, ausgebildet ist.
Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungselement (20a; 20b) zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Stellglied (14a; 14b) angeordnet ist.
Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein beabstandet von dem Aktivierungselement (20b) angeordnetes Reduktionselement (30b), das dazu vorgesehen ist, einen Fluiddruck in dem Fluidkanal (12b) zu reduzieren.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionselement (30b) außerhalb zumindest eines strömungstechnischen Totraums (22b) in dem Fluidkanal (12b) angeordnet ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionselement (30b) zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Stellglied (14b) angeordnet ist.
Heiz- und/oder Kühlanlage mit zumindest einer Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.