DE102018221004A1 - Valve device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Ventilvorrichtung, insbesondere von einem Magnetventil, mit zumindest einem Fluidkanal (12), mit zumindest einem Stellglied (14) zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals (12) und mit zumindest einer elektromagnetischen Antriebseinheit (16) zu einer Betätigung des Stellglieds (14).Es wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung zumindest eine Erfassungseinheit (18) umfasst, die dazu eingerichtet ist, antriebsunabhängig zumindest eine Stellposition des Stellglieds (14) zu erfassen.The invention relates to a valve device, in particular a solenoid valve, with at least one fluid channel (12), with at least one actuator (14) for opening and / or closing the fluid channel (12) and with at least one electromagnetic drive unit (16) actuation of the actuator (14). It is proposed that the valve device comprise at least one detection unit (18) which is set up to detect at least one position of the actuator (14) independently of the drive.
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist bereits eine Ventilvorrichtung, insbesondere ein Magnetventil, mit zumindest einem Fluidkanal, mit zumindest einem Stellglied zu einem Öffnen und/oder Schließen des Fluidkanals und mit zumindest einer elektromagnetischen Antriebseinheit zu einer Betätigung des Stellglieds, vorgeschlagen worden.A valve device, in particular a solenoid valve, with at least one fluid channel, with at least one actuator for opening and / or closing the fluid channel and with at least one electromagnetic drive unit for actuating the actuator, has already been proposed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
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 und mit zumindest einer elektromagnetischen Antriebseinheit zu einer Betätigung des Stellglieds.The invention is based on a valve device, in particular a solenoid valve, with at least one fluid channel, with at least one actuator for opening and / or closing the fluid channel and with at least one electromagnetic drive unit for actuating the actuator.
Es wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung zumindest eine Erfassungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, antriebsunabhängig zumindest eine Stellposition des Stellglieds zu erfassen.It is proposed that the valve device comprise at least one detection unit which is set up to detect at least one actuating position of the actuator independently of the drive.
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.The valve device is preferably provided to regulate a fluid flow in a heating and / or cooling system, such as, for example, a heat pump, a central heating system, an air conditioning system or the like. In particular, the valve device is designed as a control valve. The valve device preferably comprises at least one base body on which the fluid channel is arranged. The fluid channel is preferably delimited by the base body. The fluid channel is preferably provided to a line of at least one fluid of a heating and / or cooling system, in particular of a fluid circulating in a fluid circuit of the heating and / or cooling system. The fluid can be designed in particular as water, as water vapor, as a refrigerant or as another fluid which appears to be useful to a person skilled in the art. The fluid channel preferably has at least one fluid inlet for a fluid supply. In particular, at least one fluid line of a heating and / or cooling system, preferably at least essentially fluid-tight, can be connected to the fluid inlet. The fluid channel preferably comprises a single fluid inlet. The fluid channel preferably has at least one fluid outlet for fluid output. In particular, at least one further fluid line of a heating and / or cooling system, preferably at least essentially fluid-tight, can be connected to the fluid outlet. The fluid channel preferably comprises at least two fluid outlets. “Provided” should in particular be understood to mean specially equipped and / or furnished. “Set up” is to be understood in particular to be specially programmed and / or specially designed. The fact that an object is provided or set up for a specific function should in particular be understood to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
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 Quererstreckungen, insbesondere 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.The actuator is preferably provided for opening and / or closing the fluid channel, in particular for opening and / or closing a fluid connection between at least one fluid inlet and at least one fluid outlet of the fluid channel. In particular, the actuator, in particular linearly, is slidably mounted within the fluid channel. In particular, the actuator is designed as a linear actuator. The actuator is preferably designed in the form of a rod. The actuator preferably comprises at least one sealing element, in particular a sealing cone, a sealing ring or the like, for at least partially sealing the fluid channel at least essentially in a fluid-tight manner. The fluid channel preferably has at least one constriction area in which the actuator, in particular the sealing element of the actuator, can at least essentially close the fluid channel in a fluid-tight manner and in particular prevent fluid flow through the constriction area. When viewed along a fluid flow direction through the fluid channel, the constriction region is preferably arranged between at least one fluid inlet and at least one fluid outlet of the fluid channel. The fluid channel preferably has a first constriction area, which, viewed along a fluid flow direction through the fluid channel, is arranged between the fluid inlet of the fluid channel and a first fluid outlet of the fluid channel. The fluid channel preferably has a second constriction region, which, viewed along a fluid flow direction through the fluid channel, is arranged between the fluid inlet of the fluid channel and a second fluid outlet of the fluid channel. The actuator preferably has at least two sealing elements, in particular a first sealing element of the actuator being provided to close the fluid channel in the first constriction area at least substantially in a fluid-tight manner and a second sealing element of the actuator being provided to at least the fluid channel in the second constriction area To be closed essentially fluid-tight. In particular, the first sealing element and the second sealing element, viewed along a longitudinal axis of a rod-like base element of the actuator, are arranged at a distance from one another. A “longitudinal axis” of an object, in particular a circular cylinder, is in particular an axis which is oriented at least substantially perpendicular to a cross-sectional area of the object spanned by transverse extensions, in particular cylindrical radii, of the object. The expression "essentially perpendicular ”should in particular define an orientation of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, viewed in particular in one plane, enclosing an angle of 90 ° and the angle a maximum deviation of in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °.
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.The actuator preferably has at least one open position and at least one closed position. In particular, the first sealing element is arranged on the base element of the actuator in such a way that the first sealing element in the closed position closes the fluid channel in the first constriction area at least substantially in a fluid-tight manner, in particular prevents fluid flow from the fluid inlet to the first fluid outlet. In particular, the second sealing element is arranged on the base element of the actuator such that the second sealing element opens the fluid channel in the second constriction region in the closed position, in particular allows fluid flow from the fluid inlet to the second fluid outlet. In particular, the second sealing element is arranged on the base element of the actuator in such a way that the second sealing element in the open position closes the fluid channel in the second constriction area at least substantially in a fluid-tight manner, in particular prevents a fluid flow from the fluid inlet to the second fluid outlet. In particular, the first sealing element is arranged on the base element of the actuator in such a way that the first sealing element in the open position opens the fluid channel in the first constriction area, in particular allows fluid flow from the fluid inlet to the first fluid outlet. Preferably, the actuator, depending on an actuating position of the actuator, is alternately for at least substantially fluid-tight closing of a fluid connection between the fluid inlet and the first fluid outlet, wherein in particular a fluid connection between the fluid inlet and the second fluid outlet is opened, and between the fluid inlet and the second fluid outlet, wherein in particular a fluid connection between the fluid inlet and the first fluid outlet is provided at the same time. In the case of a fluid channel with a single fluid outlet, it is conceivable that the actuator is provided as a function of an actuating position of the actuator for at least substantially fluid-tight closing and opening of a fluid connection between the single fluid outlet and the fluid inlet.
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 ein Magnetaktor 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.The drive unit is provided for actuating the actuator, in particular for displacing the actuator at least between the open position and the closed position of the actuator. The drive unit is preferably designed as a magnetic actuator. In particular, the drive unit comprises at least one controllable electromagnet, in particular a magnet coil. The drive unit is preferably arranged on the base body of the valve device outside the fluid channel. In particular, the actuator extends at least in sections into a region of the drive unit. The actuator preferably has at least one actuator arranged on the base element of the actuator, in particular, viewed along the longitudinal axis of the base element, spaced apart from the first sealing element and the second sealing element. In particular, the actuating element is magnetic and is preferably movable by the drive unit. The actuating element is preferably connected in a stationary manner to the base element of the actuator such that a movement of the actuating element corresponds to a movement of the complete actuator, in particular along the longitudinal axis of the base element.
Die Erfassungseinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, antriebsunabhängig, insbesondere 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 zu erfassen. 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 zumindest ein, insbesondere an dem Stellglied angeordnetes, 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.The detection unit is preferably set up to detect at least one actuating position of the actuator independently of the drive, in particular independently of a detection of parameters of the drive unit, for example an actuation signal of the drive unit, a coil current of the electromagnet of the drive unit or the like. The detection unit is preferably set up to detect at least two different actuating positions of the actuator, in particular the open position and the closed position of the actuator. The detection unit is preferably designed as an electromagnetic detection unit. In particular, the detection unit is set up to detect an actuating position of the actuator as a function of a magnetic flux density, in particular as a function of a change in the magnetic flux density. For the detection of a magnetic flux density, in particular a change in the magnetic flux density, the detection unit preferably comprises at least one sensor element, in particular a magnetic sensor. In particular, the detection unit comprises at least one activation element, in particular arranged on the actuator, in particular a magnet, the magnetic flux density of which can be detected in particular by the magnetic sensor. Alternatively, it is conceivable that the detection unit as an electrical detection unit, for example for detecting a change in an electric field, as an optical detection unit, for example for detection by means of a light barrier, as a mechanical detection unit, for example for detection via a mechanical connection to the Actuator, or as another detection unit that appears useful to a person skilled in the art.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventilvorrichtung kann vorteilhaft eine Stellposition eines Stellglieds überprüft werden. Vorteilhaft kann eine Diagnosefunktion hinsichtlich einer Stellposition des Stellglieds bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine Fehlererkennung ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft benutzerkomfortable und benutzersichere Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.Due to the configuration of the valve device according to the invention, a Position of an actuator can be checked. A diagnostic function can advantageously be provided with regard to an actuating position of the actuator. Error detection can advantageously be made possible. An advantageously user-friendly and user-safe valve device can be provided.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit dazu eingerichtet ist, antriebsunabhängig zumindest zwischen einer Offenposition des Stellglieds und einer Schließposition des Stellglieds zu unterscheiden. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit in Abhängigkeit von der Offenposition und von der Schließposition zu einer Ausgabe von unterschiedlichen, insbesondere elektrischen, Positionssignalen eingerichtet. 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.Furthermore, it is proposed that the detection unit be set up to distinguish at least independently of the drive between an open position of the actuator and a closed position of the actuator. Depending on the open position and the closed position, the detection unit is preferably set up to output different, in particular electrical, position signals. The sensor element of the detection unit is preferably arranged in a stationary manner on the base body of the valve device. The activation element of the detection unit is preferably fixed in place on the actuator, in particular on the base element of the actuator. Alternatively, it is conceivable that the activation element is arranged in a stationary manner on the base body and the sensor element is fixed in a stationary manner on the actuator. In particular, a position of the activation element relative to the sensor element changes as a result of a movement of the actuator. In particular, the activation element in the open position of the actuator has a position relative to the sensor element different from a position relative to the sensor element in the closed position of the actuator. In particular, the sensor element of the detection unit in the open position of the actuator detects a magnetic flux density of the activation element different from a magnetic flux density of the activation element in the closed position of the actuator. In particular, the sensor element in the open position of the actuator detects a different magnetic flux density of the activation element with respect to the amount and / or polarity of the magnetic flux density than in the closed position of the actuator. The detection unit is preferably set up to output a position signal corresponding to the open position or the closed position of the actuator as a function of a detected magnetic flux density. A distinction can advantageously be made between the open position and the closed position of the actuator. A user can advantageously be comfortably provided with feedback about a current switching state of the valve device.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung zumindest eine Elektronikeinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, zumindest ein Positionssignal der Erfassungseinheit mit zumindest einem Stellsignal der Antriebseinheit zu vergleichen, insbesondere zu einer Fehlererkennung. Unter einer „Elektronikeinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen elektrischen Strom in einem Gas, in einem Leiter, in einem Vakuum und/oder vorteilhaft in einem Halbleiter beeinflusst. Vorzugsweise weist die Steuerelektronik zumindest einen Transistor, besonders bevorzugt zumindest einen Mikroprozessor auf. Insbesondere ist die Elektronikeinheit zumindest teilweise als ein Mikroprozessor, als ein integrierter Schaltkreis o. dgl. ausgebildet. Vorzugsweise kann die Elektronikeinheit zumindest eine Speichereinheit und ein, insbesondere in der Speichereinheit gespeichertes, Betriebsprogramm aufweisen. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit außerhalb des Fluidkanals angeordnet. Ein „Stellsignal“ der Antriebseinheit ist insbesondere ein, insbesondere elektrisches, Signal der Antriebseinheit, das bei einer Betätigung der Antriebseinheit erfassbar ist und/oder ausgegeben wird. Das Stellsignal der Antriebseinheit kann insbesondere als ein Betätigungssignal der Antriebseinheit, als ein Spulenstrom des Elektromagneten der Antriebseinheit oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Stellsignal ausgebildet sein. Insbesondere ist die Elektronikeinheit dazu eingerichtet, Stellsignale der Antriebseinheit zu erfassen. Alternativ ist denkbar, dass die Antriebseinheit dazu eingerichtet ist, Stellsignale an die Elektronikeinheit auszugeben.It is further proposed that the valve device comprises at least one electronics unit, which is set up to compare at least one position signal of the detection unit with at least one actuating signal of the drive unit, in particular for error detection. An “electronics unit” is to be understood in particular as a unit with at least one control electronics. “Control electronics” is to be understood in particular to mean a unit which influences at least one electrical current in a gas, in a conductor, in a vacuum and / or advantageously in a semiconductor. The control electronics preferably have at least one transistor, particularly preferably at least one microprocessor. In particular, the electronics unit is at least partially designed as a microprocessor, as an integrated circuit or the like. The electronics unit can preferably have at least one memory unit and an operating program, in particular stored in the memory unit. The electronics unit is preferably arranged outside the fluid channel. A “control signal” of the drive unit is in particular an, in particular electrical, signal of the drive unit, which can be detected and / or output when the drive unit is actuated. The control signal of the drive unit can in particular be designed as an actuation signal of the drive unit, as a coil current of the electromagnet of the drive unit or as another control signal which appears to be useful to a person skilled in the art. In particular, the electronics unit is set up to record control signals of the drive unit. Alternatively, it is conceivable that the drive unit is set up to output control signals to the electronics unit.
Die Elektronikeinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einem Vergleich des Positionssignals der Erfassungseinheit mit dem Stellsignal der Antriebseinheit einen Betrieb der Ventilvorrichtung zu überwachen, insbesondere Fehler in einem Betrieb der Ventilvorrichtung zu ermitteln. Insbesondere ist die Elektronikeinheit dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einem Vergleich des Positionssignals der Erfassungseinheit mit dem Stellsignal der Antriebseinheit eine Erfolgsmeldung oder eine Fehlermeldung auszugeben. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit in Abhängigkeit von einem ermittelten korrekten Betrieb der Ventilvorrichtung zu einer Ausgabe einer Erfolgsmeldung eingerichtet. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit in Abhängigkeit von einem ermittelten Fehler in einem Betrieb der Ventilvorrichtung zu einer Ausgabe einer Fehlermeldung eingerichtet. Insbesondere ist die Elektronikeinheit in Abhängigkeit von einem Positionssignal der Erfassungseinheit entsprechend einer Schließposition des Stellglieds in Kombination mit einem Stellsignal der Antriebseinheit entsprechend einer Betätigung des Stellglieds zu einer Bewegung in die Schließposition zu einer Ausgabe einer Erfolgsmeldung, vorzugsweise mit einem Hinweis auf die Schließposition des Stellglieds, eingerichtet. Insbesondere ist die Elektronikeinheit in Abhängigkeit von einem Positionssignal der Erfassungseinheit entsprechend einer Offenposition des Stellglieds in Kombination mit einem Stellsignal der Antriebseinheit entsprechend einer Betätigung des Stellglieds zu einer Bewegung in die Offenposition zu einer Ausgabe einer Erfolgsmeldung, vorzugsweise mit einem Hinweis auf die Offenposition des Stellglieds, eingerichtet. Insbesondere ist die Elektronikeinheit in Abhängigkeit von einem Positionssignal der Erfassungseinheit entsprechend einer Schließposition des Stellglieds in Kombination mit einem Stellsignal der Antriebseinheit entsprechend einer Betätigung des Stellglieds zu einer Bewegung in die Offenposition zu einer Ausgabe einer Fehlermeldung eingerichtet. Insbesondere ist die Elektronikeinheit in Abhängigkeit von einem Positionssignal der Erfassungseinheit entsprechend einer Offenposition des Stellglieds in Kombination mit einem Stellsignal der Antriebseinheit entsprechend einer Betätigung des Stellglieds zu einer Bewegung in die Schließposition zu einer Ausgabe einer Fehlermeldung eingerichtet. Vorteilhaft kann eine Diagnosefunktion für die Ventilvorrichtung bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine benutzerkomfortable Betriebsüberwachung der Ventilvorrichtung erreicht werden.The electronics unit is preferably set up to monitor an operation of the valve device, in particular to determine errors in an operation of the valve device, as a function of a comparison of the position signal of the detection unit with the control signal of the drive unit. In particular, the electronic unit is set up to output a success message or an error message as a function of a comparison of the position signal of the detection unit with the control signal of the drive unit. The electronic unit is preferably set up to output a success message as a function of a determined correct operation of the valve device. The electronics unit is preferably set up to issue an error message as a function of a determined error during operation of the valve device. In particular, the electronic unit is a function of a position signal of the detection unit corresponding to a closed position of the actuator in combination with a control signal of the drive unit Activation of the actuator to move to the closed position to output a success message, preferably with an indication of the closed position of the actuator. In particular, the electronic unit is dependent on a position signal of the detection unit corresponding to an open position of the actuator in combination with an actuating signal of the drive unit corresponding to an actuation of the actuator to move into the open position to output a success message, preferably with an indication of the open position of the actuator, set up. In particular, the electronic unit is set up as a function of a position signal of the detection unit corresponding to a closed position of the actuator in combination with an actuating signal of the drive unit corresponding to an actuation of the actuator to move into the open position to output an error message. In particular, the electronic unit is set up in response to a position signal of the detection unit corresponding to an open position of the actuator in combination with an actuating signal of the drive unit corresponding to an actuation of the actuator to move into the closed position to output an error message. A diagnostic function can advantageously be provided for the valve device. User-friendly operational monitoring of the valve device can advantageously be achieved.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Stellsignal der Antriebseinheit als ein elektrischer Strom durch zumindest eine Magnetspule der Antriebseinheit ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Stellsignal der Antriebseinheit als eine Änderung eines elektrischen Stroms durch die Magnetspule der Antriebseinheit ausgebildet. Vorzugsweise ist der elektrische Strom als ein elektrischer Strom in Folge eines Schaltens der Antriebseinheit ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass der elektrische Strom als ein elektrischer Strom aufgrund einer gegenelektromotorischen Kraft o. dgl. ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit zu einer Erfassung des elektrischen Stroms eingerichtet. Vorteilhaft kann ein bereits vorhandener elektrischer Strom als ein Stellsignal genutzt werden. Vorteilhaft kann auf zusätzliche Sensoren verzichtet werden und eine benutzerkomfortable Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.It is further proposed that the control signal of the drive unit is designed as an electrical current through at least one magnetic coil of the drive unit. The control signal of the drive unit is preferably designed as a change in an electrical current through the magnet coil of the drive unit. The electrical current is preferably designed as an electrical current as a result of switching the drive unit. Alternatively, it is conceivable that the electric current is designed as an electric current due to a counter electromotive force or the like. The electronics unit is preferably set up to detect the electrical current. An existing electrical current can advantageously be used as a control signal. Additional sensors can advantageously be dispensed with and a user-friendly valve device can be provided.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein an dem Stellglied angeordnetes Aktivierungselement und zumindest ein Sensorelement, das zu einer Erfassung des Aktivierungselements eingerichtet ist, umfasst. Vorzugsweise ist das Aktivierungselement als ein Magnet ausgebildet. Vorzugsweise ist das Sensorelement als ein Magnetsensor ausgebildet. Alternativ ist beispielsweise ein als eine LED ausgebildetes Aktivierungselement und ein als ein Lichtsensor ausgebildetes Sensorelement oder eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kombination aus Aktivierungselement und Sensorelement denkbar. Insbesondere ist das Sensorelement zu einer Erfassung eines Signals des Aktivierungselements eingerichtet. Bevorzugt ist das Sensorelement zu einer Erfassung eines elektromagnetischen Signals des Aktivierungselements, insbesondere der magnetischen Flussdichte des Aktivierungselements, eingerichtet. Vorteilhaft kann eine einfach aufgebaute Erfassungseinheit als Bestandteil einer benutzerkomfortablen Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.In addition, it is proposed that the detection unit comprise at least one activation element arranged on the actuator and at least one sensor element that is set up to detect the activation element. The activation element is preferably designed as a magnet. The sensor element is preferably designed as a magnetic sensor. Alternatively, for example, an activation element in the form of an LED and a sensor element in the form of a light sensor, or another combination of the activation element and the sensor element which appears to be useful to a person skilled in the art is conceivable. In particular, the sensor element is set up to detect a signal of the activation element. The sensor element is preferably set up to detect an electromagnetic signal of the activation element, in particular the magnetic flux density of the activation element. A simply constructed detection unit can advantageously be provided as part of a user-friendly valve device.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Aktivierungselement umfasst, das 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 Aktivierungselement ist vorzugsweise an dem Grundelement des Stellglieds befestigt. Insbesondere ist das Aktivierungselement entlang der Längsachse des Grundelements betrachtet zwischen den Dichtelementen und dem Stellelement des Stellglieds an dem Grundelement befestigt. Vorteilhaft kann ein zumindest im Wesentlichen dauerhaft magnetisches Aktivierungselement zu einer Erfassung durch das Sensorelement bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that the detection unit comprise at least one activation element which is designed as a magnet, in particular as a permanent magnet. The activation element is preferably designed as a ferrite magnet. Alternatively, it is conceivable that the activation element is designed as a rare earth magnet. The activation element is preferably attached to the base element of the actuator. In particular, the activation element, viewed along the longitudinal axis of the base element, is fastened to the base element between the sealing elements and the actuating element of the actuator. An at least substantially permanently magnetic activation element can advantageously be provided for detection by the sensor element.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Aktivierungselement zumindest eine axiale Magnetisierung aufweist. Die axiale Magnetisierung des Aktivierungselements ist vorzugsweise entlang einer Längsachse des Aktivierungselements ausgerichtet. Vorzugsweise verläuft die 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. Insbesondere sind ein Nordpol und ein Südpol des Aktivierungselements entlang der Längsachse des Aktivierungselements betrachtet hintereinander angeordnet. Beispielsweise ist denkbar, dass in einem an dem Stellglied angeordneten Zustand des Aktivierungselements der Nordpol des Aktivierungselements dem Stellelement des Stellglieds zugewandt und der Südpol des Aktivierungselements den Dichtelementen des Stellglieds zugewandt ist. Alternativ ist denkbar, dass in einem an dem Stellglied angeordneten Zustand des Aktivierungselements der Südpol des Aktivierungselements dem Stellelement des Stellglieds zugewandt und der Nordpol des Aktivierungselements den Dichtelementen des Stellglieds zugewandt ist. Vorzugsweise sind durch das Sensorelement in unterschiedlichen Positionen des axial magnetisierten Aktivierungselements relativ zu dem Sensorelement magnetische Flussdichten des Aktivierungselements mit unterschiedlichen Polaritäten erfassbar. Vorteilhaft kann eine besonders genaue Erfassung einer Stellposition des Stellglieds in Abhängigkeit von unterschiedlichen Polaritäten der magnetischen Flussdichte des axial magnetisierten Aktivierungselements erreicht werden.It is further proposed that the activation element have at least one axial magnetization. The axial magnetization of the activation element is preferably aligned along a longitudinal axis of the activation element. The longitudinal axis of the activation element preferably runs at least substantially parallel, in particular coaxially, to the longitudinal axis of the basic element of the actuator when the activation element is attached to the actuator. “Essentially parallel” should in particular be understood to mean an orientation of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, the direction relative to the reference direction being a deviation in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 ° has. In particular, a north pole and a south pole of the activation element are arranged one behind the other, viewed along the longitudinal axis of the activation element. For example, it is conceivable that, when the activation element is arranged on the actuator, the north pole of the activation element faces the actuator of the actuator and the south pole of the activation element faces the sealing elements of the actuator. Alternatively, it is conceivable that, when the activation element is arranged on the actuator, the south pole of the activation element faces the actuator of the actuator and the north pole of the activation element faces the sealing elements of the actuator. Magnetic flux densities of the activation element with different polarities can preferably be detected by the sensor element in different positions of the axially magnetized activation element relative to the sensor element. A particularly precise detection of an actuating position of the actuator as a function of different can be advantageous Polarities of the magnetic flux density of the axially magnetized activation element can be achieved.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Sensorelement umfasst, das als ein Magnetsensor, insbesondere als ein Hall-Sensor, ausgebildet ist. Das Sensorelement ist vorzugsweise innerhalb des Grundkörpers der Ventilvorrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist das Sensorelement außerhalb des Fluidkanals angeordnet. Insbesondere umfasst die Erfassungseinheit zumindest eine Leiterplatte, an der das Sensorelement angeordnet ist. Bevorzugt ist das Sensorelement auf die Leiterplatte gelötet. Vorzugsweise ist das Sensorelement zu einer Erfassung einer magnetischen Flussdichte des als ein Magnet ausgebildeten Aktivierungselements eingerichtet. Bevorzugt ist das Sensorelement entlang der Längsachse des Grundelements des Stellglieds betrachtet mittig zwischen einer Position des Aktivierungselements in der Offenposition des Stellglieds und einer Position des Aktivierungselements in der Schließposition des Stellglieds angeordnet. Es kann ein vorteilhaft zuverlässiges Sensorelement zu einer Realisierung einer vorteilhaft benutzersicheren Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.It is further proposed that the detection unit comprise at least one sensor element which is designed as a magnetic sensor, in particular as a Hall sensor. The sensor element is preferably arranged within the base body of the valve device. The sensor element is preferably arranged outside the fluid channel. In particular, the detection unit comprises at least one printed circuit board on which the sensor element is arranged. The sensor element is preferably soldered to the circuit board. The sensor element is preferably set up to detect a magnetic flux density of the activation element designed as a magnet. When viewed along the longitudinal axis of the basic element of the actuator, the sensor element is preferably arranged centrally between a position of the activation element in the open position of the actuator and a position of the activation element in the closed position of the actuator. An advantageously reliable sensor element can be provided for realizing an advantageously user-safe valve device.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Sensorelement umfasst, das als ein bipolarer Hall-Sensor ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das als ein bipolarer Hall-Sensor ausgebildete Sensorelement zu einer Erfassung einer magnetischen Flussdichte eines axial magnetisierten Aktivierungselements eingerichtet. Insbesondere ist das als ein bipolarer Hall-Sensor ausgebildete Sensorelement zu einer Erfassung von magnetischen Flussdichten unterschiedlicher Polarität eingerichtet. Vorteilhaft kann eine besonders genaue Erfassung der Stellposition des Stellglieds in Abhängigkeit von unterschiedlichen Polaritäten der magnetischen Flussdichte des Aktivierungselements erreicht werden.In addition, it is proposed that the detection unit comprise at least one sensor element which is designed as a bipolar Hall sensor. The sensor element designed as a bipolar Hall sensor is preferably designed to detect a magnetic flux density of an axially magnetized activation element. In particular, the sensor element designed as a bipolar Hall sensor is set up to detect magnetic flux densities of different polarities. A particularly precise detection of the actuating position of the actuator as a function of different polarities of the magnetic flux density of the activation element can advantageously be achieved.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein Verdichtungselement umfasst, das zu einer Verdichtung von zumindest einem, insbesondere magnetischen, Feld zumindest eines Aktivierungselements der Erfassungseinheit in einem Nahbereich zumindest eines Sensorelements der Erfassungseinheit vorgesehen ist. Unter einem „Nahbereich“ des Sensorelements soll insbesondere ein Bereich mit einem maximalen Abstand von höchstens 10 mm von dem Sensorelement, bevorzugt mit einem maximalen Abstand von höchstens 5 mm von dem Sensorelement und besonders bevorzugt mit einem maximalen Abstand von höchstens 1 mm von dem Sensorelement verstanden werden. Vorzugsweise ist das Verdichtungselement in dem Nahbereich des Sensorelements angeordnet. Bevorzugt steht das Verdichtungselement in direktem Kontakt mit dem Sensorelement. Insbesondere ist das Verdichtungselement an der Leiterplatte der Erfassungseinheit befestigt. Vorzugsweise ist das Verdichtungselement auf einer dem Fluidkanal abgewandten Seite des Sensorelements angeordnet.Furthermore, it is proposed that the detection unit comprise at least one compression element, which is provided for the compression of at least one, in particular magnetic, field of at least one activation element of the detection unit in the vicinity of at least one sensor element of the detection unit. A “close range” of the sensor element is understood to mean, in particular, an area with a maximum distance of at most 10 mm from the sensor element, preferably with a maximum distance of at most 5 mm from the sensor element and particularly preferably with a maximum distance of at most 1 mm from the sensor element will. The compression element is preferably arranged in the vicinity of the sensor element. The compression element is preferably in direct contact with the sensor element. In particular, the compression element is attached to the circuit board of the detection unit. The compression element is preferably arranged on a side of the sensor element facing away from the fluid channel.
Insbesondere ist das Verdichtungselement zu einer passiven, insbesondere antriebsfreien und stromlosen, Verdichtung des Felds des Aktivierungselements in dem Nahbereich des Sensorelements vorgesehen. Vorzugsweise ist das Verdichtungselement mittels einer Materialzusammensetzung und/oder einer Formgebung des Verdichtungselements zu einer Verdichtung des Felds des Aktivierungselements in dem Nahbereich des Sensorelements vorgesehen. Vorzugsweise ist das Verdichtungselement zumindest teilweise aus einem zumindest ferromagnetischen Material, beispielsweise Eisen, ausgebildet. Vorzugsweise ist das Verdichtungselement zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ausgebildet. Insbesondere verläuft eine Längsachse des Verdichtungselements zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Grundelements des Stellglieds. Bevorzugt ist das Verdichtungselement zu einer Verdichtung von magnetischen Feldlinien des magnetischen Felds des Aktivierungselements in dem Nahbereich des Sensorelements vorgesehen. Insbesondere ist das Verdichtungselement dazu vorgesehen, die magnetische Flussdichte des Aktivierungselements in dem Nahbereich des Sensorelements im Vergleich zu einer magnetischen Flussdichte ohne das Verdichtungselement zu erhöhen, insbesondere um zumindest 10 %. Vorteilhaft kann trotz Verwendung eines als Permanentmagnet mit geringer Feldstärke ausgebildeten Aktivierungselements eine ausreichende magnetische Flussdichte zu einer korrekten Erfassung einer Stellposition des Stellglieds durch das Sensorelement erreicht werden und eine vorteilhaft benutzersichere Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.In particular, the compression element is provided for passive, in particular drive-free and currentless, compression of the field of the activation element in the vicinity of the sensor element. The compression element is preferably provided by means of a material composition and / or a shaping of the compression element to compress the field of the activation element in the vicinity of the sensor element. The compression element is preferably formed at least partially from an at least ferromagnetic material, for example iron. The compression element is preferably cylindrical, in particular circular cylindrical. In particular, a longitudinal axis of the compression element runs at least substantially perpendicular to the longitudinal axis of the basic element of the actuator. The compression element is preferably provided to compress magnetic field lines of the magnetic field of the activation element in the vicinity of the sensor element. In particular, the compression element is intended to increase the magnetic flux density of the activation element in the vicinity of the sensor element compared to a magnetic flux density without the compression element, in particular by at least 10%. Despite the use of an activation element designed as a permanent magnet with a low field strength, a sufficient magnetic flux density for correct detection of a position of the actuator by the sensor element can advantageously be achieved and an advantageously user-safe valve device can be provided.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Verdichtungselement als ein an dem Sensorelement angeordneter magnetischer Weicheisenstift ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das als ein magnetischer Weicheisenstift ausgebildete Verdichtungselement zu einer Verdichtung des magnetischen Felds des Aktivierungselements in dem Nahbereich des Sensorelements vorgesehen. Insbesondere umfasst das als ein magnetischer Weicheisenstift ausgebildete Verdichtungselement unlegiertes Eisen von einem hohen Reinheitsgrad. Es kann eine vorteilhaft effektive Verdichtung des magnetischen Felds des Aktivierungselements in dem Nahbereich des Sensorelements erreicht werden.It is further proposed that the compression element be designed as a magnetic soft iron pin arranged on the sensor element. The compression element designed as a magnetic soft iron pin is preferably provided to compress the magnetic field of the activation element in the vicinity of the sensor element. In particular, the compression element designed as a magnetic soft iron pin comprises unalloyed iron of a high degree of purity. An advantageously effective compression of the magnetic field of the activation element in the vicinity of the sensor element can be achieved.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit zumindest ein an einer zumindest einem Sensorelement der Erfassungseinheit abgewandten Seite zumindest einer Leiterplatte der Erfassungseinheit angeordnetes Kühlkörperelement aufweist, das zu einer Kühlung des Sensorelements vorgesehen ist. Insbesondere ist die dem Sensorelement abgewandte Seite der Leiterplatte dem Fluidkanal abgewandt. Vorzugsweise steht das Kühlkörperelement über zumindest ein Wärmeleitmittel thermisch in Kontakt mit der Leiterplatte. Das Wärmeleitmittel ist vorzugsweise als eine Wärmeleitpaste, als ein Wärmeleitpad oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Wärmeleitmittel ausgebildet. Vorzugsweise ist das Kühlkörperelement dazu vorgesehen, Wärmeenergie von dem Sensorelement aufzunehmen und über eine zumindest im Wesentlichen vollständige Oberfläche des Kühlkörperelements zu verteilen. Insbesondere ist das Kühlkörperelement dazu vorgesehen, die Wärmeenergie über die Oberfläche an eine Umgebung des Kühlkörperelements abzugeben. Vorzugsweise weist das Sensorelement in einem Betrieb des Sensorelements mit einer Kühlung durch das Kühlkörperelement eine um zumindest 4 Kelvin geringere Betriebstemperatur als ohne eine Kühlung durch das Kühlkörperelement auf. Vorzugsweise ist das Kühlkörperelement zumindest teilweise aus einem Metall, insbesondere einer Metalllegierung, ausgebildet.It is further proposed that the detection unit have at least one side of at least one printed circuit board on a side facing away from at least one sensor element of the detection unit Detection unit arranged heat sink element, which is provided for cooling the sensor element. In particular, the side of the printed circuit board facing away from the sensor element faces away from the fluid channel. The heat sink element is preferably in thermal contact with the printed circuit board via at least one heat conducting means. The heat-conducting agent is preferably designed as a heat-conducting paste, as a heat-conducting pad or as another heat-conducting agent that appears to be useful to a person skilled in the art. The heat sink element is preferably provided to absorb thermal energy from the sensor element and to distribute it over an at least substantially complete surface of the heat sink element. In particular, the heat sink element is provided to deliver the thermal energy via the surface to an environment of the heat sink element. When the sensor element is operated with cooling by the heat sink element, the sensor element preferably has an operating temperature which is at least 4 Kelvin lower than without cooling by the heat sink element. The heat sink element is preferably formed at least partially from a metal, in particular a metal alloy.
Bevorzugt umfasst die Ventilvorrichtung zumindest eine an dem Grundkörper der Ventilvorrichtung befestigbare Steckereinheit. Vorzugsweise ist die Steckereinheit zu einer zumindest teilweisen Aufnahme von elektrischen Leitungen der Erfassungseinheit und/oder der Elektronikeinheit, des Verdichtungselements und des Kühlkörperelements vorgesehen. Das Kühlkörperelement umfasst insbesondere zumindest einen Fixierfortsatz zu einer, insbesondere werkzeuglosen, Fixierung an der Steckereinheit. Insbesondere ist das Kühlkörperelement mittels des Fixierfortsatzes an der Steckereinheit festklemmbar und/oder zumindest abschnittsweise in die Steckereinheit einpressbar. Vorzugsweise begrenzt das Kühlkörperelement zumindest abschnittsweise eine Durchführung für das Verdichtungselement. Insbesondere weist die Durchführung eine mit einem Querschnitt des Verdichtungselements korrespondierende Formgebung auf. Insbesondere ist das Kühlkörperelement zu einer Stabilisierung des Verdichtungselements vorgesehen. Vorteilhaft kann eine Betriebstemperatur des Sensorelements abgesenkt werden. Vorteilhaft kann eine korrekte Funktion des Sensorelements ermöglicht und eine benutzersichere Ventilvorrichtung bereitgestellt werden.The valve device preferably comprises at least one plug unit which can be fastened to the base body of the valve device. The plug unit is preferably provided for at least partially receiving electrical lines of the detection unit and / or the electronics unit, the compression element and the heat sink element. The heat sink element comprises in particular at least one fixing extension for fixing, in particular without tools, to the plug unit. In particular, the heat sink element can be clamped to the plug unit by means of the fixing extension and / or at least partially pressed into the plug unit. The heat sink element preferably limits a passage for the compression element at least in sections. In particular, the bushing has a shape corresponding to a cross section of the compression element. In particular, the heat sink element is provided to stabilize the compression element. An operating temperature of the sensor element can advantageously be reduced. Correct functioning of the sensor element can advantageously be made possible and a user-safe valve device can be provided.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Kühlkörperelement als ein Bügel aus einer Kupferlegierung und/oder aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Kühlkörperelement zumindest im Wesentlichen diamagnetisch ausgebildet. Vorzugsweise bilden ein Kühlbereich des Kühlkörperelements und zwei auf voneinander abgewandten Seiten des Kühlbereichs angeordnete Fixierfortsätze des Kühlkörperelements eine bügelartige Form des Kühlkörperelements aus. Bevorzugt ist das Kühlkörperelement aus einer Kupferlegierung oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Vorteilhaft kann eine besonders effiziente Kühlung des Sensorelements erreicht werden.It is also proposed that the heat sink element is designed as a bracket made of a copper alloy and / or an aluminum alloy. The heat sink element is preferably at least essentially diamagnetic. A cooling area of the heat sink element and two fixing extensions of the heat sink element arranged on sides of the cooling area facing away from one another form a bow-like shape of the heat sink element. The heat sink element is preferably formed from a copper alloy or an aluminum alloy. Particularly efficient cooling of the sensor element can advantageously be achieved.
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, 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.Furthermore, the invention is based on a heating and / or cooling system with at least one valve device according to the invention. The valve device is preferably provided for regulating a fluid flow within a fluid circuit of the heating and / or cooling system. The heating and / or cooling system preferably comprises several of the valve devices. In particular, the heating and / or cooling system has further components, such as, for example, at least one fluid reservoir, at least one fluid pump, at least one heating element or the like. A user-friendly and user-safe heating and / or cooling system can advantageously be provided.
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.The valve device according to the invention and / or the heating and / or cooling system according to the invention should / should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the valve device according to the invention and / or the heating and / or cooling system according to the invention can have a number that differs from a number of individual elements, components and units mentioned here in order to fulfill a function described here. In addition, in the value ranges specified in this disclosure, values lying within the limits mentioned are also to be regarded as disclosed and to be used as desired.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel 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.Further advantages result from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, description, and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.
Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Heiz- und/oder Kühlanlage in einer schematischen Darstellung, -
2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung der erfindungsgemäßen Heiz- und/oder Kühlanlage aus1 in einer schematischen Darstellung, -
3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus2 mit einem Stellglied in Schließposition in einer schematischen Darstellung, -
4 eine Schnittansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus2 mit dem Stellglied in Offenposition in einer schematischen Darstellung, -
5 eine Schnittansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus2 in einer perspektivischen Darstellung, -
6 ein Diagramm einer magnetischen Flussdichte in einer schematischen Darstellung, -
7 eine Detailansicht eines Teils einer Erfassungseinheit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus2 in einer schematischen Darstellung, -
8 ein Kühlkörperelement und ein Verdichtungselement der Erfassungseinheit aus7 in einer perspektivischen Darstellung und -
9 eine Steckereinheit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung aus2 in einer perspektivischen Darstellung.
-
1 a heating and / or cooling system according to the invention in a schematic representation, -
2nd a plan view of a valve device according to the invention of the heating and / or cooling system according to the invention1 in a schematic representation, -
3rd a sectional view of the valve device according to the invention2nd with an actuator in the closed position in a schematic representation, -
4th a sectional view of part of the valve device according to the invention2nd with the actuator in the open position in a schematic representation, -
5 a sectional view of part of the valve device according to the invention2nd in a perspective view, -
6 1 shows a diagram of a magnetic flux density in a schematic illustration, -
7 a detailed view of part of a detection unit of the valve device according to the invention2nd in a schematic representation, -
8th a heat sink element and a compression element of the detection unit7 in a perspective view and -
9 a plug unit of the valve device according to the invention2nd in a perspective view.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Das Stellglied
Das Stellglied
Die Antriebseinheit
Die Erfassungseinheit
Die Erfassungseinheit
Die Elektronikeinheit
Das Stellsignal der Antriebseinheit
Die Erfassungseinheit
Die Erfassungseinheit
Das Aktivierungselement
Die Erfassungseinheit
Die Erfassungseinheit
Das Verdichtungselement
Das Verdichtungselement
Die Steckereinheit
Das Kühlkörperelement
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