DE102020104765A1

DE102020104765A1 - Ventil-Antriebsvorrichtung und Ventileinrichtung zur Steuerung eines Fluidstroms

Info

Publication number: DE102020104765A1
Application number: DE102020104765.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Nickel; Giovanni Biancuzzi; Matthias Kunle; Sergej Solovev
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung sieht eine Ventil-Antriebsvorrichtung zur Steuerung eines Fluidstroms vor, mit einem Linearstellantrieb, der eine Welle aufweist, die mit einem Elektromotor betrieblich gekoppelt ist, einer fluiddichten Trennkappe, in dem die Welle und ein Rotor des Elektromotors aufgenommen sind, und einem Stator des Elektromotors, der außerhalb der Trennkappe den Rotor umgibt, einer Steuereinheit außerhalb der Trennkappe, und mit einem Federkontakt, der den Stator mit einem Referenzpotential der Steuereinheit elektrisch verbindet.

Description

GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Ventil-Antriebsvorrichtung zur Steuerung eines Fluidstroms gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1. Eine solche Einrichtung ist zum Beispiel aus der DE 10 2017 110 343 A1 bekannt.
HINTERGRUND
Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist eine Ventileinrichtung zum Manipulieren eines Fluidstroms in einem Fluidkanal, insbesondere eine Ventileinrichtung, die einen Linearstellantrieb aufweist, um ein Stellventil oder Regelventil zur Steuerung eines Fluidstroms in einem Fluidkanal einzustellen. Das Ventil kann beispielsweise als ein Expansionsventil oder ein Drosselventil ausgebildet sein. Der Fluidstrom kann sich auf eine Strömung einer Flüssigkeit, eines Gases und/oder einer Kombination hiervon beziehen. In einem Beispiel ist der Fluidstrom ein Kühlmittelstrom.
In jüngerer Vergangenheit wurde als Kühlmittel in den Kühlkreisläufen und/oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen CO₂ eingeführt. CO₂ als Kühlmittel für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen ist eine klimafreundliche Alternative zum bisher verwendeten Kühlmittel Tetrafluorethan. CO₂ hat eine hohe Kälteleistung, ist nicht brennbar, bildet keine Zerfallsprodukte und ist weltweit kostengünstig verfügbar. In der Branche ist das natürliche Kühlmittel Kohlendioxid (CO₂) unter der Abkürzung R744 bekannt. Mit CO₂ können auch Wärmepumpen betrieben werden, es kann also auch effizient zum Heizen verwendet werden und mit integrierten Kühl-/Heizkonzepten energiesparend eingesetzt werden.
Der Wärmeeintrag im Motorraum des Fahrzeuges wird maßgeblich durch den Antriebsmotor verursacht, der ein Verbrennungsmotor und/oder ein Elektromotor sein kann. Eine typische Temperatur des Kühlkreislaufs eines Kraftfahrzeuges im Dauerbetrieb liegt erfahrungsgemäß bei etwa 160 °C bis 165 °C und kurzzeitig bis zu 180°C. Ein Kühlkreislauf muss daher ausgelegt sein, für die im Betrieb möglicherweise auftretenden Temperaturen, einschließlich der Temperatur beim Kaltstart, für die ein Minimum von -40 °C angenommen wird. Um CO₂ als Kühlmittel in einem Kühlkreislauf und/oder einer Klimaanlage nutzen zu können, muss der Kühlmittelstrom bei hohem Druck gehalten werden, beispielsweise in der Größenordnung von ungefähr 130 zu 25 bar, um bei den im Betrieb des Fahrzeugs insgesamt auftretenden Temperaturen von etwa -40 °C bis 165 °C und kurzzeitig bis zu 180°C einen flüssigen oder gasförmigen oder vorzugweise einen überkritischen Zustand des CO₂ aufrechtzuerhalten. Aus Sicherheitsgründen sollte das System so ausgelegt sein, dass es höhere Drücke aushält, z.B. bis zu 225 bar gemäß einer Vorgabe des TÜV Technischer Überwachungsverein. Zur Erreichung eines hohen Wirkungsgrades sollte auf der Hochdruckseite des Kältekreislaufs im Klimasystem ein Druck in der Größenordnung von etwa 60 bis 130 bar herrschen. Dies entspricht dem Mehrfachen des Drucks der herkömmlichen Kältemittel.
Stelleinrichtungen müssen daher druckfest und über einen großen Temperaturbereich funktionsfähig ausgelegt werden. Vibrationen und unterschiedliche thermische Ausdehnung von Komponenten müssen ausgeglichen werden können. Gleichzeitig gilt für Stelleinrichtungen, die im Automobilbereich eingesetzt werden, dass diese möglichst kompakt und kostengünstig aufgebaut sind.
Eine Ventileinrichtung zur Steuerung eines Kühlmittelstroms kann zum Beispiel einen Linearstellantrieb haben, der eine Welle aufweist, die mit einem Elektromotor betrieblich gekoppelt ist, und eine fluiddichte Trennkappe oder Schutzkappe, in dem die Welle und ein Rotor des Elektromotors aufgenommen sind. Auf der Außenseite der Trennkappe kann ein Stator des Elektromotors angeordnet sein, der den Rotor koaxial umgibt. Die Wand der Trennkappe liegt im Arbeits-Luftspalt zwischen Rotor und Stator. Eine Steuereinheit ist außerhalb der Trennkappe angeordnet, und ein Gehäuse kann vorgesehen sein, um den Linearstellantrieb, die Trennkappe und die Steuereinheit aufzunehmen. Die Welle kann mit einem Stellglied gekoppelt sein, zum Beispiel mit einem Verschlusselement eines Nadelventils zur Steuerung des Kühlmittelstroms.
Durch die Bestromung der Spulen im Stator wird im Betrieb ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das eine elektromagnetische Störstrahlung erzeugen kann, die über einem im Automobilbereich tolerierbaren Grenzwert liegt. Richtwerte für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) werden von den OEMs vorgegeben und haben insbesondere den Zweck, eine Einkopplung von Störgeräuschen in die Mobilfunk-Übertragung und andere Funkübertragung, beispielsweise in ein Autoradio zu vermeiden. Darüber hinaus wächst in der Automobiltechnik mit zunehmend kompakteren elektronischen Bauteilen und der Integration von Stromkreisen und Leitungen auf immer kleinerem Raum auch die Geschwindigkeit des Informationsflusses. Es kann zu Interferenzen zwischen elektromagnetischen Strahlen (EMI) und Radiofrequenzstrahlen (RFI) kommen, die möglichst vermieden werden sollen.
ABRISS
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Ventileinrichtung zur Steuerung eines Fluidstroms, insbesondere für einen Kühlkreislauf oder eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, so auszugestalten, dass sie kompakt ist und die thermischen und mechanischen Anforderungen an eine Ventileinrichtung für die beabsichtigte Anwendung im Automobilbereich erfüllt und gleichzeitig elektromagnetische Störstrahlung unterdrückt. Diese Aufgabe wird durch eine Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 und eine Ventileinrichtung nach Anspruch 14 gelöst. Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine Lösung zur Vermeidung oder Reduzierung von elektromagnetischer Strahlung, die von einem Elektromotor ausgeht, stellt eine Verbindung des Statorstapels zu einem Referenzpotenzial, beispielsweise einem Masse-Potenzial auf der Leiterplatte einer Steuereinheit dar, um den Stator über die Steuereinheit mit Fahrzeugmasse elektrisch zu verbinden. In dem oben genannten Stand der Technik ist eine solche Lösung nicht vorgesehen. Lösungen aus anderen Anwendungsbereichen sind nicht vereinbar mit der Anforderung an einen kompakten Aufbau bei gleichzeitiger Toleranz gegen Temperaturschwankungen und Vibrationen sowie Einbautoleranzen.
Die Erfindung sieht eine Ventil-Antriebsvorrichtung zur Steuerung eines Fluidstroms mit einem Linearstellantrieb vor, der eine Welle, die mit einem Elektromotor betrieblich gekoppelt ist, eine fluiddichten Trennkappe oder Schutzkappe, in dem die Welle und ein Rotor des Elektromotors aufgenommen sind, einen Stator des Elektromotors, der außerhalb der Trennkappe den Rotor umgibt, und eine Steuereinheit außerhalb der Trennkappe aufweist. Zur elektrischen Verbindung des Stators mit einem Referenzpotential der Steuereinheit wird ein Federkontakt vorgesehen.
Der Federkontakt hat den Vorteil, dass er sich ohne zusätzliche Platzanforderung in den kompakten Aufbau der Ventil-Antriebsvorrichtung integrieren lässt. Durch die federnde Wirkung insbesondere in axialer Richtung kann der Federkontakt ferner auch bei einer Relativbewegung von Steuereinheit und Stator aufgrund von Vibrationen und/oder unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen verschiedener Komponenten der Antriebsvorrichtung stets einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem Stator und dem Referenzpotenzial bereitstellen. Der Federkontakt ist somit bei der erfindungsgemäßen Anwendung einem starren Verbindungspin überlegen..
Schließlich lässt sich ein solcher Federkontakt, ob z.B. Schraubenfeder oder Blattfeder, kostengünstig herstellen und einfach montieren. Es sind im Handel erhältliche Off-the-Shelf Federelemente einsetzbar.
In einer Ausgestaltung weist der Federkontakt eine Druckfeder auf. Die Druckfeder kann beispielsweise eine Schraubenfeder mit mindestens zwei Abschnitten mit unterschiedlicher Steigung sein. In einem weiteren Beispiel kann die Schraubenfeder einen mittleren Abschnitt und zwei Endabschnitte aufweisen, die eine höhere Federkonstante haben als zwei zwischen dem mittleren Abschnitt und den Endabschnitten liegende Abschnitte. Durch eine solche Gestaltung der Schraubenfeder wird die Montage vereinfacht, weil die Feder in dem Bereich mit geringerer Steigung bzw. höherer Federkonstante stabiler ist und in diesem Bereich zuverlässig gegriffen und fixiert werden kann. Auch ein Verheddern mehrerer Federn bei der Montage wird vermieden.
In einer Ausgestaltung weist der Stator der Ventil-Antriebsvorrichtung eine Nutisolation auf, und in der Nutisolation ist ein Durchgang ausgebildet, in der das Federelement aufgenommen ist. Dadurch kann das Federelement ohne jeglichen zusätzlichen Platzbedarf in der Antriebsvorrichtung untergebracht werden. Der Durchgang in der Nutisolation erfüllt zusätzlich die Aufgabe, die Montagelage für das Federelement vorzugeben. Das Federelement kann manuell oder automatisch in den Durchgang eingelegt werden und befindet sich dann immer in der richtigen Montageposition.
Die Schraubenfeder ist in der Antriebsvorrichtung in axialer Richtung, also parallel zur Richtung der Welle, ausgerichtet und übt Druck in axialer Richtung aus. Sie kann in dem Durchgang in axialer Richtung verschiebbar gehalten oder in axialer Richtung fixiert sein. Ferner kann die Schraubenfeder an einer Mündung des Durchgangs einen Statorstapels des Stators direkt kontaktieren und/oder an einer gegenüberliegenden Mündung des Durchgangs einen Kontakt auf einer Leiterplatte der Steuereinheit direkt kontaktieren. In dem beschriebenen Beispiel wird somit Schraubenfeder durch den in der Nutisolation ausgebildeten Durchgang positioniert, wobei der Durchgang relativ zu dem Stator unter Steuereinheit so ausgerichtet ist, dass die Schraubenfeder nach dem Einlegen in den Durchgang und der Montage der Steuereinheit automatisch den Stator und ein Referenzpotenzial der Steuereinheit elektrisch kontaktiert.
In einer anderen Ausgestaltung weist der Federkontakt eine Blattfeder auf. Eine Blattfeder ist ebenso wie eine Schraubenfeder ein kostengünstiges Bauteil, das gegebenenfalls Offthe Shelf oder mit geringen Modifikationen verfügbarer Bauteile eingesetzt werden kann.
Die Trennkappe kann zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und mit dem Stator elektrisch leitend verbunden sein. Beispielsweise kann der Stator auf dem Außenumfang der Trennkappe sitzen. Dies kann genutzt werden, um den elektrischen Kontakt zwischen dem Stator und der Steuereinheit herzustellen, indem der Federkontakt so konfiguriert wird, dass er gegen die Trennkappe vorgespannt ist und federnd gegen diese drückt und so einen elektrischen Kontakt zu dem Stator über die Trennkappe herstellt. Die Trennkappe kann beispielsweise aus Edelstahl gefertigt sein, sodass eine elektrische Kontaktierung an jeder Stelle der Trennkappe vorgenommen werden kann.
In einer Ausgestaltung ist der Federkontakt mit einer Schaltungsplatte der Steuereinheit mechanisch und elektrisch verbunden. In dieser Ausgestaltung kann der Federkontakt einen freien Arm aufweisen, der gegen die Trennkappe vorgespannt ist und federnd gegen diese drückt. Der Federkontakt kann zum Beispiel so gestaltet sein, dass er auf einen Rand der Schaltungsplatte der Steuereinheit aufgesteckt werden kann und einen freien Arm aufweist, der gegen die Trennkappe drückt.
Die Ventil-Antriebsvorrichtung weist ferner ein Gehäuse auf, in dem der Linearstellantrieb, die fluiddichten Trennkappe, der Stator und die Steuereinheit aufgenommen sind, wobei der Federkontakt an dem Gehäuse fixiert sein kann und in einer Ausgestaltung einen freien Arm aufweist, der gegen einen Kontakt einer Schaltungsplatte der Steuereinheit vorgespannt ist und federnd gegen diesen drückt, sowie einen freien Arm, der gegen die Trennkappe vorgespannt ist und federnd gegen diese drückt, um die elektrischen Kontakte herzustellen.
Wenn der Federkontakt an wenigstens einem Ende einen Schneidkontakt aufweist, kann er eine Isolationsbeschichtung durchdringen, die beispielsweise auf dem Statorstapel, aber auch beispielsweise auf einer Referenzkontaktleitung der Steuereinheit vorhanden sein kann. Durch den Schneidkontakt an einem oder beiden Enden des Federkontakts wird eine manuelle oder automatische Entfernung eines Teils einer gegebenenfalls vorhandenen Isolationsschicht zu Kontaktierung überflüssig. Der Schneidkontakt kann in Form einer oder mehrerer scharfer Spitzen oder Zacken ausgebildet sein.
Die Ventil-Antriebsvorrichtung kann Teil einer Ventileinrichtung sein, welche ferner einen Ventilblock, in dem ein Fluidkanal und ein Verschlusselement aufgenommen sind, und einen Adapterblock zur Verbindung der Trennkappe mit dem Ventilblock umfasst, wobei der Ventilblock mit der Trennkappe über den Adapterblock verbunden ist.
In einem Anwendungsbeispiel dient die Ventileinrichtung zur Steuerung eines CO₂-Fluidstroms eines Kraftfahrzeug-Kühlmittelkreislaufs oder einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, wobei die Trennkappe aus Metall, insbesondere Edelstahl, hergestellt und mit dem Adapterblock fluiddicht verbunden ist.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Ventileinrichtung sind im Folgenden anhand von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert.

1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Ventileinrichtung gemäß einem Beispiel zur Erläuterung eines Anwendungsgebiets der Erfindung;
2 zeigt eine Ventil-Antriebsvorrichtung, die in der Ventileinrichtung der 1 zum Einsatz kommen kann, gemäß einem Beispiel;
3 zeigt ein Beispiel eines Federkontakts zur Verwendung in der Ventil-Antriebsvorrichtung der 2;
4 zeigt eine andere Ventil-Antriebsvorrichtung, die in der Ventileinrichtung der 1 zum Einsatz kommen kann, gemäß einem Beispiel;
5 zeigt ein Beispiel eines Federkontakts zur Verwendung in der Ventil-Antriebsvorrichtung der 4;
6 zeigt eine Teil-Schnittdarstellung durch eine weitere Ventil-Antriebsvorrichtung, die in der Ventileinrichtung der 1 zum Einsatz kommen kann, gemäß einem Beispiel;
7 zeigt ein Beispiel eines Federkontakts zur Verwendung in der Ventil-Antriebsvorrichtung der 6;
8 zeigt eine Teil-Schnittdarstellung durch eine weitere Ventil-Antriebsvorrichtung, die in der Ventileinrichtung der 1 zum Einsatz kommen kann, gemäß einem Beispiel; und
9 zeigt ein Beispiel eines Federkontakts zur Verwendung in der Ventil-Antriebsvorrichtung der 8.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Ventileinrichtung gemäß einem Beispiel ist in 1 in Schnittdarstellung gezeigt. Die Ventileinrichtung umfasst einen Linearstellantrieb 10, der eine Welle 12 und einen Elektromotor mit einem Rotor 14 und einem Stator 16 aufweist. Der Elektromotor ist beispielsweise, ein Schrittmotor oder ein Asynchronmotor und insbesondere ein bürstenloser Gleichstrommotor.
Der Rotor 14 kann einen Rotorträger 14' und einen darin gehaltenen Rotormagneten 14" aufweisen, wobei der Rotorträger 14' auf die Welle 12 aufgepresst oder aufgeformt sein kann. In dem Beispiel der 1 ist auf dem Außenumfang der Welle in einem mittleren Abschnitt der Welle ein Rändel 12' ausgebildet, um den Rotor 14 mit der Welle 12 drehfest zu verbinden. Die Welle 12 kann beispielsweise im Bereich des Rändels 12' von dem Rotorträger 14' umspritzt sein, oder der Rotorträger kann auf die Welle 12 aufgepresst sein. Der Rotorträger 14' kann aus Kunststoff hergestellt sein, wobei er glasfaserverstärkt sein kann und/oder Metallpartikel in den Kunststoff eingebettet sein können, um einen Rückschluss zu bilden. Der Rotormagnet 14'' kann beispielsweise ein NdFeB- Magnet und gegebenenfalls umspritzt sein. Der Stator 16 weist einen Statorstack 16' und Statorwicklungen 16'' auf. Der Statorstack 16' und die Statorwicklungen 16" sind in dem gezeigten Beispiel durch eine Nutisolation 18 elektrisch getrennt.
Der Rotor 14 ist in einer Trennkappe 20 aufgenommen, die eine druck- und fluiddichte Einhäusung der Welle 12und des Rotors 14 bereitstellt. In dem Beispiel der 1 ist die Trennkappe 20 im Wesentlichen zylindrisch mit einer Zylinderwand 20' und einem kuppelförmigen Dom 20'' an einem Stirnende des Linearantriebs 10. Anstelle des Doms 20'' kann die Trennkappe 20 an ihrem Stirnende auch abgeflacht oder anders geformt sein, wobei sich die Domform im Hinblick auf gleichmäßige Wärmeabstrahlung, Stabilität und Fertigungstechnik als besonders günstig erwiesen hat. Die Trennkappe 20 besteht in einem Beispiel aus Edelstahl. Die Zylinderwand 20' erstreckt sich durch einen Arbeits-Luftspalt zwischen dem Rotor 14 und dem Stator 16.
Die Ventileinrichtung umfasst ferner einen Ventilblock 30 und einen Adapterblock 40. Der Ventilblock 30 und der Adapterblock 40 können jeweils als Druckgussteile aus Metall hergestellt und stoffschlüssig, zum Beispiel durch Laserschweißen, oder verschraubt fluiddicht verbunden sein. Der Linearstellantrieb 10 mit der Trennkappe 20 ist über den Adapterblock 40 mit dem Ventilblock 30 verbunden. In dem Ventilblock 30 ist ein Kanal 32 ausgebildet, durch den ein Kühlmittel strömen kann. Der Kanal 32 weist einen Ventilsitz 34 auf, in dessen Bereich der Kanal 32 geöffnet und verschlossen werden kann, wie unten erläutert ist.
Der Adapterblock 40 verbindet den Linearstellantrieb 10 mit dem Ventilblock 30 und dient in dem gezeigten Beispiel ferner der Lagerung der Welle 12 und der Führung eines Stellglieds 50 der Ventileinrichtung. Ferner ist der Adapterblock 40 dazu eingerichtet, die Drehbewegung der Welle 12 in eine lineare Stellbewegung des Stellgliedes 50 zu übersetzen.
Um eine druck- und fluiddichte Verbindung zwischen dem Ventilblock 30 und dem Linearstellantrieb 10 zu schaffen, kann der Adapterblock 40 mit dem Ventilblock 30 zum Beispiel verschraubt sein, insbesondere kann er in dem Ventilblock 30 eingeschraubt sein, wobei zwischen dem Ventilblock 30 und dem Adapterblock 40 zusätzlich eine Dichtung 36, beispielsweise eine O-Ringdichtung, ausgebildet sein kann. Ferner kann die Trennkappe 20 mit dem Adapterblock 40 stoffschlüssig verbunden sein, zum Beispiel durch Laserschweißen, und/oder über korrespondierende Flansche verbunden sein. Eine zusätzliche Dichtung und/oder Verschweißung ist vorgesehen.
In dem Adapterblock 40 gemäß diesem Beispiel ist ferner ein Lagersitz 44 ausgebildet, der ein Kugellager 60 aufnimmt, um die Welle 12 an einem ersten Ende der Welle drehbar zu lagern. Das Kugellager kann mit seinem Innenring (nicht gezeigt) auf die Welle 12 aufgepresst sein und mit seinem Außenring (nicht gezeigt) in dem Lagersitz 44 gehalten sein. Ein Sprengring 62 kann das Kugellager 60 in dem Lagersitz 44 fixieren.
Die Welle 12 kann an ihrem gegenüberliegenden Ende, im Folgenden als zweites Ende bezeichnet, in einem Gleitlager gelagert sein, wobei hierzu einen Lagerkörper 64 in den Dom 20" der Trennkappe 20 eingefügt, zum Beispiel eingepresst, sein kann. Die Welle 12 kann an ihrem zweiten Ende einen Lagerstift 66 aufweisen, der stirnseitig mit der Welle 12 einteilig ausgebildet ist. Der Lagerstift 66 ist in einer zylindrischen Ausnehmung 68 in dem Lagerkörper 64 in Spielpassung geführt. Die zylindrischen Ausnehmung 68 kann im Bereich ihrer Mündung eine konische Erweiterung aufweisen, um den Lagerstift 66 unkompliziert einführen zu können und gegebenenfalls ein Schmiermittelreservoir bereitzustellen.
An seinem axial äußeren Ende ist der Lagerstift 66 durch eine Spurkuppenlagerung oder Pivot-Lagerung gelagert. Hierzu ist an dem Boden der Ausnehmung 68 in dem Lagerkörper 64 eine kugelige oder domförmige Kontaktfläche 134 ausgebildet.
Der Lagerkörper 64 kann als Spritzgussteil aus Kunststoff, beispielsweise PPS (Polyphenylensulfid), hergestellt sein, wobei im Bereich des Spurkuppenlagers eine Metallkugel eingespritzt oder eine andere metallische Verstärkung vorgesehen sein kann.
In dem Beispiel der 1 ist das Stellglied 50 als ein Ventilkolben eines Nadelventils ausgebildet. Das Stellglied 50 kann zylindrisch mit einem flachen stirnseitigen Ende oder einem kegelstumpfförmigen Ende ausgebildet sein. Die Abflachung kann günstig für einen Druckausgleich sein. Das Stellglied 50 kann aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt sein.
Das Stellglied 50 hat ein Innengewinde 130. Das Stellglied 50 ist über den Adapterblock 40 rotationsgesichert und axial beweglich. Ein Außengewinde 132, das mit dem Innengewinde 130 des Stellglieds 50 kämmt, ist an einem Kopplungsglied 70 angeordnet. Das Kopplungsglied 70 ist drehfest mit einem Schaft 74 verbunden, der kein Gewinde aufweist und drehfest mit der Welle 12 verbunden oder einstückig mit der Welle 12 ausgebildet ist. Welle 12, Schaft 74 und Kopplungsglied 70 führen während eines Betriebs des Linearstellantriebs 10 keine axiale, sondern ausschließlich eine rotatorische Bewegung aus. Bei einer Drehbewegung der Welle 12, drehen sich der Schaft 74 und das Kopplungsglied 70 entsprechend mit. Durch das Außengewinde 132 des Kopplungsglieds 70, das mit dem Innengewinde 130 des Stellglieds 50 kämmt, wird eine rotatorische Bewegung der Welle 12 in eine axiale Bewegung des Stellglieds 50 umgeformt.
Abhängig von der Drehrichtung der Welle 12 kann somit das Stellglied 50 in eine schließende oder eine öffnende Richtung bewegt werden. Insbesondere kann das Stellglied 50 bis gegen den Ventilsitz 34 gefahren werden, um den Fluidkanal 32 vollständig zu verschließen, und in die Gegenrichtung bewegt werden, um den Fluidkanal 32 ganz oder graduell zu öffnen.
Wie in 1 dargestellt, ist das Stellglied 50 in dem Ventilblock 30; die Welle 12 ist über das Kugellager 60 in dem Adapterblock 40 drehbar gelagert. Da eine Bewegung des Stellglieds 50 und der Welle 12 relativ zu dem Ventilblock 30 und dem Adapterblock 40 erfolgt, sind an den Grenzflächen wenigstens kapillare Spalte gebildet, durch die das Kühlmittel aus dem Kanal 32 in den Innenraum der Trennkappe 20 vordringen kann. Auch das Kugellager 60 ist für das Kühlmittel durchlässig. Durch den zwischen dem Rotor 14 und der Trennkappe 20 gebildeten Luftspalt kann das Kühlmittel ferner bis zu dem Lagerkörper 64 vordringen. Es kann angenommen werden, dass der Innenraum der Trennkappe 20 im Betrieb Kühlmittel enthält, das in flüssigem, gasförmigem oder überkritischem Zustand vorliegen kann. Das Kühlmittel kann in feinen Partikeln zerstäubt sein und sich als ein Film auf den Komponenten ablagern. Dabei kann das Kühlmittel auch einen Schmierfilm für die Lager bereitstellen.
Wie oben dargelegt steht das Kühlmittel, insbesondere bei Verwendung von CO₂ als Kühlmittel, im Betrieb unter einem relativ hohen Druck, wobei ein Betriebsdruck in der Größenordnung von etwa 130 bar üblich ist. Durch das Vordringen des Kühlmittels in die Trennkappe 20 kann auch dort ein erhöhter Druck von bis zu 130 bar herrschen. Aus Sicherheitsgründen sollte das Gesamtsystem für Drücke bis zu etwa 225 bar funktionsfähig ausgelegt sein.
Die in 1 gezeigte Ventileinrichtung umfasst ferner eine Steuereinheit 80, die in dem vorliegenden Beispiel eine Leiterplatte 82, beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte, und Steuerelektronik 84 aufweist. Die Steuerelektronik 84 umfasst beispielsweise einen Controller, Treiber, Transformatoren, Transistoren und weitere passive und aktive Steuerbauteile sowie Sensoren, zum Beispiel Hall-Sensoren. Die elektronischen Bauteile haben nicht notwendig eine hohe Temperaturstabilität und können bei Wärmebelastung aufgrund der Umgebungstemperatur und der Eigenerwärmung des Linearstellantriebs Störungen erzeugen oder sogar ausfallen.
In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich die Leiterplatte 82 im Wesentlichen über die gesamte Stirnfläche des Linearstellantriebs 10 und darüber hinaus, um seitlich des Linearstellantriebs 10 einen mehrpoligen Kontaktstecker 86 vorzusehen und mit der Steuereinheit 80 unkompliziert verbinden zu können. Der Stator 16 und der Kontaktstecker 86 können mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte 82 über Steckkontakte, Schneidkontakte oder dergleichen 78 verbunden sein. Die Steuerelektronik 84 kann über Leiterbahnen auf der Leiterplatte 82 und über den Kontaktstecker 86 mit einer Versorgungsspannung, einer Referenzspannung oder Referenzpotenzial, z.B. einem Massepotenzial des Kraftfahrzeugs, und mit einer oder mehreren Signalleitungen verbunden sein. Die Leiterplatte 82 kann mehrlagig sein und Leiterbahnen auf ihrer Oberseite, Unterseite und auch eingebettete Leiterbahnen aufweisen.
Die Leiterplatte 82 weist in dem gezeigten Beispiel eine Ausnehmung 88 auf, durch die hindurch sich ein Teil des Linearstellantriebs 10 mit der Trennkappe 20 erstreckt. In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich der kuppelförmige Dom 20'' der Trennkappe 20 durch die Ausnehmung 88. Dadurch kann eine besonders kompakte Anordnung erzielt werden.
Der Linearstellantrieb 10 ist in einem Gehäuse 90 aufgenommen, das in dem gezeigten Beispiel einen Gehäusegrundkörper 92 und einen Gehäusedeckel 94 aufweist. Der Gehäusegrundkörper 92 umschließt den Linearstellantrieb 10, wobei er den Außenumfang des Stators 16 umgibt, und bildet eine Aufnahme für den Kontaktstecker 86. Der Gehäusegrundkörper 92 ist fluid- und druckdicht mit dem Adapterblock 40 verbunden, wobei ein Flansch 96 des Gehäusegrundkörpers 92 gegen den Außenumfang des Adapterblocks 40 zu liegen kommt. Eine Ringdichtung 98 kann zwischen den Flansch 96 des Gehäusegrundkörpers 92 und den Adapterblock 40 eingefügt sein, um das Gehäuse 90 gegen Eindringen von Wasser abzudichten.
Der Gehäusedeckel 94 ist mit dem Gehäusegrundkörper 92 unlösbar verbunden. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel 94 mit dem Gehäusegrundkörper 92 verschweißt oder verklebt sein. An der Innenseite des Gehäusedeckels 94 ist ein Wärmeschirm 100 ausgebildet oder angebracht. Der Wärmeschirm 100 hat in dem gezeigten Beispiel die Form einer Wand, die an die Innenseite des Gehäusedeckels 94 angeformt ist. Alternativ kann der Wärmeschirm 100 auch durch eine separate, an der Innenseite des Gehäusedeckels 94 angebrachte Wand gebildet sein. Der Wärmeschirm 100 liegt zwischen der Trennkappe 20 und der Steuereinheit 80 und schützt die Steuereinheit vor dem größten Teil der von der Trennkappe 20 abgegebenen Wärmestrahlung.
In dem Beispiel der 1 ist der Wärmeschirm 100 insbesondere als eine ringförmige Wand ausgebildet, die das stirnseitige geschlossene Ende der Trennkappe 20 im Bereich des kuppelförmigen Doms 20'' in Umfangsrichtung umgibt. Die Wand des Wärmeschirms 100 schirmt dabei insbesondere den Teil der Trennkappe 20 ab, der durch die Ausnehmung 88 der Schaltungsplatte 82 vorsteht und ohne Wärmeschirm Wärme direkt an die Steuereinheit 80 abgeben würde.
Der Wärmeschirm 100 grenzt in dem gezeigten Beispiel ein Abschirmungsreservoir 102 ein, dass die von der Trennkappe 20 abgestrahlte Wärme aufnehmen kann. Konkret wird das Abschirmungsreservoir 102 in dem gezeigten Beispiel durch die umlaufende Wand des Wärmeschirms 100 und die Innenseite des darin eingeschlossenen Deckelabschnitts eingegrenzt. Der Wärmeschirm 100 überlappt in dem gezeigten Beispiel Trennkappe 20 teilweise, wenn die Ventileinrichtung in Seitenansicht, senkrecht zu ihrer Längsrichtung oder zur Richtung der Drehachse der Welle, betrachtet wird. Mit anderen Worten ragt der Dom 20'' der Trennkappe 20 in das Abschirmungsreservoir 102 hinein. Da die von der Trennkappe 20 abgegebene Wärme im Betrieb nach oben steigt, entsprechend der 1 gezeigten Einbaulage der Ventileinrichtung, wäre jedoch auch ein Wärmeschirm 100 wirksam, der ein Abschirmungsreservoir 102 eingegrenzt, aber Wände aufweist, welche die Trennkappe 20 in Seitenansicht nicht überlappen.
1 ist die Ventileinrichtung in ihrer Einbaulage dargestellt, wobei die Steuereinheit 80 in der Einbaulage der Ventileinrichtung oberhalb des Linearstellantriebs 10 angeordnet ist. In dieser Einbaulage steigt, wie erläutert, die durch den Linearstellantrieb 10 und gegebenenfalls durch das Kühlmittel, welches durch den Kanal 32 strömt, erzeugte Wärme nach oben und wird von dem Dom 20'' der Trennkappe 20 nach oben abgestrahlt, wobei so erwärmte Luft weiter nach oben steigt und sich in dem Abschirmungsreservoir 102 sammelt. Über das Abschirmungsreservoir 102 kann die Wärme über den Gehäusedeckel 94 an die Außenumgebung abgegeben werden. Dadurch werden elektronische Komponenten der Steuereinheit 80 vor Wärmestrahlung geschützt.
Der Wärmeschirm 100 kann ebenso wie der Gehäusedeckel 94 aus Kunststoff, insbesondere Polyamid, hergestellt sein, wobei der Gehäusedeckel 94 in einem Abschnitt, der von dem Wärmeschirm 100 eingegrenzt wird und der die Trennkappe 20 wenigstens teilweise überlappt, Metall aufweisen kann oder mit einem Metallkörper (nicht gezeigt) verbunden sein kann, um die Wärmeabgabe an die Außenumgebung zu optimieren. Beispielsweise kann in dem Bereich des Gehäusedeckels 94, der von dem Wärmeschirm 100 eingegrenzt ist, ein Kühlkörper oder ein Wärmetauscher an der Außenseite des Gehäusedeckels 94 angeordnet sein.
Zusätzlich oder alternativ kann der Gehäusedeckel 94 in einem Wandbereich, der von dem Wärmeschirm 100 eingegrenzt wird und der die Trennkappe 20 wenigstens teilweise überlappt, eine oder mehrere Öffnungen (nicht gezeigt) aufweisen, um Wärme direkt nach außen abzugeben. Zur Abdichtung des Gehäuses 90 müssten solche Öffnungen fluiddicht verschlossen sein, beispielsweise durch eine integrierte Membran.
Wie in 1 dargestellt, ist der Wärmeschirm 100 mit Abstand zu der Trennkappe 20 und der Steuereinheit 80 angeordnet, um Wärmebrücken zu vermeiden. Die Luft zwischen dem Wärmeschirm 100 und der Steuereinheit 80 bewirkt eine zusätzliche Wärmeisolation. Abweichend von der Darstellung in 1 muss Wärmeschirm 100 die Trennkappe 20 nicht notwendig um den gesamten Umfang der Trennkappe 20 herum umgeben. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Wärmeschirm nur auf einer Seite der Trennkappe 20 zwischen dieser und der Steuerelektronik 84 vorgesehen ist und dass das Abschirmungsreservoir 102 zur gegenüberliegenden Seite hin offen ist, sodass Wärme auch zu einer Seite der Ventileinrichtung abgegeben werden kann.
Es ist davon auszugehen, dass die Temperatur im oberen Abschnitt des Gehäuses 90, sofern es den Wärmeschirm 100 nicht gäbe, ähnlich der Temperatur in dem Abschirmungsreservoir 102 wäre. Mithilfe des Wärmeschirms kann somit die Temperatur in dem Bereich, in dem die Steuereinheit 80 in dem Gehäuse 90 untergebracht ist, um ungefähr 20 °C auf etwa 90 °C im Vergleich zu einer Situation ohne Wärmeschirm gesenkt werden. Temperaturen unter 100 °C sind für die meisten elektronischen Komponenten solcher Steuereinheiten unkritisch, sodass in der erfindungsgemäßen Ventil-Antriebsvorrichtung die Temperatur im Bereich der Steuereinheit unter den üblichen Betriebsbedingungen auf einer Temperatur gehalten werden kann, bei der regelmäßig keine Störungen auftreten.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand verschiedener Beispiele mit Bezug auf die 2 bis 9 beschrieben. Die 2, 4, 6 und 8 zeigen jeweils eine Ventil-Antriebsvorrichtung, die in der in 1 dargestellten Ventileinrichtung zum Einsatz kommen kann, in Seitenansicht oder in perspektivischer Ansicht und teilweise in Schnittansicht. Die Ventil-Antriebsvorrichtung umfasst den Linearstellantrieb 10 mit Rotor 14 und Stator 16, die Trennkappe 20, die Steuereinheit 80, den Adapterblock 40und das Gehäuse 90 mit dem Gehäusegrundkörper 92 und dem Gehäusedeckel 94. Auf die detaillierte Beschreibung der 1 wird in vollem Umfang Bezug genommen. Der Übersichtlichkeit halber sind in den 2, 4, 6 und 8 nur die Hauptkomponenten der Ventil-Antriebsvorrichtung mit Bezugszeichen versehen.
In der Darstellung der 2 sind insbesondere der Stator 16, die Steuereinheit 80 und der Adapterblock 40 zu erkennen. Der Stator ist mit seinem Statorstack 16' dargestellt, der einen Stapel Elektrobleche aufweist. Der Statorstack 16' ist von der Nutisolation 18 umgeben, die auf den Statorstack 16' aufgespritzt sein kann. Die Nutisolation 18 isoliert die Statorbleche des Statorstacks 16' gegen die Wicklungen 16'', wie in 1 dargestellt. Ferner ist ein Flanschabschnitt 18' an die Nutisolation 18 angeformt und bildet einen integralen Bestandteil derselben. Der Flanschabschnitt 18' dient in dem gezeigten Beispiel auch als Träger zur Unterstützung und Fixierung der Steuereinheit 80. Steckkontakte, Schneidkontakte oder dergleichen 78 können in dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation 18 gehalten sein, um die Statorwicklungen 16" mit der Steuereinheit 80 zu verbinden.
In der Nutisolation 18 ist in einem Bereich über dem Statorstack 16' ein Durchgang 120 ausgebildet, der beim Spritzgießen ausgespart oder nachträglich gebohrt sein kann. In den Durchgang ist eine Schraubenfeder 122, als ein Beispiel eines Federkontakts, eingesetzt. Die Schraubenfeder 122 ist eine Druckfeder, die zwischen einer Stirnfläche des Statorstacks 16' und einer gegenüberliegenden Fläche der Leiterplatte 82 zu liegen kommt. In der gezeigten Einbaulage der Antriebsvorrichtung erstreckt sich die Schraubenfeder 122 von der oberen Stirnfläche des Statorstack 16' zur Unterseite der Leiterplatte 82 und übt aufgrund ihrer Vorspannung Druck gegen diese aus. Der Durchgang ist in der Nutisolation so angeordnet, dass die Schraubenfeder 122 gegen einen Massekontakt oder einen Abschnitt einer Masseleitung oder einen anderen Referenzkontakt (nicht gezeigt) an der Unterseite der Leiterplatte 82 und gegen einen Abschnitt des Statorstack 16' zu liegen kommt.
An den Kontaktabschnitten kann eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht entfernt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schraubenfeder 122 an einem oder beiden Enden einen Schneidkontakt aufweisen, der eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht auf dem Statorstack 16' oder einer Leitung oder Kontaktfläche der Leiterplatte 82 abtragen kann. Der Kontaktwiderstand zwischen der Schraubenfeder 122 und dem Stator 16 und/oder dem Referenzpotenzial-Kontakt kann in der Größenordnung von etwa 1-2 Ohm liegen. Eine Lötverbindung oder ein Durchdringen leitender Teile der Leiterplatte 82 und/oder der Statoroberfläche ist nicht notwendig.
Die Schraubenfeder 122 kann in dem Durchgang in axialer und radialer Lage fixiert oder in axialer Richtung verschieblich gehalten sein. Die Schraubenfeder 122 kann aufgrund ihrer Federkraft Vibrationen und thermische Spannungen sowie Einbautoleranzen in der Antriebsvorrichtung ausgleichen und einen zuverlässigen Kontakt zwischen dem Statorstack 16' und dem Referenzpotenzial gewährleisten. Diese Funktionalität wird durch eine axial bewegliche Lagerung der Schraubenfeder 122 in dem Durchgang noch verbessert.
Bei dem Zusammenbau der Ventil-Antriebsvorrichtung wird zunächst der Stator 16 mit der aufgespritzten Nutisolation 18 auf die Trennkappe 20 aufgebracht, z.B. in Spielpassung aufgepresst. Dann wir die Schraubenfeder 122 in den Durchgang 120 eingefügt. In einer Ausgestaltung kann sie in dem Durchgang 120 im Presssitz gehalten sein, so dass eine Vorfixierung erfolgt. Beispielsweise ist sie in dem Durchgang 120 in einem mittleren Abschnitt gehalten, wie unten mit Bezug auf 3 erläutert. In einer anderen Ausgestaltung wird die Schraubenfeder 122 lose in den Durchgang 120 eingelegt und ist darin axial verschieblich geführt. Dies erleichtert die Montage, ergibt aber keine axiale Vorfixierung. Anschließend kann die Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80 an dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation befestigt werden. Dabei wird das bisher noch offene obere Ende des Durchgangs 120 durch die Unterseite der Leiterplatte 82 verschlossen und die Schraubenfeder in dem Durchgang eingeschlossen.
Eine Vorfixierung der Schraubenfeder 122 in dem Durchgang 120, beispielsweise durch Presspassung, erlaubt eine sichere Montage noch bevor die die Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80 aufgebracht ist. Das lose Einlegen der Schraubenfeder in den Durchgang 120 macht dagegen die Montage einfacher, weil kein Presssitz hergestellt werden muss.
Ein Beispiel einer Schraubenfeder 122 ist in den 3A und3B in Seitenansicht und in perspektivischer Darstellung gezeigt. In dem gezeigten Beispiel hat die Schraubenfeder 122 eine variable Steigung mit, in diesem Beispiel, einem mittleren Abschnitt 122-1 und zwei Endabschnitten 122-2, die eine höhere Federkonstante aufweisen als zwei zwischen dem mittleren Abschnitt 122-1 und den Endabschnitten 122-2 liegenden Federabschnitte 122-3. Der mittlere Abschnitt 122-1 und die zwei Endabschnitte 122-2 sind relativ starr mit geringer Steigung und Windungen, die vollständig oder nahezu vollständig aufeinander liegen, ausgebildet. Die dazwischen liegenden Federabschnitte 122-3 haben eine größere Steigung und bestimmen im Wesentlichen die Federkonstante der Schraubenfeder 122.
In einem Beispiel hat der mittlere Abschnitt 122-1 etwa 12 Windungen, die Endabschnitte 122-2 haben etwa zwei Windungen und die Federabschnitte 122-3 haben etwa vier Windungen. Allgemeiner kann der mittlere Abschnitt 122-1 etwa die Hälfte bis ein Drittel der Gesamtzahl der Windungen umfassen, und die Endabschnitte 122-2 können eine relativ geringe Anzahl von Windungen, z.B. zwei oder drei Windungen aufweisen. Die Federkraft kann z.B. im Bereich von 1 N bis 3 N oder von 1,3 N bis 2,6 N oder bei etwa 1,5 N oder 2 N oder 2,4 N liegen. Der Durchmesser der Schraubenfeder kann im Bereich von 1 mm bis 2 mm, z.B. bei etwa 1,3 mm oder 1,6 mm liegen. Andere Konfigurationen sind möglich und sind abhängig von insbesondere den Abmessungen der Anwendung. Die Schraubenfeder 122 kann aus Federstahl, insbesondere Edelstahl, hergestellt sein.
Ein weiteres Beispiel der Antriebsvorrichtung ist in der 4 dargestellt. In der Darstellung der 4 sind insbesondere der Stator 16, die Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80 und der Adapterblock 40 zu erkennen. Die Steuerelektronik ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Der Stator 16 ist mit seinem Statorstack 16' umgeben von der Nutisolation 18 dargestellt, die auf den Statorstack 16' aufgespritzt sein kann. Die Nutisolation 18 isoliert die Statorbleche gegen die Wicklungen, wie in 1 dargestellt. Ferner ist ein Flanschabschnitt 18' an die Nutisolation 18 angeformt und bildet einen integralen Bestandteil derselben. Der Flanschabschnitt 18' dient in dem gezeigten Beispiel auch als Träger zur Unterstützung und Fixierung der Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80. Steckkontakte, Schneidkontakte oder dergleichen 78 können in dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation 18 gehalten sein, um die Statorwicklungen mit der Steuereinheit 80 zu verbinden. Dieses Beispiel nutzt die elektrische Leitfähigkeit der Trennkappe 20, die z.B. aus Edelstahl hergestellt ist, und die elektrische Verbindung des Stators 16 mit der Trennkappe 20, um den Stator 16 mit dem Referenzpotenzial an der Leiterplatte 82 elektrisch zu verbinden.
In dem Beispiel der 4 ist der Stator 16 mit dem Referenzpotenzial über eine Blattfeder 124 verbunden, die in 5 im Detail dargestellt ist. Die Blattfeder 124 ist in dem gezeigten Beispiel auf einen Rand 82' der Leiterplatte 82 aufgeschoben bzw. aufgeklipst, so dass sie durch Klemmkraft auf der Leiterplatte 82 gehalten wird.
Die Blattfeder 124 ist in diesem Beispiel an der Unterseite der Leiterplatte 82 mit einem Referenzkontakt oder einer Referenzleitung (nicht gezeigt), insbesondere der Masseleitung, elektrisch gekoppelt, wobei ein erster freier Arm 124-1 der Blattfeder 124 durch die Federkraft gegen den Referenzkontakt oder die Referenzleitung gedrückt wird und so eine elektrische Verbindung herstellt. Ein zweiter freier Arm 124-2 der Blattfeder 124 wird durch Federkraft gegen die Oberfläche der Trennkappe 20, insbesondere gegen den Dom 20'', der durch die Öffnung in der Leiterplatte 82 ragt, gedrückt und stellt so eine elektrische Verbindung her. Der erste und der zweite Arm 124-1, 124-2 sind durch einen Brückenabschnitt 124-3 der Blattfeder 124 verbunden.
Bei dem Zusammenbau der Antriebsvorrichtung wird zunächst der Stator 16 mit der aufgespritzten Nutisolation 18 auf die Trennkappe 20 aufgebracht, z.B. in Spielpassung aufgepresst. Dabei wird zwischen der Trennkappe 20 und dem Stator 16 ein elektrischer Kontakt hergestellt. Dieser Kontakt kann z.B. dadurch verbessert werden, dass die Trennkappe 20 im Gehäusegrundkörper 92 um einen geringen Winkel relative zur Drehachse des Motors schräg gestellt wird. Die Blattfeder 124 wird auf die Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80 seitlich in definierter Position aufgeschoben, so dass der erste Arm 124-1 mit einer Referenzpotenzialleitung in Kontakt kommt. Hierfür kann an dem Rand 82' der Leiterplatte 82 eine optische und/oder haptische Markierung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann mittels einer Schnappverriegelung der Blattfeder 124 an der Leiterplatte 82 kann eine sichere Positionierung der Blattfeder 124 im Betrieb erzielt werden. Die Leiterplatte 82 kann ferner die vormontierte Steuerelektronik 84 tragen. Anschließend wird die Leiterplatte 82 an dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation befestigt. Dabei kommt der zweite freie Arm 124-3 der Blattfeder 124 mit dem Dom 20'' der Trennkappe 20 in elektrischen und mechanischen Kontakt. Alternativ kann die Blattfeder 124 auch auf den Rand 82' der Leiterplatte 82 aufgesteckt werden, nachdem diese auf dem Stator 16 montiert ist. Eine Aufnahme an der Leiterplatte 82 für die Blattfeder 124 kann so konfiguriert sein, dass die Blattfeder 124 nach dem aufstecken auf die Leiterplatte 82 mit dem Dom 20'' der Trennkappe 20 in Blindmontage in Kontakt kommt.
An den Kontaktabschnitten auf der Leiterplatte 82 und der Trennkappe 20 kann ein elektrischer Kontakt zu der Blattfeder 124 hergestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Blattfeder 124 an einem oder beiden Armen 124-1, 124-2 einen Schneidkontakt (nicht gezeigt) aufweisen, der eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht auf der Trennkappe 20 oder einer Leitung oder Kontaktfläche der Leiterplatte abtragen kann und/oder einen vorteilhaft geringen Kontaktwiderstand ermöglichen kann. Der Kontaktwiderstand zwischen der Blattfeder 124 und der Trennkappe 20 und/oder dem Referenzpotenzial-Kontakt der Leiterplatte 82 kann in der Größenordnung von etwa 1-2 Ohm liegen. Eine Lötverbindung oder ein Durchdringen leitender Teile der Leiterplatte 82 und/oder der Oberfläche der Trennkappe 20 ist nicht notwendig. Es ist jedoch möglich, den ersten Arm 124-1 der Blattfeder 124 an der Unterseite der Leiterplatte 82 anzulöten, um die mechanische und elektrische Verbindung zu verbessern.
In einer Ausgestaltung kann auf der Oberfläche der Trennkappe 20 eine Führungsfläche, z.B. eine Nut oder ähnliche Vertiefung oder Erhebungen zur Eingrenzung einer Führungsfläche, vorgesehen sein, um den zweiten Arm 124-2 der Blattfeder 124 kontrolliert auf der Trennkappe 20 zu positionieren.
Die Blattfeder 124 kann aus einem Federstahl, insbesondere unbehandeltem Edelstahl, hergestellt sein. Ein Stahlstreifen kann z. B. eine Breite in der Größenordnung von 1-2 mm, z.B. ungefähr 1,5 mm und eine Dicke in der Größenordnung von z. B. 0,1-0,2 mm haben. Die Federkraft kann etwa 1-3 N betragen. Abhängig von der Anwendung können andere Abmessungen gewählt werden.
Die Federspannung der Blattfeder 124 drückt den Arm 124-2 gegen die Oberfläche der Trennkappe 20 und stellt auch bei Vibrationen und/oder unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen verschiedener Komponenten der Antriebsvorrichtung stets einen zuverlässigen Kontakt zwischen der Trennkappe 20 und somit dem Stator 16 und dem Referenzpotenzial auf der Leiterplatte 82 bereit. Die Blattfeder 124 kann somit aufgrund ihrer Federkraft mechanische Bewegungen aufgrund von Vibrationen und thermischen Spannungen in der Ventil-Antriebsvorrichtung ausgleichen.
Ein weiteres Beispiel der Antriebsvorrichtung ist in der 6 dargestellt. In der Darstellung der 6 sind insbesondere der Stator 16, die Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80, die Trennkappe 20 und der Adapterblock 40 zu erkennen. Die Steuerelektronik ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Der Stator 16 ist mit seinem Statorstack 16' umgeben von der Nutisolation 18 dargestellt, die auf den Statorstack 16' aufgespritzt sein kann. Die Nutisolation 18 isoliert die Statorbleche gegen die Wicklungen, wie in 1 dargestellt. Ferner ist ein Flanschabschnitt 18' an die Nutisolation 18 angeformt und bildet einen integralen Bestandteil derselben. Der Flanschabschnitt 18' dient in dem gezeigten Beispiel auch als Träger zur Unterstützung und Fixierung der Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80. Steckkontakte, Schneidkontakte oder dergleichen 78 können in dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation 18 gehalten sein, um die Statorwicklungen 16'' mit der Steuereinheit 80 zu verbinden.
In dem Beispiel der 6 ist ferner das Gehäuse 90 mit dem Gehäusegrundkörper 92, dem Gehäusedeckel 94 und dem an den Gehäusedeckel 94 angeformten Wärmeschirm 100 dargestellt. Auch diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung der 1 Bezug genommen.
In dem Beispiel der 6 ist, ähnlich wie in dem Beispiel der 4, der Stator 16 mit dem Referenzpotenzial über eine Blattfeder 126 verbunden, die in 7 im Detail dargestellt ist. Die Blattfeder 126 ist in dem gezeigten Beispiel auf einen Rand der den Wärmeschirm 100 bildenden Wand aufgeschoben bzw. aufgeklipst, so dass sie durch eine Klemmkraft auf dem Wärmeschirm 100 gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich zu dem Wärmeschirm 100 kann an den Gehäusedeckel 94 ein vom dem Wärmeschirm unabhängiger Federträger (nicht dargestellt) angeformt sein, auf den die Blattfeder 126 aufgeschoben bzw. aufgeklipst ist, so dass sie durch eine Klemmkraft auf dem Federträger gehalten wird. Auch dieses Beispiel nutzt die elektrische Leitfähigkeit der Trennkappe 20, die z.B. aus Edelstahl hergestellt ist, und die elektrische Verbindung des Stators 16 mit der Trennkappe 20, um den Stator 16 mit dem Referenzpotenzial an der Leiterplatte 82 elektrisch zu verbinden.
Die Blattfeder 126 weist in diesem Beispiel eine ersten freien Arm 126-1 auf, der sich von dem Rand des Wärmeschirms 100 nach unten bis zur Oberfläche der Leiterplatte 82 erstreckt und an der Oberseite der Leiterplatte 82 mit einem Referenzkontakt oder einer Referenzleitung (nicht gezeigt), insbesondere einer Masseleitung, elektrisch gekoppelt wird, wobei er durch die Federkraft gegen den Referenzkontakt oder die Referenzleitung gedrückt wird und so eine elektrische Verbindung herstellt. Ein zweiter freier Arm 126-2 der Blattfeder wird durch Federkraft gegen die Oberfläche der Trennkappe 20, insbesondere gegen den Dom 20'', der durch die Ausnehmung 88 in der Leiterplatte 82 ragt, gedrückt und stellt so eine elektrische Verbindung her. Der erste und der zweite Arm 126-1, 126-2 sind durch einen Klemmabschnitt 126-3 der Blattfeder 126 verbunden, der auf der Wand des Wärmeschirms 100 sitzt.
Bei dem Zusammenbau der Antriebsvorrichtung wird zunächst der Stator 16 mit der aufgespritzten Nutisolation 18 auf die Trennkappe 20 aufgebracht, z.B. in Spielpassung aufgepresst, wobei zwischen der Trennkappe 20 und dem Stator 16 ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Anschließend wird die Steuerelektronik 80 (in 6 ist nur deren Leiterplatte 82 dargestellt) auf dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation fixiert. Die Blattfeder 126 wird auf die Wand des Wärmeschirms 100 an dem Gehäusedeckel 92 in definierter Position aufgeschoben. Hierfür kann an der Wand eine optische und/oder haptische Markierung vorgesehen sein. Die Blattfeder 126 ist an der Wand so positioniert, dass beim Schließen des Gehäusedeckels 94 der erste freie Arm 126-1 mit eine Referenzpotenzialleitung auf der Oberfläche der Leiterplatte in Kontakt kommt und der zweite freie Arm 126-2 der Blattfeder 126 mit dem Dom 20" der Trennkappe 20 in elektrischen und mechanischen Kontakt. Die Leiterplatte 82 kann ferner die vormontierte Steuerelektronik tragen. Die Blattfeder 126 ist so ausgestaltet und an dem Gehäusedeckel 94 angebracht, dass sie die beabsichtigten elektrischen Kontakte in Blindmontage hergestellt werden können.
An den Kontaktabschnitten auf der Leiterplatte 82 und der Trennkappe 20 kann eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht entfernt sein, um den elektrischen Kontakt zu der Blattfeder 126 sicherzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Blattfeder 126 an einem oder beiden Armen 126-1, 126-2 einen Schneidkontakt (nicht gezeigt) aufweisen, der eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht auf der Trennkappe 20 oder einer Leitung oder Kontaktfläche der Leiterplatte 82 abtragen kann. Der Kontaktwiderstand zwischen der Blattfeder 126 und der Trennkappe 20 und/oder dem Referenzpotenzial-Kontakt der Leiterplatte 82 kann in der Größenordnung von etwa 1-2 Ohm liegen. Eine Lötverbindung oder ein Durchdringen leitender Teile der Leiterplatte 82 und/oder der Oberfläche der Trennkappe 20 ist nicht notwendig.
In einer Ausgestaltung kann auf der Oberfläche der Trennkappe 20 eine Führungsfläche, z.B. eine Nut oder ähnliche Vertiefung oder Erhebungen zur Eingrenzung einer Führungsfläche, vorgesehen sein, um den zweiten Arm 126-2 der Blattfeder 126 kontrolliert auf der Trennkappe 20 zu positionieren.
Die Blattfeder 126 kann aus einem Federstahl, insbesondere unbehandeltem Edelstahl, hergestellt sein. Ein Stahlstreifen kann z. B. eine Breite in der Größenordnung von 1-2 mm, z.B. ungefähr 1,5 mm und eine Dicke in der Größenordnung von z. B. 0,1-0,2 mm haben. Die Federkraft kann etwa 1-3 N betragen. Abhängig von der Anwendung können andere Abmessungen gewählt werden.
Die Federspannung der Blattfeder 126 drückt den Arm 126-2 gegen die Oberfläche der Trennkappe 20 und stellt auch bei Vibrationen und/oder unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen verschiedener Komponenten der Antriebsvorrichtung stets einen zuverlässigen Kontakt zwischen der Trennkappe 20 und somit dem Stator 16 und dem Referenzpotenzial der Leiterplatte 82 bereit. Die Blattfeder 126 kann somit aufgrund ihrer Federkraft mechanische Bewegungen aufgrund von Vibrationen und thermischen Spannungen in der Ventil-Antriebsvorrichtung ausgleichen.
Ein weiteres Beispiel der Antriebsvorrichtung ist in der 8 dargestellt. In der Darstellung der 8 sind insbesondere der Stator 16, die Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80, die Trennkappe 20 und der Adapterblock 40 zu erkennen. Die Steuerelektronik ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Der Stator ist mit seinem Statorstack 16' umgeben von der Nutisolation 18 dargestellt, die auf den Statorstack 16' aufgespritzt sein kann. Die Nutisolation 18 isoliert die Statorbleche gegen die Wicklungen, wie in 1 dargestellt. Ferner ist ein Flanschabschnitt 18' an die Nutisolation 18 angeformt und bildet einen integralen Bestandteil derselben. Der Flanschabschnitt 18' dient in dem gezeigten Beispiel auch als Träger zur Unterstützung und Fixierung der Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80. Steckkontakte, Schneidkontakte oder dergleichen 78 können in dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation 18 gehalten sein, um die Statorwicklungen 16'' mit der Steuereinheit 80 zu verbinden.
In dem Beispiel der 8 ist ferner das Gehäuse 90 mit dem Gehäusegrundkörper 92, dem Gehäusedeckel 94 und dem an den Gehäusedeckel 94 angeformten Wärmeschirm 100 dargestellt. Auch diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung der 1 Bezug genommen.
In dem Beispiel der 8 ist der Stator 16 mit dem Referenzpotenzial über eine Blattfeder 128 verbunden, die in 9 im Detail dargestellt ist. Die Blattfeder 128 ist in dem gezeigten Beispiel auf einer Oberfläche der Leiterplatte 82 fixiert. Dieses Beispiel nutzt die elektrische Leitfähigkeit der Trennkappe, die z.B. aus Edelstahl hergestellt ist, und die elektrische Verbindung des Stators mit der Trennkappe, um den Stator mit dem Referenzpotenzial an der Leiterplatte elektrisch zu verbinden.
Die Blattfeder 128 ist in diesem Beispiel an der Oberseite der Leiterplatte 82 mit einem Referenzkontakt oder einer Referenzleitung (nicht gezeigt), insbesondere einer Masseleitung, elektrisch und mechanisch gekoppelt. Sie kann an der Leiterplatte 82 z.B. angelötet, angeschraubt oder angenietet oder durch einen Steckkontakt (nicht gezeigt) verbunden sein. Die Blattfeder 128 weist einen ersten freien Arm 128-1 und einen gegenüberliegenden zweiten freien Arm 128-2 auf. Die beiden Arme 128-1 und 128-2 sind über ein Mittelstück 128-3 verbunden. Das Mittelstück 128-3 ist der Teil der Blattfeder, der mit der Leiterplatte 82 elektrisch und mechanisch gekoppelt ist. Es kann z. B. eine Öffnung 128-4 aufweisen, um einen Bolzen zur Verbindung der Blattfeder 128 mit der Leiterplatte 82 aufzunehmen.
Der zweite freie Arm 128-2 der Blattfeder 128 ist so gestaltet, dass er durch Federkraft gegen die Oberfläche der Trennkappe 20, insbesondere gegen den Dom 20'', der durch die Öffnung in der Leiterplatte 82 ragt, drückt und stellt so eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte 82 und der Trennkappe 20 her. Der erste und der zweite Arm 128-1, 128-2 sind ferner so gestaltet, dass die Blattfeder 128 im Gleichgewicht oder ungefähr im Gleichgewicht ist und somit im Bereich des Mittelstücks minimale Querkräfte, d.h. Kräfte quer zur Gravitationsrichtung, auf die Verbindung der Blattfeder 128 mit der Leiterplatte 82 wirken. Somit kann auch während eines automatisierten Montageverfahrens die Blattfeder 128 wie andere SMD-Bauteile auf die Leiterplatte 82 gesetzt werden und bleibt in ihrer Position ohne zu kippen, während die Elektronik z.B. in einem Ofen gelötet wird. Dies erlaubt eine stabile und sichere Lagerung der Blattfeder 128 auf der Leiterplatte 82, bei der auf die mechanische Verbindung zur Leiterplatte 82 minimale Kräfte wirken.
Bei dem Zusammenbau der Ventil-Antriebsvorrichtung wird zunächst der Stator 16 mit der aufgespritzten Nutisolation 18 auf die Trennkappe 20 aufgebracht, z.B. in Spielpassung aufgepresst, wobei zwischen der Trennkappe 20 und dem Stator 16 ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Die Blattfeder 128 wird auf der Leiterplatte 82 der Steuereinheit 80 montiert, z.B. angelötet oder angeschraubt oder angenietet. Der erste Arm 128-1 und der zweite Arm 128-2 stehen dann von der Leiterplatte 82 nach oben ab und sind zumindest ungefähr im Gleichgewicht. Die Blattfeder 128 ist mit ihrem Mittelstück 128-3 in elektrischem Kontakt mit einer Referenzpotenzialleitung der Leiterplatte 82. Die Leiterplatte 82 kann ferner die vormontierte Steuerelektronik tragen.
Anschließend wird die Leiterplatte an dem Flanschabschnitt 18' der Nutisolation befestigt. Dabei kommt der zweite freie Arm 128-2 der Blattfeder 128 mit dem Dom 20'' der Trennkappe in elektrischen und mechanischen Kontakt und kann durch Federkraft gegen den Dom drücken. Alternativ kann die Blattfeder 128 auch auf der Leiterplatte 82 montiert werden, nachdem diese auf dem Stator 16 montiert ist.
An den Kontaktabschnitten auf der Leiterplatte 82 und der Trennkappe 20 kann eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht entfernt sein, um den elektrischen Kontakt zu der Blattfeder 128 sicherzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Blattfeder 128 in ihren Kontaktbereichen einen Schneidkontakt aufweisen, der eine gegebenenfalls vorhandene Isolationsschicht auf der Trennkappe 20 oder einer Leitung oder Kontaktfläche der Leiterplatte 82 abtragen kann. Der Kontaktwiderstand zwischen der Blattfeder 128 und der Trennkappe 20 und/oder dem Referenzpotenzial-Kontakt und der Kontaktwiderstand zwischen Stator 16 und Trennkappe 20 können in der Größenordnung von etwa 1-2 Ohm liegen. Eine Lötverbindung oder ein Durchdringen leitender Teile der Leiterplatte 82 und/oder der Oberfläche der Trennkappe 20 ist nicht notwendig.
In einer Ausgestaltung kann auf der Oberfläche der Trennkappe 20 eine Führungsfläche, z.B. eine Nut oder ähnliche Vertiefung oder Erhebungen zur Eingrenzung einer Führungsfläche, vorgesehen sein, um den zweiten Arm 128-2 der Blattfeder 128 kontrolliert auf der Trennkappe 20 zu positionieren.
Die Blattfeder 128 kann aus einem Federstahl, insbesondere unbehandeltem Edelstahl, hergestellt sein. Ein Stahlstreifen kann z. B. eine Breite in der Größenordnung von 1-2 mm, z.B. ungefähr 1,5 mm und eine Dicke in der Größenordnung von z. B. 0,1-0,2 mm haben. Die Federkraft kann etwa 1-3 N betragen. Abhängig von der Anwendung können andere Abmessungen gewählt werden.
Die Federspannung der Blattfeder 128 drückt den Arm 128-2 gegen die Oberfläche der Trennkappe 20 und stellt auch bei Vibrationen und/oder unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen verschiedener Komponenten der Ventil-Antriebsvorrichtung stets einen zuverlässigen Kontakt zwischen der Trennkappe 20 und somit dem Stator 16 und dem Referenzpotenzial der Leiterplatte 82 bereit. Die Blattfeder 128 kann somit aufgrund ihrer Federkraft mechanische Bewegungen aufgrund von Vibrationen und thermischen Spannungen in der Ventil-Antriebsvorrichtung ausgleichen.
Die Erfindung schafft somit eine Ventil-Antriebsvorrichtung für ein Ventil zur Steuerung eines Fluidstroms und eine zugehörige Ventileinrichtung, insbesondere zur Verwendung in einer Klimaanlage oder einem Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges und noch spezieller zur Steuerung eines CO₂-Kühlmittelstroms, die mit einfachen Mitteln die elektromagnetische Strahlung der Antriebsvorrichtung minimiert.
Bezugszeichenliste

10: Linearstellantrieb
12: Welle
12': Rändel
14: Rotor
14': Rotorträger
14'': Rotormagnet
16: Stator
16': Statorstack,
16'': Statorwicklung
18: Nutisolation
18': Flanschabschnitt
20: Trennkappe
20': Zylinderwand
20'': Dom
30: Ventilblock
32: Kanal im Ventilblock
34: Ventilsitz
36: Dichtung
40: Adapterblock
44: Lagersitze
50: Stellglied
60: Kugellager
62: Sprengring
64: Lagerkörper
66: Lagerstift
68: Ausnehmung im Lagerkörper
70: Kopplungsglied
74: Schaft
78: Schneidkontakte, Steckkontakte
80: Steuereinheit
82: Leiterplatte
82': Rand
84: Steuerelektronik
86: Kontaktstecker
88: Ausnehmung in der Leiterplatte
90: Gehäuse
92: Gehäusegrundkörper
94: Gehäusedeckel
96: Flansch des Gehäusegrundkörpers
98: Ringdichtung
100: Wärmeschirm
102: Abschirmungsreservoir
120: Durchgang
122: Schraubenfeder
122-1, 122-2, 122-3: Abschnitte der Schraubenfeder
124: Blattfeder
124-1, 124-2, 124-3: Abschnitte der Blattfeder
126: Blattfeder
126-1, 126-2, 126-3: Abschnitte der Blattfeder
128: Blattfeder
128-1, 128-2, 128-3: Abschnitte der Blattfeder
128-4: Öffnung der Blattfeder
130: Innengewinde
132: Außengewinde
134: Kontaktfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017110343 A1 [0001]

Claims

Ventil-Antriebsvorrichtung zur Steuerung eines Fluidstroms mit einem Linearstellantrieb (10), der eine Welle (12) aufweist, die mit einem Elektromotor betrieblich gekoppelt ist, einer fluiddichten Trennkappe (20), in dem die Welle (12) und ein Rotor (14) des Elektromotors aufgenommen sind, und einem Stator (16) des Elektromotors, der außerhalb der Trennkappe (20) den Rotor (14) umgibt, einer Steuereinheit (80) außerhalb der Trennkappe, gekennzeichnet durch einen Federkontakt, der den Stator (16) mit einem Referenzpotential der Steuereinheit (80) elektrisch verbindet.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Federkontakt eine Druckfeder aufweist.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Druckfeder eine Schraubenfeder (122) mit mindestens zwei Abschnitten (122-1, 122-2, 122-3) mit unterschiedlicher Steigung ist.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Schraubenfeder (122) einen mittleren Abschnitt (122-1) und zwei Endabschnitte (122-2) aufweist, die eine höhere Federkonstante aufweisen als zwei zwischen dem mittleren Abschnitt (122-1) und den Endabschnitten (122-2) liegende Abschnitte (122-3).
Ventil-Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stator (16) eine Nutisolation (18) aufweist und in der Nutisolation (18) ein Durchgang (120) ausgebildet ist, in dem der Federkontakt aufgenommen ist.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Federkontakt in dem Durchgang (120) in axialer Richtung verschiebbar gehalten ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Federkontakt an einer Mündung des Durchgangs (120) einen Statorstack (16') des Stators (16) direkt kontaktiert und/oder an einer gegenüberliegenden Mündung des Durchgangs (120) einen Kontakt auf einer Leiterplatte (82) der Steuereinheit (80) direkt kontaktiert.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Federkontakt eine Blattfeder (128) aufweist.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Trennkappe (20) zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und mit dem Stator (16) elektrisch leitend verbunden ist und wobei der Federkontakt so konfiguriert ist, dass er gegen die Trennkappe (20) vorgespannt ist und einen elektrischen Kontakt zu der Trennkappe (20) herstellt.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Federkontakt mit einer Leiterplatte (82) der Steuereinheit (80) mechanisch und elektrisch verbunden ist und einen freien Arm (124-2) aufweist, der gegen die Trennkappe (20) vorgespannt ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Federkontakt auf einen Rand (82') einer Leiterplatte (82) der Steuereinheit (80) aufgesteckt ist und einen freien Arm (124-2) aufweist, der gegen die Trennkappe (20) vorgespannt ist.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, mit ferner einem Gehäuse (90), in dem der Linearstellantrieb (10), die fluiddichten Trennkappe (20), der Stator (16) und die Steuereinheit (80) aufgenommen sind, wobei der Federkontakt an dem Gehäuse (90) fixiert ist, einen freien Arm (126-1) aufweist, der gegen einen Kontakt einer Leiterplatte (82) der Steuereinheit (80) vorgespannt ist, und einen freien Arm (126-2) aufweist, der gegen die Trennkappe (126-2) vorgespannt ist.
Ventil-Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Federkontakt an wenigstens einem Ende einen Schneidkontakt aufweist, der dazu konfiguriert ist, eine Isolationsbeschichtung zu durchdringen.
Ventileinrichtung mit einer Ventil-Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit ferner einem Ventilblock (30), in dem ein Fluidkanal (32) und ein Stellglied (50) aufgenommen sind, und einem Adapterblock (40) zur Verbindung der Trennkappe (20) mit dem Ventilblock (30), wobei der Ventilblock (30) mit der Trennkappe (20) über den Adapterblock (40) verbunden ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 14 zur Steuerung eines CO2-Fluidstroms einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage oder eines Kraftfahrzeug-Kühlkreislaufs, wobei die Trennkappe (20) aus Metall, insbesondere Edelstahl, hergestellt und mit dem Adapterblock (40) fluiddicht verbunden ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, mit einem Stellglied (50), das einen Ventilkolben eines Nadelventils aufweist.