DE102020104803A1

DE102020104803A1 - Ventilstellantrieb sowie Baugruppe

Info

Publication number: DE102020104803A1
Application number: DE102020104803.3A
Authority: DE
Inventors: Kersten Grosse
Original assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Ein Ventilstellantrieb für ein Ventil mit einer Ventilklappe hat eine Antriebswelle (24), mittels der die Ventilklappe zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellbar ist, und einen Steuerkopf (30) mit einer Sensoreinheit (38), die einen Hall-Sensor (36) sowie einen ersten Positionsmagnet (31) und einen zweiten Positionsmagnet (32) aufweist, und einem Halteelement (40), das um eine Drehachse (D) relativ zum Hall-Sensor (36) drehbar und drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (24) gekoppelt ist. Dabei erfasst die Sensoreinheit (38) einen ersten Zustand, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem ersten Positionsmagnet (31) minimal ist, und einen zweiten Zustand, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem zweiten Positionsmagnet (32) minimal ist. Ferner ist eine Baugruppe mit einem ersten und einem zweiten Ventil vorgesehen, die jeweils einen derartigen Ventilstellantrieb aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilstellantrieb, insbesondere Drehantrieb, für ein Ventil mit einer Ventilklappe. Ferner betrifft die Erfindung eine Baugruppe mit einem ersten und einem zweiten Ventil, die jeweils einen derartigen Ventilstellantrieb aufweisen.
Ventilstellantriebe für Ventile sind bekannt.
Sie sind dazu vorgesehen, ein Stellglied wie eine Ventilklappe des Ventils zwischen unterschiedlichen Stellungen zu verstellen, um den Öffnungsquerschnitt eines Kanals einzustellen und damit den Fluss eines Mediums durch diesen Kanal zu steuern.
Nachteilig bei bekannten Ventilstellantrieben ist, dass diese üblicherweise sehr komplex aufgebaut sind und häufig an spezielle Ventiltypen angepasst sind, wodurch hohe Kosten in der Fertigung sowie in der Entwicklung der Ventilstellantriebe für jeden Ventiltyp erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilstellantrieb bereitzustellen, der besonders einfach gestaltet und vorzugsweise flexibel einsetzbar ist.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Ventilstellantrieb, insbesondere ein Drehantrieb, für ein Ventil mit einer Ventilklappe vorgesehen. Der Ventilstellantrieb hat eine Steuereinheit, eine Antriebswelle, mittels der die Ventilklappe zwischen einer ersten maximalen Stellung und einer zweiten maximalen Stellung verstellbar ist, und einen Steuerkopf. Der Steuerkopf umfasst eine mit der Steuereinheit signalübertragend gekoppelte Sensoreinheit, die einen Hall-Sensor sowie einen ersten Positionsmagnet und einen zweiten Positionsmagnet aufweist, und ein Halteelement, das um eine Drehachse relativ zum Hall-Sensor drehbar gelagert und drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Der erste Positionsmagnet und der zweite Positionsmagnet sind hierbei um einen ersten Winkel um die Drehachse des Halteelements zueinander beabstandet am Halteelement angebracht sind. Die Sensoreinheit erfasst dabei einen ersten Zustand, wenn der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem ersten Positionsmagnet minimal ist, und einen zweiten Zustand, wenn der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem zweiten Positionsmagnet minimal ist. Ferner sind der erste Positionsmagnet und der zweite Positionsmagnet derart ausgerichtet, dass ein erster magnetischer Pol des ersten Positionsmagnets dem Hall-Sensor zugewandt ist, wenn der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem ersten Positionsmagnet minimal ist, und ein zweiter magnetischer Pol des zweiten Positionsmagnets dem Hall-Sensor zugewandt ist, wenn der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem zweiten Positionsmagnet minimal ist. Hierbei haben der erste Pol des ersten Positionsmagnets und der zweite Pol des zweiten Positionsmagnets entgegengesetzte Polaritäten, das heißt, ein Pol ist ein magnetischer Süd-Pol und der andere Pol ist ein magnetischer Nord-Pol.
Es wurde erkannt, dass es für viele Anwendungen ausreichend ist, wenige diskrete Stellungen von Ventilen zu erfassen und anzusteuern. Dabei ist es nicht erforderlich, die genaue Stellung des Ventils über den vollen Winkelbereich zu kennen, sondern es reichen häufig bereits zwei Stellungen, die insbesondere einer geschlossene und einer, vorzugsweise vollständig, geöffneten Stellung des Ventils zugeordnet sind. Die geschlossene und die vollständig geöffnete Stellung werden auch als maximale Stellungen bezeichnet.
Diese Gestaltung des Ventilstellantriebs hat den Vorteil, dass die Sensoreinheit lediglich wenige diskrete Zustände erfassen muss, die bestimmten Winkelstellungen des Halteelements zugeordnet sind. Hierdurch kann ein Hall-Sensor eingesetzt werden kann, der digital arbeitet und zwischen der Anwesenheit eines positiven Magnetfeldes, der Anwesenheit eines negativen Magnetfeldes und der Abwesenheit eines Magnetfeldes unterscheiden kann. Auf diese Weise kann der Ventilstellantrieb besonders einfach und kostengünstig gestaltet sein.
Ferner ist hierbei lediglich erforderlich, dass der Hall-Sensor so empfindlich eingestellt bzw. ausgestaltet ist und die Positionsmagneten ein entsprechend starkes Magnetfeld aufweisen, dass in den relevanten Winkelstellungen des Halteelements ein entsprechender magnetischer Pol vom Hall-Sensor erfasst wird. Über die Empfindlichkeit des Hall-Sensors, die Stärke der Positionsmagneten sowie deren Abstand zum Hall-Sensor in den relevanten Winkelstellungen kann der Winkelbereich entsprechend begrenzt werden, bei dem der Hall-Sensor einen Positionsmagneten bzw. dessen Magnetfeld erfasst. Somit kann eingestellt werden, mit welcher Genauigkeit eine bestimmte Winkelstellung erreicht ist, wenn die Sensoreinheit einen ersten oder zweiten Zustand erfasst.
Diese Parameter können bereits bei der Gestaltung des Ventilstellantriebs berücksichtigt und/oder werkseitig eingestellt werden, wodurch der Ventilstellantrieb kundenseitig mit besonders geringem Aufwand eingesetzt werden kann. Insbesondere ist kundenseitig keine Justierung der Sensoreinheit erforderlich. Ferner ist der werkseitige Aufwand zum Einstellen besonders gering und kann insbesondere dann vollständig entfallen, wenn standardisierte Komponenten mit geringer Toleranz verwendet werden.
Der erste Winkel kann dabei 90° betragen, wodurch die Antriebswelle bei einem Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten erfassten Zustand ebenfalls um 90° um die Drehachse gedreht wird. Auf diese Weise kann mittels der Antriebswelle die Ventilklappe direkt um 90° verstellt werden, ohne dass hierzu ein Getriebe mit einer entsprechenden Übersetzung erforderlich ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Sensoreinheit einen dritten Positionsmagnet auf, der um einen zweiten Winkel um die Drehachse des Halteelements zum ersten Positionsmagnet, in derselben Drehrichtung wie der erste Winkel gemessen, beabstandet am Halteelement angebracht ist. Der zweite Winkel ist dabei größer als der erste Winkel. Die Sensoreinheit erfasst hierbei den ersten Zustand, wenn der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem dritten Positionsmagnet minimal ist. Ferner ist der dritte Positionsmagnet dabei so ausgerichtet, dass ein erster magnetischer Pol des dritten Positionsmagnets dem Hall-Sensor zugewandt ist, wenn der Abstand zwischen dem Hall-Sensor und dem dritten Positionsmagnet minimal ist. Dabei haben der erste Pol des ersten Positionsmagnets und der erste Pol des dritten Positionsmagnets dieselbe Polarität. Bei dieser Gestaltung kann der Ventilstellantrieb in zwei verschiedenen Modi betrieben werden. Im ersten Modus wird der Ventilstellantrieb zwischen dem ersten Positionsmagneten und dem zweiten Positionsmagneten verstellt, wodurch das Halteelement und damit die Antriebswelle um den ersten Winkel verstellt werden. Im zweiten Modus wird der Ventilstellantrieb zwischen dem zweiten Positionsmagneten und dem dritten Positionsmagneten verstellt, wodurch das Halteelement und damit die Antriebswelle um einen Winkel verstellt wird, der der Differenz zwischen dem zweiten und dem ersten Winkel entspricht, wobei die Ausgangsstellung des Halteelements um den ersten Winkel gegenüber dem ersten Modus verstellt ist. Mittels der beiden Modi kann ein Ventil mit einem derartigen Ventilstellantrieb auf zwei unterschiedliche Weisen betrieben werden. Zusätzlich oder alternativ können zwei unterschiedliche Ventile mit jeweils einem derartigen Ventilstellantrieb betrieben werden, wobei ein Ventil mit dem Ventilstellantrieb im ersten Modus und das andere Ventil mit dem Ventilstellantrieb im zweiten Modus betrieben wird. Somit kann der Ventilstellantrieb trotz seines einfachen Aufbaus flexibel eingesetzt werden. Mit anderen Worten bildet der Ventilstellantrieb hierbei ein Gleichteil für unterschiedliche Ventile und/oder unterschiedliche Ausführungen eines Ventils, wodurch entsprechend die Kosten für Entwicklung, Herstellung und Logistik gering gehalten werden können.
Dabei kann der zweite Winkel doppelt so groß wie der erste Winkel sein. Hierdurch ist der Winkel, um den das Halteelement im ersten Modus verstellt wird, genauso groß wie der Winkel, um den das Halteelement im zweiten Modus verstellt wird. Auf diese Weise ist der Weg, um den die Ventilklappe verstellt wird, in beiden Modi gleich. Da sich jedoch die Ausgangsstellungen in den beiden Modi um den ersten Winkel voneinander unterscheiden, kann auch die Ventilklappe entsprechend mit einer von zwei unterschiedlichen Normalstellungen betrieben werden.
Insbesondere kann auf diese Weise ein Ventil mit einem solchen Ventilstellantrieb in einem Modus betrieben werden, in dem die Ventilklappe in der Normalstellung geschlossen ist, eine sogenannte normally closed (NC) Stellung. Alternativ kann dasselbe Ventil im anderen Modus betrieben werden, in dem die Ventilklappe in der Normalstellung geöffnet ist, eine sogenannte normally open (NO) Stellung. Somit können beide Ventiltypen, NO und NC, mit demselben Ventilstellantrieb realisiert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das Halteelement zumindest eine Aufnahme für einen Positionsmagnet aufweist. Die Aufnahme ist hierbei gegenüber dem ersten Positionsmagnet um einen dritten Winkel um die Drehachse des Halteelements, in derselben Drehrichtung wie der erste Winkel gemessen, beabstandet am Halteelement angeordnet. Dabei ist der dritte Winkel größer oder kleiner als der erste Winkel. Bei dieser Ausführungsform sind somit in Drehrichtung vor und/oder nach dem zweiten Positionsmagnet ein oder mehrere Aufnahmen für jeweils einen Positionsmagnet vorgesehen, insbesondere zwischen dem ersten und dem zweiten Positionsmagnet und/oder zwischen dem zweiten und dem dritten Positionsmagnet, falls ein dritter Positionsmagnet vorgesehen ist. Jede der Aufnahmen kann hierbei bei Bedarf mit einem Positionsmagneten bestückt werden, um einen entsprechend anderen Winkel bereitzustellen, um den die Drehachse bei einem Wechsel zwischen einem ersten und einem zweiten erfassten Zustand gedreht wird. Der oder die Positionsmagnete werden hierbei in einer Ausrichtung eingesetzt, so dass sich die Polarität von ihrem dem Hall-Sensor zugewandten Pol von der Polarität des Pols des benachbarten Positionsmagnets unterschiedet, zwischen dem der entsprechende Winkel gebildet ist. Hierdurch kann der Ventilstellantrieb auf einfache Weise an unterschiedliche Anforderungen angepasst und somit besonders flexibel eingesetzt werden.
Hierbei kann der dritte Winkel zwischen 45° und 135°, insbesondere zwischen 60° und 120°betragen, so dass der Ventilstellantrieb kompatibel zu besonders vielen Ventiltypen ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest einer der Positionsmagnete, vorzugsweise alle Positionsmagnete, mittels jeweils einer Aufnahme des Halteelements am Halteelement befestigt. Hierbei kann der zumindest eine Positionsmagnet zerstörungsfrei aus der Aufnahme entfernt und insbesondere in eine andere Aufnahme des Halteelements eingesetzt werden. Auf diese Weise kann zumindest einer der Positionsmagnete von einer Position auf dem Halteelement in eine andere Position versetzt werden, so dass der Winkel mit geringem Aufwand verändert werden kann, um den die Drehachse bei einem Wechsel zwischen einem ersten und einem zweiten erfassten Zustand gedreht wird.
Insbesondere ist zumindest der zweite Positionsmagnet mittels einer Aufnahme des Halteelements zerstörungsfrei entfernbar am Halteelement befestigt und kann in eine andere Aufnahme des Halteelements eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Halteelement zumindest drei, zumindest vier oder zumindest fünf Magnetpositionen auf. Jede Magnetposition ist hierbei durch einen Positionsmagnet und/oder eine Aufnahme für einen Positionsmagnet gebildet. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass der Ventilstellantrieb besonders flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann, insbesondere in einer Ausführungsform, in der jede Magnetposition eine Aufnahme für einen Positionsmagnet aufweist.
In allen Ausführungsformen kann der erste Zustand der ersten Stellung der Ventilklappe und der zweite Zustand der zweiten Stellung der Ventilklappe zugeordnet sein. Hierdurch sind die beiden von der Sensoreinheit erfassten Zustände direkt an die beiden Stellungen der Ventilklappe gekoppelt. Somit sind außer dem dritten Zustand, wenn kein dem ersten oder zweiten Zustand entsprechendes Magnetfeld vom Hall-Sensor erfasst wird, keine zusätzlichen Zustände erforderlich, wodurch die Sensoreinheit besonders einfach und kostengünstig gestaltet sein kann.
Zusätzlich oder alternativ können das Halteelement und die Antriebswelle lösbar über einen Formschluss miteinander koppelbar sein. Mittels des Formschlusses sind verschiedene, diskrete Relativstellungen von dem Halteelement und der Antriebswelle einstellbar. Insbesondere ist dabei eine erste Relativstellung zu einer zweiten Relativstellung um einen Koppelwinkel um die Drehachse verstellt, insbesondere wobei der Koppelwinkel 90° beträgt. Aufgrund dieser modularen Gestaltung lässt sich das Halteelement in unterschiedlichen Relativstellungen mit der Antriebswelle montieren, sodass unterschiedliche Ventiltypen mit dem Ventilstellantrieb bereitgestellt werden können.
Insbesondere kann auf diese Weise ein Ventil mit einem solchen Ventilstellantrieb, bei der das Halteelement und die Antriebswelle in der ersten Relativstellung montiert sind, mit der Ventilklappe in einer NC Stellung ausgebildet sein. Alternativ kann dasselbe Ventil, bei dem das Halteelement und die Antriebswelle des Ventilstellantriebs in der zweiten Relativstellung montiert sind, mit der Ventilklappe in einer NO Stellung ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Hall-Sensor ein ternärer Sensor, der einen ersten Wert ausgibt, wenn ein erster magnetischer Pol erfasst wird, einen zweiten Wert ausgibt, wenn ein zweiter magnetischer Pol mit zum ersten Pol entgegengesetzter Polarität erfasst wird, und einen dritten Wert ausgibt, wenn kein erster und kein zweiter Pol erfasst wird. Das bedeutet, dass der Hall-Sensor genau drei diskrete Werte ausgibt bzw. genau drei diskrete Zustände erfassen kann. Um einen magnetischen Pol erfassen zu können, muss hierbei die Stärke des Magnetfelds über einer bestimmten Schwelle des Hall-Sensors liegen. Dabei wird lediglich die Polarität der Magnetfeldquelle bzw. die Richtung der Magnetfeldlinien ermittelt. Insbesondere wird dabei die absolute Feldstärke nicht bestimmt, sondern nur zwischen Werten über der Schwelle und Werten unter der Schwelle unterschieden. Ein solcher Hall-Sensor hat den Vorteil, dass er besonders einfach gestaltet und kostengünstig ist. Ferner können auf diese Weise die relevanten Winkelstellungen, die durch die Positionsmagnete definiert werden, zuverlässig mittels des Hall-Sensors ermittelt werden.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der oben genannten Aufgabe auch eine Baugruppe mit einem ersten und einem zweiten Ventil vorgesehen, die jeweils einen erfindungsgemäßen Ventilstellantrieb aufweisen. Das erste Ventil ist dabei ein NO Ventil und das zweite Ventil ist ein NC Ventil. Beide Ventile haben identische Ventilstellantriebe. Das bedeutet, dass der Ventilstellantrieb des ersten Ventils und der Ventilstellantrieb des zweiten Ventils gleichartig gestaltet sind und sich lediglich in ihrer Konfiguration unterscheiden können. Auf diese Weise kann über die unterschiedliche Konfiguration des jeweiligen gleichen Ventilstellantriebs ein erstes Ventil als NO Ventil und ein identisch zum ersten Ventil gestaltetes zweites Ventil als NC Ventil realisiert werden.
Im Sinne der Erfindung sind alle Winkel kleiner als 360°.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:

- 1 in einer schematischen Darstellung ein Ventil mit einem erfindungsgemäßen Ventilstellantrieb,
- 2 in einer Seitenansicht das Ventil aus 1 mit einer Ventilklappe in geschlossener Stellung,
- 3 in einer Seitenansicht das Ventil aus 2 mit der Ventilklappe in einer geöffneten Stellung,
- 4 in einer perspektivischen Ansicht den Steuerkopf des Ventilstellantriebs aus 1 mit dem Halteelement in einer ersten Winkelstellung,
- 5 in einer Draufsicht das Halteelement des Steuerkopfs aus 4 in der ersten Winkelstellung,
- 6 in einer perspektivischen Ansicht den Steuerkopf des Ventilstellantriebs aus 1 mit dem Halteelement in einer zweiten Winkelstellung,
- 7 in einer Draufsicht das Halteelement des Steuerkopfs aus 6 in der zweiten Winkelstellung,
- 8 in einer Draufsicht das Halteelement und die Antriebswelle des Ventilantriebs aus 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei das Halteelement und die Antriebswelle mittels eines Formschlusses in einer ersten Relativstellung miteinander gekoppelt sind, und
- 9 in einer Draufsicht das Halteelement und die Antriebswelle des Ventilantriebs aus 8 in einer zweiten Relativstellung.

In 1 ist ein Ventil 1 mit einem Ventilkörper 10 und einem Ventilstellantrieb 20 gezeigt.
Der Ventilkörper 10 hat einen Einlass 12, einen Auslass 14 sowie einen Kanal 16, der den Einlass 12 und den Auslass 14 strömungsmäßig miteinander verbindet.
Selbstverständlich kann der Ventilkörper 10 am Einlass 12 und am Auslass 14 jeweils einen Ventilflansch aufweisen, mittels dem das Ventil 1 einfach und zuverlässig an Leitungen, wie Rohren, eines Leitungssystems angeschlossen werden kann.
Das Ventil 1 hat eine Ventilklappe 18 (siehe 2), die im Kanal 16 angeordnet und zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten des Kanals 16 verstellbar ist.
Die erste Stellung (siehe 2) ist hier eine geschlossene Stellung, in der der Kanal 16 durch die Ventilklappe 18 vollständig verschlossen ist, sodass kein Medium vom Einlass 12 zum Auslass 14 strömen kann.
Die zweite Stellung (siehe 3) ist hier eine geöffnete Stellung, in der der Öffnungsquerschnitt des Kanals 16 auf Höhe der Ventilklappe 18 maximal ist. Das bedeutet, das Ventil 1 ist in der zweiten Stellung vollständig geöffnet.
Grundsätzlich kann die Ventilklappe 18 in der ersten und der zweiten Stellung jeweils einen beliebigen Öffnungsquerschnitt des Kanals 16 freigeben.
Zusätzlich oder alternativ kann die Ventilklappe 18 zwischen einer beliebigen Anzahl an Stellungen mit jeweils einem beliebigen zugeordneten Öffnungsquerschnitt des Kanals 16 verstellbar sein.
Die erste und die zweite Stellung der Ventilklappe 18 sind um einen Winkel von 90° um die Drehachse D zueinander versetzt.
Selbstverständlich können in einer alternativen Ausführungsform die erste und die zweite Stellung der Ventilklappe 18 um einen beliebigen Winkel zueinander versetzt sein.
Um die Ventilklappe 18 zu verstellen, ist der Ventilstellantrieb 20 vorgesehen, der hierzu einen Aktor 22 mit einer Antriebswelle 24, eine Steuereinheit 26 sowie einen Steuerkopf 30 aufweist.
Grundsätzlich kann die Steuereinheit 26 an einer beliebigen Stelle vorgesehen sein.
Insbesondere ist die Steuereinheit 26 in einer Ausführungsform im Steuerkopf 30 angeordnet und/oder Teil des Steuerkopfes 30.
Die Ventilklappe 18 ist dabei drehfest mit der Antriebswelle 24 verbunden und kann auf diese Weise mittels des Aktors 22 um die Drehachse D der Antriebswelle 24 gedreht und somit zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verstellt werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Ventilklappe 18 drehmomentübertragend mit der Antriebswelle 24 verbunden sein, beispielsweise über ein entsprechendes Getriebe, wodurch sich insbesondere die Drehachse der Antriebswelle 24 von der Drehachse der Ventilklappe 18 unterscheiden kann.
Die Steuerung des Ventils 1 erfolgt mittels des Steuerkopfs 30, dessen Aufbau und Funktion nachfolgend anhand der 4 bis 7 erläutert werden.
Der Steuerkopfs 30 hat einen ersten Positionsmagnet 31, einen zweiten Positionsmagnet 32, einen dritten Positionsmagnet 33 und einen Magnetfeldsensor 34 mit einem Hall-Sensor 36, die eine Sensoreinheit 38 bilden, sowie ein Halteelement 40.
Die Positionsmagnete 31, 32, 33 sind jeweils ein Permanentmagnet bzw. Dauermagnet in Form eines Stabmagnets mit einem magnetischen Südpol S und einem entgegengesetzten magnetischen Nordpol N.
Grundsätzlich können die Positionsmagnete 31, 32, 33 beliebige Magnete sein, insbesondere beliebig geformte Permanentmagnete.
Das scheibenförmige Halteelement 40 hat eine erste Aufnahme 41, eine zweite Aufnahme 42, eine dritte Aufnahme 43, eine vierte Aufnahme 44 und eine fünfte Aufnahme 45, die jeweils eine Aufnahme für einen der Positionsmagnete 31, 32, 33 bilden, in der der entsprechende Positionsmagnet 31, 32, 33 lagestabil und mit fester Position gegenüber dem Halteelement 40 gehalten ist.
Dabei können die Positionsmagnete 31, 32, 33 optional zerstörungsfrei aus dem Halteelement 40 entfernt und jeweils optional in eine freie Aufnahme 41-45 eingesetzt werden.
Ferner können zusätzliche Positionsmagnete in freien Aufnahmen 41-45 eingesetzt werden, die insbesondere identisch zu den Positionsmagnete 31, 32, 33 gestaltet sind.
Auf diese Weise können die Anzahl der Positionsmagnete 31, 32, 33, die am Halteelement 40 befestigt sind, sowie deren Anordnung und Ausrichtung flexibel anhand der Aufnahmen 41-45 angepasst werden.
Das Halteelement 40 bildet mit den Positionsmagneten 31, 32, 33 beispielsweise ein Stecksystem, bei dem vorgesehen ist, dass die Positionsmagnete 31, 32, 33 in die Aufnahmen 41-45 gesteckt werden, um die Positionsmagnete 31, 32, 33 am Halteelement 40 zu befestigen, und aus den Aufnahmen 41-45 herausgezogen werden, um die Positionsmagnete 31, 32, 33 vom Halteelement 40 zu entfernen.
Selbstverständlich können ein oder mehrere der Positionsmagnete 31, 32, 33 dauerhaft in einer festen Position und mit einer bestimmten Ausrichtung am Halteelement 40 befestigt sein, beispielsweise stoffschlüssig. Diese Positionsmagnete 31, 32, 33 stehen dabei nicht als flexibel versetzbare Elemente zur Verfügung, sondern bilden eine feste Anordnung, um die herum optional weitere Positionsmagnete flexibel in entsprechenden Aufnahmen 41-45 positioniert werden können.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Halteelement 40 keine Aufnahmen 41-45 aufweisen. In diesem Fall bilden die Positionsmagnete 31, 32, 33 eine feste Anordnung, die nicht erweitert oder angepasst werden kann. Die Positionsmagnete 31, 32, 33 sind fest am Halteelement 40 befestigt.
Zusätzlich oder alternativ können in einer alternativen Ausführungsform lediglich zwei Positionsmagnete 31, 32, 33 vorgesehen sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Halteelement 40 eine Scheibe, wobei die Aufnahmen 41-45 in Form von zylindrischen Sacklöchern ausgebildet sind, die sich axial parallel zur Drehachse D erstrecken.
Grundsätzlich können das Halteelement 40 und/oder die Aufnahmen 41-45 beliebig gestaltet sein.
Das Halteelement 40 ist drehfest mit der Antriebswelle 24 verbunden und wird somit zusammen mit der Antriebswelle 24 um die Drehachse D gedreht, wenn die Ventilklappe 18 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verstellt wird.
Das Halteelement 40 kann auch z. B. über eine drehmomentübertragende Steckverbindung lösbar an der Drehachse befestigt sein und in unterschiedlichen Winkelpositionen relativ zur Drehachse D an diese angekoppelt werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Halteelement 40 drehmomentübertragend mit der Antriebswelle 24 verbunden sein, beispielsweise über ein entsprechendes Getriebe, wodurch sich insbesondere die Drehachse der Antriebswelle 24 von der Drehachse des Halteelements 40 unterscheiden kann.
Die Aufnahmen 41-45 bilden hierbei entsprechende Magnetpositionen 51-55, die auf einem Kreis 56 mit Radius R (siehe 5) angeordnet sind, der konzentrisch zur Drehachse D verläuft.
Selbstverständlich können in einer alternativen Ausführungsform die Magnetpositionen 51-55 in beliebiger Weise relativ zur Drehachse D angeordnet sein.
Ferner können die Magnetposition 51-55 durch die Aufnahmen 41-45 und/oder die Positionsmagnete 31, 32, 33 gebildet werden, insbesondere wenn zumindest ein Positionsmagnet 31, 32, 33 ohne eine entsprechende Aufnahme 41-45 fest am Halteelement 40 angebracht ist.
In allen Ausführungsformen sind die Magnetpositionen 51-55 in Umfangsrichtung U jeweils zueinander beabstandet angeordnet.
Auf diese Weise ist jeder Magnetposition 51-55 eine diskrete Winkelstellung des Halteelements 40 zugeordnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite Magnetposition 52 gegenüber der ersten Magnetposition 51 um einen ersten Winkel α₁ von 90° in Umfangsrichtung U beabstandet. Die dritte Magnetposition 53 ist gegenüber der ersten Magnetposition 51 um einen zweiten Winkel α₂ von 180° in Umfangsrichtung U beabstandet. Die vierte Magnetposition 54 ist gegenüber der ersten Magnetposition 51 um einen dritten Winkel α₃ von 60° in Umfangsrichtung U beabstandet. Ferner ist die fünfte Magnetposition 55 gegenüber der ersten Magnetposition 51 um einen vierten Winkel α₄ von 110° in Umfangsrichtung U beabstandet.
Weist man beispielsweise der ersten Magnetposition 51 eine Winkelstellung von 0° zu, so ist jeweils die zweite, dritte, vierte und fünfte Magnetposition 52-55 einer Winkelstellung des Halteelements 40 zugeordnet, die entsprechend 90°, 180°, 60° bzw. 110° entspricht.
Grundsätzlich können die Winkel α zwischen zwei Magnetpositionen 51-55 jeweils einen beliebigen Wert haben, der größer als 0° und kleiner als 360° ist.
Insbesondere kann der dritte Winkel α₃ und/oder der vierte Winkel α₄ jeweils einen Wert haben, der im Bereich von 45° bis 135°, insbesondere von 60° bis 120° liegt.
Ferner kann der zweite Winkel α₂ doppelt so groß wie der erste Winkel α₁ sein.
Der Magnetfeldsensor 34 ist in axialer Richtung gegenüberliegend zu den Magnetposition 51-55 in einem axialen Abstand A angeordnet. Gegenüber der Drehachse D hat der Magnetfeldsensor 34 denselben radialen Abstand R wie die Magnetposition 51-55, bezogen auf sein Sensorzentrum.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Magnetfeldsensor 34 an einer beliebigen Stelle, insbesondere in einem beliebigen radialen Abstand R zur Drehachse D, angeordnet sein.
Im Gegensatz zum Halteelement 40, das drehbar um die Drehachse D gelagert ist, ist der Magnetfeldsensor 34 gegenüber der Drehachse D ortsfest angebracht, beispielsweise an einem Gehäuse des Steuerkopfs 30. Wenn die Antriebswelle 24 um die Drehachse D gedreht wird, dreht sich das Halteelement 40 relativ zum Magnetfeldsensor 34 und nimmt verschiedene Winkelstellungen ein, bei denen jeweils der entsprechende Positionsmagnet 31, 32, 33 am nächsten zum Magnetfeldsensor 34 angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist in einer Winkelstellung des Halteelements 40 der Abstand A zwischen dem Magnetfeldsensor 34 und dem der entsprechenden Winkelstellung zugeordneten Positionsmagnet 31, 32, 33 minimal.
Die Positionsmagnete 31, 32, 33 sind parallel zur Drehachse D ausgerichtet.
Ferner ist der zweite Positionsmagnet 32 entgegengesetzt zum ersten und zum dritten Positionsmagneten 31, 33 ausgerichtet, so dass beim ersten und beim dritten Positionsmagnet 31, 33 der Südpol S dem Magnetfeldsensor 34 zugewandt ist, während beim zweiten Positionsmagnet 32 der Nordpol N dem Magnetfeldsensor 34 zugewandt ist.
Selbstverständlich können in einer alternativen Ausführungsform die Positionsmagnete 31, 32, 33 jeweils invertiert ausgerichtet sein, so das beim ersten und beim dritten Positionsmagnet 31, 33 der Nordpol N dem Magnetfeldsensor 34 zugewandt ist und beim zweiten Positionsmagnet 32 der Südpol S dem Magnetfeldsensor 34 zugewandt ist.
Grundsätzlich können die Positionsmagnete 31, 32, 33 jeweils beliebig ausgerichtet sein, solange jeweils ein Pol dem Magnetfeldsensor 34 in den entsprechenden Winkelstellungen zugewandt ist.
Beispielsweise können die Positionsmagnete 31, 32, 33 in einer alternativen Ausführungsform radial ausgerichtet sein, so dass jeweils ein Pol S, N in radialer Richtung der Drehachse D zugewandt ist und der entgegengesetzte Pol S, N dem Magnetfeldsensor 34 zugewandt ist, der in einem größeren radialen Abstand R als die Positionsmagnete 31, 32, 33 gegenüber der Drehachse D angeordnet ist.
Der Magnetfeldsensor 34 ist hierbei so ausgebildet, dass die Sensoreinheit 38 einen ersten Zustand erkennt, wenn der Magnetfeldsensor 34 einen Südpol S erfasst, und einen zweiten Zustand erkennt, wenn der Magnetfeldsensor 34 einen Nordpol N erfasst.
Die Sensibilität des Magnetfeldsensors 34 und der Abstand A, den ein Positionsmagnet 31, 32, 33 zu Magnetfeldsensor 34 hat, sind dabei so gewählt, dass der Magnetfeldsensor 34 den ihm zugewandten Pol S, N des Positionsmagnet 31, 32, 33 nur dann erfasst, wenn das Halteelement 40 in einer Winkelstellung ist, in der der entsprechende Positionsmagnet 31, 32, 33 den geringsten Abstand A zum Magnetfeldsensor 34 hat.
Somit wird in den Winkelstellungen, die durch die Positionsmagnete 31, 32, 33 definiert werden, jeweils entweder der erste Zustand oder der zweite Zustand erkannt, je nachdem, welcher Pol S, N dem Magnetfeldsensor 34 zugewandt ist.
In allen anderen Stellungen des Halteelements 40 erfasst der Magnetfeldsensor 34 keinen entsprechenden Pol S, N und die Sensoreinheit 38 erkennt diesen Zustand als einen dritten Zustand, der einem Zwischenzustand zwischen zwei Winkelstellungen zugeordnet ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hall-Sensor 36 der einzige Sensor des Magnetfeldsensors 34 und stellt eine „1” als Ausgangswert bereit, wenn er einen Südpol S erfasst, eine „2“ als Ausgangswert bereit, wenn er einen Nordpol N erfasst, und eine „0“ als Ausgangswert bereit, wenn er keinen entsprechenden Pol S, N erfasst.
Somit stellt der Hall-Sensor 36 genau drei diskrete Werte bereit und ist damit ein ternärer Sensor.
Selbstverständlich kann jeder der drei Ausgangswerte des Hall-Sensors 36 einen beliebigen Wert haben, der sich von den anderen beiden Ausgangswerten unterscheidet.
Der Hall-Sensor 36 ist beispielsweise ein omnipolarer Hall-Sensor mit zwei unipolaren Ausgängen, von denen einer bei einem erfassten magnetischen Nord-Pol und der andere bei einem erfassten magnetischen Süd-Pol anspricht.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Magnetfeldsensor 34 einen beliebigen Hall-Sensor 36 aufweisen.
Ferner kann der Magnetfeldsensor 34 einen oder mehrere zusätzliche Sensoren, insbesondere Hall-Sensoren, aufweisen.
In allen Fällen ist der Magnetfeldsensor 34 derart gestaltet, dass die obengenannten drei Zustände mittels der Sensoreinheit 38 erfasst werden können.
Insbesondere ist der Magnetfeldsensor 34 in einer Ausführungsform, indem der Ventilstellantrieb 20 besonders einfach gestaltet ist, so ausgebildet, dass ausschließlich die obengenannten drei Zustände mittels der Sensoreinheit 38 erfasst werden können.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Winkelstellung des Halteelements 40, die durch den ersten Positionsmagnet 31 definiert wird (siehe 5), der ersten Stellung der Ventilklappe 18 (siehe 2) zugeordnet, und die Winkelstellung des Halteelements 40, die durch den zweiten Positionsmagnet 32 definiert wird (siehe 7), der zweiten Stellung der Ventilklappe 18 (siehe 3) zugeordnet.
Ferner ist aufgrund der Drehsymmetrie der Ventilklappe 18 die Winkelstellung des Halteelements 40, die durch den dritten Positionsmagnet 33 definiert wird, analog zur Winkelstellung, die durch den ersten Positionsmagnet 31 definiert wird, der ersten Stellung der Ventilklappe 18 zugeordnet.
Somit erfasst die Sensoreinheit 38 den ersten Zustand, wenn die Ventilklappe 18 geschlossen ist, da in dieser Stellung der Abstand A des ersten Positionsmagnets 31 oder des dritten Positionsmagnets 33 zum Magnetfeldsensor 34 minimal ist und die Sensoreinheit 38 somit den Südpol S des entsprechenden Positionsmagnets 31, 33 erfasst.
Wenn die Ventilklappe 18 in der vollständig geöffneten Stellung ist, erfasst die Sensoreinheit 38 den zweiten Zustand, da in dieser Stellung der Abstand A des zweiten Positionsmagnets 32 zu Magnetfeldsensor 34 minimal ist und die Sensoreinheit 38 somit den Nordpol N des Positionsmagnets 32 erfasst.
Selbstverständlich kann in einer alternativen Ausführungsform die Stellungen der Ventilklappe 18, die den einzelnen Positionsmagneten 31, 32, 33 zugeordnet sind, invertiert sein.
Die Steuereinheit 26 ist mit der Sensoreinheit 38 sowie dem Aktor 22 signalübertragend verbunden und dazu eingerichtet, mittels des Aktors 22 die Ventilklappe 18 zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu verstellen. Dabei werden die Winkelstellungen des Halteelements 40, die den Stellungen der Ventilklappe 18 zugeordnet sind, mittels der Sensoreinheit 38 erfasst.
In einer ersten Variante ist das Ventil 1 als NC Ventil gestaltet.
Hierbei bildet die Winkelstellung des Halteelements 40, die durch den ersten Positionsmagnet 31 definiert wird (siehe 5) und in der der Kanal 16 durch die Ventilklappe 18 geschlossen ist (siehe 1), die Ausgangstellung des Ventils 1.
Im Betrieb des Ventils 1 kann die Ventilklappe 18 in die geöffnete Stellung (siehe 3) verstellt werden, indem die Antriebswelle 24 um 90° entgegen der Umfangsrichtung U gedreht wird. Dadurch, dass über die Antriebswelle 24 auch das Halteelement 40 gekoppelt ist, wird dieses ebenfalls um den Winkel α₁ von 90° gedreht, so dass die Winkelstellung des Halteelements 40 erreicht wird, die durch den zweiten Positionsmagnet 32 definiert wird (siehe 7).
Um die Ventilklappe 18 zurück in die geschlossene Stellung (siehe 2) zu verstellen, wird die Antriebswelle 24 um 90° in Umfangsrichtung U zurück in die Winkelstellung des Halteelements 40 gedreht, die durch den ersten Positionsmagnet 31 definiert wird (siehe 5).
In einer zweiten Variante ist das Ventil 1 als NO Ventil gestaltet.
Hierbei umfasst das Ventil 1 dieselben Bauteile wie zuvor.
Im Unterschied zur ersten Variante ist die Antriebswelle 24 zusammen mit der Ventilklappe 18 und dem Halteelement 40 jedoch um 90° um die Drehachse D versetzt montiert, so dass die Ausgangstellung des Ventils 1 durch die Winkelstellung des Halteelements 40 gebildet wird, die durch den zweiten Positionsmagnet 32 definiert wird (siehe 7).
Analog zur ersten Variante des Ventils 1 kann die Ventilklappe 18 des Ventils 1 gemäß der zweiten Variante in die geschlossene Stellung (siehe 2) verstellt werden, indem die Antriebswelle 24 um 90° entgegen der Umfangsrichtung U gedreht wird, so dass die Winkelstellung des Halteelements 40 erreicht wird, die durch den dritten Positionsmagnet 33 definiert wird.
Um die Ventilklappe 18 zurück in die geöffnete Stellung (siehe 3) zu verstellen, wird die Antriebswelle 24 um 90° in Umfangsrichtung U zurück in die Winkelstellung des Halteelements 40 gedreht, die durch den zweiten Positionsmagnet 32 definiert wird (siehe 7).
Durch diese Gestaltung kann mittels des Ventilstellantriebs 20 das Ventils 1 als NO Ventil oder als NC Ventil realisiert werden.
Insbesondere bleiben in beiden Varianten die Antriebsrichtungen gleich, um die Ventilklappe 18 aus der Ausgangstellung des Ventils 1 heraus in die andere Ventilstellung zu verstellen, so dass der Aktor 22 identisch gestaltet und auf dieselbe Weise angetrieben werden kann.
Ein weiterer Vorteil des Ventilstellantriebs 20 ist, dass er mittels der Aufnahmen 41-45 flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Hierzu muss lediglich einer der Positionsmagnete 31, 32, 33 aus einer Aufnahme 41-45 in eine andere Aufnahme 41-45 versetzt oder ein weiterer Positionsmagnet hinzugefügt werden, um eine neue Winkelstellung des Halteelements 40 und/oder einen neuen Winkel zwischen benachbarten Positionsmagneten 31, 32, 33 bereitzustellen, die unterschiedliche dem Magnetsensor 34 zugewandte Pole S, N aufweisen.
Anhand der 8 und 9 wird nun ein Ventilstellantrieb 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform beschrieben. Für die Bauteile, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind das Halteelement 40 und die Antriebswelle 24 über einen Formschluss 60 miteinander um die Drehachse D drehfest koppelbar.
Ferner weist das Halteelement 40 keine Aufnahmen 41-45 und die Sensoreinheit 38 lediglich einen ersten und einen zweiten Positionsmagneten 31, 32 auf.
Selbstverständlich kann das Halteelement 40 alternativ beliebig gestaltet sein, insbesondere mit einer beliebigen Anzahl an Aufnahmen 41-45.
Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit 38 eine beliebige Anzahl an Positionsmagneten 31, 32, 33 aufweisen.
Der Formschluss 60 wird hier durch eine Formschlussöffnung 62 im Halteelement 40 und einen Formschlussfortsatz 64 der Antriebswelle 24 gebildet, die komplementär zueinander ausgebildet sind und somit formschlüssig ineinandergreifen.
Grundsätzlich kann der Formschluss 60 beliebig gestaltet sein. Insbesondere kann in einer alternativen Ausführungsform die Formschlussöffnung 62 in der Antriebswelle 24 und der Formschlussfortsatz 64 am Halteelement 40 ausgebildet sein.
Das Halteelement 40 und die Antriebswelle 24 sind hierbei so gestaltet, dass sie in unterschiedlichen Relativstellungen miteinander gekoppelt werden können.
In der dargestellten Ausführungsform hat der Formschluss 60 eine vierseitige Drehsymmetrie gegenüber der Drehachse D, so dass das Halteelement 40 und die Antriebswelle 24 in vier unterschiedlichen Relativstellungen miteinander koppelbar sind.
In 8 ist eine erste Relativstellung gezeigt, in der die Ventilklappe 18, die hier strichliniert dargestellt ist, eine erste Ausrichtung relativ zum Halteelement 40 aufweist.
In 9 ist eine zweite Relativstellung gezeigt, in der die Ventilklappe 18 eine zweite Ausrichtung relativ zum Halteelement 40 aufweist.
Die erste Ausrichtung und die zweite Ausrichtung der Ventilklappe 18 unterscheiden sich hierbei um einen Koppelwinkel β von 90°.
Die dritte und vierte Relativstellung entsprechen aufgrund der Drehsymmetrie der Ventilklappe 18 der ersten bzw. zweiten Relativstellung.
Dabei unterscheiden sich alle Relativstellungen von ihren benachbarten Relativstellungen um einen Koppelwinkel β von 90°.
Grundsätzlich kann der Formschluss 60 eine beliebige Anzahl an diskreten Relativstellungen von dem Halteelement 40 und der Antriebswelle 24 bereitstellen.
Beispielsweise kann der Formschluss 60 in einer alternativen Ausführungsform eine sechsseitige Drehsymmetrie gegenüber der Drehachse D aufweisen, so dass das Halteelement 40 und die Antriebswelle 24 in sechs unterschiedlichen Relativstellungen miteinander koppelbar sind, die sich jeweils um einen Koppelwinkel β von 60° voneinander unterscheiden.
Selbstverständlich ist der Ventilstellantrieb 20 nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die einen drehsymmetrisch gestalteten Formschluss 60 aufweisen.
Mittels der Relativstellungen kann der Ventilstellantrieb 20 auf einfache Weise an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
Insbesondere kann mit der in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsform des Ventilstellantriebs 20 das Ventils 1 als NO Ventil oder als NC Ventil realisiert werden, je nachdem, ob das Halteelement 40 und die Antriebswelle 24 in der ersten oder zweiten Relativstellung miteinander gekoppelt sind.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden, insbesondere unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsformen.

Claims

Ventilstellantrieb, insbesondere Drehantrieb, für ein Ventil (1) mit einer Ventilklappe (18), umfassend eine Steuereinheit (26), eine Antriebswelle (24), mittels der die Ventilklappe (18) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellbar ist, und einen Steuerkopf (30) mit einer mit der Steuereinheit (26) signalübertragend gekoppelten Sensoreinheit (38), die einen Hall-Sensor (36) sowie einen ersten Positionsmagnet (31) und einen zweiten Positionsmagnet (32) aufweist, und einem Halteelement (40), das um eine Drehachse (D) relativ zum Hall-Sensor (36) drehbar und drehmomentübertragend mit der Antriebswelle (24) gekoppelt ist, wobei der erste Positionsmagnet (31) und der zweite Positionsmagnet (32) um einen ersten Winkel (α₁) um die Drehachse (D) des Halteelements (40) zueinander beabstandet am Halteelement (40) angebracht sind, wobei die Sensoreinheit (38) einen ersten Zustand erfasst, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem ersten Positionsmagnet (31) minimal ist, und einen zweiten Zustand erfasst, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem zweiten Positionsmagnet (32) minimal ist, wobei der erste Positionsmagnet (31) und der zweite Positionsmagnet (32) so ausgerichtet sind, dass ein erster Pol (S) des ersten Positionsmagnets (31) dem Hall-Sensor (36) zugewandt ist, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem ersten Positionsmagnet (31) minimal ist, und ein zweiter Pol (N) des zweiten Positionsmagnets (32) dem Hall-Sensor (36) zugewandt ist, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem zweiten Positionsmagnet (32) minimal ist, wobei der erste Pol (S) des ersten Positionsmagnets (31) und der zweite Pol (N) des zweiten Positionsmagnets (32) entgegengesetzte Polaritäten aufweisen.
Ventilstellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (α₁) 90° beträgt.
Ventilstellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (38) einen dritten Positionsmagnet (33) aufweist, der um einen zweiten Winkel (α₂) um die Drehachse (D) des Halteelements (40) zum ersten Positionsmagnet (31), in derselben Drehrichtung (U) wie der erste Winkel (α₁) gemessen, beabstandet am Halteelement (40) angebracht ist, wobei der zweite Winkel (α₂) größer ist als der erste Winkel (α₁), wobei die Sensoreinheit (38) den ersten Zustand erfasst, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem dritten Positionsmagnet (33) minimal ist, wobei der dritte Positionsmagnet (33) so ausgerichtet ist, dass ein erster Pol (S) des dritten Positionsmagnets (33) dem Hall-Sensor (36) zugewandt ist, wenn der Abstand (A) zwischen dem Hall-Sensor (36) und dem dritten Positionsmagnet (33) minimal ist, und wobei der erste Pol (S) des ersten Positionsmagnets (31) und der erste Pol (S) des dritten Positionsmagnets (3) dieselbe Polarität aufweisen.
Ventilstellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Winkel (α₂) doppelt so groß ist wie der erste Winkel (α₁).
Ventilstellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (40) zumindest eine Aufnahme (41-45) für einen Positionsmagnet (31, 32, 33) aufweist, wobei die Aufnahme (41-45) gegenüber dem ersten Positionsmagnet (31) um einen dritten Winkel (α₃) um die Drehachse (D) des Halteelements (40), in derselben Drehrichtung (U) wie der erste Winkel (α₁) gemessen, beabstandet am Halteelement (40) angeordnet ist, wobei der dritte Winkel (α₃) größer oder kleiner als der erste Winkel (α₁) ist.
Ventilstellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Winkel (α₃) zwischen 45° und 135°, insbesondere zwischen 60° und 120° beträgt.
Ventilstellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Positionsmagnete (31, 32, 33), vorzugsweise alle Positionsmagnete (31, 32, 33), mittels einer Aufnahme (41-45) des Halteelements (40) am Halteelement (40) befestigt ist, wobei der zumindest eine Positionsmagnet (31, 32, 33) zerstörungsfrei aus der Aufnahme (41-45) entfernt und insbesondere in eine andere Aufnahme (41-45) des Halteelements (40) eingesetzt werden kann.
Ventilstellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (40) zumindest drei, zumindest vier oder zumindest fünf Magnetpositionen (51-55) aufweist, wobei jede Magnetposition (51-55) durch einen Positionsmagnet (31, 32, 33) und/oder eine Aufnahme (41-45) für einen Positionsmagnet (31, 32, 33) gebildet ist.
Ventilstellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zustand der ersten Stellung der Ventilklappe (18) und der zweite Zustand der zweiten Stellung der Ventilklappe (18) zugeordnet ist.
Ventilstellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (40) und die Antriebswelle (24) lösbar über einen Formschluss (60) miteinander koppelbar sind, durch den diskrete, verschiedene Relativstellungen von dem Halteelement (40) und der Antriebswelle (24) einstellbar sind, insbesondere wobei eine erste Relativstellung zu einer zweiten Relativstellung um einen Koppelwinkel (β) um die Drehachse (D) verstellt ist, insbesondere wobei der Koppelwinkel (β) 90° beträgt.
Ventilstellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hall-Sensor (36) ein ternärer Sensor ist, der einen ersten Wert ausgibt, wenn ein erster Pol (S) erfasst wird, einen zweiten Wert ausgibt, wenn ein zweiter Pol (N) mit zum ersten Pol (S) entgegengesetzter Polarität erfasst wird, und einen dritten Wert ausgibt, wenn kein erster und kein zweiter Pol (S, N) erfasst wird.
Baugruppe mit einem ersten und einem zweiten Ventil (1), die jeweils einen Ventilstellantrieb (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweisen, wobei das erste Ventil (1) ein NO Ventil und das zweite Ventil (1) ein NC Ventil ist, und wobei beide Ventile (1) identische Ventilstellantriebe (20) aufweisen.