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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Ventil, insbesondere ein elektrisches Expansionsventil zum Expandieren eines Fluids, insbesondere in einem thermodynamischen Kreislauf, welches eine elektrische Maschine, einen Ventilkörper sowie einen Ventilsitz aufweist.
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Elektrische Ventile sind elektrisch betriebene Ventile, die insbesondere als elektrisches Expansionsventil zum Expandieren eines Fluids zum Einsatz kommen. Häufig finden Ventile in einem thermodynamischen Kreislauf, beispielsweise in einer Klimaanlage, Anwendung, um ein durch den Kreislauf zirkulierendes Fluid, beispielsweise ein Kühlmittel, zu expandieren. Die Expansion erfolgt üblicherweise über die Einstellung eines entsprechenden durchströmbaren Querschnitts und/oder eines Strömungswiderstands für das Fluid im Ventil. Wünschenswert ist es hierbei, die Strömung, insbesondere die durch das Ventil erzielte Expansion, je nach Bedarf ändern zu können. Zu diesem Zweck weisen elektrische Ventile in der Regel eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einen mit dem Rotor im Betrieb zusammenwirkenden Stator auf. Der Rotor ist gewöhnlich mit einem Ventilkörper des Ventils drehfest verbunden, welcher mit einem Ventilsitz zum einstellbaren Expandieren des Fluids zusammenwirkt.
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Ein solches elektrisches Ventil ist aus der
EP 3 392 538 A1 bekannt. Das Ventil weist ein Gehäuse auf, in welchem die elektrische Maschine und der Ventilkörper aufgenommen sind. In dem Gehäuse ist ferner ein Spalttopf angeordnet, welcher innerhalb des Gehäuses zwei unterschiedliche Bereiche fluidisch voneinander trennt, welche im Betrieb als Trockenbereich und Nassbereich dienen können. Der Rotor ist im Spalttopf angeordnet. Demgegenüber ist der Stator außerhalb des Spalttopfs angeordnet und umgibt den Spalttopf radial außen in einer Umfangsrichtung. Der Spalttopf überragt eine axial äußere Stirnseite des Rotors.
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Die Fixierung des Stators im Gehäuse erfolgt über eine radiale Anlage des Stators außen am Spalttopf sowie ein axiales Verschrauben des Stators in das Gehäuse.
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Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Ventilen ist, dass es im Betrieb und mit Alterung des elektrischen Ventils zu einer relativen Bewegung des Stators innerhalb des Gehäuses kommt. Dies hat insbesondere einen Einfluss auf das Zusammenwirken des Stators mit dem Rotor, sodass letztlich die Präzision im Betrieb des Ventils abnimmt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein elektrisches Ventil der vorstehend genannten Art eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, welche sich insbesondere durch eine über die Lebensdauer erhöhte Präzision und/oder eine vereinfachte Herstellung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem elektrischen Ventil, welches eine elektrische Maschine mit einem innerhalb eines Spalttopfs angeordneten Rotor und einen außerhalb des Spalts angeordneten Stator aufweist, den Stator im Gehäuse mittels einer zumindest eine Feder aufweisenden Federanordnung zu fixieren, indem die Federanordnung auf einer Stirnseite des Stators axial und radial einwirkt. Auf diese Weise wird der Einsatz einer Schraubverbindung zum Fixieren des Stators im Gehäuse überflüssig. In der Folge werden die mit einer Schraubverbindung einhergehenden hohen Verluste der Vorspannkraft der Schraubverbindung, welche insbesondere alterungsbedingt, aufgrund thermischer Dehnungen und dem daraus resultierenden Setzen im Ventil, insbesondere im Gehäuse, auftreten, vermieden oder zumindest reduziert.
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Dementsprechend ist es bevorzugt, wenn der Stator frei von Schraubverbindungen am Gehäuse fixiert ist. Der Einsatz der Federanordnung erlaubt es ferner, im Betrieb auftretende thermische Veränderungen auszugleichen. Ebenso können alterungsbedingte strukturelle Veränderungen im Ventil, insbesondere im Gehäuse, mittels der Federanordnung ausgeglichen werden. Im Ergebnis ist eine erwünschte Positionierung des Stators im Gehäuse während des Betriebs des Ventils und über eine verlängerte Lebensdauer gegeben. In der Folge ist das Ventil während des Betriebs und über eine längere Lebensdauer präzise betreibbar. Zudem lässt sich das Ventil aufgrund des Entfalls oder zumindest der Reduzierung von Schraubverbindungen zum Fixieren des Stators vereinfacht herstellen.
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Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist das elektrische Ventil die elektrische Maschine auf, welche den Rotor und den mit dem Rotor auf bekannte Weise zusammenwirkenden Stator aufweist. Der Rotor ist mit einem Ventilkörper des Ventils antriebsverbunden, wobei der Ventilkörper mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Das Ventil umfasst ferner das Gehäuse, in welchem der Rotor und der Stator angeordnet sind. In dem Gehäuse ist der Spalttopf angeordnet, wobei der Spalttopf innerhalb des Gehäuses einen ersten Bereich von einem zweiten Bereich fluidisch trennt. Der erste Bereich ist radial innen und der zweite Bereich radial außen angeordnet. Einer der Bereiche dient hierbei als Trockenbereich und der andere Bereich als Nassbereich. Der Rotor ist im Spalttopf angeordnet, wohingegen der Stator außerhalb des Spalttopfes angeordnet ist. Hierbei umgibt der Stator den Spalttopf und somit den Rotor radial außen in einer Umfangsrichtung. Der Stator weist eine axial äußere Stirnseite auf, welche von dem Spalttopf überragt ist. Erfindungsgemäß weist das Ventil eine zumindest eine Feder umfassende Federanordnung auf, welche am Gehäuse fixiert ist und zum Gehäuse beabstandet auf der Stirnseite des Stators aufliegt, sodass die Federanordnung den Stator mittels der Stirnseite mechanisch radial und axial beaufschlagt.
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Das Beaufschlagen des Stators mittels der Federanordnung radial und axial bedeutet insbesondere, dass die Federanordnung den Stator mittels der Stirnseite radial und axial federnd beaufschlagt. Das heißt, dass der Stator mittels der Federanordnung federnd radial und axial vorgespannt ist.
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Die vorliegend angegebenen Richtungen beziehen sich insbesondere auf die Erstreckung des Rotors. Die Axialrichtung sowie axial entsprechen daher einer Längsstreckung des Rotors bzw. einer Rotationsachse des Rotors. Dementsprechend verlaufen die Radialrichtung bzw. radial quer zur Axialrichtung und die Umfangsrichtung die Axialrichtung umgebend bzw. umschließend.
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Die Antriebsverbindung des Ventilkörpers mit dem Rotor ist zweckmäßig durch eine drehfeste Verbindung des Ventilkörpers mit dem Rotor gegeben. Vorteilhaft ist der Ventilkörper auf dem axial vom Spalttopf entfernten Ende des Rotors angeordnet. Vorstellbar ist es insbesondere, den Ventilkörper einstückig mit dem Rotor auszubilden.
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Das elektrische Ventil ist vorteilhaft ein elektrisches Expansionsventil und kommt zum Expandieren eines Fluids, insbesondere in einem thermodynamischen Kreislauf, beispielsweise in einer Klimaanlage, zum Einsatz. Das Zusammenwirken des Ventilkörpers und des Ventilsitzes erfolgt zum Expandieren des Fluids. Dabei wird durch das Zusammenwirken von Ventilkörper und Ventilsitz beispielsweise ein Strömungswiderstand für das Fluid und/oder ein durchströmbarer Querschnitt für das Fluid geschaffen, sodass das Fluid expandiert. Dabei wird vorteilhaft das Zusammenwirken des Ventilkörpers mit dem Ventilsitz mittels der elektrischen Maschine variiert. Insbesondere ist es vorstellbar, den Strömungswiderstand und/oder den durchströmbaren Querschnitt mittels der elektrischen Maschine zu variieren.
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Das Gehäuse weist vorzugsweise einen Gehäusetopf und einen den Gehäusetopf verschließenden Gehäusedeckel auf, wobei der Spalttopf im Gehäusetopf angeordnet ist. Der Spalttopf weist vorzugsweise auf der axial dem Gehäusedeckel zugewandten Seite einen Topfboden auf.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Federanordnung eine Öffnung auf, durch welche der Spalttopf axial, vorzugsweise in Richtung des Gehäusedeckels, ragt.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Federanordnung einen auf der Stirnseite aufliegenden Grundabschnitt sowie zwei radial außen vom Grundabschnitt abstehende und gegenüberliegende Flügel auf. Das heißt, dass die Federanordnung den auf der Stirnseite aufliegenden Grundabschnitt sowie die zwei Flügel aufweist, welche radial gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils radial außen vom Grundabschnitt abstehen. Hierbei ist der jeweilige Flügel zum Grundabschnitt beabstandet am Gehäuse fixiert. Bevorzugt weist die Federanordnung lediglich zwei Flügel auf. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Grundabschnitt flächig auf der Stirnseite aufliegt. Auf diese Weise wird eine Abhängigkeit der durch die Federanordnung resultierenden Federkraft von der Beanspruchung der Federanordnung reduziert. Mit anderen Worten, durch eine derartige Ausbildung der Federanordnung erfolgt in einer der Federanordnung zugehörigen Kraft-Weg-Kurve ein flacher Anstieg. Somit lässt sich mit der Federanordnung unabhängig von der Verbauposition der Federanordnung im Gehäuse oder zumindest mit einer reduzierten Abhängigkeit der Verbauposition ein vorgegebenes und erwünschtes Beaufschlagen des Stators erzielen. Daraus resultiert bei einer einfachen Herstellung des Ventils eine erhöhte Präzision über eine verlängerte Lebensdauer.
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Bevorzugt ist es, wenn das Gehäuse für den jeweiligen Flügel eine zugehörige Aufnahme, vorteilhaft in der Art eines Schlitzes, aufweist. Bevorzugt greift hierbei der jeweilige Flügel mit einem vom Grundabschnitt entfernten Endbereich in die Aufnahme, insbesondere in den Schlitz. Somit lässt sich eine einfache Herstellung des Ventils bei zugleich erwünschtem Beaufschlagen des Stators erreichen.
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Die Aufnahmen bzw. die Schlitze sind dabei vorteilhaft in einer radialen Außenwandung des Gehäusetopfes auf der radial inneren Seite angeordnet und verlaufen bevorzugt geneigt zur Axialrichtung. Somit lässt sich auf einfache Weise das radiale und axiale Beaufschlagen des Stators erreichen.
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Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der Flügel, bevorzugt der jeweilige Flügel, einen an den Grundabschnitt anschließenden und von der Stirnseite weg gerichteten radial inneren Innenabschnitt und einen am Gehäuse fixierten und von der Stirnseite weg gerichteten, radial äußeren Außenabschnitt aufweist, welche über zumindest einen gekrümmten Biegeabschnitt des Flügels miteinander verbunden sind. Der Innenabschnitt und der Außenabschnitt verlaufen hierbei zweckmäßig geneigt zur Axialrichtung und sind über den zumindest einen Biegeabschnitt miteinander verbunden. Dies hat insbesondere zur Folge, dass eine Länge des Flügels vergrößert ist. Folglich ist bei Beanspruchung des Flügels eine lokale Materialbeanspruchung verringert. Daraus resultiert eine Vermeidung von plastischen Verformungen des Flügels oder zumindest eine Reduzierung von derartigen plastischen Verformungen. In der Folge ist ein konstanteres Beaufschlagen der Stirnseite des Stators mittels der Federanordnung über eine längere Lebensdauer realisiert.
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Besonders bevorzugt sind hierbei Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der Flügel, vorzugsweise der jeweilige Flügel, über zwei solche Biegeabschnitte verfügt, welche den Innenabschnitt mit dem Außenabschnitt verbinden. Dabei resultiert in einem axialen Querschnitt des Flügels eine S-förmige Ausbildung des Flügels, die zu einer besonders vorteilhaften Reduzierung der lokalen Beanspruchung des Flügels sowie zu einem besonders vorteilhaften radialen und axialen mechanischen Beaufschlagen der Stirnseite führt.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Öffnung im Grundabschnitt ausgebildet ist. Das heißt, dass der Grundabschnitt die die Öffnung begrenzende Innenfläche aufweist. Somit ist insbesondere eine vereinfachte Herstellung der Federanordnung sowie des Ventils erreicht.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen wirkt die Federanordnung, bevorzugt zum zumindest einen Flügel beabstandet, auf den Spalttopf ein, um den Spalttopf radial, vorzugsweise zudem axial, zu beaufschlagen. Bevorzugt ist dabei auch ein Formschluss zwischen dem Spalttopf und der Federanordnung realisiert.
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Zum Beaufschlagen des Spalttopfs weist die Federanordnung in vorteilhaften Ausführungsformen zumindest eine, vorzugsweise vom Grundabschnitt, abstehende Zunge auf. Die zumindest eine Zunge liegt auf der radialen Außenhülle des Spalttopfs, um den Spalttopf radial, vorzugsweise zudem axial, zu beaufschlagen. Bevorzugt ist die zumindest eine Zunge zum zumindest einen Flügel beabstandet.
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Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zumindest eine der wenigstens einen Zunge, vorteilhaft die jeweilige Zunge, mit einer äußeren Kante in die Außenhülle des Spalttopfs greift, um mit dem Spalttopf einen Formschluss zu bilden. Die Zunge weist demnach auf ihrer dem Spalttopf zugewandten Seite eine solche Kante auf.
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Vorteilhaft ist die jeweilige zumindest eine Zunge im Bereich der Öffnung der Federanordnung angeordnet. Insbesondere ist die zumindest eine Zunge axial an der Öffnung angrenzend angeordnet.
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Als vorteilhaft gelten hierbei Ausführungsformen, bei denen zumindest eine der wenigstens einen Zunge axial absteht und zur Radialrichtung quer verläuft. Die Zunge weist also vorteilhaft einen konischen Verlauf auf. Dies führt zu vorteilhaften Federeigenschaften und vereinfacht zudem das Eindringen der zugehörigen Kante in die Außenhülle des Spalttopfs.
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Vorteilhaft weist die Federanordnung zwei solche Zungen auf, welche radial gegenüberliegend angeordnet sind. Somit erfolgt ein gleichmäßiges Beaufschlagen des Spalttopfs. Bevorzugt sind die Zungen zum zumindest einen Flügel im Umfangsrichtung versetzt angeordnet.
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Prinzipiell kann die Federanordnung zwei oder mehr Federn aufweisen. Das heißt, dass die Federanordnung zwei voneinander separate und zueinander beabstandete Federn aufweisen kann.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Federanordnung lediglich eine einzige Feder aufweist, welche insbesondere den Grundabschnitt sowie den zumindest einen Flügel, gegebenenfalls zudem die zumindest eine Zunge, aufweist.
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Vorteilhaft ist zumindest eine der wenigstens einen Feder, insbesondere die einzige Feder, aus einem Blechteil hergestellt, also insbesondere eine Blechfeder.
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Ein vorteilhaftes mechanisches Beaufschlagen des Stators und/oder des Spalttopfes ergeben sich dadurch, dass die Öffnung durch das Verbauen im Gehäuse, das heißt durch mechanisches Verspannen, eine Kreisform aufweist, welche in unverspanntem Zustand der Federanordnung nicht gegeben ist. Mit anderen Worten, die Öffnung ist in einem unverspannten Zustand der Federanordnung in einer axialen Draufsicht unrund bzw. elliptisch geformt, wohingegen durch das Einsetzen der Federanordnung im Ventil und somit durch das Beaufschlagen der Stirnseite eine Verformung der Federanordnung derart erfolgt, dass die Öffnung in der Draufsicht eine Kreisform aufweist. Insbesondere werden beim Verspannen der Federanordnung im Gehäuse der zumindest eine Biegeabschnitt des zumindest einen Flügels geformt. Daraus resultiert eine vereinfachte Herstellung der Federanordnung sowie ein vereinfachter Einsatz der Federanordnung im Ventil. Zudem sind somit erhöhte Toleranzen zulässig.
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Das Ventil umfasst vorteilhaft eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln der Drehposition des Rotors und somit zum Ermitteln der Position des Ventilkörpers.
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Die Sensoreinrichtung umfasst bevorzugt einen im Spalttopf angeordneten und mit dem Rotor drehfest verbundenen Permanentmagnet sowie einen außerhalb des Spalttopfs angeordneten Magnetsensor. Der Magnetsensor ist vorteilhaft auf der vom Permanentmagnet axial abgewandten Seite des Spalttopfs angeordnet. Die Sensoreinrichtung umfasst ferner eine Platine, an welcher der Magnetsensor, vorzugsweise auf der dem Permanentmagnet zugewandten Seite der Platine, angebracht ist.
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Die Platine ist vorteilhaft über zumindest eine von der Federanordnung, bevorzugt vom Grundabschnitt, abstehende Lasche im Gehäuse fixiert. Die zumindest eine Lasche steht also auf der von der Stirnseite abgewandten Seite der Federanordnung, insbesondere des Grundabschnitts, ab. Dabei umgreift die zumindest eine Lasche die Platine seitlich und fixiert die Platine somit im Gehäuse. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die zumindest eine Lasche zu den Flügeln in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Durch das Fixieren der Platine mit der zumindest einen Lasche erfolgt eine genauere Positionierung der Platine und somit des Magnetsensors zum Stator und zum Rotor und folglich auch zum Permanentmagnet. Folglich lässt sich auf diese Weise die Drehposition des Rotors und somit die Position des Ventilkörpers einfacher und zugleich präziser bestimmen.
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Prinzipiell kann die Lasche eine von der Federanordnung separate und an der Federanordnung angebrachte Komponente sein.
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Vorstellbar ist es auch, zumindest eine der wenigstens einen Lasche, vorteilhaft die jeweilige Lasche, mit der Federanordnung einteilig auszubilden, das heißt insbesondere an der Federanordnung auszuformen. Somit ist die Herstellung des Ventils vereinfacht und die relative Positionierung der Platine zur Federanordnung und folglich zum Stator genauer.
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Bevorzugt weist die Federanordnung zumindest zwei Laschen auf, wobei eine der Laschen auf der axial der Stirnseite zugewandten Seite der Platine und die andere Lasche auf die axialen von der Stirnseite abgewandten Seite der Platine einwirkt. Somit umgreifen die Laschen die Platine seitlich und fixieren sie. Die Laschen sind hierbei bevorzug einander benachbart, insbesondere aneinandergrenzend, angeordnet.
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Vorteilhaft sind die Laschen Bestandteil einer Laschengruppe. Die Laschengruppe weist für die zugehörigen Laschen eine gemeinsame, abstehende Basis auf, von welcher die Laschen abstehen.
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Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen die Federanordnung drei Laschen, vorzugsweise einer Laschengruppe, in der Art einer Gabel aufweist. Hierbei wirken zwei äußere der Laschen auf der von der Stirnseite abgewandten Seite der Platine und eine zwischen den äußeren Laschen angeordnete mittlere Lasche auf der der Stirnseite zugewandten Seite der Platine. Auf diese Weise entsteht eine 3-Punkte-Verspannug der Platine. Daraus resultieren eine zuverlässige Fixierung der Platine und zugleich ein vorteilhafter Ausgleich von relativen Bewegungen.
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Das als Expansionsventil ausgebildete Ventil kann zum Expandieren eines beliebigen Fluids zum Einsatz kommen. Insbesondere kommt das Expansionsventil in einem thermodynamischen Kreislauf zum Einsatz, in welchem das Expandieren eines im Kreislauf zirkulierenden Fluids notwendig ist.
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Zu denken ist beispielsweise an den Einsatz des Ventils in einer Klimaanlage, durch das ein Kühlmittel zirkuliert. Dabei wird das Kühlmittel im Betrieb mittels des Expansionsventils expandiert.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 einen axialen Schnitt durch ein elektrisches Ventil,
- 2 einen anderen axialen Schnitt durch einen Bereich des Ventils,
- 3 einen radialen Schnitt durch das Ventil,
- 4 eine Draufsicht auf eine Federanordnung des Ventils in einem ersten Zustand,
- 5 die Draufsicht der 4 in einem anderen Zustand der Federanordnung,
- 6 eine isometrische Ansicht eines Teils des Ventils bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
- 7 eine isometrische Ansicht der Federanordnung aus 6,
- 8 eine andere isometrische Ansicht des eines Teils den Ventils aus 6.
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Ein elektrisches Ventil 1, wie es beispielsweise in den 1 bis 3 sowie 6 und 8 gezeigt ist, kommt beispielsweise in einem nicht gezeigten thermodynamischen Kreislauf zum Einsatz. Das Ventil 1 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen als ein elektrisches Expansionsventil 35 zum Expandieren eines Fluids ausgebildet. Das Ventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem eine elektrische Maschine 3 aufgenommen ist. Die elektrische Maschine 3 umfasst einen sich in einer Axialrichtung 4 erstreckenden Rotor 5 sowie einen Stator 6, der zum Rotor 5 radial beabstandet ist und den Rotor 5 in einer Umfangsrichtung 7 umgibt. Die vorliegend angegebenen Richtungen beziehen sich jeweils auf die Axialrichtung 4, welche einer Längsmittelachse des Rotors 5 entspricht. Dementsprechend verläuft radial quer zur Axialrichtung 4 und in Umfangsrichtung 7 die Axialrichtung 4 umgebend. Hierbei zeigen die 1 und 2 jeweils einen axialen Schnitt durch das Ventil 1. Die 3 zeigt einen radialen Schnitt durch das Ventil 1.
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Wie insbesondere den 1 und 2 zu entnehmen ist, umfasst das Gehäuse 2 ein Gehäusetopf 8 sowie einen axial am Gehäusetopf 8 angebrachten und den Gehäusetopf 8 verschließenden Gehäusedeckel 9. Das Ventil 1 weist ferner einen mit dem Rotor 5 antriebsverbundenen Ventilkörper 10 sowie einen mit dem Ventilkörper 10 zum Expandieren des Fluids zusammenwirkenden Ventilsitz 11 auf. Der Ventilkörper 10 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen in einem auf der vom Gehäusedeckel 9 axial abgewandten Seite des Gehäusetopfs 8 axial abstehenden Stutzen 12 des Gehäuses 2 angeordnet. Im Gehäusetopf 8 ist ein Spalttopf 13 angeordnet, der auf der axial dem Gehäusedeckel 9 zugewandten bzw. vom Stutzen 12 abgewandten Seite einen Topfboden 14 aufweist. Der Spalttopf 13 ist im Gehäusetopf 8 in etwa mittig angeordnet und trennt im Gehäuse 2 einen Nassbereich 15 fluidisch von einem Trockenbereich 16. Der Nassbereich 15 ist innerhalb des Spalttopfs 13 und der Trockenbereich 16 außerhalb des Spalttopfs 13 ausgebildet.
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Die 2 zeigt einen axialen Schnitt durch das Ventil 1 im Bereich des Gehäusedeckels 9 und des Topfbodens 14. 3 zeigt einen radialen Schnitt durch das Ventil 1 hin zum Spalttopf 13, sodass der Gehäusedeckel 9 nicht sichtbar ist. Wie den 1 bis 3 entnommen werden kann, umgibt der Stator 6 den Spalttopf 13 radial außen und in Umfangsrichtung 7 geschlossen. Hierbei liegt bevorzugt der Stator 6 radial außen am Spalttopf 13 an. Um ein Zusammenwirken des Stators 6 mit dem Rotor 5 möglichst nicht zu beeinflussen, ist der Spalttopf 13 zweckmäßig magnetisch inaktiv und/oder durchlässig. Wie den Figuren ferner entnommen werden kann, überragt der Spalttopf 13 auf der dem Gehäusedeckel 9 axial zugewandten Seite den Stator 6 axial, sodass der Spalttopf 13 von einer axial dem Gehäusedeckel 9 zugewandten Stirnseite 17 des Stators 6 den Stator 6 überragt.
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Wie insbesondere den Figuren entnommen werden kann, weist das Ventil 1 ferner eine zumindest eine Feder 19 umfassende Federanordnung 20 auf. Die Federanordnung 20 ist am Gehäuse 2 fixiert und liegt zum Gehäuse 2 beabstandet auf der Stirnseite 17 des Stators 6 auf, sodass die Federanordnung 20 den Stator 6 mechanisch radial und axial federnd beaufschlagt.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Federanordnung 2 eine einzige Feder 19 auf, welche aus einem Blechteil geformt, also als eine Blechfeder 21 ausgebildet ist. Die Feder 19 weist einen auf der Stirnseite 17 aufliegenden Grundabschnitt 22 auf. Im Grundabschnitt 22 ist eine Öffnung 23 ausgebildet, durch welche hindurch der Spalttopf 13 axial ragt.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Feder 19 ferner zwei Flügel 25 auf, die radial gegenüberliegend angeordnet sind. Der jeweilige Flügel 25 steht radial außen vom Grundabschnitt 22 ab. Der Grundabschnitt 22 erstreckt sich In den gezeigten Ausführungsbeispielen, wie insbesondere 3 und 6 entnommen werden kann, entlang der radialen Abstandsrichtung zwischen den Flügeln 25 über einen kleineren Teilbereich der Stirnseite 17 als radial quer zur Abstandsrichtung. Der jeweilige Flügel 25 ist am Gehäuse 2 fixiert, sodass die Fixierung der Federanordnung 20 am Gehäuse 2 mittels der Flügel 25 realisiert ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen erfolgt die Fixierung am Gehäusetopf 8. Zu diesem Zweck weist der Gehäusetopf 8 für die Flügel 25 radial innen offene und geneigt zur Axialrichtung 4 verlaufende Schlitze 26 auf, in denen die Flügel 25 zum Grundabschnitt 22 beabstandet angeordnet sind.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist der jeweilige Flügel 25 einen radial inneren und am Grundabschnitt 22 anschließenden Innenabschnitt 27 sowie einen radial äußeren, am Gehäuse 2, in den gezeigten Ausführungsbeispielen am Gehäusetopf 8, fixierten Außenabschnitt 28 auf. Der Innenabschnitt 27 und der Außenabschnitt 28 verlaufen beim im Ventil 1 eingebauten Zustand jeweils von der Stirnseite 17 weggerichtet bzw. hin zum Gehäusedeckel 9, vorzugsweise zudem geneigt zur Axialrichtung 4. Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, weist der jeweilige Flügel 25 der gezeigten Ausführungsbeispiele zumindest einen zwischen dem Innenabschnitt 27 und dem Außenabschnitt 28 angeordneten, gekrümmten Abschnitt 29 auf, der nachfolgend auch als Biegeabschnitt 29 bezeichnet wird. Hierbei gehen der Innenabschnitt 27 und der Außenabschnitt 28 über den zumindest einen Biegeabschnitt 29 ineinander über. In den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt weist der jeweilige Flügel 25 zwei derartige Biegeabschnitte 29 auf, welche aufeinanderfolgen, sodass, wie beispielsweise 2 entnommen werden kann, der jeweilige Flügel 25 im axialen Querschnitt eine S-Form aufweist.
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Mit der Federanordnung 20 erfolgt somit eine einfache, zuverlässige und präzise Fixierung des Stators 6 im Gehäuse 2. Insbesondere ist die Fixierung des Stators 6 im Gehäuse 2 frei von Schraubverbindungen. Auf diese Weise wird die Herstellung des Ventils 1 vereinfacht. Zudem erfolgt ein zuverlässiger und einfacher Ausgleich von thermisch bedingten Verschiebungen, welche beispielsweise im Betrieb des Ventils 1 auftreten können, ebenso wie ein Ausgleich von alterungsbedingten Verschiebungen innerhalb des Ventils 1, insbesondere des Gehäuses 2.
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Wie einem Vergleich der 4 und 5 entnommen werden kann, ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen die Federanordnung 20 und somit die Feder 19 derart ausgebildet, dass sie in dem in 4 gezeigten unverspannten Zustand, das heißt in einem unverbauten Zustand, eine in der gezeigten axialen Draufsicht unrunde, elliptische Öffnung 23 aufweist. Wie 4 ferner entnommen werden kann, stehen die Flügel 25 in unverspanntem Zustand radial eben vom Grundabschnitt 22 ab, verlaufen also in einer gemeinsamen, sich radial erstreckenden Ebene mit dem Grundabschnitt 22. Beim Einsetzen der Federanordnung 19 im Ventil 1 erfolgt eine entsprechende Umformung über die Flügel 25, welche die beispielsweise in den 2 und 3 gezeigte Form der Flügel 25 sowie eine Umformung der Öffnung 23 derart zur Folge hat, dass die Öffnung 23 in der in den 3 und 5 gezeigten Draufsicht rund geformt ist.
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Wie beispielsweise 2 entnommen werden kann, weisen die Ventile 1 der gezeigten Ausführungsbeispiele eine Sensoreinrichtung 30 zum Ermitteln einer Drehposition des Rotors 5 und somit eine Position des Ventilkörpers 10 auf. Die Sensoreinrichtung 30 weist einen im Spalttopf 13 angeordneten und mit dem Rotor 5 drehfest verbundenen Permanentmagnet 31 sowie einen auf der axial vom Topfboden 14 des Spalttopfs 13 abgewandten Seite des Topfbodens 14 angeordneten Magnetsensor 32 auf, der in etwa mittig bezüglich des Topfbodens 14 und des Permanentmagnets 31 angeordnet ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Magnetsensor 32 axial zum Topfboden 14 beabstandet. Wie beispielsweise 2 entnommen werden kann, weist die Sensoreinrichtung 30 ferner eine Platine 33 auf, die axial zum Topfboden 14 beabstandet angeordnet ist. Hierbei ist der Magnetsensor 32 auf der axial dem Topfboden 14 zugewandten Seite der Platine 33 angeordnet und an der Platine 33 angebracht. Die Platine 33 ist im Gehäuse 2 fixiert. Dies kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein.
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Wie 6 entnommen werden kann, kann das Fixieren der Platine 33 im Gehäuse 2 mittels zumindest einer Lasche 34 erfolgen, welche auf der von der Stirnseite 17 abgewandten Seite der Federanordnung 20, insbesondere des Grundabschnitts 22, axial absteht und die Platine 33 randseitig umgreift. Hierbei zeigt 6 zur besseren Übersicht lediglich die Platine 33 und die Federanordnung 20. 7 zeigt eine isometrische Ansicht der Federanordnung 20. Demnach weist die Federanordnung 20 des Ausführungsbeispiels der 6 bis 8 drei solche Laschen 34 auf, welche aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Laschen 34 weisen eine gemeinsame Basis 36 auf. Die Basis 36 steht radial außen des Grundabschnitts 22 axial ab. Dabei ist die Basis 36 im gezeigten Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung 7 zwischen den Flügeln 25 angeordnet.
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Die Laschen 34 stehen von der Basis 36 axial ab und sind an ihren von der Basis 36 abgewandten Seiten umgeformt, sodass zwei äußere der Laschen 34 auf der von der Stirnseite 17 abgewandten Seite der Platine 33 einwirken und die zwischen den äußeren Laschen 34 angeordnete mittlere Lasche 34 auf die der Stirnseite 17 zugewandte Seite der Platine 33 einwirkt. Somit umgreifen die Laschen 34 die Platine 33 seitlich und fixieren die Platine 33 im Gehäuse 2. Auf diese Weise wird die Platine 33 an drei verschiedenen Stellen verspannt.
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Wie 8 entnommen werden kann, kann die Federanordnung 20 auch den Spalttopf 13 radial beaufschlagen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beaufschlagt die Federanordnung 20 den Spalttopf 13 zudem axial. Hierbei sind in 8 zur besseren Übersicht lediglich die Federanordnung 20 und der Spalttopf 13 gezeigt.
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Zum Beaufschlagen des Spalttopfs 13 weist die Federanordnung 20 im gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest eine Zunge 24 auf, welche auf der von der Stirnseite 17 abgewandten Seite des Grundabschnitts 22 absteht und auf eine radiale Außenhülle 37 des Spalttopfs 13 einwirkt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei solche Zungen 24 vorgesehen, welche radial gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei ist die jeweilige Zunge 24 zu den Flügeln 25 beabstandet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Zungen 24 in Umgangsrichtung 7 zwischen den Flügeln 25 angeordnet. Eine der Zungen 24 ist zur Basis 36 und somit zu den Laschen 34 radial nach innen versetzt angeordnet. Die Zungen 34 grenzen hierbei an die Öffnung 23. Wie insbesondere 8 entnommen werden kann, verläuft die jeweilige Zunge 24 weg vom Grundabschnitt 22 radial nach innen geneigt. Somit wirkt die jeweilige Zunge 24 radial federnd auf die Außenhülle 37 ein und beaufschlagt den Spalttopf 13 folglich radial. Ferne ist auf diese Weise eine auf der vom Grundabschnitt 22 abgewandten Seite angeordnete, radial innere Kante 38 der jeweiligen Zunge 24 radial nach innen gerichtet. Die jeweilige Kante 38 greift hierbei in die Außenhülle 37 und bildet somit mit der Außenhülle 37 einen Formschluss. Somit beaufschlagt die jeweilige Zunge 24 den Spalttopf 13 aus axial.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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