DE202023106729U1

DE202023106729U1 - Positions-Messsystem für ein Stellventil im Stellantrieb

Info

Publication number: DE202023106729U1
Application number: DE202023106729.8U
Authority: DE
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2023-11-15
Filing date: 2023-11-15
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2033-11-16

Abstract

Betätigungsvorrichtung für ein Ventil (20), insbesondere für ein Stellventil, mit einem Stellelement (3) zum Regulieren eines durch das Ventil (20) strömenden Fluidflusses, einem Antrieb (1) zur Bewegung des Stellelements (3) in Abhängigkeit eines auf den Antrieb (1) wirkenden Stellsignals, insbesondere eines Fluiddrucks, zwischen einer ersten Endposition (E1) und einer zweiten Endposition (E2) und mit einem den Antrieb (1) aufnehmenden Antriebsgehäuse (2) aus welchem das Stellelement (3) herausgeführt ist, wobei der Antrieb (1) in einer ersten Montagekonfiguration (M1) derart mit dem Stellelement (3) gekoppelt ist, dass dieses bei einem bestimmten Stellsignal einfährt und in einer zweiten Montagekonfiguration (M2) derart mit dem Stellelement (3) gekoppelt ist, dass dieses bei demselben Stellsignal ausfährt, und mit einem Positions-Messsystem (4) zur Erfassung der Position des Stellelements (3), welches ein Sensormodul (4.1) und mindestens ein zusammen mit dem Stellelement (3) bewegbares sensierbares Element (4.2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (4.1) an dem Antriebsgehäuse (2) angeordnet ist und das sensierbare Element (4.2) derart mit dem Stellelement (3) verbunden ist, dass dieses zumindest in einer der beiden Endpositionen (E1, E2) sowohl in der ersten Montagekonfiguration (M1) als auch in der zweiten Montagekonfiguration (M2) denselben Abstand von dem Sensormodul (4.1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Stellventil, mit einem Stellelement zum Regulieren eines durch das Ventil strömenden Fluidflusses, einem Antrieb zur Bewegung des Stellelements in Abhängigkeit eines auf den Antrieb wirkenden Stellsignals, insbesondere eines Fluiddrucks, zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition und mit einem den Antrieb aufnehmenden Antriebsgehäuse aus welchem das Stellelement herausgeführt ist, wobei der Antrieb in einer ersten Montagekonfiguration derart mit dem Stellelement gekoppelt ist, dass dieses bei einem bestimmten Stellsignal einfährt und in einer zweiten Montagekonfiguration derart mit dem Stellelement gekoppelt ist, dass dieses bei demselben Stellsignal ausfährt, und mit einem Positions-Messsystem zur Erfassung der Position des Stellelements, welches ein Sensormodul und mindestens ein zusammen mit dem Stellelement bewegbares sensierbares Element umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung eine solche Betätigungsvorrichtung, bei welcher das Stellelement abseits des Antriebsgehäuses durch ein Gehäuse, insbesondere ein Joch, geführt ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Ventilanordnung mit einem Ventil und einer Betätigungsvorrichtung.
Stellventile besitzen üblicherweise einen Ventileinlass und einen Ventilauslass, die miteinander fluidverbunden sind, so dass ein in der Regel flüssiges Medium durch das Ventil vom Ventileinlass zum Ventilauslass strömen kann. Im Strömungsweg zwischen dem Ventileinlass und dem Ventilauslass ist dabei in der Regel ein Ventilsitz und ein gegenüber dem Ventilsitz bewegbar angeordnetes Ventilglied angeordnet. Wenn das Ventilglied auf dem Ventilsitz aufliegt, ist der Strömungsweg blockiert und das Fluid kann nicht durch das Ventil hindurchströmen. Wenn das Ventilglied gegenüber dem Ventilsitz bewegt und von diesem abgehoben wird, wird der Strömungsweg freigegeben und das Fluid kann entsprechend durch das Ventil strömen. Über eine Bewegung des Ventilgliedes gegenüber dem Ventilsitz lässt sich somit die das Ventil durchströmende Fluidmenge regulieren.
Zur Bewegung des Ventilgliedes ist oftmals eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen, die ein mit dem Ventilglied verbundenes Stellelement und einen Antrieb zur Bewegung des Stellelements aufweist. Das Stellelement ist dabei in der Regel am unteren Ende mit dem Ventilglied verbunden und in das Gehäuse des Ventils dichtend hereingeführt. Der Antrieb befindet sich in einem Antriebsgehäuse, welches abseits des Ventilgehäuses angeordnet ist und dieses kann bspw. an dem dem Ventilglied gegenüberliegenden Ende des Stellelements mit diesem gekoppelt sein. Das Stellelement kann somit dichtend aus dem Antriebsgehäuse herausgeführt sein.
Über den Antrieb lässt sich das Stellelement und damit auch das Ventilglied zwischen einer ersten und einer zweiten Endposition hin- und herbewegen. In der einen Endposition liegt das Ventilglied dabei abdichtend auf dem Ventilsitz auf und in der entsprechend anderen Endposition ist das Ventilglied vom Ventilsitz abgehoben. Zwar ist es zur Bewegung des Ventilgliedes möglich, das Stellelement über den Antrieb aktiv zu bewegen, oftmals kommt aber ein Antrieb zum Einsatz, der das Stellelement anhand eines Stellsignals, wie bspw. einem an dem Antrieb anliegenden Fluiddruck, rein passiv bewegt. Der Antrieb arbeitet dabei pneumatisch, so dass über den am Antrieb anliegenden Fluiddruck das Stellelement ohne weiteren Energieeinsatz bewegt werden kann.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Stellelement ab einem gewissen am Antrieb anliegenden Fluiddruck aus dem Antrieb bzw. Antriebsgehäuse ausgefahren wird, wodurch das Ventilglied auf den Ventilsitz gedrückt und das Ventil geschlossen wird. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Stellelement ab einem gewissen Druck in den Antrieb bzw. in das Antriebsgehäuse eingefahren wird, wodurch das Ventilglied vom Ventilsitz abgehoben und das Ventil entsprechend geöffnet wird. Manche Betätigungsvorrichtungen ermöglichen dabei auch, dass der Antrieb in zwei verschiedenen Montagekonfigurationen montiert bzw. mit dem Stellelement gekoppelt werden kann, so dass sich mit derselben Betätigungsvorrichtung beide genannten Funktionen realisieren lassen. In der ersten Montagekonfiguration kann das Stellelement somit bei einem Stellsignal bzw. einem bestimmten am Antrieb anliegenden Fluiddruck aus dem Antriebsgehäuse ausfahren und in einer zweiten Montagekonfiguration kann das Stellelement bei demselben Fluiddruck in das Antriebsgehäuse einfahren. Durch die Ummontage lässt sich der Antrieb bzw. die Betätigungsvorrichtung auf einfache Weise zwischen einer bei einem Stellsignal einfahrenden und das Ventil öffnenden Konfiguration und einer bei einem Stellsignale ausfahrenden und das Ventil schließenden Konfiguration ummontieren.
Zur Ermittlung und Überwachung der Position des Stellelements und damit auch des Ventilgliedes weisen Betätigungsvorrichtungen für Stellventile oftmals Positions-Messsysteme auf. Diese weisen in der Regel ein Sensormodul und ein zusammen mit dem Stellelement bewegbares sensierbares Element auf, so dass über eine Ermittlung der Position des sensierbaren Elements auf die Position des Stellelements und damit auch auf die Position des Ventilgliedes geschlossen werden kann. Hierfür werden absolute Messverfahren bevorzugt, da eine Referenzmessung in einer prozesstechnischen Anlage oftmals kaum möglich ist und nach einem Störfall oder beim Hochfahren der Anlage die Stellung des Ventilgliedes sofort eingestellt werden muss.
Aus der EP 1 282 798 B1 ist ein Positions-Messsystem bekannt, welches zwischen dem Antrieb des Stellelements und dem eigentlichen Ventil angeordnet ist. Bei einer Bewegung des Stellelements wird das mit dem Stellelement verbundene sensierbare Element an dem Sensormodul vorbeigeführt, worauf sich auf die Position des Stellelements und auch des Ventilgliedes schließen lässt. Nachanteilig an diesem Positions-Messsystem ist jedoch, dass eine Umrüstung des Antriebs von einer ausfahrenden zu einer einfahrenden Konfiguration eine Justierung des sensierbaren Element und auch eine Kalibrierung des Positions-Messsystems erfordert, da eine Ummontage des Antriebs zu einer Veränderung der Position des sensierbaren Elements gegenüber dem Sensormodul führt.
Davon ausgehend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Betätigungsvorrichtung anzugeben, die trotz einer Ummontage des Antriebs von der ersten zur zweiten Montagekonfiguration keine Justierung und keine erneute Kalibrierung des Positions-Messsystems erfordert.
Diese Aufgabe wird bei einer Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Sensormodul an dem Antriebsgehäuse angeordnet ist und das sensierbare Element derart mit dem Stellelement verbunden ist, dass dieses zumindest in einer der beiden Endpositionen sowohl in der ersten Montagekonfiguration als auch in der zweiten Montagekonfiguration denselben Abstand von dem Sensormodul aufweist.
Durch diese Anordnung ist es nicht erforderlich, bei einer Ummontage des Antriebs auch Änderungen an dem Positions-Messsystem vorzunehmen. Vielmehr ist das Positions-Messsystem weitestgehend unabhängig von der Montagekonfiguration, so dass sowohl in der ersten Montagekonfiguration als auch in der zweiten Montagekonfiguration das sensierbare Element zumindest in einer Endposition, bevorzugt aber in beiden Endpositionen, denselben Abstand von dem Sensormodul aufweist. Insofern muss bei einer Ummontage zwischen den beiden Montagekonfigurationen auch keine Nachjustierung des Positions-Messsystems vorgenommen werden.
In der ersten Montagekonfiguration kann das Stellelement bei einem auf den Antrieb wirkenden Stellsignal von der ersten Endposition in die zweite Endposition bewegt und das Stellelement aus dem Antriebsgehäuse ausgefahren werden. In der zweiten Montagekonfiguration kann das Stellelement bei demselben Stellsignal von der zweiten Endposition in die erste Endposition bewegt und entsprechend in das Antriebsgehäuse eingefahren werden. Der Abstand des sensierbaren Elements von dem Sensormodul kann dabei in der ersten Endposition bei beiden Montagekonfiguration gleich sein und zudem kann der Abstand auch in der zweiten Endpositionen bei beiden Montagekonfigurationen gleich sein. Für das Positions-Messsystem ändert sich insofern nur, ob sich das Stellelement bei einem Stellsignal bzw. einem am Antrieb anliegenden Fluiddruck in der ersten oder in der zweiten Endposition befindet.
Durch die Anordnung des Sensormoduls an dem Antriebsgehäuse kann ein sehr kompakter Aufbau realisiert werden und es ist insofern kein oder nur ein sehr geringfügiger zusätzlicher Bauraum zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Ventil bzw. dem Ventilgehäuse erforderlich. Das Sensormodul ist dabei bevorzugt an der Innenseite oder innerhalb der Wandung des Antriebsgehäuses angeordnet, so dass außerhalb des Antriebsgehäuses kein oder nur ein sehr geringfügiger Bauraum für das Sensormodul erforderlich ist. Zudem kann das Sensormodul durch diese Anordnung auch vor äußeren Einflüssen geschützt sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das sensierbare Element innerhalb des Antriebsgehäuses angeordnet ist. Auch insofern lässt sich der Bauraum des Positions-Messsystems aber auch der Betätigungsvorrichtung insgesamt reduzieren. Das sensierbare Element kann an dem sich innerhalb des Antriebsgehäuses befindlichen Teil des Stellelements angeordnet bzw. mit diesem verbunden sein. Das sensierbare Element ist dabei derart angeordnet, dass dieses eine Bewegung des Stellelements unabhängig von der Montagekonfiguration nicht behindert, so dass das Stellelement ohne Beeinträchtigung zwischen den beiden Endstellungen, also der ersten Endposition und der zweiten Endposition, in linearer Richtung entlang der Längsachse des Stellelements hin- und herbewegbar ist. Durch die Anordnung des sensierbaren Elements in dem Antriebsgehäuse wird zwischen den Antriebsgehäuse und dem Ventil bzw. dem Ventilgehäuse kein zusätzlicher Bauraum für das Positions-Messsystems gebraucht. Die gesamte Ventilanordnung, also das Ventil mitsamt der Betätigungsvorrichtung, kann somit sehr flachbauend ausgestaltet sein. Weiterhin kann durch diese Anordnung das sensierbare Element im Inneren des Antriebsgehäuses vor äußeren Einflüssen geschützt werden.
Die Anordnung des sensierbaren Elements innerhalb des Antriebsgehäuses kann zudem unabhängig von der Art der Verbindung des sensierbaren Elements mit dem Stellelement sein. Es ist insofern bei einer entsprechenden Anordnung nicht zwingend erforderlich, dass das sensierbare Element derart mit dem Stellelement verbunden ist, dass dieses zumindest in einer der beiden Endpositionen sowohl in der ersten Montagekonfiguration als auch in der zweiten Montagekonfiguration denselben Abstand von dem Sensormodul aufweist.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Antriebs hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieser eine Membrane aufweist, die in der ersten Montagekonfiguration und in der zweiten Montagekonfiguration an unterschiedlichen Stellen mit dem Stellelement verbunden ist. Die Membrane kann den von dem Antriebsgehäuse umschlossenen Antriebsraum in zwei Abschnitte teilen, nämlich einen Druckraum und einen Federraum. Der Druckraum und der Federraum können über die Membrane luftdicht voneinander getrennt sein. Der Druckraum kann mit einer Fluidleitung gekoppelt sein, über welche der als Stellsignal fungierende Fluiddruck eingeleitet werden kann. Dies kann bewirken, dass sich die Membrane in Richtung des Federraums verschiebt. Das heißt, das Volumen des Druckraums kann größer und das Volumen des Federraums kann entsprechend kleiner werden. Der Federraum kann eine Rückstellfeder aufweisen, so dass beim Anliegen des Fluiddrucks am Druckraum und bei einer Bewegung der Membrane in Richtung des Federraums die Feder komprimiert wird. Liegt kein Druck mehr an, kann die Membrane aufgrund der Rückstellfeder zurückgestellt werden. Je nach Montagekonfiguration kann die Rückstellfeder die Membrane in die erste oder in die zweite Endposition bewegen. Der im Druckraum anliegende Druck kann die Membrane entsprechend in die andere Endposition bewegen. Das Stellelement ist bevorzugt mit der Membrane verbunden, so dass über eine Bewegung der Membrane auch das Stellelement bewegt und diese somit in das Antriebsgehäuse ein- oder aus diesem ausgefahren werden kann. Das Stellelement kann sich dabei mittig durch die Membrane erstrecken und in linearer Richtung bewegbar sein.
Durch die Verbindung der Membrane an unterschiedlichen Stellen mit dem Stellelement kann das Stellelement in den beiden Montagekonfigurationen einmal entgegen der Kraft der Rückstellfeder aus dem Antriebsgehäuse ausgefahren und einmal entgegen der Kraft der Rückstellfeder in das Antriebsgehäuse eingefahren werden. In der ersten Montagekonfiguration kann die Membrane dabei an einer ersten Stelle mit dem Stellelement und in der zweiten Montagekonfiguration an einer zweiten Stelle des Stellelements mit dem Stellelement verbunden sein. Die beiden Stellen des Stellelements können im Hinblick auf die Längsachse des Stellelements in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sein. Folglich kann die Betätigungsvorrichtung bei einer vertikalen Ausrichtung in den beiden Montagekonfigurationen in unterschiedlichen Höhen mit dem Stellelement verbunden sein. Wenn das Stellelement bei einem Stellsignal ausgefahren werden soll, kann die Membrane im oberen Bereich mit dem Stellelement verbunden sein und wenn das Stellelement bei einem Stellsignal eingefahren werden soll, kann die Membrane in einem demgegenüber weiter unten angeordneten Bereich mit dem Stellelement verbunden sein.
Das Antriebsgehäuse kann zweiteilig ausgestaltet sein und aus zwei insbesondere topfförmig ausgestalteten Gehäuseteilen bestehen, die über eine oder auch mehrere Schraubverbindungen miteinander verbunden sein können. Die Membrane kann zwischen den beiden Gehäuseteilen eingespannt sein, so dass die Membrane im Antriebsgehäuse nicht verrutschen, sondern sich nur in einer Richtung, nämlich entlang der Längsachse des Stellelements, hin- und herbewegen kann. Die Membrane kann mit einer Stützstruktur verbunden sein, die die Membrane abstützt. Die Stützstruktur kann dafür im Gegensatz zu der Membrane unflexibel ausgestaltet sein und sich bei den im normalen Betrieb zu erwartenden Kräften nicht verformen. Die Stützstruktur kann von topfförmiger Geometrie sein und bei einer Bewegung der Membrane kann sich die Stützstruktur zusammen mit der Membrane in Längsrichtung des Stellelements hin- und herbewegen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Antrieb eine Membranauflage und ein Distanzstück aufweist, wobei die Membrane im Bereich zwischen der Membranauflage und dem Distanzstück mit dem Stellelement verbunden ist. Über die Membranauflage und das Distanzstück kann das Stellelement mit der Membrane verbunden werden, so dass sich das Stellelement bei einer Membranbewegung gleichläufig mitbewegt. Die Membrane und das Stellelement können insofern miteinander bewegungsgekoppelt sein. Das Distanzstück und die Membranauflage können sich im Hinblick auf die Membrane gegenüberliegen, so dass die Membrane, insbesondere zusammen mit der Membranauflage, zwischen dem Distanzstück und der Membranauflage angeordnet sein kann. Das Stellelement kann einen schulterförmigen Absatz aufweisen, auf dem je nach Montagekonfiguration entweder das Distanzstück oder die Membranauflage aufliegen kann. Über die Schulter kann das entsprechende Element in axialer Richtung gegenüber dem Stellelement festgelegt sein. Das andere Element kann über eine Schraubverbindung mit dem Stellelement verbunden sein. Das Stellelement kann dafür insbesondere in einem Endbereich, ein Gewinde aufweisen. Konkret kann in der ersten Montagekonfiguration das Distanzstück auf der Schulter des Stellelements aufliegen und die Membranauflage kann über eine Mutter, insbesondere eine nachfolgend noch näher erläuterte Anschlagmutter, die auf das Stellelement aufgeschraubt sein kann, mit dem Stellelement verbunden sein. Über die Mutter kann somit das Stellelement mit der Membrane verbunden sein, so dass sich das Stellelement über die Membrane in axialer Richtung bewegen lässt. In der zweiten Montagekonfiguration kann die Membranauflage auf der Schulter des Stellelements aufliegen und das Distanzstück über die auf das Stellelement aufgeschraubte Mutter auf dem Stellelement fixiert sein. Alternativ kann auch das Distanzstück selbst auf das Stellelement aufgeschraubt werden.
Das Distanzstück kann von hülsenförmiger Geometrie sein und einen freien Innenquerschnitt aufweisen, der im Wesentlichen dem Querschnitt des Stellelements im Verbindungsbereich entspricht. Die Membranauflage kann von plattenförmiger Geometrie sein und ebenfalls einen entsprechenden Innenquerschnitt aufweisen. Aufgrund der an das Stellelement angepassten Innenquerschnitte lassen sich Membranauflage und das Distanzstück bei der Montage nur in axialer Richtung gegenüber dem Stellelement bewegen. Das Stellelement kann als Stellstange ausgestaltet sein und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Auf der einen Seite der Schulter kann das Stellelement einen größeren Durchmesser als auf der anderen Seite der Schulter aufweisen. Vorteilhaft ist er Durchmesser auf der Seite der Schulter, in dem das Stellelement mit der Membrane verbunden ist kleiner als im anderen Bereich. Die Längsachse des Stellelements kann sich somit mittig durch das Distanzstück und die Membranauflage hindurcherstrecken.
Die Anschlagmutter kann auf das Stellelement aufgeschraubt sein und im Hinblick auf die Längsachse des Stellelements in axialer Richtung gegenüber dem Stellelement hervorstehen. In einer alternativen Ausgestaltung kann sich das Stellelement auch durch die Mutter hindurcherstrecken. Die Anschlagmutter kann zur Begrenzung einer Bewegung des Stellelements mit dem Antriebsgehäuse, insbesondere mit dem Flansch, in Kontakt kommen.
Die Anschlagmutter kann somit in der ersten Endposition an dem Antriebsgehäuse bzw. dem Flansch anliegen und eine weitergehende Bewegung des Stellelements verhindern.
Im Hinblick auf die Anordnung des sensierbaren Elements hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieses in der ersten Montagekonfiguration an der Membranauflage und in der zweiten Montagekonfiguration an dem Distanzstück angeordnet ist. Das sensierbare Element muss insofern nicht unmittelbar mit dem Stellelement verbunden sein, sondern maßgeblich für die Ermittlung der Position des Stellelements ist vielmehr, dass das sensierbare Element nicht relativbewegbar gegenüber dem Stellelement angeordnet ist. Da sowohl das Distanzstück als auch die Membranauflage fest mit dem Stellelement verbunden und nicht gegenüber diesem relativbewegbar angeordnet ist, kann über eine entsprechende Anordnung die Position des Stellelements und damit auch die des Ventilgliedes zuverlässig ermittelt werden. In der ersten Montagekonfiguration kann das sensierbare Element mit der Membranauflage verbunden sein und in der zweiten Montagekonfiguration mit dem Distanzstück. Vorteilhaft ist das sensierbare Element dabei lösbar mit der Membranauflage bzw. mit dem Distanzstück verbunden, so dass das sensierbare Element bei einer Ummontage des Antriebs von der einen Montagekonfiguration zu der anderen Montagekonfiguration entsprechend mit dem anderen Element verbunden werden kann.
Im Hinblick auf das Sensormodul hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Stellelement eine Längsachse aufweist und das Sensormodul gegenüber der Längsachse seitlich versetzt angeordnet ist. Die Längsachse kann der Rotationsachse des Stellelements bzw. der Stellstange entsprechen und sich somit mittig durch das Stellelement erstrecken. Seitlich bedeutet in diesem Zusammenhang quer bzw. senkrecht zur Längsachse des Stellelements. Durch die seitlich versetzte bzw. die außermittige Anordnung kann das Sensormodul eine Bewegung des Stellelements und auch des Antriebs bzw. der zum Antrieb des Stellelements erforderlichen Elemente nicht behindern. Das Antriebsgehäuse kann rotationssymmetrisch ausgestaltet sein, wobei die Längsachse des Stellelements der Rotationsachse des Antriebsgehäuses entsprechen kann. Durch die versetzte Anordnung des Sensormoduls kann dieses abseits der Rotationsachse und somit auch abseits des Schwerpunktes des Antriebsgehäuses angeordnet sein, so dass in diesem Bereich ausreichend Bauraum für die anderen Komponenten, so wie bspw. die nachfolgend noch näher beschriebene Hebeöse, vorgesehen sein kann. Ferner kann das Sensormodul durch die seitlich versetzte Anordnung auch im Hinblick auf die Kabelführung vorteilhaft positioniert werden.
Das Sensormodul kann von stabförmiger Geometrie sein und einen Durchmesser aufweisen, der geringer ist als der Durchmesser des Stellelements. Die Längsachse des Sensormoduls kann parallel zu der Längsachse des Stellelements angeordnet sein. An einer Seite kann das Sensormodul mit einem Kabel verbunden sein, welches einen Anschluss des Sensormoduls an eine Auswertelektronik erlaubt. Im Hinblick auf die Montage kann das Sensormodul von außen in das Antriebsgehäuse bzw. in den Flansch eingesteckt oder eingeschraubt sein. Auch eine Montage von der Innenseite ist jedoch möglich. Das Sensorelement kann dafür bei geöffneten Antriebsgehäuse von der Innenseite her im Antriebsgehäuse bzw. im Flansch montiert werden. Zur Befestigung kann ebenfalls bspw. eine Steckverbindung oder eine Schraubverbindung zum Einsatz kommen.
Gemäß einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das sensierbare Element ringförmig ausgestaltet und konzentrisch zu der Längsachse des Stellelements angeordnet ist. Durch die ringförmige Ausgestaltung und die Anordnung konzentrisch zur Längsachse des Stellelements kann die Position des sensierbaren Elements durch das gegenüber der Längsachse seitlich versetzt angeordnete Sensormodul zuverlässig ermittelt werden. Die ringförmige Ausgestaltung ermöglicht weiterhin, dass das Sensormodul nicht an einer bestimmten Position angeordnet sein muss, sondern dieses kann vielmehr in verschiedenen Positionen eingesetzt werden. Dabei kann in erster Linie wichtig sein, dass die Verlängerung der Längsachse des Sensormoduls das sensierbare Element schneidet, um eine zuverlässige Sensierung und Positionsermittlung zu erreichen. Vorteilhaft ist die Längsachse des Sensormoduls senkrecht zur Oberfläche des sensierbaren Elements angeordnet. Das Stellelement kann sich durch das sensierbare Element hindurcherstrecken. Vorteilhaft ist das sensierbare Element im Bereich des Kopfes, also des oberen Endes, des Stellelements angeordnet, so dass der Abstand von dem sensierbaren Element zu dem Sensormodul zumindest in einer der beiden Endpositionen gering sein kann. Die Anschlagmutter kann innerhalb des sensierbaren Elements angeordnet bzw. sich durch das sensierbare Element hindurcherstrecken.
Bei einer im Hinblick auf die Ausgestaltung und Anordnung des Positions-Messystems bzw. des Sensormoduls und des sensierbaren Elements alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sensormodul derart angeordnet ist, dass sich die Längsachse des Stellelements durch das Sensormodul erstreckt. Bei dieser Ausgestaltung können die Längsachse des Stellelements und die Längsachse des Sensormoduls zusammenfallen, so dass das Sensormodul in Verlängerung des Stellelements angeordnet ist.
Bei dieser Ausgestaltung hat es sich im Hinblick auf das sensierbare Element als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieses an einem Ende mittig an dem Stellelement angeordnet ist. Das sensierbare Element kann bei dieser Ausgestaltung zylinderförmig, insbesondere nach Art einer Knopfbatterie, ausgestaltet und in einer endseitigen Aussparung des Stellelements angeordnet sein. Durch die Aussparung kann verhindert werden, dass sich das sensierbare Element relativ gegenüber dem Stellelement bewegt. Ferner können auch Haltemittel vorgesehen sein, um das sensierbare Element an dem Stellelement zu fixieren. Bei dieser Ausgestaltung kann das sensierbare Element unmittelbar mit dem Stellelement verbunden sein. Die Längsachse des Stellelement kann sich durch das sensierbare Element, insbesondere mittig durch das sensierbare Element, erstrecken.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erdfindung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Sensormodul mindestens einen Ultraschallsensor, einen optischen Sensor, einen Radarsensor oder einen magnetempfindlichen Sensor umfasst. Ultraschallsensoren zeichnen sich durch eine gute Genauigkeit auch bei einem vergleichsweise großen Abstand zwischen dem eigentlichen Sensor bzw. den Sensormodul und dem sensierbaren Element aus. Entsprechendes gilt ganz allgemein auch für optische Sensoren, insbesondere Lasersensoren, oder Radarsensoren. Magnetempfindliche Sensoren zeichnen sich demgegenüber durch eine vergleichsweise geringe Leistungsaufnahme und geringe Kosten aus. Ferner kann das Positions-Messsystem mindestens einen Sender für Ultraschallwellen, Licht, insbesondere Laserlicht, oder Radarwellen umfassen. Der Sender kann die entsprechenden Wellen in Richtung des sensierbaren Elements aussenden und die Wellen können an dem sensierbaren Element zurückreflektiert werden. Anhand einer Laufzeitmessung kann der Abstand des sensierbaren Elements ermittelt und damit auch auf die Position des Stellelements geschlossen werden. Alternativ zu einer Laufzeitmessung können aber auch andere Messverfahren eingesetzt werden. Die Hauptausbreitungsrichtung der Wellen kann sich parallel zu der Längsachse des Stellelements erstrecken. Es kann vorgesehen sein, dass der Sender und der Detektor der Wellen in einem gemeinsamen Bauteil angeordnet sind. Dies erlaubt einen besonders kompakten Aufbau. Alternativ kann aber der Detektor auch beabstandet von dem Sender angeordnet sein.
Im Hinblick auf das sensierbare Element hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieses eine reflektierende Fläche aufweist. Die von Sensormodul bzw. dem Sender ausgesendeten Wellen können an der reflektierenden Oberfläche reflektiert und von dort aus zurück zum Sensormodul bzw. zum Detektor gesendet werden. Die reflektierende Oberfläche kann entsprechend derart ausgestaltet sein, dass eine Rückreflexion in jeder möglichen Position des sensierbaren Elements bzw. des Stellelements zuverlässig möglich ist. Die sensierbare Oberfläche kann dem Sensormodul zugewandt sein. Vorteilhaft ist die sensierbare Oberfläche senkrecht zur Längsachse des Sensormoduls angeordnet, so dass die Längsachse des Sensors senkrecht zur reflektierenden Oberfläche angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird eine zuverlässige Reflexion der Wellen in Richtung des Sensormoduls bzw. des Detektors sichergestellt. Wenn das sensierbare Element ringförmig ausgestaltet ist, kann entsprechend auch die reflektierende Oberfläche ringförmig ausgestaltet sein. Wenn das sensierbare Element in dem Stellelement angeordnet ist, kann die rückreflektierende Oberfläche einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ kann das sensierbare Element einen Ringmagneten aufweisen. Diese Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann an, wenn das Sensormodul einen magnetempfindlichen Sensor umfasst. Der magnetempfindliche Sensor kann das Magnetfeld des Ringmagneten erfassen, wodurch der Abstand des sensierbaren Elements vom magnetempfindlichen Sensor ermittelt werden kann. Somit kann dann auch die Position des Stellelements ermittelt werden.
Es hat sich als besonders bevorzugt herausgestellt, wenn das Antriebsgehäuse einen Antriebsraum umrandet, wobei das Sensormodul außerhalb des Antriebsraums angeordnet ist. Der Antriebsraum kann insofern dem Innenvolumen des Antriebsgehäuses entsprechen, in welchem der Antrieb und auch das Stellelement angeordnet sein können. Auch das sensierbare Element kann im Antriebsraum angeordnet sein. Durch die Anordnung des Sensormoduls außerhalb des Antriebsraumes, verbleibt im Antriebsraum genug Platz für die anderen Komponenten und der Platz im Antriebsraum wird durch das Sensormodul nicht beschnitten.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Antriebsgehäuse eine über einen Flansch verschlossene Öffnung aufweist. Die Öffnung kann kreisförmig und konzentrisch zur Längsachse des Stellelements angeordnet sein. Der Flansch kann die Öffnung luftdicht verschließen und mit dem Antriebsgehäuse lösbar verbunden sein, insbesondere über Schraubverbindungen. Auch eine einstückige Verbindung des Flansches mit dem Antriebsgehäuse bzw. eine einstückige Anformung des Flansches an das Antriebsgehäuse kann vorgesehen sein. Damit das Stellelement aus dem Antriebsgehäuse hinausgeführt sein kann, kann dieses eine Stangendurchführung aufweisen. Die Stangendurchführung kann an die Geometrie des Stellelements angepasst sein und es kann zudem eine Dichtung vorgesehen sein, so dass das Stellelement dichtend aus dem Antriebsgehäuse herausgeführt sein kann. An die Stangendurchführung kann sich das Ventilgehäuse oder ein Gehäuse, insbesondere ein Joch, anschließen, was nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Der Flansch kann auf der gegenüberliegenden Seite der Stangendurchführung und damit am Kopfende des Stellelements angeordnet sein.
Im Hinblick auf die Anordnung des Sensormoduls hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn dieses im Flansch angeordnet ist. Der Flansch kann gegenüber dem Antriebsgehäuse eine größere Wanddicke aufweisen, was insofern die Möglichkeit bietet, das Sensormodul innerhalb des Flansches anzuordnen. Der Flansch kann zur Montage des Sensormoduls eine entsprechende Montageöffnung aufweisen, in der das Sensormodul zuverlässig befestigt sein kann.
Weiterhin kann eine Dichtung zwischen dem Flansch und dem Sensormodul vorgesehen sein. Diese Dichtung kann dafür sorgen, dass aus dem Antriebsraum bzw. aus dem bei einem Stellsignal unter Druck gesetzten Druckraum keine Luft entweichen kann. Insofern ist die Dichtung insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Antrieb so montiert ist, dass sich das sensierbare Element im Druckraum befindet. Denn dann kann auch am Sensormodul der Druck des Druckraums anliegen. Wenn der Antrieb in der anderen Montagekonfiguration montiert ist, kann das sensierbare Element im Federraum angeordnet sein. Da der Federraum weitestgehend druckfrei sein kann, besteht bei dieser Montagekonfiguration nicht die Gefahr, dass es im Bereich des Sensormoduls zu einem Druckverlust kommt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Flansch eine Hebeöse zum Anheben der Betätigungsvorrichtung aufweist. Die Hebeöse kann an der Außenseite des Flansches angeordnet sein, so dass die gesamte Betätigungsvorrichtung insbesondere per Hand über die Hebeöse hochgehoben werden kann. Auch die Befestigung eines Hakens oder eines Seils an der Hebeöse, um dann die Betätigungsvorrichtung über eine Zugvorrichtung anzuheben, ist möglich. Vorteilhaft schneidet die Längsachse des Stellelements die Hebeöse, so dass diese weitestgehend in einer Linie mit dem Schwerpunkt der Betätigungsvorrichtung liegt. Insofern kann verhindert werden, dass die Betätigungsvorrichtung beim Anheben verkippt. Vorteilhaft ist die Hebeöse neben dem Sensormodul angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Hebeöse oberhalb des Sensormoduls angeordnet ist, insbesondere wenn das Sensormodul im Hinblick auf die Längsachse des Stellelements nicht seitlich versetzt angeordnet ist, sondern die Längsachse durch das Sensormodul verläuft.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Flansch eine Stangendurchführung zur Durchführung des Stellelements aufweist. Bei dieser Ausführung kann das Stellelement an zwei Seiten aus dem Antriebsgehäuse herausgeführt sein, nämlich einmal durch die Stangendurchführung des Flansches und einmal durch die Stangendurchführung des Antriebsgehäuses. Die beiden Stangendurchführungen können in einer Flucht liegen, so dass sich das Stellelement gerade durch die beiden Stangendurchführungen hindurcherstrecken kann. Vorteilhaft sind auch an der Stangendurchführung des Flansches Dichtungen vorgesehen. Durch die beiden Stangendurchführungen durchgreift das Stellelement das Antriebsgehäuse und es ist bspw. möglich, das Stellelement in dem dem Ventil gegenüberliegenden Endbereich, also in dem Teil, der aus dem Flansch hinausragt, manuell zu bewegen. Dies kann bspw. bei einer Fehlfunktion des Antriebs oder in einer Notsituation erforderlich sein. Zudem ist es aber auch möglich, an dieser Stelle einen weiteren Antrieb, insbesondere einen Notantrieb, vorzusehen.
Um eine zuverlässige Positionsermittlung zu ermöglichen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Flansch zur Abschirmung des Sensormoduls gegenüber äußeren Magnetfeldern aus einem magnetisch abschirmenden Material besteht. Äußere Magnetfelder könnten eine Positionserfassung des sensierbaren Elements und damit auch des Stellelements beeinflussen, was sich insofern negativ auf die Messgenauigkeit auswirken könnte. Durch die Abschirmung lassen sich solche Störeinflüsse verringern oder im Idealfall sogar vollständig verhindern. Der Flansch kann dafür aus einem magnetischen Material, insbesondere aus einer Eisenlegierung bestehen.
Im Hinblick auf die eingangs genannte Aufgabe wird ferner eine Betätigungsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere für ein Stellventil, vorgeschlagen, wobei die Betätigungsvorrichtung ein Stellelement zum Regulieren eines durch das Ventil strömenden Fluidflusses, ein Antrieb zur Bewegung des Stellelements in Abhängigkeit eines auf den Antrieb wirkenden Stellsignals, insbesondere eines Fluiddrucks, zwischen einer ersten Endposition und einer zweiten Endposition und ein den Antrieb aufnehmendes Antriebsgehäuse aus welchem das Stellelement herausgeführt ist, aufweist. Der Antrieb ist dabei in einer ersten Montagekonfiguration derart mit dem Stellelement gekoppelt, dass dieses bei einem bestimmten Stellsignal einfährt und in einer zweiten Montagekonfiguration derart mit dem Stellelement gekoppelt, dass dieses bei demselben Stellsignal ausfährt. Ferner umfasst die Betätigungsvorrichtungen ein Positions-Messsystem zur Erfassung der Position des Stellelements, welches ein Sensormodul und mindestens ein zusammen mit dem Stellelement bewegbares sensierbares Element umfasst, wobei das Stellelement abseits des Antriebsgehäuses durch ein Gehäuse, insbesondere ein Joch, geführt ist.
Das Gehäuse bzw. das Joch kann dabei zwischen dem Antriebsgehäuse und dem Ventil bzw. den Ventilgehäuse angeordnet sein, so dass das Stellelement aus dem Antriebsgehäuse kommend durch das Gehäuse geführt ist und dann in das Ventilgehäuse hineinragt. Das Gehäuse bzw. das Joch dient insofern zur Verbindung des Ventils bzw. des Ventilgehäuses mit dem Antriebsgehäuse. Die Formgebung des Jochs kann rechteckig bzw. quaderförmig sein, wobei zwei Seiten des Jochs offen und die restlichen Seiten von Material umschlossen sein können. Im Hinblick auf die weiteren genannten Elemente der Betätigungsvorrichtung wird auf Obenstehendes verwiesen.
Es ist vorgesehen, dass das Sensormodul an einer sich quer zur Längsachse des Stellelements erstreckenden Innenwand des Gehäuses angeordnet ist und dass das sensierbare Element im Inneren des Gehäuses mit dem Stellelement verbunden ist. Zur Verbindung des sensierbaren Elements mit dem Stellelement kann ein Halteelement vorgesehen sein, so dass sich das sensierbare Element zusammen mit dem Stellelement bewegen und eine entsprechende Bewegung über das Sensormodul zuverlässig ermittelt werden kann. Im Übrigen wird auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen.
Weiterhin wird im Hinblick auf die eingangs genannte Aufgabe eine Ventilanordnung umfassend ein Ventil und eine Betätigungsvorrichtung mit einem Stellelement zum Regulieren eines durch das Ventil strömenden Fluidflusses vorgeschlagen, wobei die Betätigungsvorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise ausgestaltet ist. Auch das Ventil kann in der vorstehend bereits beschriebenen Weise ausgestaltet sein und einen Ventileinlass, einen Ventilauslass und einen im Strömungsweg dazwischen angeordneten Ventilsitz aufweisen, der über das mittels der Betätigungsvorrichtung bewegbare Ventilglied zur Absperrung eines Fluidstroms abgedichtet werden kann. Es ergeben die sich vorstehend bereits beschriebenen Vorteile.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Darin zeigen:

1 eine geschnittene Seitenansicht einer Ventilanordnung mit einem Ventil und einer Betätigungsvorrichtung umfassend einen Antrieb und ein Positions-Messystem, wobei der Antrieb in einer ersten Montagekonfiguration montiert ist;
2 eine geschnittene Seitenansicht einer Betätigungsvorrichtung, wobei das Positions-Messystem anders ausgestaltet ist als in der Darstellung der 1;
3 eine geschnittene Seitenansicht einer Betätigungsvorrichtung, wobei das Positions-Messystem wiederum anders ausgestaltet ist;
4a eine geschnittene Seitenansicht einer Betätigungsvorrichtung, wobei der Antrieb in einer zweiten Montagekonfiguration montiert ist und sich das Stellelement in einer ersten Endposition befindet;
4b eine geschnittene Seitenansicht gemäß 4a in einer zweiten Endposition;
5a eine geschnittene Seitenansicht einer Ventilanordnung mit einem Gehäuse, einem Ventil, einer Betätigungsvorrichtung und einem Positions-Messsystem;
5b eine geschnittene Seitenansicht einer Ventilanordnung mit einer Betätigungsvorrichtung, einem Gehäuse, einem Ventil und einem Positions-Messystem in einer alternativen Ausgestaltung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Komponenten. Aus Übersichtlichkeitsgründen und zur besseren Lesbarkeit wird die Beschreibung solcher Komponenten nur im Bedarfsfall wiederholt.
Die Darstellung der 1 zeigt eine Ventilanordnung 30 mit einem Ventil 20, einer Betätigungsvorrichtung 10 sowie einem als Joch 31 ausgestalteten Gehäuse. Das Ventil 20 weist auf der linken Seite einen Ventileinlass 21 und auf der rechten Seite einen Ventilauslass 22 auf. Der Ventileinlass 21 und der Ventilauslass 22 sind über eine nicht mit dargestellte Rohrverbindung miteinander fluidverbunden, so dass ein Fluid durch das Ventil 20 vom Ventileinlass 21 zum Ventilauslass 22 strömen kann. Zwischen dem Ventileinlass 21 und dem Ventilauslass 22 ist im Strömungsweg ein Ventilsitz angeordnet, der über ein gegenüber dem Ventilsitz bewegbar angeordnetes Ventilglied verschließbar ist. Wenn das Ventilglied auf dem Ventilsitz aufliegt, kann somit kein Fluid mehr durch das Ventil 20 strömen und durch eine Bewegung des Ventilgliedes lässt sich der Durchfluss durch das Ventil 20 regulieren.
Zur Bewegung des Ventilgliedes ist dieses mit einem als Stellstange ausgestalteten Stellelement 3 verbunden, welches sich gemäß der Darstellung der 1 in vertikaler Richtung erstreckt und an der Oberseite des Ventilgehäuses 23 aus diesem herausgeführt ist. Das Stellelement 3 ist entlang seiner Längsachse L bewegbar, wodurch sich das Ventilglied wahlweise auf den Ventilsitz aufdrücken oder vom Ventilsitz abheben lässt. Zur Bewegung des Stellelements 3 ist dieses mit einen Antrieb 1 gekoppelt, der nachfolgend noch im Detail erläutert werden wird. Der Antrieb 1 ist in einem Antriebsgehäuse 2 angeordnet, welches über das Joch 31 mit dem Ventil 20 bzw. mit dem Ventilgehäuse 23 verbunden ist. Das Stellelement 3 ist entsprechend aus dem Ventilgehäuse 23 durch das Joch 31 geführt und diese erstreckt sich bis in das Antriebsgehäuse 2. Das Antriebsgehäuse 2 bildet eine metallische Hülle für den Antrieb 1. In der Darstellung der 4a ist dahingehend der von dem Antriebsgehäuse 2 umrandete Antriebsraum A gezeigt, in welchem der eigentliche Antrieb 1 aber auch der Kopf des Stellelements 3 angeordnet ist.
Der Antrieb 1 ist nun derart ausgestaltet, dass dieser das Stellelement 3 entlang der Längsachse L des Stellelements 3 in linearer Richtung bewegen kann. In konstruktiver Hinsicht weist der Antrieb 1 eine Membrane 1.1 auf, die den Antriebsraum A bzw. das Antriebsgehäuse 2 in zwei Teile teilt, nämlich einen Druckraum 1.4 und einen Federraum 1.5. Bei der Ausgestaltung gemäß der Darstellung der 1 befindet sich der Druckraum 1.4 oberhalb der Membrane 1.1 und der Federraum 1.5 unterhalb der Membrane 1.1. Im Federraum 1.5 sind mehrere jeweils als Rückstellfeder 1.3 ausgestaltete Federn angeordnet, von denen exemplarisch in den Figuren nur eine Feder gezeigt ist. Diese Rückstellfeder 1.3 stützt sich an der Innenseite des Antriebsgehäuses 2 ab und drückt die Membrane 1.1 in die in der Darstellung der 1 zu erkennende obere bzw. erste Endposition E1, die nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Da die Membrane 1.1 an sich vergleichsweise flexibel ist, ist diese mit einer Stützstruktur 1.2 verbunden, die eine im Wesentlichen topfförmige Geometrie aufweist. Diese Stützstruktur 1.2 sorgt dafür, dass sich die Membrane 1.1 bei einer Krafteinwirkung nicht verformt. Im Randbereich ist die Membrane 1.1 in das Antriebsgehäuse 2 eingespannt. Aufgrund des umfangsseitigen Rollbereichs der Membrane 1.1 kann diese den Druckraum 1.4 und den Federraum 1.5 voneinander trennen und sich gleichwohl in linearer Richtung in Längsrichtung L im Antriebsgehäuse hoch- und runterbewegen.
Zur Bewegung des Stellelements 3 kann nun der Druckraum 1.4 mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere mit Druckluft, beaufschlagt werden. Durch den Druckanstieg wird die Membrane 1.1 zusammen mit der Stützstruktur 1.2 nach unten aus der ersten Endposition E1, in welcher die Membrane 1.1 in der Nähe der Innenseite des oberen Teils des Antriebsgehäuses 2 angeordnet ist, in eine demgegenüber abgesenkte zweite Endposition E2 bewegt, in der der untere Teil der Stützstruktur 1.2 die Innenseite des unteren Teils des Antriebsgehäuses 2 berührt oder zumindest in der Nähe angeordnet ist. Bei dieser Bewegung wird die Rückstellfeder 1.3 komprimiert und diese wirkt entsprechend eine der Bewegung der Membrane 1.1 entgegengerichtete Kraft auf diese aus. Wenn somit der Druck in dem Druckraum 1.4 wieder fällt, wird die Membrane 1.1 zurück in die erste Endposition E1 bewegt, die in der Darstellung der 1 zu erkennen ist.
Das Stellelement 3 ist nun mit der Membrane 1.1 gekoppelt, so dass sich dieses bei einer entsprechenden Bewegung der Membrane 1.1 mitbewegt. Bei einer Bewegung von der ersten Endposition E1 in die zweite Endposition E2 wird entsprechend auch das Stellelement 3 nach unten bewegt und dadurch aus dem Antriebsgehäuse 2 ausgefahren und in das Ventilgehäuse 23 eingefahren. Das am unteren Ende des Stellelements 3 angeordnete Ventilglied wird durch diese Bewegung auf den Ventilsitz gedrückt, so dass das Ventil 20 geschlossen wird. Insgesamt kann somit über die in den Druckraum 1.4 eingeleitete Druckluft das Ventil 20 geschlossen werden. Wenn der Druckraum entlüftet wird, wird das Ventil 20 dann automatisch wieder geöffnet.
Um das Stellelement 3 zusammen mit der Membrane 1.1 zu bewegen, ist das Stellelement 3 an der Membrane 1.1 befestigt. Zunächst erstreckt sich das Stellelement 3 durch die Membrane 1.1 und die Stützstruktur 1.2 hindurch, so dass eine Relativbewegung quer zur Längsachse L des Stellelements 3 nicht möglich ist. Um auch eine Relativbewegung in Längsrichtung L zu verhindern, so dass sich das Stellelement 3 dann entsprechend nur zusammen mit der Membrane 1.1 bewegen kann, ist die Membrane 1.1 in axialer Richtung über eine Schaubverbindung an dem Stellelement 3 fixiert. Zunächst ist dafür ein Distanzstück 1.7 nach Art einer Hülse vorgesehen, welches sich auf einer Schulter des Stellelements 3 abstützt. Das Distanzstück 1.7 ist in der Darstellung der 1 unterhalb der Stützstruktur 1.2 angeordnet, so dass die Stützstruktur 1.2 auf der Oberseite des Distanzstücks 1.7 aufliegt. Von oben, also vom kopfseitigen Ende des Stellelements 3, ist eine als Anschlagmutter 1.8 ausgestaltete Mutter auf das Stellelement 3 aufgeschraubt, welches somit die Stützstruktur 1.2 in axialer Richtung gegenüber dem Stellelement 3 fixiert. Die Stützstruktur 1.2 ist somit zwischen dem Distanzstück 1.7 und der Anschlagmutter 1.8 festgeklemmt, so dass sich bei einer Bewegung der Membrane 1.1 bzw. der Stützstruktur 1.2 das Stellelement 3 mitbewegt.
Neben der axialen Verbindung zwischen der Stützstruktur 1.2 und dem Stellelement 3 kommt der Anschlagmutter 1.8 auch noch eine weitere Aufgabe zu. Denn diese schlägt in der oberen Endposition E1 am Antriebsgehäuse 2 bzw. an dem nachfolgend noch näher erläuterten Flansch 2.1 an und sorgt somit für eine festdefinierte Endposition E1. Die Anschlagmutter 1.8 sorgt dabei in der ersten Endposition E1 für einen gewissen Abstand zwischen der Membrane 1.1 und dem Antriebsgehäuse 2 sowie auch zwischen dem nachfolgend noch näher beschriebenen sensierbaren Element 4.2 und dem Antriebsgehäuse 2 bzw. dem Flansch 2.1, um Beschädigungen zu vermeiden.
So wie dies anhand der Darstellung der 1 weiterhin zu erkennen ist, ist zwischen der Anschlagmutter 1.8 und der Stützstruktur 1.2 noch ein weiteres im Wesentlichen haubenförmiges Element angeordnet, nämlich eine Membranauflage 1.6. Diese umgreift zusammen mit der Stützstruktur 1.2 das innere Ende der Membrane 1.1, bzw. ist das innere Ende der Membrane 1.1 aufgrund einer Verdickung der Membrane 1.1 zwischen der Stützstruktur 1.2 und der Membranauflage 1.6 fixiert. Die Membranauflage 1.6 ist dabei über die Anschlagmutter 1.8 auf der Stützstruktur 1.2 befestigt.
Um die Position des Stellelements 3 zu überwachen ist ein Positions-Messystem 4 vorgesehen, welches im Wesentlichen aus zwei Elementen besteht, nämlich einem mit dem Stellelement 3 verbundenen und insofern zusammen mit dem Stellelement 3 bewegbaren sensierbaren Element 4.2 und einem gegenüber dem sensierbaren Element 4.2 ortsfest und mit dem Antriebsgehäuse 2 bzw. mit dem Flansch 2.1 verbundenen Sensormodul 4.1. Das Sensormodul 4.1 kann den Abstand des sensierbaren Elements 4.2 ermitteln, so dass dadurch auch auf die Position des Stellelements 3 und damit dann auch auf die Position des Ventilgliedes und auf den Öffnungszustand des Ventils 20 zurückgeschlossen werden kann. Dafür weist das Sensormodul 4.1 seinen Sender, der Wellen, bspw. Ultraschallwellen oder elektromagnetische Wellen, in Richtung des sensierbaren Elements 4.2 aussenden kann. Das sensierbare Element 4.2 weist eine dem Sensormodul 4.1 zugewandte reflektierende Oberfläche auf, die die Wellen zum Sensormodul 4.2 zurückreflektiert. Zum Empfang der reflektierten Wellen weist das Sensormodul 4.1 einen Detektor auf. Anhand einer Time-of-Flight-Messung wird dann der Abstand des sensierbaren Elements 4.2 und damit die Position des Stellelements 3 ermittelt. Das Sensormodul 4.1 ist insgesamt von zylinderförmiger Geometrie und dieses umfasst den Sender und der Detektor in einem gemeinsamen Bauteil. Das Sensormodul 4.1 ist so ausgerichtet, dass die ausgesendeten Wellen im Wesentlichen in Richtung der Längsachse L des Stellelements 3 ausgesendet werden. Dafür ist das Sensormodul 4.1 so angeordnet, dass dessen Längsachse L parallel zu der Längsachse L des Stellelements 3 verläuft.
Das Antriebsgehäuse 2 weist im oberen Teil eine Öffnung auf, die konzentrisch zu der Längsachse L des Stellelements 3 angeordnet ist. Diese Öffnung ist durch einen Flansch 2.1 verschlossen, der insgesamt eine größere Wandstärke als das Antriebsgehäuse 2 aufweist, so dass das Sensormodul 4.1 in dem Flansch 2.1 montiert werden kann und nicht in den von dem Antriebsgehäuse 2 umschlossenen Antriebsraum A hineinragt, so wie dies bspw. auch anhand der Darstellung der 1 ersichtlich ist. Im hinteren Teil ist das Sensormodul 4.1 über eine Kabelverbindung 4.3 mit einer in den Darstellungen nicht mit dargestellten Auswerteinheit verbunden, die die Abstandsmessung bzw. die ermittelte Wellenlaufzeit auswerten kann.
Bei dem in der Darstellung der 1 dargestellten Beispiel weist das sensierbare Element 4.2 eine ringförmige Geometrie auf und dieses ist konzentrisch zur Längsachse L des Stellelements 3 angeordnet, so dass sich das Stellelement 3 mittig durch das sensierbare Element 4.2 hindurcherstreckt. Befestigt ist das sensierbare Element 4.2 an der Membranauflage 1.6, so dass das sensierbare Element 4.2 bei einer Bewegung des Stellelements 3 in Längsrichtung L zusammen mit dem Stellelement 3 bewegt wird, wodurch sich der Abstand zum Sensormodul 4.2 ändert. Damit die von dem Sensormodul 4.1 ausgesandten Wellen auf möglichst direktem Wege zum sensierbaren Element 4.2 gelangen können, ist das Sensormodul 4.2 gegenüber der Längsachse des Stellelements 3 und damit auch zur Mittelachse des sensierbaren Elements 4.2 versetzt angeordnet. Das Sensormodul 4.1 ist somit in Längsrichtung L des Stellelements 3 oberhalb des sensierbaren Elements 4.2 angeordnet, so wie dies auch anhand der Darstellung der 1 ersichtlich ist.
In der dargestellten ersten Endposition E1 ist der Abstand des sensierbaren Elements 4.2 von dem Sensormodul 4.1 minimal, allerdings besteht trotzdem noch ein geringer Abstand, so dass das sensierbare Element 4.2 nicht am Sensormodul 4.1 oder am Antriebsgehäuse 2 anschlägt. Dieser Abstand wird durch die Anschlagmutter 1.8 sichergestellt, so wie dies vorstehend bereits erläutert wurde.
Weiterhin weist der Flansch 2.1 an seiner Oberseite eine Hebeöse 2.2 auf, die in Verlängerung der Längsachse L des Stellelements 3 angeordnet ist. Über diese Hebeöse 2.2 kann das Antriebsgehäuse 2 bzw. die gesamte Betätigungsvorrichtung 10 angehoben werden, was die Handhabbarkeit insgesamt vereinfacht. Die mittige Anordnung der Hebeöse 2.2 sorgt dabei dafür, dass das Antriebsgehäuse 2 beim Anheben möglichst gerade bleibt.
Die Verbinndung des Stellelements 3 mit der Membrane 1.1 bzw. den Antrieb 1 insgesamt ist derart ausgestaltet, dass der Antrieb 1 in zwei verschiedenen Montagekonfigurationen M1, M2 montiert werden kann. In der Darstellung der 1 ist dabei die erste Montagekonfiguration M1 und in der Darstellung der 4a und 4b die zweite Montagekonfiguration M2 dargestellt. In Abhängigkeit der Montagekonfiguration M1, M2 unterscheidet sich die Bewegung des Stellelements 3, wenn der Antrieb 2 mit einem Stellsignal beaufschlagt wird bzw. wenn ein Fluiddruck in den Druckraum 1.4 eingeleitet wird. So wie dies vorstehen im Hinblick auf die 1 bereits beschrieben wurde, fährt das Stellelement 3 bei einem Druckanstieg im Druckraum 1.4 aus, um das Ventil 20 zu schließen. Wenn der Druckraum 1.4 entlüftet ist, ist das Stellelement 3 in das Antriebsgehäuse 2 eingefahren und das Ventilglied ist vom Ventilsitz des Ventils 30 abgehoben.
In der zweiten Montagekonfiguration M2 ist dies im Grunde genau umgekehrt. Denn das Stellelement 3 wird bei einem Druckanstieg im Druckraum 1.4 nach oben und insofern in das Antriebsgehäuse 2 hineinbewegt. Dadurch wird das Stellelement 3 am unteren Ende aus dem Ventil 20 bzw. dem Ventilgehäuse 23 herausgezogen und dadurch das Ventilglied vom Ventilsitz des Ventils 20 abgehoben. In der ersten Montagekonfiguration M1 wird das Ventil 20 somit bei einem Stellsignal geschlossen und in der zweiten Montagekonfiguration M2 bei demselben Stellsignal geöffnet. Die beiden Montagekonfigurationen M1, M2 unterscheiden sich dabei in erster Linie hinsichtlich der Anordnung der Komponenten des Antriebs und der Verbindung mit dem Stellelement 3.
Die Darstellung der 4a zeigt nun die zweite Montagekonfiguration M2, wobei das Stellelement 3 in der oberen, ersten Endposition E1 angeordnet ist. So wie dies bei einem Vergleich mit der Darstellung der 1 auffällt, sind die Positionen des sensierbaren Elements 4.2 gegenüber dem Sensormodul 4.1 identisch. Demnach ist es auch nicht erforderlich, nach einer Ummontage, also einer Änderung der Montagekonfiguration M1, M2, das Positions-Messsystem 4 neu zu kalibrieren. Der einzige Unterschied ist, dass sich das Stellelement 3 bei der zweiten Montagekonfiguration M2 und bei entlüfteten Druckraum 1.4 aufgrund der Rückstellfeder 1.3 in der zweiten Endposition E2 befindet und dieses dann bei einem Druckanstieg im Druckraum 1.4 nach oben in die erste Endposition E1 bewegt wird, wohingegen das Stellelement 3 bei der ersten Montagekonfiguration M1 bei einem Druckanstieg im Druckraum 1.4 aus der ersten Endposition E1 nach unten in die zweite Endposition E2 bewegt wird. Die Position des Stellelements 3 und damit auch die Position des sensierbaren Elements 4.2 stimmt somit in den jeweiligen ersten Endpositionen E1 der beiden Montagekonfigurationen M1, M2 miteinander überein. Entsprechendes gilt auch für die zweiten Endpositionen E2 der beiden Montagekonfigurationen M2.
In der zweiten Montagekonfiguration M2 ist die Membrane 1.1 zusammen mit der Stützstruktur 1.2 gegenüber der ersten Montagekonfiguration M1 um 180 Grad gedreht angeordnet, was bei einem Vergleich der Darstellungen der 1 und 4a und 4b ersichtlich wird. Die Membrane 1.1 selbst ist bei der Darstellung der 4a zwar nicht explizit mit dargestellt, sie ist jedoch analog zu der Darstellung gemäß 4b vorgesehen. Der Druckraum 1.4 befindet sich in diesem Fall unterhalb der Membrane 1.1 bzw. entsprechend zwischen der Membrane 1.1 und dem unteren Teil des Antriebsgehäuses 2. Folglich ist der Federraum 1.5 oberhalb der Membrane 1.1 angeordnet und die Rückstellfeder 1.3 entsprechend zwischen der Membrane 1.1 bzw. der Stützstruktur 1.2 und dem oberen Teil des Antriebsgehäuses 2.
In der zweiten Montagekonfiguration M2 stützt sich nun nicht mehr das Distanzstück 1.7 auf der Schulter des Stellelements 3 ab, sondern die Membranauflage 1.6 liegt an der Schulter des Stellelements 3 an. Auf der der Membranauflage 1.6 gegenüberliegenden Seite des Stützelements 1.2 ist nun das Distanzstück 1.7 angeordnet, welches in axialer Richtung über die Anschlagmutter 1.8 an dem Stellelement 3 gesichert ist. Im Grunde wurde somit bei den beiden Montagekonfigurationen M1, M2 die Position des Distanzstücks 1.7 mit der Position der Membranauflage 1.6 getauscht. Da das Distanzstück 1.7 nun bei der zweiten Montagekonfiguration M2 oberhalb der Membranauflage 1.6 angeordnet ist, ist entsprechend auch das sensierbare Element 4.2 an dem Distanzstück 1.7 angeordnet. Die Position des sensierbaren Elements 4.2 ändert sich dabei insbesondere auch im Hinblick auf die Längsachse L des Stellelements 3 nicht. Demnach ist auch der Abstand des sensierbaren Elements 4.2 in Längsrichtung L und im Hinblick auf die Anschlagmutter 1.8 identisch. Das heißt, in der oberen Endposition E1 ist der Abstand des sensierbaren Elements 4.1 von dem Sensormodul 4.2 in beiden Montagekonfigurationen M1, M2 gleich und folglich ist der Antrieb 1 so ausgestaltet, dass es für das Positions-Messsystem 4 keine Rolle spielt, ob der Antrieb 1 in der ersten Montagekonfiguration M1 oder in der zweiten Montagekonfiguration M2 montiert ist.
Das in der Darstellung der 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung der 1 im Wesentlichen dadurch, dass keine Hebeöse 2.2 vorgesehen ist, sondern dass der Flansch 2.1 eine Stangendurchführung 2.6 aufweist. Diese Stangendurchführung 2.6 ist in einer Flucht mit der unteren Stangendurchführung 2.5 angeordnet, so dass sich das Stellelement 3 in gerader Richtung durch das gesamte Antriebsgehäuse 2 hindurcherstrecken kann. Am oberen Teil des aus dem Antriebsgehäuse 2 hinausragenden Teil des Stellelements 3 kann dieses bspw. mit einen zusätzlichen Antrieb versehen werden oder es kann auch per Hand bewegt werden, bspw. falls der Antrieb 1 nicht korrekt funktionierten sollte. Da in Abhängigkeit der Montagekonfiguration M1, M2 der Druckraum 1.4 entweder an die obere Stangendurchführung 2.6 oder an die untere Stangendurchführung 2.5 angrenzt, sind beide Stangendurchführungen 2.5, 2.6 über eine Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Positions-Messsystems 4 stimmen die Ausgestaltungen gemäß der Darstellungen der 1, 3, 4a, 4b im Grunde miteinander überein. Das heißt, bei allen Ausgestaltungen kommt dasselbe ringförmige sensierbare Element 4.2 und dasselbe im Hinblick auf die Längsachse L versetzt angeordnete Sensormodul 4.1 zum Einsatz. Die Darstellung der 2 zeigt nun dahingehend ein anders ausgestaltetes Positions-Messsystem 4 bzw. ein anders ausgestaltetes Sensormodul 4.1 und ein anders ausgestaltetes sensierbares Element 4.2. Das sensierbare Element 4.2 ist nicht mehr ringförmig, sondern eher zylinderförmig nach Art einer Scheibe ausgestaltet und unmittelbar mit dem Stellelement 3 verbunden. Zur Aufnahme des sensierbaren Elements 4.2 weist das Stellelement 3 im oberen Endbereich eine Ausnehmung auf, die an die Größe des sensierbaren Elements 4.2 angepasst ist, so dass das sensierbare Element 4.2 zuverlässig mit dem Stellelement 3 verbunden werden kann.
Da die Längsachse L das sensierbare Element 4.2 bei dieser Ausgestaltung schneidet, ist entsprechend auch das Sensormodul 4.1 nicht mehr seitlich gegenüber der Längsachse L versetzt angeordnet, sondern das Sensormodul 4.1 ist vielmehr mittig angeordnet, so dass die Längsachse L auch durch das Sensormodul 4.1 verläuft. Aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung des Flansches 2.1 ist bei dieser Ausgestaltung das Sensormodul 4.1 von der Innenseite des Flansches 2.1 her in diesem montiert und bei der Ausgestaltung gemäß der 1, 2, 4a, 4b von der Außenseite. Aus dem Antriebsgehäuse 2 bzw. aus dem Flansch 2.1 kann dann nur die Kabelverbindung 4.3 herausgeführt sein, die in der Darstellung der 2 jedoch nicht explizit mit dargestellt ist.
Die Darstellungen der 5a, 5b zweigen nun eine alternative Ausgestaltung, bei welcher das Positions-Messsystem 4 nicht Teil des Antriebsgehäuses 2 ist, sondern bei welcher das Positions-Messsystem 4 in dem zwischen am Antriebsgehäuse 2 und dem Ventil 20 bzw. dem Ventilgehäuse 23 angeordneten Joch 31 angeordnet ist. Das sensierbare Element 4.2 ist dabei mit dem Stellelement 3 verbunden, so dass sich dieses bei einer Bewegung des Stellelements 3 über den Antrieb 1 zusammen mit dem Stellelement 3 in linearer Richtung hin- und herbewegt. Dabei ist ein Halteelement 1.9 vorgesehen, um das sensierbare Element 4.2 mit dem Stellelement 3 zu verbinden. Auch eine direkte Verbindung ohne ein zusätzliches Halteelement 1.9, bspw. über eine Klebe-, Klemm- oder Steckverbindung ist möglich.
Das Sensormodul 4.1 ist gegenüber dem Stellelement 3 feststehend angeordnet und an einer sich quer zur Längsachse L des Stellelements 3 angeordneten Fläche des Jochs 31 befestigt. Bei einer Bewegung des Stellelements 3 wird somit das sensierbare Element 4.2 entweder auf das Sensormodul 4.1 zubewegt oder von diesem wegbewegt. Das heißt, es ändert sich in Abhängigkeit der Bewegung des Stellelements 3 der Abstand zwischen dem sensierbaren Element 4.2 und dem Sensormodul 4.1. Durch eine Ermittlung des Abstandes kann somit die Position des Stellelements 3 und damit auch der Öffnungszustand des Ventils 23 ermittelt werden, genau wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Auch bei dieser Ausgestaltung kann der Antrieb 1 in den beiden verschiedenen Montagepositionen M1, M2 montiert werden, ohne dass dafür eine Neukalibrierung des Positions-Messsystems 4 vorgenommen werden müsste. Es ändert sich insofern lediglich, ob das Ventil 23 in der ersten Endposition E1 geöffnet und in der zweiten Endposition E2 geschlossen ist, oder umgekehrt.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Antrieb
1.1: Membrane
1.2: Stützstruktur
1.3: Rückstellfeder
1.4: Druckraum
1.5: Federraum
1.6: Membranauflage
1.7: Distanzstück
1.8: Anschlagmutter
1.9: Halteelement
2: Antriebsgehäuse
2.1: Flansch
2.2: Hebeöse
2.4: Öffnung
2.5: Stangendurchführung
2.6: Stangendurchführung
3: Stellelement
4: Positions-Messsystem
4.1: Sensormodul
4.2: sensierbares Element
4.3: Kabelverbindung
4.4: Dichtung
10: Betätigungsvorrichtung
20: Ventil
21: Ventileinlass
22: Ventilauslass
23: Ventilgehäuse
30: Ventilanordnung
31: Gehäuse/Joch
A: Antriebsraum
E1: erste Endposition
E2: zweite Endposition
L: Längsachse
M1: erste Montagekonfiguration
M2: zweite Montagekonfiguration

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

EP 1282798 B1 [0007]

Claims

Betätigungsvorrichtung für ein Ventil (20), insbesondere für ein Stellventil, mit einem Stellelement (3) zum Regulieren eines durch das Ventil (20) strömenden Fluidflusses, einem Antrieb (1) zur Bewegung des Stellelements (3) in Abhängigkeit eines auf den Antrieb (1) wirkenden Stellsignals, insbesondere eines Fluiddrucks, zwischen einer ersten Endposition (E1) und einer zweiten Endposition (E2) und mit einem den Antrieb (1) aufnehmenden Antriebsgehäuse (2) aus welchem das Stellelement (3) herausgeführt ist, wobei der Antrieb (1) in einer ersten Montagekonfiguration (M1) derart mit dem Stellelement (3) gekoppelt ist, dass dieses bei einem bestimmten Stellsignal einfährt und in einer zweiten Montagekonfiguration (M2) derart mit dem Stellelement (3) gekoppelt ist, dass dieses bei demselben Stellsignal ausfährt, und mit einem Positions-Messsystem (4) zur Erfassung der Position des Stellelements (3), welches ein Sensormodul (4.1) und mindestens ein zusammen mit dem Stellelement (3) bewegbares sensierbares Element (4.2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (4.1) an dem Antriebsgehäuse (2) angeordnet ist und das sensierbare Element (4.2) derart mit dem Stellelement (3) verbunden ist, dass dieses zumindest in einer der beiden Endpositionen (E1, E2) sowohl in der ersten Montagekonfiguration (M1) als auch in der zweiten Montagekonfiguration (M2) denselben Abstand von dem Sensormodul (4.1) aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sensierbare Element (4.2) innerhalb des Antriebsgehäuses (2) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) eine Membrane (1.1) aufweist, die in der ersten Montagekonfiguration (M1) und in der zweiten Montagekonfiguration (M2) an unterschiedlichen Stellen mit dem Stellelement (3) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (1) eine Membranauflage (1.6) und ein Distanzstück (1.7) aufweist, wobei die Membrane (1.1) im Bereich zwischen der Membranauflage (1.6) und dem Distanzstück (1.7) mit dem Stellelement (3) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sensierbare Element (4.2) in der ersten Montagekonfiguration (M1) an der Membranauflage (1.6) und in der zweiten Montagekonfiguration (M2) an dem Distanzstück (1.7) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (3) eine Längsachse (L) aufweist und das Sensormodul (4.1) gegenüber der Längsachse (L) seitlich versetzt angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sensierbare Element (4.2) ringförmig ausgestaltet und konzentrisch zu der Längsachse (L) des Stellelements (3) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (4.1) derart angeordnet ist, dass sich die Längsachse (L) des Stellelements (3) durch das Sensormodul (4.1) erstreckt.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sensierbare Element (4.2) an einem Ende mittig an dem Stellelement (3) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (4.1) mindestens einen Ultraschallsensor, einen optischen Sensor, einen Radarsensor oder einen magnetempfindlichen Sensor umfasst.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positions-Messsystem mindestens einen Sender für Ultraschallwellen, Licht, insbesondere Laserlicht, oder Radarwellen umfasst.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das sensierbare Element (4.2) eine reflektierende Fläche und/oder einen Ringmagneten aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (2) einen Antriebsraum (A) umrandet, wobei das Sensormodul (4.1) außerhalb des Antriebsraums (A) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (2) eine über einen Flansch (2.1) verschlossene Öffnung (2.4) aufweist, wobei das Sensormodul (4.1) im Flansch (2.1) angeordnet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Flansch (2.1) und dem Sensormodul (4.1) angeordnete Dichtung (4.4).
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (2.1) eine Hebeöse (2.2) zum Anheben der Betätigungsvorrichtung (10) aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (2.1) eine Stangendurchführung (2.6) zur Durchführung des Stellelements (3) aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (2.1) zur Abschirmung des Sensormoduls (4.1) gegenüber äußeren Magnetfeldern aus einem magnetisch abschirmenden Material besteht.
Betätigungsvorrichtung für ein Ventil (20), insbesondere für ein Stellventil, mit einem Stellelement (3) zum Regulieren eines durch das Ventil (20) strömenden Fluidflusses, einem Antrieb (1) zur Bewegung des Stellelements (3) in Abhängigkeit eines auf den Antrieb (1) wirkenden Stellsignals, insbesondere eines Fluiddrucks, zwischen einer ersten Endposition (E1) und einer zweiten Endposition (E2) und mit einem den Antrieb (1) aufnehmenden Antriebsgehäuse (2) aus welchem das Stellelement (3) herausgeführt ist, wobei der Antrieb (1) in einer ersten Montagekonfiguration (M1) derart mit dem Stellelement (3) gekoppelt ist, dass dieses bei einem bestimmten Stellsignal einfährt und in einer zweiten Montagekonfiguration (M2) derart mit dem Stellelement (3) gekoppelt ist, dass dieses bei demselben Stellsignal ausfährt, und mit einem Positions-Messsystem (4) zur Erfassung der Position des Stellelements (3), welches ein Sensormodul (4.1) und mindestens ein zusammen mit dem Stellelement (3) bewegbares sensierbares Element (4.2) umfasst, wobei das Stellelement (3) abseits des Antriebsgehäuses (2) durch ein Gehäuse (31), insbesondere ein Joch, geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (4.1) an einer sich quer zur Längsachse (L) des Stellelements (3) erstreckenden Innenwand des Gehäuses (31) angeordnet ist und das sensierbare Element (4.2) im Inneren des Gehäuses (31) mit dem Stellelement (3) verbunden ist.
Ventilanordnung umfassend ein Ventil (20) und eine Betätigungsvorrichtung (10) mit einem Stellelement (3) zum Regulieren eines durch das Ventil (20) strömenden Fluidflusses, wobei die Betätigungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.