WO2023144079A1 - Fluid actuating device - Google Patents

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WO2023144079A1
WO2023144079A1 PCT/EP2023/051532 EP2023051532W WO2023144079A1 WO 2023144079 A1 WO2023144079 A1 WO 2023144079A1 EP 2023051532 W EP2023051532 W EP 2023051532W WO 2023144079 A1 WO2023144079 A1 WO 2023144079A1
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WO
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fluid
actuator
control device
line section
fluid line
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/051532
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German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Rathje
Siegfried Limmer
Original Assignee
FutureE GmbH
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    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
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    • F16K5/0492Easy mounting or dismounting means

Definitions

  • the present invention relates to a fluid adjustment device for fluid systems comprising at least one adjustment actuator, at least one adapter element and at least one fluid line section.
  • Fluid control devices in the prior art are known for fluid systems, in particular for energy conversion systems such as fuel cell systems or internal combustion engines. They are usually used to throttle, regulate, divert, block or mix a flow of a fluid, for example supply air, exhaust air and coolants, in ducts or in pipelines in any way.
  • the object of the present invention is therefore to propose a fluid control device with a simple design, which simplifies a manufacturing and assembly process, reduces manufacturing costs and minimizes interventions in a pipeline system or otherwise formed fluid channel.
  • the invention is based on a fluid control device for fluid systems, in particular for energy conversion systems such as fuel cell systems or internal combustion engines, with at least one control actuator, at least one adapter element and at least one fluid line section being included.
  • the fluid line section has at least one opening with which the control actuator can engage in the fluid line section, the control actuator being connected to the fluid line section in a sealed manner by the adapter element, preferably via at least one sealing element.
  • the connection can be positive, non-positive and/or cohesive, for example by means of fastening means, by Ver most and/or gluing.
  • the fluid control device advantageously enables simple assembly without significant intervention in the line routing and without the need for additional connecting elements such as flanges or the like. Rather, the control actuator can be mounted on the outside of the fluid line section simply by means of the adapter plate (i.e. without an intermediate connection) and by the existing one Engage opening in the fluid line section to control a fluid flow as needed, open or close can. This also opens up the advantageous possibility of being able to use essentially any type of positioning actuator, resulting in a high degree of flexibility with regard to the functionality options.
  • a region of the fluid line section surrounding and/or at least forming part of the opening is designed as an adapter region that is designed essentially complementary to at least one region of the adapter element.
  • the sealing element can be designed as a replaceable sealing element, for example a seal, which is arranged sealingly in the area between the adapter plate and the opening when the individual components of the fluid control device (control actuator, adapter element, fluid line section) are assembled.
  • the sealing element can also be designed integrally on one of the components, that is to say it can already be attached to the respective component (glued, welded, injection-molded on, etc.) during production.
  • the fluid control device has at least one sealing element arranged in the area between the adapter plate and the opening.
  • the positioning actuator can comprise an actuator section and a preferably shaft-operated positioning means, in which case the adapter element can be arranged between the actuator section and the positioning means, and the opening in the fluid line section can be designed for the passage of the positioning means, at least in a predeterminable positioning position .
  • the adjusting means in particular also at least one area of the adapter element, can be inserted through the opening into the interior of the fluid line section and is arranged there after assembly has taken place.
  • at least the adjusting means engages through the opening in the fluid line section.
  • the actuating means is variably or interchangeably arranged or fastened to the actuator section, for example plugged on, screwed on or constantly.
  • the actuating means can be exchanged as required, for example in order to enable different functionalities of the fluid actuating device (proportional valve, directional control valve, etc.).
  • essentially any actuator of any design can advantageously be combined with any actuator of any design, thus ensuring a particularly large range of functionality of the fluid control device.
  • the adjusting means is preferably designed as a throttle valve or adjusting drum.
  • the Setting drum can be essentially cylindrical or frusto-conical and preferably have a channel, tapered slots or an eccentric cutout.
  • a functionality of the fluid control device as a binary valve, proportional valve or directional valve, in particular a 2/2-way valve or a 3/2-, o- the 3/3-way valve or other directional valve, with corresponding advantages of simple and therefore cost-effective incorporation into a monolithic or multi-part channel structure.
  • the adapter element can be designed as an adapter plate or as an insert element, in particular as a wedge-shaped insert element. This further simplifies the manufacture and installation or assembly of the fluid control device.
  • the adapter element can preferably have a receiving seat for one or the aforementioned adjusting means and a passage for a shaft of the adjusting actuator in order to provide or ensure simple assembly, storage and driving of the adjusting means comprised by the adjusting actuator by the actuator section of the adjusting actuator.
  • the adapter element can be designed to connect the actuating actuator to the fluid line section in a sealing manner and for this purpose have, for example, a cutout for the sealing element or the sealing element itself (insofar as it is integrated).
  • the fluid line section can be designed in one piece, ie as a monolithic or one-piece component, or alternatively from two functionally complementary halves, the halves preferably being connected to one another by riveting, welding or gluing.
  • the connecting surfaces of the halves can also be designed as a tongue and groove or fold system. This further simplifies the manufacture and assembly of the fluid line section or the fluid control device.
  • the fluid line section can have a flange section which is arranged directly surrounding the area and which is sealingly connected to the adapter element, preferably by means of a Screw means, adhesive, locking means is connected.
  • the assembly actuator/adapter plate can be mounted on the fluid line section in a simple and fluid-tight manner.
  • the fluid line section can consist of a plastic, preferably injection-molded.
  • the fluid line section can thus be produced inexpensively and easily, in particular by injection molding methods.
  • the fluid line section can preferably be formed by means of injection die-casting or additive manufacturing processes and, depending on the application and/or material compatibility, can consist of plastics, aluminum, die-cast zinc or cast iron.
  • the setting actuator can be designed electromagnetically, pneumatically, electromotively or hydraulically.
  • the actuator section of the setting actuator can be designed as an electromagnetic drive, an electric motor drive, a pneumatic drive or a hydraulic drive.
  • the fluid control device can thus be individually adapted to the corresponding requirements since, as already mentioned, basically any type of actuator can be used within the scope of the present fluid control device.
  • a binary valve, proportional valve or a directional valve in particular a 2/2-way valve, 3/2-way valve or a 3/3-way valve, can be formed by the fluid line section.
  • the characteristic of the corresponding valve is essentially brought about by the selection of the exchangeable actuating means.
  • the invention relates to a setting actuator and an adapter element for the previously proposed fluid setting device, the setting actuator comprising an actuator section and a setting means, and the adapter element being arranged in a sealing manner between the actuator section and the setting means. It results in the advantages already mentioned.
  • the invention relates to a fluid line section with at least one opening for the fluid control device described above, the opening being provided for sealingly receiving the adapter element, and in particular having a flange section for sealingly fastening an adapter means.
  • figs 5A and 5B a fifth exemplary embodiment of the fluid control device and its components
  • FIGS. 1A to 1E each show a first exemplary embodiment of an advantageous fluid control device 1 and its individual components in simplified perspective or sectional representations.
  • the components of the fluid control device 1 are a control actuator 2, an adapter element 3 and a fluid line section 4, which together form the fluid control device 1 when used as intended, i.e. in the installed or assembled state.
  • the fluid control device 1 is designed to regulate a fluid flow flowing through the fluid line section 4 when used as intended.
  • the fluid control device 1 When used as intended, the fluid control device
  • the fluid line section 4 has at least one opening 5, in which the control actuator 2 engages.
  • the positioning actuator 2 is connected in a fluid-tight manner to the fluid line section 4 by the adapter element 3 .
  • the fluid line section 4 has an adapter area 6 which is arranged in the area immediately surrounding the opening 5 or The opening 5 at least forms part of it.
  • the adapter area 6 is designed essentially complementary to at least areas of the adapter element 3, so that an error-free and stable assembly of the adapter element 3 on the adapter area 6 or the fluid line section 4 is ensured in a simple manner.
  • Fastening means 7 are used to connect the components of the fluid control device 1 or to assemble them, in the present case in the form of screws or bolts, which are not all provided with a reference number in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • a connection in a positive, non-positive and/or material manner is conceivable, for which purpose, for example, the adapter element 3 can also be fixed or glued to the adapter area 6 .
  • the fluid control device 1 also has at least one sealing element 8, which in the exemplary embodiment shown in Figures 1A to 1E is designed as a seal that is introduced between the adapter plate 3 and the adapter area 6 when the fluid control device 1 is installed.
  • the adapter area 6 has a recess 9 associated with the sealing element 8 in the area of the opening 5, into which the sealing element 8 is inserted.
  • the fluid line section 4 can be formed in one piece.
  • the fluid line section 4 is preferably a pipe component manufactured in particular by means of injection molding or additive manufacturing processes, or has at least one pipe section. Depending on the application and/or material compatibility, these parts can be made of plastic, aluminum, die-cast zinc or cast iron.
  • FIG. 1B shows an example of a simplified representation of the fluid line section 4 once in the dismantled (original) state (representation A) and in the assembled state (representation B).
  • bonding or welding surfaces G are provided here, on which the two halves 4′, 4′′ are arranged congruently and joined together to form the fluid line section 4 .
  • this connection surface can also be designed as a tongue and groove or rabbet system FIG.
  • the setting actuator 2 can be any type of setting actuator.
  • the setting actuator 2 is designed to be electromagnetic, pneumatic, electric motor or hydraulic.
  • the actuating actuator 2 comprises an actuator section 2′ and an actuating means 10 which, in the first exemplary embodiment shown in FIGS. 1A to 1E, is designed as a throttle valve.
  • the actuating means 10 is shaft-driven and, in the assembled state, is attached to a shaft 11 of the actuator section 2'.
  • the adjusting means 10 is preferably attached to the actuator section 2′ in an exchangeable or detachable manner, so that it can be changed or exchanged at any time if necessary.
  • a non-positive, positive and/or material connection is conceivable for connecting the actuating means 10 to the shaft 11 .
  • the actuating means 10 is slipped onto the shaft 11, ie fastened in a form-fitting or force-fitting manner, it being possible in particular for additional securing to be provided by means of latching means or a spring contact pin that can be displaced into the shaft 11.
  • the adapter element 3 is arranged between the actuator section 2' and the control means 10, as can be seen particularly well in FIG. 1C.
  • the adapter element 3 has a passage D through which the shaft 11 can be guided during assembly, so that the actuating means 10 can then be pushed onto the shaft 11 passed through the passage D on the opposite side of the adapter element 3 .
  • a shaft seal 11' is also provided, which is arranged between the actuator section 2' and the adapter element 3 in order to improve fluid tightness.
  • the opening 5 for the passage of the control means 10 is formed at least in a predeterminable control position, so that the control means 10 can simply be pushed through the opening 5 into the interior of the Introduced fluid line section 4 and can engage in the interior of the fluid line section 4 to regulate the flow of fluid.
  • the adjusting means 10 of the adjusting actuator 2 engages in the fluid line section 4 . Due to the fact that the adjusting means 10 serving for the regulation can be inserted simply through the opening 5 into the fluid line section 4 during the assembly of the fluid adjusting device 1, no complex intervention in the fluid line system is necessary.
  • the fluid control device 1 is designed as a throttle valve, in particular due to the selection of the control means 10, by means of which the quantity of fluid flowing through the fluid line section 4 can be varied as required can be throttled or varied.
  • the actuating means 10 is in a closed position, so that the flow of fluid is essentially completely blocked.
  • the adjusting means 10 is in an open position, so that the fluid can flow through the fluid line section 4 essentially unhindered.
  • the flow rate can in particular be continuously regulated.
  • FIG. 1E shows a cross-sectional illustration through the fluid line section 4 in the area of the adapter area 6 when the fluid control device 1 is in the assembled state.
  • the positioning actuator 2 is connected to the fluid line section 4 in a sealing manner by means of the adapter plate 3 and the sealing element 8 or is arranged on the outside thereof.
  • the shaft 11 with the actuating means 10 fitted thereon can engage through the opening 5 into the interior of the fluid line section 4 in order to regulate the fluid flow as required.
  • FIGS. 2A to 2C show the previously described fluid control device 1 according to a second exemplary embodiment.
  • Identical elements are provided with the same reference symbols insofar as reference is made to the above explanations in order to avoid repetition. In the following, therefore, only the differences will be discussed.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the adapter element 3 is no longer designed as an adapter plate but as an insert element 3'.
  • the adapter area 6 of the fluid line section 4 which is designed to be essentially complementary to the adapter element 3 or insert element 3', is also designed as an insert area 6'.
  • the slide-in element 3' When assembling the fluid control device 1, the slide-in element 3' can be easily pushed through the opening 5 into the slide-in area 6', as can be seen particularly well in FIGS. 2A and 2C.
  • the fluid line section 4 can have at least one flange section 12 which is arranged in the area of the opening 5 or the adapter area 6', to which the assembly actuator 2/adapter element 3 is fastened by means of fastening means 7, in this case screws or rivets. is attachable.
  • fastening means 7 in this case screws or rivets. is attachable.
  • the execution of this connection is also conceivable as a latching connection.
  • the slide-in element 3' has a receiving area 13 for the actuating means 10.
  • the actuating means 10 is positioned in the receiving area 13 and then the shaft 11 of the actuating actuator 2 is pushed through the passage D of the adapter element 3 or insertion element 3'.
  • the adjusting means 10 is slipped onto the shaft 11 .
  • FIG. 1C again shows a cross-sectional illustration through the fluid control device 1 in the area of the opening 5.
  • the insertion element 3 is also arranged at least in regions inside the fluid line section 4 in the second exemplary embodiment.
  • the insertion element 3 ′ also engages in the fluid line section 4 in this exemplary embodiment.
  • the fluid control unit has Direction 1 has two sealing elements 8 which are arranged in the edge regions of the insertion element 3' (see also FIG. 2B).
  • the sealing elements 8 are particularly integral, ie they are not used during assembly as in the first exemplary embodiment, but are already arranged on the insertion element 3' from the start, for example glued to the edge regions, or designed as a molded seal.
  • the second exemplary embodiment also enables the setting actuator 2 to be arranged on the fluid line section 4 in a simple manner in order to regulate the fluid flow, without a complex intervention in the fluid line system being necessary. Rather, the adjusting means 10 in particular can also be introduced into the interior of the fluid line section 4 in a simple manner, the fluid-tightness being reliably ensured.
  • FIGS. 3A to 3C show the fluid control device 1 described above according to a third exemplary embodiment. Again, the same elements are provided with the same reference numbers, only the differences being explained below.
  • the fluid line section 4 has an inlet opening or an inlet E and two outlet openings or outlets A1 and A2 (see FIG. 3B).
  • the adjusting means 10 is no longer designed as a throttle flap, but as an adjusting drum 10′ for controlling the direction of flow.
  • the setting drum 10' is cylindrical in the present case and has a channel K for carrying out the fluid.
  • a truncated cone-shaped configuration of the setting drum 10' is also conceivable, which favors the manufacture of the monolithic fluid line section 4 in the injection molding process, since the truncated cone corresponds to a draft angle.
  • the adjusting means 10, in this case the adjusting drum 10′ is also introduced or arranged through the opening 5 into the fluid line section 4 in this exemplary embodiment.
  • the flow direction of the fluid can then be controlled by rotating the setting drum 10' by means of the setting actuator 2 and the associated change in the orientation of the channel K to the inlet E and the outlets A1 and A2.
  • FIG. 3B shows a cross section through the fluid line section 4 in the area of the setting drum 10'.
  • the individual illustrations A, B and C each show the setting drum 10' in a different setting position.
  • the setting drum 10' In the first setting position shown in representation A, the setting drum 10' is oriented in such a way that the channel K is not flush with either the inlet E or with the outlets A1 and A2. In this respect, no flow of the fluid is possible in the first setting position, so that this is a closed position of the setting drum 10'.
  • the setting drum 10' is oriented in such a way that the channel K is aligned with the inlet E and the first outlet A1 or connects the inlet E to the first outlet A1, so that the fluid flows through the channel K can flow from the input E to the first output A1.
  • the setting drum 10' is in a first open position.
  • the adjusting drum 10 ' is oriented such that the channel K is aligned with the input E and now with the second output A2 or connects the input E to the second output A2, so that the fluid is now from the Input E can flow through the channel K to the second output A2.
  • the setting drum 10' is in a second open position in this case.
  • the flow direction of the fluid can be controlled by means of the control drum 10', so that in this case the fluid control device 1 is designed in particular as a directional control valve.
  • the rotation or the angle of rotation of the setting drum 10' can be limited by a preferably mechanically designed or acting limiting means 14.
  • the limiting means 14 is designed, for example, as a bolt arranged in the bottom area of the fluid line section 4 .
  • a milled groove can also be provided in the setting drum in order to mechanically limit the rotation of the setting drum 10'.
  • FIGS. 4A to 4C show the fluid control device 1 according to a fourth embodiment.
  • the same elements are again provided with the same reference symbols, with only the differences being explained below.
  • the fluid line section 4 is no longer designed as a Y-junction, but as a T-piece.
  • the T-piece also has an input E and two outputs A1 and A2 (see FIG. 4B).
  • the adjusting means 10 is again designed as an adjusting drum 10', but now no longer has the channel K, but instead an eccentric cutout.
  • the adjusting drum can be represented as a cylinder, but can also be designed as a truncated cone in order to enable a draft angle on the fluid line section 4 .
  • the setting drum 10' is also introduced through the opening 5 into the interior of the fluid line section 4 in this exemplary embodiment and the Positioning actuator 2 is mounted on the outside of fluid line section 4 by means of adapter plate 3 .
  • FIG. 4B shows several cross-sectional representations in the area of the setting drum 10′, the individual representations A, B and C differing with regard to the orientation of the setting drum 10′.
  • the setting drum 10' is oriented in such a way that the two outlets A1 and A2 are connected by means of the eccentric cutout, but the inlet E is blocked. In this respect, fluid can flow from the first inlet A1 to the second outlet A2, but not to or from the inlet E.
  • the setting drum 10' is in the case of Representation A in the closed position.
  • the setting drum 10' is oriented in such a way that the inlet E is connected to the first outlet A1 by means of the eccentric cutout, so that fluid can flow from the inlet E to the first outlet A1.
  • the setting drum 10' is in the first open position.
  • the setting drum 10' is oriented in such a way that the inlet E is connected to the second outlet A2 by means of the eccentric cutout, so that fluid can flow from the inlet E to the second outlet A2.
  • the setting drum 10' is in the second open position.
  • a limiting means 14 which acts in particular mechanically, can also be provided in the fourth exemplary embodiment for limiting the angle of rotation of the setting drum 10′.
  • regulation of the direction of flow of the fluid is also made possible, with the adjusting means 10, in this case the adjusting drum 10′, being able to be introduced into the interior of the fluid line section 4 in a simple manner, without complex interventions in the fluid line system being necessary.
  • FIGS. 5A and 5B show the fluid control device 1 according to a fifth embodiment.
  • the same elements are repeatedly provided with the same reference symbols, with only the differences being explained below.
  • the fifth exemplary embodiment advantageously offers the option of linearly controlling the quantity of fluid flowing through, alternatively or simultaneously, so that in particular a mixing function is also provided.
  • the fluid control device 1 can form a directional, proportional and/or mixing valve depending on the flow direction.
  • the fluid line section 4 has an inlet E and two outlets A1 and A2, or in the case of a mixing valve two inlets (A1 and A2) and one outlet (E) (see FIG. 5B).
  • the fifth exemplary embodiment differs from the previous exemplary embodiments in that the setting drum 10' is now hollowed out on the inside and in this respect has an open underside and a casing wall M in which at least two recesses in the form of conically tapering slots 15 are formed.
  • the tapering slits 15 each have a wide end and a narrow end insofar as the width of the slit 15 varies from the wide to the narrow end continuously tapers, the slot 15 is so increasingly narrow.
  • This hollowed-out cylinder can also be designed as a truncated cone, especially if it is designed as a turned/milled part or an additively manufactured part. As a result, a draft angle can be provided in the monolithic fluid line section 4 .
  • the individual representations A, B and C shown in Figure 5B each show a cross section through the fluid control device 1 in the area of the setting drum 10', with the setting drum 10' being in a different setting position in each of the representations A, B, C.
  • the setting drum 10' is always oriented with its open underside toward the inlet E, so that fluid can flow through the input E into the interior of the setting drum 10'. In the case of a mixing valve, the direction of flow can be reversed.
  • the setting drum 10′ is oriented such that the first slot 15 is aligned with the first outlet A1 and the second slot 15 is oriented away from the second outlet A2, so that the second outlet A2 is blocked or closed by the jacket wall M is. Since the interior of the setting drum 10' creates a connection between the interior of the setting drum 10' and the first outlet A1 due to the alignment of the first slot 15 with the first outlet A1, the fluid can thus flow from the inlet E to the first outlet A1 . Depending on the setting angle of the setting drum 10', the quantity of fluid flowing from the interior of the setting drum 10' to the first outlet A1 can vary by aligning either the wider or the narrower portions of the first slot 15 with the first exit A1, depending on the adjustment angle.
  • the setting drum 10 ' In the setting position shown in representation A, the setting drum 10 'is in a first open position, in which the widest area of the first slot 15 is aligned with the first outlet A1, so that the maximum possible amount of fluid from the interior of the setting drum 10' through the first slot 15 can flow to the first outlet A1.
  • the flow cross section to outlet A1 is 100%.
  • a flow cross-section of 100% would be provided by inlet A1.
  • the setting drum 10' is in a second open position.
  • the fluid flowing or flowing into the interior of the adjusting drum 10' can no longer flow to or from the first outlet A1, but rather to or from the second outlet A2.
  • the setting drum 10' is oriented in such a way that the widest area of the second slot 15 is aligned with the second outlet A2, so that the maximum possible amount of fluid can flow through the second slot 15 to the second outlet A2.
  • the flow cross section to outlet A2 is also 100% here.
  • a flow cross-section of 100% would be provided by inlet A2.
  • the setting drum 10' is in a third open position. In this open position, both slots 15 are aligned to the same extent with the associated outlet A1, A2. In this respect, the fluid flowing into the interior of the adjusting drum 10' can flow through the first of the slots 15 the first output A1, as well as through the second of the slots 15 to the second output A2, ie simultaneously to both outputs A1, A2.
  • the setting drum 10′ is oriented in such a way that neither the widest nor the narrowest area of the two slots 15 is aligned with the respective outlet A1, A2, but rather the medium-width area.
  • the flow cross section is 50%, ie half of the amount of fluid flowing into the interior of the setting drum 10' flows through one of the slots 15 to one of the outlets A1, A2.
  • half the fluid would flow through port A1 and the other half of the fluid would flow through port A2.
  • the through-flow cross section for both outlets A1, A2 can be set essentially steplessly and linearly from 0% to 100%.
  • the five exemplary embodiments of the fluid control device 1 described above advantageously provide a fluid control device 1 that is easy to assemble and inexpensive to produce and has a wide range of functional options, since essentially any type of actuator 2 and control means 10 can be used to form a wide variety of types of fluid control devices or can be combined for a wide range of applications.

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Abstract

The invention relates to a fluid actuating device (1) for fluid systems, comprising at least one actuator (2), at least one adapter element (3) and at least one fluid line section (4). It is proposed that the fluid line section (4) has at least one opening (5), into which the actuator (2) engages, wherein the actuator (2) is connected to the fluid line section (4) and sealed off by the adapter element (3), preferably by means of at least one sealing element (8).

Description

FLUIDSTELLEINRICHTUNG FLUID ADJUSTMENT DEVICE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidstelleinrichtung für Fluidsysteme umfassend zumindest einen Stellaktuator, zumindest ein Adapterelement und zumindest einen Fluidleitungsabschnitt. The present invention relates to a fluid adjustment device for fluid systems comprising at least one adjustment actuator, at least one adapter element and at least one fluid line section.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Fluidstelleinrichtungen im Stand der Technik sind für Fluidsysteme, insbesondere für Energiewandlungssysteme wie beispielsweise Brennstoffzellensysteme oder Verbrennungsmotoren bekannt. Sie werden in der Regel eingesetzt, um einen Durchfluss von einem Fluid, beispielsweise von Zuluft, Abluft und Kühlungsmitteln, in Kanälen bzw. in Rohrleitungen in irgendeiner Weise zu drosseln, zu regeln, umzuleiten, zu sperren oder zu mischen. Fluid control devices in the prior art are known for fluid systems, in particular for energy conversion systems such as fuel cell systems or internal combustion engines. They are usually used to throttle, regulate, divert, block or mix a flow of a fluid, for example supply air, exhaust air and coolants, in ducts or in pipelines in any way.
Ausgehend von dem Stand der Technik ergibt sich das Problem, dass gattungsgemäße Fluidstelleinrichtungen in der Regel in einen Kanal bzw. eine Rohrleitung zwischengeschaltet werden, wobei zusätzliche Verbindungselemente, wie z.B. Flansche, vorzusehen sind, um die Fluidstelleinrichtung an anderen Systemkomponenten, beispielsweise an einem Stellmotor anzubringen. Daraus resultieren kostenaufwendige und komplexe Herstellprozesse, sowie Montageaufwand und Eingriffe in die Leitungsführung. Based on the prior art, the problem arises that generic fluid control devices are usually interposed in a duct or pipeline, with additional connecting elements, such as flanges, having to be provided in order to attach the fluid control device to other system components, for example to a servomotor . This results in costly and complex manufacturing processes, as well as assembly work and interventions in the line routing.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fluidstelleinrichtung mit einer einfachen Bauweise vorzuschlagen, womit ein Herstell- und Montageverfahren vereinfacht, Herstellkosten reduziert und Eingriffe in ein Rohrleitungssystem oder anderweitig ausgeformten Fluidkanal minimiert werden. The object of the present invention is therefore to propose a fluid control device with a simple design, which simplifies a manufacturing and assembly process, reduces manufacturing costs and minimizes interventions in a pipeline system or otherwise formed fluid channel.
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidstelleinrichtung für Fluidsysteme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG This object is achieved by a fluid control device for fluid systems having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims. DISCLOSURE OF THE INVENTION
Die Erfindung geht aus von einer Fluidstelleinrichtung für Fluidsysteme, insbesondere für Energiewandlungssysteme wie beispielsweise Brennstoffzellensysteme o- der Verbrennungsmotoren, wobei zumindest ein Stellaktuator, zumindest ein Adapterelement und zumindest ein Fluidleitungsabschnitt umfasst sind. The invention is based on a fluid control device for fluid systems, in particular for energy conversion systems such as fuel cell systems or internal combustion engines, with at least one control actuator, at least one adapter element and at least one fluid line section being included.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Fluidleitungsabschnitt zumindest eine Öffnung aufweist, mit welcher der Stellaktuator in den Fluidleitungsabschnitt eingreifen kann, wobei der Stellaktuator durch das Adapterelement, vorzugsweise über zumindest ein Dichtelement, mit dem Fluidleitungsabschnitt abgedichtet verbunden ist. Die Verbindung kann form-, kraft-, und/oder stoffsschlüssig erfolgen, beispielsweise mittels Befestigungsmitteln, durch Ver sten und/oder Kleben. According to the invention, it is proposed that the fluid line section has at least one opening with which the control actuator can engage in the fluid line section, the control actuator being connected to the fluid line section in a sealed manner by the adapter element, preferably via at least one sealing element. The connection can be positive, non-positive and/or cohesive, for example by means of fastening means, by Ver most and/or gluing.
Die erfindungsgemäße Fluidstelleinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine einfache Montage ohne wesentliche Eingriffe in die Leitungsführung und ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Verbindungselementen wie Flanschen o.Ä. Vielmehr kann der Stellaktuator einfach mittels der Adapterplatte an dem Fluidleitungsabschnitt außenseitig (also ohne Zwischenschaltung) montiert werden und durch die bestehende Öffnung in den Fluidleitungsabschnitt eingreifen, um einen Fluidstrom nach Bedarf regeln, öffnen oder schließen zu können. Hierdurch ist weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit eröffnet, im Wesentlichen jede Art von Stellaktuator verwenden zu können, sodass sich ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Funktionalitätsmöglichkeiten ergibt. The fluid control device according to the invention advantageously enables simple assembly without significant intervention in the line routing and without the need for additional connecting elements such as flanges or the like. Rather, the control actuator can be mounted on the outside of the fluid line section simply by means of the adapter plate (i.e. without an intermediate connection) and by the existing one Engage opening in the fluid line section to control a fluid flow as needed, open or close can. This also opens up the advantageous possibility of being able to use essentially any type of positioning actuator, resulting in a high degree of flexibility with regard to the functionality options.
Vorzugsweise ist ein die Öffnung umgebender und/oder zumindest mitbildender Bereich des Fluidleitungsabschnitts als im Wesentlichen komplementär zu zumindest einem Bereich des Adapterelements ausgebildeter Adapterbereich ausgebildet. Hierdurch ist eine einfache und passgenaue Verbindung des Adapterelements mit dem Fluidleitungsabschnitt ermöglicht, beispielsweise indem das Adapterelement einfach an den Adapterbereich aufgesteckt oder zumindest bereichsweise in diesen eingesteckt wird. Insbesondere kann das Dichtelement als austauschbares Dichtelement, beispielsweise Dichtung, ausgebildet sein, das beim Zusammenbau der einzelnen Komponenten der Fluidstelleinrichtung (Stellaktuator, Adapterelement, Fluidleitungsabschnitt) dichtend im Bereich zwischen Adapterplatte und Öffnung angeordnet wird. Alternativ kann das Dichtelement auch integral an einer der Komponenten ausgeführt, also bereits bei der Herstellung an die jeweilige Komponente (verklebt, verschweißt, angespritzt etc.) angefügt sein. Insofern weist die Fluidstelleinrichtung zumindest ein im Bereich zwischen der Adapterplatte und der Öffnung angeordnetes Dichtelement auf. Preferably, a region of the fluid line section surrounding and/or at least forming part of the opening is designed as an adapter region that is designed essentially complementary to at least one region of the adapter element. This enables a simple and precisely fitting connection of the adapter element to the fluid line section, for example by simply plugging the adapter element onto the adapter area or plugging it into it at least in certain areas. In particular, the sealing element can be designed as a replaceable sealing element, for example a seal, which is arranged sealingly in the area between the adapter plate and the opening when the individual components of the fluid control device (control actuator, adapter element, fluid line section) are assembled. Alternatively, the sealing element can also be designed integrally on one of the components, that is to say it can already be attached to the respective component (glued, welded, injection-molded on, etc.) during production. In this respect, the fluid control device has at least one sealing element arranged in the area between the adapter plate and the opening.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Stellaktuator einen Aktuatorabschnitt und ein, vorzugsweise wellenbetriebenes, Stellmittel umfassen, wobei das Adapterelement zwischen Aktuatorabschnitt und Stellmittel angeordnet sein kann, und wobei die Öffnung des Fluidleitungsabschnitts zur Durchführung des Stellmittels, zumindest in einer vorbestimmbaren Stellposition, ausgebildet sein kann. Insofern ist zumindest das Stellmittel, insbesondere auch zumindest ein Bereich des Adapterelements, durch die Öffnung ins Innere des Fluidleitungsabschnitts einführbar und nach erfolgter Montage dort angeordnet. In anderen Worten greift somit zumindest das Stellmittel durch die Öffnung in den Fluidleitungsabschnitt ein. Hierdurch ist eine einfache Montage bzw. ein einfacher Zusammenbau der einzelnen Komponenten zu der Fluidstelleinrichtung ermöglicht, wobei auch ein Einbringen des Stellmittels in monolithisch ausgebildete Fluidleitungsabschnitte ermöglicht ist. In a further advantageous development, the positioning actuator can comprise an actuator section and a preferably shaft-operated positioning means, in which case the adapter element can be arranged between the actuator section and the positioning means, and the opening in the fluid line section can be designed for the passage of the positioning means, at least in a predeterminable positioning position . In this respect, at least the adjusting means, in particular also at least one area of the adapter element, can be inserted through the opening into the interior of the fluid line section and is arranged there after assembly has taken place. In other words, at least the adjusting means engages through the opening in the fluid line section. This enables simple installation or simple assembly of the individual components to form the fluid control device, with the control means also being able to be introduced into monolithically designed fluid line sections.
Insbesondere ist das Stellmittel variabel bzw. austauschbar an dem Aktuatorabschnitt angeordnet bzw. befestigt, beispielsweise aufgesteckt, verschraubt oder ver stet. Dadurch kann das Stellmittel je nach Bedarf ausgetauscht werden, beispielsweise um verschiedene Funktionalitäten der Fluidstelleinrichtung (Proportionalventil, Wegeventil etc.) zu ermöglichen. Insofern ist vorteilhafterweise im Wesentlichen jeder beliebig ausgebildete Aktuator mit jedem beliebig ausgebildeten Stellmittel kombinierbar und dadurch eine besonders große Funktionalitätsbreite der Fluidstelleinrichtung gewährleistet. In particular, the actuating means is variably or interchangeably arranged or fastened to the actuator section, for example plugged on, screwed on or constantly. As a result, the actuating means can be exchanged as required, for example in order to enable different functionalities of the fluid actuating device (proportional valve, directional control valve, etc.). In this respect, essentially any actuator of any design can advantageously be combined with any actuator of any design, thus ensuring a particularly large range of functionality of the fluid control device.
Bevorzugt ist das Stellmittel als Drosselklappe oder Stelltrommel ausgebildet. Die Stelltrommel kann im Wesentlichen zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein und bevorzugt einen Kanal, konisch zulaufende Schlitze oder einen exzentrischen Ausschnitt aufweisen. Je nach Auswahl bzw. Ausbildung des Stellmittels kann hierdurch eine Funktionalität der Fluidstelleinrichtung als binäres Ventil, Proportionalventil oder Wegeventil, insbesondere ein 2/2-Wegeventil oder ein 3/2-, o- der 3/3-Wegeventil oder als sonstiges Wegeventil, mit entsprechenden Vorteilen der einfachen und damit kostengünstigen Einbringung in eine monolithisch oder mehrteilig ausgeführte ausgeführte Kanalstruktur bereitgestellt werden. The adjusting means is preferably designed as a throttle valve or adjusting drum. The Setting drum can be essentially cylindrical or frusto-conical and preferably have a channel, tapered slots or an eccentric cutout. Depending on the selection or design of the actuating means, a functionality of the fluid control device as a binary valve, proportional valve or directional valve, in particular a 2/2-way valve or a 3/2-, o- the 3/3-way valve or other directional valve, with corresponding advantages of simple and therefore cost-effective incorporation into a monolithic or multi-part channel structure.
In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Adapterelement als Adapterplatte oder als Einschubelement, insbesondere als keilförmiges Einschubelement ausgebildet sein. Die Herstellung sowie Montage bzw. der Zusammenbau der Fluidstelleinrichtung wird dadurch weiter simplifiziert. In an advantageous development, the adapter element can be designed as an adapter plate or as an insert element, in particular as a wedge-shaped insert element. This further simplifies the manufacture and installation or assembly of the fluid control device.
Bevorzugt kann das Adapterelement einen Aufnahmesitz für ein bzw. das zuvor erwähnte Stellmittel sowie eine Durchführung einer Welle des Stellaktuators aufweisen, um eine einfache Montage sowie ein Lagern und einen Antrieb des vom Stellaktuator umfassten Stellmittels durch den Aktuatorabschnitt des Stellaktuators bereitzustellen bzw. zu gewährleisten. Das Adapterelement kann ausgelegt sein, den Stellaktuator mit dem Fluidleitungsabschnitt dichtend zu verbinden und dazu beispielsweise eine Aussparung für das Dichtelement oder das (insofern integrierte) Dichtelement selbst aufweisen. The adapter element can preferably have a receiving seat for one or the aforementioned adjusting means and a passage for a shaft of the adjusting actuator in order to provide or ensure simple assembly, storage and driving of the adjusting means comprised by the adjusting actuator by the actuator section of the adjusting actuator. The adapter element can be designed to connect the actuating actuator to the fluid line section in a sealing manner and for this purpose have, for example, a cutout for the sealing element or the sealing element itself (insofar as it is integrated).
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Fluidleitungsabschnitt einteilig, also als monolithisches bzw. einstückiges Bauteil, oder alternativ aus zwei funktionskomplementären Hälften ausgebildet sein, wobei die Hälften vorzugsweise durch Verrsten, Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sind. So können Verbindungsflächen der Hälften auch als Nut-Feder- oder Falz-System ausgeführt sein. Herstellung und Montage des Fluidleitungsabschnitts bzw. der Fluidstelleinrichtung werden dadurch weiter vereinfacht. In a further advantageous development, the fluid line section can be designed in one piece, ie as a monolithic or one-piece component, or alternatively from two functionally complementary halves, the halves preferably being connected to one another by riveting, welding or gluing. The connecting surfaces of the halves can also be designed as a tongue and groove or fold system. This further simplifies the manufacture and assembly of the fluid line section or the fluid control device.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Fluidleitungsabschnitt einen die Öffnung unmittelbar umgebenden Bereich angeordneten Flanschabschnitt aufweisen, der dichtend mit dem Adapterelement verbunden ist, vorzugsweise mittels Schraubmittel, Klebmittel, Rastmittel verbunden ist. Hierdurch ist die Baugruppe Stellaktuator/Adapterplatte einfach und fluiddicht an dem Fluidleitungsabschnitt montierbar. In a further advantageous development, the fluid line section can have a flange section which is arranged directly surrounding the area and which is sealingly connected to the adapter element, preferably by means of a Screw means, adhesive, locking means is connected. As a result, the assembly actuator/adapter plate can be mounted on the fluid line section in a simple and fluid-tight manner.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Fluidleitungsabschnitt aus einem, vorzugsweise spritzgegossenen, Kunststoff bestehen. Damit kann der Fluidleitungsabschnitt, insbesondere durch Spritzgussverfahren, kostengünstig und einfach hergestellt werden. Bevorzugt kann der Fluidleitungsabschnitt mittels Spritz- Druckguss oder additiven Fertigungsverfahren ausgebildet sein, und kann je nach Anwendungsfall und / oder Matenalverträglichkeit aus Kunststoffen, Aluminium, Zinkdruckguss oder Eisenguss bestehen. In a further advantageous development, the fluid line section can consist of a plastic, preferably injection-molded. The fluid line section can thus be produced inexpensively and easily, in particular by injection molding methods. The fluid line section can preferably be formed by means of injection die-casting or additive manufacturing processes and, depending on the application and/or material compatibility, can consist of plastics, aluminum, die-cast zinc or cast iron.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Stellaktuator elektromagnetisch, pneumatisch, elektromotorisch oder hydraulisch ausgebildet sein. Der Aktuatorabschnitt des Stellaktuators kann als elektroamagnetischer Antrieb, elektromotorischer Antrieb, Pneumatik- oder Hydraulikantrieb ausgebildet sein. Je nach beabsichtigter Anwendung ist die Fluidstelleinrichtung damit individuell an die entsprechenden Anforderungen anpassbar, da, wie bereits erwähnt, grundsätzlich jede Art von Aktuator im Rahmen der vorliegenden Fluidstelleinrichtung verwendet werden kann. In a further advantageous development, the setting actuator can be designed electromagnetically, pneumatically, electromotively or hydraulically. The actuator section of the setting actuator can be designed as an electromagnetic drive, an electric motor drive, a pneumatic drive or a hydraulic drive. Depending on the intended application, the fluid control device can thus be individually adapted to the corresponding requirements since, as already mentioned, basically any type of actuator can be used within the scope of the present fluid control device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Fluidstelleinrichtung kann durch den Fluidleitungsabschnitt ein binäres Ventil, Proportionalventil oder ein Wegeventil, insbesondere ein 2/2-Wegeventil, 3/2-Wegeventil oder ein 3/3-Wegeventil, gebildet sein. Vorteilhafterweise wird dadurch eine große Bandbreite an Funktionalität bereitgestellt. Wie bereits erwähnt, wird die Ausprägung des entsprechenden Ventils im Wesentlichen durch die Auswahl des austauschbaren Stellmittels bewirkt. In an advantageous development of the fluid control device, a binary valve, proportional valve or a directional valve, in particular a 2/2-way valve, 3/2-way valve or a 3/3-way valve, can be formed by the fluid line section. This advantageously provides a wide range of functionality. As already mentioned, the characteristic of the corresponding valve is essentially brought about by the selection of the exchangeable actuating means.
In einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung einen Stellaktuator sowie ein Adapterelement für die zuvor vorgeschlagene Flu idstel leinrichtung , wobei der Stellaktuator einen Aktuatorabschnitt und ein Stellmittel umfasst, und das Adapterelement dichtend zwischen Aktuatorabschnitt und Stellmittel angeordnet ist. Es ergeben sich die im Vorfeld bereits genannten Vorteile. In a secondary aspect, the invention relates to a setting actuator and an adapter element for the previously proposed fluid setting device, the setting actuator comprising an actuator section and a setting means, and the adapter element being arranged in a sealing manner between the actuator section and the setting means. It results in the advantages already mentioned.
In einem weiteren nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung einen Fluidleitungsabschnitt mit zumindest einer Öffnung für die zuvor beschriebene Fluidstelleinrichtung, wobei die Öffnung für eine dichtende Aufnahme des Adapterelements vorgesehen ist, und insbesondere einen Flanschabschnitt zur dichtenden Befestigung eines Adaptermittels aufweist. In a further subsidiary aspect, the invention relates to a fluid line section with at least one opening for the fluid control device described above, the opening being provided for sealingly receiving the adapter element, and in particular having a flange section for sealingly fastening an adapter means.
ZEICHNUNGEN DRAWINGS
Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the present description of the drawings. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Es zeigen: Show it:
Figs. 1 A bis 1 E ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Fluidstel- leinrichtung sowie ihrer Komponenten, figs 1A to 1E a first exemplary embodiment of an advantageous fluid control device and its components,
Fig. 2A bis 2C ein zweites Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung so- wie ihrer Komponenten, 2A to 2C a second exemplary embodiment of the fluid control device and its components,
Fig. 3A bis 3C ein drittes Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung sowie ihrer Komponenten, 3A to 3C a third embodiment of the fluid control device and its components,
Fig. 4A bis 4C ein viertes Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung sowie ihrer Komponenten, und 4A to 4C a fourth embodiment of the fluid control device and its components, and
Figs. 5A und 5B ein fünftes Ausführungsbeispiel der Flu idstel leinrichtung sowie ihrer Komponenten figs 5A and 5B a fifth exemplary embodiment of the fluid control device and its components
In den Figuren sind gleichartige Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Elements of the same type are denoted by the same reference symbols in the figures. The figures only show examples and are not to be understood as limiting.
BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP Figuren 1A bis 1 E zeigen jeweils in vereinfachten Perspektiv-, bzw. Schnittdarstellungen ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Flu idstel leinrichtung 1 sowie ihrer einzelnen Komponenten. ADJUSTED SHEET (RULE 91) ISA/EP FIGS. 1A to 1E each show a first exemplary embodiment of an advantageous fluid control device 1 and its individual components in simplified perspective or sectional representations.
Wie in der Explosionsdarstellung von Figur 1A gut zu erkennen ist, weist die Fluidstelleinrichtung 1 als Komponenten einen Stellaktuator 2, ein Adapterelement 3 und einen Fluidleitungsabschnitt 4 auf, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch, also im montierten bzw. zusammengebauten Zustand, gemeinsam die Fluidstelleinrichtung 1 bilden. Die Fluidstelleinrichtung 1 ist dazu ausgebildet, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch einen durch den Fluidleitungsabschnitt 4 strömenden Fluidstrom zu regeln. Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ist die FluidstelleinrichtungAs can be seen clearly in the exploded view of Figure 1A, the components of the fluid control device 1 are a control actuator 2, an adapter element 3 and a fluid line section 4, which together form the fluid control device 1 when used as intended, i.e. in the installed or assembled state. The fluid control device 1 is designed to regulate a fluid flow flowing through the fluid line section 4 when used as intended. When used as intended, the fluid control device
1 in ein vorliegend nicht gezeigtes Fluid-, bzw. Rohrleitungssystem integriert bzw. darin installiert. 1 is integrated or installed in a fluid or pipeline system, which is not shown here.
Um bei der Installation der Fluidstelleinrichtung 1 den Montageaufwand sowie Eingriffe in die Leitungsführung des Fluidleitungssystems weitestgehend vermeiden zu können, ist bei der vorliegenden Fluidstelleinrichtung 1 vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Fluidleitungsabschnitt 4 zumindest eine Öffnung 5 aufweist, in welche der Stellaktuator 2 eingreift. Dabei ist der Stellaktuator 2 durch das Adapterelement 3 fluiddicht mit dem Fluidleitungsabschnitt 4 verbunden. Insofern ist der StellaktuatorIn order to be able to largely avoid the assembly work and interventions in the line routing of the fluid line system when installing the fluid control device 1, it is advantageously provided in the present fluid control device 1 that the fluid line section 4 has at least one opening 5, in which the control actuator 2 engages. The positioning actuator 2 is connected in a fluid-tight manner to the fluid line section 4 by the adapter element 3 . In this respect, the control actuator
2 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch im Wesentlichen außenseitig an dem Fluidleitungsabschnitt 4 und von außen in diesen eingreifend angeordnet, wodurch kein aufwendiger Eingriff in die Leitungsführung notwendig ist. 2 when used as intended, arranged essentially on the outside of the fluid line section 4 and engaging in it from the outside, as a result of which no complex intervention in the line routing is necessary.
Für eine sichere und dichte Verbindung des Stellaktuators 2 mit dem Fluidleitungsabschnitt 4 mittels dem Adapterelement 3, welches gemäß dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel als Adapterplatte 3 ausgebildet ist, weist der Fluidleitungsabschnitt 4 einen Adapterbereich 6 auf, der im die Öffnung 5 unmittelbar umgebenden Bereich angeordnet ist bzw. die Öffnung 5 zumindest mitbildet. Der Adapterbereich 6 ist dabei im Wesentlichen komplementär zu zumindest Bereichen des Adapterelements 3 ausgebildet, sodass auf einfache Weise eine fehlerfreie und stabile Montage des Adapterelements 3 an dem Adapterbereich 6 bzw. dem Fluidleitungsabschnitt 4 gewährleistet ist. Zur Verbindung der Komponenten der Fluidstelleinrichtung 1 bzw. zu deren Zusammenbau dienen Befestigungsmittel 7, vorliegend in Form von Schrauben oder Bolzen, welche in Figur 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen sind. Grundsätzlich ist eine Verbindung auf form-, kraft-, und/oder stoffschlüssige Weise denkbar, wozu beispielsweise das Adapterelement 3 auch mit dem Adapterbereich 6 ver stet oder verklebt sein kann. For a safe and tight connection of the positioning actuator 2 to the fluid line section 4 by means of the adapter element 3, which is designed as an adapter plate 3 according to the present first exemplary embodiment, the fluid line section 4 has an adapter area 6 which is arranged in the area immediately surrounding the opening 5 or The opening 5 at least forms part of it. The adapter area 6 is designed essentially complementary to at least areas of the adapter element 3, so that an error-free and stable assembly of the adapter element 3 on the adapter area 6 or the fluid line section 4 is ensured in a simple manner. Fastening means 7 are used to connect the components of the fluid control device 1 or to assemble them, in the present case in the form of screws or bolts, which are not all provided with a reference number in FIG. 1 for reasons of clarity. In principle, a connection in a positive, non-positive and/or material manner is conceivable, for which purpose, for example, the adapter element 3 can also be fixed or glued to the adapter area 6 .
Zur Gewährleistung der Dichtigkeit weist die Fluidstelleinrichtung 1 weiterhin zumindest ein Dichtelement 8 auf, welches bei dem in Figuren 1A bis 1 E gezeigten Ausführungsbeispiel als Dichtung ausgebildet ist, der bei der Montage der Fluidstelleinrichtung 1 zwischen der Adapterplatte 3 und dem Adapterbereich 6 eingebracht wird. Zur Gewährleistung einer sicheren Montage weist der Adapterbereich 6 im Bereich der Öffnung 5 eine dem Dichtelement 8 zugeordnete Aussparung 9 auf, in welche das Dichtelement 8 eingesetzt wird. To ensure tightness, the fluid control device 1 also has at least one sealing element 8, which in the exemplary embodiment shown in Figures 1A to 1E is designed as a seal that is introduced between the adapter plate 3 and the adapter area 6 when the fluid control device 1 is installed. To ensure secure assembly, the adapter area 6 has a recess 9 associated with the sealing element 8 in the area of the opening 5, into which the sealing element 8 is inserted.
Insbesondere kann der Fluidleitungsabschnitt 4 einteilig ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Fluidleitungsabschnitt 4 ein insbesondere mittels Spritz- Druckguss oder additiven Fertigungsverfahren gefertigten Rohrbauteil oder weist zumindest einen Rohrabschnitt auf. Diese Teile können je nach Anwendungsfall und oder Materialverträglichkeit aus Kunststoffen, Aluminium, Zinkdruckguss oder Eisenguss bestehen. In particular, the fluid line section 4 can be formed in one piece. The fluid line section 4 is preferably a pipe component manufactured in particular by means of injection molding or additive manufacturing processes, or has at least one pipe section. Depending on the application and/or material compatibility, these parts can be made of plastic, aluminum, die-cast zinc or cast iron.
Bei dem in den Figuren 1A bis 1 E gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, dass der Fluidleitungsabschnitt 4 aus zwei funktionskomplementären Hälften, also einer ersten Hälfte 4‘ und einer zweiten Hälfte 4“, gebildet ist. Figur 1 B zeigt dazu beispielhaft eine vereinfachte Darstellung des Fluidleitungsabschnitts 4 einmal im zerlegten (Ur)Zustand (Darstellung A) und im zusammengebauten Zustand (Darstellung B). Zur Verbindung der beiden Hälften 4‘, 4“ sind vorliegend Klebe- oder Schweißflächen G vorgesehen, an welchen die beiden Hälften 4‘, 4“ deckungsgleich aneinander angeordnet und zur Bildung des Fluidleitungsabschnitts 4 zusammengefügt werden. Alternativ kann diese Verbindungsfläche auch als Nut- Feder- oder Falz-System ausgeführt werden Figur 1 C zeigt eine Explosionsdarstellung der Baugruppe Stellaktuator 2/Adap- terelement 3. Auch diese Baugruppe ist mittels Befestigungsmitteln 7, vorliegend Schrauben oder Bolzen, zusammengefügt. Bei dem Stellaktuator 2 kann es sich um jedwede Art von Stellaktuator handeln. Vorliegend ist der Stellaktuator 2 elektromagnetisch, pneumatisch, elektromotorisch oder hydraulisch ausgebildet. Der Stellaktuator 2 umfasst vorliegend einen Aktuatorabschnitt 2‘ sowie ein Stellmittel 10, dass bei dem in Figuren 1A bis 1 E gezeigten ersten Ausführungsbeispiel als Drosselklappe ausgebildet ist. In the first exemplary embodiment shown in FIGS. 1A to 1E, however, provision is made for the fluid line section 4 to be formed from two functionally complementary halves, that is to say a first half 4′ and a second half 4″. FIG. 1B shows an example of a simplified representation of the fluid line section 4 once in the dismantled (original) state (representation A) and in the assembled state (representation B). To connect the two halves 4′, 4″, bonding or welding surfaces G are provided here, on which the two halves 4′, 4″ are arranged congruently and joined together to form the fluid line section 4 . Alternatively, this connection surface can also be designed as a tongue and groove or rabbet system FIG. 1C shows an exploded view of the control actuator 2/adaptor element 3 assembly. This assembly is also assembled by means of fastening means 7, in this case screws or bolts. The setting actuator 2 can be any type of setting actuator. In the present case, the setting actuator 2 is designed to be electromagnetic, pneumatic, electric motor or hydraulic. In the present case, the actuating actuator 2 comprises an actuator section 2′ and an actuating means 10 which, in the first exemplary embodiment shown in FIGS. 1A to 1E, is designed as a throttle valve.
Das Stellmittel 10 ist wellenbetrieben und dazu im montierten Zustand an einer Welle 11 des Aktuatorabschnitts 2‘ befestigt. Bevorzugt ist das Stellmittel 10 austauschbar bzw. lösbar an dem Aktuatorabschnitt 2‘ befestigt, sodass es bei Bedarf jederzeit gewechselt bzw. ausgetauscht werden kann. Zur Verbindung des Stellmittels 10 mit der Welle 11 ist grundsätzlich eine kraft-, form-, und/oder stoffschlüssige Verbindung, denkbar. Beispielsweise ist das Stellmittel 10 auf die Welle 11 aufgesteckt, also form- bzw. kraftschlüssig befestigt, wobei insbesondere zusätzlich eine Sicherung mittels Rastmitteln oder einem in die Welle 11 verlagerbaren Federkontaktstift vorgesehen sein kann. The actuating means 10 is shaft-driven and, in the assembled state, is attached to a shaft 11 of the actuator section 2'. The adjusting means 10 is preferably attached to the actuator section 2′ in an exchangeable or detachable manner, so that it can be changed or exchanged at any time if necessary. In principle, a non-positive, positive and/or material connection is conceivable for connecting the actuating means 10 to the shaft 11 . For example, the actuating means 10 is slipped onto the shaft 11, ie fastened in a form-fitting or force-fitting manner, it being possible in particular for additional securing to be provided by means of latching means or a spring contact pin that can be displaced into the shaft 11.
Beim Zusammenbau der Fluidstelleinrichtung 1 ist vorgesehen, dass das Adapterelement 3 zwischen Aktuatorabschnitt 2‘ und Stellmittel 10 angeordnet ist, wie insbesondere in Figur 1 C gut zu erkennen ist. Dazu weist das Adapterelement 3 einen Durchgang D auf, durch welchen die Welle 11 bei der Montage führbar ist, sodass anschließend auf der gegenüberliegenden Seite des Adapterelements 3 das Stellmittel 10 auf die durch den Durchgang D durchgeführte Welle 11 aufgesteckt werden kann. Vorliegend ist zudem eine Wellendichtung 11 ' vorgesehen, die zwischen dem Aktuatorabschnitt 2' und dem Adapterelement 3 angeordnet wird, um die Fluiddichtigkeit zu verbessern. When assembling the fluid control device 1, it is provided that the adapter element 3 is arranged between the actuator section 2' and the control means 10, as can be seen particularly well in FIG. 1C. For this purpose, the adapter element 3 has a passage D through which the shaft 11 can be guided during assembly, so that the actuating means 10 can then be pushed onto the shaft 11 passed through the passage D on the opposite side of the adapter element 3 . In the present case, a shaft seal 11' is also provided, which is arranged between the actuator section 2' and the adapter element 3 in order to improve fluid tightness.
Wie insbesondere anhand der in Figuren 1A und 1 D gezeigten Darstellung der zusammengebauten Fluidstelleinrichtung 1 gut zu erkennen ist, ist die Öffnung 5 zur Durchführung des Stellmittels 10 zumindest in einer vorbestimmbaren Stellposition ausgebildet, sodass das Stellmittel 10 einfach durch die Öffnung 5 ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingeführt und zur Regelung des Fluidstroms ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingreifen kann. Insofern greift bei bestimmungsgemäßem Gebrauch zumindest das Stellmittel 10 des Stellaktuators 2 in den Fluidleitungsabschnitt 4 ein. Dadurch, dass das zur Regelung dienende Stellmittel 10 bei der Montage der Fluidstelleinrichtung 1 einfach durch die Öffnung 5 in den Fluidleitungsabschnitt 4 eingeführt werden kann, ist kein aufwendiger Eingriff in das Fluidleitungssystem notwendig. As can be seen particularly well from the representation of the assembled fluid control device 1 shown in Figures 1A and 1D, the opening 5 for the passage of the control means 10 is formed at least in a predeterminable control position, so that the control means 10 can simply be pushed through the opening 5 into the interior of the Introduced fluid line section 4 and can engage in the interior of the fluid line section 4 to regulate the flow of fluid. In this respect, when used as intended, at least the adjusting means 10 of the adjusting actuator 2 engages in the fluid line section 4 . Due to the fact that the adjusting means 10 serving for the regulation can be inserted simply through the opening 5 into the fluid line section 4 during the assembly of the fluid adjusting device 1, no complex intervention in the fluid line system is necessary.
Wie in den beiden Darstellung A und B von Figur 1 D gut zu erkennen ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Flu idstel leinrichtung 1 , insbesondere aufgrund der Auswahl des Stellmittels 10 als Drosselklappe ausgebildet, mittels welcher die Menge des den Fluidleitungsabschnitt 4 durchströmenden Fluids beliebig gedrosselt bzw. variiert werden kann. Bei der in Figur 1 D gezeigten Darstellung A befindet sich das Stellmittel 10 in einer Schließstellung, sodass der Fluiddurchfluss im Wesentlichen vollständig blockiert ist. Bei der in Figur 1 D gezeigten Darstellung B hingegen befindet sich das Stellmittel 10 in einer Offenstellung, sodass das Fluid durch den Fluidleitungsabschnitt 4 im Wesentlichen ungehindert durchfließen kann. Je nach Stellung des Stellmittels 10 ist dabei die Durchflussmenge insbesondere stufenlos regelbar. As can be seen clearly in the two representations A and B of Figure 1D, in the first exemplary embodiment the fluid control device 1 is designed as a throttle valve, in particular due to the selection of the control means 10, by means of which the quantity of fluid flowing through the fluid line section 4 can be varied as required can be throttled or varied. In the representation A shown in FIG. 1D, the actuating means 10 is in a closed position, so that the flow of fluid is essentially completely blocked. In the representation B shown in FIG. 1D, on the other hand, the adjusting means 10 is in an open position, so that the fluid can flow through the fluid line section 4 essentially unhindered. Depending on the position of the actuating means 10, the flow rate can in particular be continuously regulated.
Figur 1 E zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den Fluidleitungsabschnitt 4 im Bereich des Adapterbereichs 6 im zusammengebauten Zustand der Fluidstelleinrichtung 1 . Wie hierbei gut zu erkennen ist, ist der Stellaktuator 2 mittels der Adapterplatte 3 sowie dem Dichtelement 8 dichtend mit dem Fluidleitungsabschnitt 4 verbunden bzw. außenseitig an diesem angeordnet. Dabei kann die Welle 11 mit dem darauf aufgesteckten Stellmittel 10 durch die Öffnung 5 ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingreifen, um den Fluidstrom bedarfsweise zu regeln. FIG. 1E shows a cross-sectional illustration through the fluid line section 4 in the area of the adapter area 6 when the fluid control device 1 is in the assembled state. As can be clearly seen here, the positioning actuator 2 is connected to the fluid line section 4 in a sealing manner by means of the adapter plate 3 and the sealing element 8 or is arranged on the outside thereof. The shaft 11 with the actuating means 10 fitted thereon can engage through the opening 5 into the interior of the fluid line section 4 in order to regulate the fluid flow as required.
Figuren 2A bis 2C zeigt die zuvor beschriebene Flu idstel leinrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind insofern mit denselben Bezugszeichen versehen, bezüglich welcher zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Erörterungen verwiesen wird. Im Folgenden soll daher nur auf die Unterschiede eingegangen werden. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Adapterelement 3 nicht mehr als Adapterplatte, sondern als Einschubelement 3‘ ausgebildet ist. Insofern ist auch der zu dem Adapterelement 3 bzw. Einschubelement 3‘ im Wesentlichen komplementär ausgebildete Adapterbereich 6 des Fluidleitungsabschnitts 4 als Einschubbereich 6‘ ausgebildet. FIGS. 2A to 2C show the previously described fluid control device 1 according to a second exemplary embodiment. Identical elements are provided with the same reference symbols insofar as reference is made to the above explanations in order to avoid repetition. In the following, therefore, only the differences will be discussed. The second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the adapter element 3 is no longer designed as an adapter plate but as an insert element 3'. In this respect, the adapter area 6 of the fluid line section 4, which is designed to be essentially complementary to the adapter element 3 or insert element 3', is also designed as an insert area 6'.
Bei der Montage der Flu idstel leinrichtung 1 kann das Einschubelement 3‘ auf einfache Art und Weise durch die Öffnung 5 in den Einschubbereich 6‘ eingeschoben werden, wie insbesondere in Figuren 2A und 2C gut zu erkennen ist. Zur Befestigung des Adapterelements 3 bzw. Einschubelements 3‘ kann der Fluidleitungsabschnitt 4 zumindest einen im Bereich der Öffnung 5 bzw. des Adapterbereichs 6‘ angeordneten Flanschabschnitt 12 aufweisen, an welchem die Baugruppe Stellaktuator 2/Adapterelement 3 mittels Befestigungsmitteln 7, vorliegend Schrauben oder Nieten, befestigbar ist. Die Ausführung dieser Verbindung ist ebenso als Rastverbindung denkbar. When assembling the fluid control device 1, the slide-in element 3' can be easily pushed through the opening 5 into the slide-in area 6', as can be seen particularly well in FIGS. 2A and 2C. To fasten the adapter element 3 or insert element 3', the fluid line section 4 can have at least one flange section 12 which is arranged in the area of the opening 5 or the adapter area 6', to which the assembly actuator 2/adapter element 3 is fastened by means of fastening means 7, in this case screws or rivets. is attachable. The execution of this connection is also conceivable as a latching connection.
Wie der in Figur 2B gezeigten Explosionsdarstellung der Baugruppe Stellaktuator 2/Adapterelement 3 zu entnehmen ist, weißt das Einschubelement 3‘ einen Aufnahmebereich 13 für das Stellmittel 10 auf. Beim Zusammenbau der Baugruppe wird das Stellmittel 10 in dem Aufnahmebereich 13 positioniert und anschließend die Welle 11 des Stellaktuators 2 durch den Durchgang D des Adapterelements 3 bzw. Einschubelements 3‘ hindurchgeschoben. Zeitgleich wird das Stellmittel 10 auf die Welle 11 aufgesteckt. As can be seen from the exploded view of the assembly actuator 2/adapter element 3 shown in FIG. 2B, the slide-in element 3' has a receiving area 13 for the actuating means 10. When the assembly is assembled, the actuating means 10 is positioned in the receiving area 13 and then the shaft 11 of the actuating actuator 2 is pushed through the passage D of the adapter element 3 or insertion element 3'. At the same time, the adjusting means 10 is slipped onto the shaft 11 .
Figur 1 C zeigt erneut eine Querschnittsdarstellung durch die Fluidstelleinrichtung 1 im Bereich der Öffnung 5. Wie hierbei gut zu erkennen ist, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch das Einschubelement 3 zumindest bereichsweise im Inneren des Fluidleitungsabschnitts 4 angeordnet. Insofern greift bei diesem Ausführungsbeispiel auch das Einschubelement 3‘ in den Fluidleitungsabschnitt 4 ein. FIG. 1C again shows a cross-sectional illustration through the fluid control device 1 in the area of the opening 5. As can be seen clearly here, the insertion element 3 is also arranged at least in regions inside the fluid line section 4 in the second exemplary embodiment. In this respect, the insertion element 3 ′ also engages in the fluid line section 4 in this exemplary embodiment.
Zur Gewährleistung der Fluiddichtigkeit an den Übergängen bzw. Kontaktflächen zwischen Einschubelement 3‘ und Fluidleitungsabschnitt 4 weist die Fluidstellein- richtung 1 zwei Dichtelemente 8 auf, die in den Randbereichen des Einschubelements 3‘ angeordnet sind (siehe auch Figur 2B). Die Dichtelemente 8 sind insbesondere integral ausgeführt, d. h., sie werden nicht wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bei der Montage eingesetzt, sondern sind von Anfang an bereits an dem Einschubelement 3‘ angeordnet, beispielsweise mit den Randbereichen verklebt, o- der als angespritzte Dichtung ausgeführt. In order to ensure fluid tightness at the transitions or contact surfaces between insert element 3' and fluid line section 4, the fluid control unit has Direction 1 has two sealing elements 8 which are arranged in the edge regions of the insertion element 3' (see also FIG. 2B). The sealing elements 8 are particularly integral, ie they are not used during assembly as in the first exemplary embodiment, but are already arranged on the insertion element 3' from the start, for example glued to the edge regions, or designed as a molded seal.
Auch das zweite Ausführungsbeispiel ermöglicht auf einfache Art und Weise eine Anordnung des Stellaktuators 2 an dem Fluidleitungsabschnitt 4 zur Regelung des Fluidstroms, ohne dass ein aufwändiger Eingriff in das Fluidleitungssystem notwendig ist. Vielmehr kann auch hier auf einfache Art und Weise insbesondere das Stellmittel 10 in das Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingebracht werden, wobei die Fluiddichtigkeit sicher gewährleistet ist. The second exemplary embodiment also enables the setting actuator 2 to be arranged on the fluid line section 4 in a simple manner in order to regulate the fluid flow, without a complex intervention in the fluid line system being necessary. Rather, the adjusting means 10 in particular can also be introduced into the interior of the fluid line section 4 in a simple manner, the fluid-tightness being reliably ensured.
Figuren 3A bis 3C zeigen die zuvor beschriebene Fluidstelleinrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Wiederum sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch die Unterschiede erläutert werden. FIGS. 3A to 3C show the fluid control device 1 described above according to a third exemplary embodiment. Again, the same elements are provided with the same reference numbers, only the differences being explained below.
Bei üblichen Fluidleitungssystemen kann es unter Umständen auch notwendig sein, nicht nur die Fluidmenge oder den (Rück-) Staudruck (insbesondere mittels der zuvor beschriebenen Drosselklappe), sondern auch die Strömungsrichtung des Fluids zu verändern. Bei dem in Figuren 3A bis 3C gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierfür vorgesehen, dass der Fluidleitungsabschnitt 4 als Y-Abzweigung ausgebildet ist, d. h., der Fluidleitungsabschnitt 4 weist eine Eingangsöffnung bzw. einen Eingang E und zwei Ausgangsöffnungen bzw. Ausgänge A1 und A2 (siehe Figur 3B) auf. Weiterhin ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass zur Steuerung der Strömungsrichtung das Stellmittel 10 im Gegensatz zu den vorherigen beiden Ausführungsbeispielen nicht mehr als Drosselklappe, sondern als Stelltrommel 10' ausgebildet ist. In conventional fluid line systems, it may also be necessary under certain circumstances not only to change the fluid quantity or the (back) dynamic pressure (in particular by means of the throttle valve described above), but also to change the direction of flow of the fluid. In the exemplary embodiment shown in FIGS. That is, the fluid line section 4 has an inlet opening or an inlet E and two outlet openings or outlets A1 and A2 (see FIG. 3B). Furthermore, in the third exemplary embodiment, it is provided that, in contrast to the previous two exemplary embodiments, the adjusting means 10 is no longer designed as a throttle flap, but as an adjusting drum 10′ for controlling the direction of flow.
Die Stelltrommel 10' ist vorliegend zylindrisch ausgebildet und weist einen Kanal K zur Durchführung des Fluids auf. Alternativ ist auch eine kegelstumpfförmige Ausbildung der Stelltrommel 10' denkbar, was die Fertigung des monolithischen Fluidleitungsabschnitts 4 im Spritzgussverfahren begünstigt, da der Kegelstumpf einer Entformungsschräge entspricht. Wie insbesondere der Explosionsdarstellung von Figur 3A gut zu entnehmen ist, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Stellmittel 10, vorliegend also die Stelltrommel 10‘, durch die Öffnung 5 in den Fluidleitungsabschnitt 4 eingeführt bzw. angeordnet. Durch Drehung der Stelltrommel 10' mittels des Stellaktuators 2 und der damit verbundenen Veränderung der Ausrichtung des Kanals K zu dem Eingang E und den Ausgängen A1 und A2 kann daraufhin die Strömungsrichtung des Fluids gesteuert werden. The setting drum 10' is cylindrical in the present case and has a channel K for carrying out the fluid. Alternatively, a truncated cone-shaped configuration of the setting drum 10' is also conceivable, which favors the manufacture of the monolithic fluid line section 4 in the injection molding process, since the truncated cone corresponds to a draft angle. As can be seen in particular from the exploded view of FIG. 3A, the adjusting means 10, in this case the adjusting drum 10′, is also introduced or arranged through the opening 5 into the fluid line section 4 in this exemplary embodiment. The flow direction of the fluid can then be controlled by rotating the setting drum 10' by means of the setting actuator 2 and the associated change in the orientation of the channel K to the inlet E and the outlets A1 and A2.
Figur 3B zeigt diesbezüglich einen Querschnitt durch den Fluidleitungsabschnitt 4 im Bereich der Stelltrommel 10‘. Die einzelnen Darstellungen A, B und C zeigen dabei die Stelltrommel 10' jeweils in einer anderen Stellposition. Bei der in Darstellung A gezeigten ersten Stellposition ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der Kanal K weder mit dem Eingang E, noch mit den Ausgängen A1 und A2 fluchtet. Insofern ist in der ersten Stellposition kein Durchfluss des Fluids möglich, sodass es sich hierbei um eine Schließposition der Stelltrommel 10' handelt. In this regard, FIG. 3B shows a cross section through the fluid line section 4 in the area of the setting drum 10'. The individual illustrations A, B and C each show the setting drum 10' in a different setting position. In the first setting position shown in representation A, the setting drum 10' is oriented in such a way that the channel K is not flush with either the inlet E or with the outlets A1 and A2. In this respect, no flow of the fluid is possible in the first setting position, so that this is a closed position of the setting drum 10'.
Bei der in Darstellung B gezeigten zweiten Stellposition ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der Kanal K mit dem Eingang E sowie dem ersten Ausgang A1 fluchtet bzw. den Eingang E mit dem ersten Ausgang A1 verbindet, sodass das Fluid durch den Kanal K hindurch von dem Eingang E zu dem ersten Ausgang A1 strömen kann. Insofern befindet sich in diesem Fall die Stelltrommel 10' in einer ersten Öff- nungsstellung. In the second setting position shown in representation B, the setting drum 10' is oriented in such a way that the channel K is aligned with the inlet E and the first outlet A1 or connects the inlet E to the first outlet A1, so that the fluid flows through the channel K can flow from the input E to the first output A1. In this respect, the setting drum 10' is in a first open position.
Bei der in Figur 3B gezeigten Darstellung C ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der Kanal K mit dem Eingang E und nunmehr mit dem zweiten Ausgang A2 fluchtet bzw. den Eingang E mit dem zweiten Ausgang A2 verbindet, sodass das Fluid nunmehr von dem Eingang E durch den Kanal K hindurch zu dem zweiten Ausgang A2 strömen kann. Insofern befindet sich in diesem Fall die Stelltrommel 10' in einer zweiten Öffnungsstellung. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung 1 mittels der Stelltrommel 10' die Strömungsrichtung des Fluids steuerbar, sodass in diesem Fall die Fluidstelleinrichtung 1 insbesondere als Wegeventil ausgebildet ist. In the representation C shown in Figure 3B, the adjusting drum 10 'is oriented such that the channel K is aligned with the input E and now with the second output A2 or connects the input E to the second output A2, so that the fluid is now from the Input E can flow through the channel K to the second output A2. In this respect, the setting drum 10' is in a second open position in this case. As can be seen from the above description, in the third exemplary embodiment of the fluid control device 1, the flow direction of the fluid can be controlled by means of the control drum 10', so that in this case the fluid control device 1 is designed in particular as a directional control valve.
Es ist denkbar durch Zwischenstellungen der Positionen in gewissem Maße eine Verteilung des Eingangsstroms auf die beiden Ausgänge vorzunehmen, auch wenn ggf. diese Verteilung nicht über den kompletten Stellweg linear erfolgen würde, Dazu kann eine entsprechende Kennlinie aufgenommen werden, die die Stromverteilung über dem Stellweg charakterisiert. It is conceivable to distribute the input current to the two outputs to a certain extent by intermediate positions of the positions, even if this distribution would not be linear over the entire travel. A corresponding characteristic curve can be recorded for this purpose, which characterizes the current distribution over the travel .
Wie in Figur 3C gezeigt ist, kann die Drehung bzw. der Drehwinkel der Stelltrommel 10' durch ein bevorzugt mechanisch ausgebildetes bzw. wirkendes Begrenzungsmittel 14 begrenzt werden. Vorliegend ist das Begrenzungsmittel 14 beispielhaft als im Bodenbereich des Fluidleitungsabschnitts 4 angeordneter Bolzen ausgebildet. In der Stelltrommel kann insbesondere auch eine eingefräßte Nut vorgesehen sein, um die Drehung der Stelltrommel 10' mechanisch zu begrenzen. As shown in FIG. 3C, the rotation or the angle of rotation of the setting drum 10' can be limited by a preferably mechanically designed or acting limiting means 14. In the present case, the limiting means 14 is designed, for example, as a bolt arranged in the bottom area of the fluid line section 4 . In particular, a milled groove can also be provided in the setting drum in order to mechanically limit the rotation of the setting drum 10'.
Figuren 4A bis 4C zeigen die Fluidstelleinrichtung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Auch hier sind gleiche Elemente wieder mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch die Unterschiede erläutert werden. Figures 4A to 4C show the fluid control device 1 according to a fourth embodiment. Here, too, the same elements are again provided with the same reference symbols, with only the differences being explained below.
Auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Strömungsrichtung des Fluids zu variieren. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist der Fluidleitungsabschnitt 4 jedoch nicht mehr als Y-Abzweigung, sondern als T-Stück ausgebildet. Auch das T-Stück weist einen Eingang E sowie zwei Ausgänge A1 und A2 auf (siehe Figur 4B). Das Stellmittel 10 ist wieder als Stelltrommel 10' ausgebildet, weist nunmehr jedoch nicht mehr den Kanal K, sondern stattdessen einen exzentrischen Ausschnitt auf. Auch hier kann die Stelltrommel als Zylinder dargestellt werden, kann jedoch auch als Kegelstumpf ausgeführt werden um eine Entformungsschräge am Fluidleitungsabschnitt 4 zu ermöglichen. Wie der Explosionsdarstellung von Figur ein 4A zu entnehmen ist, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Stelltrommel 10' durch die Öffnung 5 ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingebracht und der Stellaktuator 2 mittels der Adapterplatte 3 außenseitig an dem Fluidleitungsabschnitt 4 montiert. It is also possible in the fourth exemplary embodiment to vary the flow direction of the fluid. In the fourth exemplary embodiment, however, the fluid line section 4 is no longer designed as a Y-junction, but as a T-piece. The T-piece also has an input E and two outputs A1 and A2 (see FIG. 4B). The adjusting means 10 is again designed as an adjusting drum 10', but now no longer has the channel K, but instead an eccentric cutout. Here, too, the adjusting drum can be represented as a cylinder, but can also be designed as a truncated cone in order to enable a draft angle on the fluid line section 4 . As can be seen from the exploded view of FIG. 4A, the setting drum 10' is also introduced through the opening 5 into the interior of the fluid line section 4 in this exemplary embodiment and the Positioning actuator 2 is mounted on the outside of fluid line section 4 by means of adapter plate 3 .
Figur 4B zeigt analog zu Figur 3A mehrere Querschnittsdarstellungen im Bereich der Stelltrommel 10‘, wobei sich die einzelnen Darstellungen A, B und C hinsichtlich der Orientierung der Stelltrommel 10‘unterscheiden. Bei der Darstellung A ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass mittels des exzentrischen Ausschnitts die beiden Ausgänge A1 und A2 verbunden sind, der Eingang E jedoch blockiert ist. Insofern kann in diesem Fall Fluid zwar von dem ersten Eingang A1 zu dem zweiten Ausgang A2, nicht jedoch zu oder von dem Eingang E strömen. Gesetzt dem Fall, dass das Fluid von dem Eingang E ein- bzw. zuströmen soll und insofern aufgrund der Blockade durch die Stelltrommel 10' nicht durch diese zu einem der beiden Ausgänge A1 und A2 strömen kann, befindet sich die Stelltrommel 10' im Falle der Darstellung A in der Schließstellung. Analogous to FIG. 3A, FIG. 4B shows several cross-sectional representations in the area of the setting drum 10′, the individual representations A, B and C differing with regard to the orientation of the setting drum 10′. In the representation A, the setting drum 10' is oriented in such a way that the two outlets A1 and A2 are connected by means of the eccentric cutout, but the inlet E is blocked. In this respect, fluid can flow from the first inlet A1 to the second outlet A2, but not to or from the inlet E. Assuming that the fluid should flow in or out from the input E and insofar as it is blocked by the setting drum 10', it cannot flow through it to one of the two outputs A1 and A2, the setting drum 10' is in the case of Representation A in the closed position.
Bei der zweiten Darstellung B ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass mittels des exzentrischen Ausschnitts der Eingang E mit dem ersten Ausgang A1 verbunden ist, sodass Fluid von dem Eingang E zu dem ersten Ausgang A1 strömen kann. Insofern befindet sich im Falle der Darstellung B die Stelltrommel 10' in der ersten Öffnungsstellung. In the second representation B, the setting drum 10' is oriented in such a way that the inlet E is connected to the first outlet A1 by means of the eccentric cutout, so that fluid can flow from the inlet E to the first outlet A1. In this respect, in the case of representation B, the setting drum 10' is in the first open position.
Bei der dritten Darstellung C ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass mittels des exzentrischen Ausschnitts der Eingang E mit dem zweiten Ausgang A2 verbunden ist, sodass Fluid von dem Eingang E zu dem zweiten Ausgang A2 strömen kann. Insofern befindet sich im Falle der Darstellung C die Stelltrommel 10' in der zweiten Öffnungsstellung. In the third representation C, the setting drum 10' is oriented in such a way that the inlet E is connected to the second outlet A2 by means of the eccentric cutout, so that fluid can flow from the inlet E to the second outlet A2. In this respect, in the case of representation C, the setting drum 10' is in the second open position.
Wie in Figur 4C gezeigt ist, kann auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel, analog zu dem zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel, ein insbesondere mechanisch wirkendes Begrenzungsmittel 14 zur Begrenzung des Drehwinkels der Stelltrommel 10' vorgesehen sein. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist insofern ebenfalls eine Regelung der Strömungsrichtung des Fluids ermöglicht, wobei das Stellmittel 10, vorliegend die Stelltrommel 10‘, auf einfache Art und Weise ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 einbringbar ist, ohne dass aufwändige Eingriffe in das Fluidleitungssystem notwendig sind. As shown in FIG. 4C, analogously to the third exemplary embodiment described above, a limiting means 14, which acts in particular mechanically, can also be provided in the fourth exemplary embodiment for limiting the angle of rotation of the setting drum 10′. In the fourth exemplary embodiment, regulation of the direction of flow of the fluid is also made possible, with the adjusting means 10, in this case the adjusting drum 10′, being able to be introduced into the interior of the fluid line section 4 in a simple manner, without complex interventions in the fluid line system being necessary.
Es ist auch hier denkbar durch Zwischenstellungen der Positionen in gewissem Maße eine Verteilung des Eingangsstroms auf die beiden Ausgänge vorzunehmen, auch wenn diese Verteilung nicht über den kompletten Stellweg linear erfolgen würde. Hierzu kann vorzugsweise eine entsprechende Kennlinie von Stromverteilung über den Stellweg aufgenommen werden. It is also conceivable here to distribute the input current to the two outputs to a certain extent by setting the positions in between, even if this distribution would not take place linearly over the entire adjustment path. For this purpose, a corresponding characteristic of current distribution over the travel can preferably be recorded.
Figuren 5A und 5B zeigen die Fluidstelleinrichtung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Wiederholt sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch die Unterschiede erläutert werden. Figures 5A and 5B show the fluid control device 1 according to a fifth embodiment. The same elements are repeatedly provided with the same reference symbols, with only the differences being explained below.
Auch bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Strömungsrichtung des Fluids zu kontrollieren. Darüber hinaus bietet das fünfte Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise noch die Möglichkeit, alternativ oder gleichzeitig auch die Menge des durchströmenden Fluids linear zu steuern, sodass insbesondere auch eine Mischfunktion bereitgestellt ist. Insofern kann bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Fluidstelleinrichtung 1 abhängig von der Fließrichtung ein Wege-, Proportional und/oder Mischventil bilden. Also in the fifth embodiment, it is possible to control the flow direction of the fluid. In addition, the fifth exemplary embodiment advantageously offers the option of linearly controlling the quantity of fluid flowing through, alternatively or simultaneously, so that in particular a mixing function is also provided. To this extent, in the fifth exemplary embodiment, the fluid control device 1 can form a directional, proportional and/or mixing valve depending on the flow direction.
Auch bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist der Fluidleitungsabschnitt 4 einen Eingang E sowie zwei Ausgänge A1 und A2, oder im Falle eines Mischventils zwei Eingänge (A1 und A2) und einen Ausgang (E), auf (siehe Fig. 5B). Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen jedoch dadurch, dass die Stelltrommel 10' nunmehr im Inneren ausgehöhlt ausgebildet ist und insofern eine offene Unterseite sowie eine Mantelwand M aufweist, in welcher zumindest zwei Aussparungen in Form von konisch zulaufenden Schlitzen 15 ausgebildet sind. Die konisch zulaufenden Schlitze 15 weisen insofern jeweils ein breites Ende und ein schmales Ende auf, wobei sich die Breite des Schlitzes 15 von dem breiten zu dem schmalen Ende fortlaufend verjüngt, der Schlitz 15 also zunehmend schmaler wird. Auch dieser ausgehölte Zylinder kann als Kegelstumpf ausgeführt werden, insbesondere wenn er als Dreh-Frästeil, oder additiv gefertigtes Teil ausgeführt wird. Dadurch kann im monolithisch ausgeführten Fluidleitungsabschnitt 4 eine Entformungsschräge bereitgestellt werden. In the fifth exemplary embodiment, too, the fluid line section 4 has an inlet E and two outlets A1 and A2, or in the case of a mixing valve two inlets (A1 and A2) and one outlet (E) (see FIG. 5B). However, the fifth exemplary embodiment differs from the previous exemplary embodiments in that the setting drum 10' is now hollowed out on the inside and in this respect has an open underside and a casing wall M in which at least two recesses in the form of conically tapering slots 15 are formed. The tapering slits 15 each have a wide end and a narrow end insofar as the width of the slit 15 varies from the wide to the narrow end continuously tapers, the slot 15 is so increasingly narrow. This hollowed-out cylinder can also be designed as a truncated cone, especially if it is designed as a turned/milled part or an additively manufactured part. As a result, a draft angle can be provided in the monolithic fluid line section 4 .
Wie der in Figur 5A gezeigten Explosionsdarstellung gut zu entnehmen ist, wird beim Zusammenbau der Fluidstelleinrichtung 1 die Stelltrommel 10' wieder durch die Öffnung 5 mit ihrer offenen Unterseite voran in den Fluidleitungsabschnitt 4 eingebracht, wobei die konisch zulaufenden Schlitze 15 rechtwinklig zu den beiden Ausgängen A1 und A2 angeordnet werden, sodass ein erster der beiden Schlitze 15 dem ersten Ausgang A1 und ein zweiter der beiden Schlitze 15 dem zweiten Ausgang A2 zugeordnet ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, einen Durchströmquerschnitt des Fluids zu verändern, wie im Folgenden anhand von Figur 5B erläutert wird. As can be clearly seen from the exploded view shown in Figure 5A, when assembling the fluid control device 1, the control drum 10' is reinserted through the opening 5 with its open underside first into the fluid line section 4, with the conically tapering slots 15 being at right angles to the two outlets A1 and A2 are arranged so that a first of the two slots 15 is assigned to the first output A1 and a second of the two slots 15 is assigned to the second output A2. This results in the possibility of changing a flow cross section of the fluid, as explained below with reference to FIG. 5B.
Die in Figur 5B gezeigten einzelnen Darstellung A, B und C zeigen jeweils einen Querschnitt durch die Fluidstelleinrichtung 1 im Bereich der Stelltrommel 10‘, wobei sich die Stelltrommel 10' bei jeder der Darstellungen A, B, C jeweils in einer anderen Stellposition befindet. Dabei ist die Stelltrommel 10' stets mit ihrer offenen Unterseite zu dem Eingang E orientiert, sodass Fluid durch den Eingang E ins Innere der Stelltrommel 10' strömen kann. Im Falle eines Mischventils kann die Strömungsrichtung umgekehrt sein. The individual representations A, B and C shown in Figure 5B each show a cross section through the fluid control device 1 in the area of the setting drum 10', with the setting drum 10' being in a different setting position in each of the representations A, B, C. The setting drum 10' is always oriented with its open underside toward the inlet E, so that fluid can flow through the input E into the interior of the setting drum 10'. In the case of a mixing valve, the direction of flow can be reversed.
Bei der Darstellung A ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der erste Schlitz 15 mit dem ersten Ausgang A1 fluchtet und der zweite Schlitz 15 zu dem zweiten Ausgang A2 weg orientiert ist, sodass der zweite Ausgang A2 durch die Mantelwand M blockiert bzw. verschlossen ist. Da das Innere der Stelltrommel 10' durch die fluchtende Anordnung des ersten Schlitzes 15 mit dem ersten Ausgang A1 eine Verbindung zwischen dem Inneren der Stelltrommel 10' und dem ersten Ausgang A1 schafft, kann das Fluid somit von dem Eingang E zu dem ersten Ausgang A1 strömen. Je nach Stellwinkel der Stelltrommel 10' kann dabei die Menge des aus dem Inneren der Stelltrommel 10' zu dem ersten Ausgang A1 strömenden Fluids variiert werden, indem in Abhängigkeit des Stellwinkels entweder die breiteren oder die engeren Bereiche des ersten Schlitzes 15 mit dem ersten Ausgang A1 fluchtend angeordnet werden. In representation A, the setting drum 10′ is oriented such that the first slot 15 is aligned with the first outlet A1 and the second slot 15 is oriented away from the second outlet A2, so that the second outlet A2 is blocked or closed by the jacket wall M is. Since the interior of the setting drum 10' creates a connection between the interior of the setting drum 10' and the first outlet A1 due to the alignment of the first slot 15 with the first outlet A1, the fluid can thus flow from the inlet E to the first outlet A1 . Depending on the setting angle of the setting drum 10', the quantity of fluid flowing from the interior of the setting drum 10' to the first outlet A1 can vary by aligning either the wider or the narrower portions of the first slot 15 with the first exit A1, depending on the adjustment angle.
Bei der in Darstellung A gezeigten Stellposition befindet sich die Stelltrommel 10' in einer ersten Öffnungsstellung, bei welcher der breiteste Bereich des ersten Schlitzes 15 mit dem ersten Ausgang A1 fluchtet, sodass die maximal mögliche Menge an Fluid aus dem Inneren der Stelltrommel 10' durch den ersten Schlitz 15 zu dem ersten Ausgang A1 strömen kann. Insofern beträgt in diesem Fall der Durchströmquerschnitt zum Ausgang A1 100 %. Im Falle eines Mischventils würde durch den Eingang A1 ein Strömungsquerschnitt von 100% bereitgestellt werden. In the setting position shown in representation A, the setting drum 10 'is in a first open position, in which the widest area of the first slot 15 is aligned with the first outlet A1, so that the maximum possible amount of fluid from the interior of the setting drum 10' through the first slot 15 can flow to the first outlet A1. In this case, the flow cross section to outlet A1 is 100%. In the case of a mixing valve, a flow cross-section of 100% would be provided by inlet A1.
Im Falle der Darstellung B befindet sich die Stelltrommel 10' in einer zweiten Öffnungsstellung. Diese unterscheidet sich von der ersten Öffnungsstellung gemäß Darstellung A dadurch, dass die Stelltrommel 10' nunmehr derart orientiert ist, dass der erste der Schlitze 15 nicht mehr mit dem ersten Ausgang A1 fluchtet, dieser also durch die Mantelwand M verschlossen ist, dafür jedoch der zweite der Schlitze 15 mit dem zweiten Ausgang A2 fluchtet. Insofern kann bei der zweiten Öffnungsstellung das ins Innere der Stelltrommel 10' strömende bzw. eingeströmte Fluid nicht mehr zu bzw. aus dem ersten Ausgang A1 , sondern dafür zu bzw. aus dem zweiten Ausgang A2 strömen. Auch hier ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der breiteste Bereich des zweiten der Schlitze 15 mit dem zweiten Ausgang A2 fluchtet, sodass hier die maximal mögliche Fluidmenge durch den zweiten Schlitz 15 zu dem zweiten Ausgang A2 strömen kann. Insofern beträgt auch hier der Durchströmquerschnitt zum Ausgang A2 100 %. Im Falle eines Mischventils würde durch den Eingang A2 ein Strömungsquerschnitt von 100% bereitgestellt werden. In the case of representation B, the setting drum 10' is in a second open position. This differs from the first open position according to illustration A in that the adjusting drum 10' is now oriented in such a way that the first of the slots 15 is no longer aligned with the first outlet A1, i.e. this is closed by the casing wall M, but the second is of the slots 15 is aligned with the second exit A2. In this respect, in the second open position, the fluid flowing or flowing into the interior of the adjusting drum 10' can no longer flow to or from the first outlet A1, but rather to or from the second outlet A2. Here, too, the setting drum 10' is oriented in such a way that the widest area of the second slot 15 is aligned with the second outlet A2, so that the maximum possible amount of fluid can flow through the second slot 15 to the second outlet A2. In this respect, the flow cross section to outlet A2 is also 100% here. In the case of a mixing valve, a flow cross-section of 100% would be provided by inlet A2.
Im Falle der Darstellung C befindet sich die Stelltrommel 10' in einer dritten Öffnungsstellung. Bei dieser Öffnungsstellung fluchten beide Schlitze 15 in gleichem Maße mit dem jeweils zugeordneten Ausgang A1 , A2. Insofern kann das ins Innere der Stelltrommel 10' strömende Fluid sowohl durch den ersten der Schlitze 15 zu dem ersten Ausgang A1 , als auch durch den zweiten der Schlitze 15 zu den zweiten Ausgang A2, also gleichzeitig zu beiden Ausgängen A1 , A2, strömen. Die Stelltrommel 10' ist dabei derart orientiert, dass bei beiden Schlitzen 15 weder der breiteste, noch der schmälste Bereich mit dem jeweiligen Ausgang A1 , A2 fluchtet, sondern jeweils der mittelbreite Bereich. Insofern beträgt bei der dritten Öffnungsstellung der Durchströmquerschnitt 50 %, d. h., von der ins Innere der Stelltrommel 10' einströmenden Menge an Fluid strömt jeweils die Hälfte durch einen der Schlitze 15 zu einem der Ausgänge A1 , A2. Im Falle eines Mischventils würde die Hälfte des Fluids durch Eingang A1 und die andere Hälfte des Fluids durch Eingang A2 strömen. In the case of representation C, the setting drum 10' is in a third open position. In this open position, both slots 15 are aligned to the same extent with the associated outlet A1, A2. In this respect, the fluid flowing into the interior of the adjusting drum 10' can flow through the first of the slots 15 the first output A1, as well as through the second of the slots 15 to the second output A2, ie simultaneously to both outputs A1, A2. The setting drum 10′ is oriented in such a way that neither the widest nor the narrowest area of the two slots 15 is aligned with the respective outlet A1, A2, but rather the medium-width area. In this respect, in the third open position the flow cross section is 50%, ie half of the amount of fluid flowing into the interior of the setting drum 10' flows through one of the slots 15 to one of the outlets A1, A2. In the case of a mixing valve, half the fluid would flow through port A1 and the other half of the fluid would flow through port A2.
Insofern ist durch das fünfte Ausführungsbeispiel insbesondere eine Mischfunktion bereitgestellt. In Abhängigkeit der Drehstellung der Stelltrommel 10' kann dabei der Durchströmquerschnitt für beide Ausgänge A1 , A2 im Wesentlichen stufenlos und linear von 0% auf 100 % eingestellt werden. In this respect, a mixing function is provided in particular by the fifth exemplary embodiment. Depending on the rotational position of the setting drum 10', the through-flow cross section for both outlets A1, A2 can be set essentially steplessly and linearly from 0% to 100%.
Zusammenfassend ist durch die vorstehend beschriebenen fünf Ausführungsbeispiele der Flu idstel leinrichtung 1 auf vorteilhafte Weise eine einfach zu montierende und kostengünstig herstellbare Fluidstelleinrichtung 1 mit einer großen Breite an Funktionsmöglichkeiten bereitgestellt, da im Wesentlichen jede beliebige Art von Aktuator 2 und Stellmittel 10 zu verschiedensten Arten von Fluidstelleinrichtungen bzw. für verschiedenste Anwendungsbereiche kombiniert werden kann. In summary, the five exemplary embodiments of the fluid control device 1 described above advantageously provide a fluid control device 1 that is easy to assemble and inexpensive to produce and has a wide range of functional options, since essentially any type of actuator 2 and control means 10 can be used to form a wide variety of types of fluid control devices or can be combined for a wide range of applications.
BezugszeichenlisteReference List
1 Fluidstelleinrichtung 2 Stellaktuator 1 fluid control device 2 control actuator
3 Adapterelement, Adapterplatte 3‘ Einschubelement 3 adapter element, adapter plate 3' slide-in element
4 Fluidleitungsabschnitt 4‘ Erste Hälfte 4“ Zweite Hälfte 4 Fluid Line Section 4' First Half 4" Second Half
5 Öffnung 6 Adapterbereich 6‘ Einschubbereich 5 Opening 6 Adapter area 6' Slide-in area
7 Befestigungsmittel 8 Dichtelement 7 fasteners 8 sealing element
9 Aussparung 10 Stellmittel, Drosselklappe 10‘ Stelltrommel 11 Welle 9 recess 10 adjusting means, throttle valve 10' adjusting drum 11 shaft
11 ‘ Wellendichtung 12 Flanschabschnitt 13 Aufnahmebereich 14 Begrenzungsmittel 15 Schlitze 11' Shaft seal 12 Flange portion 13 Receiving area 14 Limiting means 15 Slots
A1 Erster Ausgang A2 Zweiter Ausgang D Durchgang E Eingang G Klebestellen K Kanal M Mantelwand A1 First exit A2 Second exit D Passage E Entry G Bonding points K Duct M Jacket wall

Claims

Patentansprüche Fluidstelleinrichtung (1 ) für Fluidleitungssysteme umfassend zumindest einen Stellaktuator (2), zumindest ein Adapterelement (3) und zumindest einen Fluidleitungsabschnitt (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidleitungsabschnitt (4) zumindest eine Öffnung (5) aufweist, in welcher der Stellaktuator (2) eingreift, wobei der Stellaktuator (2) durch das Adapterelement (3), vorzugsweise über zumindest ein Dichtelement (8), mit dem Fluidleitungsabschnitt (4) abgedichtet verbunden ist. Fluidstelleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stellaktuator (2) einen Aktuatorabschnitt (2‘) und ein, vorzugsweise wellenbetriebenes, Stellmittel (10) umfasst, wobei das Adapterelement (3) zwischen Aktuatorabschnitt (2‘) und Stellmittel (10) angeordnet ist, und wobei die Öffnung (5) des Fluidleitungsabschnitts (4) zur Durchführung des Stellmittels (10), zumindest in einer vorbestimmbaren Stellposition, ausgebildet ist. Flu idstel leinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (3) als Adapterplatte (3) oder als Einschubelement (3‘), insbesondere als keilförmiges Einschubelement, ausgebildet ist, wobei weiterhin bevorzugt das Adapterelement (3) einen Durchgang (D) für eine Welle (11 ) des Stellaktuators (2) aufweist. Fluidstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidleitungsabschnitt (4) zumindest einteilig, bevorzugt aus zwei, vorzugsweisen funktionskomplementären Hälften (4‘, 4“) ausgebildet ist, wobei die Hälften (4‘, 4“) vorzugsweise durch Verrsten, Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sind. Fluidstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidleitungsabschnitt (4) einen im Bereich der Öffnung (5) angeordneten Flanschabschnitt (12) aufweist, der dichtend mit dem Adapterelement (3) verbunden ist, vorzugsweise mittels Schraubmittel, Klebmittel, Rastmittel verbunden ist. Fluidstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidleitungsabschnitt (4) als Rohrleitungsabschnitt ausgebildet ist, und als mittels Spritz- oder Druckguss oder mittels eines additiven Fertigungsverfahrens gefertigtes Rohrbauteil hergestellt ist, und bevorzugt aus Kunststoff, Aluminium, Zinkdruckguss oder Eisenguss besteht. Fluidstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellaktuator (2) elektromagnetisch, pneumatisch, elektromotorisch oder hydraulisch ausgebildet ist. Fluidstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidstelleinrichtung (1 ) ein binäres Ventil, ein Proportionalventil, und/ oder ein Wegeventil, insbesondere ein 2-Wegeventil oder ein 3-Wegeventil, aufweist. Stellaktuator (2) mit einem Adapterelement (3) für eine Fluidstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellaktuator (2) einen Aktuatorabschnitt (2‘) und ein Stellmittel (10) umfasst, wobei das Adapterelement (3) dichtend zwischen Aktuatorabschnitt (2‘) und Stellmittel (10) angeordnet ist. Fluidleitungsabschnitt (4) mit zumindest einer Öffnung (5) für eine Fluidstelleinrichtung (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (5) für eine dichtende Aufnahme des Adapterelements (3) ausgebildet ist, und insbesondere einen Flanschabschnitt (12) zur dichtenden Befestigung eines Adapterelements (3) aufweist. Fluid control device (1) for fluid line systems comprising at least one control actuator (2), at least one adapter element (3) and at least one fluid line section (4), characterized in that the fluid line section (4) has at least one opening (5) in which the control actuator (2) engages, the positioning actuator (2) being connected in a sealed manner to the fluid line section (4) by the adapter element (3), preferably via at least one sealing element (8). Fluid control device according to Claim 1, characterized in that the control actuator (2) comprises an actuator section (2') and a preferably shaft-operated control means (10), the adapter element (3) being arranged between the actuator section (2') and control means (10). and wherein the opening (5) of the fluid line section (4) is designed to allow the adjusting means (10) to pass through, at least in a predeterminable adjusting position. Fluid control device according to Claim 1 or 2, characterized in that the adapter element (3) is designed as an adapter plate (3) or as an insert element (3'), in particular as a wedge-shaped insert element, the adapter element (3) also preferably having a passage ( D) for a shaft (11) of the actuating actuator (2). Fluid control device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid line section (4) is formed at least in one piece, preferably from two, preferably functionally complementary halves (4', 4"), wherein the halves (4', 4") are preferably formed by Welding or gluing are connected to each other. Fluid control device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid line section (4) has a flange section (12) which is arranged in the region of the opening (5) and which is sealingly connected to the adapter element (3), preferably connected by means of screw means, adhesive means, locking means is. Fluid control device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid line section (4) is designed as a pipeline section and is produced as a tubular component manufactured by means of injection molding or die casting or by means of an additive manufacturing process, and is preferably made of plastic, aluminum, die-cast zinc or cast iron. Fluid control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control actuator (2) is designed to be electromagnetic, pneumatic, electric motor or hydraulic. Fluid control device according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid control device (1) has a binary valve, a proportional valve, and/or a directional valve, in particular a 2-way valve or a 3-way valve. Control actuator (2) with an adapter element (3) for a fluid control device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control actuator (2) comprises an actuator section (2') and a control means (10), the adapter element (3 ) is arranged sealingly between the actuator section (2 ') and actuating means (10). Fluid line section (4) with at least one opening (5) for a fluid control device (1) according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the opening (5) is designed for a sealing reception of the adapter element (3), and in particular a Flange section (12) for the sealing attachment of an adapter element (3).
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