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Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Digitalventil, zur Beeinflussung eines Fluidvolumenstroms in einem Heiz-, Kühl- und/oder Kältemittelkreislauf, bevorzugt einem Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Digitalventil zum Ein-/Ausschalten eines Fluidvolumenstroms in einem Heiz-, Kühl- und/oder Kältemittelkreislauf, bevorzugt einem Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Pumpe, insbesondere einer Wasserpumpe.
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Stand der Technik
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In einem Kühlkreislauf mit einem flüssigen Kühlmedium, z. B. ein Wasser-Glykol-Gemisch mit einem variablen Mischungsverhältnis für Kraftfahrzeuge, werden diverse Ventile oder Stellglieder zur Steuerung, Regelung und Verschaltung der einzelnen Kreisläufe des Kühlkreislaufs eingesetzt. Hierbei kommen sowohl anzusteuernde bzw. einzuregelnde Digitalventile als auch kontinuierlich zu steuernde bzw. zu regelnde Proportionalventile zum Einsatz, wobei man passive und aktive Stellglieder bzw. fremd-(Thermostate) oder elektrisch erregbare und mechanisch betätigbare Stellglieder solcher Ventile unterscheidet. In der Regel werden für die weit verbreitet eingesetzten Digitalventile reversible, d. h. hin- und hergehende Stellglieder verwendet, wie z. B. Hubmagnet-Ventile mit Kegelsitzgeometrie. Solche Stellglieder sind elektrisch, elektromotorisch, hydraulisch oder auch mechanisch antreibbar.
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Aufgabenstellung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Ventil, insbesondere ein verbessertes Digitalventil, zur Beeinflussung bzw. zum Ein-/Ausschalten eines Fluidvolumenstroms in einem Heiz-, Kühl- und/oder Kältemittelkreislauf, bevorzugt einem Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeugs, anzugeben. Hierbei soll das erfindungsgemäße Ventil Nachteile von digital schaltenden Hubmagnet-Ventilen – wie z. B. Druckstöße bzw. Druckpulsationen, insbesondere während eines Schließvorgangs des Ventils, eine lastfreie Positionierung eines Stellglieds des Ventils, eine fehlende Regelcharakteristik, etc. – vermeiden. Hierbei soll es insbesondere möglich sein, einem Digitalventil eine gewisse Steuer- bzw. Regelcharakteristik zu verleihen. Ferner soll das erfindungsgemäße Ventil einfach und klein aufgebaut und kostengünstig in der Herstellung sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird mittels eines Ventils, insbesondere eines Digitalventils, zur Beeinflussung eines Fluidvolumenstroms in einem Heiz-, Kühl- und/oder Kältemittelkreislauf, bevorzugt einem Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1; mittels eines Digitalventils zum Ein-/Ausschalten eines Fluidvolumenstroms in einem Heiz-, Kühl- und/oder Kältemittelkreislauf, bevorzugt einem Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 2; und einer Pumpe, insbesondere einer Wasserpumpe, mit einem erfindungsgemäßen Ventil, insbesondere einem erfindungsgemäßen Digitalventil, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Die vorliegende Erfindung offenbart im Gegensatz zum Stand der Technik ein kontinuierlich zu schaltendes und bevorzugt unidirektional arbeitendes Alternativkonzept für ein Ventil, insbesondere ein Digitalventil, welches Vorteile eines Hubmagnet-Ventils mit Vorzügen eines bevorzugt zu regelnden Drehzylinder-Ventils verbindet und damit einen sowohl in wirtschaftlicher als auch in technischer Hinsicht vorteilhaften Lösungsansatz bietet. Die Erfindung ist hierbei insbesondere auf digitale und elektrisch erregte Stellglieder bzw. digitale und elektrisch erregte Ventile anwendbar.
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In einer ersten Variante der Erfindung weist das Ventil bzw. Digitalventil ein in einem Ventilkörper translatorisch bewegbares Stellglied zum Öffnen/Schließen einer Fluidpassage durch das Ventil hindurch auf. Ferner umfasst das Ventil bzw. Digitalventil eine Übersetzungseinrichtung, welche einer translatorischen Öffnungs-/Schließbewegung des Stellglieds eine rotatorische Komponente zum Öffnen/Schließen der Fluidpassage aufprägt. In einer zweiten Variante weist das erfindungsgemäße Ventil bzw. Digitalventil ein in einem Ventilkörper rotatorisch bewegbar gelagertes Stellglied zum Öffnen/Schließen einer Fluidpassage durch das Ventil hindurch auf. Ferner umfasst dieses Ventil bzw. Digitalventil einen Fluidkanal derart, dass das Stellglied bei fortgesetzten Drehungen in eine Drehrichtung oder einander entgegengesetzte Drehrichtungen die Fluidpassage abwechselnd öffnet und schließt bzw. umgekehrt. Hierbei ist das jeweilige das Stellglied des Ventils bzw. Digitalventils wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies betrifft insbesondere wenigstens einen Dichtbereich des Stellglieds, der bevorzugt zylinderförmig ausgebildet ist.
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Ein solches erfindungsgemäßes Drehzylinder-Hubventil (im Wesentlichen erste Variante der Erfindung) bzw. Drehzylinder-Ventil (im Wesentlichen zweite Variante der Erfindung) bietet eine Möglichkeit bevorzugt digitale Regelungen in einem kompakten Bauraum für eine Vielzahl von Anwendungen in Kühlkreisläufen oder Kühlmittelkreisläufen zu realisieren. Es ist natürlich möglich, die Erfindung auf andere Fluidanwendungen zu übertragen. Durch eine erfindungsgemäße Kombination von positiven Eigenschaften einer bevorzugt digitalen Hubmagnet-Ventiltechnik auf der einen mit einer Drehzylinder-Ventiltechnik auf der anderen Seite, entsteht eine kostengünstige, bauraumoptimierte und dem Stand der Technik gegenüber überlegene technische Lösung für Ventile. Insbesondere ist die Erfindung bei allen Ventilen in temperaturgeregelten Kreisläufen mit flüssigen Medien und einer digitalen Regelstrategie anwendbar.
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Hierbei werden Nachteile bekannter Hubmagnet-Ventile – wie z. B. Erzeugung von Druckstößen bzw. Druckpulsationen, insbesondere während eines Schließvorgangs des Ventils bzw. Digitalventils, eine lastfreie Positionierung des Stellglieds des Ventils bzw. Digitalventils, eine fehlende Regelcharakteristik, etc. – durch ein Drehzylinder-Ventilprinzip vermieden und gemäß der Erfindung mit den Vorteilen der „einfachen“ Hubmagnet-Ventiltechnik verbunden. Darüber hinaus kann über eine Kulissenbahn (siehe unten) eine variable und voneinander unabhängige Regelcharakteristik für das Öffnen und das Schließen des Ventils bzw. Digitalventils realisiert werden. Ferner ist ein Stromverbrauch des erfindungsgemäßen Ventils bzw. Digitalventils mit vergleichbaren Ventilen aus dem Stand der Technik, wie z. B. einem digitalen Hubmagnet-Ventil, gering, da das Ventil nur im Schalt- bzw. Stellfall bestromt werden muss, in den zeitlich langen Phasen dazwischen muss das erfindungsgemäße Ventil nicht bestromt sein.
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In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Übersetzungseinrichtung des Ventils bzw. des Digitalventils zueinander komplementäre Übersetzungsvorrichtungen auf, welche, insbesondere aufgrund ihrer Geometrie, der translatorischen oder der rotatorischen Öffnungs-/Schließbewegung des Stellglieds die rotatorische bzw. eine translatorische Komponente aufprägt bzw. aufprägen. Ferner weist in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung das Ventil bzw. das Digitalventil eine Spuleneinrichtung mit wenigstens zwei zueinander komplementären Spulen und das Stellglied statt einem Hubmagnet, einen Rotationsmagnet auf. Hierbei ist die Spuleneinrichtung derart elektrisch bestrombar, dass das Stellglied aufgrund seines Rotationsmagneten zu fortgesetzten Drehungen in die eine Drehrichtung oder in einander entgegengesetzte Drehrichtungen bewegbar ist.
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Die zueinander komplementären und erfindungsgemäßen Übersetzungsvorrichtungen der Übersetzungseinrichtung können beispielsweise eine Kulissenbahn und ein Kulissenzapfen oder Kulissenstein sein, und/oder sie können zueinander komplementäre Formabschnitte am Stellglied und am Ventilkörper oder einer anderen Vorrichtung des Ventils sein. Ferner kann die Übersetzungseinrichtung eine Führungsanordnung sein, welche das Stellglied im Ventilkörper in rotatorischer und/oder translatorischer Bewegungsrichtung führt. Hierbei kann das Ventil bzw. das Digitalventil derart ausgebildet sein, dass das Stellglied den Kulissenzapfen oder Kulissenstein, und der Ventilkörper die dazu korrespondierende Kulissenbahn aufweist. Dies ist natürlich auch umkehrbar, wobei dann der Ventilkörper den Kulissenzapfen oder Kulissenstein, und das Stellglied die dazu korrespondierende Kulissenbahn aufweist.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann die Kulissenbahn eine Mehrzahl, insbesondere zwei, zwei mal zwei oder vier im Wesentlichen identische Abschnitte aufweisen, die bevorzugt regelmäßig am betreffenden Umfang innen im Ventilkörper oder außen am Stellglied angeordnet sind. Hierbei kann ein Abschnitt der Kulissenbahn, welcher ein Öffnen des Stellglieds verursacht, eine unterschiedliche Ausgestaltung besitzen, als ein Abschnitt der Kulissenbahn, welcher ein Schließen des Stellglieds hervorruft.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den schematischen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 eine zweidimensionale, zentrale Schnittansicht einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Ventils bzw. Digitalventils in einer Schließstellung, wobei Bezugszeichen für eine zweite erfindungsgemäße Variante in Klammern dargestellt sind;
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2 eine zur 1 analoge Darstellung des Ventils bzw. Digitalventils jedoch in dessen Offenstellung, wobei wiederum die Bezugszeichen für die zweite Variante der Erfindung in Klammern dargestellt sind;
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3 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer in einer Ebene abgewickelt dargestellten Kulissenbahn der ersten Variante des Ventils bzw. Digitalventils; und
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4 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer in einer Ebene abgewickelt dargestellten Kulissenbahn der ersten Variante des Ventils bzw. Digitalventils.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden werden zwei Varianten und eine Mehrzahl von Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere für einen Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungs- und/oder Elektromotor näher erläutert. Die Erfindung soll jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt sein, sondern soll auf sämtliche Steuerungen, Regelungen, Verschaltungen etc. von Fluidströmen anwendbar sein. So ist die Erfindung z. B. insbesondere auch auf Fluidströme in einem Heiz-, Kühl- und/oder Kältemittelkreislauf mit einem beliebigen Kühl- bzw. Kältemittel anwendbar. Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, die beiden Varianten, Ausführungsformen der beiden Varianten und Ausführungsbeispiele der Erfindung zu kombinieren. Bevorzugt ist die Erfindung auf digital arbeitende Ventile zum Ein-/Ausschalten eines Fluidvolumenstroms anwendbar, kann aber auch auf andere Ventile, wie z. B. Proportionalventile, angewendet werden. Die Folgenden Ausführungen beziehen sich zunächst auf beide Varianten der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Ventil 1 (siehe 1 und 2), das auch als Digitalventil 1 oder Binärventil 1 bezeichnet werden kann, umfasst einen Ventilkörper 20 mit einer hindurchgehenden Fluidpassage 22 und ein im Ventilkörper 20 drehbar gelagertes Stellglied 10, das einen hindurchgehenden Fluidkanal 12 aufweist. Hierbei ist die Fluidpassage 22 des Ventilkörpers 20 und/oder der Fluidkanal 12 des Stellglieds 10 bevorzugt als eine Durchgangsbohrung 12, 22 ausgebildet. Der Ventilkörper 20 ist beispielsweise auch als Ventilgehäuse 20 und das Stellglied 12 auch als Ventilglied 10 bezeichenbar. Zum Öffnen/Schließen der Fluidpassage 22 wird das Stellglied 10 um seine Längsachse L gedreht (siehe unten), so dass gemäß der Erfindung von einem Drehzylinder-Hubventil 1 (im Wesentlichen die erste Variante der Erfindung) oder Drehzylinder-Ventil 1 (im Wesentlichen die zweite Variante der Erfindung) gesprochen werden kann.
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Das Stellglied 10 ist um die Längsachse L, welche bevorzugt im Wesentlichen senkrecht auf einer Durchflussrichtung eines Fluids durch das Ventil 1 hindurch steht, in insbesondere beide möglichen Drehrichtungen bevorzugt um mehr als 360° drehbar im Ventilkörper 20 gelagert, so dass bei einer vollständigen Drehbewegung des Stellglieds 10 im Ventilkörper 20, das Stellglied 10 die Fluidpassage 22 des Ventilkörpers 20 zweimal versperrt und zweimal freigibt. Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Ventil 1 bzw. dessen Stellglied 10 in 90°-Drehungen geschaltet wird. Hierbei soll unter einer Drehung eine Drehbewegung, mit einem anschließendem Stopp des Stellglieds 10 verstanden werden, wobei bei einem vollständigen Herumdrehen des Stellglieds 10 um seine Längsachse L, das Stellglied 10 bevorzugt viermal stoppt und dabei das Ventil 1 zweimal öffnet und zweimal schließt. Es ist natürlich auch möglich, das Stellglied 10 nicht immer in eine Drehrichtung weiterzudrehen, sondern ggf. alternierend in beide Drehrichtungen.
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Der Fluidkanal 12 des Stellglieds 10 kann ferner eine Mehrzahl von Eingangsöffnungen und/oder Ausgangsöffnungen und/oder Fluidkanälen 12 besitzen (in der Zeichnung nicht dargestellt). Dies kann auch auf den Ventilkörper 20 zutreffen. Des Weiteren ist das Stellglied 10 wenigstens abschnittsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei wenigstens ein Dichtbereich des Stellglieds 10 bevorzugt zylinderförmig ausgebildet ist. Arbeitet das Ventil 1 als ein Digitalventil 1, so öffnet bzw. schließt das Stellglied 10 die Fluidpassage 22 nach einer Drehung, also bevorzugt einer 90°-Drehbewegung, des Stellglieds 10 im Wesentlichen vollständig.
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Bevorzugt weist das Stellglied 10 wenigstens eine Zentrierung, insbesondere neben einer Zentrierung über eine Dichtfläche des Stellglieds 10, mittels Zentriereinrichtungen 44, 45, insbesondere mittels eines Zentrierstifts 44 und einer Zentrierausnehmung 45 auf, welche das Stellglied 10 an wenigstens einer, bevorzugt beiden Stirnseiten des Stellglieds 10 zentriert. Hierfür weist der Ventilkörper 20 wenigstens eine Zentrierausnehmung 45 und das Stellglied 10 wenigstens einen dazu komplementären Zentrierstift 44, und/oder umgekehrt auf. Hierbei kann eine solche Zentrierung eine Übersetzungseinrichtung 40 für das Stellglied 10 bilden, wobei wenigstens ein Zentrierstift 44 und wenigstens eine Zentrierausnehmung 45 Übersetzungsvorrichtungen 44, 45 der Übersetzungseinrichtung 40 ausbilden (siehe unten).
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Bei der ersten Variante der Erfindung weist das Stellglied 10 bevorzugt abseits seines Fluidkanals 12, einen Hubmagnet 14 auf, der bei elektrischer Bestromung einer Spule 30, also einem Ventilantrieb 30 des Ventils 1 das Stellglied 10 translatorisch bewegt, d. h. anhebt. Hierbei ist es bevorzugt, dass das Ventil 1 derart aufgebaut ist, dass die Spule 30 den Hubmagnet 14 des Stellglieds 10 in sämtlichen Positionen des Stellglieds 10 in Umfangsrichtung umgibt, wobei das Stellglied 10 entgegen seiner Hubrichtung, insbesondere mittels einer Feder 50 bzw. einer Druckfeder 50, mechanisch vorgespannt ist. Ferner besitzt das Ventil 1 gegenüberliegend zu einem Längsende des Stellglieds 10, welches sich innerhalb der Spule 30 befindet, eine mechanische Dämpfung 60. Der Ventilantrieb 30 und das eigentliche Stellglied 10 sind bevorzugt mittels einer Trennmembran fluidmechanisch voneinander getrennt.
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Bei der zweiten Variante der Erfindung weist das Stellglied 10 bevorzugt abseits seines Fluidkanals 12, einen Rotationsmagnet 16 auf, der bei elektrischer Bestromung einer Spuleneinrichtung 30 (Ventilantrieb 30) des Ventils 1 das Stellglied 10 rotatorisch bewegt, d. h. um seine Längsachse L dreht. Hierbei ist es ebenfalls bevorzugt, dass das Ventil 1 derart aufgebaut ist, dass die Spuleneinrichtung 30 den Rotationsmagnet 16 des Stellglieds 10 in sämtlichen Positionen des Stellglieds 10 in Umfangsrichtung umgibt, wobei das Stellglied 10 bevorzugt mechanisch nicht vorgespannt ist. Die Spuleneinrichtung 30 weist wenigstens zwei Spulen 32, 33 auf, die bevorzugt um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, so dass je nach einer elektrischen Bestromung einer Spule 32, 33, der Rotationsmagnet 16 magnetisch angezogen wird und sich um 90° weiterdreht.
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Bevorzugt findet beim Bewegen des Stellglieds 10 der ersten Variante der Erfindung eine kombinierte translatorisch-rotatorische bzw. axial-rotatorische Bewegung des Stellglieds 10 statt, was bevorzugt durch eine Übersetzungseinrichtung 40 des Ventils 1 realisiert ist. Die Übersetzungseinrichtung 40 verleiht der initial translatorischen Bewegung des Stellglieds 10 eine rotatorische Komponente. Dies kann auch bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung angewendet werden, wobei hier aus der Rotationsbewegung des Stellglieds 10 eine translatorische Bewegung resultiert.
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Hierfür weist die Übersetzungseinrichtung 40 bevorzugt Übersetzungsvorrichtungen 44, 45 auf, die am Stellglied 10 und am Ventilkörper 20 zueinander komplementär vorgesehen sind. Als Übersetzungseinrichtung 40 kann eine Kulissenanordnung oder eine Führungsanordnung zwischen dem Stellglied 10 und dem Ventilkörper 20 vorgesehen oder ausgebildet sein. Ferner sind für die Übersetzungseinrichtung 40 z. B. komplementäre Formabschnitte am Stellglied 10 und am Ventilkörper 20 oder einer anderen Vorrichtung des Ventils 1 anwendbar. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommt eine Kulissenanordnung zur Anwendung, wobei bevorzugt das Stellglied 10 und bevorzugt der Ventilkörper 20 miteinander korrespondierende Kulisseneinrichtungen 42, 43, bevorzugt einen Kulissenzapfen 42 bzw. Kulissenstein 42 bzw. Führungsdorn 42 und eine Kulissenbahn 43 bzw. Führungskulisse 43 aufweisen.
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Bevorzugt befindet sich innen am/im Ventilkörper 20 die bevorzugt vollständig umlaufende Kulissenbahn 43. Siehe hierzu die Abwicklungen solcher Kulissenbahnen in den 3 und 4. Außen am Stellglied 10 befindet sich der davon bevorzugt radial wegstehende Kulissenzapfen 42. Dies kann jedoch auch umgekehrt ausgebildet sein. Die 1 und 2 zeigen andeutungsweise den Kulissenzapfen 42 am äußeren Umfang des Stellglieds 10, d. h. dass das Schnittbild der 1 und 2 in diesem Bereich eine Draufsicht auf den Kulissenzapfen 42 zeigt und keine Schnittdarstellung. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Kulissenzapfen 42 seitlich abseits eines Öffnungsquerschnitts des Fluidkanals 12 des Stellglieds 10 vorgesehen ist.
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Gemäß der Erfindung sind die zueinander komplementären Übersetzungsvorrichtungen 42, 43, insbesondere die Kulisseneinrichtungen 42, 43, abseits von einem Öffnungsquerschnitt des Stellglieds 10 und des Ventilkörpers 20 vorgesehen. Bevorzugt ist es, dass die Kulissenbahn 43 oder der Kulissenzapfen 42 mit dem jeweiligen Teil integral, d. h. stofflich einstückig, ausgebildet ist. Dies sind wie oben schon angesprochen bevorzugt das Stellglied 10 bzw. der Ventilkörper 20. Ferner kann die Kulissenbahn 43 oder der Kulissenzapfen 42 als ein Einsetzteil des Ventilkörpers 20 bzw. des Stellglieds 10 ausgebildet sein. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Ventilkörper 20 mit der integralen Kulissenbahn 43 spritzgegossen ist, oder die Kulissenbahn 43 ist ein Einlegeteil für den Ventilkörper 20.
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Im Ventil 1 ist gemäß der Erfindung der Kulissenzapfen 42 in der Kulissenbahn 43 bevorzugt über einen gesamten Innen- bzw. Außenumfang hinweg zwangsgeführt, wodurch das Stellglied 10 gegenüber dem Ventilkörper 10 eine bestimmte translatorisch-rotatorische Bewegung ausführt, die sich spätestens, je nach Gestaltung der Kulissenbahn 43, nach einer 360°-Rotation des Stellglieds 10 wiederholt. Bevorzugt ist die Kulissenbahn 43 jedoch derart ausgestaltet, dass sich eine solche Bewegung nach einer Rotation des Stellglieds 10 von 90°, 180° oder 270° wiederholt. So kann die Kulissenbahn 43 eine Mehrzahl, z. B. zwei, drei, zwei mal zwei (siehe 4) oder vier (siehe 3) im Wesentlichen identische Abschnitte aufweisen, die bevorzugt regelmäßig am betreffenden Umfang angeordnet sind, wobei Abschnitte für das Schließen des Ventils 1 andere Ausgestaltungen aufweisen können, als Abschnitte für das Öffnen des Ventils 1.
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Die Kulissenbahn 43 ist insbesondere derart ausgestaltetet, dass diese und/oder eine erste und/oder eine zweite mathematische Ableitung einer Funktion der bevorzugt idealisierten Kulissenbahn 43, bevorzugt abgesehen von Ruhepositionen des Stellglieds 10 im Ventil 1, frei von Unstetigkeitsstellen ist. Ein Krümmungsverlauf der Kulissenbahn 43 ändert sich in Übergangsbereichen zwischen geraden und bogenförmigen Bereichen insbesondere stetig, bevorzugt linear. Die Kulissenbahn 43 ist dabei vorzugsweise abschnittsweise von geraden Abschnitten und/oder Bogen, insbesondere Klothoiden, kubischen Parabeln und/oder Sinusoiden, gebildet. Ferner kann bei einem beginnenden und/oder endenden Öffnen/Schließen des Ventils 1 die Kulissenbahn 43 eine vergleichsweise geringe Steigung aufweisen, wobei die Steigung der Kulissenbahn 43 direkt vor dem beginnenden Öffnen und/oder direkt nach dem endenden Schließen des Ventils 1 im Wesentlichen null sein kann. Des Weiteren kann die Steigung der Kulissenbahn 43 beim endenden und/oder während des Öffnens/Schließens des Ventils 1 vergleichsweise hoch oder maximal sein. – Im Folgenden werden kurz vier Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. Die hierbei erläuterten Merkmale sind wiederum auf die anderen Ausführungsformen der Erfindung anwendbar.
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Das erste Ausführungsbeispiel (siehe auch die 1 und 2) lehrt ein Drehzylinder-Hubmagnet-Ventil 1 mit einem einen rotationssymmetrischen Zylinder aufweisenden Stellglied 10 mit einer Durchgangsbohrung 12 und einem Kulissenzapfen 42. Ferner weist das Ventil 1 ein Ventilgehäuse 20 mit einer auf viermal 90° am Umfang angeordneten Kulissenbahn 43 auf, wobei die Kulissenbahn 43 zum Öffnen/Schließen des Ventils 1 dient, d. h. zweimal Öffnen/Schließen je vollständiger Umdrehung des Stellglieds 10 bezüglich der Längsachse L. Der Zylinder des Stellglieds 10 ist direkt mit dem Hubmagnet 14 verbunden, wobei das Stellglied 10 stirnseitig über Zentrierstifte 44 geführt ist. Die zur Verstellung des Stellglieds 10 notwendige Spule 30 umschließt den Hubmagnet 14 und ist statisch von einem Medium bzw. Fluid entkoppelt. Während einer Aktivierung der Spule 30 wird der Hubmagnet 14 und damit der (Dreh-)Zylinder (Stellglied 10) durch den Kulissenzapfen 42 und die Kulissenbahn 43 in einer kombinierten translatorisch-rotatorischen Bewegung verstellt. Zeitlich nach einer Deaktivierung der Spule 30 und bis zu einem nächsten Stellbefehl bleibt das Ventil 1 elektrisch spannungsfrei geöffnet bzw. geschlossen.
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Das zweite Ausführungsbeispiel (in der Zeichnung nicht dargestellt) lehrt ein doppeltes Drehzylinder-Hubmagnet-Ventil 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei das Ventil 1 zwei Ein- und einen Ausgang bzw. einen Ein- und zwei Ausgänge für das Medium bzw. Fluid aufweist. Über eine geometrische Ausbildung des Hubzylinders des Stellglieds 10 und der Kulissenbahn 43 sind die beiden Kanäle starr miteinander verschaltet. Es ist auch möglich, das Drehzylinder-Hubmagnet-Ventil 1 als Doppelventil auszubilden (in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt), wobei zwei übereinander liegende Ventilkörper 20 starr miteinander verschaltet sind. Hierbei ist es möglich, dass beide Ventilkörper 20 im Wesentlichen gleichzeitig öffnen bzw. schließen, d. h. hauptsächlich parallel angeordnete Fluidpassagen 22 besitzen. Es ist auch möglich, die Fluidpassagen 22 in einem Winkel zueinander vorzusehen, so dass beim Schalten des Ventils 1 beispielsweise eine Fluidpassage 22 geöffnet und die andere Fluidpassage 22 geschlossen wird.
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Das dritte Ausführungsbeispiel (siehe auch Bezugszeichen in Klammern der 1 und 2) lehrt ein Drehzylinder-(Hub-)Ventil 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei eine Drehbewegung des Stellglieds 10 bevorzugt rein rotatorisch erfolgt und eine Schaltkulissenanordnung im Ventil 1 entfallen kann. Der Drehzylinder 10 (Stellglied 10) besitzt einen magnetisierten „Kopf“, welcher über zwei um jeweils 90° versetzte Spulen 32, 33 verstellbar ist. Durch eine alternierende Betätigung der beiden Spulen 32, 33 wird der Drehzylinder 10 jeweils in eine definierte und einer Spule 32, 33 zugeordneten Position bewegt; z. B. erste Spule 32 elektrisch bestromt und zweite Spule 33 nicht bestromt.
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Das vierte Ausführungsbeispiel (in der Zeichnung nicht dargestellt) der Erfindung lehrt eine Kombination eines erfindungsgemäßen Ventils 1 bzw. eines erfindungsgemäßen Drehzylinder-Hubmagnet-Ventils 1 bzw. eines Drehzylinder-(Hub-)Ventils 1 mit einer Pumpe, insbesondere einer Wasserpumpe als ein vollständiges Steuer- oder Regelsystem für verschiedenste Kühl- oder Kältemittelkreislauf-Anwendungen im Automotive und Non-Automotive-Bereich, z. B. der Heizungstechnik.