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Die
Erfindung betrifft ein Ventil, beispielsweise ein in der Pneumatik
eingesetztes 2/2- oder 3/3-Wege-Ventil, welches ein einen Druckraum
umschließendes
Ventilgehäuse
aufweist, wobei in den Druckraum wenigstens zwei Ventilöffnungen
münden.
Die Betätigung
eines solchen Ventils kann mit Hilfe einer Formgedächtnislegierung
erfolgen. Es handelt sich dabei um Legierungen, die abhängig von ihrer
Temperatur in zwei unterschiedlichen Gefügezuständen vorkommen. Bei Raumtemperatur
liegt ein martensitisches Gefüge
vor, das sich bei kubisch flächenzentrierten
Gitter einer bestimmten Grenztemperatur, etwa bei 80°C, in ein
aus austenitisches Gefüge
umwandelt. Ein Draht aus einer Formgedächtnislegierung verkürzt sich
bei der Umwandlung in den austenitischen Zustand wobei er Arbeit
leisten und etwa ein Ventilelement gegen die Wirkung eines Rückstellelements
betätigen
kann. Beispielsweise aus
US
4,068,820 A und
US
5,345,963 A sind Ventile bekannt, bei denen ein Ventilelement
mit einem derartigen, und zwar einem V-förmig ausgebildeten, Draht betätigt wird.
Legierungen, die einen Formgedächtniseffekt
aufweisen, sogenannte SMA (Shape Memory Allogs) sind vor allen Dingen
Eisen-Basis-Legierungen, Kupfer-Basis-Legierungen und Nickel-Titan-Basis-Legierungen,
wobei in dieser Reihenfolge die Größe des Formgedächtniseffekts
zunimmt. Deswegen werden in Aktuatoren und Ventilen hauptsächlich NiTi-Legierungen
eingesetzt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein mit Hilfe eines SMA-Elements betätigtes Ventil
so auszugestalten, dass die von einem SMA- Element erzeugte Betätigungskraft effektiv ausnutzbar
ist, wobei gleichzeitig eine einfache Montage und eine exakte Steuerung der
Ventilbetätigung
ermöglicht
sein soll.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Ventil nach Anspruch 1 gelöst. Bei
einem solchen Ventil sind in dem vom Ventilgehäuse umschlossenen Druckraum
wenigstens ein eine Ventilöffnung
steuernder, ein erstes und ein zweites Ende aufweisender, zwischen
einer Schließstellung
und einer Öffnungsstellung
axial beweglicher Stößel, wenigstens
ein zur Betätigung
des Stößels in Öffnungsrichtung
dienendes draht- oder bandförmiges
SMA-Element sowie
ein zur Bewegung des Stößels in
Schließrichtung
dienendes Rückstellelement
angeordnet. Der Stößel trägt an seinem
ersten Ende ein eine Ventilöffnung
verschließendes
Dichtelement, wobei sein zweites Ende an einer sich quer zum Stößel erstreckenden,
ebenfalls im Druckraum angeordneten Grundplatte axial geführt ist.
Das SMA-Element ist mit seinen Enden an der Grundplatte und mit
einem mittleren Abschnitt am Stößel fixiert,
wobei die sich vom Stößel wegerstreckenden
Schenkel des SMA-Elements einen sich zur Grundplatte öffnenden
Winkel einschließen,
wobei dieser Winkel prinzipiell beliebige Werte zwischen 0° und 180° einnehmen
kann. Außerdem
ist zwischen den Ventilöffnungen
und dem SMA-Element eine Abschirmwand vorhanden, in der wenigstens
eine von dem ersten Ende des Stößels durchgriffene Öffnung vorhanden
ist.
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Dadurch,
dass der Stößel gemeinsam
mit einem ihn betätigenden
SMA-Element innerhalb des Ventil-Druckraums angeordnet ist, sind
die Betätigungskräfte für den Stößel verringert.
Wie eingangs erwähnt,
münden
die Ventilöffnungen
des Ventils in den Druckraum, so dass sich dort je nach Aufgabenstellung
gegenüber
der Atmosphäre
ein Über-
oder Unterdruck ausbildet. Würde
sich das SMA-Element außerhalb
des Druckraums, also in einem Bereich des Ventils befinden, der
unter Atmosphärendruck steht,
müsste
der Stößel über eine
druckdichte Durchführung eine
Gehäusewand
durchsetzen, damit sein erstes, ein Dichtelement tragendes Ende
im Druckraum mit einer Ventilöffnung
zusammenwirken könnte.
Eine solche druckdichte Durchführung
des Stößel durch
eine Gehäusewand
erfordert erhöhte Betätigungskräfte für den Stößel, die
sich einerseits aufgrund einer erhöhten Reibung und andererseits aufgrund
eines Druckunterschieds zwischen Druckraum und Atmosphäre ergeben
können.
Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung
sowohl des SMA-Elements als auch des Stößels innerhalb des Druckraums
ist dieser Nachteil umgangen. Ein zur Betätigung des Stößels dienendes
SMA-Element kann daher schwächer
ausgelegt werden, was insbesondere auch einer feinfühligeren
Ventilsteuerung zu Gute kommt.
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Ein
während
des Betriebes des Ventils den Druckraum durchströmendes, ein SMA-Element ungehindert
beaufschlagendes Medium stört
durch Kühleffekte
eine für
eine vorgesehene Verkürzung des
SMA-Elements erforderliche Erwärmung.
Ein reproduzierbares Ansteuern einer Sollposition des Stößels wäre dann
nicht mehr oder allenfalls mit einem hohen regelungstechnischen
Aufwand möglich.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils besteht darin,
dass aufgrund der V-förmigen Anordnung
des SMA-Elements eine Weguntersetzung erreichbar ist, was sich insbesondere
günstig auf
die erreichbaren Lastspielzahlen auswirkt.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Abschirmwand
im Wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Druckraums überdeckt.
Dadurch ist gewährleistet,
dass ein Anströmen
des SMA-Elements mit Sicherheit verhindert ist. Außerdem bietet
eine derart ausgestaltete Abschirmwand auch einen mechanischen Schutz
insbesondere bei der Montage des Ventils, wie weiter unten noch
gezeigt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor,
dass die Abschirmwand und die Grundplatte an einem mittleren Bereich
miteinander verbunden sind. Wie oben erwähnt, ist ein Stößel an der
Grundplatte geführt.
Dies kann auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, dass
in dieser eine Öffnung
vorhanden ist, die vom zweiten Ende des Stößels durchgriffen ist. Eine
solche Öffnung schwächt die
Stabilität
der Grundplatte. Die erwähnte Fixierung
der Abschirmwand an der Grundplatte wirkt einer solchen Schwächung entgegen.
Vorzugsweise ist die Abschirmwand nicht nur in einem mittleren Bereich,
sondern auch im Bereich der Enden des SMA-Elements an der Grundplatte
fixiert. Aus Abschirmwand und Grundplatte ist somit ein stabiles Bauteil
geschaffen, das einen mechanischen Schutz für das SMA-Element bietet und
außerdem
gewährleistet,
dass sich eine einmal eingestellte Vorspannung und die Geometrie
des SMA-Elements nicht verändern.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Abschirmwand und
eine die Ventilöffnungen
aufweisende Wand des Ventilgehäuses
jeweils aus zwei Teilabschnitten gebildet, die eine den Schenkeln
der SMA-Elemente entsprechende Winkelstellung zueinander aufweisen.
Dadurch ist gewährleistet,
dass die Abschirmwand sich in einem stets gleichbleibend geringen
Abstand zum SMA-Element befindet und dadurch ihre Schutzfunktion
besonders gut entfalten kann. Außerdem ergibt sich aus den
genannten Ausgestaltungen eine kompakte, material- und Bauraum einsparende
Bauweise.
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Die
Führung
des Stößels erfolgt,
wie oben schon angedeutet, dadurch, dass dessen zweites Ende eine Öffnung in
der Grundplatte durchgreift. Das zweite Ende des Stößels ist
somit, wie das erste Ende auch, auf einfach zu bewerkstelligende
Weise axial beweglich gelagert. Die Rückstellung des Stößels nach
einer Betätigung
durch das SMA-Element erfolgt vorzugsweise durch eine den Stößel umgreifende
Schraubendruckfeder.
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Eine
die Fixierung des SMA-Elements am Stößel vereinfachende Ausgestaltung
sieht vor, dass der Stößel zwei
separate, miteinander verbindbare, etwa ineinander steckbare Längsabschnitte
aufweist, welche den mittleren Abschnitt des SMA-Elements zwischen
sich aufnehmen. Das SMA-Element kann somit bei der Montage zunächst über die
Stirnseite des einen Längsabschnitts
geführt
und mit seinen Enden an der Grundplatte fixiert werden. Der Stößel wird
dann komplettiert, indem der andere Längsabschnitt mit dem bereits
vormontierten, das SMA-Element haltenden Längsabschnitt verbunden, etwa darauf
aufgesteckt wird. Problematisch bei der Montage des SMA-Elements
ist weiterhin, dass dieses mit einer exakt mit der Rückstellkraft
des Rückstellelements
abgestimmten Vorspannung an der Grundplatte fixiert werden muss.
Eine solche Montage ist bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung
dadurch gewährleistet,
dass die Enden des SMA-Elements jeweils durch ein Crimpelement gehalten
sind, welches an der Grundplatte fixiert ist. Durch diese Ausgestaltung
ist, wie weiter unten noch näher
erläutert
wird, eine einfache Montage des SMA-Elements bei exakter Vorspannung
möglich.
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Als
eine einfache Möglichkeit
zur Steuerung des Stößels ist
an der Grundplatte ein mit diesem zusammenwirkender Endschalter
angeordnet. Ein solches Ventil weist dementsprechend eine Auf/Zu-Funktion
auf und ist für
einfach gelagerte Anwendungsfälle
einsetzbar. Eine Steuerung von Zwischenpositionen, welche ein genaues
Ermitteln der Drahtverkürzung
bzw. der Position des Stößels erfordert,
kann beispielsweise mit Potentiometer-Baugruppen oder Hallsensor-Baugruppen
bewerkstelligt werden. Für
derartige und auch sonstige Steueraufgaben vorgesehene elektrische
und/oder elektronische Bauteile sind bei einer bevorzugten Ausgestaltung
auf der Grundplatte selbst angeordnet, d. h. diese bildet einen
mit den genannten Bauteilen bestückte
Platine.
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Im
Hinblick auf die oben schon erwähnte
effektive Kraftausnutzung ist es vorteilhaft, wenn die Schenkel
des SMA-Elements einen Winkel von 130° bis 160° einschließen. Eine derartige Anordnung
ergibt eine Wegüber-
und eine Kraftuntersetzung. Es ist etwa eine Auslegung denkbar,
bei welcher das SMA-Element eine Längenänderung von nur ca. 0,3% vollzieht,
wobei eine theoretische Längenänderung
von bis zu 6% möglicht
wäre. Eine
derart moderate Längenänderung
wirkt sich positiv auf die erreichbaren Lastspielzahlen aus. Je
größer nämlich die
Längenänderung
ist, desto geringer ist die Haltbarkeit eines SMA-Elements. Die V-förmige Ausrichtung
der Schenkel des SMA-Elements
ergibt eine Kraftuntersetzung. Bei einer beispielsweise für NiTi-Drähte maximal
zulässigen
Zugspannung von 70 N/mm2 können aber
ausreichende Kraftkomponenten in Axialrichtung des Stößels erreicht
werden. Eine Optimierung der genannten Effekte kann dadurch erreicht
werden, dass ein Winkel zwischen 135° und 155° insbesondere ein Winkel von
etwa 145° eingehalten
wird.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines 3/3-Wegeventils in einer
ersten Ansicht,
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Ventils von 1 in
einer zweiten Ansicht,
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3 das
Ventil von 1 in einem Vormontagezustand,
in perspektivischer Darstellung,
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4 eine
perspektivische Ansicht des Ventils von 1 im Endmontagezustand,
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5 eine
perspektivische Darstellung eines mehrere Einzelventile aufnehmenden
Gehäuses einer
Ventilanordnung.
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Das
in 1 bis 4 gezeigte Ventil umfasst ein
Ventilgehäuse 1,
das sich aus einer eine Zugangsöffnung 2 aufweisenden
Gehäuseschale 3 und einem
die Zugangsöffnung 2 verschließenden Boden 4 zusammensetzt.
Die Trennfuge zwischen dem Boden 4 und der Gehäuseschale 3 ist
so gestaltet, dass sie druckdicht ist. Das Ventilgehäuse 1,
das im Wesentlichen etwa quaderförmig
ausgebildet ist, weißt auf
seiner dem Boden 4 abgewandten Seite, die im Folgenden
in Bezug auf die Anordnung gemäß 1 als
Oberseite 6 bezeichnet wird, einen mit einem Luftspeicher
(nicht gezeigt) verbindbaren Verbraucheranschluss 7 sowie
zwei steuerbare Anschlüsse, nämlich einen
Druckanschluss 8 und einen Atmosphärenanschluss 9 auf.
Die Anschlüsse 8 und 9 münden mit
Ventilöffnungen 10 in
den Druckraum 5. In 2 ist nur
eine dieser Ventilöffnungen 10 sichtbar, nämlich die
dem Druckanschluss 8 zugeordnete, während die Ventilöffnung 10 des
Atmosphärenanschlusses 9,
weil verdeckt durch eine Seitenwand 12 des Ventilgehäuses 1,
nicht sichtbar ist. Im Druckraum 5 sind zwei die genannten
Ventilöffnungen 10 steuernde
Stößel 13, 14 sowie
zwei zu deren Betätigung
dienende SMA-Elemente 15,
eine als mit elektronischen und/oder elektrischen Bauteilen 16 bestückte Platine
ausgebildete Grundplatte 17 sowie eine Abschirmwand 18 angeordnet.
Die Grundplatte 17 und die Abschirmwand 18 sind
im Querschnitt etwa recht eckig und sind so bemessen, dass sie passgenau
in die Gehäuseschale 2 eingesetzt
werden können.
Die Grundplatte 17 und die Abschirmwand 18 weisen
außerdem
etwa die gleiche Länge auf.
Die Abschirmwand 18 ist aus zwei Längsabschnitten 19a,
b gebildet, welche miteinander einen zur Grundplatte hin geöffneten
stumpfen Winkel α einschließen. Die
Abschirmwand 18 ist an der Grundplatte 17 fixiert.
Dazu stehen aus ihrer der Grundplatte zugewandten Seite Fixierstifte 20 vor,
welche in Öffnungen
(nicht dargestellt) in der Grundplatte einsteck- und fixierbar sind.
Insgesamt 4 solcher Stifte 20a sind in einem mittleren
Bereich der Abschirmwand 18 angeordnet, jeweils zwei Stifte 30b befinden sich
an deren Enden.
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Die
Stößel 13, 14 setzten
sich aus zwei Längsabschnitten 22, 23 zusammen.
Die Längsabschnitte 22,
welche die ersten Enden 24 der Stößel 13, 14 bilden,
sind als Hülsen
ausgestaltet, wobei in diese stirnseitig ein Dichtelement 25 eingesetzt
ist. Ein den Längsabschnitten 22 zugewandter
Bereich 27 der Längsabschnitte 23 ist
so bemessen, dass die hülsenförmigen Längsabschnitte 22 darauf
aufsteckbar sind. Im Bereich 27 ist eine stirnseitige Nut 29 vorhanden,
die sich in Richtung der Längserstreckung
der Stößel 13, 14 bzw.
in Axialrichtung 28 sowie in Längsrichtung der Grundplatte 17 erstreckt.
An dem Bereich 27 schließt sich ein radial erweiterter Bereich 30 und
an diesen wiederum ein radial verengter Bereich 32 an.
Aus der Stirnseite des Bereiches 32 steht zentral ein Führungszapfen 33 vor.
Der Führungszapfen 33 durchgreift
im Montagezustand eine Führungshülse 34,
welche ihrerseits jeweils in eine Öffnung 35 in der Grundplatte 17 eingesetzt
ist. Die Stößel 13, 14 sind
von einer Schraubendruckfeder 36 umfasst, welche sich einerseits
an einem radial vorstehenden Flansch der Führungshülsen 34 und andererseits
an dem radial erweiterten Bereich 30 der Stößel 13, 14 abstützt.
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Die
Stößel 13, 14 sind
von den weiter oben schon erwähnten
SMA-Elementen 15 betätigt. Diese sind
Drähte
aus einer NiTi-Legierung
und weisen einen Durchmesser von 0,1 mm und eine Querschnittsfläche von
0,008 mm2 auf. Die SMA-Elemente 15 liegen
mit einem mittleren Abschnitt 38 in der Nut 29 eines
Stößels 13, 14 ein.
An den Enden der SMA-Elemente 15 sind Crimpelemente 39 fixiert,
welche ihrerseits mit Fixierzapfen 40 in Öffnungen
(nicht dargestellt) der Grundplatte 17 eingesteckt und
dort fixiert, insbesondere angelötet
sind.
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Zur
Montage der SMA-Elemente 15 an der Grundplatte 17 werden
zunächst
an dieser die Crimpelemente fixiert. Die SMA-Elemente werden mit
ihrem mittleren Abschnitt 38 in die Nuten 29 der
Stößel 13, 14 eingelegt.
Die SMA-Elemente 15 weisen zunächst noch eine größere Länge auf
als dies dem Endzustand entspricht. Die Endabschnitte der SMA-Elemente 15 werden
nun in die Crimpelemente eingelegt und die aus den Crimpelementen
herausragenden Überstände der
SMA-Elemente mit einer in ihrer Längsrichtung wirkenden Kraft
beaufschlagt. Sobald die vorgegebene Vorspannung der SMA-Elemente 15 erreicht
ist, werden die Crimpelemente seitlich zusammengepresst und der
Draht darin fest geklemmt. Nach Ablängen der überstehenden Drahtenden wird
schließlich
die Abschirmwand 18, wie weiter oben schon beschrieben,
an der Grundplatte 17 fixiert. Die die Dichtelemente 25 tragenden
ersten Enden 24 der Stößel 13, 14 durchgreifen Öffnungen 42 in
einem mittleren Abschnitt 43 der Abschirmwand 18.
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Mit
der Unterseite der Grundplatte 17 ist ein Drucksensor 45 mechanisch
und elektrisch verbunden. Weiterhin ist im Bereich der Öffnungen 35 jeweils
ein Endschalter 46 unterseits an der Grundplatte 17 angeordnet,
welcher von den die zweiten Enden 31 der Stößel 13, 14 bildenden
Führungszapfen 33 betätigbar ist.
Die Endschalter 46 sind durch eine unterseits an die Grundplatte 17 angesetzte
Abdeckplatte 47 geschützt.
Der Boden 4 des Ventilgehäuses 1 weist eine
den Drucksensor 45 aufnehmende Ausmuldung 48 auf.
Oberseits an der Grundplatte 17 sind elektrische Kontaktstifte 49 fixiert,
welche die Abschirmwand 18 durchsetzen. Die Kontaktstifte 49 durchsetzen
ebenfalls die die Oberseite 6 der Gehäuseschale 3 bildende
Wand 50 und ragen in ein an diese angesetztes Steckergehäuse 52 hinein.
Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, bildet die
Abschirmwand 18 mit der Grundplatte 17 und den
daran fixierten Einbauten ein praktisch vollständig funktionsfähiges Bauteil
bzw. Modul 53, das in Ventilgehäuse unterschiedlicher Ausgestaltung
und in unterschiedlicher Anzahl einsetzbar ist. Ausgehend von dem
in 3 gezeigten Vormontagezustand wird das Modul 53 in
die Gehäuseschale 3 eingesetzt
und diese anschließend
mit dem Boden 4 verschlossen. Die Wand 50 der
Gehäuseschale 3 weist
zwei Wandbereiche 54 auf, die einen dem Winkel α entsprechenden
Winkel einschließen.
Die Wandbereiche 54 schließen einen etwa parallel zur
Grundplatte 17 verlaufenden Mittelabschnitt 55 zwischen
sich ein, der im Montagezustand an dem mittleren Abschnitt 43 der
Abschirmwand 18 anliegt. Die Dichtelemente 25 werden
dabei von den Schraubendruckfedern 36 gegen die Ventilöffnungen 10 bzw.
gegen diese umgrenzende Ventilsitze 56 (2)
gedrückt.
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Wie 1 und 2 deutlich
zu entnehmen ist, schließen
die sich von den Stößeln 13, 14 weg
erstreckenden Schenkel 57 der SMA- Elemente einen sich zur Grundplatte 17 öffnenden
Winkel β von
etwa 145° ein,
welcher etwa dem Winkel α der
Abschirmwand 18 entspricht. Die winkelige bzw. V-förmige Anordnung
der SMA-Elemente 15 bewirkt
eine Wegübersetzung.
So bewirkt beispielsweise eine Längenänderung
eines SMA-Elements 15 von 0,1 mm eine Bewegung eines Stößels 13, 14 in
Axialrichtung 28, um 0,4 mm. Hinsichtlich der von den SMA-Elementen ausgeübten Kraft
bei deren Kontraktion ergibt sich aufgrund der winkeligen Anordnung
eine Kraftuntersetzung. Eine in Längsrichtung der SMA-Elemente 15 wirkende
Kraft von 1 N ergibt etwa eine Kraft in Axialrichtung von 0,6 N.
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Bei
dem in den Abbildungen 1 bis 4 gezeigten
Ventilen handelt es sich um ein 3/3-Wegeventil, d. h. es besitzt
drei Anschlüsse,
im vorliegenden Fall also einen Druckanschluss 8, einen
Verbraucheranschluss 7 und einen Atmosphärenanschluss 9.
Soll ein an den Verbraucheranschluss 8 angeschlossener
Verbraucher, etwa ein Luftkissen eines Fahrzeugsitzes befüllt werden,
wird das dem Stößel 14 zugeordnete
SMA-Element 15 bestromt, wodurch sich dieses verkürzt. Der
Stößel 14 wird
dadurch von der mit dem Verbraucheranschluss 8 kommunizierenden
Ventilöffnung 10 abgehoben
und eine Verbindung zwischen Druckluftquelle und Verbraucher hergestellt.
Soll der Verbraucher entlüftet
werden, wird das SMA-Element 15 des Stößels 14 deaktiviert,
d. h. es befindet sich im stromlosen Zustand, wodurch der Stößel 14 durch
die Schraubendruckfeder 36 in seine Ausgangslage zurückgestellt
wird, in der das Dichtelement 25 den Druckanschluss 8 verschließt. Durch Bestromung
des dem Stößel 13 zugeordneten SMA-Elements 15 wird
dieses in seine Öffnungsstellung
bewegt und eine Verbindung zwischen dem Atmosphärenanschluss und dem Verbraucheranschluss 7 hergestellt.
Um die Geräuschentwicklung beim
Entlüften
möglichst gering
zu halten, ist in den Verbraucheranschluss 9 ein Dämpfungselement 54 eingesetzt.
Für vereinfachte
Anwendungsfälle
kann die Steuerung der Bestromung der SMA-Elemente 15 über die
Endschalter 46 bewerkstelligt werden. Die Endschalter 46 werden
von den zweiten Enden 31 der sich in ihrer Öffnungsstellung
befindlichen Stößel 13, 14 betätigt und
dadurch der Versorungsstromkreis für die SMA-Elemente 15 unterbrochen.
Mit Hilfe der elektronischen Bauteile 16 ist jedoch auch
eine digitale Steuerung von beliebigen Zwischenstellungen der Stößel 13, 14 realisierbar,
so dass das Ventil nach Art eines Stromregelventils betrieben werden kann.
Im gesamten Druckraum 5 herrscht der jeweils aktuelle Systemdruck
vor. Mit dem an der Druckplatte 17 angeordneten Drucksensor 45 kann
dieser detektiert werden und dadurch voreingestellte Befüllungsgrade
im Sinne einer Memory-Funktion angesteuert werden. Durch den relativ
großen
Winkel β,
den die Schenkel 57 der SMA-Elemente 15 einschließen, werden
große
Drahtbiegungen, welche die Lebensdauer der SMA-Elemente verringern
würden,
vermieden. Die NiTi-Drähte
sind bei vorgegebenen zeitlichen Verhalten des Systems, die Schaltzeiten
liegen bei ca. 200 ms (bei Raumtemperatur), optimal geeignet für kurze
Linear-Verfahrwege von 0 bis 0,5 mm und für Kräfte, die sich im Bereich von
0 bis 1,5 N bewegen, geeignet. Die Wärmekapazität des NiTi-Drahtes ist bei einer Dicke von ca.
0,08 bis 0,1 mm extrem gering, so dass ein flinkes Verhalten des
Gesamtsystems gewährleistet
ist. Um eine Steuerung unabhängig
von der Außentemperatur
zu gewährleisten,
sind entsprechende elektronische Bauteile auf der Grundplatte 17 vorgesehen,
welche eine Temperaturkompensation des Heizstroms für die SMA-Elemente
im Bereich von –40°C bis +80°C gewährleisten.
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In 5 ist
ein Ventilgehäuse 1a einer
Ventilanordnung, genauer dessen Gehäuseschale 3a, gezeigt.
Der von der Gehäuseschale 3a umgrenzte Druckraum
ist durch Trennwände 59 in
mehrere Teilräume 60 unterteilt,
die jeweils ein Modul 53 aufnehmen. Bei der Gehäuseschale 3a der 5 sind Durchbrechungen 58 erkennbar,
welche auch bei der Gehäuseschale 3 des
Ventils von 1 bis 4 vorhanden
sind. Die Durchbrechungen 58 sind im Montagezustand von
den Kontaktstiften 49 durchgriffen. Am Ventilgehäuse 3a sind
Anschlüsse 62 vorhanden,
welche entsprechend der jeweiligen Funktion einer Ventilanordnung
mit Druckluft beaufschlagbar oder mit einem Verbraucher oder der
Atmosphäre verbindbar
sind.