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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Expansionsventil für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem einen Permanentmagnetkörper für ein solches Expansionsventil sowie eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem derartigen Expansionsventil.
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Expansionsventile, auch Drosselventile genannt, sind Ventile, die durch eine lokale Verengung eines Strömungsquerschnitts den Druck eines durchfließenden Fluides vermindern und dadurch eine Volumenzunahme bzw. Expansion bewirken. In Klimaanlagen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, reduziert ein solches Expansionsventil den Druck eines Kältemittels, das üblicherweise als nahezu siedende Flüssigkeit in das Expansionsventil eindringt. Hierbei erfährt es eine isenthalpe Zustandsänderung, da das Kältemittel beim Durchgang durch das Expansionsventil entspannt (Druckabfall von z.B. 10bar auf 1 bar bei gleichzeitigen Abfall der Flüssigkeitstemperatur). Das Ziel der Expansion im Ventil ist, dass die Flüssigkeit mit geringer Überhitzung (noch flüssig) in den Verdampfer gelangt. Im Weiteren gelangt das Kältemittel in den Verdampfer, in welchem der Verdampfungsprozess des flüssigen Anteiles des Kältemittels Wärme aus der Umgebung aufnimmt und dadurch verdampft. Das durch den Verdampfer (Wärmetauscher) strömende Fluid bzw. Luft wird dabei gekühlt.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Expansionsventilen ist jedoch, dass diese zur Erfassung einer Ventilstellung üblicherweise separate, an einem Rotor eines Expansionsventils angeordnete Permanentmagnete aufweisen, die nicht nur einen zusätzlichen Montageaufwand erfordern, sondern auch einen zusätzlichen Bauraumbedarf.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein elektrisches Expansionsventil eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche sich insbesondere durch eine kompakte Bauweise auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen eine Position eines Ventilkörpers bestimmenden Permanentmagneten in einen die Rotation eines den Ventilkörper bewirkenden Permanentmagneten zu integrieren und dadurch nicht nur insgesamt einen geringeren Materialeinsatz zu erreichen, sondern insbesondere auch den für den Positionsmagneten bislang erforderlichen Bauraumbedarf zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Expansionsventil, welches beispielsweise für eine Klimaanlage und/oder auch für einen Wärmetauscher (Chiller) zur Batteriekühlung oder Ölkühlung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, besitzt ein Gehäuse, einen Sensor, einen Schrittmotor oder einen BLDC-Motor, einen Ventilsitz sowie einen damit zusammenwirkenden Ventilkörper. Der Ventilkörper ist vorzugsweise als sogenannte Ventilnadel ausgebildet und kann mittels einer Feder in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz vorgespannt sein, wobei eine derartige Feder insbesondere zum Toleranzausgleich einetzbar ist. Der Schrittmotor oder der BLDC-Motor besitzt einen Rotor sowie einen diesen umgebenden Stator, beispielswiese zumindest zwei diesen Rotor umgebenden elektrischen Spulen, die in Axialrichtung des Rotors beabstandet zueinander angeordnet sind. Ein Verstellen des Ventilkörpers und damit ein Öffnen bzw. Schließen des Expansionsventils erfolgt dabei durch ein Verdrehen des Rotors, woraufhin dieser zusammen mit dem Ventilkörper in Axialrichtung verstellt werden. Der Rotor besitzt eine Welle sowie einen drehfest damit verbundenen Permanentmagnetkörper. Bei einem Verdrehen der Welle erfolgt eine Axialverstellung derselben zusammen mit dem Ventilkörper in Richtung des Ventilsitzes oder von diesem weg. Über den Sensor werden/wird eine axiale Position und/oder ein Drehwinkel des Permanentmagnetkörpers erfasst und dadurch die Öffnungsstellung bzw. die Schließstellung des Expansionsventils überwacht. Durch den erfindungsgemäßen Gedanken, wonach in den Permanentmagnetkörper sowohl die für das Verdrehen der Welle erforderlichen Permanentmagnete, als auch die zur Erfassung der Stellung des Ventilkörpers und damit zur Erfassung eines Öffnungszustandes des Expansionsventils erforderlichen Permanentmagnete integriert sind, kann ein besonders kompakt bauender Permanentmagnetkörper erzielt werden, der nicht nur einen für das Expansionsventil erforderlichen Bauraumbedarf reduziert, sondern auch den Materialeinsatz zur Herstellung des Permanentmagnetkörpers. Das erfindungsgemäße Expansionsventil kann somit kostengünstig, ressourcenschonend und bauraumoptimiert hergestellt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Permanentmagnetkörper topfförmig ausgebildet und besitzt einen Signalgeberbereich und einen Rotorbereich. Der Signalgeberbereich ist dabei vorzugsweise dem Sensor zugewandt, während der Rotorbereich die Welle umgibt. Aufgrund des Umstandes, dass der Rotorbereich des Permanentmagnetkörpers beabstandet ringförmig um die Welle angeordnet ist, kann ein Teil der Welle innerhalb des Rotorbereichs des Permanentmagnetkörpers angeordnet und dadurch platzsparend untergebracht werden.
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Zweckmäßig weist die Welle einen ersten Längsendbereich und einen zweiten Längsendbereich auf und ist mit ihrem ersten Längsendbereich drehfest in dem Signalgeberbereich des Permanentmagnetkörpers angeordnet und weist an ihrem zweiten Längsendbereich eine sacklochartige Ausnehmung zur Aufnahme des Ventilkörpers auf. Auch hierdurch kann eine besonders bauraumoptimierte Ausführungsform erreicht werden.
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Zweckmäßig sind die Welle und der Ventilkörper zumindest teilweise innerhalb einer Ventilkörperführung angeordnet, wobei die Welle ein Außengewinde und die Ventilkörperführung ein zugehöriges Innengewinde aufweisen, oder umgekehrt, so dass bei einem Verdrehen der Welle eine Axialverstellung derselben zusammen mit dem Permanentmagnetkörper erfolgt und dadurch der Ventilkörper auf den Ventilsitz gedrückt oder von diesem abgehoben wird. In diesem Fall kann der Sensor somit eine Axialverstellung und/oder eine Verdrehung des Permanentmagnetkörpers erfassen, da sich dieser zusammen mit der Welle bei einem Verdrehen derselben axial verstellt. Alternativ kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass die Welle ein Außengewinde und die Ventilkörperführung ein zugehöriges Innengewinde aufweisen, oder umgekehrt, wobei bei einem Verdrehen der Welle eine Axialverstellung derselben unabhängig vom Permanentmagnetkörper erfolgt und dadurch der Ventilkörper auf den Ventilsitz gedrückt oder von diesem abgehoben wird. In diesem Fall erfasst der Sensor somit ausschließlich eine Verdrehung des Permanentmagnetkörpers, da sich in diesem Fall bei einem Verdrehen der Welle nur diese axial verstellt, nicht aber der Permanentmagnetkörper, der axial an seiner Stelle und damit im selben Abstand zum Sensor verbleibt.
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Das Außengewinde an der Welle und das zugehörige Innengewinde kann generell analog zu einer Gewindespindel betrachtet werden, bei der eine rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung umgewandelt wird. Gewindespindeln bestehen aus einer Gewindestange, also einem zylindrischen Rundstab, auf dem bei einfachen Anwendungen ein Trapez-, Spitz- oder Flachgewinde aufgebracht ist. Besonders vorteilhaft aus Kostengründen ist dabei ein Spitzgewinde, insbesondere mit den metrischen Maßen M5 x 0,25.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist ein Spalttopf vorgesehen, der den Rotor umgibt und einen rotorseitigen Nassbereich von einem statorseitigen Trockenbereich trennt. Das erfindungsgemäße Expansionsventil kann somit als sogenannter Nassläufer ausgebildet sein, bei welchem der Rotor im Kältemittel angeordnet ist. Durch den Spalttopf können jedoch die vergleichsweise empfindlichen Spulen sowie die Elektronik der Steuerungsplatine zuverlässig trocken gehalten werden, wodurch diese geschützt angeordnet sind und dadurch das erfindungsgemäße Expansionsventil langfristig funktionsfähig gehalten werden kann.
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Zweckmäßig weist der Permanentmagnetkörper in seinem Signalgeberbereich zumindest ein Magnetpolpaar auf. Ein derartiges Magnetpolpaar, bestehend aus einem Nordpol und einem Südpol, ermöglicht für einen zugehörigen Sensor, beispielsweise einen 3D-Hallsensor, eine vergleichsweise einfache Abstands- bzw. Entfernungsmessung und/oder eine Drehwinkeländerung, welche direkt in einen Öffnungsgrad des Expansionsventils umgerechnet werden kann. Über einen derartigen 3D-Hallsensor kann eine kontakt- und berührungslose Abstandserfassung erfolgen, was insbesondere den großen Vorteil bietet, dass der 3D-Hallsensor im Trockenbereich des Expansionsventils angeordnet werden kann, während der Rotor bzw. der Permanentmagnetkörper im Nassbereich angeordnet werden können. Über einen derartigen Sensor ist es möglich, sämtliche Raumrichtungen mit einem einzigen Sensor zu erfassen, was nicht nur Kostenvorteile, sondern auch Bauraumvorteile bietet. Derartige Hallsensoren bieten darüber hinaus den großen Vorteil, dass sie auch dann ein Signal liefern, sofern das Magnetfeld, worin sich der jeweilige Hallsensor befindet, konstant ist. Demzufolge kann eine Drehwinkelstellung bzw. eine Entfernung des Rotors und vom Hallsensor und damit auch ein Öffnungszustand des Expansionsventils vergleichsweise einfach erfasst werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung durchbricht die Welle den Signalgeberbereich des Permanentmagnetkörpers. Dies bietet den großen Vorteil, dass bei einem Zusammenbau des erfindungsgemäßen Expansionsventils, bei welchem zunächst die Feder (optional) in die sacklochartige Ausnehmung am zweiten Längsendbereich der Welle eingeschoben und anschließend der Ventilkörper eingesteckt wird, auch ein Ringelement in die sacklochartige Ausnehmung eingepresst werden kann, welches eine maximale Ausfahrstellung des Ventilkörpers aus der sacklochartigen Ausnehmung begrenzt. Zum Einpressen eines derartigen Ringelements muss die Welle gegen ein Widerlager gedrückt werden, was bei einer den Permanentmagnetkörper durchbrechenden Welle vergleichsweise einfach möglich ist, da sich in diesem Fall die Welle nicht am Permanentmagnetkörper abstützt, sondern direkt an einem entsprechenden Widerlager. Hierdurch lassen sich erhebliche Montagevorteile des Rotors erzielen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist die Welle an ihrem ersten Längsendbereich formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Signalgeberbereich des Permanentmagnetkörpers verbunden. Beispielsweise ist hierbei denkbar, dass die Welle eine entsprechende Ausnehmung bzw. Rändelung oder einen Kragen aufweist, wobei der Signalgeberbereich des zugehörigen Permanentmagnetkörpers komplementär dazu ausgebildete Negativkonturen besitzt. Hierdurch lässt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Permanentmagnetkörper und der Welle erreichen, welche durch beispielsweise das Verwenden eines Klebstoffs zusätzlich unterstützt werden kann. Durch beispielsweise einen unrunden Kragen an der Welle kann eine vergleichsweise einfache formschlüssige und drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Welle und dem Signalgeberbereich des Permanentmagneten erreicht werden.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, einen Permanentmagnetkörper für ein in den vorherigen Absätzen beschriebenes Expansionsventil anzugeben, der topfförmig ausgebildet ist und einen den Topfboden bildenden Signalgeberbereich sowie einen eine Topfwand bildenden Rotorbereich besitzt und der in seinem Rotorbereich mehrere sich in Axialrichtung erstreckende Magnetpole aufweist, die zudem in Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind. Ein derartiger Permanentmagnetkörper kann dabei als vorgefertigte Baugruppe hergestellt oder aber in zwei Teilen geliefert werden, wobei sich die beiden Teile vergleichsweise einfach formschlüssig auf eine zugehörige Welle stecken und formschlüssig mit dieser verbinden lassen. Zusätzlich könnte bei dieser Version mit den beiden Halbschalen oder bei der fertig hergestellten, das heißt einteiligen Version des Permanentmagnetkörpers ein Klebstoff zur drehfesten Fixierung der Welle im Signalgeberbereich des Permanentmagneten eingesetzt werden. Mittels eines derartigen erfindungsgemäßen Permanentmagnetkörpers kann ein besonders kompakt bauender Magnet geschaffen werden, der aufgrund seines Rotorbereichs zudem in der Lage ist, einen Großteil der Welle sowie zumindest einen Teil eines nadelförmigen Ventilkörpers sowie einer Ventilkörperführung in sich aufzunehmen und dadurch ebenfalls besonders bauraumoptimiert anzuordnen.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs mit einem Verdichter, einem Verdampfer, einem Kondensator und einem in den vorherigen Absätzen beschriebenen Expansionsventil anzugeben, um dadurch die in den vorherigen Absätzen beschriebenen Vorteile des Expansionsventils auf die Klimaanlage übertragen zu können.
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Die Erfindung beruht zusätzlich auf dem Gedanken ein solches Expansionsventil in einem Ölkühler oder einer Kühlanlage für Batterien mittels Wärmetauscher (Chiller Kältemittel-Kühlwasserkreislauf) und Kondensator in Kombination mit der Fahrzeugklimaanlage oder auch in einem unabhängigen Kühlkreislauf einzusetzen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Expansionsventil,
- 2 eine Detailschnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Permanentmagnetkörper,
- 3 eine Klimaanlage mit einem erfindungsgemäßen Expansionsventil.
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Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Expansionsventil 1 für eine Klimaanlage 2 eines Kraftfahrzeugs 3 (vgl. 3) ein Gehäuse 4, einen Sensor 29, eine Steuerungsplatine 5, einen Schrittmotor 6 oder einen BLDC-Motor, einen Ventilsitz 7 sowie einen damit zusammenwirkenden Ventilkörper 8 und eine fest mit dem Gehäuse 4 verbundene Ventilkörperführung 9 auf. Der Schrittmotor 6 oder der BLDC-Motor besitzt einen Rotor 10 sowie in diesem Fall zumindest zwei den Rotor 10 umgebende Spulen 11, die den Stator bilden. Die Spulen 11 sind dabei in Axialrichtung 12 gesehen zueinander versetzt bzw. beabstandet angeordnet. Der Rotor 10 wiederum besitzt eine Welle 13 sowie einen drehfest damit verbundenen Permanentmagnetkörper 14 (vgl. insbesondere 2), der vorzugsweise topfförmig ausgebildet ist und einen Signalgeberbereich 15 sowie einen Rotorbereich 16 besitzen kann. Der Signalgeberbereich 15 ist dabei der Steuerungsplatine 5 bzw. dem Sensor 29 zugewandt, während der Rotorbereich 16 einen Großteil der Welle 13 umgibt. Der Sensor 29 ist erfindungsgemäß zur Erfassung einer axialen Position und/oder eines Drehwinkels des Permanentmagnetkörpers 14 ausgebildet. Die Welle 13 ist im gezeigten Fall seitens des Permanentmagnetkörpers 14 auch im Bereich des Signalgeberbereichs 15 von diesem umgeben. Die Welle 13 besitzt einen ersten Längsendbereich 17 sowie einen zweiten Längsendbereich 18 (vgl. auch die 2) und ist mit ihrem ersten Längsendbereich 17 fest, insbesondere drehfest, in dem Signalgeberbereich 15 des Permanentmagnetkörpers 14 eingebunden und weist zudem an ihrem zweiten Längsendbereich 18 eine sacklochartige Ausnehmung 19 zur Aufnahme des Ventilkörpers 8 sowie eine diesen in Richtung gegen den Ventilsitz 7 vorspannende Feder 20 auf.
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Wie dabei insbesondere der 1 zu entnehmen ist, sind die Welle 13 und der Ventilkörper 8 zumindest teilweise innerhalb der Ventilkörperführung 9 angeordnet, welche ihrerseits wiederum fest mit dem Gehäuse 4, insbesondere beispielsweise durch ein Verpressen oder ein Verkleben, verbunden ist.
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Zum Verstellen des Ventilkörpers 8 in Axialrichtung 12 und damit zu einem Öffnen bzw. Schließen des erfindungsgemäßen Expansionsventils 1, erfolgt ein Verdrehen des Rotors 10, wobei die Axialverstellung vorzugsweise durch ein zwischen der Welle 13 und der Ventilführung 9 angeordnetes Gewinde bewirkt werden kann. Hierzu besitzt die Welle 13 ein Außengewinde 21, während die Ventilkörperführung 9 ein zugehöriges und mit dem Außengewinde 21 zusammenwirkendes Innengewinde 22 aufweist, so dass bei einem Verdrehen der Welle 13 eine Axialverstellung derselben zusammen mit dem Permanentmagnetkörper 14 erfolgt und dadurch der Ventilkörper 8 auf den Ventilsitz 7 gedrückt oder von diesem abgehoben wird. Ein Verdrehen des Rotors 10 wird dabei durch ein entsprechendes Bestromen des Stators bzw. der Spulen 11 bewirkt. Wird somit der Rotor 10 verdreht, so wird er beispielsweise in Axialrichtung 12 gemäß der 1 nach unten verstellt, woraufhin die in der sacklochartigen Ausnehmung 19 angeordnete Feder 20 gedrückt und damit gespannt wird und den Ventilkörper 8 gegen den gehäuseseitigen Ventilsitz 7 vorspannt. Erfolgt durch ein entsprechendes Bestromen der Spulen 11 ein entgegengesetztes Verdrehen des Rotors 10, so wird dieser in Axialrichtung 12 nach oben verstellt, wodurch die Feder 20 entspannt und zunächst die Anpresskraft des Ventilkörpers 8 auf den Ventilsitz 7 reduziert wird, bis der Ventilkörper 8 mit seinem Kragen 24 an einem in die sacklochartige Ausnehmung 19 eingepressten Ringelement 23 anliegt. In diesem Zustand ist der maximale Ausfahrzustand des Ventilkörpers 8 aus der sacklochartigen Ausnehmung 19 erreicht, so dass bei einem weiteren nach oben Verstellen des Rotors 10 ein Abheben des Ventilkörpers 8 vom Ventilsitz 7 erfolgt.
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Dabei kann bei einem Verdrehen der Welle 13 eine Axialverstellung derselben zusammen mit dem Permanentmagnetkörper 14 oder getrennt zu diesem erfolgen und dadurch der Ventilkörper 8 auf den Ventilsitz 7 gedrückt oder von diesem abgehoben werden.
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Das Ringelement 23 kann dabei in die sacklochartige Ausnehmung 19 eingepresst werden, wobei stets ein Radialabstand zum Ventilkörper 8 verbleibt, so dass dieser berührungsfrei zum Ringelement 23 angeordnet ist. Generell kann die Welle 13 in einem oberen Bereich, das heißt im Bereich oberhalb der Feder 20, in der Ventilkörperführung 9 gleitgelagert sein.
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Betrachtet man die 1 weiter, so kann man erkennen, dass ein den Rotor 10 umgebender Spalttopf 25 vorgesehen ist, der einen rotorseitigen Nassbereich 26 von einem spulenseitigen/statorseitigen Trockenbereich 27 trennt. Somit ist die Steuerungsplatine 5 ebenso wie der Stator bzw. die Spulen 11 im Trockenbereich 27 und dadurch geschützt angeordnet.
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Betrachtet man den erfindungsgemäßen Permanentmagnetkörper 14 näher (vgl. insbesondere 2), so kann man erkennen, dass dieser in seinem Rotorbereich 16 mehrere radial zur Welle 13 beabstandete und sich in Axialrichtung 12 erstreckende Magnetpole 28 (Nord-Süd) aufweist, die zudem in Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind. In seinem Signalgeberbereich 15 besitzt der Permanentmagnetkörper 14 zumindest ein Magnetpolpaar, welches gemäß der 2 aus einem halbkreisförmigen Nordpol und einem halbkreisförmigen Südpol besteht. An der Steuerungsplatine 5 ist zudem ein Sensor 29, insbesondere ein 3D-Hallsensor (vgl. 1) angeordnet, der der Welle 13 zugewandt ist und welcher einen Abstand zwischen einem ersten Längsende 30 der Welle 13 und dem 3D-Hallsensor und damit einen Öffnungszustand des Expansionsventils 1 erfassen kann.
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Wie dabei den 1 und 2 zu entnehmen ist, durchbricht die Welle 13 des Rotors 10 den Signalgeberbereich 15 des Permanentmagnetkörpers 14, was weiter den großen Vorteil bietet, dass bei einem Einpressen des Ringelements 23 in die sacklochartige Ausnehmung 19 am zweiten Längsendbereich 18 der Welle 13, nach dem Einsetzen der Feder 20 und des Ventilkörpers 8 eine Abstützung nicht über den Permanentmagnetkörper 14 erfolgt, sondern ausschließlich über die Welle 13 selbst, da diese mit ihrem Längsende 30 gemäß den 1 und 2 über den Signalgeberbereich 15 des Permanentmagnetkörpers 14 hinausreicht.
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Eine Verbindung zwischen dem Permanentmagnetkörper 14 und der Welle 13 erfolgt dabei über einen Formschluss und/oder Stoffschluss, wobei denkbar ist, dass die Welle 13 an ihrem ersten Längsendbereich 17 formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Signalgeberbereich 15 des Permanentmagnetkörpers 14 verbunden ist. Eine Formschlussverbindung, die darüber hinaus eine Drehmomentübertragung erlaubt, ist beispielsweise durch eine unrunden Formschlusskörper 31 und eine dazu komplementär ausgebildete Negativkontur 32 im Permanentmagnetkörper 14 denkbar. Über eine derartige Formschlussverbindung kann eine Drehmomentübertragung zwischen dem Permanentmagnetkörper 14 und der Welle 13 erfolgen, wobei eine Axialverstellung zwischen diesen erlaubt werden kann. Selbstverständlich kann die drehfeste Verbindung zwischen dem Permanentmagnetkörper 14 und der Welle 13 zusätzlich durch einen Klebstoff und damit einen Stoffschluss unterstützt werden. In diesem Fall wäre eine axiale Relativverstellung zwischen Permanentmagnetkörper 14 und Welle 13 unterbunden. Insbesondere bei diesem Fall wäre der Permanentmagnetkörper 14 so mit der Welle 13 befestigt, dass beide in axialer Bewegungsrichtung gekoppelt sind. Denkbar ist hierbei beispielsweise, dass der Signalgeberbereich 15 aus zwei halbkreisförmigen Magnetpolen (Nord-Süd) besteht, die in Radialrichtung auf den Formschlusskörper 31 der Welle 13 aufgesetzt und anschließend fest mit diesen verbunden werden.
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Auch denkbar ist, dass die Welle 13 direkt mit einem Kunststoff, insbesondere Thermoplast z.B. PA 6, umspritzt wird, dem magnetisierbare Partikel (Ferrum, Neodym ...) beigemischt sind und so der Permanentmagnetkörper 14 hergestellt wird. Gegenüber gesinterten Varianten bietet dies den Vorteil einer hohen Festigkeit und Bindung an die Welle 13.
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Durch die Integration sowohl des Signalgeberbereichs 15 als auch des Rotorbereichs 16 in einen einteiligen Permanentkörper 14 kann eine Funktionsintegration geschaffen werden, so dass der zum Verdrehen des Rotors 10 und damit zum Öffnen bzw. Schließen es Expansionsventils 1 erforderliche Rotorbereich 16 und der zur Erfassung eines Öffnungszustandes bzw. Schließzustandes des Expansionsventils 1 erforderliche Signalgeberbereich 15 in einen einzigen, gemeinsamen Permanentmagnetkörper 14 integriert werden können, wodurch dieser kompakter baut.
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Generell ist auch denkbar, dass der Signalgeberbereich 15 und/oder der Permanentmagnetkörper 14 einen konstanten Abstand zum Sensor 29 aufweisen/aufweist. In diesem Fall erfolgt somit eine Verstellung des Expansionsventils 1 ausschließlich durch ein Verdrehen des Permanentmagnetkörpers 14. Hierbei kann die Welle 13 im Permanentmagnetkörper 14 axial beweglich gelagert sein.
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Eingesetzt werden kann das erfindungsgemäße Expansionsventil 1 zusammen mit dem erfindungsgemäßen Permanentmagnetkörper 14 beispielsweise in einer Klimaanlage 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie dies gemäß der 3 dargestellt ist, wobei eine derartige Klimaanlage 2 zusätzlich einen Verdichter 33, einen Verdampfer 34, sowie einen Kondensator 35 umfasst.
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Mit dem erfindungsgemäßen Expansionsventil 1 lässt sich somit ein kostengünstiges, funktionsintegriertes und zudem bauraumoptimiertes Expansionsventil 1 schaffen.
