DE102022129195A1

DE102022129195A1 - Actuator, preferably normally closed actuator, for a control valve

Info

Publication number: DE102022129195A1
Application number: DE102022129195.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hanne; Julius Mumme
Original assignee: Moehlenhoff GmbH
Current assignee: Moehlenhoff GmbH
Priority date: 2022-11-04
Filing date: 2022-11-04
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb (2), vorzugsweise Normally-Closed-Stellantrieb (2), für ein Stellventil (12) mit einem Stellelement (24), welches ausgebildet ist, eine Kraft entlang der Längsachse (X) zu erzeugen, mit einem Federelement (26), welches ausgebildet ist, der Kraft des Stellelements (24) entlang der Längsachse (X) entgegenzuwirken, und mit einem Stößel (28), welcher ausgebildet ist, die resultierende Kraft von Stellelement (24) und Federelement (26) auf das Stellventil (12) zu übertragen. Der Stellantrieb (2) ist gekennzeichnet durch ein Steuerelement (25), welches ausgebildet ist, die resultierende Kraft von Stellelement (24) und Federelement (26) auf den Stößel (28) zu übertragen, wobei das Steuerelement (25) ausgebildet ist, mittels eines Sperrspannwerks (25b, 29a) in einer Position entlang der Längsachse (X) gehalten zu werden, ohne dass das Stellelement (24) betätigt wird.The present invention relates to an actuator (2), preferably a normally closed actuator (2), for a control valve (12) with an actuator (24) which is designed to generate a force along the longitudinal axis (X), with a spring element (26) which is designed to counteract the force of the actuator (24) along the longitudinal axis (X), and with a tappet (28) which is designed to transmit the resulting force of the actuator (24) and spring element (26) to the control valve (12). The actuator (2) is characterized by a control element (25) which is designed to transmit the resulting force of the actuator (24) and spring element (26) to the tappet (28), wherein the control element (25) is designed to be held in a position along the longitudinal axis (X) by means of a locking clamp (25b, 29a) without the actuator (24) being actuated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stellantrieb, vorzugsweise einen Normally-Closed-Stellantrieb, für ein Stellventil sowie einen Fluidverteiler, vorzugsweise einen Heizkreisverteiler, mit wenigstens einem Stellventil mit einem derartigen Stellantrieb.The present invention relates to an actuator, preferably a normally closed actuator, for a control valve and a fluid distributor, preferably a heating circuit distributor, with at least one control valve with such an actuator.

Für verschiedene technische Anwendungen kann es erforderlich sein, den Durchfluss eines Fluids durch eine Fluidleitung zu regulieren. Hierfür können sogenannte Stellventile verwendet werden, welche auch als Regelarmaturen bezeichnet werden können. Das Stellventil kann zwischen einer vollkommen geöffneten und einer vollkommen geschlossenen Stellung stufenlos eingestellt werden und so den Durchfluss des Fluids durch sich hindurch verändern. Hierdurch können je nach technischer Anwendung zum Beispiel der Druck, die Temperatur oder die Durchflussmenge beeinflusst werden. Derartige Fluide können Gase sowie Flüssigkeiten sein. Derartige Stellventile können beispielsweise in Gebäuden bei Warmwasserheizungsanlagen sowie in der Gebäudeleittechnik verwendet werden. Mit anderen Worten können derartige Stellventile in der Heizungs-, Klima- und bzw. oder Lüftungstechnik eingesetzt werden. Die Veränderung der Einstellung des Stellventils kann mittels eines Antriebs erfolgen, welcher entsprechend als Stellantrieb bezeichnet und zum Beispiel elektrisch oder pneumatisch betrieben werden kann.For various technical applications, it may be necessary to regulate the flow of a fluid through a fluid line. So-called control valves, which can also be referred to as control fittings, can be used for this. The control valve can be continuously adjusted between a fully open and a fully closed position, thus changing the flow of the fluid through it. Depending on the technical application, this can influence the pressure, temperature or flow rate, for example. Such fluids can be gases as well as liquids. Such control valves can be used, for example, in buildings for hot water heating systems and in building management technology. In other words, such control valves can be used in heating, air conditioning and/or ventilation technology. The setting of the control valve can be changed using a drive, which is accordingly referred to as an actuator and can be operated electrically or pneumatically, for example.

Zur Regulierung der Temperatur einzelner Räume eines Gebäudes können derartige Stellventile bei Fußbodenheizungen als die Ventile des Heizkreisverteilers verwendet werden. Einzelne Stellventile können auch bei einem jeweiligen Heizkörper bzw. Radiator als dessen Ventil eingesetzt werden. In beiden Fällen sind die Stellventile üblicherweise mit einem Fluidkreislauf in Form des Rücklaufs des Heizungskreislaufs verbunden, um je nach Ventilstellung, welche mittels des thermischen Stellantriebs eingenommen werden kann, eine vorbestimmte Menge des Heizungswassers bzw. einen bestimmten Volumenstrom in den Heizkörper bzw. in die Rohre eines Abschnitts der Fußbodenheizung einströmen zu lassen. Die Stellung des Stellventils kann hierzu mittels des jeweiligen Stellantriebs von einem Thermostat in Abhängigkeit einer erfassten Raumtemperatur vorgegeben werden, sodass eine vom Benutzer vorgegebene Solltemperatur des Raums erreicht und eingehalten werden kann.To regulate the temperature of individual rooms in a building, such control valves can be used as the valves of the heating circuit distributor in underfloor heating systems. Individual control valves can also be used as the valves for a particular radiator or heater. In both cases, the control valves are usually connected to a fluid circuit in the form of the return of the heating circuit in order to allow a predetermined amount of heating water or a certain volume flow to flow into the radiator or into the pipes of a section of the underfloor heating system, depending on the valve position, which can be assumed using the thermal actuator. The position of the control valve can be specified by a thermostat using the respective actuator depending on a detected room temperature, so that a target temperature of the room specified by the user can be reached and maintained.

Hinsichtlich der Funktionsweise derartiger Stellantriebe und Stellventile ist dabei zu beachten, dass üblicherweise das Stellventil eine vergleichsweise schwache Ventilfeder bzw. Rückstellfeder aufweist, mittels dessen Federkraft ein Stößel des Stellventils entlang derselben Längsachse bewegt und hierdurch das Stellventil fluidführend geöffnet werden kann. Derartige Stellventile werden somit durch die Federkraft ihrer eigenen Stellfeder vollständig geöffnet und können so das Fluid hindurchlassen.With regard to the functionality of such actuators and control valves, it should be noted that the control valve usually has a relatively weak valve spring or return spring, by means of whose spring force moves a tappet of the control valve along the same longitudinal axis and can thereby open the control valve to allow fluid to pass through. Such control valves are thus fully opened by the spring force of their own actuating spring and can thus allow the fluid to pass through.

Wird ein Stellantrieb am Stellventil montiert, so wirkt nun der Federkraft des Stellventils eine einstellbare Kraft des Stellantriebs entgegen, wodurch die stufenlose Regulierung des Maßes erfolgen kann, wie sehr das Stellventil fluidführend geöffnet bzw. geschlossen ist. Die Kraftübertragung bzw. das Zusammenwirken zwischen Stellantrieb und Stellventil erfolgt über einen Stößel des Stellantriebs, welcher entlang der gemeinsamen Längsachse mit einem Stößel des Stellventils, auch Ventilstößel genannt, zusammenwirkt.If an actuator is mounted on the control valve, the spring force of the control valve is counteracted by an adjustable force of the actuator, which allows the extent to which the control valve is opened or closed to allow fluid to be continuously regulated. The force is transmitted or the interaction between the actuator and the control valve takes place via a tappet of the actuator, which interacts along the common longitudinal axis with a tappet of the control valve, also known as a valve tappet.

Bei thermischen Stellantrieben unterscheidet man dabei grundsätzlich zwischen zwei Bauformen bzw. zwei Funktionsprinzipien:

1. NC (normally closed): ist der Stellantrieb auf dem Stellventil montiert und ist der Stellantrieb nicht aktiviert, so ist das Stellventil geschlossen.
2. NO (normally open): ist der Stellantrieb auf dem Stellventil montiert und ist der Stellantrieb nicht aktiviert, so ist das Stellventil geöffnet.

When it comes to thermal actuators, a basic distinction is made between two designs or two functional principles:

1. NC (normally closed): If the actuator is mounted on the control valve and the actuator is not activated, the control valve is closed.
2. NO (normally open): If the actuator is mounted on the control valve and the actuator is not activated, the control valve is open.

Bei thermischen NC-Stellantrieben wirkt der Federkraft der Rückstellfeder des Stellventils eine vergleichsweise starke Druckfeder des NC-Stellantriebs entgegen, d.h. die Federkraft des NC-Stellantriebs ist größer als die Federkraft der Rückstellfeder des Stellventils, sodass das Stellventil grundsätzlich, d. h. im Normalzustand, von dem NC-Stellantrieb geschlossen wird. Die Federkraft der Druckfeder des NC-Stellantriebs, welche auch als Schließkraft des NC-Stellantriebs bezeichnet wird, liegt üblicherweise bei ca. 100 N.In thermal NC actuators, the spring force of the return spring of the control valve is counteracted by a comparatively strong compression spring of the NC actuator, i.e. the spring force of the NC actuator is greater than the spring force of the return spring of the control valve, so that the control valve is basically, i.e. in the normal state, closed by the NC actuator. The spring force of the compression spring of the NC actuator, which is also referred to as the closing force of the NC actuator, is usually around 100 N.

Ein NC-Stellantrieb weist ferner ein Stellelement auf, welches bei Betätigung eine zusätzliche Kraft auf die Druckfeder des NC-Stellantriebs ausüben und hierdurch die Bewegung der Rückstellfeder des Stellventils unterstützen kann, wobei die Kraft des Stellelements üblicherweise größer als die Kraft der Rückstellfeder des Stellventils ist. Somit können bei Betätigung des Stellelements des NC-Stellantriebs das Stellelement des NC-Stellantriebs und die Rückstellfeder des Stellventils gemeinsam die vergleichsweise starke Federkraft der Druckfeder des NC-Stellantriebs überwinden und hierdurch das Stellventil öffnen. Das Stellelement des NC-Stellantriebs kann beispielsweise mittels eines elektrischen Heizwiderstands in Kombination mit einem temperaturabhängigen Dehnkörper bzw. Dehnstoffelement umgesetzt werden, siehe beispielsweise DE 3140 472 C2 . Das Dehnstoffelement kann auch als thermoelektrisches Stellelement bezeichnet werden. Gemeint ist in jedem Fall auch die gesamte Baugruppe aus einem PTC-Element, einer Kaptonfolie und dem eigentlichen Dehnstoffelement, welches sich bei Bestromung erwärmen und ausdehnen kann.An NC actuator also has an actuating element which, when actuated, can exert an additional force on the compression spring of the NC actuator and thereby support the movement of the return spring of the control valve, whereby the force of the actuating element is usually greater than the force of the return spring of the control valve. Thus, when the actuating element of the NC actuator is actuated, the actuating element of the NC actuator and the return spring of the control valve can together overcome the comparatively strong spring force of the compression spring of the NC actuator and thereby open the control valve. The actuating element of the NC actuator can be implemented, for example, by means of an electrical heating resistor in combination with a temperature-dependent expansion body or expansion element, see for example DE 3140 472 C2 The expansion element can also be referred to as a thermoelectric actuator. In any case, this also refers to the entire construction group consisting of a PTC element, a Kapton foil and the actual expansion element, which can heat up and expand when energized.

Vorteilhaft ist hierbei die vergleichsweise einfache und bzw. oder kompakte Umsetzung der Ausübung der Antriebskraft bzw. der Stellkraft des NC-Stellantriebs. Dies kann die Kosten und bzw. oder den Bauraum des NC-Stellantriebs geringhalten.The advantage here is the comparatively simple and/or compact implementation of the driving force or actuating force of the NC actuator. This can keep the costs and/or installation space of the NC actuator low.

Vorteilhaft ist insbesondere daran, dass die Federkraft der Druckfeder des NC-Stellantriebs größer als die Federkraft der Rückstellfeder des Stellventils ist, dass bei einem unbetätigten bzw. unbestromten Stellelement des NC-Stellantriebs das Stellventil in der Normalstellung geschlossen ist. Wird davon ausgegangen, dass in der meisten Zeit der Nutzung zum Beispiel einer Heizungsanlage kein Wärmebedarf besteht, so kann dadurch, dass das Stellventil des NC-Stellantriebs im Normalzustand geschlossen ist und der Heizwiderstand des Stellelements des NC-Stellantriebs stromlos bleibt, der Energieverbrauch des Stellantriebs geringgehalten werden.The advantage of the fact that the spring force of the compression spring of the NC actuator is greater than the spring force of the return spring of the control valve is that when the control element of the NC actuator is not actuated or de-energized, the control valve is closed in the normal position. If it is assumed that there is no heat requirement most of the time a heating system is in use, for example, the energy consumption of the actuator can be kept low by the control valve of the NC actuator being closed in the normal state and the heating resistor of the control element of the NC actuator remaining de-energized.

Bei thermischen NO-Stellantrieben wird die Schließkraft direkt vom Stellelement auf das Stellventil übertragen. Eine zusätzliche Druckfeder wie bei NC-Stellantrieben, dessen Federkraft vom Stellelement überwunden werden bzw. welcher das Stellelement entgegenwirken muss, ist bei NO-Stellantrieben nicht vorhanden. Dies kann Kosten und Bauraum sparen. Auch kann so ein Typ von Stellantrieben geschaffen werden, welcher das Stellventil offen lässt, wenn der NO-Stellantrieb nicht betrieben wird.With thermal NO actuators, the closing force is transferred directly from the control element to the control valve. An additional compression spring, as with NC actuators, whose spring force must be overcome by the control element or which the control element must counteract, is not present in NO actuators. This can save costs and installation space. It is also possible to create a type of actuator that leaves the control valve open when the NO actuator is not in operation.

Nachteilig ist bei NO-Stellantrieben jedoch, dass die Stellkraft, üblicherweise ebenfalls ca. 100 N, und der Stellweg des Stellelements oftmals sehr viel größer sind als der für den Ventilstößel des Stellventils benötigte Stellweg und Schließkraft. Somit besteht die Gefahr, dass der Ventilstößel des Stellventils durch die viel zu hohe Stellkraft des Stellelements des NO-Stellantriebs beschädigt wird.However, the disadvantage of NO actuators is that the actuating force, usually also around 100 N, and the actuating travel of the actuating element are often much greater than the actuating travel and closing force required for the valve tappet of the control valve. This means that there is a risk that the valve tappet of the control valve will be damaged by the actuating force of the actuating element of the NO actuator being far too high.

Um derart verursachte Beschädigungen des Ventilstößels des Stellventils zu verhindern, wird das Stellelement bei NO-Stellantrieben daher federnd gelagert. Diese Feder des NO-Stellantriebs ist so dimensioniert und vorgespannt, dass nach dem Erreichen der vorgesehenen Schließkraft von üblicherweise ca. 100 N der restliche Stellweg und die restliche Stellkraft des Stellelements von der Feder des NO-Stellantriebs aufgefangen werden. Das bedeutet, dass sich das Stellelement des NO-Stellantriebs gegen dessen Feder vom Ventilstößel des Stellventils wegbewegt.In order to prevent damage to the valve tappet of the control valve caused in this way, the control element in NO actuators is spring-mounted. This spring of the NO actuator is dimensioned and pre-tensioned in such a way that after the intended closing force of usually around 100 N has been reached, the remaining travel and the remaining actuating force of the control element are absorbed by the spring of the NO actuator. This means that the control element of the NO actuator moves away from the valve tappet of the control valve against its spring.

Nachteilig ist sowohl bei thermischen NC-Stellantrieben als auch bei thermischen NO-Stellantrieben, dass eine kontinuierliche Bestromung erforderlich ist, um den thermischen Stellantrieb in der jeweiligen Endstellung zu halten, d.h. um einen thermischen NC-Stellantrieb vollständig geöffnet und einen thermischen NO-Stellantrieb vollständig geschlossen zu halten. Dies führt zu einem entsprechend hohen Energieverbrauch, beispielsweise des Dehnstoffelements, was aus Gründen der Energiesparsamkeit zu vermeiden ist.The disadvantage of both thermal NC actuators and thermal NO actuators is that a continuous current supply is required to keep the thermal actuator in the respective end position, i.e. to keep a thermal NC actuator fully open and a thermal NO actuator fully closed. This leads to a correspondingly high energy consumption, for example of the expansion element, which should be avoided for reasons of energy saving.

Nachteilig ist auch, dass der kontinuierliche maximale Betrieb des Stellelements wie beispielsweise die kontinuierliche maximale Bestromung des Dehnstoffelements, um die jeweilige Endstellung zu halten, dessen Lebensdauer reduzieren kann. Dies gilt sowohl hinsichtlich der thermischen als auch der mechanischen Dauerbelastung des Stellelements bzw. des Dehnstoffelements. Dies gilt ebenso für weitere kraftübertragende Bauteile des jeweiligen thermischen Stellantriebs.Another disadvantage is that the continuous maximum operation of the actuating element, such as the continuous maximum current supply to the expansion element in order to maintain the respective end position, can reduce its service life. This applies to both the thermal and the mechanical continuous load on the actuating element or the expansion element. This also applies to other force-transmitting components of the respective thermal actuator.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Energieverbrauch zu reduzieren, um einen Stellantrieb zu betreiben. Insbesondere soll der Energieverbrauch reduziert werden, um einen Stellantrieb in dessen Endstellung zu halten. Dies soll insbesondere für einen thermischen Stellantrieb und bzw. oder für einen Normally-Closed-Stellantrieb erfolgen. In jedem Fall soll dies möglichst einfach, kostengünstig und bzw. oder bauraumsparend umgesetzt werden können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Möglichkeiten geschaffen werden.One object of the present invention is to reduce the energy consumption in order to operate an actuator. In particular, the energy consumption should be reduced in order to hold an actuator in its end position. This should be done in particular for a thermal actuator and/or for a normally closed actuator. In any case, this should be implemented as simply, inexpensively and/or in a space-saving manner as possible. At the very least, an alternative to known possibilities of this kind should be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stellantrieb sowie durch einen Fluidverteiler mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention by an actuator and by a fluid distributor with the features of the independent claims. Advantageous further developments are described in the subclaims.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Stellantrieb, vorzugsweise einen Normally-Closed-Stellantrieb, für ein Stellventil mit einem Stellelement, welches ausgebildet ist, eine Kraft entlang der Längsachse zu erzeugen, mit einem Federelement, welches ausgebildet ist, der Kraft des Stellelements entlang der Längsachse entgegenzuwirken, und mit einem Stößel, welcher ausgebildet ist, die resultierende Kraft von Stellelement und Federelement auf das Stellventil zu übertragen.Thus, the present invention relates to an actuator, preferably a normally closed actuator, for a control valve with an actuating element which is designed to generate a force along the longitudinal axis, with a spring element which is designed to counteract the force of the actuating element along the longitudinal axis, and with a tappet which is designed to transmit the resulting force of the actuating element and spring element to the control valve.

Der Stellantrieb ist gekennzeichnet durch ein Steuerelement, welches ausgebildet ist, die resultierende Kraft von Stellelement und Federelement auf den Stößel zu übertragen, wobei das Steuerelement ausgebildet ist, mittels eines Sperrspannwerks in einer Position entlang der Längsachse gehalten zu werden, ohne dass das Stellelement betätigt wird. Die Kraft kann insbesondere eine Druckkraft sein. Dies kann bewirken, dass das Steuerelement und damit auch der Stößel in einer Position entlang der Längsachse gehalten werden kann, welche durch das Betätigen bzw. durch das Betreiben des Stellelements erreicht, jedoch ohne das weitere Betätigen bzw. ohne das weitere Betreiben beibehalten wird. Somit kann diese Position entlang der Längsachse ohne zusätzlichen Energieverbrauch des Stellelements über das Erreichen der Position hinaus gehalten werden, was den Energieverbrauch entsprechend reduzieren kann.The actuator is characterized by a control element which is designed to transmit the resulting force of the actuating element and the spring element to the plunger, wherein the control element is designed to be held in a position along the longitudinal axis by means of a locking clamp without the actuating element being actuated. The force can in particular be a pressure force. This can mean that the control element and thus also the plunger can be held in a position along the longitudinal axis, which is reached by actuating or operating the actuating element, but is maintained without further actuation or operation. This position along the longitudinal axis can thus be maintained without additional energy consumption of the actuating element beyond reaching the position, which can reduce energy consumption accordingly.

Diese Position entlang der Längsachse kann insbesondere eine Endposition bzw. eine der Endposition nahe Position entlang der Längsachse sein, deren Beibehalten vergleichsweise viel Energie erfordern würde, was die Energieeinsparung entsprechend erhöhen kann. Diese Endposition kann bei einem Normally-Closed-Stellantrieb die vollständig geöffnete Stellung und bei einem Normally-Open-Stellantrieb die vollständig geschlossene Stellung sein.This position along the longitudinal axis can in particular be an end position or a position close to the end position along the longitudinal axis, the maintenance of which would require a comparatively large amount of energy, which can increase the energy savings accordingly. This end position can be the fully open position for a normally closed actuator and the fully closed position for a normally open actuator.

Hierzu ein Sperrspannwerk zu verwenden kann eine mechanisch einfache und verlässliche Möglichkeit der Umsetzung darstellen. Unter einem Sperrspannwerk ist eine mögliche Umsetzung eines Spannwerks zu verstehen. Ein Spannwerk stellt eine Art von Getriebe bzw. von Mechanismus mit Federn dar, welche zwei stabile Lagen einnehmen kann. Beide stabile Lagen können ohne Einwirkung äußerer Kräfte eingehalten werden. Die konkrete Umsetzung als Sperrspannwerk stellt ein Spannwerk dar, bei welchem durch Lösen eines Sperrers ein Übergang von einer stärker gespannten Lage in eine weniger gespannte Lage erfolgen kann. Dies ist beispielsweise von Kugelschreibern mit Löseknopf bekannt, indem mittels Druckknopf am freien Ende des Kugelschreibers beide Einstellungen der gespannten und schreibbereiten Mine und der weniger gespannten und eingezogenen Mine durch wechselweises Drücken herbeigeführt werden.Using a locking tensioning device for this can be a mechanically simple and reliable way of implementing it. A locking tensioning device is one possible implementation of a tensioning device. A tensioning device is a type of gear or mechanism with springs that can assume two stable positions. Both stable positions can be maintained without the influence of external forces. The concrete implementation as a locking tensioning device is a tensioning device in which a transition from a more tightly tensioned position to a less tightly tensioned position can occur by releasing a lock. This is known, for example, from ballpoint pens with a release button, where both settings of the tensioned and ready-to-write lead and the less tightly tensioned and retracted lead are brought about by alternately pressing the push button on the free end of the ballpoint pen.

Dabei kann bei der erfindungsgemäßen Umsetzung eines Sperrspannwerks bei einem Stellantrieb auch ein Hin- und Herschalten zwischen einem unbetätigten Stellelement, so dass alleinig die Federkraft des Federelements als Kraft bzw. als Druckkraft auf den Stößel wirkt, und der zuvor genannten Position entlang der Längsachse, welche durch Betätigen bzw. durch Betreiben des Stellelements erreicht und dann selbsttätig gehalten wird, erfolgen. Dies umfasst somit auch den Wechsel zwischen einer gespannten und einer ungespannten bzw. entspannten Lage.In the implementation of a locking tensioning device in accordance with the invention, a back and forth switching between an unactuated actuating element, so that only the spring force of the spring element acts as a force or pressure force on the plunger, and the previously mentioned position along the longitudinal axis, which is reached by actuating or operating the actuating element and then automatically held, can also take place in an actuating drive. This therefore also includes switching between a tensioned and an untensioned or relaxed position.

Vorteilhaft ist, dass in jedem Fall das Steuerelement in eine Lage in Form der zuvor beschriebenen Position entlang der Längsachse gebracht und ohne den weiteren Betrieb des Stellelements dort selbsttätig dauerhaft gehalten werden kann, bis diese Position wieder aktiv durch das erneute Betreiben des Steuerelements aufgehoben wird. Dies kann zu einem entsprechend reduzierten Energieverbrauch führen, beispielsweise durch die unterbrochene Bestromung eines thermischen Stellelements wie beispielsweise eines Dehnstoffelements. Dies kann insgesamt dessen Belastung reduzieren.It is advantageous that in any case the control element can be brought into a position in the form of the previously described position along the longitudinal axis and can be held there permanently without further operation of the actuating element until this position is actively canceled again by operating the control element again. This can lead to a correspondingly reduced energy consumption, for example by interrupting the power supply to a thermal actuating element such as an expansion element. This can reduce the load on it overall.

Vorteilhaft ist auch, dass die Position entlang der Längsachse auch als First-Open-Funktion genutzt werden kann, welche somit ohne zusätzliche Hilfsmittel wie bisher bekannt eingenommen werden kann. Dies kann den bisher hierzu erforderlichen Aufwand mit einmaliger Nutzung vermeiden. Auch kann die First-Open-Funktion bzw. -Position im Betrieb beliebig oft wieder eingenommen werden, was bisher gar nicht bekannt und möglich ist. Unter einer First-Open-Funktion bzw. -Position eines NC-Stellantriebs ist zu verstehen, dass der NC-Stellantrieb mit einem Anfangshub ausgeliefert wird und in dieser Konstellation montiert werden kann. Somit kann die Montage im entlasteten bzw. im geöffneten Zustand erfolgen, ohne dass der NC-Stellantrieb betrieben bzw. geöffnet werden müsste. Hierdurch kann die Montage deutlich vereinfacht werden, da der erforderliche Kraftaufwand reduziert werden kann. Auch kann ein Befüllung/Entlüftung und ein Probeheizen im geöffneten Zustand erfolgen, ohne den NC-Stellantrieb betreiben zu müssen. Während dem ersten Vollhub wird dann die First-Open-Funktion bzw. -Position selbsttätig aufgehoben bzw. automatisch wieder ausgeschaltet.Another advantage is that the position along the longitudinal axis can also be used as a first-open function, which can thus be adopted without additional aids as previously known. This can avoid the effort previously required for this with a single use. The first-open function or position can also be adopted again as often as desired during operation, which was previously unknown and not possible. A first-open function or position of an NC actuator means that the NC actuator is delivered with an initial stroke and can be installed in this configuration. This means that installation can take place in the unloaded or open state without the NC actuator having to be operated or opened. This can make installation much easier as the required effort can be reduced. Filling/venting and test heating can also take place in the open state without having to operate the NC actuator. During the first full stroke, the first-open function or position is then automatically canceled or switched off again.

In jedem Fall können das Stellventil und der erfindungsgemäße Stellantrieb als separate Bauteile bzw. Baugruppen hergestellt und dann, ggfs. mittels eines Adapters, zusammengefügt werden. Dies gilt entsprechend für die Montage von Stellventil und bzw. oder Stellantrieb an einem Fluidverteiler. Das Stellventil und bzw. oder der erfindungsgemäße Stellantrieb können jedoch auch als Bestandteil des Fluidverteilers ausgebildet und somit in den Fluidverteiler integriert sein. Auch können zumindest das Stellventil und der erfindungsgemäße Stellantrieb als gemeinsame integrale Baugruppe ausgebildet und in dem Fluidverteiler angeordnet bzw. integriert sein.In any case, the control valve and the actuator according to the invention can be manufactured as separate components or assemblies and then joined together, if necessary using an adapter. This applies accordingly to the assembly of the control valve and/or actuator on a fluid distributor. However, the control valve and/or the actuator according to the invention can also be designed as a component of the fluid distributor and thus integrated into the fluid distributor. At least the control valve and the actuator according to the invention can also be designed as a common integral assembly and arranged or integrated in the fluid distributor.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Sperrspannwerk eine Steuergeometrie auf, welche in der Umfangsrichtung des Steuerelements verläuft, wobei das Sperrspannwerk wenigstens einen Nocken aufweist, welcher radial zur Längsachse hin in die Steuergeometrie eingreift, und wobei die Steuergeometrie entlang der Längsachse gegenüber den Nocken beweglich ist, oder umgekehrt. Unter einer Steuergeometrie ist eine geometrische Führung des Elements des Stellantriebs, welches die Steuergeometrie aufweist, relativ zum Nocken bzw. zum den Nocken aufweisenden Element des Stellantriebs als Gegenstück der Steuergeometrie zu verstehen. Die Führung kann durch das mechanische Zusammenwirken der Kanten bzw. der Flächen der Steuergeometrie und des Nockes erfolgen, wenn das die Steuergeometrie aufweisende Element des Stellantriebs relativ zum Nocken bzw. zum den Nocken aufweisenden Element des Stellantriebs entlang der Längsachse bewegt wird, hierdurch die Steuergeometrie auf den Nocken trifft und dann in der Umfangsrichtung abgelenkt wird, so dass sich durch die veranlasste Bewegung entlang der Längsachse in Kombination mit dem Kontakt von Steuergeometrie und Nocken eine kombinierte bzw. überlagerte Bewegung des die Steuergeometrie aufweisenden Elements des Stellantriebs entlang der Längsachse und senkrecht hierzu in der Umfangsrichtung ergibt. Dies kann eine konkrete Möglichkeit zur Umsetzung eines Sperrspannwerks darstellen. Dies kann ebenso umgekehrt für das Bauteil erfolgen, welches den Nocken aufweist, welches relativ zum die Steuergeometrie aufweisenden Element des Stellantriebs wie zuvor beschrieben bewegt werden kann. Auch können sich beide Elemente des Stellantriebs, welche die Steuergeometrie und den Nocken aufweisen, jeweils bewegen.According to one aspect of the invention, the locking clamping mechanism has a control geometry which runs in the circumferential direction of the control element, wherein the locking clamping mechanism has at least one cam which engages in the control geometry radially towards the longitudinal axis, and wherein the control geometry is movable along the longitudinal axis relative to the cams, or vice versa. A control geometry is a geometric guide of the element of the actuator which Control geometry is to be understood as the counterpart of the control geometry relative to the cam or to the element of the actuator having the cam. The guidance can take place through the mechanical interaction of the edges or surfaces of the control geometry and the cam when the element of the actuator having the control geometry is moved relative to the cam or to the element of the actuator having the cam along the longitudinal axis, whereby the control geometry hits the cam and is then deflected in the circumferential direction, so that the induced movement along the longitudinal axis in combination with the contact between the control geometry and the cam results in a combined or superimposed movement of the element of the actuator having the control geometry along the longitudinal axis and perpendicular to this in the circumferential direction. This can represent a concrete possibility for implementing a locking clamping device. This can also be done the other way around for the component which has the cam, which can be moved relative to the element of the actuator having the control geometry as described above. Also, both elements of the actuator, which have the control geometry and the cam, can move respectively.

Somit sind die Steuergeometrie und der Nocken in der Umfangsrichtung relativ zueinander beweglich. Hierzu können sowohl die Steuergeometrie bzw. das die Steuergeometrie aufweisende Element des Stellantriebs und der Nocken bzw. das den Nocken aufweisende Element des Stellantriebs in der Umfangsrichtung beweglich sein, so dass hierdurch die relative Bewegung zueinander erfolgen kann. Es kann jedoch auch nur die Steuergeometrie bzw. das die Steuergeometrie aufweisende Element des Stellantriebs oder der Nocken bzw. das den Nocken aufweisende Element des Stellantriebs in der Umfangsrichtung beweglich und das Gegenstück feststehend sein. Dies kann den Gestaltungsspielraum erhöhen bzw. sich in Abhängigkeit der Umsetzung wie zuvor beschrieben ergeben und diese ermöglichen.The control geometry and the cam are thus movable relative to one another in the circumferential direction. For this purpose, both the control geometry or the element of the actuator having the control geometry and the cam or the element of the actuator having the cam can be movable in the circumferential direction, so that the relative movement to one another can take place. However, only the control geometry or the element of the actuator having the control geometry or the cam or the element of the actuator having the cam can be movable in the circumferential direction and the counterpart can be fixed. This can increase the design freedom or arise depending on the implementation as described above and make this possible.

In jedem Fall kann der Nocken radial innenliegend am Stellelement angeordnet sein und die Steuergeometrie radial außenliegend, beispielsweise am Gehäuse, an einem Oberteil oder an einem weiteren Bauteil bzw. Element. Dies kann ebenso umgekehrt der Fall sein. Auch kann der Nocken feststehend und die Steuergeometrie alleinig in der Umfangsrichtung beweglich sein, oder umgekehrt. Auch können die Steuergeometrie und der Nocken in der Umfangsrichtung beweglich sein.In any case, the cam can be arranged radially on the inside of the actuating element and the control geometry on the outside, for example on the housing, on an upper part or on another component or element. This can also be the case the other way round. The cam can also be fixed and the control geometry can only be movable in the circumferential direction, or vice versa. The control geometry and the cam can also be movable in the circumferential direction.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Steuergeometrie in der Umfangsrichtung ein durchgängiges Sägezahnprofil auf, welches bei Kontakt entlang der Längsachse die Relativbewegung zwischen Steuergeometrie und Nocken in der Umfangsrichtung bewirkt. Der Nocken kann entsprechend dreieckig ausgebildet sein, um möglichst flächig bzw. formschlüssig mit dem durchgängigen Sägezahnprofil der Steuergeometrie zusammenwirken zu können. Hierdurch kann jeweils, d.h. pro Sägezahnprofil, eine seitliche Umlenkung zwischen Steuergeometrie und Nocken in der Umfangsrichtung erfolgen, wie zuvor bereits beschrieben. Dies kann aufgrund der durchgängigen, d.h. ununterbrochenen, Anordnung bzw. Abfolge der Sägezahnprofile fortlaufend in der Umfangsrichtung und somit dauerhaft im Betrieb des Stellantriebs erfolgen. Gleichzeitig kann aufgrund der durchgängigen und geschlossen Anordnung bzw. Abfolge der Sägezahnprofile in der Umfangsrichtung die Bewegung entlang der Längsachse in jeder Orientierung in der Umfangsrichtung gewährleistet werden. Dies gilt ebenso für das Erzeugen der seitlichen Bewegung.According to a further aspect of the invention, the control geometry has a continuous sawtooth profile in the circumferential direction, which, when in contact along the longitudinal axis, causes the relative movement between the control geometry and the cam in the circumferential direction. The cam can be designed to be triangular in order to be able to interact with the continuous sawtooth profile of the control geometry as flatly or positively as possible. This allows a lateral deflection between the control geometry and the cam in the circumferential direction, i.e. for each sawtooth profile, as already described. Due to the continuous, i.e. uninterrupted, arrangement or sequence of the sawtooth profiles, this can take place continuously in the circumferential direction and thus permanently during operation of the actuator. At the same time, due to the continuous and closed arrangement or sequence of the sawtooth profiles in the circumferential direction, the movement along the longitudinal axis can be guaranteed in any orientation in the circumferential direction. This also applies to the generation of the lateral movement.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Steuergeometrie in der Umfangsrichtung ein unterbrochenes Sägezahnprofil auf, welches ausgebildet ist, den Nocken zu hintergreifen oder vom Nocken hintergriffen zu werden und hierdurch das Steuerelement in der Position entlang der Längsachse zu halten. Mit anderen Worten ermöglichen die Unterbrechungen des unterbrochenen Sägezahlprofils als Durchlässe, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird, ein Eintreten sowie ein Austreten des Nockens in die Steuergeometrie, oder umgekehrt, um dort eine seitliche Bewegung zu erfahren und dann durch die entgegengesetzte Bewegung entlang der Längsachse vom unterbrochenen Sägezahnprofil aufgenommen bzw. gehalten zu werden. Somit kann die besagte Position entlang der Längsachse durch das Betätigen bzw. durch das Betreiben des Stellelements erreicht werden, indem die Bewegung entlang der Längsachse wie zuvor beschrieben seitlich umgelenkt wird, so dass ohne das weitere Betätigen bzw. Betreiben des Stellelements das Hintergreifen des unterbrochenen Sägezahnprofils diese Position beibehalten kann.According to a further aspect of the invention, the control geometry has an interrupted sawtooth profile in the circumferential direction, which is designed to engage behind the cam or to be engaged behind by the cam and thereby to hold the control element in the position along the longitudinal axis. In other words, the interruptions in the interrupted sawtooth profile as passages, as will be described in more detail below, allow the cam to enter and exit the control geometry, or vice versa, in order to experience a lateral movement there and then to be received or held by the interrupted sawtooth profile by the opposite movement along the longitudinal axis. Thus, the said position along the longitudinal axis can be achieved by actuating or operating the actuating element by laterally deflecting the movement along the longitudinal axis as described above, so that the engaging behind the interrupted sawtooth profile can maintain this position without further actuating or operating the actuating element.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das unterbrochene Sägezahnprofil der Steuergeometrie in der Umfangsrichtung wenigstens einen entlang der Längsachse verlaufenden Durchlass auf, welcher ausgebildet ist, den Nocken entlang der Längsachse am unterbrochenen Sägezahnprofil vorbei zu führen. Dies kann, wie zuvor bereits erwähnt, ein Eintreten des Nockens in die Steuergeometrie, oder umgekehrt, ermöglichen. Durch wenigstens einen weiteren Durchlass kann ein Austreten des Nockens aus der Steuergeometrie, oder umgekehrt, erfolgen. Ein Durchlass kann hierzu den Nocken auch aufnehmen und seitlich in der Umfangsrichtung führen, so dass durch denselben Durchlass ein Austreten aus der Steuergeometrie als Abschluss der selbsttätig gehaltenen Position und gleichzeitig als Ausgangsposition für die nächste selbstständig gehaltene Position erfolgen kann.According to a further aspect of the invention, the interrupted sawtooth profile of the control geometry has at least one passage running along the longitudinal axis in the circumferential direction, which is designed to guide the cam along the longitudinal axis past the interrupted sawtooth profile. As already mentioned, this can enable the cam to enter the control geometry, or vice versa. The cam can exit the control geometry, or vice versa, through at least one further passage. A passage can also accommodate the cam and guide it laterally in the circumferential direction, so that the same passage allows it to exit the control geometry as the end of the automatically held position and at the same time as the starting position for the next automatically held position.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Nocken feststehend angeordnet und die Steuergeometrie ist in der Umfangsrichtung gegenüber dem Nocken beweglich. Dies kann eine Möglichkeit der Umsetzung darstellen, indem die Steuergeometrie alleinig in der Umfangsrichtung die Relativbewegung ausführt, welche durch ihren Kontakt mit dem feststehenden Nocken hervorgerufen wird. Dies kann insbesondere der Fall sein, falls die Steuergeometrie am Steuerelement angeordnet ist, so dass die Relativbewegung von Steuerelement ausgeführt wird.According to a further aspect of the invention, the cam is arranged in a fixed manner and the control geometry is movable in the circumferential direction relative to the cam. This can represent a possible implementation in that the control geometry carries out the relative movement in the circumferential direction alone, which is caused by its contact with the fixed cam. This can be the case in particular if the control geometry is arranged on the control element, so that the relative movement is carried out by the control element.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuergeometrie in der Umfangsrichtung feststehend angeordnet und ein Drehring mit dem Nocken ist in der Umfangsrichtung gegenüber der Steuergeometrie beweglich. Dies kann die zu bewegende Masse geringhalten und damit die Bewegung in der Umfangsrichtung begünstigen, da der Nocken relativ zur Steuergeometrie vergleichsweise kompakt und leicht aufgebaut werden kann. Dies kann den Energiebedarf zur Durchführung der Bewegung in der Umfangsrichtung geringhalten.According to a further aspect of the invention, the control geometry is arranged fixedly in the circumferential direction and a rotating ring with the cam is movable in the circumferential direction relative to the control geometry. This can keep the mass to be moved low and thus promote the movement in the circumferential direction, since the cam can be constructed comparatively compactly and lightly relative to the control geometry. This can keep the energy requirement for carrying out the movement in the circumferential direction low.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Drehring entlang der Längsachse zwischen einem Gehäuse und einem Oberteil, welches das Federelement hält, gehalten. Dies kann eine kompakte Anordnung des Drehrings zwischen weiteren Elementen des Stellantriebs ermöglichen.According to a further aspect of the invention, the rotating ring is held along the longitudinal axis between a housing and an upper part which holds the spring element. This can enable a compact arrangement of the rotating ring between other elements of the actuator.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Drehring radial außenseitig dem Nocken abgewandt ein Stützelement, vorzugsweise pro Nocken ein Stützelement, auf. Das Stützelement kann als Versteifung angesehen werden, um den Drehring im Bereich des Nockens, wo die Kraftübertragung zur Steuergeometrie erfolgt, eine höhere bzw. ausreichende Stabilität und Haltbarkeit und damit dem Stellantrieb als Ganzes die gewünschte Lebensdauer zu geben. Sind mehrere Nocken vorhanden, so kann pro Nocken ein Stützelement vorgesehen sein. Durch das Stützelement bzw. durch die Stützelemente kann auch ein eher punktueller Kontakt zu dessen Umgebung, beispielsweise zur Innenseite des Gehäuses, erfolgen, gegenüber welcher der Drehring beweglich ist, so dass die Reibung an dieser Stelle geringgehalten und damit die Drehbeweglichkeit begünstigt werden kann.According to a further aspect of the invention, the rotary ring has a support element on the radially outer side facing away from the cam, preferably one support element per cam. The support element can be seen as a stiffener in order to give the rotary ring in the area of the cam, where the force is transmitted to the control geometry, greater or sufficient stability and durability and thus the actuator as a whole the desired service life. If several cams are present, one support element can be provided per cam. The support element or support elements can also provide a more point-like contact with its surroundings, for example the inside of the housing, relative to which the rotary ring can move, so that the friction at this point can be kept low and thus the rotational mobility can be promoted.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist das Sperrspannwerk eine Mehrzahl von Nocken auf, welche in der Umfangsrichtung gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. Entsprechend ist auch die Steuergeometrie ausgebildet, mit allen Nocken wie zuvor beschrieben zusammenzuwirken. Dies kann die Kraftübertragung zwischen Nocken und Steuergeometrie gleichmäßiger gestalten. Auch kann hierdurch Verkippungen oder Verkantungen vorgebeugt bzw. entgegengewirkt werden.According to a further aspect of the invention, the locking clamping mechanism has a plurality of cams which are arranged at equal distances from one another in the circumferential direction. The control geometry is also designed accordingly to interact with all cams as described above. This can make the force transmission between the cam and the control geometry more uniform. This can also prevent or counteract tilting or jamming.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Stellantrieb eine Hubanzeige auf, welche ausgebildet ist, eine Stellung des Stößels entlang der Längsachse, vorzugsweise relativ zu einem Gehäuse, anzuzeigen, wobei vorzugsweise die Hubanzeige feststehend, vorzugsweise einstückig, mit dem Steuerelement ausgebildet ist. Eine derartige Hubanzeige kann ein Element sein, welches relativ zu einem weiteren Element des Stellantriebs, insbesondere zu dessen Gehäuse, derart bewegt werden kann, dass ein Benutzer außen am Stellantrieb die Stellung des Stößels entlang der Längsachse erkennen bzw. ablesen kann. Dies kann durch die Stellung des Elements selbst, beispielsweise durch einen bündigen Abschluss mit dem weiteren Element bzw. mit dem Gehäuse bzw. durch ein geringfügiges Hervorragen gegenüber dem weiteren Element bzw. gegenüber dem Gehäuse des Stellantriebs auf der einen Seite, beispielsweise zum Anzeigen des vollständig geschlossenen Stellventils, und durch ein signifikantes Hervorragen gegenüber dem weiteren Element bzw. gegenüber dem Gehäuse des Stellantriebs auf der anderen Seite, beispielsweise zum Anzeigen des vollständig geöffneten Stellventils, erfolgen.According to a further aspect of the invention, the actuator has a stroke indicator which is designed to indicate a position of the tappet along the longitudinal axis, preferably relative to a housing, wherein the stroke indicator is preferably fixed, preferably integral with the control element. Such a stroke indicator can be an element which can be moved relative to a further element of the actuator, in particular to its housing, in such a way that a user can recognize or read the position of the tappet along the longitudinal axis on the outside of the actuator. This can be done by the position of the element itself, for example by being flush with the further element or with the housing or by protruding slightly from the further element or from the housing of the actuator on one side, for example to indicate the fully closed control valve, and by protruding significantly from the further element or from the housing of the actuator on the other side, for example to indicate the fully open control valve.

Dabei die Hubanzeige feststehend, vorzugsweise einstückig, mit dem Steuerelement auszubilden kann den Aufwand der Umsetzung reduzieren und bzw. oder sicherstellen, dass die Hubanzeige der Stellung des Steuerelements entlang der Längsachse entspricht, welche der Stellung des Stößels entspricht.Designing the stroke indicator as a fixed position, preferably in one piece, with the control element can reduce the implementation effort and/or ensure that the stroke indicator corresponds to the position of the control element along the longitudinal axis, which corresponds to the position of the plunger.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Stellelement ein Dehnstoffelement, welches ausgebildet ist, durch elektrische Erwärmung das Stellventil mittels Druckkraft entlang der Längsachse zu betätigen. Entsprechend kann der Stellantrieb als thermischer Stellantrieb bezeichnet werden. Dies kann eine Möglichkeit der Umsetzung darstellen. Insbesondere können die Eigenschaften und Vorteile von elektrisch betreibbaren Dehnkörpern bzw. Dehnstoffelementen so bei dem erfindungsgemäßen Stellantrieb umgesetzt und genutzt werden. Die erwärmungsbedingte Ausdehnung kann konkret seitens des Dehnstoffs bzw. des Dehnwachses des Dehnstoffelements erfolgen.According to a further aspect of the invention, the actuating element is an expansion element which is designed to actuate the control valve by means of pressure force along the longitudinal axis through electrical heating. Accordingly, the actuator can be referred to as a thermal actuator. This can represent one possible implementation. In particular, the properties and advantages of electrically operable expansion bodies or expansion elements can be implemented and used in the actuator according to the invention. The expansion due to heating can specifically take place on the part of the expansion material or the expansion wax of the expansion element.

Dabei ein Dehnstoffelement bzw. einen Dehnstoff zu verwenden, welcher sich möglichst einfach und schnell erwärmen lässt bzw. bei Erwärmung zu einer möglichst schnellen Ausdehnung führt, kann dahingehend vorteilhaft sein, dass die gewünschte Kraftausübung möglichst schnell und mit möglichst wenig Energie erreicht werden kann. Dies kann zusätzlich oder alternativ auch mittels der Verwendung einer möglichst schnell erwärmbaren Wärmequelle des Dehnstoffelements wie beispielsweise eines vergleichsweise heißen PTC-Elements (positive temperature coefficient) erfolgen. In jedem Fall kann dies das Schalten begünstigen bzw. beschleunigen und bzw. oder dessen Energieverbrauch geringhalten.Using an expansion element or an expansion material that can be heated as easily and quickly as possible or that expands as quickly as possible when heated can be advantageous in that the desired force can be applied as quickly as possible and with as little energy as possible. This can be achieved additionally or alternatively by using a heat source for the expansion element that can be heated as quickly as possible, such as a relatively hot PTC element (positive temperature coefficient). In any case, this can promote or accelerate switching and/or keep its energy consumption low.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Dehnstoffelement ausgebildet, sich durch elektrische Erwärmung linear auszudehnen und hierdurch einen Kolben entlang der Längsachse von sich weg zu bewegen, wobei der Kolben ausgebildet ist, die lineare Ausdehnung des Dehnstoffelements entlang der Längsachse auf das Steuerelement zu übertragen. Dies kann eine konkrete Möglichkeit der Umsetzung sein, mittels des Stellelements in Form eines Dehnstoffelements eine lineare Bewegung zu erzeugen, um eine Druckkraft auf das Steuerelement auszuüben.According to a further aspect of the invention, the expansion element is designed to expand linearly by electrical heating and thereby move a piston away from itself along the longitudinal axis, wherein the piston is designed to transfer the linear expansion of the expansion element along the longitudinal axis to the control element. This can be a concrete possibility of implementation, to generate a linear movement by means of the actuating element in the form of an expansion element in order to exert a pressure force on the control element.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Stellantrieb ausgebildet, die entlang der Längsachse gehaltene Position des Steuerelements sensorisch zu erfassen. Dies kann mittels jeglicher geeigneter sensorischer Mittel erfolgen. Hierzu kann beispielsweise ein elektrischer Kontakt zwischen zwei elektrischen Leitern verwendet werden, welcher geschlossen und geöffnet werden kann. Auch kann dies mittels eines Schalters erfolgen, welcher gedrückt bzw. betätigt werden kann oder nicht. Dies kann auch mittels induktiver oder kapazitiver Sensoren erfolgen, welche durch eine entsprechende induktive oder kapazitive Kopplung zwischen zwei Elementen oder durch eine fehlende induktive oder kapazitive Kopplung zwischen den zwei Elementen sensorisch wirken können.According to a further aspect of the invention, the actuator is designed to sense the position of the control element held along the longitudinal axis. This can be done using any suitable sensory means. For example, an electrical contact between two electrical conductors can be used for this, which can be closed and opened. This can also be done using a switch that can be pressed or actuated or not. This can also be done using inductive or capacitive sensors, which can have a sensory effect through a corresponding inductive or capacitive coupling between two elements or through a lack of inductive or capacitive coupling between the two elements.

Dies kann jeweils direkt zwischen dem Steuerelement und dem Sensor bzw. dessen Sensorelement erfolgen oder auch indirekt, d.h. durch Übertragung der jeweiligen Wirkung durch ein drittes entlang der Wirkrichtung dazwischenliegendes Element, welches das Zusammenwirken von Steuerelement und Sensor bzw. Sensorelement von dem einen auf den anderen übertragen kann. Dies kann auch eine Änderung der Richtung des Zusammenwirkens umfassen. So kann beispielsweise ein winkeliges und insbesondere ein rechtwinkeliges mechanisches Element vom Steuerelement an dem einen Ende mit sich mit bewegt werden, beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung, und mit dem gegenüberliegenden Ende, insbesondere um 90° entlang der Richtung der translatorischen Bewegung des Steuerelements, einen Schalter drücken oder freigeben. Letztere Variante kann insbesondere einem kompakten Aufbau, insbesondere seitlich zum Steuerelement, dienen.This can take place directly between the control element and the sensor or its sensor element, or indirectly, i.e. by transmitting the respective effect through a third element lying in between along the direction of action, which can transmit the interaction of control element and sensor or sensor element from one to the other. This can also include a change in the direction of interaction. For example, an angular and in particular a right-angled mechanical element can be moved along by the control element at one end, for example by a positive connection, and can press or release a switch with the opposite end, in particular by 90° along the direction of the translational movement of the control element. The latter variant can be used in particular for a compact structure, in particular to the side of the control element.

In jedem Fall kann diese Stellung bzw. Position erkannt werden oder nicht, wodurch wenigstens eine Unterscheidung zwischen zwei Stellungen bzw. Positionen ermöglicht werden kann. Dabei kann entweder die entlang der Längsachse gehaltene Position des Steuerelements auf diese Art und Weise erkannt werden und aus dem Nicht-Erkennen der entlang der Längsachse gehaltenen Position des Steuerelements diese Position ausgeschlossen werden. Auch kann entsprechend auf eine andere Position bzw. Stellung wie insbesondere auf die entlang der Längsachse gegenüberliegende bzw. „normale“ unbetätigte Grundposition des Stellantriebs bzw. Stellelements geschlossen werden. Dies kann auch umgekehrt erfolgen.In any case, this position can be recognized or not, which can at least make it possible to distinguish between two positions. In this case, either the position of the control element held along the longitudinal axis can be recognized in this way and this position can be excluded if the position of the control element held along the longitudinal axis is not recognized. It is also possible to conclude that another position is present, such as in particular the "normal" non-actuated basic position of the actuator or control element opposite the longitudinal axis. This can also be done the other way around.

In jedem Fall kann hierdurch, beispielsweise seitens einer Steuerungseinheit des Stellantriebs, zwischen der entlang der Längsachse gehaltenen Position des Steuerelements und einer weiteren Position entlang der Längsachse unterschieden werden, welche wie zuvor beschrieben erfindungsgemäß beide bei unbetätigtem Stellelement eingenommen werden können. Hierzu ist zu speichern, welche Position zuletzt eingenommen wurde, was beispielsweise bei einer Betriebsunterbrechung des Stellantriebs, bei einer Stromunterbrechung und dergleichen jedoch als flüchtig gespeicherte Information verloren gehen kann. Daher kann es vorteilhaft sein, sensorisch wie zuvor beschrieben zumindest zwischen den beiden Positionen bzw. Stellungen unterscheiden zu können, welche bei einem unbetätigten Stellelement vorliegen können. Ohne entsprechende Sensorik seitens des Stellantriebs bzw. dessen Steuerungseinheit könnte nicht zwischen diesen beiden Positionen bzw. Stellungen des unbetätigten Stellelements unterschieden werden, da beide Positionen vorliegen können, ohne das Stellelement zu betätigen.In any case, this makes it possible, for example by a control unit of the actuator, to distinguish between the position of the control element held along the longitudinal axis and a further position along the longitudinal axis, both of which can be assumed according to the invention when the actuator is not actuated, as described above. To do this, it is necessary to store which position was last assumed, but this can be lost as volatile information, for example, if the actuator is not in operation, if the power is interrupted, or the like. It can therefore be advantageous to be able to distinguish by sensor, as described above, at least between the two positions or positions that can exist when the actuator is not actuated. Without appropriate sensors on the part of the actuator or its control unit, it would not be possible to distinguish between these two positions or positions of the unactuated actuator, since both positions can exist without the actuator being actuated.

Vorzugsweise weist der Stellantrieb hierzu ein Schalterelement auf, welches ausgebildet ist, in der entlang der Längsachse gehaltenen Position des Steuerelements, vorzugsweise von einem Kontaktelement des Steuerelements, betätigt zu werden, oder umgekehrt. Dies kann eine konkrete Möglichkeit der Umsetzung wie zuvor bereits beschrieben darstellen. Dabei seitens des Steuerelement ein entsprechendes Kontaktelement, beispielsweise als radial hervorragender Schalter zum Drücken und Lösen eines entsprechenden Schalters, vorzusehen kann, eine technisch einfacher aber verlässliche Art und Weise der Umsetzung darstellen. Dies kann, wie bereits erwähnt, auch mittels eines dazwischenliegenden Elements, insbesondere um 90° in die translatorische Bewegungsrichtung gedreht, erfolgen, um das Schalterelement entlang der Längsachse betätigen und freigeben zu können.For this purpose, the actuator preferably has a switch element which is designed to be actuated in the position of the control element held along the longitudinal axis, preferably by a contact element of the control element, or vice versa. This can represent a concrete possibility of implementation as already described. Providing a corresponding contact element on the part of the control element, for example as a radially protruding switch for pressing and releasing a corresponding switch, can represent a technically simple but reliable way of implementation. As already mentioned, this can also be done by means of an intermediate element, in particular rotated by 90° in the translational direction of movement, in order to be able to actuate and release the switch element along the longitudinal axis.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Stellantrieb ein Verbindungselement auf, welches ausgebildet ist, den Stellantrieb feststehend mit dem Stellventil zu verbinden. Dies kann die feststehende Montage des Stellantriebs an dem Stellventil ermöglichen. Dies kann direkt oder indirekt mittels eines dazwischenliegenden Adapters bzw. Adaptersystems erfolgen.According to a further aspect of the invention, the actuator has a connecting element which is designed to connect the actuator in a fixed manner to the control valve. This can enable the actuator to be fixedly mounted on the control valve. This can be done directly or indirectly by means of an adapter or adapter system in between.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Fluidverteiler, vorzugsweise einen Heizkreisverteiler, mit wenigstens einem Stellventil mit einem Stellantrieb wie zuvor beschrieben. Ein derartiger Fluidverteiler kann insbesondere ein Heizkreisverteiler einer Fußbodenheizung, einer Warmwasserheizungsanlage oder ein Heizkörper bzw. ein Radiator einer Warmwasserheizungsanlage sein. Hierdurch kann ein Fluidverteiler geschaffen werden, um die zuvor genannten Eigenschaften und Vorteile eines erfindungsgemäßen Stellantriebs umsetzen und nutzen zu können. In jedem Fall können der Fluidverteiler bzw. der Heizkreisverteiler, dessen Stellventil und der erfindungsgemäße Stellantrieb als separate Bauteile bzw. Baugruppen hergestellt und dann, ggfs. mittels eines Adapters, zusammengefügt werden. Das Stellventil und bzw. oder der erfindungsgemäße Stellantrieb können jedoch auch als Bestandteil des Fluidverteilers ausgebildet und somit in den Fluidverteiler integriert sein. Auch können zumindest das Stellventil und der erfindungsgemäße Stellantrieb als gemeinsame integrale Baugruppe ausgebildet und in dem Fluidverteiler angeordnet bzw. integriert sein.The present invention also relates to a fluid distributor, preferably a heating circuit distributor, with at least one control valve with an actuator as described above. Such a fluid distributor can in particular be a heating circuit distributor of an underfloor heating system, a hot water heating system or a radiator of a hot water heating system. This makes it possible to create a fluid distributor in order to be able to implement and use the aforementioned properties and advantages of an actuator according to the invention. In any case, the fluid distributor or the heating circuit distributor, its control valve and the actuator according to the invention can be manufactured as separate components or assemblies and then joined together, if necessary using an adapter. The control valve and/or the actuator according to the invention can, however, also be designed as a component of the fluid distributor and thus integrated into the fluid distributor. At least the control valve and the actuator according to the invention can also be designed as a common integral assembly and arranged or integrated in the fluid distributor.

Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren rein schematisch dargestellt und näher erläutert. Darin zeigt:

1 eine Schnittdarstellung eines Stellventils eines Fluidverteilers gemäß dem Stand der Technik;
2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Stellantriebs in einer vollständig geschlossenen Stellung;
3 eine perspektivische Darstellung eines Drehrings des erfindungsgemäßen Stellantriebs;
4 eine perspektivische Darstellung eines Steuerelements des erfindungsgemäßen Stellantriebs;
5 einen perspektivischen Längsschnitt durch den oberen Bereich des erfindungsgemäßen Stellantriebs;
6 bis 8 eine Schrittfolge des Steuerelements von einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vollständig geöffnete und selbsttätig gehaltene Stellung des erfindungsgemäßen Stellantriebs; und
9 bis 11 eine Schrittfolge des Steuerelements von einer vollständig geöffneten und selbsttätig gehaltenen Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung des erfindungsgemäßen Stellantriebs.

An embodiment and further advantages of the invention are shown schematically below and explained in more detail in connection with the following figures.

1 a sectional view of a control valve of a fluid distributor according to the prior art;
2 a sectional view of an actuator according to the invention in a fully closed position;
3 a perspective view of a rotating ring of the actuator according to the invention;
4 a perspective view of a control element of the actuator according to the invention;
5 a perspective longitudinal section through the upper region of the actuator according to the invention;
6 to 8 a sequence of steps of the control element from a completely closed position to a completely open and automatically held position of the actuator according to the invention; and
9 to 11 a sequence of steps of the control element from a fully open and automatically held position to a fully closed position of the actuator according to the invention.

Die o.g. Figuren werden in zylindrischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsachse X. Senkrecht zur Längsachse X erstreckt sich eine radiale Richtung R von der Längsachse X weg. Senkrecht zur radialen Richtung R und um die Längsachse X herum erstreckt sich eine Umfangsrichtung U.The above figures are considered in cylindrical coordinates. A longitudinal axis X extends. A radial direction R extends perpendicular to the longitudinal axis X away from the longitudinal axis X. A circumferential direction U extends perpendicular to the radial direction R and around the longitudinal axis X.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Stellventils 12 eines Fluidverteilers 1 gemäß dem Stand der Technik. Der Fluidverteiler 1 wird am Beispiel eines Heizkreisverteilers 1 einer Heizungsanlage betrachtet. Der Heizkreisverteiler 1 weist eine Wandung 10 auf, welche einen Innenraum 11 als Innenvolumen 11 umschließt. Innerhalb des Innenraums 11 befindet sich ein Fluid 18 in Form von Heizungswasser 18. 1 shows a sectional view of a control valve 12 of a fluid distributor 1 according to the prior art. The fluid distributor 1 is considered using the example of a heating circuit distributor 1 of a heating system. The heating circuit distributor 1 has a wall 10 which encloses an interior space 11 as an internal volume 11. Within the interior space 11 there is a fluid 18 in the form of heating water 18.

Der Heizkreisverteiler 1 weist mehrere Stellventile 12 auf, welche nebeneinander angeordnet sind und von denen lediglich ein Stellventil 12 in der 1 dargestellt ist. Das Stellventil 12 weist einen Leitungsanschluss 13 auf, welcher in der Darstellung der 1 nach unten hin durch die Wandung 10 des Heizkreisverteilers 1 hindurchführt. Am unteren bzw. äußeren Ende des Leitungsanschlusses 13 ist eine Fluidleitung 19 in Form eines Rohrs 19 angeschlossen. Das Stellventil 12 weist einen Ventilstößel 14 in Form eines zylindrischen Stabes auf, welcher durch das Heizungswasser 18 hindurchgeführt wird und sich an seinem unteren, dem Leitungsanschluss 13 zugewandten Ende zu einem kreisrunden Ventilteller 15 radial aufweitet. Dem Leitungsanschluss 13 zugewandt weist der Ventilteller 15 randseitig eine ringförmige Ventildichtung 16 aus einem elastischen Material auf.The heating circuit distributor 1 has several control valves 12, which are arranged next to each other and of which only one control valve 12 is in the 1 The control valve 12 has a line connection 13, which in the illustration of the 1 downwards through the wall 10 of the heating circuit distributor 1. A fluid line 19 in the form of a pipe 19 is connected to the lower or outer end of the line connection 13. The control valve 12 has a valve tappet 14 in the form of a cylindrical rod, which is guided through the heating water 18 and expands radially at its lower end facing the line connection 13 to form a circular valve plate 15. Facing the line connection 13, the valve plate 15 has an annular valve seal 16 made of an elastic material on the edge.

Außerhalb der Wandung 10 des Heizkreisverteilers 1 ist das Stellventil 12 derart von außen auf der Wandung 10 feststehend angeordnet, dass sich der Ventilstößel 14 entlang der Längsachse X durch das Stellventil 12 hindurch und mit seiner Oberkante 14a nach oben aus dem Stellventil 12 heraus erstreckt. Innerhalb des Stellventils 12 ist eine Rückstellfeder 17 als Ventilfeder 17 angeordnet und derart mit dem Stellventil 12 und dem Ventilstößel 14 verbunden, dass der Ventilstößel 14 entlang der Längsachse X von der Federkraft F der Rückstellfeder 17 vom Leitungsanschluss 13 weg bewegt und der Leitungsanschlusses 13 somit fluidführend geöffnet werden kann. An seiner zylindrischen Außenfläche weist das Stellventil 12 ein Anschlussgewinde 17a auf, an welchem ein Stellantrieb 2 befestigt werden kann. Dies kann auch mittels eines Adapters bzw. eines Adaptersystem oder auch mittels einer Überwurfmutter erfolgen.Outside the wall 10 of the heating circuit distributor 1, the control valve 12 is arranged fixedly on the wall 10 from the outside in such a way that the valve tappet 14 extends along the longitudinal axis X through the control valve 12 and with its upper edge 14a upwards out of the control valve 12. Inside the control valve 12, a return spring 17 is arranged as a valve spring 17 and is connected to the control valve 12 and the valve tappet 14 in such a way that the valve tappet 14 is moved away from the line connection 13 along the longitudinal axis X by the spring force F of the return spring 17 and the line connection 13 can thus be opened to allow fluid to pass through. On its cylindrical outer surface, the control valve 12 has a connection thread 17a to which an actuator 2 can be attached. This can also be done using an adapter or an adapter system or also using a union nut.

Zur Betätigung des Stellventils 12 kann nun ein erfindungsgemäßer thermischer Stellantrieb 2 wie in den 2 bis 5 dargestellt verwendet werden. Hierbei handelt es sich um einen sog. Normally-Closed-Stellantrieb 2, kurz NC-Stellantrieb 2, welcher im unbetätigten Zustand eine ausreichend hohe Kraft auf den Ventilstößel 14 des Stellventils 12 ausübt, welche größer als die Federkraft der Rückstellfeder 17 des Stellventils 12 ist. Entsprechend wird im unbetätigten Zustand des Stellantriebs 2 der Ventilstößel 14 samt Ventilteller 15 und Ventildichtung 16 entlang der Längsachse X auf das obere Ende des Leitungsanschlusses 13 gedrückt und somit das Rohr 19 verschlossen.To actuate the control valve 12, a thermal actuator 2 according to the invention can now be used as shown in the 2 to 5 shown. This is a so-called normally closed actuator 2, or NC actuator 2 for short, which in the non-actuated state exerts a sufficiently high force on the valve tappet 14 of the control valve 12, which is greater than the spring force of the return spring 17 of the control valve 12. Accordingly, in the non-actuated state of the actuator 2, the valve tappet 14 together with the valve plate 15 and valve seal 16 are pressed along the longitudinal axis X onto the upper end of the line connection 13, thus closing the pipe 19.

2 zeigt dabei eine schematische Schnittdarstellung eines mit dem Stellventil 12 verbundenen erfindungsgemäßen Stellantriebs 2 in einer vollständig geschlossenen Stellung. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Drehrings 29 des erfindungsgemäßen Stellantriebs 2. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Steuerelements 25 des erfindungsgemäßen Stellantriebs 2. 5 zeigt einen perspektivischen Längsschnitt durch den oberen Bereich des erfindungsgemäßen Stellantriebs 2. 2 shows a schematic sectional view of an actuator 2 according to the invention connected to the control valve 12 in a completely closed position. 3 shows a perspective view of a rotating ring 29 of the actuator 2 according to the invention. 4 shows a perspective view of a control element 25 of the actuator 2 according to the invention. 5 shows a perspective longitudinal section through the upper region of the actuator 2 according to the invention.

Der Stellantrieb 2 weist ein Gehäuse 20 auf, welches im Wesentlichen zylindrisch um die Längsachse X herum ausgebildet sowie dem Stellventil 12 abgewandt kuppelartig geschlossen ist, bis auf eine Gehäuseöffnung 20a auf der Längsachse X, welche auch als Hubanzeigenöffnung 20a fungiert.The actuator 2 has a housing 20 which is essentially cylindrical around the longitudinal axis X and is closed in a dome-like manner facing away from the control valve 12, except for a housing opening 20a on the longitudinal axis X, which also functions as a stroke indicator opening 20a.

Im Inneren des Gehäuses 20 ist ein Grundkörper 21 angeordnet, welcher auch als Halterungselement 21 bezeichnet werden kann. Entlang der Längsachse X der Gehäuseöffnung 20a abgewandt weist das Halterungselement 21 ein Verbindungselement 22 bzw. ein Verriegelungselement 22 auf, um mit dem Anschlussgewinde 17a des Stellventils 12 bzw. mit einem entsprechenden Hinterschnitt bzw. Absatz eines Adapters durch Hintergreifen verbunden zu werden. Seitlich verläuft eine Anschlussleitung 23 von Halterungselement 21 weg. Die Anschlussleitung 23 verläuft dabei zwischen dem Halterungselement 21 und dem Gehäuse 20 entlang der Längsachse X in Richtung des Stellventils 12.A base body 21 is arranged inside the housing 20, which can also be referred to as a holding element 21. Along the longitudinal axis X, facing away from the housing opening 20a, the holding element 21 has a connecting element 22 or a locking element 22 in order to be connected to the connection thread 17a of the control valve 12 or to a corresponding undercut or shoulder of an adapter by engaging behind it. A connecting line 23 runs laterally away from the holding element 21. The connecting line 23 runs between the holding element 21 and the housing 20 along the longitudinal axis X in the direction of the control valve 12.

Dem Stellventil 12 abgewandt bzw. der Gehäuseöffnung 20a zugewandt wird ein Stellelement 24 vom Halterungselement 21 aufgenommen. Das Stellelement 24 ist als Dehnstoffelements 24 mit Heizquelle (nicht dargestellt) als thermoelektrisches Stellelement realisiert, welches über die Anschlussleitung 23 elektrisch gespeist werden kann, um elektrisch erwärmt zu werden und hierdurch entlang der Längsachse X vom Stellventil 12 wegzeigend eine Längenänderung zu erzeugen. Mittels dieser Längenänderung des erwärmbaren Dehnstoffelements 24 kann ein Kolben 24a des Dehnstoffelements 24 entlang der Längsachse X vom Stellventil 12 weg bzw. zur Gehäuseöffnung 20a hin bewegt werden. Aufgrund des elektrisch beheizbaren Dehnstoffelements 24 als Stellelement 24 stellt der Stellantrieb 2 einen thermischen Stellantrieb 2 dar.A control element 24 is accommodated by the support element 21 facing away from the control valve 12 or facing the housing opening 20a. The control element 24 is implemented as an expansion element 24 with a heat source (not shown) as a thermoelectric control element, which can be electrically fed via the connecting line 23 in order to be electrically heated and thereby generate a change in length along the longitudinal axis X pointing away from the control valve 12. By means of this change in length of the heatable expansion element 24, a piston 24a of the expansion element 24 can be moved along the longitudinal axis X away from the control valve 12 or towards the housing opening 20a. Due to the electrically heatable expansion element 24 as the control element 24, the actuator 2 represents a thermal actuator 2.

Der Kolben 24a des Dehnstoffelements 24 steht dabei in Kontakt mit einem hohlzylindrisch und einseitig geschlossenen Steuerelement 25, welches auch als Unterteil 25 bezeichnet werden kann. Das Steuerelement 25 umschließt das Dehnstoffelement 24. Die Außenseite der geschlossenen Fläche stellt eine Hubanzeige 25a des Steuerelements 25 dar, welche entlang der Längsachse X durch die Gehäuseöffnung 20a bzw. durch die Hubanzeigeöffnung 20a des Gehäuses 20 hindurch nach oben aus dem Gehäuse 20 herausragen kann. Die Innenseite der geschlossenen Fläche des Steuerelements 25 steht in Kontakt mit dem Kolben 24a des Dehnstoffelements 24, so dass das Steuerelement 25 vom Dehnstoffelement 24 entlang der Längsachse X vom Stellventil 12 weg bzw. zur Gehäuseöffnung 20a hin gedrückt werden kann. Der entlang der Längsachse X dem Stellventil 12 zugewandte untere Rand des Steuerelements 25 bildet an einer Stelle radial nach außen zeigend ein Kontaktelement 25f als radialer Vorsprung 25f aus, welches in berührendem Kontakt mit einem Schalterelement 25g stehen kann oder nicht, je nachdem, welches Position das Steuerelement 25 entlang der Längsachse X einnimmt, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Das Schalterelement 25g ist gegenüber dem Steuerelement 25 feststehend, beispielsweise an der Innenseite des Gehäuses 20 oder am Grundkörper 21, angeordnet.The piston 24a of the expansion element 24 is in contact with a hollow cylindrical and one-sided closed control element 25, which can also be referred to as the lower part 25. The control element 25 encloses the expansion element 24. The outside of the closed surface represents a stroke indicator 25a of the control element 25, which can protrude upwards out of the housing 20 along the longitudinal axis X through the housing opening 20a or through the stroke indicator opening 20a of the housing 20. The inside of the closed surface of the control element 25 is in contact with the piston 24a of the expansion element 24, so that the control element 25 can be pressed by the expansion element 24 along the longitudinal axis X away from the control valve 12 or towards the housing opening 20a. The lower edge of the control element 25 facing the control valve 12 along the longitudinal axis X forms a contact element 25f as a radial projection 25f at one point pointing radially outwards, which may or may not be in contact with a switch element 25g, depending on the position the control element 25 assumes along the longitudinal axis X, as will be described in more detail below. The switch element 25g is arranged fixedly relative to the control element 25, for example on the inside of the housing 20 or on the base body 21.

Das Steuerelement 25 steht ferner entlang der Längsachse X zum einen in berührendem Kontakt mit einem Stößel 28, so dass der Stößel 28 des Stellantriebs 2 entlang der Längsachse X beweglich ist. Der Stößel 28 steht entlang der Längsachse X gegenüberliegend in berührendem Kontakt mit dem Ventilstößel 14 des Stellventils 12. Zum anderen steht das Steuerelement 25 mittels seines radial nach außen gebogenen Rands (nicht bezeichnet) entlang der Längsachse X in berührendem Kontakt mit einem Federelement 26, welches als Druckfeder 26 in Form einer Spiralfeder 26 ausgebildet ist. Die Spiralfeder 26 stützt sich entlang der Längsachse X mit ihrem gegenüberliegenden Ende an dem radial nach innen gebogenen Rand (nicht bezeichnet) eines Oberteils 27 ab, welches feststehend mit dem Halterungselement 21 verbunden ist.The control element 25 is also in contact with a tappet 28 along the longitudinal axis X, so that the tappet 28 of the actuator 2 is movable along the longitudinal axis X. The tappet 28 is in contact with the valve tappet 14 of the control valve 12 opposite along the longitudinal axis X. On the other hand, the control element 25 is in contact with a spring element 26 along the longitudinal axis X by means of its radially outwardly bent edge (not designated), which is designed as a compression spring 26 in the form of a spiral spring 26. The spiral spring 26 is supported along the longitudinal axis X with its opposite end on the radially inwardly bent edge (not designated) of an upper part 27, which is fixedly connected to the mounting element 21.

Das Steuerelement 25 ist somit entlang der Längsachse X durch das Wechselspiel der Kräfte der Spiralfeder 26, welche das Steuerelement 25 zum Stellventil 12 hin bzw. von der Gehäuseöffnung 20a weg drückt, und des Dehnstoffelements 24, welche das Steuerelement 25 mittels seines Kolbens 24a vom Stellventil 12 weg bzw. zur Gehäuseöffnung 20a hin drücken kann, beweglich. Durch den berührenden Kontakt des Stößels 28 mit dem Steuerelement 25 wird dabei die Bewegung des Steuerelements 25 entlang der Längsachse X auf den Stößel 28 des Stellantriebs 2 übertragen. Gleichzeitig wirkt im montierten Zustand des Stellantriebs 2 auf dem Stellventil 12 dessen Rückstellfeder 17 bzw. Ventilfeder 17 entlang der Längsachse X ebenfalls auf den Stößel 28 des Stellantriebs 2, so dass mittels des Stößels 28 des Stellantriebs 2 eine Übertragung von Druckkräften in beide Richtungen entlang der Längsachse X erfolgen kann.The control element 25 is thus movable along the longitudinal axis X through the interplay of the forces of the spiral spring 26, which presses the control element 25 towards the control valve 12 or away from the housing opening 20a, and the expansion element 24, which can press the control element 25 away from the control valve 12 or towards the housing opening 20a by means of its piston 24a. The contact of the tappet 28 with the control element 25 transfers the movement of the control element 25 along the longitudinal axis X to the tappet 28 of the actuator 2. At the same time, when the actuator 2 is mounted on the control valve 12, its return spring 17 or valve spring 17 along the longitudinal axis X also acts on the tappet 28 of the actuator 2, so that pressure forces can be transmitted in both directions along the longitudinal axis X by means of the tappet 28 of the actuator 2.

Wird das Dehnstoffelement 24 nicht bestromt und somit nicht erwärmt, übt das Dehnstoffelement 24 keine Druckkraft entlang der Längsachse X mittels seines Kolbens 24a auf das Steuerelement 25 aus, welches somit von der Federkraft der Spiralfeder 26 ganz zum Stellventil 12 hin bzw. von der Gehäuseöffnung 20a weg gedrückt wird. Die Druckkraft der Spiralfeder 26 wird dabei vom Steuerelement 25 auf den Stößel 28 übertragen, welcher somit auf den Ventilstößel 14 des Stellventils 12 drückt. Dem Druck seitens des Stößels 28 des Stellantriebs 2 wirkt zwar die Federkraft der Ventilfeder 17 des Stellventils 12 entgegen, welche jedoch von der größeren Federkraft der Spiralfeder 26 des Stellantriebs 2 überwunden wird. Somit wird bei unbestromtem Dehnstoffelement 24 von der Federkraft der Spiralfeder 26 des Stellantriebs 2 der Ventilstößel 14 samt Ventilteller 15 und Ventildichtung 16 des Stellventils 12 entlang der Längsachse X auf das obere Ende des Leitungsanschlusses 13 gedrückt und das Rohr 19 somit geschlossen. Dies kann als geschlossene Stellung des Stellventils 12 bezeichnet werden, siehe 1. Da die geschlossene Stellung des Stellventils 12 vorliegt, wenn das Dehnstoffelement 25 des Stellantriebs 2 nicht bestromt wird, stellt der Stellantrieb 2 einen Normally-Closed-Stellantrieb 2 dar. Das Schalterelement 25g wird in diesem Fall nicht vom Kontaktelement 25f des Steuerelements 25 eingedrückt, was sensorisch erkannt werden kann. Entsprechend kann auch diese Stellung des Steuerelements 25 erkannt werden.If the expansion element 24 is not energized and therefore not heated, the expansion element 24 does not exert any pressure force along the longitudinal axis X by means of its piston 24a on the control element 25, which is thus pushed by the spring force of the spiral spring 26 all the way towards the control valve 12 or away from the housing opening 20a. The pressure force of the spiral spring 26 is transferred from the control element 25 to the tappet 28, which then presses on the valve tappet 14 of the control valve 12. The spring force of the valve spring 17 of the control valve 12 counteracts the pressure from the tappet 28 of the actuator 2, but this is overcome by the greater spring force of the spiral spring 26 of the actuator 2. Thus, when the expansion element 24 is de-energized, the spring force of the spiral spring 26 of the actuator 2 presses the valve tappet 14 together with the valve plate 15 and the valve seal 16 of the control valve 12 along the longitudinal axis X onto the upper end of the line connection 13 and thus closes the pipe 19. This can be referred to as the closed position of the control valve 12, see 1 . Since the closed position of the control valve 12 exists when the expansion element 25 of the actuator 2 is not energized, the actuator 2 represents a normally closed actuator 2. In this case, the switch element 25g is not pressed in by the contact element 25f of the control element 25, which can be detected by sensors. This position of the control element 25 can also be detected accordingly.

Wird das Dehnstoffelement 24 bestromt und somit erwärmt, übt das Dehnstoffelement 24 eine Druckkraft, welche proportional zur Bestromung bzw. zur Erwärmung ist, entlang der Längsachse X mittels seines Kolbens 24a auf das Steuerelement 25 aus, welches der Federkraft der Spiralfeder 26 entgegenwirkt, diese überwindet und somit vom Stellventil 12 weg bzw. zur Gehäuseöffnung 20a hin und ggfs. durch die Gehäuseöffnung 20a hindurch nach außen gedrückt wird, so dass der Hub von außen mittels der Hubanzeige 25a des Steuerelements 25 optisch und haptisch erkannt werden kann. Hierdurch wird auch die Druckkraft der Spiralfeder 26 auf den Stößel 28 reduziert, so dass nun die Federkraft der Ventilfeder 17 des Stellventils 12 den Ventilstößel 14 samt Ventilteller 15 und Ventildichtung 16 des Stellventils 12 entlang der Längsachse X vom oberen Ende des Leitungsanschlusses 13 abheben und hierdurch das Rohr 19 öffnen kann. Das Maß des Öffnens des Rohrs 19 bzw. des oberen Endes des Leitungsanschlusses 13 des Stellventils 12 hängt dabei von dem Maß der Bestromung bzw. der Erwärmung des Dehnstoffelements 24 des Stellantriebs 2 ab, so dass das Maß des Öffnens des Rohrs 19 bzw. des oberen Endes des Leitungsanschlusses 13 des Stellventils 12 stufenlos vorgegeben werden kann.If the expansion element 24 is energized and thus heated, the expansion element 24 exerts a compressive force, which is proportional to the energization or heating, along the longitudinal axis X by means of its piston 24a on the control element 25, which counteracts the spring force of the spiral spring 26, overcomes it and is thus pressed away from the control valve 12 or towards the housing opening 20a and, if necessary, outwards through the housing opening 20a, so that the stroke can be recognized visually and haptically from the outside by means of the stroke indicator 25a of the control element 25. This also reduces the compressive force of the spiral spring 26 on the tappet 28, so that the spring force of the valve spring 17 of the control valve 12 can now lift the valve tappet 14 together with the valve plate 15 and valve seal 16 of the control valve 12 along the longitudinal axis X from the upper end of the line connection 13 and thereby open the pipe 19. The extent to which the pipe 19 or the upper end of the line connection 13 of the control valve 12 is opened depends on the extent to which the expansion element 24 of the actuator 2 is energized or heated, so that the extent to which the pipe 19 or the upper end of the line connection 13 of the control valve 12 is opened can be continuously specified.

Dabei kommt das Kontaktelement 25f des Steuerelements 25 mit dem Schalterelement 25g in Kontakt, so dass das Schalterelement 25g vom Kontaktelement 25f des Steuerelements 25 betätigt wird. Entsprechend kann diese Stellung des Steuerelements 25 erkannt und somit von der zuvor beschriebenen Stellung des Steuerelements 25 unterschieden werden. Liegt somit der Fall vor, dass das Dehnstoffelement 24 unbestromt ist, kann anhand des Schalterelements 25g unterschieden werden, ob sich das Steuerelement 25 entlang der Längsachse X in der zuvor beschriebenen ersten oder zweiten Position befindet.The contact element 25f of the control element 25 comes into contact with the switch element 25g, so that the switch element 25g is actuated by the contact element 25f of the control element 25. Accordingly, this position of the control element 25 can be recognized and thus distinguished from the previously described position of the control element 25. If the expansion element 24 is not energized, the switch element 25g can be used to distinguish whether the control element 25 is in the previously described first or second position along the longitudinal axis X.

Soll nun ein bisher bekannter thermischer NC-Stellantrieb 2 in der vollständig geöffneten Position, in welcher das Rohr 19 bzw. das obere Ende des Leitungsanschlusses 13 des Stellventils 12 vollständig oder zumindest nahezu vollständig öffnet ist, gehalten werden, so ist das Dehnstoffelement 24 durchgängig mit entsprechend hoher bzw. voller elektrischer Leistung zu betreiben, um entsprechend erwärmt zu werden bzw. erwärmt zu bleiben. Dies führt zu einem vergleichsweise hohen Stromverbrauch.If a previously known thermal NC actuator 2 is to be held in the fully open position, in which the pipe 19 or the upper end of the line connection 13 of the control valve 12 is completely or at least almost completely open, the expansion element 24 must be operated continuously with a correspondingly high or full electrical power in order to be heated accordingly or to remain heated. This leads to a comparatively high power consumption.

Erfindungsgemäß wird daher radial außenliegend im oberen Bereich des Steuerelements 25, d.h. direkt unterhalb der Hubanzeige 25a, eine Steuergeometrie 25b ausgebildet, siehe z.B. 4. Die Steuergeometrie 25b kann auch als Gasse 25b oder als Gassengeometrie 25b bezeichnet werden. Entlang der Längsachse X wird der untere Bereich der Steuergeometrie 25b von einem durchgängigen Sägezahnprofil 25c gebildet, welches in der Umfangsrichtung U durchgängig verläuft. Die Spitzen der Sägezähne (nicht bezeichnet) zeigen entlang der Längsachse X nach oben bzw. zur Gehäuseöffnung 20a hin. Dabei weisen die Spitzen der Sägezähne 25c abwechselnd zwei geringfügig unterschiedliche Höhen auf. Entlang der Längsachse X erstreckt sich gegenüberliegend ein unterbrochenes Sägezahnprofil 25d der Steuergeometrie 25b dem durchgängigen Sägezahnprofil 25c entgegen, so dass dazwischenliegend eine in der Umfangsrichtung U durchgängige Gasse 25b bzw. Passage gebildet wird.According to the invention, a control geometry 25b is formed radially outward in the upper region of the control element 25, ie directly below the stroke indicator 25a, see e.g. 4 . The control geometry 25b can also be referred to as a lane 25b or as a lane geometry 25b. Along the longitudinal axis X, the lower area of the control geometry 25b is formed by a continuous sawtooth profile 25c, which runs continuously in the circumferential direction U. The tips of the saw teeth (not designated) point upwards or towards the housing opening 20a along the longitudinal axis X. The tips of the saw teeth 25c alternately point to two slightly lower different heights. Along the longitudinal axis X, an interrupted sawtooth profile 25d of the control geometry 25b extends opposite the continuous sawtooth profile 25c, so that a continuous lane 25b or passage is formed in between in the circumferential direction U.

Die einzelnen unterbrochenen Sägezahnprofile 25d werden in der Umfangsrichtung U durch entlang der Längsachse X nach oben hin offene Durchlässe 25e der Steuergeometrie 25b unterbrochen, wobei genau sechs gleiche offene Durchlässe 25e und somit auch sechs gleiche unterbrochene Sägezahnprofile 25d vorgesehen sind. Jedes unterbrochene Sägezahnprofil 25d weist genau eine sägezahnförmige Vertiefung (nicht bezeichnet) aus, welche in der Umfangsrichtung U zu beiden Seiten von einer Schräge eingerahmt bzw. gebildet wird. Die Spitzen der einzelnen Sägezähne des durchgängigen Sägezahnprofils 25c sind dabei etwa um die Hälfte gegenüber dem sägezahnförmigen Vertiefungen des unterbrochenen Sägezahnprofile 25d in der Umfangsrichtung U versetzt angeordnet. Auch zeigt jeweils eine Spitze der einzelnen Sägezähne des durchgängigen Sägezahnprofils 25c etwa mittig zu einer der Durchlässe 25e hin, siehe 4.The individual interrupted sawtooth profiles 25d are interrupted in the circumferential direction U by passages 25e of the control geometry 25b that are open upwards along the longitudinal axis X, whereby exactly six identical open passages 25e and thus also six identical interrupted sawtooth profiles 25d are provided. Each interrupted sawtooth profile 25d has exactly one sawtooth-shaped depression (not designated), which is framed or formed by a slope on both sides in the circumferential direction U. The tips of the individual saw teeth of the continuous sawtooth profile 25c are offset by approximately half compared to the sawtooth-shaped depressions of the interrupted sawtooth profile 25d in the circumferential direction U. Also, one tip of the individual saw teeth of the continuous sawtooth profile 25c points approximately centrally towards one of the passages 25e, see 4 .

Um die Steuergeometrie 25b des Steuerelements 25 herum wird ein Drehring 29 angeordnet, welcher entlang der Längsachse X zwischen dem oberen Rand des Oberteils 27 und dem Rand der Gehäuseöffnung 20a des Gehäuses 20 bzw. dessen Innenseite gehalten wird, siehe z.B. 5. Der Drehring 29 ist in der Umfangsrichtung U frei drehbar. Der Drehring 29 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und weist nach radial innen zeigend sechs dreieckige Nocken 29a auf, welche in der Umfangsrichtung U gleichmäßig zueinander beabstandet sind. Radial außenliegend ist jedem Nocken 29a gegenüberliegend ein Stützelement 29b zugeordnet, siehe z.B. 3. Die Stützelemente 29b des Drehrings 29 kontaktieren den Rand des Gehäuses 20 um die Gehäuseöffnung 20a herum entlang der Längsachse X von unten bzw. von innen.A rotating ring 29 is arranged around the control geometry 25b of the control element 25, which is held along the longitudinal axis X between the upper edge of the upper part 27 and the edge of the housing opening 20a of the housing 20 or its inner side, see e.g. 5 . The rotating ring 29 is freely rotatable in the circumferential direction U. The rotating ring 29 is essentially ring-shaped and has six triangular cams 29a pointing radially inwards, which are evenly spaced from each other in the circumferential direction U. Radially outwardly, each cam 29a is assigned a support element 29b opposite, see e.g. 3 The support elements 29b of the rotating ring 29 contact the edge of the housing 20 around the housing opening 20a along the longitudinal axis X from below or from the inside.

Der Drehring 29 ist derart gegenüber der Steuergeometrie 25b des Steuerelements 25 angeordnet, dass die sechs Nocken 29a jeweils in einem der Durchlässe 25e der Steuergeometrie 25b liegen, wenn das Dehnstoffelement 24 unbestromt ist, siehe 6.The rotary ring 29 is arranged relative to the control geometry 25b of the control element 25 in such a way that the six cams 29a are each located in one of the passages 25e of the control geometry 25b when the expansion element 24 is de-energized, see 6 .

Wird nun das Dehnstoffelement 24 bestromt, schiebt sich das Steuerelement 25 mit einer Hubbewegung A wie bereits zuvor erwähnt entlang der Längsachse X zur Gehäuseöffnung 20a hin. Die entlang der Längsachse X feststehenden Nocken 29a des Drehrings 29 gleiten zunächst entlang der seitlichen Flanken der Durchlässe 25e und treten dann in die Gasse zwischen dem durchgängigen Sägezahnprofil 25c und dem unterbrochenen Sägezahnprofile 25d ein. Im Laufe dieser Hubbewegung A kommen die schrägen Flanken der Nocken 29a des Drehrings 29 jeweils in Kontakt mit einer schrägen Flanke des durchgängigen Sägezahnprofils 25c der Steuergeometrie 25b, wodurch eine Drehbewegung B des Drehrings 29 erzeugt wird. Die Hubbewegung A des Steuerelements 25 und die Drehbewegung B des Drehrings 29 als Relativbewegung C enden, sobald die schrägen Flanken der Nocken 29a des Drehrings 29 in den jeweiligen Spitzen des durchgängigen Sägezahnprofils 25c zum Anliegen kommen. Hierdurch werden die Nocken 29a des Drehrings 29 in der Umfangsrichtung U um etwa eine halbe Breite der Nocken 29a gegenüber den Durchlässen 25e versetzt, siehe 7. Das Dehnstoffelement 24 bzw. das Steuerungselement 25 befindet sich dabei entlang der Längsachse X in der maximal erstreckten bzw. angehobenen Position, in welcher die Hubanzeige 25a entsprechend weit aus der Gehäuseöffnung 20a nach außen bzw. nach oben hervorragt.If the expansion element 24 is now energized, the control element 25 moves with a lifting movement A along the longitudinal axis X towards the housing opening 20a as already mentioned. The cams 29a of the rotary ring 29, which are fixed along the longitudinal axis X, first slide along the lateral flanks of the passages 25e and then enter the gap between the continuous sawtooth profile 25c and the interrupted sawtooth profile 25d. During this lifting movement A, the oblique flanks of the cams 29a of the rotary ring 29 each come into contact with an oblique flank of the continuous sawtooth profile 25c of the control geometry 25b, whereby a rotary movement B of the rotary ring 29 is generated. The lifting movement A of the control element 25 and the rotary movement B of the rotary ring 29 as relative movement C end as soon as the oblique flanks of the cams 29a of the rotary ring 29 come into contact with the respective tips of the continuous sawtooth profile 25c. As a result, the cams 29a of the rotary ring 29 are offset in the circumferential direction U by approximately half the width of the cams 29a relative to the passages 25e, see 7 The expansion element 24 or the control element 25 is located along the longitudinal axis X in the maximum extended or raised position, in which the stroke indicator 25a protrudes correspondingly far outwards or upwards from the housing opening 20a.

Wird nun die Bestromung des Dehnstoffelements 24 beendet, so drückt die Federkraft des Federelements 26 das Steuerelement 25 entlang der Längsachse X wieder in Richtung Stellventil 12. Dabei kommen die entsprechenden gegenüberliegenden schrägen Flanken der Nocken 29a des Drehrings 29 jeweils in Kontakt mit einer schrägen Flanke der unterbrochenen Sägezahnprofile 25d der Steuergeometrie 25b, wodurch ein weiterer Schritt der Drehbewegung B des Drehrings 29 erzeugt wird. Die entgegengesetzte Hubbewegung A des Steuerelements 25 und die weitere Drehbewegung B des Drehrings 29 als Relativbewegung C enden, sobald die gegenüberliegenden schrägen Flanken der Nocken 29a des Drehrings 29 in den jeweiligen Spitzen des unterbrochenen Sägezahnprofils 25d zum Anliegen kommen. Hierdurch werden die Nocken 29a des Drehrings 29 in der Umfangsrichtung U erneut um etwa eine halbe Breite der Nocken 29a weiter bewegt, siehe 8. Das Steuerungselement 25 wird hierdurch entlang der Längsachse X nahe der maximal erstreckten bzw. angehobenen Position selbsttätig gehalten, ohne dass das Dehnstoffelement 24 hierzu weiter betrieben werden muss.If the energization of the expansion element 24 is now terminated, the spring force of the spring element 26 presses the control element 25 along the longitudinal axis X back towards the control valve 12. The corresponding opposite oblique flanks of the cams 29a of the rotary ring 29 each come into contact with an oblique flank of the interrupted sawtooth profiles 25d of the control geometry 25b, whereby a further step of the rotary movement B of the rotary ring 29 is generated. The opposite stroke movement A of the control element 25 and the further rotary movement B of the rotary ring 29 as a relative movement C end as soon as the opposite oblique flanks of the cams 29a of the rotary ring 29 come to rest in the respective tips of the interrupted sawtooth profile 25d. As a result, the cams 29a of the rotary ring 29 are again moved further in the circumferential direction U by approximately half the width of the cams 29a, see 8th The control element 25 is thereby automatically held along the longitudinal axis X close to the maximum extended or raised position without the expansion element 24 having to be operated further for this purpose.

Um nun das Steuerelement 25 aus der selbsttätig gehaltenen Position wieder zu lösen, kann ein erneutes Bestromen des Dehnstoffelements 24 erfolgen, wodurch eine erneute lineare Hubbewegung A des Steuerelements 25 vom Stellventil 12 weg bzw. zur Gehäuseöffnung 20a hin erzeugt wird. Hierdurch treffen die in diese Richtung zeigenden schrägen Flanken der Nocken 29a des Drehrings 29 jeweils auf die nächsten schrägen Flanken des durchgängigen Sägezahnprofils 25c der Steuergeometrie 25b, wodurch ein weiterer Schritt der Drehbewegung B des Drehrings 29 erzeugt wird, siehe 9.In order to release the control element 25 from the automatically held position, the expansion element 24 can be energized again, which generates a new linear stroke movement A of the control element 25 away from the control valve 12 or towards the housing opening 20a. As a result, the oblique flanks of the cams 29a of the rotary ring 29 pointing in this direction each meet the next oblique flanks of the continuous sawtooth profile 25c of the control geometry 25b, which results in a further step the rotary movement B of the rotary ring 29 is generated, see 9 .

Wird nun die Bestromung des Dehnstoffelements 24 wieder beendet, so drückt die Federkraft des Federelements 26 das Steuerelement 25 entlang der Längsachse X wieder in Richtung Stellventil 12. Dabei kommen die entsprechenden gegenüberliegenden schrägen Flanken der Nocken 29a des Drehrings 29 jeweils in Kontakt mit der anderen bzw. nächsten schrägen Flanke der unterbrochenen Sägezahnprofile 25d der Steuergeometrie 25b, wodurch ein weiterer Schritt der Drehbewegung B des Drehrings 29 erzeugt wird. Da diese schrägen Flanken der unterbrochenen Sägezahnprofile 25d der Steuergeometrie 25b in den jeweiligen nächsten Durchlass 25e der Steuergeometrie 25b übergehen, gleiten die Nocken 29a des Drehrings 29 im Laufe der entgegengesetzten Hubbewegung A des Steuerelements 25 wieder in die Durchlässe 25e zurück, siehe 11, was der Ausgangssituation entspricht, siehe 6. Nun kann das Steuerelement 25 wieder wie bisher bekannt betrieben werden.If the current supply to the expansion element 24 is now stopped again, the spring force of the spring element 26 presses the control element 25 along the longitudinal axis X back towards the control valve 12. The corresponding opposite oblique flanks of the cams 29a of the rotary ring 29 come into contact with the other or next oblique flank of the interrupted sawtooth profiles 25d of the control geometry 25b, whereby a further step of the rotary movement B of the rotary ring 29 is generated. Since these oblique flanks of the interrupted sawtooth profiles 25d of the control geometry 25b pass into the respective next passage 25e of the control geometry 25b, the cams 29a of the rotary ring 29 slide back into the passages 25e during the opposite stroke movement A of the control element 25, see 11 , which corresponds to the initial situation, see 6 The control element 25 can now be operated as before.

BEZUGSZEICHENLISTE (Teil der Beschreibung)LIST OF REFERENCE SYMBOLS (part of the description)

AA: Hubbewegung des Steuerelements 25Lifting movement of the control element 25
BB: Drehbewegung des Drehrings 29Rotation of the rotating ring 29
CC: Relativbewegung eines Nockens 29a des Drehrings 29 gegenüber der Steuergeometrie 25a des Steuerelements 25Relative movement of a cam 29a of the rotary ring 29 relative to the control geometry 25a of the control element 25
FF: Federkraft der Rückstellfeder 17Spring force of the return spring 17
RR: radiale Richtungradial direction
UU: UmfangsrichtungCircumferential direction
XX: Längsachse Longitudinal axis
11: Fluidverteiler; HeizkreisverteilerFluid distributor; heating circuit distributor
1010: WandungWall
1111: Innenraum; Innenvolumeninterior space; interior volume
1212: StellventilControl valve
1313: Leitungsanschluss des Stellventils 12Control valve line connection 12
1414: VentilstößelValve tappet
14a14a: Oberkante des Ventilstößels 14Upper edge of the valve tappet 14
1515: VentiltellerValve plate
1616: VentildichtungValve seal
1717: Rückstellfeder; Ventilfederreturn spring; valve spring
17a17a: Anschlussgewindes des Stellventils 12Connection thread of the control valve 12
1818: Fluid; HeizungswasserFluid; heating water
1919: Fluidleitung; Rohr fluid line; pipe
22: (thermischer) (NC-)Stellantrieb(thermal) (NC) actuator
2020: GehäuseHousing
20a20a: Gehäuseöffnung bzw. Hubanzeigenöffnung des Gehäuses 20Housing opening or stroke indicator opening of the housing 20
2121: Grundkörper; HalterungselementBase body; mounting element
2222: Verbindungselement; Verriegelungselementconnecting element; locking element
2323: Anschlussleitung inkl. AnschlussblecheConnecting cable including connecting plates
2424: Stellelement; DehnstoffelementAdjusting element; expansion element
24a24a: Kolben des Stellelements 25Piston of the actuator 25
2525: Steuerelement; UnterteilControl element; lower part
25a25a: Hubanzeige des Steuerelements 25Stroke display of control element 25
25b25b: Steuergeometrie, Gasse bzw. Gassengeometrie des Steuerelements 25Control geometry, lane or lane geometry of the control element 25
25c25c: durchgängiges Sägezahnprofil der Steuergeometrie 25bcontinuous sawtooth profile of the control geometry 25b
25d25d: unterbrochenes Sägezahnprofil der Steuergeometrie 25binterrupted sawtooth profile of the control geometry 25b
25e25e: Durchlässe der Steuergeometrie 25bPassages of the control geometry 25b
25f25f: Kontaktelement bzw. radialer Vorsprung des Steuerelements 25Contact element or radial projection of the control element 25
25g25g: SchalterelementSwitch element
2626: Federelement; Druckfeder; Spiralfederspring element; compression spring; spiral spring
2727: OberteilTop
2828: StößelPestle
2929: DrehringRotating ring
29a29a: Nocken des Drehrings 29Cam of the rotating ring 29
29b29b: Stützelemente des Drehrings 29Support elements of the rotating ring 29

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3140472 C2 [0008]DE 3140472 C2 [0008]

Claims

Stellantrieb (2), vorzugsweise Normally-Closed-Stellantrieb (2), für ein Stellventil (12) mit einem Stellelement (24), welches ausgebildet ist, eine Kraft entlang der Längsachse (X) zu erzeugen, mit einem Federelement (26), welches ausgebildet ist, der Kraft des Stellelements (24) entlang der Längsachse (X) entgegenzuwirken, und mit einem Stößel (28), welcher ausgebildet ist, die resultierende Kraft von Stellelement (24) und Federelement (26) auf das Stellventil (12) zu übertragen, gekennzeichnet durch ein Steuerelement (25), welches ausgebildet ist, die resultierende Kraft von Stellelement (24) und Federelement (26) auf den Stößel (28) zu übertragen, wobei das Steuerelement (25) ausgebildet ist, mittels eines Sperrspannwerks (25b, 29a) in einer Position entlang der Längsachse (X) gehalten zu werden, ohne dass das Stellelement (24) betätigt wird.Actuator (2), preferably normally closed actuator (2), for a control valve (12) with an actuating element (24) which is designed to generate a force along the longitudinal axis (X), with a spring element (26) which is designed to counteract the force of the actuating element (24) along the longitudinal axis (X), and with a tappet (28) which is designed to transmit the resulting force of the actuating element (24) and spring element (26) to the control valve (12), characterized by a control element (25) which is designed to transmit the resulting force of the actuating element (24) and spring element (26) to the tappet (28), wherein the control element (25) is designed to be held in a position along the longitudinal axis (X) by means of a locking clamp (25b, 29a) without the actuating element (24) being actuated.

Stellantrieb (2) nach Anspruch 1, wobei das Sperrspannwerk (25b, 29a) eine Steuergeometrie (25b) aufweist, welche in der Umfangsrichtung (U) des Steuerelements (25) verläuft, wobei das Sperrspannwerk (25b, 29a) wenigstens einen Nocken (29a) aufweist, welcher radial zur Längsachse (X) hin in die Steuergeometrie (25b) eingreift, und wobei die Steuergeometrie (25b) entlang der Längsachse (X) gegenüber den Nocken (29a) beweglich ist, oder umgekehrt, wobei ferner die Steuergeometrie (25b) und der Nocken (29a) in der Umfangsrichtung (U) relativ zueinander beweglich sind.Actuator (2) after Claim 1 , wherein the locking clamping mechanism (25b, 29a) has a control geometry (25b) which runs in the circumferential direction (U) of the control element (25), wherein the locking clamping mechanism (25b, 29a) has at least one cam (29a) which engages in the control geometry (25b) radially towards the longitudinal axis (X), and wherein the control geometry (25b) is movable along the longitudinal axis (X) relative to the cams (29a), or vice versa, wherein furthermore the control geometry (25b) and the cam (29a) are movable relative to one another in the circumferential direction (U).

Stellantrieb (2) nach Anspruch 2, wobei die Steuergeometrie (25b) in der Umfangsrichtung (U) ein durchgängiges Sägezahnprofil (25c) aufweist, welches bei Kontakt entlang der Längsachse (X) die Relativbewegung zwischen Steuergeometrie (25b) und Nocken (29a) in der Umfangsrichtung (U) bewirkt.Actuator (2) after Claim 2 , wherein the control geometry (25b) has a continuous sawtooth profile (25c) in the circumferential direction (U), which, upon contact along the longitudinal axis (X), causes the relative movement between the control geometry (25b) and the cam (29a) in the circumferential direction (U).

Stellantrieb (2) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuergeometrie (25b) in der Umfangsrichtung (U) ein unterbrochenes Sägezahnprofil (25d) aufweist, welches ausgebildet ist, den Nocken (29a) zu hintergreifen oder vom Nocken (29a) hintergriffen zu werden und hierdurch das Steuerelement (25a) in der Position entlang der Längsachse (X) zu halten.Actuator (2) after Claim 2 or 3 , wherein the control geometry (25b) has an interrupted sawtooth profile (25d) in the circumferential direction (U), which is designed to engage behind the cam (29a) or to be engaged by the cam (29a) and thereby to hold the control element (25a) in the position along the longitudinal axis (X).

Stellantrieb (2) nach Anspruch 4, wobei das unterbrochene Sägezahnprofil (25d) der Steuergeometrie (25b) in der Umfangsrichtung (U) wenigstens einen entlang der Längsachse (X) verlaufenden Durchlass (25e) aufweist, welcher ausgebildet ist, den Nocken (29a) entlang der Längsachse (X) am unterbrochenen Sägezahnprofil (25d) vorbei zu führen.Actuator (2) after Claim 4 , wherein the interrupted sawtooth profile (25d) of the control geometry (25b) has at least one passage (25e) running along the longitudinal axis (X) in the circumferential direction (U), which passage is designed to guide the cam (29a) along the longitudinal axis (X) past the interrupted sawtooth profile (25d).

Stellantrieb (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Nocken (29a) feststehend angeordnet ist und wobei die Steuergeometrie (25b) in der Umfangsrichtung (U) gegenüber dem Nocken (25b) beweglich ist.Actuator (2) according to one of the Claims 2 until 5 , wherein the cam (29a) is arranged fixedly and wherein the control geometry (25b) is movable in the circumferential direction (U) relative to the cam (25b).

Stellantrieb (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuergeometrie (25b) in der Umfangsrichtung (U) feststehend angeordnet ist und wobei ein Drehring (29) mit dem Nocken (29a) in der Umfangsrichtung (U) gegenüber der Steuergeometrie (25b) beweglich ist.Actuator (2) according to one of the Claims 2 until 5 , wherein the control geometry (25b) is arranged fixedly in the circumferential direction (U) and wherein a rotating ring (29) with the cam (29a) is movable in the circumferential direction (U) relative to the control geometry (25b).

Stellantrieb (2) nach Anspruch 7, wobei der Drehring (29) entlang der Längsachse (X) zwischen einem Gehäuse (20) und einem Oberteil (27), welches das Federelement (26) hält, gehalten wird.Actuator (2) after Claim 7 , wherein the rotating ring (29) is held along the longitudinal axis (X) between a housing (20) and an upper part (27) which holds the spring element (26).

Stellantrieb (2) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Drehring (29) radial außenseitig dem Nocken (29a) abgewandt ein Stützelement (29b), vorzugsweise pro Nocken (29a) ein Stützelement (29b), aufweist.Actuator (2) after Claim 7 or 8th , wherein the rotary ring (29) has a support element (29b) radially on the outside facing away from the cam (29a), preferably one support element (29b) per cam (29a).

Stellantrieb (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Sperrspannwerk (25b, 29a) eine Mehrzahl von Nocken (29a) aufweist, welche in der Umfangsrichtung (U) gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind.Actuator (2) according to one of the Claims 2 until 9 , wherein the locking mechanism (25b, 29a) has a plurality of cams (29a) which are arranged evenly spaced from one another in the circumferential direction (U).

Stellantrieb (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Hubanzeige (25a), welche ausgebildet ist, eine Stellung des Stößels (28) entlang der Längsachse (X), vorzugsweise relativ zu einem Gehäuse (20), anzuzeigen, wobei vorzugsweise die Hubanzeige (25a) feststehend, vorzugsweise einstückig, mit dem Steuerelement (25) ausgebildet ist.Actuator (2) according to one of the preceding claims, with a stroke indicator (25a) which is designed to indicate a position of the plunger (28) along the longitudinal axis (X), preferably relative to a housing (20), wherein the stroke indicator (25a) is preferably fixed, preferably integral, with the control element (25).

Stellantrieb (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Stellelement (24) ein Dehnstoffelement (24) ist, welches ausgebildet ist, durch elektrische Erwärmung das Stellventil (12) mittels Druckkraft entlang der Längsachse (X) zu betätigen.Actuator (2) according to one of the preceding claims, wherein the actuating element (24) is an expansion element (24) which is designed to actuate the control valve (12) by means of pressure force along the longitudinal axis (X) by electrical heating.

Stellantrieb (2) nach Anspruch 12, wobei das Dehnstoffelement (24) ausgebildet ist, sich durch elektrische Erwärmung linear auszudehnen und hierdurch einen Kolben (24a) entlang der Längsachse (X) von sich weg zu bewegen, wobei der Kolben (24a) ausgebildet ist, die lineare Ausdehnung des Dehnstoffelements (24) entlang der Längsachse (X) auf das Steuerelement (25) zu übertragen.Actuator (2) after Claim 12 , wherein the expansion element (24) is designed to expand linearly by electrical heating and thereby to move a piston (24a) away from itself along the longitudinal axis (X), wherein the piston (24a) is designed to limit the linear expansion of the expansion element (24) along the longitudinal axis (X) to the control element (25).

Stellantrieb (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stellantrieb (2) ausgebildet ist, die entlang der Längsachse (X) gehaltene Position des Steuerelements (25) sensorisch zu erfassen, wobei der Stellantrieb (2) hierzu vorzugsweise ein Schalterelement (25g) aufweist, welches ausgebildet ist, in der entlang der Längsachse (X) gehaltenen Position des Steuerelements (25), vorzugsweise von einem Kontaktelement (25f) des Steuerelements (25), betätigt zu werden, oder umgekehrt.Actuator (2) according to one of the preceding claims, wherein the actuator (2) is designed to detect the position of the control element (25) held along the longitudinal axis (X) by sensor, wherein the actuator (2) preferably has a switch element (25g) for this purpose, which is designed to be actuated in the position of the control element (25) held along the longitudinal axis (X), preferably by a contact element (25f) of the control element (25), or vice versa.

Fluidverteiler (1), vorzugsweise Heizkreisverteiler (1), mit wenigstens einem Stellventil (12) mit einem Stellantrieb (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Fluid distributor (1), preferably heating circuit distributor (1), with at least one control valve (12) with an actuator (2) according to one of the preceding claims.