Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidstelleinrichtung für Fluidsysteme umfassend zumindest einen Stellaktuator, zumindest ein Adapterelement und zumindest einen Fluidleitungsabschnitt.

STAND DER TECHNIK

Fluidstelleinrichtungen im Stand der Technik sind für Fluidsysteme, insbesondere für Energiewandlungssysteme wie beispielsweise Brennstoffzellensysteme oder Verbrennungsmotoren bekannt. Sie werden in der Regel eingesetzt, um einen Durchfluss von einem Fluid, beispielsweise von Zuluft, Abluft und Kühlungsmitteln, in Kanälen bzw. in Rohrleitungen in irgendeiner Weise zu drosseln, zu regeln, umzuleiten, zu sperren oder zu mischen.

Ausgehend von dem Stand der Technik ergibt sich das Problem, dass gattungsgemäße Fluidstelleinrichtungen in der Regel in einen Kanal bzw. eine Rohrleitung zwischengeschaltet werden, wobei zusätzliche Verbindungselemente, wie z.B. Flansche, vorzusehen sind, um die Fluidstelleinrichtung an anderen Systemkomponenten, beispielsweise an einem Stellmotor anzubringen. Daraus resultieren kostenaufwendige und komplexe Herstellprozesse, sowie Montageaufwand und Eingriffe in die Leitungsführung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fluidstelleinrichtung mit einer einfachen Bauweise vorzuschlagen, womit ein Herstell- und Montageverfahren vereinfacht, Herstellkosten reduziert und Eingriffe in ein Rohrleitungssystem oder anderweitig ausgeformten Fluidkanal minimiert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Fluidstelleinrichtung für Fluidsysteme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung geht aus von einer Fluidstelleinrichtung für Fluidsysteme, insbesondere für Energiewandlungssysteme wie beispielsweise Brennstoffzellensysteme o- der Verbrennungsmotoren, wobei zumindest ein Stellaktuator, zumindest ein Adapterelement und zumindest ein Fluidleitungsabschnitt umfasst sind.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Fluidleitungsabschnitt zumindest eine Öffnung aufweist, mit welcher der Stellaktuator in den Fluidleitungsabschnitt eingreifen kann, wobei der Stellaktuator durch das Adapterelement, vorzugsweise über zumindest ein Dichtelement, mit dem Fluidleitungsabschnitt abgedichtet verbunden ist. Die Verbindung kann form-, kraft-, und/oder stoffsschlüssig erfolgen, beispielsweise mittels Befestigungsmitteln, durch Ver sten und/oder Kleben.

Die erfindungsgemäße Fluidstelleinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise eine einfache Montage ohne wesentliche Eingriffe in die Leitungsführung und ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Verbindungselementen wie Flanschen o.Ä. Vielmehr kann der Stellaktuator einfach mittels der Adapterplatte an dem Fluidleitungsabschnitt außenseitig (also ohne Zwischenschaltung) montiert werden und durch die bestehende Öffnung in den Fluidleitungsabschnitt eingreifen, um einen Fluidstrom nach Bedarf regeln, öffnen oder schließen zu können. Hierdurch ist weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit eröffnet, im Wesentlichen jede Art von Stellaktuator verwenden zu können, sodass sich ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Funktionalitätsmöglichkeiten ergibt.

Vorzugsweise ist ein die Öffnung umgebender und/oder zumindest mitbildender Bereich des Fluidleitungsabschnitts als im Wesentlichen komplementär zu zumindest einem Bereich des Adapterelements ausgebildeter Adapterbereich ausgebildet. Hierdurch ist eine einfache und passgenaue Verbindung des Adapterelements mit dem Fluidleitungsabschnitt ermöglicht, beispielsweise indem das Adapterelement einfach an den Adapterbereich aufgesteckt oder zumindest bereichsweise in diesen eingesteckt wird. Insbesondere kann das Dichtelement als austauschbares Dichtelement, beispielsweise Dichtung, ausgebildet sein, das beim Zusammenbau der einzelnen Komponenten der Fluidstelleinrichtung (Stellaktuator, Adapterelement, Fluidleitungsabschnitt) dichtend im Bereich zwischen Adapterplatte und Öffnung angeordnet wird. Alternativ kann das Dichtelement auch integral an einer der Komponenten ausgeführt, also bereits bei der Herstellung an die jeweilige Komponente (verklebt, verschweißt, angespritzt etc.) angefügt sein. Insofern weist die Fluidstelleinrichtung zumindest ein im Bereich zwischen der Adapterplatte und der Öffnung angeordnetes Dichtelement auf.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Stellaktuator einen Aktuatorabschnitt und ein, vorzugsweise wellenbetriebenes, Stellmittel umfassen, wobei das Adapterelement zwischen Aktuatorabschnitt und Stellmittel angeordnet sein kann, und wobei die Öffnung des Fluidleitungsabschnitts zur Durchführung des Stellmittels, zumindest in einer vorbestimmbaren Stellposition, ausgebildet sein kann. Insofern ist zumindest das Stellmittel, insbesondere auch zumindest ein Bereich des Adapterelements, durch die Öffnung ins Innere des Fluidleitungsabschnitts einführbar und nach erfolgter Montage dort angeordnet. In anderen Worten greift somit zumindest das Stellmittel durch die Öffnung in den Fluidleitungsabschnitt ein. Hierdurch ist eine einfache Montage bzw. ein einfacher Zusammenbau der einzelnen Komponenten zu der Fluidstelleinrichtung ermöglicht, wobei auch ein Einbringen des Stellmittels in monolithisch ausgebildete Fluidleitungsabschnitte ermöglicht ist.

Insbesondere ist das Stellmittel variabel bzw. austauschbar an dem Aktuatorabschnitt angeordnet bzw. befestigt, beispielsweise aufgesteckt, verschraubt oder ver stet. Dadurch kann das Stellmittel je nach Bedarf ausgetauscht werden, beispielsweise um verschiedene Funktionalitäten der Fluidstelleinrichtung (Proportionalventil, Wegeventil etc.) zu ermöglichen. Insofern ist vorteilhafterweise im Wesentlichen jeder beliebig ausgebildete Aktuator mit jedem beliebig ausgebildeten Stellmittel kombinierbar und dadurch eine besonders große Funktionalitätsbreite der Fluidstelleinrichtung gewährleistet.

Bevorzugt ist das Stellmittel als Drosselklappe oder Stelltrommel ausgebildet. Die Stelltrommel kann im Wesentlichen zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein und bevorzugt einen Kanal, konisch zulaufende Schlitze oder einen exzentrischen Ausschnitt aufweisen. Je nach Auswahl bzw. Ausbildung des Stellmittels kann hierdurch eine Funktionalität der Fluidstelleinrichtung als binäres Ventil, Proportionalventil oder Wegeventil, insbesondere ein 2/2-Wegeventil oder ein 3/2-, o- der 3/3-Wegeventil oder als sonstiges Wegeventil, mit entsprechenden Vorteilen der einfachen und damit kostengünstigen Einbringung in eine monolithisch oder mehrteilig ausgeführte ausgeführte Kanalstruktur bereitgestellt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Adapterelement als Adapterplatte oder als Einschubelement, insbesondere als keilförmiges Einschubelement ausgebildet sein. Die Herstellung sowie Montage bzw. der Zusammenbau der Fluidstelleinrichtung wird dadurch weiter simplifiziert.

Bevorzugt kann das Adapterelement einen Aufnahmesitz für ein bzw. das zuvor erwähnte Stellmittel sowie eine Durchführung einer Welle des Stellaktuators aufweisen, um eine einfache Montage sowie ein Lagern und einen Antrieb des vom Stellaktuator umfassten Stellmittels durch den Aktuatorabschnitt des Stellaktuators bereitzustellen bzw. zu gewährleisten. Das Adapterelement kann ausgelegt sein, den Stellaktuator mit dem Fluidleitungsabschnitt dichtend zu verbinden und dazu beispielsweise eine Aussparung für das Dichtelement oder das (insofern integrierte) Dichtelement selbst aufweisen.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Fluidleitungsabschnitt einteilig, also als monolithisches bzw. einstückiges Bauteil, oder alternativ aus zwei funktionskomplementären Hälften ausgebildet sein, wobei die Hälften vorzugsweise durch Verrsten, Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sind. So können Verbindungsflächen der Hälften auch als Nut-Feder- oder Falz-System ausgeführt sein. Herstellung und Montage des Fluidleitungsabschnitts bzw. der Fluidstelleinrichtung werden dadurch weiter vereinfacht.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Fluidleitungsabschnitt einen die Öffnung unmittelbar umgebenden Bereich angeordneten Flanschabschnitt aufweisen, der dichtend mit dem Adapterelement verbunden ist, vorzugsweise mittels Schraubmittel, Klebmittel, Rastmittel verbunden ist. Hierdurch ist die Baugruppe Stellaktuator/Adapterplatte einfach und fluiddicht an dem Fluidleitungsabschnitt montierbar.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Fluidleitungsabschnitt aus einem, vorzugsweise spritzgegossenen, Kunststoff bestehen. Damit kann der Fluidleitungsabschnitt, insbesondere durch Spritzgussverfahren, kostengünstig und einfach hergestellt werden. Bevorzugt kann der Fluidleitungsabschnitt mittels Spritz- Druckguss oder additiven Fertigungsverfahren ausgebildet sein, und kann je nach Anwendungsfall und / oder Matenalverträglichkeit aus Kunststoffen, Aluminium, Zinkdruckguss oder Eisenguss bestehen.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Stellaktuator elektromagnetisch, pneumatisch, elektromotorisch oder hydraulisch ausgebildet sein. Der Aktuatorabschnitt des Stellaktuators kann als elektroamagnetischer Antrieb, elektromotorischer Antrieb, Pneumatik- oder Hydraulikantrieb ausgebildet sein. Je nach beabsichtigter Anwendung ist die Fluidstelleinrichtung damit individuell an die entsprechenden Anforderungen anpassbar, da, wie bereits erwähnt, grundsätzlich jede Art von Aktuator im Rahmen der vorliegenden Fluidstelleinrichtung verwendet werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Fluidstelleinrichtung kann durch den Fluidleitungsabschnitt ein binäres Ventil, Proportionalventil oder ein Wegeventil, insbesondere ein 2/2-Wegeventil, 3/2-Wegeventil oder ein 3/3-Wegeventil, gebildet sein. Vorteilhafterweise wird dadurch eine große Bandbreite an Funktionalität bereitgestellt. Wie bereits erwähnt, wird die Ausprägung des entsprechenden Ventils im Wesentlichen durch die Auswahl des austauschbaren Stellmittels bewirkt.

In einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung einen Stellaktuator sowie ein Adapterelement für die zuvor vorgeschlagene Flu idstel leinrichtung , wobei der Stellaktuator einen Aktuatorabschnitt und ein Stellmittel umfasst, und das Adapterelement dichtend zwischen Aktuatorabschnitt und Stellmittel angeordnet ist. Es ergeben sich die im Vorfeld bereits genannten Vorteile.

In einem weiteren nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung einen Fluidleitungsabschnitt mit zumindest einer Öffnung für die zuvor beschriebene Fluidstelleinrichtung, wobei die Öffnung für eine dichtende Aufnahme des Adapterelements vorgesehen ist, und insbesondere einen Flanschabschnitt zur dichtenden Befestigung eines Adaptermittels aufweist.

ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Figs. 1 A bis 1 E ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Fluidstel- leinrichtung sowie ihrer Komponenten,

Fig. 2A bis 2C ein zweites Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung so- wie ihrer Komponenten,

Fig. 3A bis 3C ein drittes Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung sowie ihrer Komponenten,

Fig. 4A bis 4C ein viertes Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung sowie ihrer Komponenten, und

Figs. 5A und 5B ein fünftes Ausführungsbeispiel der Flu idstel leinrichtung sowie ihrer Komponenten

In den Figuren sind gleichartige Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.

BERICHTIGTES BLATT (REGEL 91) ISA/EP Figuren 1A bis 1 E zeigen jeweils in vereinfachten Perspektiv-, bzw. Schnittdarstellungen ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Flu idstel leinrichtung 1 sowie ihrer einzelnen Komponenten.

Wie in der Explosionsdarstellung von Figur 1A gut zu erkennen ist, weist die Fluidstelleinrichtung 1 als Komponenten einen Stellaktuator 2, ein Adapterelement 3 und einen Fluidleitungsabschnitt 4 auf, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch, also im montierten bzw. zusammengebauten Zustand, gemeinsam die Fluidstelleinrichtung 1 bilden. Die Fluidstelleinrichtung 1 ist dazu ausgebildet, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch einen durch den Fluidleitungsabschnitt 4 strömenden Fluidstrom zu regeln. Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ist die Fluidstelleinrichtung

1 in ein vorliegend nicht gezeigtes Fluid-, bzw. Rohrleitungssystem integriert bzw. darin installiert.

Um bei der Installation der Fluidstelleinrichtung 1 den Montageaufwand sowie Eingriffe in die Leitungsführung des Fluidleitungssystems weitestgehend vermeiden zu können, ist bei der vorliegenden Fluidstelleinrichtung 1 vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Fluidleitungsabschnitt 4 zumindest eine Öffnung 5 aufweist, in welche der Stellaktuator 2 eingreift. Dabei ist der Stellaktuator 2 durch das Adapterelement 3 fluiddicht mit dem Fluidleitungsabschnitt 4 verbunden. Insofern ist der Stellaktuator

2 bei bestimmungsgemäßem Gebrauch im Wesentlichen außenseitig an dem Fluidleitungsabschnitt 4 und von außen in diesen eingreifend angeordnet, wodurch kein aufwendiger Eingriff in die Leitungsführung notwendig ist.

Für eine sichere und dichte Verbindung des Stellaktuators 2 mit dem Fluidleitungsabschnitt 4 mittels dem Adapterelement 3, welches gemäß dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel als Adapterplatte 3 ausgebildet ist, weist der Fluidleitungsabschnitt 4 einen Adapterbereich 6 auf, der im die Öffnung 5 unmittelbar umgebenden Bereich angeordnet ist bzw. die Öffnung 5 zumindest mitbildet. Der Adapterbereich 6 ist dabei im Wesentlichen komplementär zu zumindest Bereichen des Adapterelements 3 ausgebildet, sodass auf einfache Weise eine fehlerfreie und stabile Montage des Adapterelements 3 an dem Adapterbereich 6 bzw. dem Fluidleitungsabschnitt 4 gewährleistet ist. Zur Verbindung der Komponenten der Fluidstelleinrichtung 1 bzw. zu deren Zusammenbau dienen Befestigungsmittel 7, vorliegend in Form von Schrauben oder Bolzen, welche in Figur 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen sind. Grundsätzlich ist eine Verbindung auf form-, kraft-, und/oder stoffschlüssige Weise denkbar, wozu beispielsweise das Adapterelement 3 auch mit dem Adapterbereich 6 ver stet oder verklebt sein kann.

Zur Gewährleistung der Dichtigkeit weist die Fluidstelleinrichtung 1 weiterhin zumindest ein Dichtelement 8 auf, welches bei dem in Figuren 1A bis 1 E gezeigten Ausführungsbeispiel als Dichtung ausgebildet ist, der bei der Montage der Fluidstelleinrichtung 1 zwischen der Adapterplatte 3 und dem Adapterbereich 6 eingebracht wird. Zur Gewährleistung einer sicheren Montage weist der Adapterbereich 6 im Bereich der Öffnung 5 eine dem Dichtelement 8 zugeordnete Aussparung 9 auf, in welche das Dichtelement 8 eingesetzt wird.

Insbesondere kann der Fluidleitungsabschnitt 4 einteilig ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Fluidleitungsabschnitt 4 ein insbesondere mittels Spritz- Druckguss oder additiven Fertigungsverfahren gefertigten Rohrbauteil oder weist zumindest einen Rohrabschnitt auf. Diese Teile können je nach Anwendungsfall und oder Materialverträglichkeit aus Kunststoffen, Aluminium, Zinkdruckguss oder Eisenguss bestehen.

Bei dem in den Figuren 1A bis 1 E gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, dass der Fluidleitungsabschnitt 4 aus zwei funktionskomplementären Hälften, also einer ersten Hälfte 4‘ und einer zweiten Hälfte 4“, gebildet ist. Figur 1 B zeigt dazu beispielhaft eine vereinfachte Darstellung des Fluidleitungsabschnitts 4 einmal im zerlegten (Ur)Zustand (Darstellung A) und im zusammengebauten Zustand (Darstellung B). Zur Verbindung der beiden Hälften 4‘, 4“ sind vorliegend Klebe- oder Schweißflächen G vorgesehen, an welchen die beiden Hälften 4‘, 4“ deckungsgleich aneinander angeordnet und zur Bildung des Fluidleitungsabschnitts 4 zusammengefügt werden. Alternativ kann diese Verbindungsfläche auch als Nut- Feder- oder Falz-System ausgeführt werden Figur 1 C zeigt eine Explosionsdarstellung der Baugruppe Stellaktuator 2/Adap- terelement 3. Auch diese Baugruppe ist mittels Befestigungsmitteln 7, vorliegend Schrauben oder Bolzen, zusammengefügt. Bei dem Stellaktuator 2 kann es sich um jedwede Art von Stellaktuator handeln. Vorliegend ist der Stellaktuator 2 elektromagnetisch, pneumatisch, elektromotorisch oder hydraulisch ausgebildet. Der Stellaktuator 2 umfasst vorliegend einen Aktuatorabschnitt 2‘ sowie ein Stellmittel 10, dass bei dem in Figuren 1A bis 1 E gezeigten ersten Ausführungsbeispiel als Drosselklappe ausgebildet ist.

Das Stellmittel 10 ist wellenbetrieben und dazu im montierten Zustand an einer Welle 11 des Aktuatorabschnitts 2‘ befestigt. Bevorzugt ist das Stellmittel 10 austauschbar bzw. lösbar an dem Aktuatorabschnitt 2‘ befestigt, sodass es bei Bedarf jederzeit gewechselt bzw. ausgetauscht werden kann. Zur Verbindung des Stellmittels 10 mit der Welle 11 ist grundsätzlich eine kraft-, form-, und/oder stoffschlüssige Verbindung, denkbar. Beispielsweise ist das Stellmittel 10 auf die Welle 11 aufgesteckt, also form- bzw. kraftschlüssig befestigt, wobei insbesondere zusätzlich eine Sicherung mittels Rastmitteln oder einem in die Welle 11 verlagerbaren Federkontaktstift vorgesehen sein kann.

Beim Zusammenbau der Fluidstelleinrichtung 1 ist vorgesehen, dass das Adapterelement 3 zwischen Aktuatorabschnitt 2‘ und Stellmittel 10 angeordnet ist, wie insbesondere in Figur 1 C gut zu erkennen ist. Dazu weist das Adapterelement 3 einen Durchgang D auf, durch welchen die Welle 11 bei der Montage führbar ist, sodass anschließend auf der gegenüberliegenden Seite des Adapterelements 3 das Stellmittel 10 auf die durch den Durchgang D durchgeführte Welle 11 aufgesteckt werden kann. Vorliegend ist zudem eine Wellendichtung 11 ' vorgesehen, die zwischen dem Aktuatorabschnitt 2' und dem Adapterelement 3 angeordnet wird, um die Fluiddichtigkeit zu verbessern.

Wie insbesondere anhand der in Figuren 1A und 1 D gezeigten Darstellung der zusammengebauten Fluidstelleinrichtung 1 gut zu erkennen ist, ist die Öffnung 5 zur Durchführung des Stellmittels 10 zumindest in einer vorbestimmbaren Stellposition ausgebildet, sodass das Stellmittel 10 einfach durch die Öffnung 5 ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingeführt und zur Regelung des Fluidstroms ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingreifen kann. Insofern greift bei bestimmungsgemäßem Gebrauch zumindest das Stellmittel 10 des Stellaktuators 2 in den Fluidleitungsabschnitt 4 ein. Dadurch, dass das zur Regelung dienende Stellmittel 10 bei der Montage der Fluidstelleinrichtung 1 einfach durch die Öffnung 5 in den Fluidleitungsabschnitt 4 eingeführt werden kann, ist kein aufwendiger Eingriff in das Fluidleitungssystem notwendig.

Wie in den beiden Darstellung A und B von Figur 1 D gut zu erkennen ist, ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Flu idstel leinrichtung 1 , insbesondere aufgrund der Auswahl des Stellmittels 10 als Drosselklappe ausgebildet, mittels welcher die Menge des den Fluidleitungsabschnitt 4 durchströmenden Fluids beliebig gedrosselt bzw. variiert werden kann. Bei der in Figur 1 D gezeigten Darstellung A befindet sich das Stellmittel 10 in einer Schließstellung, sodass der Fluiddurchfluss im Wesentlichen vollständig blockiert ist. Bei der in Figur 1 D gezeigten Darstellung B hingegen befindet sich das Stellmittel 10 in einer Offenstellung, sodass das Fluid durch den Fluidleitungsabschnitt 4 im Wesentlichen ungehindert durchfließen kann. Je nach Stellung des Stellmittels 10 ist dabei die Durchflussmenge insbesondere stufenlos regelbar.

Figur 1 E zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den Fluidleitungsabschnitt 4 im Bereich des Adapterbereichs 6 im zusammengebauten Zustand der Fluidstelleinrichtung 1 . Wie hierbei gut zu erkennen ist, ist der Stellaktuator 2 mittels der Adapterplatte 3 sowie dem Dichtelement 8 dichtend mit dem Fluidleitungsabschnitt 4 verbunden bzw. außenseitig an diesem angeordnet. Dabei kann die Welle 11 mit dem darauf aufgesteckten Stellmittel 10 durch die Öffnung 5 ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingreifen, um den Fluidstrom bedarfsweise zu regeln.

Figuren 2A bis 2C zeigt die zuvor beschriebene Flu idstel leinrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind insofern mit denselben Bezugszeichen versehen, bezüglich welcher zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Erörterungen verwiesen wird. Im Folgenden soll daher nur auf die Unterschiede eingegangen werden. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Adapterelement 3 nicht mehr als Adapterplatte, sondern als Einschubelement 3‘ ausgebildet ist. Insofern ist auch der zu dem Adapterelement 3 bzw. Einschubelement 3‘ im Wesentlichen komplementär ausgebildete Adapterbereich 6 des Fluidleitungsabschnitts 4 als Einschubbereich 6‘ ausgebildet.

Bei der Montage der Flu idstel leinrichtung 1 kann das Einschubelement 3‘ auf einfache Art und Weise durch die Öffnung 5 in den Einschubbereich 6‘ eingeschoben werden, wie insbesondere in Figuren 2A und 2C gut zu erkennen ist. Zur Befestigung des Adapterelements 3 bzw. Einschubelements 3‘ kann der Fluidleitungsabschnitt 4 zumindest einen im Bereich der Öffnung 5 bzw. des Adapterbereichs 6‘ angeordneten Flanschabschnitt 12 aufweisen, an welchem die Baugruppe Stellaktuator 2/Adapterelement 3 mittels Befestigungsmitteln 7, vorliegend Schrauben oder Nieten, befestigbar ist. Die Ausführung dieser Verbindung ist ebenso als Rastverbindung denkbar.

Wie der in Figur 2B gezeigten Explosionsdarstellung der Baugruppe Stellaktuator 2/Adapterelement 3 zu entnehmen ist, weißt das Einschubelement 3‘ einen Aufnahmebereich 13 für das Stellmittel 10 auf. Beim Zusammenbau der Baugruppe wird das Stellmittel 10 in dem Aufnahmebereich 13 positioniert und anschließend die Welle 11 des Stellaktuators 2 durch den Durchgang D des Adapterelements 3 bzw. Einschubelements 3‘ hindurchgeschoben. Zeitgleich wird das Stellmittel 10 auf die Welle 11 aufgesteckt.

Figur 1 C zeigt erneut eine Querschnittsdarstellung durch die Fluidstelleinrichtung 1 im Bereich der Öffnung 5. Wie hierbei gut zu erkennen ist, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch das Einschubelement 3 zumindest bereichsweise im Inneren des Fluidleitungsabschnitts 4 angeordnet. Insofern greift bei diesem Ausführungsbeispiel auch das Einschubelement 3‘ in den Fluidleitungsabschnitt 4 ein.

Zur Gewährleistung der Fluiddichtigkeit an den Übergängen bzw. Kontaktflächen zwischen Einschubelement 3‘ und Fluidleitungsabschnitt 4 weist die Fluidstellein- richtung 1 zwei Dichtelemente 8 auf, die in den Randbereichen des Einschubelements 3‘ angeordnet sind (siehe auch Figur 2B). Die Dichtelemente 8 sind insbesondere integral ausgeführt, d. h., sie werden nicht wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bei der Montage eingesetzt, sondern sind von Anfang an bereits an dem Einschubelement 3‘ angeordnet, beispielsweise mit den Randbereichen verklebt, o- der als angespritzte Dichtung ausgeführt.

Auch das zweite Ausführungsbeispiel ermöglicht auf einfache Art und Weise eine Anordnung des Stellaktuators 2 an dem Fluidleitungsabschnitt 4 zur Regelung des Fluidstroms, ohne dass ein aufwändiger Eingriff in das Fluidleitungssystem notwendig ist. Vielmehr kann auch hier auf einfache Art und Weise insbesondere das Stellmittel 10 in das Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingebracht werden, wobei die Fluiddichtigkeit sicher gewährleistet ist.

Figuren 3A bis 3C zeigen die zuvor beschriebene Fluidstelleinrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Wiederum sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch die Unterschiede erläutert werden.

Bei üblichen Fluidleitungssystemen kann es unter Umständen auch notwendig sein, nicht nur die Fluidmenge oder den (Rück-) Staudruck (insbesondere mittels der zuvor beschriebenen Drosselklappe), sondern auch die Strömungsrichtung des Fluids zu verändern. Bei dem in Figuren 3A bis 3C gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierfür vorgesehen, dass der Fluidleitungsabschnitt 4 als Y-Abzweigung ausgebildet ist, d. h., der Fluidleitungsabschnitt 4 weist eine Eingangsöffnung bzw. einen Eingang E und zwei Ausgangsöffnungen bzw. Ausgänge A1 und A2 (siehe Figur 3B) auf. Weiterhin ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass zur Steuerung der Strömungsrichtung das Stellmittel 10 im Gegensatz zu den vorherigen beiden Ausführungsbeispielen nicht mehr als Drosselklappe, sondern als Stelltrommel 10' ausgebildet ist.

Die Stelltrommel 10' ist vorliegend zylindrisch ausgebildet und weist einen Kanal K zur Durchführung des Fluids auf. Alternativ ist auch eine kegelstumpfförmige Ausbildung der Stelltrommel 10' denkbar, was die Fertigung des monolithischen Fluidleitungsabschnitts 4 im Spritzgussverfahren begünstigt, da der Kegelstumpf einer Entformungsschräge entspricht. Wie insbesondere der Explosionsdarstellung von Figur 3A gut zu entnehmen ist, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Stellmittel 10, vorliegend also die Stelltrommel 10‘, durch die Öffnung 5 in den Fluidleitungsabschnitt 4 eingeführt bzw. angeordnet. Durch Drehung der Stelltrommel 10' mittels des Stellaktuators 2 und der damit verbundenen Veränderung der Ausrichtung des Kanals K zu dem Eingang E und den Ausgängen A1 und A2 kann daraufhin die Strömungsrichtung des Fluids gesteuert werden.

Figur 3B zeigt diesbezüglich einen Querschnitt durch den Fluidleitungsabschnitt 4 im Bereich der Stelltrommel 10‘. Die einzelnen Darstellungen A, B und C zeigen dabei die Stelltrommel 10' jeweils in einer anderen Stellposition. Bei der in Darstellung A gezeigten ersten Stellposition ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der Kanal K weder mit dem Eingang E, noch mit den Ausgängen A1 und A2 fluchtet. Insofern ist in der ersten Stellposition kein Durchfluss des Fluids möglich, sodass es sich hierbei um eine Schließposition der Stelltrommel 10' handelt.

Bei der in Darstellung B gezeigten zweiten Stellposition ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der Kanal K mit dem Eingang E sowie dem ersten Ausgang A1 fluchtet bzw. den Eingang E mit dem ersten Ausgang A1 verbindet, sodass das Fluid durch den Kanal K hindurch von dem Eingang E zu dem ersten Ausgang A1 strömen kann. Insofern befindet sich in diesem Fall die Stelltrommel 10' in einer ersten Öff- nungsstellung.

Bei der in Figur 3B gezeigten Darstellung C ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der Kanal K mit dem Eingang E und nunmehr mit dem zweiten Ausgang A2 fluchtet bzw. den Eingang E mit dem zweiten Ausgang A2 verbindet, sodass das Fluid nunmehr von dem Eingang E durch den Kanal K hindurch zu dem zweiten Ausgang A2 strömen kann. Insofern befindet sich in diesem Fall die Stelltrommel 10' in einer zweiten Öffnungsstellung. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Fluidstelleinrichtung 1 mittels der Stelltrommel 10' die Strömungsrichtung des Fluids steuerbar, sodass in diesem Fall die Fluidstelleinrichtung 1 insbesondere als Wegeventil ausgebildet ist.

Es ist denkbar durch Zwischenstellungen der Positionen in gewissem Maße eine Verteilung des Eingangsstroms auf die beiden Ausgänge vorzunehmen, auch wenn ggf. diese Verteilung nicht über den kompletten Stellweg linear erfolgen würde, Dazu kann eine entsprechende Kennlinie aufgenommen werden, die die Stromverteilung über dem Stellweg charakterisiert.

Wie in Figur 3C gezeigt ist, kann die Drehung bzw. der Drehwinkel der Stelltrommel 10' durch ein bevorzugt mechanisch ausgebildetes bzw. wirkendes Begrenzungsmittel 14 begrenzt werden. Vorliegend ist das Begrenzungsmittel 14 beispielhaft als im Bodenbereich des Fluidleitungsabschnitts 4 angeordneter Bolzen ausgebildet. In der Stelltrommel kann insbesondere auch eine eingefräßte Nut vorgesehen sein, um die Drehung der Stelltrommel 10' mechanisch zu begrenzen.

Figuren 4A bis 4C zeigen die Fluidstelleinrichtung 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Auch hier sind gleiche Elemente wieder mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch die Unterschiede erläutert werden.

Auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Strömungsrichtung des Fluids zu variieren. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist der Fluidleitungsabschnitt 4 jedoch nicht mehr als Y-Abzweigung, sondern als T-Stück ausgebildet. Auch das T-Stück weist einen Eingang E sowie zwei Ausgänge A1 und A2 auf (siehe Figur 4B). Das Stellmittel 10 ist wieder als Stelltrommel 10' ausgebildet, weist nunmehr jedoch nicht mehr den Kanal K, sondern stattdessen einen exzentrischen Ausschnitt auf. Auch hier kann die Stelltrommel als Zylinder dargestellt werden, kann jedoch auch als Kegelstumpf ausgeführt werden um eine Entformungsschräge am Fluidleitungsabschnitt 4 zu ermöglichen. Wie der Explosionsdarstellung von Figur ein 4A zu entnehmen ist, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Stelltrommel 10' durch die Öffnung 5 ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 eingebracht und der Stellaktuator 2 mittels der Adapterplatte 3 außenseitig an dem Fluidleitungsabschnitt 4 montiert.

Figur 4B zeigt analog zu Figur 3A mehrere Querschnittsdarstellungen im Bereich der Stelltrommel 10‘, wobei sich die einzelnen Darstellungen A, B und C hinsichtlich der Orientierung der Stelltrommel 10‘unterscheiden. Bei der Darstellung A ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass mittels des exzentrischen Ausschnitts die beiden Ausgänge A1 und A2 verbunden sind, der Eingang E jedoch blockiert ist. Insofern kann in diesem Fall Fluid zwar von dem ersten Eingang A1 zu dem zweiten Ausgang A2, nicht jedoch zu oder von dem Eingang E strömen. Gesetzt dem Fall, dass das Fluid von dem Eingang E ein- bzw. zuströmen soll und insofern aufgrund der Blockade durch die Stelltrommel 10' nicht durch diese zu einem der beiden Ausgänge A1 und A2 strömen kann, befindet sich die Stelltrommel 10' im Falle der Darstellung A in der Schließstellung.

Bei der zweiten Darstellung B ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass mittels des exzentrischen Ausschnitts der Eingang E mit dem ersten Ausgang A1 verbunden ist, sodass Fluid von dem Eingang E zu dem ersten Ausgang A1 strömen kann. Insofern befindet sich im Falle der Darstellung B die Stelltrommel 10' in der ersten Öffnungsstellung.

Bei der dritten Darstellung C ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass mittels des exzentrischen Ausschnitts der Eingang E mit dem zweiten Ausgang A2 verbunden ist, sodass Fluid von dem Eingang E zu dem zweiten Ausgang A2 strömen kann. Insofern befindet sich im Falle der Darstellung C die Stelltrommel 10' in der zweiten Öffnungsstellung.

Wie in Figur 4C gezeigt ist, kann auch bei dem vierten Ausführungsbeispiel, analog zu dem zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel, ein insbesondere mechanisch wirkendes Begrenzungsmittel 14 zur Begrenzung des Drehwinkels der Stelltrommel 10' vorgesehen sein. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist insofern ebenfalls eine Regelung der Strömungsrichtung des Fluids ermöglicht, wobei das Stellmittel 10, vorliegend die Stelltrommel 10‘, auf einfache Art und Weise ins Innere des Fluidleitungsabschnitts 4 einbringbar ist, ohne dass aufwändige Eingriffe in das Fluidleitungssystem notwendig sind.

Es ist auch hier denkbar durch Zwischenstellungen der Positionen in gewissem Maße eine Verteilung des Eingangsstroms auf die beiden Ausgänge vorzunehmen, auch wenn diese Verteilung nicht über den kompletten Stellweg linear erfolgen würde. Hierzu kann vorzugsweise eine entsprechende Kennlinie von Stromverteilung über den Stellweg aufgenommen werden.

Figuren 5A und 5B zeigen die Fluidstelleinrichtung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Wiederholt sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch die Unterschiede erläutert werden.

Auch bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Strömungsrichtung des Fluids zu kontrollieren. Darüber hinaus bietet das fünfte Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise noch die Möglichkeit, alternativ oder gleichzeitig auch die Menge des durchströmenden Fluids linear zu steuern, sodass insbesondere auch eine Mischfunktion bereitgestellt ist. Insofern kann bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Fluidstelleinrichtung 1 abhängig von der Fließrichtung ein Wege-, Proportional und/oder Mischventil bilden.

Auch bei dem fünften Ausführungsbeispiel weist der Fluidleitungsabschnitt 4 einen Eingang E sowie zwei Ausgänge A1 und A2, oder im Falle eines Mischventils zwei Eingänge (A1 und A2) und einen Ausgang (E), auf (siehe Fig. 5B). Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen jedoch dadurch, dass die Stelltrommel 10' nunmehr im Inneren ausgehöhlt ausgebildet ist und insofern eine offene Unterseite sowie eine Mantelwand M aufweist, in welcher zumindest zwei Aussparungen in Form von konisch zulaufenden Schlitzen 15 ausgebildet sind. Die konisch zulaufenden Schlitze 15 weisen insofern jeweils ein breites Ende und ein schmales Ende auf, wobei sich die Breite des Schlitzes 15 von dem breiten zu dem schmalen Ende fortlaufend verjüngt, der Schlitz 15 also zunehmend schmaler wird. Auch dieser ausgehölte Zylinder kann als Kegelstumpf ausgeführt werden, insbesondere wenn er als Dreh-Frästeil, oder additiv gefertigtes Teil ausgeführt wird. Dadurch kann im monolithisch ausgeführten Fluidleitungsabschnitt 4 eine Entformungsschräge bereitgestellt werden.

Wie der in Figur 5A gezeigten Explosionsdarstellung gut zu entnehmen ist, wird beim Zusammenbau der Fluidstelleinrichtung 1 die Stelltrommel 10' wieder durch die Öffnung 5 mit ihrer offenen Unterseite voran in den Fluidleitungsabschnitt 4 eingebracht, wobei die konisch zulaufenden Schlitze 15 rechtwinklig zu den beiden Ausgängen A1 und A2 angeordnet werden, sodass ein erster der beiden Schlitze 15 dem ersten Ausgang A1 und ein zweiter der beiden Schlitze 15 dem zweiten Ausgang A2 zugeordnet ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, einen Durchströmquerschnitt des Fluids zu verändern, wie im Folgenden anhand von Figur 5B erläutert wird.

Die in Figur 5B gezeigten einzelnen Darstellung A, B und C zeigen jeweils einen Querschnitt durch die Fluidstelleinrichtung 1 im Bereich der Stelltrommel 10‘, wobei sich die Stelltrommel 10' bei jeder der Darstellungen A, B, C jeweils in einer anderen Stellposition befindet. Dabei ist die Stelltrommel 10' stets mit ihrer offenen Unterseite zu dem Eingang E orientiert, sodass Fluid durch den Eingang E ins Innere der Stelltrommel 10' strömen kann. Im Falle eines Mischventils kann die Strömungsrichtung umgekehrt sein.

Bei der Darstellung A ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der erste Schlitz 15 mit dem ersten Ausgang A1 fluchtet und der zweite Schlitz 15 zu dem zweiten Ausgang A2 weg orientiert ist, sodass der zweite Ausgang A2 durch die Mantelwand M blockiert bzw. verschlossen ist. Da das Innere der Stelltrommel 10' durch die fluchtende Anordnung des ersten Schlitzes 15 mit dem ersten Ausgang A1 eine Verbindung zwischen dem Inneren der Stelltrommel 10' und dem ersten Ausgang A1 schafft, kann das Fluid somit von dem Eingang E zu dem ersten Ausgang A1 strömen. Je nach Stellwinkel der Stelltrommel 10' kann dabei die Menge des aus dem Inneren der Stelltrommel 10' zu dem ersten Ausgang A1 strömenden Fluids variiert werden, indem in Abhängigkeit des Stellwinkels entweder die breiteren oder die engeren Bereiche des ersten Schlitzes 15 mit dem ersten Ausgang A1 fluchtend angeordnet werden.

Bei der in Darstellung A gezeigten Stellposition befindet sich die Stelltrommel 10' in einer ersten Öffnungsstellung, bei welcher der breiteste Bereich des ersten Schlitzes 15 mit dem ersten Ausgang A1 fluchtet, sodass die maximal mögliche Menge an Fluid aus dem Inneren der Stelltrommel 10' durch den ersten Schlitz 15 zu dem ersten Ausgang A1 strömen kann. Insofern beträgt in diesem Fall der Durchströmquerschnitt zum Ausgang A1 100 %. Im Falle eines Mischventils würde durch den Eingang A1 ein Strömungsquerschnitt von 100% bereitgestellt werden.

Im Falle der Darstellung B befindet sich die Stelltrommel 10' in einer zweiten Öffnungsstellung. Diese unterscheidet sich von der ersten Öffnungsstellung gemäß Darstellung A dadurch, dass die Stelltrommel 10' nunmehr derart orientiert ist, dass der erste der Schlitze 15 nicht mehr mit dem ersten Ausgang A1 fluchtet, dieser also durch die Mantelwand M verschlossen ist, dafür jedoch der zweite der Schlitze 15 mit dem zweiten Ausgang A2 fluchtet. Insofern kann bei der zweiten Öffnungsstellung das ins Innere der Stelltrommel 10' strömende bzw. eingeströmte Fluid nicht mehr zu bzw. aus dem ersten Ausgang A1 , sondern dafür zu bzw. aus dem zweiten Ausgang A2 strömen. Auch hier ist die Stelltrommel 10' derart orientiert, dass der breiteste Bereich des zweiten der Schlitze 15 mit dem zweiten Ausgang A2 fluchtet, sodass hier die maximal mögliche Fluidmenge durch den zweiten Schlitz 15 zu dem zweiten Ausgang A2 strömen kann. Insofern beträgt auch hier der Durchströmquerschnitt zum Ausgang A2 100 %. Im Falle eines Mischventils würde durch den Eingang A2 ein Strömungsquerschnitt von 100% bereitgestellt werden.

Im Falle der Darstellung C befindet sich die Stelltrommel 10' in einer dritten Öffnungsstellung. Bei dieser Öffnungsstellung fluchten beide Schlitze 15 in gleichem Maße mit dem jeweils zugeordneten Ausgang A1 , A2. Insofern kann das ins Innere der Stelltrommel 10' strömende Fluid sowohl durch den ersten der Schlitze 15 zu dem ersten Ausgang A1 , als auch durch den zweiten der Schlitze 15 zu den zweiten Ausgang A2, also gleichzeitig zu beiden Ausgängen A1 , A2, strömen. Die Stelltrommel 10' ist dabei derart orientiert, dass bei beiden Schlitzen 15 weder der breiteste, noch der schmälste Bereich mit dem jeweiligen Ausgang A1 , A2 fluchtet, sondern jeweils der mittelbreite Bereich. Insofern beträgt bei der dritten Öffnungsstellung der Durchströmquerschnitt 50 %, d. h., von der ins Innere der Stelltrommel 10' einströmenden Menge an Fluid strömt jeweils die Hälfte durch einen der Schlitze 15 zu einem der Ausgänge A1 , A2. Im Falle eines Mischventils würde die Hälfte des Fluids durch Eingang A1 und die andere Hälfte des Fluids durch Eingang A2 strömen.

Insofern ist durch das fünfte Ausführungsbeispiel insbesondere eine Mischfunktion bereitgestellt. In Abhängigkeit der Drehstellung der Stelltrommel 10' kann dabei der Durchströmquerschnitt für beide Ausgänge A1 , A2 im Wesentlichen stufenlos und linear von 0% auf 100 % eingestellt werden.

Zusammenfassend ist durch die vorstehend beschriebenen fünf Ausführungsbeispiele der Flu idstel leinrichtung 1 auf vorteilhafte Weise eine einfach zu montierende und kostengünstig herstellbare Fluidstelleinrichtung 1 mit einer großen Breite an Funktionsmöglichkeiten bereitgestellt, da im Wesentlichen jede beliebige Art von Aktuator 2 und Stellmittel 10 zu verschiedensten Arten von Fluidstelleinrichtungen bzw. für verschiedenste Anwendungsbereiche kombiniert werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Fluidstelleinrichtung 2 Stellaktuator

3 Adapterelement, Adapterplatte 3‘ Einschubelement

4 Fluidleitungsabschnitt 4‘ Erste Hälfte 4“ Zweite Hälfte

5 Öffnung 6 Adapterbereich 6‘ Einschubbereich

7 Befestigungsmittel 8 Dichtelement

9 Aussparung 10 Stellmittel, Drosselklappe 10‘ Stelltrommel 11 Welle

11 ‘ Wellendichtung 12 Flanschabschnitt 13 Aufnahmebereich 14 Begrenzungsmittel 15 Schlitze

A1 Erster Ausgang A2 Zweiter Ausgang D Durchgang E Eingang G Klebestellen K Kanal M Mantelwand