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Title:
FLUID VALVE DEVICE AND METHOD FOR OPERATING A FLUID VALVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/094355
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fluid valve device (1). In this there are provided a first rotary slide valve (2), a second rotary slide valve (3) and a servomotor (10), wherein each of the rotary slide valves (2, 3) has a rotary slide (6, 7) that is arranged in a rotary slide housing and is driven by the servomotor (10) via a drive shaft (11), wherein the first rotary slide valve (2) is fixed and the second rotary slide valve (3) is coupled to the drive shaft (11) via a freewheel (12). The invention further relates to a method for operating a fluid valve device (1).

Inventors:
HOFFMANN THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/078193
Publication Date:
May 14, 2020
Filing Date:
October 17, 2019
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
F16K5/04; F01P7/14; F16K11/16
Domestic Patent References:
WO2015034576A12015-03-12
WO2015030944A12015-03-05
Foreign References:
DE102016102583A12017-08-17
DE102011119237A12013-05-23
EP3232102A12017-10-18
DE2805692A11979-08-23
US20150027575A12015-01-29
DE102009020187A12010-11-11
DE102017218864B32019-02-28
DE102017209481A12018-12-06
DE102013010536B32014-08-07
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

Fluidtechnische Ventileinrichtung (1 ), gekennzeichnet durch ein erstes Drehschieberventil (2), ein zweites Drehschieberventil (3) und einen Stellmotor (10), wobei jedes der Drehschieberventile (2,3) einen in ei nem Drehschiebergehäuse angeordneten und über eine Antriebswelle (11 ) mittels des Stellmotors (10) antreibbaren Drehschieber (6,7) auf weist, wobei das erste Drehschieberventil (2) starr und das zweite Drehschieberventil (3) über einen Freilauf (12) mit der Antriebswelle

(11 ) gekoppelt ist.

Fluidtechnische Ventileinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (12) unmittelbar oder über das erste Dreh schieberventil (2) lediglich mittelbar mit der Antriebswelle (11 ) gekoppelt ist.

Fluidtechnische Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehschieberventil (2) eine erste Kopplungseinrichtung (15) und das zweite Drehschieber ventil (3) eine zweite Kopplungseinrichtung (16) aufweist, wobei die ers te Kopplungseinrichtung (15) und die zweite Kopplungseinrichtung (16) jeweils mit dem Freilauf (12) gekoppelt sind.

Fluidtechnische Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungseinrich tung (15) mit einem mit der Antriebswelle (11 ) gekoppelten Eingang des Freilaufs (12) und die zweite Kopplungseinrichtung (16) mit einem Aus gang des Freilaufs (12) gekoppelt ist.

Fluidtechnische Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungseinrich tung (15) über die Antriebswelle (11 ) mit dem Eingang des Freilaufs

(12) oder über eine Eingangskopplungseinrichtung (17) des Eingangs des Freilaufs (12) mit der Antriebswelle (11 ) gekoppelt ist. Fluidtechnische Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungseinrich tung (15) zumindest zeitweise mit der Antriebswelle (11 ) und/oder der Eingangskopplungseinrichtung (17) des Freilaufs (12) und die zweite Kopplungseinrichtung (16) permanent mit einer Ausgangskopplungsein richtung (18) des Freilaufs (12) unmittelbar gekoppelt ist.

Fluidtechnische Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kopplungseinrich tung (15), die zweite Kopplungseinrichtung (16), die Eingangskopp lungseinrichtung (17) und die Ausgangskopplungseinrichtung (18) je weils eine Verzahnung aufweisen oder als eine solche ausgebildet sind.

Verfahren zum Betreiben einer fluidtechnischen Ventileinrichtung (1 ), insbesondere einer fluidtechnischen Fluideinrichtung (1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidtechnische Ventileinrichtung (1 ) über ein erstes Drehschieberventil (2), ein zweites Drehschieberventil (3) und einen Stellmotor (10) verfügt, wobei jedes der Drehschieberventile (2,3) einen in einem Drehschiebergehäuse angeordneten und über eine Antriebs welle (11 ) mittels des Stellmotors (10) antreibbaren Drehschieber (6,7) aufweist, wobei das erste Drehschieberventil (2) starr und das zweite Drehschieberventil (3) über einen Freilauf (12) mit der Antriebswelle (11 ) gekoppelt ist, und wobei mittels des Stellmotors (10) das erste Drehschieberventil (2) auf einen ersten Sollwert und das zweite Dreh schieberventil (3) auf einen zweiten Sollwert eingestellt wird.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Einstellen des zweiten Drehschieberventils (3) durch Drehen der Antriebswelle (11 ) entgegen einer Freilaufrichtung des Freilaufs (12) und anschließend das Einstellen des ersten Drehschieberventils (2) durch Drehen der Antriebswelle (11 ) in Freilaufrichtung erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des zweiten Drehschieberventils (3) auf den zweiten Sollwert der Stellmotor (10) derart betrieben wird, dass das erste Drehschieberventil (2) abwechselnd in gegenläufige Richtungen auf von dem ersten Sollwert abweichende Werte eingestellt wird, bis der zweite Sollwert für das zweite Drehschieberventil (3) vor liegt.

Description:
Fluidtechnische Ventileinrichtung sowie Verfahren zum

Betreiben einer fluidtechnischen Ventileinrichtung

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine fluidtechnische Ventileinrichtung sowie ein Verfah ren zum Betreiben einer solchen fluidtechnischen Ventileinrichtung.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2013 010 536 B3 bekannt. Diese beschreibt ein Ventil, das zwei in einem Ventil gehäuse angeordnete Ventilglieder aufweist, die durch eine Betätigungs stange betätigbar sind, die mittels einer elektrodynamischen Antriebseinrich tung antreibbar ist. Die elektrodynamische Antriebseinrichtung enthält eine Spuleneinrichtung, die koaxial und zugleich axial fest auf der Betätigungs- Stange sitzt, sodass sich die Betätigungsstange zur Betätigung der Ventil glieder linear in ihrer Längsrichtung bewegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine fluidtechnische Ventileinrichtung vorzu schlagen, welche gegenüber bekannten Ventileinrichtungen Vorteile auf- weist, insbesondere auf einfache und flexible Art und Weise ein unabhängi ges Einstellen mehrerer Ventile ermöglicht.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer fluidtechnischen Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei sind ein erstes Drehschie- berventil, ein zweites Drehschieberventil und ein Stellmotor vorgesehen, wo bei jedes der Drehschieberventile einen in einem Drehschiebergehäuse an geordneten und über eine Antriebswelle mittels des Stellmotors antreibbaren Drehschieber aufweist, wobei das erste Drehschieberventil starr und das zweite Drehschieberventil über einen Freilauf mit der Antriebswelle gekoppelt ist.

Die fluidtechnische Ventileinrichtung dient dem Einstellen einer Durchströ mungsquerschnittsfläche, also der Größe eines Durchströmungsquer schnitts, zwischen wenigstens einem Fluideinlass und wenigstens einem Flu idauslass der Ventileinrichtung. Beispielsweise weist die Ventileinrichtung mindestens so viele Fluidauslässe wie Fluideinlässe auf, wobei jedem der Fluideinlässe wenigstens einer der Fluidauslässe oder mehrere der Fluidaus lässe zugeordnet sind. Es kann also vorgesehen sein, dass mithilfe der Ven tileinrichtung die Durchströmungsquerschnittsfläche zwischen genau einem Fluideinlass und genau einem Fluidauslass oder die jeweilige Durchströ mungsquerschnittsfläche zwischen jedem der Fluideinlässe und dem dazu gehörigen wenigstens einen der Fluidauslässe eingestellt werden kann.

Besonders bevorzugt weist die Ventileinrichtung einen Fluideinlass und meh rere diesem Fluideinlass zugeordnete Fluidauslässe auf, wobei in Abhängig keit von einer Einstellung der Ventileinrichtung das an dem Fluideinlass be reitgestellte Fluid keinem der Fluidauslässe, ausschließlich einem einzigen der Fluidauslässe oder mehreren der Fluidauslässe zugeführt wird. Das be deutet, dass in Abhängigkeit von der Einstellung der Ventileinrichtung zwi schen dem Fluideinlass und jedem der Fluidauslässe jeweils eine bestimmte Durchströmungsquerschnittsfläche eingestellt wird, welche jeweils von Null verschieden sein, aber zum Versperren der jeweiligen Fluidverbindung zwi schen dem Fluideinlass und dem entsprechenden Fluidauslass auch gleich Null betragen kann.

Die Ventileinrichtung verfügt zum Einstellen der Durchströmungsquer schnittsfläche zwischen dem jeweiligen Fluideinlass und dem jeweiligen Flu idauslass über mehrere Drehschieberventile, nämlich über das erste Dreh schieberventil und das zweite Drehschieberventil. Jedes dieser Drehschie berventile weist wiederum einen Drehschieber auf, der in dem jeweiligen Drehschiebergehäuse angeordnet ist. Die Drehschiebergehäuse der Dreh schieber können selbstverständlich auch als gemeinsames Drehschieberge- häuse ausgestaltet sein. Der Drehschieber ist in dem Drehschiebergehäuse um eine Drehachse drehbar gelagert.

Jedes der Drehschieberventile verfügt über wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass. In Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Drehschiebers in dem Drehschiebergehäuse liegt eine bestimmte Durch strömungsquerschnittsfläche zwischen dem Einlass und dem Auslass vor. Es kann nun beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einlässe der Drehschie berventile strömungstechnisch unabhängig voneinander mit separaten Flui- deinlässen der Ventileinrichtung strömungstechnisch verbunden sind, und dass analog hierzu die Auslässe der Drehschieberventile strömungstech nisch unabhängig voneinander mit Fluidauslässen der Ventileinrichtung strömungstechnisch verbunden sind.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Einlässe der Drehschieber ventile jeweils mit dem einen Fluideinlass der Ventileinrichtung strömungs technisch verbunden sind, sodass die Drehschieberventile eingangsseitig jeweils an den Fluideinlass der Ventileinrichtung angeschlossen sind. Die Auslässe der Drehschieberventile sind bevorzugt jeweils strömungstechnisch unabhängig voneinander mit Fluidauslässen der Ventileinrichtung strö mungstechnisch verbunden, insbesondere jeder der Auslässe mit genau ei nem der Fluidauslässe. Selbstverständlich kann es jedoch auch hier vorge sehen sein, dass die Auslässe mehrerer der Drehschieberventile oder aller Drehschieberventile mit einem der Fluidauslässe beziehungsweise dem ei nen Fluidauslass der Ventileinrichtung strömungstechnisch verbunden sind.

Beispielsweise liegt in einer ersten Drehwinkelstellung des Drehschiebers eine Fluidverbindung mit einer ersten Durchströmungsquerschnittsfläche zwischen dem jeweiligen Einlass und dem jeweiligen Auslass vor, wohinge gen in einer zweiten Drehwinkelstellung die Fluidverbindung mit einer von der ersten Durchströmungsquerschnittsfläche verschiedenen zweiten Durch strömungsquerschnittsfläche vorliegt. Beispielsweise liegt also in der ersten Drehwinkelstellung des Drehschiebers eine Fluidverbindung mit einer ersten Durchströmungsquerschnittsfläche zwischen dem Fluideinlass und einem ersten der Fluidauslässe vor, wohingegen ein zweiter der Fluidauslässe strömungstechnisch von dem Fluideinlass entkoppelt ist. In der zweiten Drehwinkelstellung ist hingegen der erste Fluidauslass strömungstechnisch von dem Fluideinlass entkoppelt, wohingegen der zweite der Fluidauslässe mit einer bestimmten zweiten Durchströmungsquerschnittsfläche in Strö mungsverbindung mit dem Fluideinlass steht. Die erste Durchströmungs querschnittsfläche und die zweite Durchströmungsquerschnittsfläche können hierbei denselben Wert aufweisen oder aber voneinander verschieden sein.

Es kann also vorgesehen sein, dass die mehreren Drehschieberventile an denselben Fluideinlass der Ventileinrichtung strömungstechnisch ange schlossen sind, sodass mithilfe der Drehschieberventile das an dem Fluidein lass bereitgestellte Fluid auf mehrere Fluidauslässe verteilt werden kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass jedes der Drehschieberventile ei nen separaten Fluideinlass aufweist, sodass die vorstehenden Ausführungen für jedes der Drehschieberventile beziehungsweise jeden der Drehschieber herangezogen werden können.

Das Einstellen der Ventileinrichtung, also das Betätigen beziehungsweise Drehen der Drehschieber innerhalb des Drehschiebergehäuses, erfolgt mit tels des Stellmotors. An den Stellmotor, insbesondere an eine Motorwelle des Stellmotors, ist die Antriebswelle angeschlossen, über welche der Stell motor den jeweiligen Drehschieber antreiben kann. Der Stellmotor liegt vor zugsweise als Elektromotor vor. Auch andere Arten von Motoren können je doch grundsätzlich Anwendung finden.

Die Drehschieber der Drehschieberventile sind mittels des Stellmotors, also desselben Stellmotors, antreibbar, insbesondere selektiv antreibbar. Flierzu ist die Antriebswelle starr mit dem ersten Drehschieberventil beziehungswei se dem Drehschieber des ersten Drehschieberventils gekoppelt. Das zweite Drehschieberventil beziehungsweise der Drehschieber des zweiten Dreh schieberventils ist jedoch über den Freilauf mit der Antriebswelle gekoppelt, also lediglich mittelbar. Das bedeutet, dass eine Drehbewegung der An triebswelle unabhängig von einer Drehrichtung der Antriebswelle stets auf das erste Drehschieberventil übertragen wird. Die Kopplung zwischen dem zweiten Drehschieberventil und der Antriebswelle ist hingegen von der Dreh richtung der Antriebswelle abhängig. Bei einer ersten Drehrichtung der An triebswelle stellt der Freilauf eine starre Verbindung zwischen der Antriebs welle und dem zweiten Drehschieberventil her. Bei einer der ersten Drehrich tung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung entkoppelt der Freilauf hinge gen das zweite Drehschieberventil von der Antriebswelle.

Bei der ersten Drehrichtung ist also das zweite Drehschieberventil drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt, sodass der Drehschieber des zweiten Dreh schieberventils mittels des Stellmotors verlagert werden kann beziehungs weise verlagert wird. Liegt die zweite Drehrichtung vor, ist also das zweite Drehschieberventil von der Antriebswelle entkoppelt, so verbleibt er auch bei einer Drehbewegung des Stellmotors und mithin der Antriebswelle in seiner momentan vorliegenden Drehwinkelstellung. In anderen Worten liegt der Drehschieber des zweiten Drehschieberventils drehfest in dem Drehschie bergehäuse vor, falls beziehungsweise solange er von der Antriebswelle ent koppelt ist. Hierzu liegt beispielsweise zwischen dem Drehschieber und dem Drehschiebergehäuse eine ausreichende Reibung vor.

Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von lediglich einem Drehschieber ventil und/oder einem Drehschieber die Rede ist, so sind die entsprechenden Ausführungen für alle Drehschieberventile und/oder Drehschieber der fluid technischen Fluideinrichtung übertragbar, insbesondere sofern auf nichts anderes hingewiesen wird. Mit der beschriebenen Ausgestaltung der fluid technischen Ventileinrichtung können zahlreiche Vorteile erzielt werden. So können die Drehschieberventile unabhängig voneinander eingestellt werden, nämlich durch Verlagern des Drehschiebers des ersten Drehschieberventils unabhängig von dem Drehschieber des zweiten Drehschieberventils.

Zudem ist für das realisierte, flexible Verlagern beziehungsweise Drehen der Drehschieber lediglich der gemeinsame Stellmotor vorgesehen, welcher ins besondere als einziger Stellmotor der fluidtechnischen Einrichtung vorliegt. Es ist also kein weiterer Stellmotor vorgesehen, mittels welchen die Dreh- Schieber antreibbar sind. Das wahlweise Antreiben des Drehschieberventils erfolgt auf konstruktiv einfach umzusetzende Art und Weise, nämlich durch die Verwendung des Freilaufs.

Die Lagerung der Drehschieber der Drehschieberventile in dem Drehschie bergehäuse beziehungsweise dem jeweiligen Drehschiebergehäuse kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise sind die Drehschie ber radial auf der Antriebswelle gelagert und axial mittels wenigstens eines Dichtungspakets, welches dichtend mit den Drehschiebern zusammenwirkt. Auch eine radiale und axiale Lagerung mittels dieser Dichtungspakete kann realisiert sein. Die Dichtungspakete sind bevorzugt in Richtung des jeweili gen Drehschiebers federkraftbeaufschlagt, sodass auch ein Ausgleich von Toleranzen erfolgt beziehungsweise erfolgen kann.

Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Freilauf unmittelbar oder über das erste Drehschieberventil lediglich mittelbar mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Der Freilauf ist eingangsseitig unmittelbar oder mittelbar an die Antriebswelle angeschlossen beziehungsweise mit ihr gekoppelt. Ausgangsseitig ist er mit dem zweiten Drehschieberventil gekop pelt, wobei diese Kopplung ebenfalls unmittelbar oder mittelbar vorliegen kann. Bevorzugt greift der Freilauf ausgangsseitig jedoch unmittelbar an dem zweiten Drehschieberventil beziehungsweise seinem Drehschieber an. Ist der Freilauf unmittelbar mit der Antriebswelle gekoppelt, so wird er direkt von der Antriebswelle angetrieben, zumindest jedoch nicht über das erste Dreh schieberventil beziehungsweise seinen Drehschieber.

Im Falle der mittelbaren Kopplung ist der Freilauf über das erste Drehschie berventil beziehungsweise seinen Drehschieber antriebstechnisch an die Antriebswelle angeschlossen. Das bedeutet, dass eine Drehbewegung der Antriebswelle lediglich über das erste Drehschieberventil beziehungsweise den Drehschieber des ersten Drehschieberventils an das zweite Drehschie berventil übertragen wird. Die beschriebene Ausgestaltung der fluidtechni schen Ventileinrichtung ist technisch einfach realisierbar und kostengünstig umsetzbar. Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Drehschieberventil eine erste Kopplungseinrich tung und das zweite Drehschieberventil eine zweite Kopplungseinrichtung aufweist, wobei die erste Kopplungseinrichtung und die zweite Kopplungsein richtung jeweils mit dem Freilauf gekoppelt sind. Über die beiden Kopplungs einrichtungen, also die erste Kopplungseinrichtung und die zweite Kopp lungseinrichtung, ist insoweit die lediglich mittelbare Anbindung des Freilaufs an die Antriebswelle realisiert. Flierzu greift der Freilauf eingangsseitig über die erste Kopplungseinrichtung an dem ersten Drehschieberventil an. Aus gangsseitig ist der Freilauf über die zweite Kopplungseinrichtung mit dem zweiten Drehschieberventil gekoppelt. Die Kopplungseinrichtungen können jeweils grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt weisen sie jeweils eine Verzahnung auf beziehungsweise liegen in Form einer Ver zahnung vor. Die Verwendung der Kopplungseinrichtungen ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau der Ventileinrichtung und eine zuverlässige An bindung der Drehschieberventile an die Antriebswelle.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Kopplungseinrich tung mit einem mit der Antriebswelle gekoppelten Eingang des Freilaufs und die zweite Kopplungseinrichtung mit einem Ausgang des Freilaufs gekoppelt ist. In anderen Worten ist der Freilauf eingangsseitig über die erste Kopp lungseinrichtung mit der Antriebswelle und ausgangsseitig über die zweite Kopplungseinrichtung mit dem zweiten Drehschieberventil verbunden. Das bedeutet, dass das zweite Drehschieberventil beziehungsweise sein Dreh schieber ausschließlich über die zweite Kopplungseinrichtung, den Freilauf, die erste Kopplungseinrichtung und das erste Drehschieberventil an die An triebswelle angebunden ist.

Flierdurch wird eine besonders große Flexibilität der fluidtechnischen Venti leinrichtung, insbesondere auch hinsichtlich der Anordnung der beiden Dreh schieberventile zueinander, erzielt. Beispielsweise können die beiden Dreh schieberventile koaxial zueinander angeordnet sein, sodass also Drehach sen ihrer Drehschieber zusammenfallen. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Drehschieberventile derart angeordnet sind, dass die Dreh achsen ihre Drehschieber beabstandet parallel voneinander vorliegen oder windschief zueinander angeordnet sind.

Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Kopplungseinrichtung über die Antriebswelle mit einem Eingang des Freilaufs oder über eine Eingangskopplungseinrichtung des Eingangs des Freilaufs mit der Antriebswelle gekoppelt ist. In ersterem Fall ist der Eingang des Freilaufs vorzugsweise unmittelbar an die Antriebswelle angeschlossen. Die erste Kopplungseinrichtung dient in diesem Fall beispielsweise der Her stellung einer unmittelbaren Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem ersten Drehschieberventil. Der Freilauf ist insoweit lediglich mittelbar mit dem ersten Drehschieberventil gekoppelt, nämlich über die Antriebswelle.

Im Falle der Kopplung der ersten Kopplungseinrichtung mit der Antriebswelle über die Eingangskopplungseinrichtung ist das erste Drehschieberventil le diglich mittelbar mit der Antriebswelle verbunden, nämlich über den Eingang des Freilaufs. Das bedeutet, dass der Freilauf eingangsseitig sowohl an die Antriebswelle als auch an das erste Drehschieberventil angeschlossen ist, sodass eine Drehbewegung der Antriebswelle auf die Eingangskopplungs einrichtung und über diese auf das erste Drehschieberventil beziehungswei se seinen Drehschieber übertragen wird. Die beschriebenen Ausgestaltun gen der Ventileinrichtung ermöglicht eine besonders flexible Anordnung der Drehschieberventile zueinander.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Kopp lungseinrichtung zumindest zeitweise mit der Antriebswelle und/oder der Eingangskopplungseinrichtung des Freilaufs und die zweite Kopplungsein richtung permanent mit einer Ausgangskopplungseinrichtung des Freilaufs unmittelbar gekoppelt ist. Darunter ist zu verstehen, dass das zweite Dreh schieberventil permanent mit dem Freilauf gekoppelt ist, der Freilauf jedoch nicht notwendigerweise permanent an die Antriebswelle und/oder das erste Drehschieberventil angebunden ist. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Freilauf eingangsseitig lediglich zeitweise über die Antriebs- welle von dem Stellmotor angetrieben wird, insbesondere auch während die ser zum Antreiben des ersten Drehschieberventils verwendet wird.

Das bedeutet, dass eine Drehbewegung der Antriebswelle, welche auf ein Antreiben des ersten Drehschieberventils gerichtet ist, nicht permanent, son dern lediglich zeitweise, dem eingangsseitigen Antreiben des Freilaufs dient. Beispielsweise sind hierzu die erste Kopplungsseite und/oder die Eingangs kopplungseinrichtung entsprechend ausgestaltet. Liegen die erste Kopp lungseinrichtung und/oder die Eingangskopplungseinrichtung als Verzah nung vor beziehungsweise weisen eine solche auf, so kann die Verzahnung unterbrochen sein, um lediglich zeitweise das Antreiben des Freilaufs zu rea lisieren. Dies ermöglicht einen besonders flexiblen Betrieb der fluidtechni schen Ventileinrichtung.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Kopplungseinrichtung, die zweite Kopplungseinrichtung, die Eingangskopplungseinrichtung und die Ausgangs kopplungseinrichtung jeweils eine Verzahnung aufweisen oder als eine sol che ausgebildet sind. Wenigstens eine der nachfolgenden Einrichtungen ist insoweit als Verzahnung ausgebildet oder weist eine solche auf: erste Kopp lungseinrichtung, zweite Kopplungseinrichtung, Eingangskopplungseinrich tung und Ausgangskopplungseinrichtung. Dies gilt lediglich für diejenigen Kopplungseinrichtungen, welche tatsächlich im Rahmen der fluidtechnischen Ventileinrichtung vorliegen. Die Verwendung der Verzahnung ermöglicht eine besonders zuverlässige Kopplung der Drehschieberventile mit der Antriebs welle.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer fluidtechni schen Ventileinrichtung, insbesondere einer fluidtechnischen Ventileinrich tung gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung. Dabei ist vorgesehen, dass die fluidtechnische Ventileinrichtung über ein erstes Dreh schieberventil, ein zweites Drehschieberventil und einen Stellmotor verfügt, wobei jedes der Drehschieberventile einen in einem Drehschiebergehäuse angeordneten und über eine Antriebswelle mittels des Stellmotors antreibba- ren Drehschieber aufweist, wobei das erste Drehschieberventil starr und das zweite Drehschieberventil über einen Freilauf mit der Antriebswelle gekoppelt ist, und wobei mittels des Stellmotors das erste Drehschieberventil auf einen ersten Sollwert und das zweite Drehschieberventil auf einen zweiten Sollwert eingestellt wird.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der fluidtechnischen Einrichtung wird bereits hin gewiesen. Sowohl die fluidtechnische Ventileinrichtung als auch das Verfah ren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zunächst das Einstellen des zweiten Drehschieberventils durch Drehen der Antriebswelle entgegen einer Freilaufrichtung des Freilaufs und anschließend das Einstel len des ersten Drehschieberventils durch Drehen der Antriebswelle in Frei laufrichtung erfolgt. Jedes der Drehschieberventile ist vorzugsweise durch gehend drehbar, kann also zum Einstellen auf den gewünschten Sollwert beliebig in wenigstens eine Drehrichtung gedreht werden, insbesondere um mehr als 360°. Flierdurch wird eine besonders hohe Flexibilität des beschrie benen Verfahrens zum Betreiben der fluidtechnischen Ventileinrichtung er zielt. Es ist nämlich möglich, zunächst das zweite Drehschieberventil auf den zweiten Sollwert einzustellen, indem die Antriebswelle entgegen der Freilauf richtung des Freilaufs gedreht wird.

Das bedeutet, dass mittels des Stellmotors sowohl das erste Drehschieber ventil als auch das zweite Drehschieberventil angetrieben und entgegen der Freilaufrichtung gedreht werden. Unter der Freilaufrichtung ist diejenige Drehrichtung des Freilaufs zu verstehen, bei welcher ein Ausgang des Frei laufs von seinem Eingang entkoppelt ist, also schlussendlich bei welcher das zweite Drehschieberventil von dem Stellmotor beziehungsweise der An triebswelle entkoppelt ist. Liegt das zweite Drehschieberventil bei dem zwei ten Sollwert vor, wird anschließend das erste Drehschieberventil - falls not- wendig - auf den ersten Sollwert eingestellt, nämlich durch Drehen der An triebswelle in Freilaufrichtung.

Bei diesem Drehen der Antriebswelle in Freilaufrichtung wird nur das erste Drehschieberventil, nicht jedoch das zweite Drehschieberventil verstellt be ziehungsweise gedreht. Das zweite Drehschieberventil verbleibt vielmehr auf dem zweiten Sollwert. Das Drehen der Antriebswelle in Freilaufrichtung er folgt, bis auch das erste Drehschieberventil auf seinen Sollwert, nämlich den ersten Sollwert, eingestellt ist. Das unabhängige Drehen der beiden Dreh schieberventile voneinander ermöglicht ein besonders flexibles Einstellen der fluidtechnischen Ventileinrichtung.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zum Einstellen des zweiten Drehschieberventils auf den zweiten Sollwert der Stellmotor derart betrieben wird, dass das erste Drehschieberventil abwechselnd in gegenläu fige Richtungen auf von dem ersten Sollwert abweichende Werte eingestellt wird, bis der zweite Sollwert für das zweite Drehschieberventil vorliegt. Bei einer derartigen Vorgehensweise wird zunächst das erste Drehschieberventil auf den ersten Sollwert eingestellt. Das Einstellen des zweiten Drehschie berventils auf den zweiten Sollwert erfolgt erst anschließend. Zu diesem Ein stellen des zweiten Drehschieberventils auf den zweiten Sollwert wird nach dem Einstellen des ersten Drehschieberventils auf den ersten Sollwert die Antriebswelle mittels des Stellmotors abwechselnd in gegenläufige Richtun gen gedreht, sodass sich auch das erste Drehschieberventil in gegenläufige Richtungen bewegt und auf die von dem ersten Sollwert abweichende Werte eingestellt wird.

Hierbei wird die Antriebswelle abwechselnd in Freilaufrichtung und entgegen der Freilaufrichtung gedreht. Bei Drehen der Antriebswelle in der Freilaufrich tung verbleibt das zweite Drehschieberventil bei seiner momentanen Einstel lung. Während des Drehens der Antriebswelle entgegen der Freilaufrichtung wird jedoch das zweite Drehschieberventil in Richtung des zweiten Sollwerts verstellt, bis es den zweiten Sollwert erreicht hat. Die von dem ersten Soll wert abweichenden Werte, auf welche das erste Drehschieberventil während des Einstellens des zweiten Drehschieberventils auf den zweiten Sollwert abwechselnd eingestellt wird, sind vorzugsweise derart gewählt, dass die effektive Durchströmungsquerschnittsfläche des ersten Drehschieberventils nicht oder allenfalls lediglich geringfügig verändert wird.

Besonders bevorzugt sind die Werte also derart gewählt, dass die Durch strömungsquerschnittsfläche des ersten Drehschieberventils während des Einstellens des zweiten Drehschieberventils auf den zweiten Sollwert kon stant bleibt. Ist dies nicht möglich, so ist eine Abweichung der Durchströ mungsquerschnittsfläche vorzugsweise auf höchstens 25 %, höchstens 20 %, höchstens 15 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 % bezogen auf die bei dem ersten Sollwert vorliegende Durchströmungsquerschnittsfläche zu gelassen. Mit der beschriebenen Vorgehensweise wird nach dem Einstellen des ersten Drehschieberventils auf den ersten Sollwert ein schrittweises Ein stellen des zweiten Drehschieberventils auf den zweiten Sollwert erzielt. Ent sprechend ist ein vollständig unabhängiges Einstellen der beiden Drehschie berventile voneinander möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Er findung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

Figur eine schematische Darstellung einer fluidtechnischen Ventileinrichtung mit einem ersten Drehschieberventil und einem zweiten Drehschie berventil, die über einen Freilauf miteinander gekoppelt sind.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer fluidtechnischen Venti leinrichtung 1 , die ein erstes Drehschieberventil 2 und ein zweites Dreh schieberventil 3 aufweist. Von den Drehschieberventilen 2 und 3 sind jeweils lediglich ein Einlass 4 beziehungsweise 5 sowie ein Drehschieber 6 bezie hungsweise 7 gezeigt, wobei die Drehschieber 6 und 7 in in Umfangsrichtung abgerollter Form gezeigt sind. Das bedeutet, dass von den Drehschiebern 6 und 7 lediglich eine äußere Mantelfläche über den gesamten Umfang des jeweiligen Drehschiebers 6 beziehungsweise 7 hinweg gezeigt ist. In dem Drehschieber 6 liegt eine Stellöffnung 8 und in dem Drehschieber 7 eine Stellöffnung 9 vor. Diese können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stellöffnungen 8 und 9 mit unterschiedlicher Gestalt ausgebildet. Sie können jedoch auch die selbe Gestalt aufweisen. In Abhängigkeit von einer Überdeckung des Einlas ses 4 mit der Stellöffnung 8 beziehungsweise des Einlasses 5 mit der Stell öffnung 9 wird ein bestimmter Durchströmungsquerschnitt beziehungsweise eine bestimmte Durchströmungsquerschnittsfläche für das jeweilige Dreh schieberventil 2 beziehungsweise 3 eingestellt. Je größer die Überdeckung zwischen dem Einlass 4 und der Stellöffnung 8 beziehungsweise dem Ein lass 5 und der Stellöffnung 9 ist, umso größer ist der für das jeweilige Dreh schieberventil 2 beziehungsweise 3 vorliegende Durchströmungsquerschnitt beziehungsweise die entsprechende Durchströmungsquerschnittsfläche.

Das erste Drehschieberventil 2 beziehungsweise der Drehschieber 6 des ersten Drehschieberventils 2 ist mittels eines Stellmotors 10 unmittelbar an- treibbar, nämlich über eine Antriebswelle 11 , die einerseits mit dem Stellmo tor 10 und andererseits mit dem Drehschieber 6 gekoppelt ist. Beispielsweise greift die Antriebswelle 11 über eine hier nicht dargestellte Verzahnung an dem Drehschieber 6 an. Das erste Drehschieberventil 2 beziehungsweise sein Drehschieber 6 ist insoweit starr mit der Antriebswelle 11 gekoppelt. Das zweite Drehschieberventil 3 beziehungsweise sein Drehschieber 7 ist hingegen lediglich mittelbar über einen Freilauf 12 mit der Antriebswelle 11 gekoppelt.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Drehschieber ventil 3 über den Freilauf 12 mit dem ersten Drehschieberventil 12 und über dieses wiederum mit der Antriebswelle 11 gekoppelt. Ein Pfeil 13 zeigt eine Freilaufrichtung des Freilaufs 12 und ein Pfeil 14 die der Freilaufrichtung ent gegengesetzte Drehrichtung an. Aufgrund des zwischen den Drehschieber ventilen 2 und 3 vorliegenden Freilaufs 12 wird lediglich eine Drehbewegung des ersten Drehschieberventils 2 entgegen der Freilaufrichtung des Freilaufs 12 auf das zweite Drehschieberventil 3 übertragen. Eine Drehbewegung des ersten Drehschieberventils 2 in der Freilaufrichtung bewirkt keine Drehbewe gung des Drehschieberventils 3, sodass dieses ortsfest verbleibt.

Zur Kopplung der Drehschieberventile 2 und 3 mit dem Freilauf 12 weist das erste Drehschieberventil 2 eine erste Kopplungseinrichtung 15 und das zwei te Drehschieberventil 3 eine zweite Kopplungseinrichtung 16 auf. Diese lie gen in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Verzahnungen vor. Diese sind beispielsweise in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse des Freilaufs 12 gegeneinander versetzt angeordnet. Die Kopplungseinrichtun gen 15 und 16 können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein, insbesondere in Form von Wellen vorliegen, die die Drehschieberventile 2 und 3 jeweils mit dem Freilauf 12 verbinden. Über den Freilauf 12 sind die Kopplungseinrich tungen 15 und 16 derart miteinander verbunden, dass bei einer Drehbewe gung der Kopplungseinrichtungen 15 und 16 relativ zueinander in einer Rich tung eine Kopplung zwischen ihnen vorliegt und sie bei einer Drehbewegung in einer der Richtung entgegen gerichteten Richtung voneinander entkoppelt sind. Die erste Kopplungseinrichtung 15 wirkt zum Koppeln des ersten Dreh schieberventils 2 mit dem Freilauf 12 mit einer Eingangskopplungseinrich tung 17 des Freilaufs zusammen.

Zur Kopplung des Freilaufs 12 mit dem zweiten Drehschieberventil 3 wirkt die zweite Kopplungseinrichtung 16 hingegen mit einer Ausgangskopplungs einrichtung 18 des Freilaufs 12 zusammen. Auch die Kopplungseinrichtun gen 17 und 18 liegen beispielsweise in Form von Verzahnungen vor. Ent sprechend kämmt die Verzahnung der ersten Kopplungseinrichtung 15 mit der Verzahnung der Eingangskopplungseinrichtung 17 und die Verzahnung der zweiten Kopplungseinrichtung 16 mit der Verzahnung der Ausgangs kopplungseinrichtung 18. Die Eingangskopplungseinrichtung 17 und die Ausgangskopplungseinrichtung 18 sind zur Realisierung des Freilaufs 12 derart antriebstechnisch miteinander verbunden, dass bei einer Drehbewe gung relativ zueinander in einer Richtung eine Kopplung vorliegt. Bei einer der Richtung entgegen gerichteten Richtung sind die hingegen voneinander entkoppelt. Besonders bevorzugt ist im Rahmen eines Betriebsverfahrens der fluidtech nischen Ventileinrichtung 1 vorgesehen, zunächst das erste Drehschieber ventil 2 mittels des Stellmotors 10 auf einen ersten Sollwert einzustellen. An schließend erfolgt das Einstellen des zweiten Drehschieberventils 3 auf ei- nen zweiten Sollwert durch abwechselnd in gegenläufige Richtungen erfol gendes Antreiben des ersten Drehschieberventils 2 mittels des Stellmotors 10. Das bedeutet, dass das erste Drehschieberventil 2 abwechselnd auf von dem ersten Sollwert abweichende Werte eingestellt wird, wodurch ein schrittweises Verstellen des zweiten Drehschieberventils 3 in Richtung des zweiten Sollwerts erzielt wird. Die von dem ersten Sollwert abweichenden Werte sind vorzugsweise derart gewählt, dass eine bei dem ersten Sollwert vorliegende Durchströmungsquerschnittsfläche des ersten Drehschieberven tils 2 nicht oder allenfalls unmaßgeblich verändert wird. Mit der beschriebenen Ausgestaltung der fluidtechnischen Ventileinrichtung sowie - bevorzugt - dem beschriebenen Betriebsverfahren ist ein besonders flexibles Einstellen der Drehschieberventile 2 und 3, im Wesentlichen unab hängig voneinander, möglich.