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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilteller und einem Ventilsitz in einer Filtereinrichtung oder in einer Handpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße Ventile, die beispielsweise als Rückschlagventile ausgebildet sein können, sind hinlänglich bekannt und finden auch bei moderner Filtereinrichtung mannigfaltig Anwendung. Hierbei werden üblicherweise sogenannte Weichstoffdichtungen eingesetzt, deren Dichtwirkung jedoch oftmals nicht über die gesamte Lebensdauer des Ventil gewährleistet werden kann, so dass das Ventil, zumindest aber eine dort angeordnete Dichtung noch vor Erreichen der Lebensdauer ausgetauscht werden muss. Da derartige Weichstoffdichtungen zudem bei Kontakt mit aggressiven Medien, wie beispielsweise Kraftstoff, unter Umständen ihre Dichtwirkung verlieren können, ist deren Einsatz insbesondere im Filterbereich begrenzt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Ventil der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einen zuverlässigen Einsatz in Filtereinrichtungen oder Handpumpen, die mit Schmier- oder Kraftstoffen in Verbindung kommen, gewährleistet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Ventil mit einem Ventilteller und einem Ventilsitz insbesondere in einer Filtereinrichtung oder einer Handpumpe im Ventilsitz und/oder am Ventilteller eine sogenannte Metall-Weichstoffdichtung einzusetzen, wobei der Ventilsitz und/oder der Ventilteller einen metallischen Grundkörper aufweisen, der zumindest bereichsweise mit einer dichtenden Elastomerschicht überzogen ist und dadurch die Metall-Weichstoffdichtung darstellt. Derartig ausgebildete Ventilteller bzw. Ventilsitze bieten eine hohe thermomechanische Belastbarkeit sowie ein großes Anpassungsvermögen an stark verformte Dichtflächen und dadurch eine in weiten Bereichen hohe Dichtwirkung. Darüber hinaus sind derartig ausgeführte Ventilsitze bzw. Ventilteller langlebig, so dass ein Austausch des Ventiltellers bzw. des Ventilsitzes vor Erreichen der Lebensdauer einer das Ventil beherbergenden Filtereinrichtung oder Handpumpe nicht erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Ventil kann dabei beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein.
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Generell kann das erfindungsgemäße Ventil als eigenständige Baugruppe in diversen Filtereinrichtungen vorgesehen werden, aber auch in einer Handpumpe eines Kraftstofffilters.
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Das für die Elastomerschicht verwendete Elastomer ist vorzugsweise eines aus folgender Gruppe: Polyurethan (PUR), Poly-Acrylat-Kautschuk (ACM), Etylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder Epichlor-Hydrin-Kautschuk (ECO). Bereits diese Aufzählung, welche selbstverständlich keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, macht deutlich, dass der für die Metall-Weichstoffdichtung ausgewählte Elastomerwerkstoff individuell wählbar und damit exakt anpassbar an das jeweils vorhandene Einsatzgebiet ist. Insbesondere kann dabei auch die chemische Beständigkeit gegenüber den mit dem Ventilsitz bzw. mit dem Ventilteller in Berührung kommenden Medien berücksichtigt werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Schnittdarstellung durch eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch in einer Ansicht,
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3 eine Schnittdarstellung für eine Filtereinrichtung mit einer Handpumpe, in der das erfindungsgemäße Ventil angeordnet ist,
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4 eine Detaildarstellung im Bereich des Ventils aus 3,
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5 eine Detaildarstellung aus der 4 im Bereich des Ventiltellers.
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Entsprechend den 1, 2, 4 und 5, weist ein erfindungsgemäßes Ventil 1 einen Ventilteller 2 sowie einen zugehörigen Ventilsitz 3 auf. Erfindungsgemäß besitzt nun der Ventilteller 2 und/oder der Ventilsitz 3 einen metallischen Grundkörper 4 (vgl. insbesondere 5) der zumindest bereichsweise mit einer dichtenden Elastomerschicht 5 überzogen ist. Durch eine derartige Metall-Weichstoffdichtung kann eine langlebige, dauerhafte und sowohl thermisch als auch chemisch beständige Dichtung geschaffen werden.
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Das Ventil 1 kann beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet sein und in einer Filtereinrichtung 6, beispielsweise einem Kraftstoff- oder einem Schmierstofffilter (vgl. 3), angeordnet sein. Betrachtet man die 1 und 2, so kann man erkennen, dass die dort dargestellte Ventilbaugruppe 1 einen über ein Filmscharnier 9 angeformten Deckel 10 aufweist, der es ermöglicht, den Ventilteller 2 in ein Inneres des Ventils 1 einzuführen und gleichzeitig eine zur Betätigung des Ventiltellers 2 erforderliche Feder 11 ebenfalls im Ventil 1 anzuordnen. Selbstverständlich ist auch eine Anordnung des erfindungsgemäßen Ventils 1 im Bereich einer Handpumpe 7, insbesondere in der Filtereinrichtung 6 denkbar. Diese Ventilbaugruppe 1 kann aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sein. An ihrem Außenumfang kann entweder – wie in 1. zu sehen ist – ein zum Verschweißen mit einem beliebigen Gehäuse vorgesehener Ring 12 angeordnet sein oder auch alternativ ein Gewinde, oder ähnliche äquivalente Befestigungsmittel, um die Ventilbaugruppe 1 in jedem beliebigen Filtergehäuse einsetzen zu können.
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Die Ventilbaugruppe 1 wird zu diesem Zweck komplett montiert. Wobei Rasthaken 13 für eine feste Halterung des Deckels 10 sorgen. Alternativ kann der Deckel 10 auch mit anderen Mitteln, wie z. B. Verschweißen oder Kleben befestigt werden. Dadurch wird auch die Feder 11, die den Ventilteller 2 gegen den Ventilsitz 3 drückt, fixiert, wobei die Feder 11 Gegenlager 14 aufweist, die am Deckel 10 angeformt sind. Durch die jeweilige Wahl der Federkonstante der Feder 11 wird die Verwendung der jeweiligen Ventilbaugruppe 1 festgelegt.
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Das für die Elastomerschicht 5 verwendete Elastomer kann beispielsweise ein Kunststoff aus folgender Gruppe sein: Polly-Acrylat-Kautschuk (ACM), Polyurethan (PUR), Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder Epichlor-Hydrin-Kautschuk (ECO). Diese Aufzählung erhebt dabei keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll lediglich darstellen, wie mannigfaltig die Auswahl an individuellen Elastomeren für die Elastomerschicht 5 ist. Insbesondere kann dadurch die Elastomerschicht 5 an die auftreten thermischen und/oder chemischen Belastungen bzw. Anforderungen angepasst werden.
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Der metallische Grundkörper 4 des Ventiltellers 2 und/oder des Ventilsitzes 3 besteht insbesondere aus Stahl oder Aluminium. Besonders vorteilhaft ist es wenn der metallische Grundkörper 4 aus einem Metallblech ausgestanzt wird. Um die Dichtwirkung weiter verstärken zu können und insbesondere keine Flächen, sondern eine Linienlast zwischen Ventilteller 2 und Ventilsitz 3 zu erzeugen, kann der Ventilteller 2 und/oder der Ventilsitz 3 im Bereich der Elastomerschicht 5 eine nicht dargestellte Sicke aufweisen. Alternativ ist auch vorstellbar, dass eine Sicke 8 (vgl. 5) am gegenüberliegenden Teil, das heißt beispielsweise am Ventilsitz 3 oder am Ventilteller 2 angeordnet ist, wobei hier nicht unbedingt eine Elastomerschicht 5 vorgesehen sein muss.
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In 3 ist ein Ausschnitt aus einer Filtereinrichtung 6 dargestellt, die eine Handpumpe 7 aufweist. Diese Handpumpe 7 ist in 4 und 5 detailliert dargestellt. Die gezeigte Filtereinrichtung 6 hat ein Filterelement 15 und ein Gehäuse 16, in das ein erfindungsgemäßes Ventil 1 eingebaut ist. Im Vergleich zu den 1 und 2 ist hier nicht das Ventil 1 als vormontierte Baugruppe eingesetzt, sondern ist teilweise bereits in das Gehäuse 16 der Filtereinrichtung 6 integriert.
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Generell kann die Filtereinrichtung 6 beispielsweise als Kraftstoff- oder Schmierstofffilter ausgebildet sein und optional eine Handpumpe 7, wie dies gemäß der 3 dargestellt ist, aufweisen.
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In der 4 ist die komplette an der Filtereinrichtung 6 vorgesehene Handpumpe 7 gezeigt. Diese weist ein Betätigungsmittel 18 auf über die von Hand Kraftstoff in die Filtereinrichtung 6 gepumpt werden kann. Mittels eines Pumpendeckels 19 ist die Handpumpe 7 verschlossen, dieser wird mit dem Gehäuse 16 der Filtereinrichtung 6 verschweißt oder verklebt oder anderweitig befestigt. Zwischen dem Pumpendeckel 19 und dem Gehäuse 16 ist eine Pumpmembran 20 angeordnet, die für die nötige Dichtheit nach außen sorgt. Betätigt wird die Pumpmembran 20 mittel eines Pumptellers 21, an dem auch das Betätigungsmittel 18 befestigt, hier verclippst ist. Die Pumpmembran 20 wird mittels einer Feder 22 zurück in die Ausgangsposition gedrückt. Damit die Feder 22 die Pumpmembran 20 nicht zerstört, ist ein Gegenteller 23 vorgesehen, der auch eine Halterung und Positionierhilfe für die Feder 22 darstellt.
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Eine weitere alternative Ausgestaltung des Ventils 1 ist in 4 zu sehen und in 5 im Detail gezeigt. Ein Außengehäuse 25 des Ventils 1 ist Teil des Gehäuses 16 der Filtereinrichtung 6. Das Außengehäuse 25 des Ventils 1 bildet auch ein Gegenlager 26 für die Feder 22 des Ventils 1 (vgl. 5). Teil des Außengehäuses 25 ist auch eine Positionierhilfe 27, die dafür sorgt, dass die Feder 22 bei der Montage der Filtereinrichtung 6 nicht in Richtung Filterelement 15 durchfällt.
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Der Ventilteller 2 wird von der Feder 22 gegen den Ventilsitz 3 gedrückt, der Teil eines Rings 28 ist, der mit dem Außengehäuse 25 der Ventileinrichtung 24 an einer Stoßkante 29 dicht verschweißt, verclippst oder anderweitig verbunden ist. An der Stelle, an der das Ventil 1 in das Gehäuse 16 der Filtereinrichtung 6 eingesetzt ist, ist das Außengehäuse 25 des Ventils 1 in Richtung Filtrationsraum mit dem Filterelement 15 durchbrochen. Mit Hilfe der Handpumpe 7 wird aus einem Reservoir Kraftstoff in die Filtereinrichtung 6 gepumpt.
