DE102012019893A1

DE102012019893A1 - Valve apparatus for fuel system for driving combustion engine of motor car, has valve housing provided with connections and valve body, and actuator unit actively switching valve body between stable switching positions

Info

Publication number: DE102012019893A1
Application number: DE201210019893
Authority: DE
Inventors: Stefan Klein; Rafael Kolasinski; Robert Ölkuch; Timo Wiedel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-04-17

Abstract

The apparatus has a valve housing (10) provided with two connections (11, 12) e.g. screw thread, and a valve body (13). The valve body exhibits a stable switching position in which flow of a fluid from one connection to another connection is allowed and another stable switching position in which the flow of fluid between the connections is prevented. An actuator unit (14) actively switches the body between the stable switching positions. A controlled locking device (15) locks the body in the positions. A control- and regulation unit (16) energizes the actuator unit to switch the body.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve device according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 976 598 B1 ist bereits eine Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeugkraftstoffsystem, mit zumindest einem Ventilgehäuse, das zumindest zwei Anschlüsse aufweist, und mit zumindest einem Ventilkörper, der zumindest eine erste stabile Schaltstellung, in der ein Fluid von einem der Anschlüsse zu dem anderen Anschluss strömen kann, und eine zweite stabile Schaltstellung, in der der Ventilkörper ein Strömen des Fluids zwischen den Anschlüssen verhindert, aufweist, bekannt.From the EP 0 976 598 B1 is already a valve device for a motor vehicle fuel system, comprising at least one valve housing having at least two ports, and having at least one valve body, the at least a first stable switching position, in which a fluid can flow from one of the terminals to the other terminal, and a second stable switching position in which the valve body prevents flow of the fluid between the terminals, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinheit für ein Kraftfahrzeugkraftstoffsystem bereitzustellen, die vorteilhaft schaltbar ist und insbesondere eine besonders vorteilhafte Energiebilanz aufweist. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ventileinheit entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing a valve unit for a motor vehicle fuel system, which is advantageously switchable and in particular has a particularly advantageous energy balance. It is achieved by a valve unit according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeugkraftstoffsystem, mit zumindest einem Ventilgehäuse, das zumindest zwei Anschlüsse aufweist, und mit zumindest einem Ventilkörper, der zumindest eine erste stabile Schaltstellung, in der ein Fluid von einem der Anschlüsse zu dem anderen Anschluss strömen kann, und eine zweite stabile Schaltstellung, in der der Ventilkörper ein Strömen des Fluids zwischen den Anschlüssen verhindert, aufweist.The invention is based on a valve device for a motor vehicle fuel system, having at least one valve housing which has at least two connections, and having at least one valve body which can flow at least one first stable switching position in which a fluid can flow from one of the connections to the other connection. and a second stable switching position in which the valve body prevents fluid from flowing between the ports.

Es wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung eine Aktuatoreinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Ventilkörper aktiv zwischen den zumindest zwei stabilen Schalstellungen umzuschalten. Dadurch kann der Ventilkörper vorteilhaft zwischen den beiden Schaltstellungen geschaltet werden, während der Ventilkörper in den stabilen Schaltstellungen ohne zusätzliche Kräfte fixiert ist, wodurch die Energiebilanz der Ventileinheit besonders vorteilhaft ist. Unter einem „Ventilgehäuse” soll dabei insbesondere ein Gehäuse verstanden werden, das einen abgedichteten Ventilraum aufspannt in dem ein Fluid strömen kann. Unter einem „Anschluss” soll insbesondere eine Öffnung in dem Ventilgehäuse verstanden werden, über die ein Fluid in den Ventilraum hinein bzw. aus dem Ventilraum heraus strömen kann. Dabei weist ein Anschluss vorzugsweise ein Verbindungselement, wie beispielsweise ein Gewinde oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Schnellverschluss auf, mittels dem eine Fluidleitung fest mit dem Anschluss verbunden werden kann, so dass der Ventilraum über den Anschluss fluidtechnisch mit der Fluidleitung gekoppelt ist. Unter einer „stabilen Schaltstellung” soll insbesondere eine Stellung des Ventilkörpers verstanden werden, in der der Ventilkörper fest durch eine mechanische Selbsthaltung und insbesondere ohne von außen wirkenden Kräften in der Schaltstellung verriegelt ist. Dabei wird eine Verriegelungskraft lediglich durch ein ungesteuertes Federelement, beispielsweise durch eine Spiralfeder, zur Verriegelung benötigt, wobei die Verriegelung durch eine Entriegelungskraft, die größer als die Verriegelungskraft ist, aufgehoben werden kann. Unter einer „Aktuatoreinheit” soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die in zumindest einem aktivierten Zustand eine axiale Kraft erzeugt und insbesondere den Ventilkörper mit einem Hub beaufschlagen kann. Dabei kann die Aktuatoreinheit zur Erzeugung der Kraft auf einem dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden physikalischen Wirkprinzip beruhen, wie beispielsweise auf elektrischer Energie, thermischer Energie, Strömungs-Energie, chemischer Energie und/oder auf einer manuellen Betätigung. Unter „aktiv umschalten” soll insbesondere verstanden werden, dass die stabilen Schaltstellungen gezielt und unabhängig von in der Ventilvorrichtung herrschenden Zuständen, wie beispielsweise einer Strömungsrichtung, untereinander umgeschaltet werden. Unter „zumindest zwei stabilen Schaltstellungen” soll insbesondere verstanden werden, dass der Ventilkörper in zumindest zwei stabilen Schaltstellungen verriegelt werden kann, es aber grundsätzlich auch denkbar ist, dass es weitere stabile Schaltstellungen gibt, in denen der Ventilkörper verriegelt werden kann. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.It is proposed that the valve device has an actuator unit, which is provided to actively switch the valve body between the at least two stable switching positions. Thereby, the valve body can be advantageously switched between the two switching positions, while the valve body is fixed in the stable switching positions without additional forces, whereby the energy balance of the valve unit is particularly advantageous. A "valve housing" is to be understood in particular a housing which spans a sealed valve chamber in which a fluid can flow. A "connection" is to be understood in particular as an opening in the valve housing, via which a fluid can flow into or out of the valve chamber. In this case, a connection preferably has a connecting element, such as a thread or another, the skilled person appears reasonable sense quick release, by means of a fluid line can be firmly connected to the terminal, so that the valve chamber is coupled via the connection fluidly with the fluid line. A "stable switching position" should be understood in particular a position of the valve body in which the valve body is firmly locked by a mechanical latching and in particular without external forces acting in the switching position. In this case, a locking force is only required by an uncontrolled spring element, for example by a coil spring, for locking, wherein the lock can be canceled by an unlocking force that is greater than the locking force. An "actuator unit" is to be understood in particular as a unit which generates an axial force in at least one activated state and in particular can act on the valve body with a stroke. In this case, the actuator unit for generating the force can be based on a physical working principle which appears sensible to a person skilled in the art, such as, for example, electrical energy, thermal energy, flow energy, chemical energy and / or manual actuation. The term "actively switch over" is to be understood in particular to mean that the stable switching positions are switched over one another selectively and independently of states prevailing in the valve device, for example a flow direction. By "at least two stable switching positions" is to be understood in particular that the valve body can be locked in at least two stable switching positions, but in principle it is also conceivable that there are other stable switching positions in which the valve body can be locked. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung eine Verriegelungsvorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Ventilkörper in den stabilen Schaltstellungen zu verriegeln. Dadurch können die stabilen Schaltstellungen des Ventilkörpers besonders einfach realisiert werden. Unter einer „Verriegelungsvorrichtung” soll dabei insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die zumindest ein Verriegelungselement aufweist, das zum Verriegeln des Ventilkörpers zumindest eine Kraft auf den Ventilkörper ausübt.It is further proposed that the valve device has a locking device which is provided to lock the valve body in the stable switching positions. As a result, the stable switching positions of the valve body can be realized particularly easily. A "locking device" is to be understood in particular as meaning a device which has at least one locking element which exerts at least one force on the valve body for locking the valve body.

Unter „verriegeln” soll insbesondere in einer definierten Position fest positionieren verstanden werden. Dabei ist der Ventilkörper vorzugsweise lediglich in den stabilen Schalstellungen verriegelt.Under "lock" is to be understood in particular in a defined position fixed positioning. In this case, the valve body is preferably locked only in the stable switching positions.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Aktuatoreinheit lediglich zum Umschalten des Ventilkörpers zwischen den zumindest zwei Schaltstellungen zu bestromen. Dadurch kann die Aktuatoreinheit besonders vorteilhaft und einfach angesteuert werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „bestromen” soll dabei insbesondere mit einem elektrischen Strom und/oder einem elektrischen Signal ansteuern verstanden werden. In einem bestromten Zustand erzeugt die Aktuatoreinheit eine Kraft, die zum Umschalten des Ventilkörpers zwischen den Schaltstellungen vorgesehen ist.In addition, it is proposed that the valve device has a control and / or regulating unit which is provided to power the actuator unit only for switching the valve body between the at least two switching positions. As a result, the actuator unit can be controlled particularly advantageously and simply. Under a "control and / or regulating unit" should in particular a unit with at least one control unit to be understood. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system. By "energize" is to be understood in particular with an electric current and / or an electrical signal. In an energized state, the actuator unit generates a force that is provided for switching the valve body between the switching positions.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ventilvorrichtung eine Sensoreinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, der Steuer- und Regeleinheit ein die Schaltstellung des Ventilkörpers repräsentierendes Sensorsignal bereitzustellen. Dadurch kann eine geschaltete stabile Schaltstellung des Ventilkörpers vorteilhaft einfach erkannt werden und die Aktuatoreinheit dadurch richtig angesteuert werden. Unter einem „die Schalstellung des Ventilkörpers repräsentierenden Sensorsignal” soll dabei insbesondere ein elektrisches oder elektronisches Sensorsignal verstanden werden, das in Abhängigkeit der Schaltstellung des Ventilkörpers unterschiedlich ausfällt, wodurch die Steuer- und/oder Regeleinheit mittels des Sensorsignals die entsprechende geschaltete stabile Schaltstellung des Ventilkörpers ermitteln kann.Furthermore, it is proposed that the valve device has a sensor unit which is provided to provide the control and regulation unit with a sensor position representing the switching position of the valve body. As a result, a switched stable switching position of the valve body can advantageously be easily recognized and the actuator unit thereby controlled correctly. A "sensor signal representing the switching position of the valve body" should be understood to mean in particular an electrical or electronic sensor signal which varies differently depending on the switching position of the valve body, whereby the control and / or regulating unit determine the corresponding switched stable switching position of the valve body by means of the sensor signal can.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmaßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art expediently also individually consider the features and combine these into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung mit einem Ventilkörper in einer ersten stabilen Schaltstellung und 1 a schematic representation of a valve device according to the invention with a valve body in a first stable switching position and

2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung mit dem Ventilkörper in einer zweiten stabilen Schaltstellung. 2 a schematic representation of the valve device according to the invention with the valve body in a second stable switching position.

Die 1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeugkraftstoffsystem. Das Kraftfahrzeugkraftstoffsystem ist Teil eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine. Das Kraftfahrzeugkraftstoffsystem umfasst einen nicht näher dargestellten Kraftstofftank in dem ein Kraftstoff zum Antrieb der Brennkraftmaschine gelagert wird. Das Kraftfahrzeugkraftstoffsystem weist ein Entlüftungssystem auf. Die Ventilvorrichtung ist in dem Entlüftungssystem des Kraftfahrzeugkraftstoffsystems angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Ventilvorrichtung in ein anderes System des Kraftfahrzeugkraftstoffsystems oder des gesamten Kraftfahrzeugs eingebunden ist.The 1 and 2 show a schematic representation of a valve device according to the invention for a motor vehicle fuel system. The motor vehicle fuel system is part of a motor vehicle, not shown, with an internal combustion engine. The motor vehicle fuel system includes a fuel tank not shown in which a fuel is stored for driving the internal combustion engine. The automotive fuel system includes a venting system. The valve device is arranged in the ventilation system of the motor vehicle fuel system. In principle, it is also conceivable that the valve device is integrated into another system of the motor vehicle fuel system or the entire motor vehicle.

Die Ventilvorrichtung umfasst ein Ventilgehäuse 10. Das Ventilgehäuse 10 ist als ein dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet und begrenzt einen Ventilraum 18. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Ventilgehäuse 10 aus mehreren Elementen gebildet ist, die in einem montierten Zustand den Ventilraum 18 begrenzen. Das Ventilgehäuse 10 weist zwei Anschlüsse 11, 12 auf. Über die Anschlüsse 11, 12 kann jeweils ein Fluid in den Ventilraum 18 des Ventilgehäuses 10 hinein oder hinaus strömen. Über die Anschlüsse 11, 12 ist der von dem Ventilgehäuse 10 aufgespannte Ventilraum 18 nach außen hin geöffnet. Die Anschlüsse 11, 12 bilden dabei jeweils ein nicht näher dargestelltes Verbindungselement aus, über das eine Fluidleitung fest mit dem entsprechenden Anschluss 11, 12 gekoppelt werden kann. Über die Anschlüsse 11, 12 ist die Ventilvorrichtung in das Entlüftungssystem des Kraftfahrzeugkraftstoffsystems integriert.The valve device comprises a valve housing 10 , The valve housing 10 is designed as a thin-walled hollow body and defines a valve chamber 18 , In principle, it is also conceivable that the valve housing 10 is formed of a plurality of elements which in a mounted state the valve space 18 limit. The valve housing 10 has two connections 11 . 12 on. About the connections 11 . 12 can each have a fluid in the valve chamber 18 of the valve housing 10 pour in or out. About the connections 11 . 12 is that of the valve body 10 clamped valve chamber 18 open to the outside. The connections 11 . 12 in each case form a connection element, not shown in detail, via which a fluid line fixed to the corresponding port 11 . 12 can be coupled. About the connections 11 . 12 the valve device is integrated into the ventilation system of the motor vehicle fuel system.

Die Ventilvorrichtung umfasst einen in dem Ventilgehäuse 10 angeordneten Ventilkörper 13. Der Ventilkörper 13 ist axial verschiebbar in dem Ventilgehäuse 10 gelagert. Der Ventilkörper 13 ist dabei entlang einer Axialrichtung 19 verschiebbar. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Ventilkörper 13 auf eine andere Weise, beispielsweise schwenkbar gelagert in dem Ventilgehäuse 10 angeordnet ist. Der Ventilkörper 13 umfasst einen Stellelement 20 und ein Dichtelement 21, die fest miteinander verbunden sind. Das Dichtelement 21 ist an einem ersten Ende des Stellelements 20 angeordnet. Das Dichtelement 21 ist dazu vorgesehen, einen Strömungsquerschnitt innerhalb des Ventilgehäuses 10 abzudichten oder freizugeben um ein Strömen eines Fluids innerhalb des Ventilgehäuses 10 zwischen den zwei Anschlüssen 11, 12 zuzulassen oder zu verhindern. In einem geschlossenen Betriebszustand der Ventilvorrichtung liegt das Dichtelement 21 an einer Innenwandung 22 des Ventilgehäuses 10 an und deckt den ersten Anschluss 11 komplett ab. Dabei liegt das Dichtelement 21 in dem geschlossenen Betriebszustand mittig auf dem ersten Anschluss 11. Dadurch ist die Ventilvorrichtung geschlossen und ein Fluid kann nicht durch den ersten Anschluss 11 in den Ventilraum 18 oder durch den ersten Anschluss 11 aus dem Ventilraum 18 strömen. In einem geöffneten Betriebszustand der Ventilvorrichtung ist der Ventilkörper 13 axial in eine von dem ersten Anschluss 11 weg gerichtete Richtung verschoben. Dadurch ist das Dichtelement 21 in dem geöffneten Betriebszustand der Ventilvorrichtung beabstandet zu dem ersten Anschluss 11 angeordnet, wodurch ein Fluid durch den ersten Anschluss 11 in den Ventilraum 18 und über den zweiten Anschluss 12 wieder aus dem Ventilraum 18 ausströmen kann. Eine Strömungsrichtung ist dabei auch umkehrbar, so dass in dem geöffneten Betriebszustand das Fluid auch durch den zweiten Anschluss 12 in den Ventilraum 18 und durch den ersten Anschluss 11 wieder aus dem Ventilraum 18 strömen kann.The valve device comprises one in the valve housing 10 arranged valve body 13 , The valve body 13 is axially displaceable in the valve housing 10 stored. The valve body 13 is doing along an axial direction 19 displaceable. In principle, it is also conceivable that the valve body 13 in another way, for example pivotally mounted in the valve housing 10 is arranged. The valve body 13 includes an actuator 20 and a sealing element 21 that are firmly connected. The sealing element 21 is at a first end of the actuator 20 arranged. The sealing element 21 is intended, a flow cross-section within the valve housing 10 seal or release a flow of fluid within the valve housing 10 between the two connections 11 . 12 to allow or prevent. In a closed operating state of the valve device is the sealing element 21 on an inner wall 22 of the valve housing 10 and covers the first connection 11 completely off. This is the sealing element 21 in the closed mode, centered on the first port 11 , Thereby, the valve device is closed and a fluid can not pass through the first port 11 in the valve room 18 or through the first connection 11 from the valve room 18 stream. In an open operating state of the valve device is the valve body 13 axially into one of the first port 11 shifted away direction. This is the sealing element 21 in the open operating state of the valve device spaced from the first port 11 arranged, whereby a fluid through the first port 11 in the valve room 18 and over the second port 12 again from the valve room 18 can flow out. A flow direction is also reversible, so that in the open operating state, the fluid also through the second port 12 in the valve room 18 and through the first connection 11 again from the valve room 18 can flow.

Der Ventilkörper 13 weist eine erste stabile Schaltstellung (2) und eine zweite stabile Schaltstellung (1) auf. In den zwei stabilen Schaltstellungen weist der Ventilkörper 13 jeweils eine definierte Position in dem Ventilgehäuse 10 auf. In den beiden stabilen Schaltstellungen ist der Ventilkörper 13 in der entsprechenden definierten Position verriegelt. Der Ventilkörper 13 ist dabei durch eine mechanische Selbsthaltung in den stabilen Schaltstellungen fixiert. Die erste stabile Schaltstellung ist dabei dem geöffneten Betriebszustand der Ventilvorrichtung zugeordnet und die zweite stabile Schaltstellung dem geschlossenen Betriebszustand der Ventilvorrichtung. In der ersten stabilen Schaltstellung des Ventilkörpers 13 kann ein Fluid durch den Ventilraum 18 von dem einen Anschluss 11, 12 zu dem anderen Anschluss 11, 12 strömen. Ein Strömungsquerschnitt zwischen den beiden Anschlüssen 11, 12 ist in der ersten stabilen Schaltstellung freigegeben, da das Dichtelement 21 beabstandet zu dem ersten Anschluss 11 angeordnet ist und den ersten Anschluss nicht abdichtet. In der zweiten stabilen Schaltstellung verhindert der Ventilkörper 13 ein Strömen des Fluids zwischen den beiden Anschlüssen 11, 12. Der Strömungsquerschnitt zwischen den beiden Anschlüssen 11, 12 ist in der zweiten stabilen Schaltstellung gesperrt, da das Dichtelement 21 auf dem ersten Anschluss 11 angeordnet ist und den ersten Anschluss 11 dadurch abdichtet.The valve body 13 has a first stable switching position ( 2 ) and a second stable switching position ( 1 ) on. In the two stable switching positions, the valve body 13 each a defined position in the valve housing 10 on. In the two stable switching positions is the valve body 13 locked in the corresponding defined position. The valve body 13 is fixed by a mechanical latching in the stable switching positions. The first stable switching position is assigned to the open operating state of the valve device and the second stable switching position to the closed operating state of the valve device. In the first stable switching position of the valve body 13 can a fluid through the valve space 18 from the one connection 11 . 12 to the other connection 11 . 12 stream. A flow cross section between the two connections 11 . 12 is released in the first stable switching position, since the sealing element 21 spaced from the first port 11 is arranged and does not seal the first port. In the second stable switching position prevents the valve body 13 a flow of fluid between the two ports 11 . 12 , The flow cross section between the two connections 11 . 12 is locked in the second stable switching position, since the sealing element 21 on the first connection 11 is arranged and the first connection 11 thereby seals.

Zur Umschaltung des Ventilkörpers 13 umfasst die Ventilvorrichtung eine Aktuatoreinheit 14. Die Aktuatoreinheit 14 ist dazu vorgesehen, den Ventilkörper 13 aktiv zwischen den beiden stabilen Schaltstellungen umzuschalten. Die Aktuatoreinheit 14 umfasst einen nicht näher dargestellten magnetischen Aktuator. Der magnetische Aktuator der Aktuatoreinheit 14 umfasst eine nicht näher dargestellte elektromagnetische Spule und einen nicht näher dargestellten Stößel. Je nach Bestromung der elektromagnetischen Spule kann der Stößel in einer ersten und einer zweiten Richtung axial verschoben werden. Der Stößel des elektromagnetischen Aktuators ist mit dem Stellelement 20 des Ventilkörpers 13 verbunden. Dadurch kann der Ventilkörper 13 mittels der Aktuatoreinheit 14 verstellt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der elektromagnetische Aktuator einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Aufbau aufweist. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die Aktuatoreinheit 14 einen oder mehrere andere Aktuatoreinheiten aufweist, die auf einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden physikalischen Wirkprinzip beruhen. Dabei ist es denkbar, dass die Aktuatoreinheit 14 einen durch elektrische Energie, thermische Energie, Strömungs-Energie, chemische Energie und/oder manuelle Betätigung betriebenen Aktuator umfasst.For switching the valve body 13 the valve device comprises an actuator unit 14 , The actuator unit 14 is intended to the valve body 13 to actively switch between the two stable switching positions. The actuator unit 14 includes a non-illustrated magnetic actuator. The magnetic actuator of the actuator unit 14 includes an electromagnetic coil, not shown, and a plunger, not shown. Depending on the energization of the electromagnetic coil, the plunger can be axially displaced in a first and a second direction. The plunger of the electromagnetic actuator is connected to the actuator 20 of the valve body 13 connected. This allows the valve body 13 by means of the actuator unit 14 be adjusted. In principle, it is also conceivable that the electromagnetic actuator has another structure that appears appropriate to the person skilled in the art. In principle, it is also conceivable that the actuator unit 14 one or more other actuator units, which are based on another, appear to be reasonable in the art physical action principle. It is conceivable that the actuator unit 14 a powered by electrical energy, thermal energy, flow energy, chemical energy and / or manual actuation actuator comprises.

Zur Verrieglung des Ventilkörpers 13 in den stabilen Schaltstellungen umfasst die Ventilvorrichtung eine Verriegelungsvorrichtung 15. Die Verriegelungsvorrichtung 15 verriegelt den Ventilkörper 13 jeweils in den stabilen Schaltstellungen. Die Verriegelungsvorrichtung 15 ist in dem Ventilraum 18 angeordnet. Dabei ist die Verriegelungsvorrichtung 15 ventilgehäusefest angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Verriegelungsvorrichtung 15 außerhalb des Ventilraums 18 angeordnet ist. Die Verriegelungsvorrichtung 15 ist im Bereich des Stellelements 20 des Ventilkörpers 13 angeordnet. Die Verriegelungsvorrichtung 15 weist ein nicht näher dargestelltes Verriegelungselement auf. Das Verriegelungselement steht zumindest in den stabilen Schaltstellungen des Ventilkörpers 13 in direktem Kontakt mit dem Stellelement 20 des Ventilkörpers 13. Das Verriegelungselement weist zwei schräg zu der Axialrichtung 19, in der der Ventilkörper 13 verschiebbar ist, verlaufende Sperrflächen auf. Das Stellelement 20 bildet zwei nicht näher dargestellte Aufnahmen aus, wobei je eine Aufnahme einer stabilen Schaltstellung des Ventilkörpers 13 zugeordnet ist. Die Aufnahmen sind korrespondierend zu dem Verriegelungselement ausgebildet und weisen zu den schrägen Sperrflächen korrespondierende Schrägflächen auf. In einer stabilen Schaltstellung ist das Verriegelungselement formschlüssig in der entsprechenden Aufnahme angeordnet. Die Verriegelungsvorrichtung 15 umfasst ein Federelement, das eine in Richtung des Stellelements 20 gerichtete Federkraft auf das Verriegelungselement ausübt. Das Federelement ist als eine Spiralfeder ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Federelement als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Feder ausgebildet ist. Das Federelement drückt das Verriegelungselement gegen das Stellelement 20 und presst das Verriegelungselement in den stabilen Schaltstellungen des Ventilkörpers 13 jeweils in die entsprechende Aufnahme des Stellelements 20. Das Stellelement 20 und so der Ventilkörper 13 sind dadurch fixiert und können axial nicht bewegt werden. Zur Entriegelung muss eine ausreichend große Axialkraft auf das Stellelement 20 wirken, so dass über Schrägflächen der Aufnahmen des Stellelements 20 und die schräg verlaufenden Sperrflächen des Verriegelungselements eine der Federkraft des Federelements entgegen gerichtete Entsperrkraft erzeugt wird, die größer ist als die Federkraft und das Federelement so überdrückt. Wird das Federelement überdrückt schiebt sich das Verriegelungselement über die Schrägflächen der entsprechenden Aufnahme aus der Aufnahme heraus und der Ventilkörper 13 ist entriegelt.For locking the valve body 13 In the stable switching positions, the valve device comprises a locking device 15 , The locking device 15 locks the valve body 13 each in the stable switching positions. The locking device 15 is in the valve room 18 arranged. In this case, the locking device 15 valve housing fixed arranged. In principle, it is also conceivable that the locking device 15 outside the valve chamber 18 is arranged. The locking device 15 is in the range of the actuating element 20 of the valve body 13 arranged. The locking device 15 has a locking element not shown in detail. The locking element is at least in the stable switching positions of the valve body 13 in direct contact with the actuator 20 of the valve body 13 , The locking element has two obliquely to the axial direction 19 in which the valve body 13 is displaceable, extending blocking surfaces. The actuator 20 forms two recordings not shown, each with a recording of a stable switching position of the valve body 13 assigned. The receptacles are formed corresponding to the locking element and have to the oblique locking surfaces corresponding inclined surfaces. In a stable switching position, the locking element is arranged in a form-fitting manner in the corresponding receptacle. The locking device 15 comprises a spring element, one in the direction of the actuating element 20 directed spring force exerts on the locking element. The spring element is designed as a spiral spring. In principle, it is also conceivable that the spring element is designed as another, the expert appears to be useful spring. The spring element presses the locking element against the actuating element 20 and presses the locking element in the stable switching positions of the valve body 13 each in the corresponding receptacle of the control element 20 , The actuator 20 and so the valve body 13 are thus fixed and can not be moved axially. For unlocking must have a sufficiently large axial force on the actuator 20 act, so that over oblique surfaces of the recordings of the actuating element 20 and the obliquely extending locking surfaces of the locking element, a spring force of the spring element opposite unlocking force is generated, which is greater than the spring force and the Spring element so overpressed. If the spring element is pressed over, the locking element slides over the inclined surfaces of the corresponding receptacle out of the receptacle and the valve body 13 is unlocked.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Verriegelungselement eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form, wie beispielsweise eine Kugelform, aufweist und die Aufnahmen des Stellelements 20 entsprechend ausgebildet sind. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die Verriegelungsvorrichtung 15 als eine gesteuerte Verriegelungsvorrichtung 15 ausgebildet ist, die gesteuert ein, beispielsweise als Pin ausgebildetes Verriegelungselement in eine Ausnehmung drückt um den Ventilkörper 13 zu verriegeln und das Verriegelungselement zum Entriegeln des Ventilkörpers 13 das Verriegelungselement aktiv wieder aus der Ausnehmung befördert. Hierzu wäre es notwendig, dass die Verriegelungsvorrichtung 15 einen aktiv steuerbaren Aktuator aufweist, der das Verriegelungselement betätigt, also zwischen einer Verriegelungsstellung und einer entriegelten Stellung verschiebt.In principle, it is also conceivable that the locking element another, the skilled person appear appropriate form, such as a spherical shape, and the recordings of the actuating element 20 are formed accordingly. In principle, it is also conceivable that the locking device 15 as a controlled locking device 15 is formed, the controlled one, for example, designed as a pin locking element in a recess presses around the valve body 13 to lock and the locking element to unlock the valve body 13 the locking element actively conveyed out of the recess again. For this purpose, it would be necessary that the locking device 15 an actively controllable actuator which actuates the locking element, that shifts between a locking position and an unlocked position.

Die Ventilvorrichtung umfasst eine Steuer- und Regeleinheit 16, die dazu vorgesehen ist, die Aktuatoreinheit 14 zum Umschalten des Ventilkörpers 13 zwischen den zwei stabilen Schaltstellungen zu bestromen. Die Steuer- und Regeleinheit 16 steuert die Aktuatoreinheit 14 dabei lediglich zum Verstellen des Ventilkörpers 13 an. Während der Ventilkörper 13 in einer der stabilen Schaltstellungen positioniert ist, ist die Aktuatoreinheit 14 von der Steuer- und Regeleinheit 16 unbestromt.The valve device comprises a control and regulation unit 16 , which is intended to the actuator unit 14 for switching the valve body 13 to energize between the two stable switching positions. The control unit 16 controls the actuator unit 14 only for adjusting the valve body 13 at. While the valve body 13 is positioned in one of the stable switching positions, is the actuator unit 14 from the control unit 16 energized.

Zur Erkennung in welcher Schaltstellung sich der Ventilkörper 13 befindet weist die Ventilvorrichtung eine Sensoreinheit 17 auf. Die Sensoreinheit 17 ist dazu vorgesehen, der Steuer- und Regeleinheit 16 ein die Schaltstellung des Ventilkörpers 13 repräsentierendes Sensorsignal bereitzustellen. Die Sensoreinheit 17 ist mit der Steuer- und Regeleinheit 16 verbunden und gibt das Sensorsignal an die Steuer- und Regeleinheit 16 weiter. Die Sensoreinheit 17 ist dabei als ein dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Sensor ausgebildet. Die Steuer- und Regeleinheit 16 wertet das von der Sensoreinheit 17 eingespeiste Sensorsignal aus und ermittelt daraus eine Schaltstellung des Ventilkörpers 13.For detection in which switching position, the valve body 13 located, the valve device has a sensor unit 17 on. The sensor unit 17 is intended to be the control unit 16 a the switching position of the valve body 13 provide representative sensor signal. The sensor unit 17 is with the control unit 16 connected and outputs the sensor signal to the control unit 16 further. The sensor unit 17 In this case, it is designed as a sensor that appears appropriate to a person skilled in the art. The control unit 16 evaluates that from the sensor unit 17 fed sensor signal and determines a switching position of the valve body 13 ,

Im Folgenden soll beispielhaft eine Schaltung der Ventilvorrichtung beschrieben werden. Die Ventilvorrichtung befindet sich wie in 1 dargestellt in der geschlossenen Betriebsstellung. Der Ventilkörper 13 der Ventilvorrichtung ist dabei in der zweiten stabilen Schaltstellung angeordnet. Der Ventilkörper 13 ist dabei mittels der Verriegelungsvorrichtung 15 in der zweiten stabilen Schaltstellung verriegelt. Das Fluid kann nicht durch die Ventilvorrichtung strömen. Zur Umschaltung des Ventilkörpers 13 in die erste stabile Schaltstellung wertet die Steuer- und Regeleinheit 16 zunächst das Sensorsignal der Sensoreinheit 17 aus und steuert die Aktuatoreinheit 14 dementsprechend an um das Stellelement 20 in die entsprechend richtige Richtung zu bewegen. Durch die Kraft der Aktuatorvorrichtung auf das Stellelement 20 wird das Federelement der Verriegelungsvorrichtung 15 überdrückt und der Ventilkörper 13 so aus der zweiten stabilen Schaltstellung gedrückt. Die Aktuatorvorrichtung drückt den Ventilkörper 13 so weit bis der Ventilkörper 13 in der ersten stabilen Schaltstellung angekommen ist und dort mittels der Verriegelungsvorrichtung 15 verriegelt wird. Ein Umschaltvorgang des Ventilkörpers 13 von der ersten stabilen Schaltstellung in die zweite stabile Schaltstellung erfolgt äquivalent, außer, dass das Sensorsignal ein anderes ist und die Aktuatoreinheit 14 das Stellelement in eine entgegengesetzte Richtung bewegt um den Ventilkörper in die zweite Schaltstellung zu bringen.The following is an example of a circuit of the valve device will be described. The valve device is located as in 1 shown in the closed operating position. The valve body 13 the valve device is arranged in the second stable switching position. The valve body 13 is by means of the locking device 15 locked in the second stable switching position. The fluid can not flow through the valve device. For switching the valve body 13 in the first stable switching position evaluates the control unit 16 first the sensor signal of the sensor unit 17 and controls the actuator unit 14 accordingly to the actuator 20 to move in the correct direction. By the force of the actuator on the actuator 20 becomes the spring element of the locking device 15 overpressed and the valve body 13 so pressed from the second stable switching position. The actuator device presses the valve body 13 until the valve body 13 arrived in the first stable switching position and there by means of the locking device 15 is locked. A switching operation of the valve body 13 from the first stable switching position to the second stable switching position is done equivalently, except that the sensor signal is another and the actuator unit 14 moves the actuator in an opposite direction to bring the valve body in the second switching position.

Grundsätzlich ist auch denkbar, dass der Ventilkörper 13 weitere stabile Schaltzustände aufweist. Dadurch könnte der Ventilkörper 13 in weiteren Positionen mechanisch selbsthaltend fixiert werden und dadurch Schaltzustände realisiert werden in dem die Ventilvorrichtung nur teilweise geöffnet ist und dadurch beispielsweise eine Drosselfunktion übernehmen kann. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die Ventilvorrichtung zumindest einen weiteren Anschluss aufweist. Durch eine Kombination von zumindest einem weiteren Anschluss und weiteren stabilen Schaltzuständen des Ventilkörpers könnten unterschiedliche Strömungspfade erreicht werden, die durch Verstellen des Ventilkörpers 13 schaltbar wären. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die Ventilvorrichtung eine oder mehrere Blenden aufweist, die in dem Ventilraum angeordnet sind und die einen kleinsten Strömungsquerschnitt innerhalb des Ventilgehäuses bilden, wodurch das Dichtelement 21 des Ventilkörpers 13 einen Durchfluss durch das Ventilgehäuse 10 durch abdichten einer Blende verhindert. Dabei ist es denkbar, dass der Ventilkörper 13 mehrere Dichtelemente 21 aufweist, die jeweils eine in dem Ventilraum 18 angeordnete Blende in einer stabilen Schaltstellung des Ventilkörpers 13 abdichten.In principle, it is also conceivable that the valve body 13 has further stable switching states. This could cause the valve body 13 be fixed mechanically self-holding in other positions and thereby switching states can be realized in which the valve device is only partially open and thereby can take over, for example, a throttle function. In principle, it is also conceivable that the valve device has at least one further connection. By a combination of at least one further connection and further stable switching states of the valve body, different flow paths could be achieved by adjusting the valve body 13 switchable. In principle, it is also conceivable that the valve device has one or more orifices, which are arranged in the valve chamber and which form a smallest flow cross-section within the valve housing, whereby the sealing element 21 of the valve body 13 a flow through the valve body 10 prevented by sealing a diaphragm. It is conceivable that the valve body 13 several sealing elements 21 each having one in the valve space 18 arranged aperture in a stable switching position of the valve body 13 caulk.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Ventilgehäusevalve housing
1111: Anschlussconnection
1212: Anschlussconnection
1313: Ventilkörpervalve body
1414: Aktuatoreinheitactuator
1515: Verriegelungsvorrichtunglocking device
1616: Steuer- und/oder RegeleinheitControl and / or regulating unit
1717: Sensoreinheitsensor unit
1818: Ventilraumvalve chamber
19 19: Axialrichtungaxially
2020: Stellelementactuator
2121: Dichtelementsealing element
2222: Innenwandunginner wall

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0976598 B1 [0002]

Claims

Valve device for a motor vehicle fuel system, having at least one valve housing ( 10 ), which has at least two connections ( 11 . 12 ), and with at least one valve body ( 13 ), the at least one first stable switching position, in which a fluid from one of the connections ( 11 . 12 ) to the other terminal ( 11 . 12 ), and a second stable switching position, in which the valve body ( 13 ) a flow of the fluid between the terminals ( 11 . 12 ), characterized by an actuator unit ( 14 ), which is intended to the valve body ( 13 ) actively switch between the at least two stable switching positions.

Valve device according to claim 1, characterized by a locking device ( 15 ), which is intended to the valve body ( 13 ) in the stable switch positions.

Valve device according to claim 1 or 2, characterized by a control and / or regulating unit ( 16 ), which is provided to the actuator unit ( 14 ) only for switching the valve body ( 13 ) to energize between the at least two switching positions.

Valve device according to claim 3, characterized by a sensor unit ( 17 ), which is intended to be used by the control unit ( 16 ) a the switching position of the valve body ( 13 ) provide sensor signal.