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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Ventil zum Zumessen von Fluid nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei der für ein strömendes oder fließendes Medium stehende Begriff Fluid in Übereinstimmung mit der Strömungslehre für Gase und Flüssigkeiten verwendet wird.
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Bei einem bekannten Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff (
DE 10 2006 040 648 A1 ) weist der Filter ein in einem käfigartigen Filtergehäuse aufgespanntes Filtergewebe auf. Das Filtergehäuse besitzt zwei die Enden des Filtergewebes aufnehmende Gehäuseringe, die über mindestens drei Längsstege miteinander einstückig verbunden sind. Der Filter ist so auf einen die Zumessöffnung enthaltenden, hohlen Ventilkörper aufgesetzt, dass die inneren Ringflächen der beiden Gehäuseringe beiderseits eines mit der Zumessöffnung in Verbindung stehenden Fluidablaufs dicht auf dem Ventilkörper aufliegen. Die Stützmittel für die Abströmseite des Filtergewebes weisen zwei axial voneinander beabstandete Zahnkränze auf, die auf dem Außenumfang des Ventilkörpers ausgebildet sind. Zwischen den beiden Zahnkränzen ist eine umlaufende Nut in den Ventilkörper eingebracht, in die mehrere den Fluidablauf bildende Kanäle münden. Zwischen den abgerundeten Spitzen der Zahnkränze und dem Filtergewebe ist ein geringer Radialspalt vorhanden, so dass sich das Filtergewebe erst ab einem bestimmten Fluiddruck auf der Anströmseite des Filtergewebes auf den Zahnkränzen abstützt.
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Bei einem ebenfalls bekannten Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff (
DE 10 2005 037 265 A1 ) ist der Filter in einer zwischen einem Ventilgehäuse mit Fluidzulauf und einem hohlen Ventilkörper mit Zumessöffnung eingeschlossenen Filterkammer angeordnet, die einen von Ventilgehäuse und Ventilkörper begrenzten, ringförmigen Kammereingang und einen die Körperwand des Ventilkörpers durchdringenden Kammerausgang aufweist. Der Filter besitzt ein Filtergehäuse und ein im Filtergehäuse aufgespanntes Filtergewebe. Das Filtergehäuse hat zwei durch Stege miteinander verbundene Gehäuseringe und ist in die Filterkammer so eingesetzt, dass das Filtergewebe mit seiner Abströmseite zum Kammerausgang im Ventilkörper weist und der untere Gehäusering zwischen Ventilkörper und Ventilgehäuse dichtet. Die Stützmittel für die Abströmseite des Filtergewebes weisen einen in das Filtergehäuse eingesetzten Stützkörper mit einem mit Erhebungen versehenen Stützabschnitt auf. Die Erhebungen liegen punkt- oder linienförmig an dem Filtergewebe an. Der Stützkörper hat einen am Stützabschnitt endseitig angeformten Kragen, der sich zwischen Ventilgehäuse und Ventilkörper abstützt und axial gegen den oberen Gehäusering des Filtergehäuses und den Ventilkörper dichtet. An dem an dem Ventilgehäuse sich abstützenden Umfang des Kragens sind Axialnuten eingearbeitet, so dass Fluid vom Gehäuseeingang zur Anströmseite des Filtergewebes gelangen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Ventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Herstellung des Filters und dessen Integration bei der Montage des Ventils deutlich kostengünstiger ausfallen. Die Stützmittel liegen außen am Filter und können beim Umspritzen des Filtermantels mit einem Filtergehäuse besonders einfach mit angespritzt werden. Da die Stützmittel sich ihrerseits an der äußeren Kammerwand der Filterkammer abstützen, brauchen sie zur Aufnahme größerer, am Filtermantel auf dessen Anströmseite angreifender Drücke keine hohe Festigkeit oder Steifigkeit aufzuweisen, so dass Stützmittel und Filtergehäuse nicht aus einem speziellem, hochfesten und teuren Kunststoff, wie PEEK, hergestellt werden müssen. Der Filter mit radial abgestütztem Filtermantel ist ein einstückiges Bauteil, das separat als Kunststoffspritzteil problemlos gefertigt werden kann. Die Montage des Filters in das Ventil beschränkt sich auf einen einfachen Einsetzvorgang in die Ventilkammer des Ventils. Eine zusätzliche Anpassung oder Bearbeitung von Ventilbauteilen ist nicht erforderlich.
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Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Ventils möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Filtermantel zwischen einem oberen und unteren, jeweils eine äußere und innere Ringfläche aufweisenden Gehäusering eines Filtergehäuses aufgespannt und die Stützmittel durch Längsrippen realisiert, die auf der Abströmseite des Filtermantels über den Umfang des Filtermantels voneinander beabstandet angeordnet sind und die beiden Gehäuseringe miteinander verbinden. Der Filtermantel ist endseitig an den inneren Ringflächen der Gehäuseringe festgelegt, und der untere Gehäusering weist eine kleinere radiale Breite als der obere Gehäusering auf und ist von den Längsrippen übergriffen. Auf diese Weise können die Stützmittel fertigungstechnisch einfach und kostengünstig in den Filter integriert werden. Die radiale Breite oder Stärke der Längsrippen kann dabei klein gehalten werden, was einem angestrebten, möglichst kleinen Bauraum des Ventils entgegenkommt. Der zwischen den Längsrippen verbleibende Strömungsraum für das Fluid auf der Abströmseite des Filtermantels ist dabei ausreichend groß. Durch die geringere radiale Breite des unteren, von den Längsrippen auf seiner äußeren Ringseite übergriffenen Gehäuserings wird die Verbindung der Abströmseite zum Kammerausgang sichergestellt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Filter so in die Filterkammer eingesetzt, dass der obere Gehäusering stromabwärts des Kammereingangs der Filterkammer mit seiner äußeren Ringfläche dicht an der äußeren Kammerwand anliegt und der untere Gehäusering stromaufwärts des Kammerausgangs der Filterkammer mit seiner inneren Ringfläche dicht an einem an der inneren Kammerwand ausgeformten, radial vorstehenden Kragen anliegt. Aufgrund der vorgenannten konstruktiven Ausführung des Filters ist nach Einsetzen des Filters in die Filterkammer in einfacher Weise die Abströmseite des Filtermantels gegen den Kammereingang und die Anströmseite des Filtermantels gegen den Kammerausgang der Filterkammer abgeschottet, so dass Fluid nur durch den Filtermantel und nicht ungefiltert vom Kammereingang zum Kammerausgang gelangen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die radiale Breite der Längsrippen im Übergreifungsbereich am unteren Gehäusering reduziert. Dadurch wird die Fluidabfluss von der Abströmseite des Filtermantels zum Kammerausgang verbessert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind am unteren Gehäusering axial vorspringende Nocken angeformt, über die sich das Filtergehäuse an einem die Filterkammer stromabwärts des Kammerausgangs begrenzenden Kammerboden abstützt. Die Nocken positionieren den Filter in der Filterkammer und stellen eine ungehinderte Fluidströmung zum Kammerausgang sicher.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ausschnittweise einen Längsschnitt eines Ventils zum Zumessen von Fluid,
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2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in 1,
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3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts II in 1 für einen um 30° Umfangswinkel versetzten Längsschnitt des Filters,
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4 eine perspektivische Ansicht des Filters in 1.
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Das in 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Ventil zum Zumessen von Fluid wird beispielsweise zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine oder in einen zum Brennraum der Brennkraftmaschine führenden Ansaugkanal eingesetzt. Es kann jedoch auch als Einblasventil zum dosierten Zumessen von Gasmengen bei Gasmotoren oder Gasheizungsanlagen verwendet werden.
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Das Ventil weist eine vom Fluid durchströmte, im Querschnitt ringförmige Filterkammer 11 mit einer äußeren Kammerwand 111 und einer inneren Kammerwand 112 auf. Die äußere Kammerwand 11 ist von einem Innenwandabschnitt eines rohrförmigen Ventilgehäuses 12 und die innere Kammerwand 112 von einem Außenwandabschnitt eines im Ventilgehäuse 12 aufgenommenen, hohlen Ventilkörpers 13 gebildet. Die Filterkammer 11 steht über einen Kammereingang 113 mit einem Fluidzulauf 14 und über einen Kammerausgang 114 mit einer im hohlen Ventilkörper 13 ausgebildeten Zumessöffnung 15 in Verbindung. Über die Zumessöffnung 15 wird mittels eines im Innern des Ventilkörpers 13 axial verschieblich geführten Ventilglieds, hier als Ventilnadel 16 bezeichnet, die momentane Zumessmenge an Fluid gesteuert. Die Ventilnadel 16 wird in bekannter Weise mittels einer Ventilschließfeder 17 mit einem endseitigem Schließkopf 161 auf einen im Ventilsitzkörper 13 ausgebildeten, die Zumessöffnung 15 umschließenden Ventilsitz 18 aufgedrückt. Zum Freigeben der Zumessöffnung 15 gegen die Schließkraft der Ventilschließfeder 17 dient ein elektrischer, hier piezoelektrischer Aktor 19, der sich an dem von der Zumessöffnung 15 abgekehrten Stirnende der Ventilnadel 16 abstützt und bei Aktivierung den Schließkopf 161 der Ventilnadel 16 nach außen vom Ventilsitz 18 abhebt. Der Aktor 19 ist in einem im Ventilgehäuse 12 koaxial angeordneten, rohrförmigen Aktorgehäuse 20, das an seinem einen Stirnende am Ventilkörper 13 fluiddicht festgelegt ist, aufgenommen. Zwischen dem Aktorgehäuse 20 und dem Ventilgehäuse 12 ist ein in den Kammereingang 113 der Filterkammer 11 mündender Ringkanal 21 vorhanden, der die Verbindung der Filterkammer 11 zum Fluidzulauf 14 herstellt. Der Kammerausgang 114 der Filterkammer 11 ist nahe einem von dem Kammereingang 113 abgekehrten Kammerboden 115 stromaufwärts des Kammerbodens 115 in der inneren Kammerwand 112 angeordnet und wird von mehreren in der inneren Kammerwand 112, also im Ventilkörper 13, in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordneten Bohrungen 22 gebildet, die die Körperwand des Ventilkörpers 13 durchdringen und in einen im Innern des Ventilkörpers 13 der Zumessöffnung 15 vorgelagerten Ventilraum 23 münden.
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In der Ventilkammer 11 ist ein hohlzylindrischer Filter 24 angeordnet, der einen vom Fluid durchströmten, dünnen Filtermantel 25 mit einer Anströmseite 251 für das Fluid und einer an Stützmitteln abgestützten Abströmseite 252 aufweist. Die Anströmseite 251 des Filtermantels 25 verläuft im Radialabstand zur inneren Kammerwand 112, und die Stützmittel stützen sich ihrerseits radial an der äußeren Kammerwand 111 der Filterkammer 11 ab. Die Stützmittel weisen Längsrippen 29 auf, die sich auf der Abströmseite 252 axial über den Filtermantel 25 erstrecken und längs des Umfangs des Filtermantels 25 voneinander beabstandet angeordnet sind. Der Filtermantel 25 ist zwischen einem oberen Gehäusering 27 und einem unteren Gehäusering 28 aufgespannt, und die Längsrippen 29 verbinden die beiden Gehäuseringe 27, 28 miteinander. Der obere Gehäusering 27 besitzt eine äußere Ringfläche 271 und eine innere Ringfläche 272 und der untere Gehäusering 28 eine äußere Ringfläche 281 und eine innere Ringfläche 282. Der Filtermantel 25 ist endseitig an den inneren Ringflächen 272, 282 der beiden Gehäuseringe 27, 28 festgelegt, und der untere Gehäusering 28 weist eine kleinere radiale Breite oder Stärke als der obere Gehäusering 27 auf, wobei die Längsrippen 29 die äußere Ringfläche 281 des unteren Gehäuserings 28 übergreifen. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist die radiale Breite oder Stärke der Längsrippen 29 im Übergreifungsbereich am unteren Gehäusering 28 reduziert. An den unteren Gehäusering 28 sind noch axial vorspringende Nocken 30 angeformt.
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Der Filter 24 ist so in die Filterkammer 11 eingesetzt, dass der obere Gehäusering 27 zum Kammereingang 113 der Filterkammer 11 weist, also stromabwärts des Kammereingangs 113 liegt, und mit seiner äußeren Ringfläche 271 dicht an der äußeren Kammerwand 111 anliegt und der untere Gehäusering 28 zum Kammerausgang 114 der Filterkammer 11 weist, also stromaufwärts des Kammerausgangs 114 liegt, und mit seiner inneren Ringfläche 282 dicht an einem an der inneren Kammerwand 112 ausgeformten, radial von der inneren Kammerwand 112 abstehenden Kragen 31 anliegt. Das Filtergehäuse 26 stützt sich über die Nocken 33 am Kammerboden 115 an. Auf diese Weise ist die Anströmseite 251 des Filtermantels 25 gegenüber dem Kammerausgang 114 und die Abströmseite 252 des Filtermantels 25 gegenüber dem Kammereingang 113 abgeschottet, so dass das Fluid vom Kammereingang 113 zum Kammerausgang 114 ausschließlich durch den Filtermantel 25 strömen kann und verhindert ist, dass ungefiltertes Fluid direkt über den Kammerausgang 114 aus der Filterkammer 11 austritt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006040648 A1 [0002]
- DE 102005037265 A1 [0003]
