DE102014013630A1 - Ventil für Fluid, Schaltmechanismus eines Ventils, Filter für Fluid und Filtergehäuse eines Filters für Fluid - Google Patents

Ventil für Fluid, Schaltmechanismus eines Ventils, Filter für Fluid und Filtergehäuse eines Filters für Fluid Download PDF

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Abstract

Es werden ein Ventil (18), insbesondere Umgehungsventil, einer Fluidleitung, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere eines Filters für Fluid, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ein Schaltmechanismus (44) eines Ventils (18), ein Filter für Fluid und Filtergehäuse eines Filters für Fluid beschrieben. Das Ventil (18) umfasst wenigstens ein Ventilgehäuse (20), das wenigstens eine Ventilöffnung (32) aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass (24) des Ventilgehäuses (20) und wenigstens einem Auslass (26) des Ventilgehäuses (20) angeordnet ist. Wenigstens ein Ventilverschlusselement (36) ist zum Öffnen und Schließen des Ventils (18) relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung (32) bewegbar angeordnet. Das wenigstens eine Ventilverschlusselement (36) kann in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung (32) verschließen. Das wenigstens eine Ventilverschlusselement (36) kann mittels wenigstens eines Schaltmechanismus (44) in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden. Wenigstens ein Schaltmechanismus (44) weist wenigstens zwei diskrete Schaltzustände auf zwischen denen der wenigstens eine Schaltmechanismus (44) mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Umgehungsventil, einer Fluidleitung, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere eines Filters für Fluid, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Ventilgehäuse, das wenigstens eine Ventilöffnung aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass des Ventilgehäuses und wenigstens einem Auslass des Ventilgehäuses angeordnet ist, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement, das zum Öffnen und Schließen des Ventils relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung bewegbar angeordnet ist, das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung verschließen kann und das mittels wenigstens eines Schaltmechanismus in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann.
  • Ferner betrifft die Erfindung einen Schaltmechanismus eines Ventils, insbesondere eines Umgehungsventils, einer Fluidleitung, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere eines Filters für Fluid, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit dem wenigstens ein Ventilverschlusselement, das zum Öffnen und Schließen des Ventils relativ zu wenigstens einer Ventilöffnung bewegbar angeordnet ist und das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung verschließen kann, in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann.
  • Außerdem betrifft die Erfindung einen Filter für Fluid, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Ventil, insbesondere einem Umgehungsventil, mit wenigstens einem Ventilgehäuse, das wenigstens eine Ventilöffnung aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass des Ventilgehäuses und wenigstens einem Auslass des Ventilgehäuses angeordnet ist, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement, das zum Öffnen und Schließen des Ventils relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung bewegbar angeordnet ist, das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung verschließen kann und das mittels wenigstens eines Schaltmechanismus in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse eines Filters für Fluid, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Ventil, insbesondere einem Umgehungsventil, mit wenigstens einem Ventilgehäuse, das wenigstens eine Ventilöffnung aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass des Ventilgehäuses und wenigstens einem Auslass des Ventilgehäuses angeordnet ist, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement, das zum Öffnen und Schließen des Ventils relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung bewegbar angeordnet ist, das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung verschließen kann und das mittels wenigstens eines Schaltmechanismus in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 199 26 172 A1 ist ein Filter für Dieselkraftstoff in einer Bauart als Wegwerffilter bekannt. Bei dem Filter ist eine Einrichtung zur temperaturabhängigen Umsteuerung der Überströmmenge einer Einspritzpumpe zum Tank oder zur Schmutzseite des Filters integriert. Eine domförmige Ausformung am Deckel bildet mit einem darin eingesetzten trogförmigen, metallischen Schutzgehäuse eine Kammer, in der eine Bimetall-Schnappscheibe des Umsteuerventils und ein Ventilsitz angeordnet sind und in welche der dritte Anschluss und der vierte Anschluss einmünden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil, einen Schaltmechanismus eines Ventils, einen Filter und ein Filtergehäuse eines Filters der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Schaltcharakteristik des Ventils verbessert werden kann. Insbesondere sollen Schaltpunkte, bei denen das Ventil in unterschiedliche Zustände, insbesondere wenigstens einen Schließzustand und wenigstens einem Öffnungszustand, umschaltet, genauer definiert werden können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird bei dem Ventil erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist, zwischen denen der wenigstens eine Schaltmechanismus mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Schaltmechanismus so ausgestaltet, dass er diskrete Schaltzustände zulässt. Der Wechsel der Schaltzustände des wenigstens einen Schaltmechanismus erfolgt durch äußeren mechanischen Krafteinfluss. Die dabei wirkenden äußeren Kräfte können insbesondere durch das Fluid, Druckverhältnisse im Fluid und/oder Fluidströmungen hervorgerufen werden. Im Unterschied dazu wird das aus dem Stand der Technik bekannte Umsteuerventil abhängig von der Temperatur geschaltet, indem die Bimetall-Schnappscheibe temperaturbedingt umschnappt.
  • Insgesamt kann mit dem wenigstens einen Schaltmechanismus eine etwa digitale Schaltcharakteristik realisiert werden. Der wenigstens eine Schaltmechanismus besitzt keinen linearen Kennlinienverlauf. Beim Öffnen des Ventils kann so ein konstanter Durchflussquerschnitt ermöglicht werden. Der Querschnitt ist im Schließzustand und dem Öffnungszustand konstant.
  • Mit den diskreten Schaltzuständen kann eine Schaltgenauigkeit des Ventils verbessert werden. Auch kann das Ventil so besser in Abhängigkeit von den vorliegenden Volumenströmen geschaltet werden. Das Ventil kann optimiert sein für Differenzdrücke zwischen Einlassseite und Auslassseite bei maximalen Volumenströmen und zusätzlich hohen Öffnungsdrücken bei verhältnismäßig kleinen Volumenströmen.
  • Die Änderung der Schaltzustände kann durch eine Formänderung des wenigstens einen Schaltmechanismus realisiert werden. Durch die Formänderung kann ein Gegendruck im Ventil verringert werden.
  • Vorteilhafterweise kann der äußere mechanische Krafteinfluss durch einen Druckunterschied auf einer Anströmseite und einer Abströmseite des wenigstens einen Ventilverschlusselements und/oder des wenigstens einen Schaltmechanismus hervorgerufen werden.
  • Vorteilhafterweise kann der Grundzustand des wenigstens einen Schaltmechanismus dem Schließzustand des Ventils entsprechen. Auf diese Weise ist das Ventil im druckfreien Zustand geschlossen. Vorteilhafterweise kann ein weiterer Schaltzustand einem Öffnungszustand des Ventils entsprechen.
  • Bei geschlossenem Ventil, insbesondere eines Ventils eines Kraftstoffvorfilters, kann ein Fluiddruck auf der Auslassseite des Ventils und entsprechend auf der Abströmseite des wenigstens einen Ventilverschlusselement zwischen etwa 200 mbar und etwa 300 mbar, vorzugsweise etwa 250 mbar, betragen. Ein Druck auf der Einlassseite des Ventils und entsprechend auf der Anströmseite des wenigstens einfach Ventilverschlusselements kann zwischen etwa 50 mbar und etwa 150 mbar, vorzugsweise etwa 100 mbar, betragen.
  • Ein Schaltdruck, insbesondere der Druck auf der Einlassseite des Ventils, bei dem der wenigstens eine Schaltmechanismus von seinem Grundzustand, insbesondere seinem Schließzustand, in einem anderen Schaltzustand, insbesondere den Öffnungszustand, schaltet, kann bei etwa 150 mbar liegen.
  • Ein Umgehungsventil, insbesondere Bypass-Ventil, eines Kraftstoffvorfilters kann in einem als Niederdrucksystem ausgelegten Kraftstoffsystem angeordnet sein. Es kann verhindern, dass ein maximal zulässiger Unterdruck überschritten wird. Ein Unterdruck größer als etwa 150 mbar kann ansonsten eine Belastung für eine Niederdruckpumpe des Kraftstoffsystems darstellen. Ein derartiger Unterdruck kann zu Kavitation führen.
  • Eine Betätigungskraft oder Schaltkraft zum Schalten des wenigstens einen Schaltmechanismus aus dem Grundzustand in einen weiteren Schaltzustand kann zwischen etwa 2,5 N und etwa 3,5 N, vorzugsweise etwa 3 N, betragen. Eine Rückstellkraft oder Schaltkraft zum Zurückstellen des wenigstens einen Schaltmechanismus aus dem weiteren Schaltzustand zurück in den Grundzustand kann zwischen etwa 1 N und 2 N, vorzugsweise etwa 1,5 N, betragen. Die Rückstellkraft muss zum Rückstellen eine entsprechende entgegen gerichtete Haltekraft des wenigstens einen Schaltmechanismus zum Halten des wenigstens einen weiteren Schaltzustands überwinden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schaltmechanismus bistabil sein. Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann zwei stabile Schaltzustände aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens einen stabilen und wenigstens einen metastabilen Zustand aufweisen. Der wenigstens eine metastabile Zustand ist stabil gegen kleine Änderungen der einwirkenden äußeren Kräfte. Gegenüber größeren Kraftänderungen ist er instabil.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Schaltmechanismus selbstrückstellend sein. Vorteilhafterweise kann sich der wenigstens eine Schaltmechanismus im druckfreien oder druckreduzierten Zustand oder, wenn ein Fluidfluss gestoppt ist oder nachlässt, insbesondere bei einem Betriebsstopp des Fluidsystems, in dem das Ventil angeordnet ist, in seinen Grundzustand insbesondere selbsttätig zurücksetzen.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ventilverschlusselement ein Ventilkolben sein, einen Ventilkolben aufweisen oder Teil eines Ventilkolbens sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Ventilverschlusselement eine Ventilplatte insbesondere eines Ventilkolbens sein oder aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann der Ventilkolben einen Ventilschaft aufweisen. Der Ventilschaft kann vorteilhafterweise koaxial zu einer Ventilachse sein. Der Ventilschaft kann vorteilhafterweise mit der Ventilplatte verbunden sein. Ein Durchmesser des Ventilschafts kann zwischen etwa 1,5 mm etwa 2,5 mm, vorzugsweise etwa 2 mm, betragen.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Ventilverschlusselement zum Öffnen oder Schließen des Ventils axial zu der Ventilachse bewegbar sein.
  • Vorteilhafterweise kann eine Hubhöhe des wenigstens einen Ventilverschlusselements insbesondere axial zur Ventilachse zwischen dem Schließzustand und dem Öffnungszustand zwischen etwa 1 mm und 1,5 mm, bevorzugt etwa 1,2 mm, betragen.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Ventilöffnung und/oder das wenigstens eine Ventilverschlusselement und/oder der wenigstens eine Schaltmechanismus koaxial zur Ventilachse sein.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Ventilöffnung einen Innendurchmesser von zwischen etwa 5 mm und 15 mm, bevorzugt etwa 10 mm, aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schaltmechanismus in dem Schließzustand des wenigstens einen Ventilverschlusselements einen stabilen Zustand aufweisen. Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann die Funktion eines Halteelements zum Halten des Ventilverschlusselements in der Schließposition aufweisen. Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann das wenigstens eines Ventilverschlusselement gegen etwaige entgegen gerichtete äußere mechanische Öffnungskräfte im Schließzustand geschlossen halten.
  • Sobald die äußeren mechanischen Öffnungskräfte die durch den wenigstens einen Schaltmechanismus erzeugte Haltekraft oder Schließkraft überschreiten, kann der wenigstens eine Schaltmechanismus von seinem stabilen Zustand in einen weiteren stabilen oder einen metastabilen Zustand geschaltet werden. Dabei kann sich das wenigstens eine Ventilverschlusselement in seine Öffnungsstellung bewegen oder durch den wenigstens einen Schaltmechanismus bewegt werden. Der weitere stabile oder metastabile Zustand des wenigstens einen Schaltmechanismus kann der Öffnungsstellung des wenigstens einen Ventilverschlusselements entsprechen. In der Öffnungsstellung des wenigstens einen Ventilverschlusselements kann die wenigstens eine Ventilöffnung freigegeben werden, sodass Fluid das Ventil passieren kann. Dadurch können sich der Druck auf der Einlassseite des Ventils und damit auch die äußeren mechanischen Öffnungskräfte auf dem wenigstens einen Schaltmechanismus verringern.
  • Falls der Öffnungszustand metastabil ist, kann die Haltekraft des Schaltmechanismus kleiner sein als die Haltekraft in dem stabilen Schließzustand. Bei einer Abnahme der äußeren mechanischen Öffnungskräfte kann der wenigstens eine Schaltmechanismus aus seinem metastabilen Zustand wieder in seinen stabilen Zustand gelangen. Dabei stellt der wenigstens eine Schaltmechanismus das wenigstens eine Ventilverschlusselement zurück in seine Schließposition. Der Schaltmechanismus kann die Funktion eines Rückstellelements aufweisen.
  • Vorteilhafterweise können ein oder mehrere gleiche, ähnliche oder unterschiedliche Schaltmechanismen vorgesehen sein.
  • Vorteilhafterweise können ein oder mehrere gleiche, ähnliche oder unterschiedliche Ventilverschlusselemente vorgesehen sein.
  • Eine Höhe des Ventilgehäuses insbesondere axial zur Ventilachse kann zwischen etwa 5 mm und 15 mm, bevorzugt etwa 10 mm, betragen. Ein Außendurchmesser des Ventilgehäuses kann etwa zwischen 10 mm und 35 mm, bevorzugt etwa 27 mm, betragen.
  • Vorteilhafterweise kann das Ventil ein Umgehungsventil eines Filters, insbesondere eines Kraftstofffilters, insbesondere Kraftstoffvorfilters, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sein. Derartige Umgehungsventile können auch als Bypass-Ventile bezeichnet werden.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Filter. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Ventilen insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik und/oder bei Brennkraftmaschinen verwendet werden. Sie kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
  • Das Ventil kann statt als Umgehungsventil eines Kraftstofffilters auch als andersartiges Ventil oder als Umgehungsventil eines andersartigen Filters verwendet werden.
  • Das Ventil auch in Verbindung mit andersartigen Fluiden, insbesondere Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, eingesetzt werden.
  • Erfindungsgemäße Umgehungsventile können insbesondere dort eingesetzt werden, wo es erforderlich ist, eine Mindestfluidmenge durch ein Fluidleitungssystem zu gewährleisten, auch wenn eine Hauptfluidleitung teilweise oder ganz verschlossen ist. Ein Durchfluss durch die Hauptfluidleitung kann insbesondere durch Verengung, Verstopfung oder Verblockung behindert werden. Durch die Behinderung kann ein Fluiddruck in der Hauptfluidleitung und damit ein Differenzdruck zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Ventils erhöht werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Umgehungsventil für einen Filter können maximal mögliche Differenzdrucke zwischen der Einlassseite und der Auslassseite eines Filters limitiert werden.
  • Ein in der Hauptfluidleitung, insbesondere Kraftstoffhauptleitung, angeordneter Filter, insbesondere Kraftstofffilter, kann durch Schmutzbeladung verstopft oder durch im Fluid, insbesondere Kraftstoff, enthaltene Medien, insbesondere Paraffine oder dergleichen, verblockt werden. Bei kalten Temperaturen kann das Fluid oder Bestandteile des Fluids im Filter sulzig werden und so den Durchfluss hemmen. In all diesen Fällen kann das Fluid über das Umgehungsventil in eine Umgehungsleitung geleitet werden, um einen Mindestdurchfluss an Fluid durch das Fluidsystem zu gewährleisten.
  • In manchen Fällen kann sich eine Behinderung der Fluidströmung durch die Hauptfluidleitung von selbst abbauen, insbesondere kann eine Verblockung mit Paraffinen reversibel sein. In diesen Fällen kann sich der wenigstens eine Schaltmechanismus selbsttätig zurückstellen. Das Ventil kann so selbsttätig wieder freigegeben werden. Mit einem Schaltmechanismus, der einen metastabilen Öffnungszustand aufweist, kann die Selbstrückstellung verbessert werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Schaltmechanismus elastisch, insbesondere federelastisch, zwischen den wenigstens zwei diskreten Schaltzuständen schaltbar sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Schaltmechanismus selbsttätig zurückstellen, sobald ein äußerer mechanischer Krafteinfluss, der einen Schaltzustand, insbesondere Schließzustand, des wenigstens einen Schaltmechanismus verändert, nachlässt oder wegfällt.
  • Wenigstens ein Schaltmechanismus kann digital selbstrückstellend sein.
  • Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann wenigstens einen elastischen, insbesondere federelastischen, Abschnitt aufweisen. Die Elastizität kann durch eine entsprechende Formgebung und/oder entsprechende Materialien realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens einen elastisch federnden Abschnitt aufweisen. Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann vorteilhafterweise wenigstens einen Federarm oder ein Federbein aufweisen.
  • Wenigstens ein Schaltmechanismus kann vorteilhafterweise wenigstens Kunststoff und/oder Metall, insbesondere Federstahl, und/oder eine Kohlefaserstruktur oder Glasfaserstruktur und/oder eine Mischung derartiger Materialien oder anderer Materialien aufweisen oder aus diesen bestehen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Schaltmechanismus bezüglich einem äußeren mechanischen Krafteinfluss aufweisen, der Veränderungen der Schaltzustände bewirken kann, eine Hysterese aufweisen. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Schaltmechanismus mit einer Verzögerung auf eine Änderung des äußeren mechanischen Krafteinflusses schalten.
  • Vorteilhafterweise kann eine Rückstellung des wenigstens einen Schaltmechanismus aus einem Schaltzustand, insbesondere einem metastabilen Schaltzustand, in einen anderen Schaltzustand, insbesondere einen bevorzugt stabilen Grundzustand, mit einer Verzögerung auf die Änderung des äußeren mechanischen Krafteinflusses erfolgen. Auf diese Weise kann die Schaltcharakteristik des Ventils verändert, insbesondere verbessert, werden. Die Schaltcharakteristik des Ventilsitzes kann so einfach an den Verwendungszweck angepasst werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Schaltmechanismus an der Seite des wenigstens einen Ventilverschlusselements angreifen, die einem Ventilsitz dem wenigstens Ventilverschlusselement bezüglich einer Ventilachse axial gegenüberliegt.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schaltmechanismus ein auf Druck wirkendes oder alternativ ein auf Zug wirkendes Element sein oder aufweisen. Es können auch auf Druck wirkende und auf Zug wirkende Elemente kombiniert sein. Ein auf Druck wirkender Schaltmechanismus kann das Ventilverschlusselement in seinem Schließzustand gegen den entsprechenden Ventilsitz drücken. Auf diese Weise kann eine Dichtheit des Ventils verbessert werden. Der Grundzustand des wenigstens einen Schaltmechanismus kann stabil sein. Das Ventilverschlusselement kann auch im druckfreien Zustand in seinem Schließzustand gehalten werden.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Schaltmechanismus sich an einem Abschnitt des Ventilgehäuses abstützen. Er kann sich auf der dem Ventilverschlusselement bezüglich der Ventilachse axial abgewandten Seite abstützen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens ein Schnappfederelement, insbesondere eine Schnappscheibe, aufweisen oder daraus bestehen. Mit einem Schnappfederelement kann einfach ein Schaltmechanismus mit zwei diskreten Schaltzuständen realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schnappfederelement wenigstens einen Federabschnitt, insbesondere eine Feder oder einen Federarm, aufweisen. Der Federabschnitt kann vorteilhafterweise aus Federstahl sein oder Federstahl aufweisen. Federstahl ist elastisch. Federstahl ist auch bei einer Vielzahl von Schaltvorgängen reproduzierbar elastisch.
  • Wenigstens ein Schnappfederelement kann vorteilhafterweise bistabil sein oder wenigstens einen stabilen und wenigstens einen metastabilen Schaltzustand aufweisen. Durch Krafteinwirkung kann das wenigstens eine Schnappfederelement gebogen oder verbogen werden. Es kann durch entsprechendes Beulen oder Verbeulen in einen zweiten stabilen oder metastabilen Schaltzustand gelangen oder gebracht werden. Auf das wenigstens eine Schnappfederelement kann ein äußerer mechanischer Krafteinfluss, insbesondere eine Öffnungskraft, zum Öffnen des Ventils direkt oder indirekt, insbesondere über wenigstens ein Ventilverschlusselement, wirken.
  • Schnappfederelemente, insbesondere Schnappscheiben, können einfach und preiswert realisiert werden. Sie können einfach verbaut werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schnappfederelement bezüglich der Ventilachse einen etwa koaxialen Aufbau aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schnappfederelement, insbesondere wenigstens eine Schnappscheibe, wenigstens zwei, insbesondere vier, Federarmabschnitte, insbesondere Federarme, aufweisen. Die Federarmabschnitte können im Zentrum des wenigstens einen Schnappfederelement miteinander verbunden sein. Sie können sich voneinander weg insbesondere sternförmig oder kreuzförmig nach außen erstrecken. Die Federarmabschnitte können im Grundzustand des wenigstens einen Schnappfederelements im Profil betrachtet gebogen sein. Die Federarmabschnitte können sich zwischen dem wenigstens einen Ventilverschlusselement und entsprechenden Abstützstellen des Ventilgehäuses erstrecken und jeweils abstützen. Dabei können sich die Federarmabschnitte vorteilhafterweise mit ihren äußeren freien Enden an entsprechenden Abstützabschnitten des Ventilgehäuses abstützen. Im Bereich des Zentrums kann sich das wenigstens eine Schnappfederelement an dem wenigstens einen Ventilverschlusselement abstützen.
  • Alternativ können sich die freien Enden der Federarmabschnitte auch an dem wenigstens einen Ventilverschlusselement abstützen. Entsprechend kann sich das wenigstens eine Schnappfederelement mit seinem Zentrum an entsprechenden Abstützabschnitten des Ventilgehäuses abstützen.
  • Federarmabschnitte können beabstandet zueinander angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass zwischen ihnen Durchlässe realisiert werden können, durch die Fluid hindurchströmen kann. Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann so in einem Strömungsweg für das Fluid angeordnet werden, ohne dass er die Strömung maßgeblich beeinflusst oder behindert.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein Schaltmechanismus und wenigstens ein entsprechendes Ventilverschlusselement als separate Bauteile oder als integriertes oder kombiniertes Bauteil realisiert sein.
  • Der wenigstens eine Schaltmechanismus und der wenigstens einen Ventilverschlusselements können jeweils separat als realisiert sein. Die separaten Bauteile können besser und/oder einfacher an ihre jeweilige Funktion angepasst, insbesondere optimiert, sein. Bei den Bauteilen können insbesondere unterschiedliche Materialien eingesetzt werden. Die Bauteile können separat voneinander gefertigt werden und in einem späteren Fertigungsschritt verbunden werden.
  • Ein integriertes oder kombiniertes Bauteil kann einfacher montiert werden kann. Ein Montageaufwand kann so verringert werden. Das wenigstens eine Ventilverschlusselement und der wenigstens eine Schaltmechanismus können außerdem so verliersicher miteinander verbunden sein.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Schaltmechanismus mit wenigstens einem Ventilverschlusselementabschnitt als integriertes Bauteil realisiert sein. Der wenigstens eine Schaltmechanismus kann in diesem Fall auch als Schaltabschnitt bezeichnet werden.
  • Alternativ kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ventilverschlusselement mit wenigstens einem Schaltmechanismus als integriertes Bauteil realisiert sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Ventil wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement aufweisen, mit dem wenigstens ein Schaltzustand des Ventils zumindest erfasst, insbesondere angezeigt, werden kann.
  • Bei dem Schaltzustands-Erfassungselement kann es sich um eine Art Sensor oder Übermittler handeln, welcher den Schaltzustand des Ventils erfassen und an eine Ausgabeeinrichtung, Steuereinrichtung oder Erfassungseinrichtung weitergeben kann.
  • Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement so ausgestaltet sein, dass mit ihm ein Schaltzustand des Ventils sowohl erfasst als auch ausgegeben werden kann. Die Ausgabe des Schaltzustands kann dabei auf optisch, akustisch und/oder taktil erfassbarer Weise erfolgen.
  • Mithilfe wenigstens eines Schaltzustands-Erfassungselements kann insbesondere von Wartungspersonal oder einem Bediener auf einen Betriebszustand des Fluidsystems geschlossen werden, in dem das Ventil angeordnet ist.
  • Falls das Ventil als Umgehungsventil in einer Umgehungsleitung zur Umgehung einer Hauptfluidleitung angeordnet ist, kann mithilfe des wenigstens einen Schaltzustands-Erfassungselements erkannt werden, sobald das Fluid durch die Nebenleitung mit dem Umgehungsventil strömt und die Hauptfluidleitung umgangen wird. Die Ursache hierfür kann eine wenigstens teilweise Blockade der Hauptfluidleitung sein. Diese Blockade muss gegebenenfalls behoben werden.
  • Falls sich eine Blockade eines Filters in der Hauptfluidleitun nicht von selbst löst, müssen entsprechende Wartungs- oder Reparaturmaßnahmen ergriffen werden. Insbesondere muss gegebenenfalls der Filter ausgetauscht werden. Mithilfe wenigstens eines Schaltzustands-Erfassungselements kann insbesondere ein Betreiber oder Wartungspersonal über den Schaltzustand des Ventiles informiert werden, um entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Auf diese Weise kann bei der Verwendung des Ventils als Umgehungsventil das wenigstens eine Schaltzustands-Erfassungselement als eine Art Wartungsindikator oder Verschleißindikator verwendet werden, um einen Service- oder Wartungsfall anzuzeigen. Mit dem wenigstens einen Schaltzustands-Erfassungselement kann auch erkannt werden, falls ein Filter vorzeitig, also vor Ablauf der üblichen Wartungsintervalle, ausgetauscht werden muss.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement mit wenigstens einem Ventilverschlusselement und/oder wenigstens einem Schaltmechanismus funktional verbunden und mit diesem aktivierbar oder betätigbar, insbesondere bewegbar, sein.
  • Wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement kann vorteilhafterweise mechanisch mit wenigstens einem Ventilverschlusselement und/oder wenigstens einem Schaltmechanismus verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Schaltzustands-Erfassungselement direkt aktiviert oder betätigt werden. Rein mechanisch arbeitende Schaltzustands-Erfassungselements können unempfindlicher sein gegenüber elektromagnetischen Störungen.
  • Alternativ kann wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement in anderer Art, insbesondere elektromagnetisch, elektrisch oder magnetisch, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement und/oder wenigstens einem Schaltmechanismus funktional verbunden sein. Auf diese Weise kann eine berührungslose Erfassung des Schaltzustands des Ventilsitz ermöglicht werden.
  • Vorteilhafterweise kann ein Schaltzustands-Erfassungselement einen Hallgeber, einen Reedschalter, einen piezoelektrischen Sensor oder dergleichen aufweisen. Das wenigstens eine Schaltzustands-Erfassungselement kann elektrisch oder elektromagnetisch mit einer entsprechenden Ausgabeeinheit und/oder einer Prozessoreinheit, insbesondere Steuereinheit, verbunden sein. Auf diese Weise kann die Ausgabeeinheit und/oder die Prozessoreinheit räumlich getrennt von dem wenigstens einen Ventil angeordnet sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement wenigstens ein Ausgabeelement, insbesondere einen optischen Indikator, aufweisen oder kann ein derartiges betätigen, mit dem wenigstens für einen Schaltzustand des Ventils ein entsprechendes insbesondere optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben werden kann.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Ausgabeelement einen Anzeigestift, insbesondere Indikatorpin oder Indikatorstift, aufweisen. Der Anzeigestift kann je nach Schaltzustand des Ventils, insbesondere durch Bewegung des wenigstens einen Ventilverschlusselements und/oder des wenigstens einen Schaltmechanismus, seine Position ändern. Insbesondere kann der Anzeigestift in einem oder in einen von außen sichtbaren Bereich bewegt werden. Insbesondere kann der wenigstens eine Anzeigestift entsprechend erkennbar werden, wenn das Ventil in seinen Öffnungszustand geschaltet wird oder seinen Öffnungszustand aufweist. Auf diese Weise kann von außen einfach erfasst werden, sobald das Ventil offen ist.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Anzeigestift zumindest abschnittsweise in wenigstens einer Signalfarbe, insbesondere gelb, rot und/oder grün, ausgestaltet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Ausgabeelement so ausgestaltet sein, dass es ein taktil und/oder akustischer erfassbares Signal ausgeben kann.
  • Die Aufgabe wird ferner bei dem Schaltmechanismus erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist zwischen denen der Schaltmechanismus mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  • Die Aufgabe wird außerdem bei dem Filter erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist, zwischen denen der Schaltmechanismus mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  • Die Aufgabe wird des Weiteren bei dem Filtergehäuse erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Schaltmechanismus wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist, zwischen denen der Schaltmechanismus mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  • Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Ventil, dem erfindungsgemäßen Schaltmechanismus, dem erfindungsgemäßen Filter und dem erfindungsgemäßen Filtergehäuse und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
  • 1 im Längsschnitt einen Ausschnitt eines Kraftstoffvorfilters mit einem Umgehungsventil, das eine Schnappscheibe zum Halten und zur Rückstellung eines Ventilkolbens aufweist und welches im Schließzustand dargestellt ist;
  • 2 eine Detailansicht des Umgehungsventils aus der 1;
  • 3 eine Draufsicht der Schnappscheibe des Umgehungsventils aus den 1 und 2;
  • 4 einen Querschnitt der Schnappscheibe aus den 1 bis 3 im Öffnungszustand;
  • 5 eine Detailansicht eines Umgehungsventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, mit einem Indikatorstift zum Anzeigen des Schaltzustandes des Umgehungsventils, welches hier im Schließzustand gezeigt ist;
  • 6 das Umgehungsventil aus der 5 im Öffnungszustand.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In der 1 ist im Längsschnitt ein Ausschnitt eines Kraftstoffvorfilters 10 zur Reinigung von flüssigem Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, gezeigt. Der Kraftstoffvorfilter 10 befindet sich in einer ansonsten nicht gezeigten Kraftstoffleitung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
  • Der Kraftstoffvorfilter 10 umfasst ein Filtergehäuse 12 mit einem Kraftstoffeinlass 13 und einem Kraftstoffauslass 15 für den Kraftstoff. In dem Filtergehäuse 12 ist ein als Rundfilterelement ausgestaltetes Kraftstofffilterelement 14 so angeordnet, dass es den Kraftstoffeinlass 13 strömungstechnisch von dem Kraftstoffauslass 15 trennt.
  • In einem Gehäusedeckel 16 des Filtergehäuses 12 befindet sich ein Umgehungsventil 18, ein so genanntes Bypass-Ventil. Das Umgehungsventil 18 ist Teil einer Umgehungsleitung zu dem Kraftstofffilterelement 14. Die Umgehungsleitung verläuft funktional parallel zu dem Kraftstofffilterelement 14 und verbindet den Kraftstoffeinlass 13 mit dem Kraftstoffauslass 15.
  • Falls der Strömungsweg durch das Kraftstofffilterelement 14 eingeschränkt oder blockiert wird, kann der Kraftstoff unter Umgehung des Kraftstofffilterelements 14 durch die Umgehungsleitung vom Kraftstoffeinlass 13 zum Kraftstoffauslass 15 gelangen. Der Strömungsweg durch das Kraftstofffilterelement 14 kann beispielsweise durch Verschmutzung seines Filtermediums oder durch Verblockung mit im Kraftstoff enthaltenen Stoffen, beispielsweise Paraffinen, erfolgen.
  • Das Umgehungsventil 18 ist im Detail in der 2 gezeigt. Das Umgehungsventil 18 verfügt über ein Ventilgehäuse 20. Das Ventilgehäuse 20 ist insgesamt koaxial zu einer gedachten Ventilachse 22. Eine axiale Höhe des Ventilgehäuses 20 beträgt etwa 10 mm. Ein Außendurchmesser des Ventilgehäuses 20 beträgt etwa 27 mm.
  • Wenn im Folgenden von „axial”, „koaxial”, „radial”, „umfangsmäßig” oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Ventilachse 22.
  • An einer Stirnseite, in der 2 unten, verfügt das Ventilgehäuse 20 über einen koaxialen Ventileinlass 24. Der Ventileinlass 24 ist strömungstechnisch mit dem Kraftstoffeinlass 13 des Filtergehäuses 12 verbunden.
  • Auf der axial gegenüberliegenden Stirnseite, in der 2 oben, verfügt das Ventilgehäuse 20 über mehrere Ventilauslässe 26. Die Ventilauslässe 26 sind strömungstechnisch mit dem Kraftstoffauslass 15 des Filtergehäuses 12 verbunden.
  • Die Ventilauslässe 26 befinden sich in einem becherförmigen koaxialen Ventileinsatz 28. Der Ventileinsatz 28 ist mit seiner offenen Seite voran in einem ebenfalls becherförmigen koaxialen Ventilgehäusebecher 30 eingesetzt. Die Ventilauslässe 26 sind exzentrisch umfangsmäßig verteilt in der Bodenwand des Ventileinsatzes 28 angeordnet.
  • Der Ventileinlass 24 befindet sich in der Bodenwand des Ventilgehäusebechers 30. Der Ventileinlass 24 geht auf der den Ventilauslässen 26 axial zugewandten Seite in eine koaxiale Ventilöffnung 32 über. Die Ventilöffnung 32 hat einen Innendurchmesser von 10 mm.
  • Die Ventilöffnung 32 ist auf ihrer den Ventilauslässen 26 axial zugewandten Seite radial außen von einem umfangsmäßig zusammenhängenden Ventilsitz 34 umgeben. In dem Schließzustand des Umgehungsventils 18, der in der 2 dargestellt ist, liegt eine koaxiale Ventilplatte 38 eines Ventilkolbens 36 umfangsmäßig geschlossen und dicht an dem Ventilsitz 34 an.
  • Der Ventilkolben 36 ist koaxial zur Ventilachse 22 und axial zu dieser von dem Ventilsitz 34 weg und zu diesem hin bewegbar. Der Ventilkolben 36 ist insgesamt stempelartig aufgebaut. Die Ventilplatte 38 befindet sich auf der dem Ventilsitz 34 zugewandten Seite. Die Ventilplatte 38 dient als Ventilverschlusselement. Auf der dem Ventilsitz 34 axial gegenüberliegenden Seite geht die Ventilplatte 38 einstückig in einen koaxialen Ventilschaft 40 über. Ein Außendurchmesser des Ventilschafts 40 beträgt 2 mm.
  • Der Ventilschaft 40 ist an dem Übergang zur Ventilplatte 38 radial außen zu einem koaxialen Haltekragen 42 ausgebildet. Der Haltekragen 42 dient zur Aufnahme einer Schnappscheibe 44.
  • Auf der der Ventilplatte 38 axial abgewandten Seite wird der Ventilschaft 40 in einem koaxialen Führungszylinderabschnitt 46 des Ventileinsatzes 28 geführt. Im Schließzustand reicht der Ventilschaft 40 bis auf Höhe des ventilauslassseitigen freien Randes des Ventilgehäusebechers 30.
  • Der Führungszylinderabschnitt 46 befindet sich auf der der Ventilöffnung 32 axial zugewandten Seite des Ventileinsatzes 28. Sein freier Rand, der der Ventilöffnung 32 zugewandt ist, bildet einen gehäuseseitigen Anschlag 48 für den Haltekragen 42 des Ventilkolbens 36.
  • Ein koaxialer zylindrischer Außenwandabschnitt 50 des Ventileinsatzes 28 ist an seiner radial inneren Umfangsseite abgestuft. Die der Ventilöffnung 32 zugewandte Seite der Stufe bildet einen umfangsmäßigen Abstützbereich 52 für die freien Enden von insgesamt vier Federarmabschnitten 54 der Schnappscheibe 44.
  • Die Schnappscheibe 44 ist in der Draufsicht in der 3 gezeigt. In der 4 ist die Schnappscheibe 44 in ihrem Öffnungszustand im Querschnitt gezeigt. Die Schnappscheibe 44 ist aus Federstahl. Die vier Federarmabschnitte 54 erstrecken sich bezüglich der Ventilachse 22 nach radial außen. Radial innen gehen die Federarmabschnitte 54 ineinander über, sind also miteinander verbunden. Im Zentrum hat die Schnappscheibe 44 eine koaxiale Führungsöffnung 56. Durch die Führungsöffnung 56 führt bei montierter Schnappscheibe 44 der Haltekragen 42. Die Schnappscheibe 44 ist auf dem Haltekragen 42 in radialer Richtung spielfrei angeordnet.
  • Die Federarmabschnitte 54 sind in dem in den 2 und 3 gezeigten Schließzustand der Schnappscheibe 44, welche auch ihr Grundzustand ist, von der Ventilöffnung 32 in axialer Richtung betrachtet konvex gebogen. In ihrem Schließzustand ist die Schnappscheibe 44 bezüglich ihrer Form stabil. In ihrem Öffnungszustand, der in der 4 gezeigt ist, ist die Schnappscheibe 44 bezüglich ihrer Form metastabil. Das bedeutet, dass sie durch einen verhältnismäßig kleinen Krafteinfluss in ihren Schließzustand zurückschnappen kann.
  • Freie Bereiche zwischen jeweils benachbarten Federarmenabschnitten 54 realisieren bei montierter Schnappscheibe 44 insgesamt vier, in der 2 gezeigte Kraftstoffdurchlässe 58. Durch die Kraftstoffdurchlässe 58 kann bei geöffnetem Umgehungsventil 18 der Kraftstoff aus der Ventilöffnung 32 an der Schnappscheibe 44 vorbei in die Ventilauslässe 26 strömen.
  • In dem Schließzustand des Umgehungsventils 18 drückt die Schnappscheibe 44 mit einer Haltekraft, erzeugt durch die Federvorspannung der Federabschnitte 54, die Ventilplatte 38 dicht gegen den Ventilsitz 34. Eine Druckdifferenz eines Kraftstoffdrucks auf der Einlassseite der Ventilplatte 38 und der den Ventilauslässen 26 strömungstechnisch zugewandten Innenseite reicht bei normalem, störungsfreiem Betrieb nicht aus, um gegen die Haltekraft anzugehen. Im Normalbetrieb beträgt der Druck auf der Einlassseite etwa 100 mbar. Auf der Auslassseite beträgt der Druck etwa 250 mbar.
  • Wenn der Kraftstoffdruck aufseiten des Ventileinlasses 24 zunimmt, wird durch die entsprechend geänderte Druckdifferenz zwischen Einlassseite und Auslassseite eine entsprechende Öffnungskraft auf die Ventilplatte 38 und damit auf den Ventilkolben 36 ausgeübt. Der Kraftstoffdruck kann beispielsweise dann zunehmen, wenn aufgrund von Verschmutzung oder andersartiger Verblockung des Kraftstofffilterelements 14 eine Druckdifferenz zwischen der Reinseite und der Rohseite des Filtermediums zunimmt.
  • Sobald die äußere mechanische Öffnungskraft größer ist als die Haltekraft der Schnappscheibe 44 in ihrem stabilen Schließzustand, biegen sich die Federarmabschnitte 54 um. Die Schnappscheibe 44 schnappt schließlich in ihren metastabilen Öffnungszustand um, wie in der 4 gezeigt. Das Umschnappen erfolgt verhältnismäßig übergangslos. In dem metastabilen Öffnungszustand genügt ein Kraftstoffdruck, der geringer ist als der Kraftstoffdruck, der das Umschnappen bewirkt hat, um die Schnappscheibe 44 in ihrer Form zu halten.
  • Mit dem Umschnappen der Schnappscheibe 44 wird der Ventilkolben 36 von seinem Schließzustand in seinen Öffnungszustand bewegt. Eine Hubhöhe des Ventilkolbens 36 axial zur Ventilachse 22 zwischen dem Schließzustand und dem Öffnungszustand beträgt 1,2 mm. In dem Öffnungszustand liegt der Haltekragen 42 an dem gehäuseseitigen Anschlag 48 an. Die Ventilplatte 38 gibt die Ventilöffnung 32 frei. Der Kraftstoff kann durch den Ventileinlass 24, die Ventilöffnung 32 und die Kraftstoffdurchlässe 58 durch das Umgehungsventil 18 und von dort über entsprechende Kraftstoffkanäle zum Kraftstoffauslass 15 des Kraftstoffvorfilters 10 gelangen.
  • Der Druck des Kraftstoffs auf der Einlassseite des Umgehungsventils 18 nimmt ab und damit auch der Öffnungsdruck auf das Umgehungsventil 18. Nimmt der Kraftstoffdruck soweit ab, dass er die Haltekraft der Schnappscheibe 44 in ihrem metastabilen Öffnungszustand unterschreitet, so schnappt Schnappscheibe 44 mit einer Verzögerung bedingt durch eine Hysterese zurück in ihren Schließzustand. Dabei nimmt sie den Ventilkolben 36 mit in dessen Schließstellung.
  • Insgesamt ermöglicht so die Schnappscheibe 44 aufgrund ihrer nahezu digitalen Umschaltcharakteristik zwei diskrete Schaltzustände für das Umgehungsventil 18.
  • In den 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Umgehungsventils 18 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 5 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Umgehungsventil 18 beim zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich über einen Anzeigestift 60 zum Anzeigen des Öffnungs- und Schließzustandes des Umgehungsventils 18 verfügt.
  • Der Anzeigestift 60 ist koaxial zur Ventilachse 22 am freien Ende des Ventilschafts 40 befestigt. Er führt durch eine Wand des Gehäusedeckels 16 des Filtergehäuses 12. Der Anzeigestift 60 ist im Gehäusedeckel 16 in einem koaxialen Führungszylinder 62 geführt. Der Führungszylinder 62 ist an beiden Stirnseiten offen. Er öffnet sich auf der dem Umgehungsventil 18 abgewandten Seite in einen von außen einsehbaren Bereich.
  • Auf der Außenseite des Gehäusedeckels 16 ist der Führungszylinder 62 von einer durchsichtigen Schutzkuppel 64, beispielsweise aus Glas, Plexiglas oder einem anderen durchsichtigen Kunststoff, umgeben. Die Schutzkuppel 64 kann auch als Schauglas bezeichnet werden.
  • In dem in der 5 gezeigten Schließzustand des Umgehungsventils 18 befindet sich der Anzeigestift 60 in einem von dem Führungszylinder 62 von außen betrachtet verdeckten Bereich.
  • In dem Öffnungszustand des Umgehungsventils 18, der in der 6 gezeigt ist, ragt der Anzeigestift 60 in axialer Richtung teilweise aus dem Filtergehäuse 12 heraus. Der Anzeigestift 60 ist auf diese Weise von außen sichtbar. Daraus kann geschlossen werden, dass das Kraftstofffilterelement 14 des Kraftstoffvorfilters 10 einen nicht mehr ausreichenden Durchlass an Kraftstoff gewährleistet, sodass dieses ausgetauscht oder zumindest gewartet werden muss.
  • Wenn das Umgehungsventil 18 zurück in seinen Schließzustand gelangt, wird der Anzeigestift 60 mittels des Ventilkolbens 36 wieder zurück in den Führungszylinder 62 gezogen. Er ist nun nicht mehr von außen erkennbar.
  • Zur besseren Erkennbarkeit kann die radial äußere Umfangsseite des Anzeigestifts 60 zumindest in dem im Öffnungszustand aus dem Führungszylinder 62 herausragenden Bereich mit einer gut sichtbaren Farbe, beispielsweise einer Signalfarbe, bevorzugt rot, versehen sein. Auf diese Weise ist für einen Bediener oder Wartungspersonal einfacher erkennbar, dass sich das Umgehungsventil 18 in seinem Öffnungszustand befindet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19926172 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Ventil (18), insbesondere Umgehungsventil, einer Fluidleitung, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere eines Filters (10) für Fluid, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Ventilgehäuse (20), das wenigstens eine Ventilöffnung (32) aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass (24) des Ventilgehäuses (20) und wenigstens einem Auslass (26) des Ventilgehäuses (20) angeordnet ist, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement (36), das zum Öffnen und Schließen des Ventils (18) relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung (32) bewegbar angeordnet ist, das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung (32) verschließen kann und das mittels wenigstens eines Schaltmechanismus (44) in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist, zwischen denen der wenigstens eine Schaltmechanismus (44) mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) elastisch, insbesondere federelastisch, zwischen den wenigstens zwei diskreten Schaltzuständen schaltbar ist.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) bezüglich einem äußeren mechanischen Krafteinfluss aufweisen, der Veränderungen der Schaltzustände bewirken kann, eine Hysterese aufweist.
  4. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) an der Seite des wenigstens einen Ventilverschlusselements (36) angreift, die einem Ventilsitz (34) dem wenigstens Ventilverschlusselement (36) bezüglich einer Ventilachse (22) axial gegenüberliegt.
  5. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) wenigstens ein Schnappfederelement, insbesondere eine Schnappscheibe, aufweist oder daraus besteht.
  6. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) und wenigstens ein entsprechendes Ventilverschlusselement (36) als separate Bauteile oder als integriertes oder kombiniertes Bauteil realisiert sind.
  7. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (18) wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement (60) aufweist, mit dem wenigstens ein Schaltzustand des Ventils (18) zumindest erfasst, insbesondere angezeigt, werden kann.
  8. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement (60) mit wenigstens einem Ventilverschlusselement (36) und/oder wenigstens einem Schaltmechanismus (44) funktional verbunden und mit diesem aktivierbar oder betätigbar, insbesondere bewegbar, ist.
  9. Ventil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltzustands-Erfassungselement (60) wenigstens ein Ausgabeelement, insbesondere einen optischen Indikator, aufweist oder ein derartiges betätigen kann, mit dem wenigstens für einen Schaltzustand des Ventils (18) ein entsprechendes insbesondere optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben werden kann.
  10. Schaltmechanismus (44) eines Ventils (18), insbesondere eines Umgehungsventils, insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, einer Fluidleitung, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere eines Filters (10) für Fluid, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit dem wenigstens ein Ventilverschlusselement (36), das zum Öffnen und Schließen des Ventils (18) relativ zu wenigstens einer Ventilöffnung (32) bewegbar angeordnet ist und das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung (32) verschließen kann, in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist, zwischen denen der Schaltmechanismus (44) mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  11. Filter (10) für Fluid, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Ventil (18), insbesondere einem Umgehungsventil, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit wenigstens einem Ventilgehäuse (20), das wenigstens eine Ventilöffnung (32) aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass (24) des Ventilgehäuses (20) und wenigstens einem Auslass (26) des Ventilgehäuses (20) angeordnet ist, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement (36), das zum Öffnen und Schließen des Ventils (18) relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung (32) bewegbar angeordnet ist, das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung (32) verschließen kann und das mittels wenigstens eines Schaltmechanismus (44), insbesondere nach Anspruch 10, in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist, zwischen denen der Schaltmechanismus (44) mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
  12. Filtergehäuse (12) eines Filters (10) für Fluid, insbesondere für Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstoffwasserlösung oder Luft, insbesondere nach Anspruch 11, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Ventil (18), insbesondere einem Umgehungsventil, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit wenigstens einem Ventilgehäuse (20), das wenigstens eine Ventilöffnung (32) aufweist, welche strömungstechnisch zwischen wenigstens einem Einlass (24) des Ventilgehäuses (20) und wenigstens einem Auslass (26) des Ventilgehäuses (20) angeordnet ist, mit wenigstens einem Ventilverschlusselement (36), das zum Öffnen und Schließen des Ventils (18) relativ zu der wenigstens einen Ventilöffnung (32) bewegbar angeordnet ist, das in einem Schließzustand die wenigstens eine Ventilöffnung (32) verschließen kann und das mittels wenigstens eines Schaltmechanismus (44) in wenigstens einem Zustand, insbesondere dem Schließzustand und/oder einem Öffnungszustand, gehalten und/oder zwischen wenigstens zwei Zuständen geschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schaltmechanismus (44) wenigstens zwei diskrete Schaltzustände aufweist zwischen denen der Schaltmechanismus (44) mittels äußeren mechanischen Krafteinflusses geschaltet werden kann.
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DE19926172A1 (de) 1999-06-09 2000-12-14 Bosch Gmbh Robert Filter für Dieselkraftstoff

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