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Die Erfindung betrifft ein Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2007 025 048 A1 ist eine Einheit aus einem Magnetventil und einem passiven Ventil zur Begrenzung des Drucks in einem Tank bekannt geworden.
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Ein Magnetventil ist ein sogenanntes aktives Ventil, welches durch eine elektromagnetische Einrichtung geöffnet oder geschlossen wird, indem eine Dichteinrichtung oder ein Dichtkörper aktiv bewegt wird.
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Bei einem Magnetventil werden Ströme durch eine Spule geleitet, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, dessen Magnetkraft ein Ankerelement aktiv bewegt. Die Bewegung des Ankerelements wird genutzt, um eine Dichteinrichtung aktiv so zu bewegen, dass ein Dichtsitz freigegeben oder verschlossen wird, um so einen Fluidstrom zuzulassen oder zu unterbinden.
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Sowohl passive Ventile als auch Magnetventile weisen Dichtsitze auf. Jeder Dichtsitz stellt eine potentielle Leckagequelle dar, so dass besondere Sorgfalt bei der Wahl der Dichtungsmittel geboten ist.
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Für die Dichtfunktion ist die Sauberkeit der Dichtsitze von ganz entscheidender Bedeutung. Die Anforderungen an zulässige Leckageraten sind sehr hoch. Bevorzugt sollen weniger als 0,5 ml Fluid pro Minute bei einem Druck von 300 hPa als Leckagestrom auftreten.
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Verunreinigungen, insbesondere einzelne Kohlepartikel aus einem Aktivkohlebehälter, die sich auf dem Dichtsitz oder einem Dichtelastomer ablagern, führen zu deutlich überhöhter Leckage.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Ventil anzugeben, bei dem Partikel möglichst nicht an sensible Dichtstellen gelangen können.
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Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass ein Filterelement mit dem Ventil geeignet verbunden oder in dieses integriert werden muss, so dass keine Partikel an sensible Dichtstellen wie den Dichtsitz oder den Dichtkörper gelangen. Darauf ist erkannt worden, dass das Filterelement so ausgestaltet und angeordnet sein muss, dass der Druckverlust, der mit der Durchströmung des Filterelements einhergeht, möglichst gering ist. Schließlich ist erkannt worden, dass eine Zuordnung des Filterelements in oder an einen Strömungskanal, in Strömungsrichtung aber vor dem Dichtsitz positioniert, den Dichtsitz und den Dichtkörper davor schützen, dass Partikel an diese gelangen.
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Einem ersten Strömungskanal könnte ein erstes Filterelement zugeordnet sein, um ein durch diesen Strömungskanal zum Dichtkörper strömendes Fluid zu filtern, und einem zweiten Strömungskanal könnte ein zweites Filterelement zugeordnet sein, um ein durch diesen Strömungskanal vom Dichtkörper wegströmendes Fluid zu filtern. Hierdurch ist sichergestellt, dass auch bei einer Strömungsumkehr des Fluids aufgrund sich ändernder Drücke der Dichtsitz und der Dichtkörper vor einer Anlagerung von Partikeln geschützt sind.
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Ein Filterelement könnte in einem gehäuseseitigen Stutzen oder zwischen einem gehäuseseitigen Stutzen und einem an diesem kraftschlüssig, formschlüssig und/ oder stoffschlüssig angebundenen Verlängerungsstutzen angeordnet oder anordenbar sein. Konkret ist denkbar, einen Verlängerungsstutzen an den gehäuseseitigen Stutzen anzuschweißen. So kann das Filterelement verliersicher im Ventil aufgenommen werden und ist vor Zugriff geschützt. Unter einem gehäuseseitigen Stutzen wird ein Stutzen oder eine Flanschstelle verstanden, der bzw. die in das Gehäuse des Ventils integriert ist.
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Das Filterelement könnte im gehäuseseitigen Stutzen oder zwischen dem gehäuseseitigen Stutzen und dem kraftschlüssig, formschlüssig und/ oder stoffschlüssig angebundenen Verlängerungsstutzen formschlüssig und/ oder kraftschlüssig fixiert oder fixierbar sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Filterelement im Strömungskanal nicht verkippt, wenn dieses einer starken Fluidströmung ausgesetzt wird.
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Das Filterelement könnte im oder am gehäuseseitigen Stutzen formschlüssig und/ oder kraftschlüssig fixiert sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Filterelement bereits werksseitig korrekt und lagerichtig am Ventil angeordnet ist, bevor ein Verlängerungsstutzen, möglicherweise bei der Montage vor Ort, von einem Monteur angeordnet wird.
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Der Verlängerungsstutzen könnte mittels eines Schnellverbinders oder einer Schnellkupplung mit dem gehäuseseitigen Stutzen verbunden sein. Ein Schnellverbinder kann vor Ort von einem Monteur, bevorzugt ohne Werkzeuge, angebracht werden.
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Der Verlängerungsstutzen könnte auf den gehäuseseitigen Stutzen aufgerastet sein und eine Rastnase könnte in einen Hinterschnitt eingerastet sein. Die Rastnase und der Hinterschnitt können jeweils komplementär zueinander dem gehäuseseitigen Stutzen oder dem Verlängerungsstutzen zugeordnet sein. Wesentlich ist dabei, dass sich die Rastnase und der Hinterschnitt zu einer Art Schnellverbinder ergänzen. Durch eine Rastverbindung kann der Verlängerungsstutzen ohne Werkzeuge montiert werden. Eine Rastverbindung erlaubt auch ein reversibles Lösen des Verlängerungsstutzens vom gehäuseseitigen Stutzen für den Fall, dass das Filterelement verstopft, geschädigt oder verschoben ist.
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Das Filterelement könnte ein Sieb aufweisen oder als solches ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte das Filterelement aus Edelstahl gefertigt sein. Ein Sieb bewirkt einen geringen Druckverlust. Edelstahl ist relativ unempfindlich gegen den Angriff von Flüssigkeiten und rostet nahezu nicht.
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Das Filterelement könnte eine Maschenweite von kleiner oder gleich 160 µm und größer als 1 µm aufweisen, wobei die Maschen durch Fäden mit einer Fadenbreite von kleiner oder gleich 80 µm und größer als 1 µm gebildet werden. Durch diese Auswahl der Dimensionen ist der Druckverlust bei einer Strömungsrate von 120 Liter Fluid pro Minute bei einem Druck von 10 hPa besonders gering.
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Es könnte eine elektromagnetische Einrichtung vorgesehen sein, durch welche der genannte Dichtkörper aktiv zum Freigeben oder Verschließen des Durchgangs bewegbar ist, wobei die elektromagnetische Einrichtung eine Spule und ein aktiv bewegliches Ankerelement aufweist, durch welches bei Erzeugung eines magnetischen Felds der genannte Dichtkörper mittelbar oder unmittelbar bewegbar ist. Das Ventil kann dadurch aktiv betätigt und elektrisch getaktet werden.
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Es ist aber auch denkbar, dass der Dichtkörper alternativ oder zusätzlich rein druckgesteuert bewegbar ist, wenn nämlich das Ventil als passives oder als aktives und passives Ventil fungiert oder als solches ausgebildet ist.
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Der Dichtkörper könnte daher durch eine elektromagnetische Einrichtung bewegbar sein und/ oder ohne Betätigung der elektromagnetischen Einrichtung rein druckgesteuert bewegbar sein. Allein aufgrund der Druckverhältnisse in den Strömungskanälen kann so das Ventil geöffnet oder geschlossen werden. In beiden Strömungsrichtungen kann eine Filterung eines Fluids erfolgen.
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Das hier beschriebene Ventil wird bevorzugt als Tankdruckregelventil in einem Kraftfahrzeug verwendet.
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Bevorzugt ist das Ventil in einer Anordnung mit einem Aktivkohlebehälter fluidleitend verbunden.
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Weiter bevorzugt ist das Ventil in einer Anordnung zwischen einem Kraftstofftank und einem Aktivkohlebehälter angeordnet.
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In einer weiteren bevorzugten Anordnung ist das Ventil zwischen einem Aktivkohlebehälter und einem Staubfilter zur Atmosphäre angeordnet.
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In der Zeichnung zeigen
- 1 ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, wobei zwei gehäuseseitige Stutzen mit Verlängerungsstutzen verschweißt sind und wobei zwischen den gehäuseseitigen Stutzen und den Verlängerungsstutzen Filterelemente angeordnet sind,
- 2 eine Außenansicht des elektromagnetisch betätigbaren Ventils gemäß 1,
- 3 eine Außenansicht eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils, wobei ein gehäuseseitiger Stutzen mittels eines Schnellverbinders mit einem gekrümmten Verlängerungsstutzen verbunden ist, und
- 4 das elektromagnetisch betätigbare Ventil gemäß 3 in einer Schnittansicht, wobei dargestellt ist, dass der Schnellverbinder einstückig mit dem Verlängerungsstutzen ausgebildet ist.
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1 zeigt ein Ventil 1, umfassend einen ersten Strömungskanal 2, einen zweiten Strömungskanal 3 und eine Dichteinrichtung 4, durch welche die Strömungskanäle 2, 3 miteinander fluidleitend verbindbar und voneinander fluidsperrend abtrennbar sind.
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Die Dichteinrichtung 4 weist einen beweglichen Dichtkörper 5 zum Freigeben oder Verschließen eines Durchgangs 6 auf, wobei die Dichteinrichtung 4 einen freigebbaren Dichtsitz 7 aufweist, an welchem der Dichtkörper 5 zum Verschließen des Durchgangs 6 flächig anliegt.
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Mindestens einem Strömungskanal 2, 3 ist mindestens ein Filterelement 8a, 8b zugeordnet, um ein durch diesen Strömungskanal 2, 3 zum und/ oder vom Dichtkörper 5 strömendes Fluid zu filtern. Jeder Strömungskanal 2, 3 kann zu einem hier nicht dargestellten Tank und/ oder einem Aktivkohlebehälter führen.
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Einem ersten Strömungskanal 2 ist ein erstes Filterelement 8a zugeordnet, um ein durch diesen Strömungskanal 2 zum Dichtkörper 5 strömendes Fluid zu filtern und von Partikeln, insbesondere Aktivkohlepartikeln, zu befreien.
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Einem zweiten Strömungskanal 3 ist ein zweites Filterelement 8b zugeordnet, um ein durch diesen Strömungskanal 3 vom Dichtkörper 5 wegströmendes Fluid zu filtern. Bei einer Druck- bzw. Strömungsumkehr wird durch den Strömungskanal 3 anströmendes Fluid gefiltert.
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Jedes Filterelement 8a, 8b ist jeweils zwischen einem gehäuseseitigen Stutzen 9, 10 und einem an diesem formschlüssig angebundenen Verlängerungsstutzen 11, 12 angeordnet. Jedes Filterelement 8a, 8b zwischen dem gehäuseseitigen Stutzen 9, 10 und dem stoffschlüssig angebundenen Verlängerungsstutzen 11, 12 ist formschlüssig fixiert. Die gehäuseseitigen Stutzen 9, 10 sind jeweils mit den Verlängerungsstutzen 11, 12 verschweißt.
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2 zeigt eine Außenansicht des Ventils 1 gemäß 1.
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3 zeigt anhand eines weiteren Ventils 1', welches als passiv betätigbares Ventil ausgestaltet sein kann, dass der Verlängerungsstutzen 12' mittels eines Schnellverbinders 13 mit dem gehäuseseitigen Stutzen 10' verbunden ist.
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4 zeigt, dass der Verlängerungsstutzen 13 auf den gehäuseseitigen Stutzen 10' aufgerastet ist und eine Rastnase in einen Hinterschnitt 15 eingerastet ist.
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Die Rastnase 14 ist am gehäuseseitigen Stutzen 10' ausgebildet und der Hinterschnitt 15 am Schnellverbinder 13. Der Schnellverbinder 13 ist einstückig und materialeinheitlich mit dem gekrümmten Verlängerungsstutzen 12' ausgebildet.
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Das Filterelement 8a, 8b weist ein Sieb auf und ist aus Edelstahl gefertigt. Das Filterelement 8a, 8b weist eine Maschenweite von 160 µm auf, wobei die Maschen durch Fäden mit einer Fadenbreite von 80 µm gebildet sind.
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Bei dem Ventil 1 gemäß 1 und 2 ist eine elektromagnetische Einrichtung 16 vorgesehen, durch welche der genannte Dichtkörper 5 aktiv zum Freigeben oder Verschließen des Durchgangs 6 bewegbar ist, wobei die elektromagnetische Einrichtung 16 eine Spule und ein aktiv bewegliches Ankerelement 17 aufweist, durch welches bei Erzeugung eines magnetischen Felds der genannte Dichtkörper 5 mittelbar oder unmittelbar bewegbar ist.
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Es ist denkbar, die elektromagnetische Einrichtung 16 mit einem passiv betätigbaren Ventil 1' gemäß 3 zu kombinieren, so dass dieses Ventil nicht nur aktiv, sondern auch passiv betätigbar ist. Konkret ist denkbar, dass in diesem Fall nur ein Dichtsitz für den bewegbaren Dichtkörper vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Ventil
- 2
- erster Strömungskanal
- 3
- zweiter Strömungskanal
- 4
- Dichtungseinrichtung
- 5
- Dichtkörper von 4
- 6
- Durchgang
- 7
- Dichtsitz
- 8a, b
- Filterelement
- 9, 9'
- gehäuseseitiger Stutzen von 1,1'
- 10, 10'
- gehäuseseitiger Stutzen von 1,1'
- 11, 11'
- Verlängerungsstutzen von 9, 9'
- 12, 12'
- Verlängerungsstutzen von 10, 10'
- 13
- Schnellverbinder
- 14
- Rastnase von 10'
- 15
- Hinterschnitt von 13
- 16
- elektromagnetische Einrichtung
- 17
- Ankerelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007025048 A1 [0002]
