WO2018215154A1 - Ventilanordnung sowie fluidtankanordnung - Google Patents

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WO2018215154A1
WO2018215154A1 PCT/EP2018/060630 EP2018060630W WO2018215154A1 WO 2018215154 A1 WO2018215154 A1 WO 2018215154A1 EP 2018060630 W EP2018060630 W EP 2018060630W WO 2018215154 A1 WO2018215154 A1 WO 2018215154A1
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WO
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valve
flow
fluid
section
fluid connection
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/060630
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Wehrmann
Dirk Kramer
Original Assignee
Aft Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Aft Automotive Gmbh filed Critical Aft Automotive Gmbh
Publication of WO2018215154A1 publication Critical patent/WO2018215154A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0126—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs
    • G05D7/0133—Control of flow without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger associated with one or more springs within the flow-path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K24/00—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures
    • F16K24/06—Devices, e.g. valves, for venting or aerating enclosures for aerating only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves

Definitions

  • the invention relates to a valve arrangement having a valve housing which has a first fluid connection and a second fluid connection and in which a valve device is arranged in a flow connection between the first fluid connection and the second fluid connection.
  • the invention further relates to a fluid tank arrangement.
  • the valve arrangement serves, for example, for venting and / or venting a fluid tank, particularly preferably a fuel tank.
  • the valve arrangement may be part of the fluid tank arrangement together with the fluid tank in this case.
  • the valve arrangement has the valve housing which has the first fluid connection and the second fluid connection or on which the two fluid connections are formed.
  • At least one of the fluid ports so either the first fluid port or the second fluid port, or are both fluid ports, ie the first fluid port and the second fluid port, in the form of connecting pieces, which are formed on the valve housing or molded or arranged and secured .
  • the connecting pieces can be configured in one piece and / or with the same material with the valve housing or, alternatively, be present on a base element of the valve housing and fastened thereto, in particular be connected to it in a fluid-tight manner.
  • the attachment of the connecting piece to the valve housing or the basic element of the valve housing can be effected, for example, in a force-locking manner, in particular by plugging or pressing on, in a form-fitting and / or material-locking manner.
  • a flow path is formed, which fluidly exists between the first fluid port and the second fluid port.
  • the two fluid ports are fluidly connected or at least connectable.
  • the valve device is arranged in the flow path or the flow connection.
  • the valve device is configured such that in a first switching position of the valve device there is a first flow cross-section between the first fluid port and the second fluid port and in a second shift position a second flow cross-section, wherein the second flow cross-section is different from the first flow cross-section.
  • the first flow cross-section is equal to zero, so far as in the first switching position, the valve device interrupts the flow connection between the first fluid connection with the second fluid connection or vice versa, in particular completely.
  • the flow connection is at least partially, in particular completely, released.
  • the second flow cross section is greater than the first flow cross section.
  • the valve device can basically be configured as desired. It may comprise exactly one valve, in particular a switching valve, or a plurality of valves.
  • shut-off valve comprising: a flow restrictor disposed in a passage, the flow restricting means comprising: a piston having a first opening, a pressure reducing valve having a second opening, a pressure reducing spring having a biasing force biases the pressure reducing valve in an open position; a flow restricting spring that applies a biasing force to the flow restricting device to bias the flow restricting device to an open position; and a solenoid valve assembly having a coil selectively energized by a signal from a controller and an armature which, between an extended position, overcomes the biasing force of the flow restricting spring to move the flow restricting device to a closed position and at least one of the first opening and the first opening, and a retracted position is movable to open at least in one of the first opening and the second opening, wherein when the coil is energized, the armature moves to the retracted position to To allow steam to flow through
  • valve arrangement which has advantages over known valve arrangements, in particular designed highly integrated and - in the case of the fluid tank assembly - allows quick and reliable venting and / or ventilation of the fluid tank.
  • a valve arrangement having the features of claim 1. It is provided that in the valve housing in terms of flow in series with the valve means a self-adjusting volume flow controller with variable flow area, in particular designed to keep constant a volume flow through the volume flow controller at different pressure differences across the volume flow controller is arranged.
  • the venting or venting of the fluid tank must be possible independently of an internal tank pressure present in the fluid tank.
  • gaseous fluid is to be removed from the fluid tank and to be vented, in particular in the direction of an external environment and / or a filter and / or an internal combustion engine.
  • the flow rate through the valve assembly depends largely on the internal tank pressure, so that at a higher internal tank pressure, a greater flow velocity than at a lower internal tank pressure.
  • liquid may be entrained by the gaseous fluid, which is subsequently entrained by the valve arrangement in the direction of the outside environment or of the filter arranged fluidically downstream of the valve arrangement.
  • the volumetric flow controller is provided which measures the flow cross section through the valve arrangement as a function of a pressure difference across the valve port. Order or via the volumetric flow controller automatically adjusts.
  • the volume flow controller has for this purpose the variable flow cross section. It is configured such that a first flow cross-section is present at a first pressure difference across the volumetric flow controller or the valve arrangement, and a second flow cross-section is present at a second pressure difference across the volumetric flow controller or the valve arrangement. Only for the sake of completeness it should be noted that both the two pressure differences and the two flow cross-sections are different from each other.
  • the volumetric flow controller is configured such that it infinitely adjusts the fürströ- tion cross-section, ie the flow cross-section, starting from the first flow cross-section, which is present at the first pressure difference, up to the second flow cross-section, which is present at the second pressure difference, in dependence the pressure difference via the volumetric flow controller or the valve assembly continuously adjusts.
  • the volumetric flow controller is designed such that the flow cross section set by it can be determined by means of a preferably continuous function from the pressure difference.
  • the relationship between the set flow cross-section and the pressure difference is basically arbitrary.
  • the flow cross-section is proportional to the pressure difference, at least between the first pressure difference and the second pressure difference.
  • the volume flow controller is self-adjusting.
  • the volumetric flow controller cooperates with the valve housing, in particular an inner wall of the valve housing, for adjusting the flow cross-section.
  • the flow path between the first fluid port in the second fluid port extends to some extent between a valve disc or a valve element of the volume flow regulator and the valve housing or a wall of the valve housing.
  • the volume flow controller is set automatically by fluid pressure. The thereby displacing the valve disk or valve element can take place by engaging the fluid on the valve element itself or on an operatively connected to the valve element, but spaced from this arranged actuator.
  • the valve disk, or more generally the valve element of the volumetric flow controller can in principle be displaceable in any desired manner.
  • valve element is in the form of a valve flap, for example.
  • This can be rotatably mounted on the edge.
  • the valve flap can on the one hand have a first inflow surface on its axis of rotation and, on the other hand, a second inflow surface which lies in the flow path and insofar can be flowed by the fluid.
  • the two Anströmfi Stahlen have different surface dimensions, so different surface areas. Accordingly, different flow cross sections will be set according to a pressure difference across the volume flow controller.
  • the volumetric flow controller is fluidly arranged in the valve housing in series with the valve device, in particular fluidically spaced from the valve device.
  • the valve device in the valve housing connects directly to the first fluid port or is even arranged in this.
  • the volumetric flow controller preferably connects directly to the second fluid connection in the valve housing, is arranged directly upstream of it or even arranged in the second fluid connection.
  • the volume flow controller is preferably designed such that in a certain pressure difference range of the pressure difference across the volume flow controller, a constant volume flow is adjusted by the volume flow controller.
  • the pressure difference range preferably corresponds to a pressure difference range during operation of the volume flow regulator or the valve arrangement, which is limited on the one hand by an expected minimum pressure difference and on the other hand by an expected maximum pressure difference.
  • the volumetric flow controller is used to keep the volumetric flow constant so that the same volumetric flow through the volumetric flow controller is nevertheless set at different pressure differences across the volumetric flow controller.
  • valve device has a switching valve or at least one check valve, or that the valve device has the switching valve and the at least one check valve, wherein the non-return valve is arranged fluidically parallel to the switching valve.
  • the valve device may comprise the switching valve, particularly preferably only the switching valve.
  • the switching valve is arranged in the flow connection, that the above-mentioned functionality of Valve device is ensured that in a first switching state of the switching valve, a first flow cross-section and in a second switching state, a second flow cross-section is present, wherein the two flow cross-sections are different from each other.
  • the flow connection between the two fluid connections can be either completely interrupted or released by means of the switching valve, so that therefore in the first switching position, the flow connection is completely interrupted and released in the second switching position.
  • the valve device may comprise the at least one check valve, wherein preferably only the at least one check valve is present.
  • the at least one check valve for example, in the flow connection exactly one check valve or alternatively a plurality of flow-parallel arranged check valves.
  • An embodiment of the valve arrangement in which both the switching valve and the at least one check valve are present in the flow connection between the two fluid connections is particularly advantageous.
  • the at least one non-return valve is arranged in terms of flow, parallel to the switching valve.
  • only one check valve may be fluidly parallel to the switching valve, or a plurality of non-return valves which are in fluid communication with each other.
  • the check valve or each of the check valves is designed such that it allows a flow along the flow connection or the flow path in one direction, in particular when a switching pressure difference is exceeded by the pressure difference across the check valve, and in the opposite direction.
  • the check valve is preferably used as a pressure relief valve, so that an excessive pressure difference across the check valve is avoided. In this way, too high a pressure and / or too low a pressure at one of the fluid connections or in the fluid tank are prevented.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that a flow path connecting the valve device to the volumetric flow regulator is limited at least in places by an electrical assembly of the switching valve.
  • the electrical assembly is present, for example, in the form of an electrical coil, or a magnet armature.
  • the electric assembly serves to a extent a displacement of a valve element of the S ehalt valve, which in a first position with a valve seat of the switching valve for setting a first flow cross-section through the switching valve and in a second switching position for setting a second flow cross-section cooperates, wherein the first flow cross-section is preferably equal to zero, so that the flow path interrupted by the switching valve in the first switching position, namely preferably completely interrupted, is.
  • the electrical assembly may also be in the form of a shape memory alloy assembly having a shape memory alloy component that operates as an electrical actuator or actuator.
  • the actuator serves to displace the valve element of the switching valve in the manner already explained above.
  • the shape memory alloy used is, for example, a cryogenic material, preferably a nickel-titanium alloy, for example a nickel-titanium-copper alloy.
  • Other copper-based cryogenic materials are CuZn (copper-zinc), CuZnAl (copper-zinc-aluminum) and CuAINi (copper-aluminum-nickel).
  • the electrical assembly is now intended to limit the flow path, which fluidly connects the valve device to the volume flow regulator, at least in some areas.
  • the flow path is seen in cross-section, at least partially limited by the assembly.
  • the flow path seen in cross-section is partially limited by the assembly and partially of the valve housing or a wall of the valve housing, so that the flow path of the assembly and the valve housing or the wall is limited together.
  • the electrical subassembly preferably has an assembly housing, which is sealed to the flow path, in particular fluid-tight.
  • the module housing is preferably made of a good heat-conducting material, for example of metal.
  • the flow path forms part of the flow connection between the first fluid port and the second fluid port.
  • the volumetric flow regulator has a valve plate which can be displaced in the axial direction with respect to its longitudinal central axis and which is arranged in an at least partially conical flow channel, so that at a first position of the valve plate a first flow cross-section and at one from the first position different second position is present from the first flow cross-section different second flow area through the volume flow controller.
  • the flow channel can be formed either by the volumetric flow controller, in particular a housing of the volumetric flow controller, or, preferably, by the valve housing.
  • the flow channel is located in the connection piece of one of the fluid connections, preferably the second fluid connection. idanBankes, before.
  • the valve disk in the valve housing must be arranged or stored linearly displaceable.
  • the valve disk is displaceably guided in the axial direction with respect to its longitudinal central axis. Due to the at least partially conical flow channel, the first throughflow cross section arises in the first position of the valve disk and the second throughflow cross section occurs in the second position, the two flow cross sections being different from one another.
  • the first position and the second position respectively correspond to end positions of the valve disk, so that a displacement of the valve disk exclusively between these two positions is possible.
  • the valve disk can also assume any further position between the two positions.
  • the valve disc is associated with a first end stop for defining the first position and a second end stop for defining the second position.
  • the first end stop limits the displacement of the valve disk in the direction pointing from the second position to the first position to the first position and the second end stop in the direction pointing from the first position to the second position toward the second end stop, so that a displacement the valve disk is prevented beyond the first position from the first end stop and beyond the second position beyond the second end stop.
  • the flow channel is seen preferably only in longitudinal section with respect to the longitudinal center axis of the valve disk between the first position and the second position continuously conical, so that in a displacement of the valve disk starting from the first position to the second position or vice versa, a continuous and steady change the flow cross section through the volumetric flow controller results.
  • the valve disk is mounted such that it is spaced apart from the valve housing or a wall bounding the flow channel in the radial direction in each of its positions.
  • a contact between the valve disk and the wall is prevented by appropriate storage of the valve disk. In this way, jamming of the valve disc is prevented.
  • valve disk is spring-loaded in the direction of larger flow cross-sections.
  • the valve disk is assigned a spring element in this respect, which exerts a spring force on it.
  • the spring force is directed such that the valve plate is urged in the direction of that position in which it sets a larger flow cross-section. In this way it is ensured that at low pressure difference across the volumetric flow controller, a large, in particular the largest possible flow cross-section is realized, so that the venting or ventilation of the fluid tank can be done as quickly as possible in this case.
  • valve disk is mounted on the valve housing via a valve stem guided linearly in a guide element.
  • the valve stem is attached to the valve plate, preferably centrally with respect to the longitudinal central axis of the valve disk, ie centrally.
  • the valve stem is formed in one piece and / or material alone with the valve disk;
  • the valve disk and the valve stem are present as a common injection molding element.
  • the valve stem is guided linearly displaceable in the guide element and mounted on the guide housing on the valve housing.
  • the valve disk and / or valve stem are supported exclusively via the guide element on the valve housing or the wall of the valve housing.
  • the guide element preferably lies on the side of the valve disk facing away from the fluidic valve.
  • a spring element which effects the spring force on the valve disk is supported, on the one hand, on the valve disk and, on the other hand, on the guide element.
  • the spring element is held clamped so far between the valve disk and the guide element.
  • the spring element urges the valve disk away from the guide element, ie in the direction away from the guide element.
  • a further embodiment of the invention provides that the volumetric flow regulator, in particular the valve disk and / or the valve stem, at least in some areas are / is arranged in a connection stub forming one of the fluid connections.
  • the connection piece forms one of the fluid connections, preferably the second fluid connection. It may be in one piece and / or of the same material with the valve housing or the wall of the valve housing.
  • the volumetric flow regulator should now be present in the connection stub, at least regionally, preferably completely, namely seen in particular in longitudinal section with respect to the longitudinal central axis of the valve disc.
  • valve stem is arranged in any position of the valve disk completely in the connecting piece, whereas the valve disk is arranged in at least one of its positions completely in it.
  • valve disc is also particularly preferred. Ler in each of its positions at least partially, in particular completely, arranged in the connection piece.
  • valve disk on the one hand, in particular in the direction of larger fürströmungs- cross-sections, cup-shaped.
  • the valve disk has a depression which, for example, is bounded on the outside or in the circumferential direction with respect to the longitudinal central axis of the valve disk in the radial direction to the outside by a web.
  • a particularly large flow resistance is generated in the direction of a main flow direction of the volume flow regulator, in particular a flow direction present during venting of the fluid tank, for example a flow direction starting from the first fluid connection in the direction of the second fluid connection or vice versa.
  • the flow resistance coefficient, also referred to as c w value, of the valve disk is preferably at least 1.0, more preferably at least 1.1, at least 1.2, at least 1.3, at least 1.35 at least 1.4 or at least 1.5 ,
  • the valve disk is preferably symmetrical in plan view in the direction of the longitudinal central axis of the side facing away from the valve stem.
  • a bottom of the valve disk is configured plan, from which an annular web extends in the direction away from the valve stem and thus limits the cup-shaped depression of the valve disk in the radial direction to the outside.
  • the annular ridge is preferably bent when viewed in longitudinal section, so that cross-sectional dimensions or a diameter of the recess in the direction away from the bottom is increased, in particular continuously increased.
  • At least one transverse web can be arranged in the recess, which starts from the bottom.
  • the crosspiece is arranged symmetrically with respect to the longitudinal central axis.
  • the transverse web extends on both sides in each case as far as the annular web, namely on opposite sides of the longitudinal central axis.
  • a plurality of such transverse webs, in particular two such transverse webs, are arranged in the recess.
  • transverse webs are angled against each other, thus enclose with each other an angle which is greater than 0 ° and less than 180 °.
  • the transverse webs are perpendicular to each other.
  • both transverse webs are each cut by the longitudinal central axis of the valve disk, that is to say each are arranged centrally with respect to the valve disk.
  • the transverse webs are arranged in a cross shape.
  • the invention further relates to a fluid tank arrangement comprising a fluid tank and a valve arrangement, in particular a valve arrangement according to the preceding embodiments, the valve arrangement having a valve housing which has a first fluid connection and a second fluid connection and in which there is a flow connection between the first fluid connection Fluid connection and the second fluid connection is arranged a valve device. It is provided that in the valve housing fluidically in series with the valve means a self-adjusting volume flow controller with variable flow cross-section, in particular designed to keep constant a volume flow through the volume flow controller at different pressure differences across the volume flow controller.
  • the valve arrangement is used in particular for venting and / or venting the fluid tank.
  • the fluid tank is for example in the form of a fuel tank, in particular a pressure fuel tank.
  • an overpressure or a negative pressure (based on an ambient pressure) may build up. Both the overpressure and the negative pressure are preferably limited to a limit.
  • the valve arrangement may have the at least one check valve, but preferably two check valves arranged parallel to one another.
  • the fluid tank is vented by means of the valve arrangement, for which purpose it is preferably assigned to the switching valve.
  • the Switching valve can be controlled by a control device of the valve arrangement or fluid tank arrangement.
  • the switching valve is in the form of a solenoid valve or the like.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view through a valve arrangement, in particular for a fluid tank arrangement
  • Figure 2 is a detail sectional view through the valve assembly in a first view
  • Figure 3 is a further detail sectional view of the valve assembly in a second view.
  • valve assembly 1 shows a schematic longitudinal section through a valve assembly 1, which is for example part of a fluid tank arrangement, not shown.
  • the fluid tank arrangement has a fluid tank, which is designed for intermediate storage of a fluid.
  • the valve assembly 1 is used for venting and / or venting the fluid tank.
  • the valve arrangement 1 has a valve housing 2, which has a first fluid port 3 and a second fluid port 4. Both the first fluid port 3 and the second fluid port 4 are in the form of a connecting piece 5 or 6, wherein in each case a fluid line can be connected to each of the connecting pieces 5 and 6.
  • each of the connecting pieces 5 and 6 each have a holding projection 7 which is present on the outside of the respective connecting piece 5 or 6 and this preferably in the circumferential direction at least partially, in particular completely and continuously, surrounds.
  • the valve housing 2 is designed in several parts in the embodiment shown here and has a first housing part 8 and a second housing part 9.
  • the first fluid port 3 is located on the first housing part 8 and the second fluid port 4 on the second housing part 9.
  • the respective fluid connection 3 or 4 and therefore the corresponding connecting piece 5 or 6 are each formed in one piece and / or of the same material with the corresponding housing part 8 or 9.
  • the two Housing parts 8 and 9 are attached to one another to form the valve housing 2.
  • the valve housing 8 and 9 are positively and / or materially connected to each other.
  • valve housing 2 there is a flow connection 10 between the first fluid port 3 and the second fluid port 4.
  • a valve device 11 is arranged.
  • the valve device 11 is arranged on the first housing part 8, in particular attached to this.
  • the valve device 11 comprises in the embodiment shown here, in addition to the switching valve 12, a check valve 13.
  • the switching valve 12 has a valve element 14 and a valve seat 15. In a first position of the valve element 14, it cooperates with the valve seat 15 to interrupt a flow connection through the switching valve 12, in particular completely. In contrast, in a second position of the valve element 14, it is arranged at a distance from the valve seat 15, so that a flow connection through the switching valve 12 is released.
  • a displacement of the valve element 14 by means of an electrical assembly 16 of the switching valve 12, which in particular has at least one electrical coil and a magnet armature, the latter being coupled to the valve element 14, in particular rigid and / or permanent.
  • the check valve 13 has analogous to the switching valve 12 via a valve element 17 and a valve seat 18. In a first position of the valve element 17 this acts with the valve seat 18 for interrupting a flow connection through the check valve 13 together. In a second position, however, the valve element 17 releases the flow connection, wherein it is present at a distance from the valve seat 18. The valve element 17 is urged by means of a spring element 19 in the direction of the valve seat 18. The check valve 13 prevents in the embodiment shown here a flow through the check valve 13, starting from the first fluid port 3 to the second fluid port 4. A flow in the reverse direction, however, is released on reaching a certain pressure difference across the check valve 13 away.
  • a volumetric flow controller 20 which is fluidically arranged in series with the valve device 11.
  • the volumetric flow controller 20 is present in the second housing part 9, in particular it is attached to this or stored.
  • the volume flow controller 20 is self-adjusting, so it works completely self-sufficient. It has a valve plate 21 which is linear by means of a valve stem 22 is mounted displaceable with respect to the valve housing 2.
  • the valve disk 21 and the valve stem 22 are configured in one piece and / or of the same material.
  • the valve stem 22 is for example mounted linearly displaceable in a guide element 23, which is attached to the valve housing 2, in particular in one piece and / or of the same material.
  • the valve disk 21 is arranged in an at least partially conical flow channel 24, so that at a first position of the valve disk 21 there is a first flow cross section and at a second position different from the first position a second flow cross section through the volume flow regulator 20 different from the first flow cross section.
  • the valve disk 21 is subjected to spring force, for which purpose a spring element 25 is supported, on the one hand, on the valve disk 21 and, on the other hand, on the guide element 23.
  • the spring element 25 preferably surrounds the valve stem 22.
  • the flow channel 24 is preferably formed by the valve housing 2 or is present in this. For example, the flow channel 24 is partially or even completely formed in the connecting piece 6, which represents the second fluid port 4.
  • valve disk 21 is of shell-shaped design and for this purpose has a recess 26 which faces away from the second fluid connection 4 and faces the first fluid connection 3 in the circumferential direction with respect to a longitudinal central axis 27 of the valve disk 21, the recess 26 in the circumferential direction continuously in the radial outward direction limited.
  • a configuration of the valve disk 21 increases its flow resistance against fluid flow from the first fluid port 3 to the second fluid port 4.
  • the valve disk 21 in this respect has a comparatively large flow resistance coefficient, in particular a flow resistance coefficient which is at least 1.0, at least 1.1, at least 1.2, at least 1.3, at least 1.4 or at least 1.5.
  • the flow connection 10 between the two fluid connections 3 and 4 is at least partially represented by a flow path 28, which passes by the electrical assembly 16 or is limited in terms of flow.
  • the flow path 28 is in this case fluidically between the valve device 11 and the volume flow controller 20 before.
  • a fluid flowing through the valve arrangement 1 or the flow path 28 flows past the electrical assembly 16 in this respect and overflows this here.
  • the fluid flowing along the flow path 28 may be used to cool the electrical assembly 16.
  • FIG. 2 shows a detailed sectional illustration through an area of the valve arrangement 1, namely a longitudinal section along the longitudinal center axis 27.
  • the shell shape of the valve disk 21 becomes clear.
  • the recess 26 of the valve disk 21 is bounded in the radial outward direction by an annular web 29, which extends from a bottom 30 of the valve disk 21.
  • the recess 26 is also penetrated by two transverse webs 31 and 32, which project in the radial direction on both sides each up to the annular web 29 and are arranged centrally with respect to the longitudinal central axis 27.
  • the two transverse webs 31 and 32 are perpendicular to each other, so that they are arranged in a cross shape.
  • the transverse webs 31 and 32 each extend from the bottom 30, which is preferably completely flat. It can be seen that the transverse webs 31 and 32 have a lower height than the annular web 29, so do not protrude as far as a mouth opening 33 facing away from the bottom 33 of the recess 26. Furthermore, it can be seen that the valve stem 22 along its longitudinal extent has different dimensions in the radial direction. In particular, an annular shoulder 34 realized by a dimension or diameter change is present on the valve stem 22, which together with the guide element 23 forms an end stop 35 for the valve stem 22 with the valve disk 21 in the direction away from the first fluid connection 3.
  • FIG. 3 shows a further sectional view through a region of the valve arrangement, the valve disk 21 being shown viewed in the direction of the second fluid connection 4.
  • the sectional view is present as a cross-sectional view with respect to the longitudinal central axis 27. It can be clearly seen that the two transverse webs 31 and 32 are perpendicular to each other and are arranged symmetrically in the recess 26 with respect to the longitudinal center axis 27.
  • the valve arrangement 1 serves in particular as a so-called fluid tank isolation valve (FTIV).
  • FTIV fluid tank isolation valve
  • a further check valve may be provided (not shown here), which has a reverse closing direction or opening direction as the check valve 13 and is arranged fluidically parallel to this. Accordingly, this further check valve serves to reduce an excessively high overpressure in the fluid tank.
  • the fluid tank is fluidly connected to the first fluid port 3 of the valve assembly 1, whereas the second fluid port 4 leads in the direction of an external environment.
  • a filter in particular an activated carbon filter, is preferably arranged, by means of which hydrocarbons can be intermediately stored.
  • gaseous fluid is to be vented from the fluid tank in the direction of the outside environment and thereby freed of hydrocarbons with the aid of the activated carbon filter.
  • liquid may be entrained by the gaseous fluid. This liquid passes through the valve assembly 1 into the filter and can damage it.
  • the volume flow controller 20 which serves a continuous adjustment of the flow cross-section through the volume flow controller 20 in response to the pressure difference across the volume flow controller 20 and the valve assembly 1.
  • the volumetric flow controller 20 sets a comparatively large flow cross-section at a lower pressure difference, so that a rapid venting and / or venting of the fluid tank is ensured even at low internal tank pressure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (1) mit einem Ventilgehäuse (2), das einen ersten Fluidanschluss (3) und einen zweiten Fluidanschluss (4) aufweist und in dem in einer Strömungsverbindung (10) zwischen dem ersten Fluidanschluss (3) und dem zweiten Fluidanschluss (4) eine Ventileinrichtung (11) angeordnet ist. Dabei es vorgesehen, dass in dem Ventilgehäuse (2) strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung (11) ein selbsteinstellender Volumenstromregler (20) mit variablem Durchströmungsquerschnitt, insbesondere ausgestaltet zum Konstanthalten eines Volumenstroms durch den Volumenstromregler (20) bei unterschiedlichen Druckdifferenzen über den Volumenstromregler (20), angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidtankanordnung.

Description

BESCHREIBUNG
Ventilanordnung sowie Fluidtankanordnung
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, mit einem Ventilgehäuse, das einen ersten Fluidan- schluss und einen zweiten Fluidanschluss aufweist und in dem in einer Strömungsverbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss eine Ventileinrichtung angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidtankanordnung.
Die Ventilanordnung dient beispielsweise dem Entlüften und/oder Belüften eines Fluidtanks, besonders bevorzugt eines Kraftstofftanks. Die Ventilanordnung kann in diesem Fall gemeinsam mit dem Fluidtank Bestandteil der Fluidtankanordnung sein. Die Ventilanordnung verfügt über das Ventilgehäuse, das den ersten Fluidanschluss und den zweiten Fluidanschluss aufweist beziehungsweise an dem die beiden Fluidanschlüsse ausgebildet sind. Besonders bevorzugt liegt wenigstens einer der Fluidanschlüsse, also entweder der erste Fluidanschluss oder der zweite Fluidanschluss, oder liegen beide Fluidanschlüsse, also der erste Fluidanschluss und der zweite Fluidanschluss, in Form von Anschlussstutzen vor, die an dem Ventilgehäuse ausgebildet beziehungsweise angeformt oder angeordnet und befestigt sind. Die Anschlussstutzen können insoweit einstückig und/oder materialeinheitlich mit dem Ventilgehäuse ausgestaltet sein oder alternativ an einem Grundelement des Ventilgehäuses vorliegen und an diesem befestigt, insbesondere fluiddicht mit ihm verbunden sein. Das Befestigen der Anschlussstutzen an dem Ventilgehäuse beziehungsweise dem Grundelement des Ventilgehäuses kann beispielsweise kraftschlüssig, insbesondere durch Aufstecken oder Aufpressen, formschlüssig und/oder stoffschlüssig erfolgen.
In dem Ventilgehäuse ist ein Strömungsweg ausgebildet, welcher strömungstechnisch zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss vorliegt. Über den Strömungsweg sind die beiden Fluidanschlüsse strömungstechnisch miteinander verbunden oder zumindest verbindbar. Zum wahlweisen Unterbrechen oder Freigeben der Strömungsverbindung ist in dem Strömungsweg beziehungsweise der Strömungsverbindung die Ventileinrichtung angeordnet. Die Ventileinrichtung ist derart ausgestaltet, dass in einer ersten Schaltstellung der Ventileinrichtung ein erster Durchströmungsquerschnitt zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss und in einer zweiten Schaltstellung ein zweiter Durchströmungsquerschnitt vorliegt, wobei der zweite Durchströmungsquerschnitt von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschieden ist. Beispielsweise ist der erste Durchströmungsquerschnitt gleich null, sodass insoweit in der ersten Schaltstellung die Ventileinrichtung die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Fluidan- schluss mit dem zweiten Fluidanschluss beziehungsweise umgekehrt unterbricht, insbesondere vollständig. In der zweiten Schaltstellung der Ventileinrichtung ist hingegen die Strömungsver- bindung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, freigegeben. Insoweit ist bei einer derartigen Ausgestaltung der zweite Durchströmungsquerschnitt größer als der erste Durchströmungsquerschnitt. Die Ventileinrichtung kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Sie kann genau ein Ventil, insbesondere ein Schaltventil, oder mehrere Ventile umfassen.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 2 665 913 Bl bekannt. Diese beschreibt ein Absperrventil, das aufweist: eine Durchflussbegrenzungseinrichtung, die in einem Durchgang angeordnet ist, wobei die Durchflussbegrenzungseinrichtung aufweist: einen Kolben, der eine erste Öffnung aufweist, ein Druckminderungsventil, das eine zweite Öffnung aufweist, eine Druckminderungsfeder, die eine Vorspannkraft aufweist, die das Druckminderungsventil in eine Offenstellung vorspannt; eine Durchflussbegrenzungsfeder, die eine Vorspannkraft auf die Durchflussbegrenzungseinrichtung ausübt, um die Durchflussbegrenzungseinrichtung in eine Offenstellung vorzuspannen; und eine Solenoidventilanordnung, die eine Spule, die durch ein Signal von einer Steuereinrichtung wahlweise erregt wird, und einen Anker aufweist, der zwischen einer ausgefahrenen Stellung, die Vorspannkraft der Durchflussbegrenzungsfeder überwindet, um die Durchflussbegrenzungseinrichtung in eine geschlossene Position zu überführen und um wenigstens eine von der ersten Öffnung und der ersten Öffnung zu verschließen, und einer eingefahrenen Stellung bewegbar ist, um wenigstens in eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung zu öffnen, wobei, wenn die Spule erregt ist, der Anker sich zu der eingefahrenen Stellung bewegt, um Dampf zu ermöglichen, durch die erste Öffnung zu strömen, bis ein Dampfdruck durch das Absperrventil unter eine erste Dampfdruckschwelle fällt, und wobei, wenn die Druckminderungsfeder den Dampfdruck unterhalb der ersten Dampfschwelle überwindet, dass Druckminderungsventil öffnet, um Dampf zu ermöglichen, durch welches eine von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung zu strömen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ventilanordnung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Ventilanordnungen Vorteile aufweist, insbesondere hochintegrativ ausgestaltet ist und - im Falle der Fluidtankanordnung - eine schnelle und zuverlässige Entlüftung und/oder Belüftung des Fluidtanks ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß mit einer Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Ventilgehäuse strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung ein selbsteinstellender Volumenstromregler mit variablem Durchströmungsquerschnitt, insbesondere ausgestaltet zum Konstanthalten eines Volumenstroms durch den Vo- lumenstromregler bei unterschiedlichen Druckdifferenzen über den Volumenstromregler, angeordnet ist.
Im Falle der Fluidtankanordnung muss das Entlüften beziehungsweise Belüften des Fluidtanks unabhängig von einem in dem Fluidtank vorliegenden Tankinnendruck möglich sein. Während des Entlüftens soll gasförmiges Fluid aus dem Fluidtank entnommen und insbesondere in Rich- tung einer Außenumgebung und/oder einem Filter und/oder einer Brennkraftmaschine entlüftet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit durch die Ventilanordnung hängt maßgeblich von dem Tankinnendruck ab, sodass bei einem höheren Tankinnendruck eine größere Strömungsgeschwindigkeit vorliegt als bei einem niedrigeren Tankinnendruck. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten, insbesondere während des Entlüftens des Fluidtanks, kann es jedoch zu einem Mitreißen von Flüssigkeit durch das gasförmige Fluid kommen, welche anschließend durch die Ventilanordnung in Richtung der Außenumgebung beziehungsweise des strömungstechnisch nach der Ventilanordnung angeordneten Filters mitgenommen wird.
Grundsätzlich ist es jedoch wünschenswert, dass das Mitreißen von Flüssigkeit verringert oder sogar gänzlich unterbunden wird, weil es unerwünscht ist, dass die Flüssigkeit in die Außenum- gebung oder in den Filter gelangt, weil dieser durch den Eintrag von Flüssigkeit beschädigt oder zumindest in seiner Kapazität verringert wird. Es kann daher vorgesehen sein, den Durchströmungsquerschnitt der Ventilanordnung statisch beziehungsweise permanent auf einen kleineren Wert einzustellen, um auch bei einem hohen Tankinnendruck, insbesondere bei dem maximal zulässigen Tankinnendruck, die Strömungsgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert zu be- grenzen. Eine solche Vorgehensweise wiederum bedeutet jedoch, dass Belüften des Fluidtanks und/oder das Entlüften bei einem kleineren Tankinnendruck länger dauert als notwendig. Es stehen sich somit die Anforderungen gegenüber, auch bei kleinerem Tankinnendruck ein rasches Entlüften beziehungsweise Belüften zu ermöglichen, umgekehrt jedoch auch bei einem höheren Tankinnendruck die Strömungsgeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, um das Mitreißen von Flüssigkeit zu verhindern.
Aus diesem Grund ist der Volumenstromregler vorgesehen, welcher den Durchströmungsquerschnitt durch die Ventilanordnung in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz über die Ventilan- Ordnung beziehungsweise über den Volumenstromregler selbsttätig einstellt. Der Volumenstromregler weist hierzu den variablen Durchströmungsquerschnitt auf. Er ist derart ausgebildet, dass bei einer ersten Druckdifferenz über den Volumenstromregler beziehungsweise die Ventilanordnung ein erster Durchströmungsquerschnitt und bei einer zweiten Druckdifferenz über den Vo- lumenstromregler beziehungsweise die Ventilanordnung ein zweiter Durchströmungsquerschnitt vorliegt. Lediglich der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass sowohl die beiden Druckdifferenzen als auch die beiden Durchströmungsquerschnitte voneinander verschieden sind.
Besonders bevorzugt ist der Volumenstromregler derart ausgestaltet, dass er den Durchströ- mungsquerschnitt stufenlos einstellt, also den Durchströmungsquerschnitt ausgehend von dem ersten Durchströmungsquerschnitt, welcher bei der ersten Druckdifferenz vorliegt, bis hin zu dem zweiten Durchströmungsquerschnitt, welcher bei der zweiten Druckdifferenz vorliegt, in Abhängigkeit von der Druckdifferenz über den Volumenstromregler beziehungsweise die Ventilanordnung stetig einstellt. In anderen Worten ist der Volumenstromregler derart ausgestaltet, dass der von ihm eingestellte Durchströmungsquerschnitt mittels einer vorzugsweise stetigen Funktion aus der Druckdifferenz ermittelbar ist. Die Beziehung zwischen dem eingestellten Durchströmungsquerschnitt und der Druckdifferenz ist dabei grundsätzlich beliebig. Beispielsweise ist der Durchströmungsquerschnitt proportional zu der Druckdifferenz, zumindest zwischen der ersten Druckdifferenz und der zweiten Druckdifferenz. Der Volumenstromregler ist selbsteinstellend. Das bedeutet, dass er unabhängig, selbsttätig und vorzugsweise rein mechanisch arbeitet. Insbesondere arbeitet der Volumenstromregler mit dem Ventilgehäuse, insbesondere einer Innenwand des Ventilgehäuses, zum Einstellen des Durchströmungsquerschnitts zusammen. Der Strömungsweg zwischen dem ersten Fluidanschluss im zweiten Fluidanschluss verläuft insoweit bereichsweise zwischen einem Ventilteller oder einem Ventilelement des Volumenstromreglers und dem Ventilgehäuse beziehungsweise einer Wandung des Ventilgehäuses. Das Einstellen des Volumenstromreglers erfolgt selbsttätig durch Flu- iddruck. Das dabei erfolgende Verlagern des Ventiltellers beziehungsweise Ventilelements kann durch Angreifen des Fluids an dem Ventilelement selbst oder an einem mit dem Ventilelement wirkverbundenen, jedoch beabstandet zu diesem angeordneten Stellelement erfolgen. Der Ventilteller, oder allgemeiner ausgedrückt das Ventilelement des Volumenstromreglers kann grundsätzlich in beliebiger Art und Weise verlagerbar sein. Beispielsweise ist er in axialer Richtung bezüglich seiner Längsmittelachse verlagerbar oder bezüglich einer Drehachse drehbar. In letzterem Fall liegt das Ventilelement zum Beispiel in Form einer Ventilklappe vor. Diese kann randseitig drehbar gelagert sein. Alternativ kann die Ventilklappe einerseits ihrer Drehachse eine erste Anströmfiäche und andererseits eine zweite Anströmfiäche aufweisen, die in dem Strömungsweg liegen und insoweit vom dem Fluid anströmbar sind. Die beiden Anströmfiächen weisen unterschiedliche Flächenmaße auf, also unterschiedliche Flächeninhalte. Entsprechend werden sich entsprechend einer Druckdifferenz über den Volumenstromregler unterschiedliche Durchströmungsquerschnitte einstellen.
Der Volumenstromregler ist in dem Ventilgehäuse strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung angeordnet, insbesondere strömungstechnisch beabstandet von der Ventileinrichtung. Besonders bevorzugt schließt sich die Ventileinrichtung in dem Ventilgehäuse unmittelbar an den ersten Fluidanschluss an oder ist sogar in diesem angeordnet. Umgekehrt schließt sich der Volumenstromregler vorzugsweise in dem Ventilgehäuse unmittelbar an den zweiten Fluidanschluss an, ist diesem unmittelbar vorgelagert oder sogar in dem zweiten Fluidanschluss angeordnet. Mithilfe einer derartig strömungstechnisch beabstandeten Anordnung von Ventileinrichtung und Volumenstromregler wird eine gegenseitige Beeinflussung weitestgehend oder sogar vollständig vermieden.
Der Volumenstromregler ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass in einem bestimmten Druckdifferenzbereich der Druckdifferenz über den Volumenstromregler ein konstanter Volumenstrom durch den Volumenstromregler eingestellt wird. Bevorzugt entspricht der Druckdifferenzbereich einem während eines Betriebs des Volumenstromreglers beziehungsweise der Ventilanordnung Druckdifferenzbereich, der einerseits von einer erwarteten minimalen Druckdifferenz und andererseits von einer erwarteten maximalen Druckdifferenz begrenzt ist. In anderen Worten dient der Volumenstromregler dem Konstanthalten des Volumenstroms, sodass bei unterschiedlichen Druckdifferenzen über den Volumenstromregler dennoch derselbe Volumenstrom durch den Volumenstromregler eingestellt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ventileinrichtung ein Schaltventil oder wenigstens ein Rückschlagventil aufweist, oder dass die Ventileinrichtung das Schaltventil und das wenigstens eine Rückschlagventil aufweist, wobei das Rückschlagventil strömungstechnisch parallel zu dem Schaltventil angeordnet ist. Grundsätzlich sind zwei verschiedene Ausge- staltungen der Ventileinrichtung vorteilhaft realisierbar. Zum einen kann die Ventileinrichtung das Schaltventil aufweisen, besonders bevorzugt lediglich das Schaltventil. Das Schaltventil ist derart in der Strömungsverbindung angeordnet, dass die eingangs erwähnte Funktionalität der Ventileinrichtung gewährleistet ist, dass also in einem ersten Schaltzustand des Schaltventils ein erster Durchströmungsquerschnitt und in einem zweiten Schaltzustand ein zweiter Durchströmungsquerschnitt vorliegt, wobei die beiden Durchströmungsquerschnitte voneinander verschieden sind. Bevorzugt kann die Strömungsverbindung zwischen den beiden Fluidanschlüssen mit- tels des Schaltventils wahlweise vollständig unterbrochen oder freigegeben werden, sodass also in der ersten Schaltstellung die Strömungsverbindung vollständig unterbrochen und in der zweiten Schaltstellung freigegeben ist.
Alternativ zu dem S ehalt ventil kann die Ventileinrichtung das wenigstens eine Rückschlagventil aufweisen, wobei bevorzugt lediglich das wenigstens eine Rückschlagventil vorliegt. Insoweit kann beispielsweise in der Strömungsverbindung genau ein Rückschlagventil oder alternativ mehrere strömungstechnisch parallel zueinander angeordnete Rückschlagventile. Besonders vorteilhaft ist doch eine Ausführungsform der Ventilanordnung, bei welcher sowohl das Schaltventil als auch das wenigstens eine Rückschlagventil in der Strömungsverbindung zwischen den beiden Fluidanschlüssen vorliegen. In diesem Fall ist das wenigstens eine Rückschlagventil strömungs- technisch parallel zu dem Schaltventil angeordnet. Wiederum kann lediglich genau ein Rückschlagventil strömungstechnisch parallel zu dem Schaltventil vorliegen oder aber mehrere, strömungstechnisch parallel zueinander vorliegende Rückschlagventile.
Das Rückschlagventil beziehungsweise jedes der Rückschlagventile ist derart ausgestaltet, dass es eine Strömung entlang der Strömungsverbindung beziehungsweise des Strömungswegs in eine Richtung zulässt, insbesondere bei Überschreiten einer Schaltdruckdifferenz durch die Druckdifferenz über das Rückschlagventil, und in die entgegengesetzte Richtung unterbindet. Das Rückschlagventil dient insoweit bevorzugt als Druckbegrenzungsventil, sodass eine zu große Druckdifferenz über das Rückschlagventil vermieden wird. Auf diese Art und Weise werden ein zu hoher Druck und/oder ein zu niedriger Druck an einem der Fluidanschlüsse beziehungs- weise in dem Fluidtank verhindert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein die Ventileinrichtung mit dem Volumenstromregler verbindender Strömungsweg zumindest bereichsweise von einer elektrischen Baugruppe des Schaltventils begrenzt ist. Die elektrische Baugruppe liegt beispielsweise in Form einer elektrischen Spule, oder eines Magnetankers vor. Die elektrische Bau- gruppe dient insoweit einer Verlagerung eines Ventilelements des S ehalt ventils, welches in einer ersten Stellung mit einem Ventilsitz des Schaltventils zum Einstellen eines ersten Durchströmungsquerschnitts durch das Schaltventil und in einer zweiten Schaltstellung zur Einstellung eines zweiten Durchströmungsquerschnitts zusammenwirkt, wobei der erste Durchströmungsquerschnitt bevorzugt gleich null ist, sodass der Strömungsweg durch das Schaltventil in der ersten Schaltstellung unterbrochen, nämlich bevorzugt vollständig unterbrochen, ist.
Die elektrische Baugruppe kann auch in Form einer Formgedächtnislegierungsbaugruppe vorlie- gen, die ein Bauteil aus einer Formgedächtnislegierung aufweist, das als elektrischer Aktor beziehungsweise Aktuator arbeitet. Der Aktuator dient dabei der Verlagerung des Ventilelements des Schaltventils auf die bereits vorstehend erläuterte Art und Weise. Als Formgedächtnislegierung kommt beispielsweise ein Kryowerkstoff zum Einsatz, vorzugsweise eine Nickel-Titan- Legierung, zum Beispiel eine Nickel-Titan-Kupfer-Legierung. Weitere kupferbasierte Kryo- Werkstoffe stellen CuZn (Kupfer-Zink), CuZnAl (Kupfer-Zink- Aluminium) und CuAINi (Kupfer-Aluminium-Nickel) dar.
Die elektrische Baugruppe soll nun den Strömungsweg, welcher die Ventileinrichtung mit dem Volumenstromregler strömungstechnisch verbindet, zumindest bereichsweise begrenzen. Beispielsweise wird hierzu der Strömungsweg im Querschnitt gesehen zumindest bereichsweise von der Baugruppe begrenzt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Strömungsweg im Querschnitt gesehen bereichsweise von der Baugruppe und bereichsweise von dem Ventilgehäuse beziehungsweise einer Wandung des Ventilgehäuses begrenzt ist, sodass der Strömungsweg von der Baugruppe und dem Ventilgehäuse beziehungsweise der Wandung gemeinsam begrenzt ist. Die elektrische Baugruppe weist zum Begrenzen des Strömungswegs bevorzugt ein Baugrup- pengehäuse auf, welches gegenüber dem Strömungsweg dicht, insbesondere fluiddicht, ist. Das Baugruppengehäuse besteht bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Metall. Der Strömungsweg stellt einen Teil der Strömungsverbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss dar.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Volumenstromregler einen in axialer Rich- tung bezüglich seiner Längsmittelachse verlagerbaren Ventilteller aufweist, der in einem zumindest bereichsweise konischen Strömungskanal angeordnet ist, sodass bei einer ersten Stellung des Ventiltellers ein erster Durchströmungsquerschnitt und bei einer von der ersten Stellung verschiedenen zweiten Stellung ein von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschiedener zweiter Durchströmungsquerschnitt durch den Volumenstromregler vorliegt. Der Strömungskanal kann entweder von dem Volumenstromregler, insbesondere einem Gehäuse des Volumenstromreglers, oder - bevorzugt - von dem Ventilgehäuse ausgebildet sein. Beispielsweise liegt der Strömungskanal in dem Anschlussstutzen eines der Fluidanschlüsse, bevorzugt des zweiten Flu- idanschlusses, vor. Insoweit muss zur Ausbildung des Volumenstromreglers lediglich der Ventilteller in dem Ventilgehäuse linear verlagerbar angeordnet beziehungsweise gelagert werden. Mittels dieser Lagerung ist der Ventilteller in axialer Richtung bezüglich seiner Längsmittelachse verlagerbar geführt. Aufgrund des zumindest bereichsweise konischen Strömungskanals stellt sich bei der ersten Stellung des Ventiltellers der erste Durchströmungsquerschnitt und bei der zweiten Stellung der zweite Durchströmungsquerschnitt ein, wobei die beiden Durchströmungsquerschnitte voneinander verschieden sind. Beispielsweise entsprechen die erste Stellung und die zweite Stellung jeweils Endstellungen des Ventiltellers, sodass eine Verlagerung des Ventiltellers ausschließlich zwischen diesen beiden Stellungen möglich ist. Selbstredend kann der Ventilteller auch jede beliebige weitere Stellung zwischen den beiden Stellungen einnehmen. Beispielsweise sind dem Ventilteller ein erster Endanschlag zur Definition der ersten Stellung und ein zweiter Endanschlag zur Definition der zweiten Stellung zugeordnet.
Der erste Endanschlag begrenzt insoweit die Verlagerung des Ventiltellers in die von der zweiten Stellung zu der ersten Stellung weisenden Richtung auf die erste Stellung und der zweite Endanschlag in die von der ersten Stellung hin zu der zweiten Stellung weisenden Richtung auf den zweiten Endanschlag, sodass eine Verlagerung des Ventiltellers über die erste Stellung hinaus von dem ersten Endanschlag und über die zweite Stellung hinaus von dem zweiten Endanschlag verhindert wird. Der Strömungskanal ist nur im Längsschnitt bezüglich der Längsmittelachse des Ventiltellers gesehen zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung bevorzugt durchgehend konisch ausgestaltet, sodass sich bei einer Verlagerung des Ventiltellers ausgehend von der ersten Stellung bis hin zu der zweiten Stellung beziehungsweise umgekehrt eine kontinuierliche und stetige Veränderung des Durchströmungsquerschnitts durch den Volumenstromregler ergibt.
Bevorzugt ist der Ventilteller derart gelagert, dass er in jeder seiner Stellungen beabstandet von dem Ventilgehäuse beziehungsweise einer den Strömungskanal in radialer Richtung nach außen begrenzenden Wandung vorliegt. In anderen Worten wird durch entsprechende Lagerung des Ventiltellers ein Kontakt zwischen dem Ventilteller und der Wandung unterbunden. Auf diese Art und Weise wird ein Verklemmen des Ventiltellers unterbunden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilteller in Richtung größerer Durch- Strömungsquerschnitte federkraftbeaufschlagt ist. Dem Ventilteller ist insoweit ein Federelement zugeordnet, welches eine Federkraft auf ihn ausübt. Die Federkraft ist dabei derart gerichtet, dass der Ventilteller in Richtung derjenigen Stellung gedrängt wird, in welcher er einen größeren Durchströmungsquerschnitt einstellt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei geringer Druckdifferenz über den Volumenstromregler ein großer, insbesondere der größtmögliche Durchströmungsquerschnitt realisiert wird, sodass die Entlüftung beziehungsweise Belüftung des Fluidtanks auch in diesem Fall möglichst rasch erfolgen kann.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilteller über einen in einem Führungselement linear geführten Ventilschaft an dem Ventilgehäuse gelagert ist. Der Ventilschaft ist an dem Ventilteller befestigt, vorzugsweise bezüglich der Längsmittelachse des Ventiltellers zentral, also mittig. Besonders bevorzugt ist der Ventilschaft einstückig und/oder materi- aleinheitlich mit dem Ventilteller ausgestaltet; beispielsweise liegen der Ventilteller und der Ventilschaft als gemeinsames Spritzgusselement vor. Der Ventilschaft ist in dem Führungselement linear verlagerbar geführt und über das Führungselement an dem Ventilgehäuse gelagert. Vorzugsweise stützen sich der Ventilteller und/oder Ventilschaft ausschließlich über das Führungselement an dem Ventilgehäuse beziehungsweise der Wandung des Ventilgehäuses ab. Das Führungselement liegt bevorzugt auf der der Ventileinrichtung strömungstechnisch abgewandten Seite des Ventiltellers vor.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich ein die Federkraft auf den Ventilteller bewirkendes Federelement einerseits an dem Ventilteller und andererseits an dem Führungselement abstützt. Das Federelement ist insoweit zwischen dem Ventilteller und dem Führungselement klemmend gehalten. Das Federelement drängt den Ventilteller von dem Führungselement fort, also in die von dem Führungselement abgewandte Richtung.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Volumenstromregler, insbesondere der Ventilteller und/oder der Ventilschaft, zumindest bereichsweise in einem einen der Flu- idanschlüsse ausbildenden Anschlussstutzen angeordnet sind/ist. Hierauf wurde vorstehend be- reits hingewiesen. Der Anschlussstutzen bildet einen der Fluidanschlüsse, vorzugsweise den zweiten Fluidanschluss, aus. Er kann einstückig und/oder materialeinheitlich mit dem Ventilgehäuse beziehungsweise der Wandung des Ventilgehäuses vorliegen. Der Volumenstromregler soll nun wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig, in dem Anschlussstutzen vorliegen, nämlich insbesondere im Längsschnitt bezüglich der Längsmittelachse des Ventiltellers gesehen. Besonders bevorzugt ist der Ventilschaft in jeder Stellung des Ventiltellers vollständig in dem Anschlussstutzen angeordnet, wohingegen der Ventilteller in wenigstens einer seiner Stellungen vollständig in ihm angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist jedoch auch der Ventiltel- ler in jeder seiner Stellungen wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, in dem Anschlussstutzen angeordnet.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der Ventilteller einerseits, insbesondere in Richtung größere Durchströmungs- querschnitte, schalenförmig ist. Der Ventilteller weist insoweit eine Vertiefung auf, welche beispielsweise außenseitig beziehungsweise in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Ventiltellers in radialer Richtung nach außen von einem Steg begrenzt ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung des Ventiltellers wird ein besonders großer Strömungswiderstand in Richtung einer Hauptdurchströmungsrichtung des Volumenstromreglers erzeugt, insbesondere einer wäh- rend des Entlüftens des Fluidtanks vorliegenden Strömungsrichtung, beispielsweise einer Strömungsrichtung ausgehend von dem ersten Fluidanschluss in Richtung des zweiten Fluidan- schlusses oder umgekehrt.
Der Strömungswiderstandskoeffizient, auch als cw-Wert bezeichnet, des Ventiltellers beträgt vorzugsweise mindestens 1,0, besonders bevorzugt mindestens 1,1, mindestens 1,2, mindestens 1,3, mindestens 1,35 mindestens 1,4 oder mindestens 1,5. Der Ventilteller ist in Draufsicht in Richtung der Längsmittelachse von der dem Ventilschaft abgewandten Seite vorzugsweise symmetrisch. Beispielsweise ist ein Boden des Ventiltellers plan ausgestaltet, von welchem ausgehend sich ein Ringsteg in die von dem Ventilschaft abgewandte Richtung erstreckt und somit die schalenförmige Vertiefung des Ventiltellers in radialer Richtung nach außen begrenzt. Der Ringsteg ist im Längsschnitt gesehen vorzugsweise gebogen, sodass sich Querschnittsabmessungen beziehungsweise ein Durchmesser der Ausnehmung in die von dem Boden abgewandte Richtung vergrößert, insbesondere stetig vergrößert.
Beispielweise weist dabei der Ringsteg auf seiner dem Boden zugewandten Seite eine stärkere Krümmung auf als auf seiner dem Boden abgewandten Seite. Insbesondere nimmt die Krüm- mung in die von dem Boden abgewandte Richtung stetig ab, insbesondere unmittelbar ausgehend von dem Boden. In der Ausnehmung kann wenigstens ein Quersteg angeordnet sein, welcher von dem Boden ausgeht. Bevorzugt ist der Quersteg symmetrisch bezüglich der Längsmittelachse angeordnet. Beispielsweise erstreckt sich der Quersteg beidseitig jeweils bis hin zu dem Ringsteg, nämlich auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittelachse. Bevorzugt sind mehrere solche Querstege, insbesondere zwei derartiger Querstege, in der Ausnehmung angeordnet. Diese Querstege sind gegeneinander angewinkelt, schließen also miteinander einen Winkel ein, der größer ist als 0° und kleiner als 180°. Beispielsweise stehen die Querstege senkrecht aufeinander. Besonders bevorzugt werden beide Querstege jeweils von der Längsmittelachse des Ventiltellers geschnitten, sind also jeweils mittig bezüglich des Ventiltellers angeordnet. Insoweit sind die Querstege kreuzförmig angeordnet.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidtankanordnung, mit einem Fluidtank und einer Ven- tilanordnung, insbesondere eine Ventilanordnung gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Ventilanordnung über ein Ventilgehäuse verfügt, das einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss aufweist und in dem in einer Strömungsverbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss eine Ventileinrichtung angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass in dem Ventilgehäuse strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung ein selbsteinstellender Volumenstromregler mit variablem Durchströmungsquerschnitt, insbesondere ausgestaltet zum Konstanthalten eines Volumenstroms durch den Volumenstromregler bei unterschiedlichen Druckdifferenzen über den Volumenstromregler, angeordnet ist.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Fluidtankanordnung beziehungsweise der Ventilanordnung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Fluidtankanordnung als auch die Ven- tilanordnung können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Wie bereits eingangs erläutert, dient die Ventilanordnung insbesondere dem Entlüften und/oder Belüften des Fluidtanks. Der Fluidtank liegt beispielsweise in Form eines Kraftstofftanks vor, insbesondere eines Druckkraftstofftanks. In einem solchen Kraftstofftank kann sich ein Über- druck oder ein Unterdruck (bezogen auf einen Umgebungsdruck) aufbauen. Sowohl der Überdruck als auf der Unterdruck sind vorzugsweise auf einen Grenzwert begrenzt. Hierzu kann die Ventilanordnung das wenigstens eine Rückschlagventil, vorzugsweise jedoch zwei parallel zueinander angeordnete Rückschlagventile aufweisen.
Zudem kann es notwendig sein, den Fluidtank bei Auftreten eines bestimmten Betriebszustands zu entlüften beziehungsweise zu belüften. Dies ist beispielsweise der Fall, falls der Fluidtank mit Fluid betankt werden soll. In diesem Fall ist es notwendig, den Fluidtank zu öffnen und über eine Einfüllöffnung das Fluid einzufüllen. Liegt jedoch in dem Kraftstofftank der Überdruck beziehungsweise Unterdruck vor, so kann es bei dem Öffnen der Betankungsöffnung zu einem schlagartigen Druckausgleich mit der Außenumgebung kommen. Dies ist jedoch unerwünscht. Aus diesem Grund wird vor dem Öffnen der Betankungsöffnung zunächst der Fluidtank mittels der Ventilanordnung entlüftet, wozu dieser vorzugsweise das Schaltventil zugeordnet ist. Das Schaltventil ist von einem Steuergerät der Ventilanordnung beziehungsweise Fluidtankanord- nung ansteuerbar. Beispielsweise liegt das Schaltventil in Form eines Magnetventils oder dergleichen vor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie- le näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Ventilanordnung, insbesondere für eine Fluidtankanordnung,
Figur 2 eine Detailschnittdarstellung durch die Ventilanordnung in einer ersten Ansicht, sowie Figur 3 eine weitere Detailschnittdarstellung der Ventilanordnung in einer zweiten Ansicht.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Ventilanordnung 1, die beispielsweise Bestandteil einer nicht näher dargestellten Fluidtankanordnung ist. Zusätzlich zu der Ventilanordnung 1 verfügt die Fluidtankanordnung über einen Fluidtank, der zur Zwischen- speicherung eines Fluids ausgebildet ist. Die Ventilanordnung 1 dient zum Entlüften und/oder Belüften des Fluidtanks. Die Ventilanordnung 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, das über einen ersten Fluidanschluss 3 sowie einen zweiten Fluidanschluss 4 verfügt. Sowohl der erste Fluidanschluss 3 als auch der zweite Fluidanschluss 4 liegt in Form eines Anschlussstutzens 5 beziehungsweise 6 vor, wobei an jeden der Anschlussstutzen 5 und 6 jeweils eine Fluidleitung an- schließbar ist. Zur Befestigung der Fluidleitungen an den Anschlussstutzen 5 und 6 verfügt jeder der Anschlussstutzen 5 und 6 jeweils über einen Haltevorsprung 7, der außenseitig an dem jeweiligen Anschlussstutzen 5 beziehungsweise 6 vorliegt und diesen vorzugsweise in Umfangsrich- tung zumindest teilweise, insbesondere vollständig und durchgehend, umgreift.
Das Ventilgehäuse 2 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgestaltet und verfügt über einen ersten Gehäuseteil 8 und einen zweiten Gehäuseteil 9. Der erste Fluidanschluss 3 liegt an dem ersten Gehäuseteil 8 und der zweite Fluidanschluss 4 an dem zweiten Gehäuseteil 9 vor. Insbesondere ist der jeweilige Fluidanschluss 3 beziehungsweise 4 und mithin der entsprechende Anschlussstutzen 5 beziehungsweise 6 jeweils einstückig und/oder materialeinheitlich mit dem entsprechenden Gehäuseteil 8 beziehungsweise 9 ausgebildet. Die beiden Gehäuseteile 8 und 9 sind zur Ausbildung des Ventilgehäuses 2 aneinander befestigt. Bevorzugt sind die Ventilgehäuse 8 und 9 formschlüssig und/oder oder stoffschlüssig miteinander verbunden.
In dem Ventilgehäuse 2 liegt eine Strömungsverbindung 10 zwischen dem ersten Fluidanschluss 3 und dem zweiten Fluidanschluss 4 vor. In dieser Strömungsverbindung 10 ist eine Ventileinrichtung 11 angeordnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ventileinrichtung 11 an dem ersten Gehäuseteil 8 angeordnet, insbesondere an diesem befestigt. Die Ventileinrichtung 11 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu dem Schaltventil 12 ein Rückschlagventil 13. Das Schaltventil 12 weist ein Ventilelement 14 sowie einen Ventilsitz 15 auf. In einer ersten Stellung des Ventilelements 14 wirkt es mit dem Ventilsitz 15 zusammen, um eine Strömungsverbindung durch das Schaltventil 12 zu unterbrechen, insbesondere vollständig. In einer zweiten Stellung des Ventilelements 14 dagegen ist es beabstandet von dem Ventilsitz 15 angeordnet, sodass eine Strömungsverbindung durch das Schaltventil 12 freigegeben ist. Eine Verlagerung des Ventilelements 14 erfolgt mittels einer elektrischen Baugruppe 16 des Schaltventils 12, welche insbesondere wenigstens eine elektrische Spule sowie einen Magnetanker aufweist, wobei letzterer mit dem Ventilelement 14 gekoppelt ist, insbesondere starr und/oder permanent.
Das Rückschlagventil 13 verfügt analog zu dem Schaltventil 12 über ein Ventilelement 17 und einen Ventilsitz 18. In einer ersten Stellung des Ventilelements 17 wirkt dieses mit dem Ventil- sitz 18 zum Unterbrechen einer Strömungsverbindung durch das Rückschlagventil 13 zusammen. In einer zweiten Stellung gibt das Ventilelement 17 die Strömungsverbindung hingegen frei, wobei es beabstandet von dem Ventilsitz 18 vorliegt. Das Ventilelement 17 wird mittels eines Federelements 19 in Richtung des Ventilsitzes 18 gedrängt. Das Rückschlagventil 13 unterbindet bei der hier gezeigten Ausgestaltung eine Strömung durch das Rückschlagventil 13 ausgehend von dem ersten Fluidanschluss 3 hin zu dem zweiten Fluidanschluss 4. Eine Strömung in umgekehrte Richtung wird hingegen bei Erreichen einer bestimmten Druckdifferenz über das Rückschlagventil 13 hinweg freigegeben.
Zusätzlich zu der Ventileinrichtung 11 liegt in dem Ventilgehäuse 2 ein Volumenstromregler 20 vor, der strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung 11 angeordnet ist. Vorzugsweise liegt der Volumenstromregler 20 in dem zweiten Gehäuseteil 9 vor, insbesondere ist er an diesem befestigt beziehungsweise gelagert. Der Volumenstromregler 20 ist selbsteinstellend, arbeitet also völlig autark. Er weist einen Ventilteller 21 auf, der mittels eines Ventilschafts 22 linear verlagerbar bezüglich des Ventilgehäuses 2 gelagert ist. Bevorzugt sind der Ventilteller 21 und der Ventilschaft 22 einstückig und/oder materialeinheitlich ausgestaltet. Der Ventilschaft 22 ist beispielsweise in einem Führungselement 23 linear verlagerbar gelagert, welches an dem Ventilgehäuse 2 befestigt, insbesondere einstückig und/oder materialeinheitlich mit ihm ausgestaltet ist.
Der Ventilteller 21 ist in einem zumindest bereichsweise konischen Strömungskanal 24 angeordnet, sodass bei einer ersten Stellung des Ventiltellers 21 ein erster Durchströmungsquerschnitt und bei einer von der ersten Stellung verschiedenen zweiten Stellung ein von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschiedener zweiter Durchströmungsquerschnitt durch den Volumen- stromregier 20 vorliegt. Der Ventilteller 21 ist federkraftbeaufschlagt, wozu sich ein Federelement 25 einerseits an dem Ventilteller 21 und andererseits an dem Führungselement 23 abstützt. Das Federelement 25 umgreift bevorzugt den Ventilschaft 22. Der Strömungskanal 24 wird vorzugsweise von dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet beziehungsweise liegt in diesem vor. Beispielsweise ist der Strömungskanal 24 bereichsweise oder sogar vollständig in dem Anschluss- stutzen 6 ausgebildet, welcher den zweiten Fluidanschluss 4 darstellt.
Es wird deutlich, dass der Ventilteller 21 schalenförmig ausgebildet ist und hierzu eine dem zweiten Fluidanschluss 4 abgewandte und dem ersten Fluidanschluss 3 zugewandte Ausnehmung 26 aufweist, die in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse 27 des Ventiltellers 21 die Ausnehmung 26 in Umfangsrichtung durchgehend in radialer Richtung nach außen be- grenzt. Durch eine derartige Ausgestaltung des Ventiltellers 21 wird sein Strömungswiderstand entgegen einer Fluidströmung von dem ersten Fluidanschluss 3 hin zu dem zweiten Fluidanschluss 4 vergrößert. Der Ventilteller 21 weist insoweit einen vergleichsweise großen Strömungswiderstandskoeffizient auf, insbesondere einen Strömungswiderstandskoeffizienten, der mindestens 1,0, mindestens 1,1, mindestens 1,2, mindestens 1,3, mindestens 1,4 oder mindestens 1,5 beträgt.
Weiterhin ist erkennbar, dass die Strömungsverbindung 10 zwischen den beiden Fluidanschlüs- sen 3 und 4 wenigstens teilweise von einem Strömungsweg 28 dargestellt wird, der an der elektrischen Baugruppe 16 vorbeiläuft beziehungsweise von dieser strömungstechnisch begrenzt ist. Der Strömungsweg 28 liegt hierbei strömungstechnisch zwischen der Ventileinrichtung 11 und dem Volumenstromregler 20 vor. Eine die Ventilanordnung 1 beziehungsweise den Strömungsweg 28 durchströmendes Fluid strömt insoweit an der elektrischen Baugruppe 16 vorbei und überströmt diese hierbei. Das entlang des Strömungswegs 28 strömende Fluid kann insoweit einer Kühlung der elektrischen Baugruppe 16 dienen.
Die Figur 2 zeigt eine Detailschnittdarstellung durch einen Bereich der Ventilanordnung 1 , nämlich eine Längsschnittdarstellung entlang der Längsmittelachse 27. Erneut wird die Schalenform des Ventiltellers 21 deutlich. Es ist erkennbar, dass die Ausnehmung 26 des Ventiltellers 21 in radialer Richtung nach außen von einem Ringsteg 29 begrenzt ist, der von einem Boden 30 des Ventiltellers 21 ausgeht. Die Ausnehmung 26 wird zudem von zwei Querstegen 31 und 32 durchgriffen, welche in radialer Richtung beidseitig jeweils bis hin zu dem Ringsteg 29 ragen und mittig bezüglich der Längsmittelachse 27 angeordnet sind. Die beiden Querstege 31 und 32 stehen hierbei senkrecht aufeinander, sodass sie kreuzförmig angeordnet sind. Die Querstege 31 und 32 gehen jeweils von dem Boden 30 aus, welcher vorzugsweise vollständig plan ist. Es ist erkennbar, dass die Querstege 31 und 32 eine geringere Höhe aufweisen als der Ringsteg 29, also nicht bis hin zu einer dem Boden 30 abgewandten Mündungsöffnung 33 der Ausnehmung 26 ragen. Weiterhin ist erkennbar, dass der Ventilschaft 22 entlang seiner Längserstreckung unterschiedliche Abmessungen in radialer Richtung aufweist. Insbesondere liegt an den Ventilschaft 22 ein durch eine Abmessung- beziehungsweise Durchmesseränderung realisierter Ringschulter 34 vor, welcher zusammen mit dem Führungselement 23 einen Endanschlag 35 für den Ventilschaft 22 mit dem Ventilteller 21 in die von dem ersten Fluidanschluss 3 abgewandte Richtung ausbildet. Die Figur 3 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch einen Bereich der Ventilanordnung, wobei der Ventilteller 21 in Richtung des zweiten Fluidanschluss 4 gesehen dargestellt ist. Die Schnittdarstellung liegt als Querschnittsdarstellung bezüglich der Längsmittelachse 27 vor. Es ist deutlich zu erkennen, dass die beiden Querstege 31 und 32 senkrecht aufeinander stehen und bezüglich der Längsmittelachse 27 symmetrisch in der Ausnehmung 26 angeordnet sind. Die Ventilanordnung 1 dient insbesondere als sogenanntes Fluid Tank Isolation Valve (FTIV). Zusätzlich zu dem Rückschlagventil 13 kann ein weiteres Rückschlagventil vorgesehen sein (hier nicht dargestellt), welches eine umgekehrte Schließrichtung beziehungsweise Öffnungsrichtung aufweist wie das Rückschlagventil 13 und strömungstechnisch parallel zu diesem angeordnet ist. Entsprechend dient dieses weitere Rückschlagventil dem Abbauen eines unzulässig hohen Überdrucks in dem Fluidtank. Der Fluidtank ist an den ersten Fluidanschluss 3 der Ventilanordnung 1 strömungstechnisch angeschlossen, wohingegen der zweite Fluidanschluss 4 in Richtung einer Außenumgebung führt. In der Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Fluidanschluss 4 und der Außenumgebung ist vorzugsweise ein Filter, insbesondere ein Aktivkohlefilter, angeordnet, mittels welchem Kohlenwasserstoffe zwischengespeichert werden können.
Während eines Entlüften des Fluidtanks mittels der Ventilanordnung 1 soll gasförmiges Fluid aus dem Fluidtank in Richtung der Außenumgebung entlüftet werden und dabei mithilfe des Aktivkohlefilters von Kohlenwasserstoffen befreit werden. Bei hohen Tankinnendrücken in dem Fluidtank kann es aufgrund der daraus resultierenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu einem Mitreißen von Flüssigkeit durch das gasförmige Fluid kommen. Diese Flüssigkeit gelangt durch die Ventilanordnung 1 hindurch in den Filter und kann diesen beschädigen.
Aus diesem Grund soll die Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere während des Entlüftens des Fluidtanks, begrenzt werden. Diesem Zweck dient der Volumenstromregler 20, welcher ein stufenloses Einstellen des Durchströmungsquerschnitts durch den Volumenstromregler 20 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz über den Volumenstromregler 20 beziehungsweise die Ventilanordnung 1 dient. Gleichzeitig stellt der Volumenstromregler 20 jedoch bei geringerer Druckdifferenz einen vergleichsweise großen Durchströmungsquerschnitt ein, sodass auch bei geringem Tankinnendruck ein rasches Entlüften und/oder Belüften des Fluidtanks gewährleistet ist.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Ventilanordnung (1) mit einem Ventilgehäuse (2), das einen ersten Fluidanschluss (3) und einen zweiten Fluidanschluss (4) aufweist und in dem in einer Strömungsverbindung (10) zwischen dem ersten Fluidanschluss (3) und dem zweiten Fluidanschluss (4) eine Ventileinrichtung (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung (11) ein selbsteinstellender Volumenstromregler (20) mit variablem Durchströmungsquerschnitt, insbesondere ausgestaltet zum Konstanthalten eines Volumenstroms durch den Volumenstromregler (20) bei unterschiedlichen Druckdifferenzen über den Volumenstromregler (20), angeordnet ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (11) ein Schaltventil (12) oder wenigstens ein Rückschlagventil (13) aufweist, oder dass die Ventileinrichtung (11) das Schaltventil (12) und das wenigstens ein Rückschlagventil (13) aufweist, wobei das Rückschlagventil (13) strömungstechnisch parallel zu dem Schaltventil (12) angeordnet ist.
3. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Ventileinrichtung (11) mit dem Volumenstromregler (20) verbindender Strömungsweg (28) zumindest bereichsweise von einer elektrischen Baugruppe (16) des Schaltventils (12) begrenzt ist.
4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromregler (20) einen in axialer Richtung bezüglich seiner Längsmittelachse
(27) verlagerbaren Ventilteller (21) aufweist, der in einem zumindest bereichsweise konischen Strömungskanal (24) angeordnet ist, sodass bei einer ersten Stellung des Ventiltellers (21) ein erster Durchströmungsquerschnitt und bei einer von der ersten Stellung verschiedenen zweiten Stellung ein von dem ersten Durchströmungsquerschnitt verschiedener zweiter Durchströmungs- querschnitt durch den Volumenstromregler (20) vorliegt.
5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (21) in Richtung größerer Durchströmungsquerschnitte federkraftbeaufschlagt ist.
6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (21) über einen in einem Führungselement (23) linear geführten Ventilschaft (22) an dem Ventilgehäuse (2) gelagert ist.
7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein die Federkraft auf den Ventilteller (21) bewirkendes Federelement (25) einerseits an dem Ventilteller (21) und andererseits an den Führungselement (23) abstützt.
8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromregler (20), insbesondere der Ventilteller (21) und/oder der Ventilschaft (22), zumindest bereichsweise in einem einen der Fluidanschlüsse (3,4) ausbildenden Anschluss- stutzen (5,6) angeordnet ist .
9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (21) einerseits, insbesondere in Richtung größerer Durchströmungsquerschnitte, schalenförmig ist.
10. Fluidtankanordnung, mit einem Fluidtank und einer Ventilanordnung (1), insbesondere einer Ventilanordnung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilanordnung (1) über ein Ventilgehäuse (2) verfügt, das einen ersten Fluidanschluss (3) und einen zweiten Fluidanschluss (4) aufweist und in dem in einer Strömungsverbindung (10) zwi- sehen dem ersten Fluidanschluss (3) und dem zweiten Fluidanschluss (4) eine Ventileinrichtung (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilgehäuse (2) strömungstechnisch in Reihe mit der Ventileinrichtung (11) ein selbsteinstellender Volumenstromregler (20) mit variablem Durchströmungsquerschnitt, insbesondere ausgestaltet zum Konstanthalten eines Volumenstroms durch den Volumenstromregler (20) bei unterschiedlichen Druckdifferenzen über den Volumenstromregler (20), angeordnet ist.
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