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 c _w -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.