CN101384845B - 用于输送气体介质的阀模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于将尤其是气体介质导送给内燃机的阀模块，具有一阀套筒(7)，在该阀套筒中，为了调节入流侧(3)和出流侧(5)之间的流体流，带有阀闭合元件(11)的阀衔铁(9)相对于固定地设置在该阀套筒(7)中的带有阀座(13)的阀座体(15)轴向可移动地被导向。根据本发明，设置有一个由至少两个环形构造的密封凸缘(22，22′，22″)组成的密封装置(21，21′，21″)，该密封装置相对于至少一个通道孔(17)这样布置，使得所述至少一个通道孔(17)在阀模块(1)处于闭合位置时位于所述密封凸缘(22，22′，22″)之间。

Description

用于输送气体介质的阀模块
技术领域
本发明涉及一种用于将气体介质输送给内燃机的阀模块。
背景技术
由DE 103 19 920公知了一种用于控制流体的这样的阀，在这里这种公知的可电磁式操作的阀包括一阀闭合元件，其控制从入流侧到出流侧的流体流并与构造为平面座的阀座一起作用，该阀座构造在阀板上。
该阀在阀座区域包含一个密封元件，该密封元件布置在阀闭合元件的端面上并具有一个或多个密封唇。该密封元件可以被制成环形并在阀闭合元件的端面上嵌入一个相应的环形槽里。
这种公开的喷射阀或喷入阀(Einblasventil)被设计用于尤其是气体介质，它们在结构和功能方面基本上从对于液体介质常用的喷射阀推导出，因此有时不能完全满足气体介质对阀所提出的特殊要求。所以通常给燃气发动机或给燃料电池比给用液体燃料运行的内燃机输送大得多的流体量，因此要相应地确定阀横截面和衔铁行程的尺寸。比较符合目的的是，对于气体介质使用调节流量的末级来打开阀，其允许非常短的打开时间，然而阀闭合元件以非常高的速度撞击阀座。
这里的问题在于阀闭合元件和阀座之间的密封装置的高负荷，该密封装置除了提高密封性还用于由于减少阀座上磨损而提高阀的寿命以及用于降低噪声。与通过液体燃料内在的润滑特性被润滑的液体燃料喷射阀不同，在气体阀中阀闭合元件和阀座之间的磨损情况明显更不利，因此阀闭合元件-阀座区域的构型和设置在其中的密封装置有特别的意义。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种开始所述类型的用于将尤其是气体介质导送给内燃机的阀，其中在整个使用寿命上保证所要求的密封性并且该阀可通过简单和成本有利的工艺来制造。
根据本发明的解决方法规定，用于将尤其是气体介质输送给内燃机的阀模块具有一个阀套筒，在该阀套筒中，带有阀闭合元件的阀衔铁相对于固定地布置在阀套筒中的带有阀座的阀座体可轴向移动地被导向，以调整入流侧和出流侧之间的流体流，该阀模块这样构造：设置有由至少两个环形构成的密封凸缘组成的一个密封装置，该密封装置相对于至少一个通道孔这样布置，使得所述至少一个通道孔在阀处于闭合位置中时位于所述密封凸缘之间。
借助根据本发明的解决方法提供了一种阀模块，其具有在整个使用寿命上在所有运行状态下在密封性方面优化的、简单的、成本有利的构型并且承受很低的磨损倾向。
一个特别简单的、成本有利的和由于生产技术原因而有利的构型可以通过密封装置布置在面向阀座的阀衔铁端面上来获得。
如果将密封装置布置在面对阀衔铁的阀座面上，则可以以有利的方式在没有阀衔铁导向的情况下也达到闭合机构的优化的功能。
一个特别简单的密封装置构造方案规定：该密封装置构造有两个分开的密封凸缘。
如果密封装置构造有由两个密封凸缘组成的一个密封圈，则可实现将密封装置特别坚固地安置在阀闭合元件上。
如果密封装置径向自由地布置，也就是说没有侧面导向，则能够特别简单和成本有利地制造阀座或阀闭合元件。
密封装置可以用或由弹性体构成，或者替换地用或由热塑性塑料构成，并且借助硫化、注塑或粘接简单且成本有利地固定在阀座或阀衔铁上。
在根据本发明的阀模块的进一步有利的构型中，为了改善尤其是表面层的耐磨性，阀衔铁，尤其是指向阀座方向的阀闭合元件面，和/或阀座可以被硬化。
附图说明
根据本发明的阀模块的三个实施例在附图中被示出并且在后面的说明书中进一步地被阐明。
附图示出：
图1阀模块的一个简化的纵剖面，具有设置在阀闭合元件上的、带有两个分开的密封凸缘的密封装置；
图2图1的阀模块的阀衔铁的局部三维视图，带有两个分开地固定在衔铁上的密封凸缘；
图3与图1的阀模块类似的一个阀模块的示意性纵剖面，具有可替换地构造的密封装置，该密封装置具有构造有两个密封凸缘的密封圈；
图4与图1和图3的阀模块相应的另一阀模块的简化纵剖面，具有第三种密封装置构型可能性，即具有两个分开地固定在阀座上的密封凸缘。
具体实施方式
附图示意性地各示出喷入阀的一个阀模块1，该喷入阀被设计用在汽车的燃料电池上或燃气发动机上并用于调节从入流侧3到出流侧5的流体流。
按照已知的结构类型，该燃气喷入阀可构造有多件式的壳体，在该壳体中设置了一个带有励磁线圈的电磁操作单元，该励磁线圈围绕所描述的阀模块1。
该阀模块1包含了一个阀套筒7，其可以通过拉深或其它成型技术制造并由一种非磁性材料构成。在阀套筒7中轴向可移动地安置了一个软磁性的阀衔铁9，它具有一个阀闭合元件11，该阀闭合元件用于和阀座体15的阀座13共同作用。
在所示出的实施方式中，阀座13构造在一个阀座体15上，该阀座体插入阀套筒7中并例如通过焊接固定在该阀套筒上，阀座体15在当前情况下套筒式地构造有一个底部，该底部形成阀座13，然而在另一种实施方式中阀座体15也可以仅盘状地构成。以喷射孔盘的形式在阀座13的区域中布置多个通道孔17。
在燃气喷入阀如在附图1，3和4中所示的主动打开的状态下，在该燃气喷入阀中，带有阀闭合元件11的磁性的阀衔铁9通过电磁操作单元从阀座13上抬起，则气体介质可以流过通道孔17并被释放给燃烧室。
在燃气喷入阀1的无电磁影响的非主动闭合状态下，则阀闭合元件11和阀座13及一密封装置21，21′，21″一起阻止从入流侧3到出流侧5的流体流，这种情况下构造在阀衔铁9上的阀闭合元件11通过一个没有进一步示出的复位弹簧的力被保持在闭合位置。
密封装置21，21′，21″总是设置在阀闭合元件11的端面10和阀座体15的端面16之间，在当前情况下各具有两个环状构造的密封凸缘22，22′，22″，这些密封凸缘相对于通道孔17这样布置，使得在阀闭合位置中这些通道孔密封地处于密封凸缘22，22′，22″之间。在当前的这些实施例中，密封装置21，21′，21″借助硫化在阀座13的端面16上或者阀衔铁9的端面10上的弹性体构成，但在本发明的替换构型中它也可以用或由热塑性塑料构成。此外也以可选择将密封材料注塑上去。
在图1和3示出的实施例中，密封装置21或21′径向自由地设置在阀闭合元件11的端面10上，在图4中所示的另一实施例中，密封装置21″也径向自由地设置在阀座13的端面16上，在这里，所涉及到的端面10或16在围绕密封装置21，21′，21″的区域中平面地形成。
在附图1和附图2中描述的实施例中，具有两个分开的密封凸缘22的密封装置21构造在密封闭合元件11的表面上，其中，密封凸缘22在阀模块1处于闭合状态时这样和设置在阀座13上的通道孔17相对应，使得从入流侧3到出流侧5的流体流被阻止。
在附图3中以替换的实施例示出一个唯一的密封圈23，其具有两个通过连接条25在径向上相互固定并连接的密封凸缘22′，在这里，功能原理相应于先前的实施例。
在附图4示出的另一实施例中，密封装置21″相应于第一实施例构造有两个分开的密封凸缘22″，该密封装置在阀座体15上围绕通道孔17布置，使得这些通道孔17不由于密封装置21″而在其通过面积方面变小。
密封装置21或21′或21″的形状和材料可以由专业人员按照相应的应用情况来改变，使得密封凸缘的直径例如能够更相互接近并且能够遵守很小的构件公差。
为了改善阀模块1的耐磨性，阀衔铁9的指向阀座13方向的端面10以及阀座13设置有表面层硬化。而留给专业人员的是，按照对阀模块1的要求比所述的面和体更多或更少地硬化并且按照应用情况选择适合的方法。

Claims (10)

1.一种用于将气体介质导送给内燃机的阀模块，具有一阀套筒(7)，在该阀套筒中，为了调节入流侧(3)和出流侧(5)之间的流体流，带有阀闭合元件(11)的阀衔铁(9)相对于固定地设置在该阀套筒(7)中的带有阀座(13)的阀座体(15)轴向可移动地被导向，其中，设置有一个由至少两个环形构造的密封凸缘(22，22′，22″)组成的密封装置(21，21′，21″)，该密封装置相对于至少一个通道孔(17)这样布置，使得所述至少一个通道孔(17)在阀模块(1)处于闭合位置时位于所述密封凸缘(22，22′，22″)之间，其特征在于，所述密封装置(21，21″)构造有两个分开的密封凸缘(22，22″)，其中，所述密封装置(21，21″)借助硫化、注塑或粘接设置在阀闭合元件(11)的端面(10)上或阀座(13)的端面(16)上。
2.根据权利要求1所述的阀模块，其特征在于，所述密封装置(21，21′)设置在阀闭合元件(11)的面向阀座(13)的端面(10)上。
3.根据权利要求1所述的阀模块，其特征在于，所述密封装置(21″)设置在阀座(13)的面向阀衔铁(9)的端面(16)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，所述密封装置(21，21′，21″)径向自由地设置。
5.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，所述密封装置(21，21′，21″)用弹性体构成。
6.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，所述密封装置(21，21′，21″)用热塑性塑料构成。
7.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，至少阀衔铁(9)和/或阀座(13)硬化地构成。
8.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，至少阀衔铁(9)和/或阀座(13)表面层硬化地构成。
9.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，阀闭合元件(11)的端面(10，16)和/或阀座(13)硬化地构成。
10.根据权利要求1至3之一所述的阀模块，其特征在于，阀闭合元件(11)的端面(10，16)和/或阀座(13)表面层硬化地构成。
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