DE102009046004A1

DE102009046004A1 - Valve for natural gas tank of motor vehicle, has thermal security device, and piston moving between closing position and opening position

Info

Publication number: DE102009046004A1
Application number: DE200910046004
Authority: DE
Inventors: Frank Brenner; Michael Runft; Patrick Silbernagel; Stefan Klensang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-04-28
Also published as: ITMI20101941A1; IT1401541B1; FR2951799B1; FR2951799A1

Abstract

The valve (1) has a thermal security device (9), and a piston (12) moving between a closing position and opening position. The valve has an elastic element (13) partially made of plastic. A force is applied on the piston by the elastic element for movement of the piston from the closing position into the opening position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für einen Gastank gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Gastank mit einem Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.The invention relates to a valve for a gas tank according to the preamble of claim 1 and a gas tank with a valve according to the preamble of claim 14.

Stand der TechnikState of the art

Gastanks werden für die verschiedensten technischen Anwendungen zur Speichern und Lagerung von Gas eingesetzt. Beispielsweise werden in Kraftfahrzeugen Erdgastanks eingesetzt, um in dem Erdgastank Erdgas als Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges zu speichern. Die Gastanks sind dabei mit Ventilen versehen. Die Ventile dienen dazu, das Gas in den Gastank einzuleiten und das Gas aus dem Gastank auszuleiten. Daneben hat das Ventil auch eine Sicherungsfunktion. Mittels einer thermischen Sicherungsvorrichtung öffnet sich das Ventil ab einer vorgegebenen Temperatur, z. B. 110°, um eine Explosion des Gastankes zu verhindern. Außerdem sind die Ventile im Allgemeinen auch mit einer Überdrucksicherung versehen, um ab einem vorgegebenen Druck, z. B. im Bereich von 300 bar, den Gastank zu entleeren. Das Ventil weist einen Ventilkörper zum Verschließen des Gastankes auf. Durch in den Ventilkörper eingearbeitete Gaskanäle kann das Gas in den Gastank ein- und ausgleitet werden.Gas tanks are used for various technical applications for storing and storing gas. For example, natural gas tanks are used in motor vehicles to store natural gas in the natural gas tank as fuel for an internal combustion engine of the motor vehicle. The gas tanks are equipped with valves. The valves serve to introduce the gas into the gas tank and discharge the gas from the gas tank. In addition, the valve also has a backup function. By means of a thermal safety device, the valve opens from a predetermined temperature, for. B. 110 ° to prevent an explosion of the gas tank. In addition, the valves are generally also provided with an overpressure protection to start at a predetermined pressure, for. B. in the range of 300 bar to empty the gas tank. The valve has a valve body for closing the gas tank. By incorporated in the valve body gas channels, the gas can be in and out of the gas tank.

Die DE 103 61 781 A1 zeigt ein elektromagnetisches Ventil für eine Gasflasche, insbesondere eine Gasflasche für gasbetriebene Kraftfahrzeuge. Das Ventil umfasst einen Ventilkörper, einen Gewindeabschnitt des Ventilkörpers mit einem Außengewinde, welches in ein Innengewinde an der Gasflasche einschraubbar ist, einen in die Gasflasche hineinragenden Abschnitt des Ventilkörpers, einen Absperrkolben und elektromagnetische Steuerelemente mit dem der Absperrkolben von einer Durchlassstellung in eine Schließstellung bewegbar ist.The DE 103 61 781 A1 shows an electromagnetic valve for a gas cylinder, in particular a gas cylinder for gas-powered motor vehicles. The valve comprises a valve body, a threaded portion of the valve body with an external thread which is screwed into an internal thread on the gas cylinder, a projecting into the gas cylinder portion of the valve body, a shut-off piston and electromagnetic control elements with which the shut-off piston from a passage position into a closed position is movable ,

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäßes Ventil für einen Gastank, insbesondere Ventil für einen Erdgastank eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Ventilkörper, eine Einrichtung, z. B. ein Gewinde oder ein Bajonettverschluss, zur Befestigung an dem Gastank, wenigstens einen in dem Ventilkörper ausgebildeten Gaskanal zum Leiten von Gas in den Gastank und aus dem Gastank, eine thermische Sicherungsvorrichtung zum Öffnen des Ventils ab einer vorgegebenen Temperatur mit einem Körper, der ab der vorgegebenen Temperatur seine Form ändert, einen zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung beweglichen Kolben zum Schließen und Öffnen eines ersten Gaskanales, der in der Schließstellung von dem Körper gehalten ist und ab der vorgegebenen Temperatur von dem Körper freigegeben ist, so dass der Kolben von der Schließstellung in die Öffnungsstellung beweglich ist, wobei das Ventil ein wenigstens teilweise aus Kunststoff bestehendes elastisches Element aufweist und mittels des elastischen Elementes auf den Kolben eine Kraft aufbringbar ist zum Bewegen des Kolben von der Schließstellung in die Öffnungsstellung und/oder der Kolben wenigstens teilweise aus elastischem Kunststoff besteht und der elastische Kunststoff in unmittelbaren Kontakt zu dem Ventilkörper an dem ersten Gaskanal steht, so dass der elastische Kunststoff des Kolbens eine Dichtfunktion, insbesondere zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper an dem ersten Gaskanal, übernimmt. Der Kolben ist ein beliebiges Schließelement zum Öffnen und Schließen des ersten Gaskanales und kann beispielsweise auch als Schließnase, Klappe oder Schieber ausgeführt sein.Inventive valve for a gas tank, in particular valve for a natural gas tank of a motor vehicle, comprising a valve body, a device, for. As a thread or a bayonet fitting, for attachment to the gas tank, at least one formed in the valve body gas channel for conducting gas into the gas tank and from the gas tank, a thermal safety device for opening the valve from a predetermined temperature with a body, the from the predetermined temperature changes its shape, a movable between a closed position and an open position piston for closing and opening a first gas channel, which is held in the closed position of the body and is released from the predetermined temperature of the body, so that the piston of the Closed position in the open position is movable, wherein the valve has an at least partially made of plastic elastic element and by means of the elastic element on the piston, a force can be applied to move the piston from the closed position to the open position and / or the piston at least partially a Us elastic plastic and the elastic plastic is in direct contact with the valve body to the first gas passage, so that the elastic plastic of the piston performs a sealing function, in particular between the piston and the valve body to the first gas passage. The piston is an arbitrary closing element for opening and closing the first gas channel and can also be designed, for example, as a closing nose, flap or slide.

Insbesondere besteht das elastische Element vollständig aus Kunststoff. Das elastische Element kann aufgrund der Ausbildung aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise Gummi, auch eine Dichtfunktion zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper am ersten Gaskanal übernehmen. Dadurch kann das Einbringen von Verschmutzungen oder Partikeln in dem Raum zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper am ersten Gaskanal vermieden werden.In particular, the elastic element is made entirely of plastic. The elastic element may also assume a sealing function between the piston and the valve body on the first gas channel due to the formation of an elastic plastic, preferably rubber. Thereby, the introduction of contaminants or particles in the space between the piston and the valve body on the first gas passage can be avoided.

In einer weiteren Ausgestaltung dient das elastische Element als Schmutzdichtung zur Verhinderung des Eindringens von Verschmutzungen oder Partikeln zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper am ersten Gaskanal.In a further embodiment, the elastic element serves as a dirt seal to prevent the ingress of contaminants or particles between the piston and the valve body on the first gas channel.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist das elastische Element als ein Ring ausgebildet, der den Kolben umgibt. Als Ring umschließt das elastische Element vollständig den Kolben, so dass dadurch ein vollständiger Schutz vor einem Eindringen von Verschmutzungen ermöglicht ist.In an additional embodiment, the elastic element is formed as a ring surrounding the piston. As a ring, the elastic element completely encloses the piston, thereby allowing complete protection against the ingress of contaminants.

Vorzugsweise weist das elastische Element eine wellenförmige Außenkontur auf. Die wellenförmige Außenkontur erhöht die elastische Eigenschaften des elastischen Elementes, so dass dadurch eine größere Vorspannung möglicht ist und damit größere Druckkräfte von dem elastischen Element auf dem Kolben und/oder den Ventilkörper aufgebracht werden können. Aufgrund der wirkenden Druckkräfte zwischen dem elastischen Element und dem Kolben sowie dem Ventilkörper, kann an den Auflageflächen des elastischen Elementes auf dem Kolben und/oder des dem Ventilkörper dadurch an diesen Auflageflächen die Abdichtfunktion erhöht werden.Preferably, the elastic element has a wavy outer contour. The wave-shaped outer contour increases the elastic properties of the elastic element, so that thereby a larger bias is possible and thus greater pressure forces can be applied by the elastic member on the piston and / or the valve body. Due to the compressive forces acting between the elastic element and the piston and the valve body, the sealing function can be increased at the bearing surfaces of the elastic element on the piston and / or the valve body thereby at these bearing surfaces.

In einer Variante besteht der Kolben wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium, und zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper ist eine Dichtung, insbesondere eine O-Ringdichtung, angeordnet. Die Dichtung, insbesondere O-Ringdichtung besteht dabei aus elastischem Kunststoff, vorzugsweise Gummi. In one variant, the piston consists at least partially, in particular completely, of metal, for. As steel or aluminum, and between the piston and the valve body is a seal, in particular an O-ring seal arranged. The seal, in particular O-ring seal consists of elastic plastic, preferably rubber.

Vorzugsweise besteht der Kolben aus Metall und einem elastischen Kunststoff, wobei das Metall mit dem Kunststoff insbesondere stoffschlüssig verbunden ist und/oder vorzugsweise der Kunststoff außenseitig an dem Kolben angeordnet ist. Beispielsweise ist der Kolben ein Gummimetallteil.Preferably, the piston consists of metal and an elastic plastic, wherein the metal is in particular materially connected to the plastic and / or preferably the plastic is arranged on the outside of the piston. For example, the piston is a rubber-metal part.

Zweckmäßig weist der wenigstens teilweise aus elastischem Kunststoff bestehende Kolben eine wellenförmige Außenkontur auf, um die Funktion der Dichtung des Kolbens zu verbessern. Aufgrund der wellenförmigen Außenkontur liegt der Kolben im Bereich der wellenförmigen Außenkontur am ersten Gaskanal nur ringförmig auf dem Ventilkörper auf. An den Kontaktringen liegt jedoch eine hohe Druckkraft aufgrund der elastischen Verspannung des Kolbens in dem ersten Gaskanal vor, so dass dadurch eine hohe Dichtwirkung erzielt werden kann.Suitably, the at least partially made of elastic plastic piston on a wavy outer contour in order to improve the function of the seal of the piston. Due to the wave-shaped outer contour of the piston in the wavy outer contour on the first gas channel is only annular on the valve body. At the contact rings, however, there is a high compressive force due to the elastic tension of the piston in the first gas channel, so that thereby a high sealing effect can be achieved.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der wenigstens teilweise aus Kunststoff bestehende Kolben eine Schmutzkante, um das Eindringen von Verschmutzungen oder Partikeln zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper am ersten Gaskanal zu verhindern.In another embodiment, the at least partially plastic piston includes a dirt lip to prevent ingress of contaminants or particles between the piston and the valve body on the first gas passage.

Insbesondere ist die Schmutzkante innerhalb eines Aufnahmeraumes des Ventilkörpers für den Körper ausgebildet und vorzugsweise liegt die Schmutzkante vollständig am Ventilkörper im Aufnahmeraum auf.In particular, the dirt edge is formed within a receiving space of the valve body for the body and preferably the dirt edge is completely on the valve body in the receiving space.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der Kolben mittels eines Gasdruckes in dem Gastank von der Schließstellung in die Öffnungsstellung bewegbar, indem der in dem Gastank wirkende Gasdruck, vorzugsweise unmittelbar, auf den Kolben wirkt. Der Kolben steht dabei in unmittelbarem Kontakt bzw. Fluidverbindung mit dem Gas des Gastankes, so dass der Gasdruck des Gases auf den Kolben wirkt. Das elastische Element, welches den Kolben bei einem Bersten des Körpers zusätzlich in Richtung der Öffnungsstellung bewegt hat dabei die Funktion, dass der Körper auch bei einem Einsatz des Ventiles ohne Gasdruck vorgespannt ist, um bei einem Transport den Körper sicher halten zu können. Ferner soll der erste Gaskanal auch dann freigegeben werden, wenn nur ein geringer Druck in dem Gastank vorherrscht. Bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur z. B. im Bereich von 80°C bis 120°C, insbesondere im Bereich von 110°C, ändert der Körper seine Form, so dass sich der Kolben von der Schließstellung in die Öffnungsstellung bewegen kann. Ist jedoch der Gasdruck in dem Gastank nicht ausreichend groß, kann die erforderliche Kraft zum Bewegen des Kolbens von der Schließstellung in die Öffnungsstellung von dem elastischen Element aufgebracht werden. Damit ist gewährleistet, dass auch bei einem geringen Druck in dem Gastank bei Erreichen der vorgegebenen Temperatur die thermische Sicherungsvorrichtung des Ventils den Gastanks öffnet.In a further embodiment, the piston is movable by means of a gas pressure in the gas tank from the closed position to the open position by the gas pressure acting in the gas tank, preferably directly, acts on the piston. The piston is in direct contact or fluid communication with the gas of the gas tank, so that the gas pressure of the gas acts on the piston. The elastic element, which has additionally moved the piston in a bursting of the body in the direction of the open position while the function that the body is biased even when using the valve without gas pressure to hold the body safely in a transport can. Furthermore, the first gas channel is to be released even if only a small pressure prevails in the gas tank. Upon reaching a predetermined temperature z. B. in the range of 80 ° C to 120 ° C, in particular in the range of 110 ° C, the body changes its shape, so that the piston can move from the closed position to the open position. However, if the gas pressure in the gas tank is not sufficiently large, the force required to move the piston from the closed position to the open position can be applied by the elastic member. This ensures that even with a low pressure in the gas tank on reaching the predetermined temperature, the thermal safety device of the valve opens the gas tanks.

In einer ergänzenden Variante ist an dem Ventilkörper ein zweiter Gaskanal ausgebildet und in dem zweiten Gaskanal ist ein, vorzugsweise elektromagnetisches, Gasventil angeordnet zum Einleiten von Gas in den Gastank beim Befüllen des Gastankes und zum Ausleiten von Gas aus dem Gastank beim Entleeren des Gastankes in einem normalen Betriebszustand, z. B. zur Versorgung eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges mit Gas. Das elektromagnetische Gasventil dient zum Befüllen und Entleeren des Gastankes in den normalen Betriebszuständen. Bei dem Einsatz eines Erdgastankes ist es beispielsweise erforderlich, an Gastankstellen bei gasbetriebenen Kraftfahrzeugen den Gastank zu befüllen. Hierzu öffnet das Gasventil den zweiten Gaskanal, so dass Gas in den Erdgastank des Kraftfahrzeuges eingeleitet werden kann. Während der Fahrt mit dem Kraftfahrzeug muss ebenfalls das Gasventil geöffnet sein, damit Gas von dem Gastank zu dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges geleitet werden kann.In a supplementary variant, a second gas channel is formed on the valve body and in the second gas channel is arranged a, preferably electromagnetic, gas valve for introducing gas into the gas tank when filling the gas tank and for discharging gas from the gas tank when emptying the gas tank in one normal operating condition, eg. B. for supplying an internal combustion engine of the motor vehicle with gas. The electromagnetic gas valve is used to fill and empty the gas tank in normal operating conditions. When using a natural gas tank, it is necessary, for example, to fill the gas tank at gas filling stations in gas-powered motor vehicles. For this purpose, the gas valve opens the second gas channel, so that gas can be introduced into the natural gas tank of the motor vehicle. While driving with the motor vehicle, the gas valve must also be open so that gas can be passed from the gas tank to the internal combustion engine of the motor vehicle.

In einer weiteren Variante ist der Körper ein fluidbefüllter Glaskörper, der ab der vorgegebenen Temperatur zerbricht. Beispielsweise ist der Glaskörper eine Glasampulle, die mit Fluid, z. B. eine Flüssigkeit, gefüllt ist.In another variant, the body is a fluid-filled glass body, which breaks apart from the predetermined temperature. For example, the glass body is a glass ampoule containing fluid, e.g. As a liquid is filled.

In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Ventilkörper aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium.In a further embodiment, the valve body consists of metal, in particular steel or aluminum.

Erfindungsgemäßer Gastank mit einem Ventil, insbesondere Gastank zur Aufnahme von Erdgas für ein Kraftfahrzeug, wobei das Ventil als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Ventil ausgebildet ist.Gas tank according to the invention with a valve, in particular gas tank for receiving natural gas for a motor vehicle, wherein the valve is designed as a valve described in this patent application.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Ventil mit einer Überdrucksicherung versehen ist, um ab einem vorgegebenen Druck den Gastank zu entleeren oder zu öffnen.In a further embodiment, the valve is provided with an overpressure safety device to empty or open the gas tank from a predetermined pressure.

Zweckmäßig umfasst die Überdrucksicherung eine Berstscheibe, die ab dem vorgegebenen Druck, z. B. im Bereich von 200 bis 400 bar, insbesondere bei ungefähr 300 bar, bricht. Vorzugsweise wirkt der Druck des Gases auf die Berstscheibe.Appropriately, the overpressure protection includes a rupture disc, the starting from the predetermined pressure, for. B. in the range of 200 to 400 bar, in particular at about 300 bar, breaks. Preferably, the pressure of the gas acts on the rupture disk.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ventil für einen Gastank, 1 a perspective view of a valve for a gas tank,

2 einen Längsschnitt des Ventils mit einer thermischen Sicherungsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel, 2 a longitudinal section of the valve with a thermal safety device in a first embodiment,

3 eine Detailansicht der thermischen Sicherungsvorrichtung gemäß 2, 3 a detailed view of the thermal fuse device according to 2 .

4 eine Detailansicht der thermischen Sicherungsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 a detailed view of the thermal fuse device in a second embodiment,

5 eine Detailansicht des Kolbens der thermischen Sicherungsvorrichtung gemäß 4, 5 a detail view of the piston of the thermal fuse device according to 4 .

6 einen Längsschnitt des Ventils in dem Gastank und 6 a longitudinal section of the valve in the gas tank and

7 eine stark vereinfachte Ansicht eines Kraftfahrzeuges. 7 a greatly simplified view of a motor vehicle.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Ein Ventil 1 (1 und 2) dient zum Verschließen eines als Erdgastank 3 (6) ausgebildeten Gastankes 2 für ein Kraftfahrzeug 30 (7). Das Ventil 1 mit einem Ventilkörper 4 weist eine Einrichtung 5 zur Befestigung an dem Gastank 2 auf. Die Einrichtung 5 ist dabei als ein Gewinde 6 ausgebildet. Das Gewinde 6 ist dabei ein Außengewinde an dem Ventilkörper 4, das in ein nicht dargestelltes Innengewinde an dem Erdgastank 3 eingreift und dadurch an dem Erdgastank 3 befestigt werden kann. Abweichend hiervon kann die Einrichtung 5 zur Befestigung des Ventils 1 an dem Gastank 2 auch beispielsweise ein Bajonettverschluss sein (nicht dargestellt). Der Ventilkörper 4 weist außerdem Nuten 21 zur Aufnahme von nichtdargestellten Dichtringen auf. Mittels der nicht dargestellten Dichtringe wird der Raum zwischen dem Ventil 1 und dem Gastank 2 abgedichtet. Dabei ist das Ventil 1 teilweise in einen Aufnahmestutzen des Gastankes 2 eingeführt.A valve 1 ( 1 and 2 ) serves to close one as a natural gas tank 3 ( 6 ) trained gas tank 2 for a motor vehicle 30 ( 7 ). The valve 1 with a valve body 4 has a facility 5 for attachment to the gas tank 2 on. The device 5 is here as a thread 6 educated. The thread 6 is an external thread on the valve body 4 , which in an unillustrated internal thread to the natural gas tank 3 engages and thereby at the natural gas tank 3 can be attached. Deviating from this, the device 5 for fastening the valve 1 at the gas tank 2 also be, for example, a bayonet lock (not shown). The valve body 4 also has grooves 21 for receiving unillustrated sealing rings. By means of the sealing rings, not shown, the space between the valve 1 and the gas tank 2 sealed. Here is the valve 1 partly in a receiving socket of the gas tank 2 introduced.

Das Ventil 1 weist einen ersten Gaskanal 7 auf, der in einen Ventilkörper 4 eingearbeitet ist und einen zweiten Gaskanal 8, der ebenfalls in den Ventilkörper 4 eingearbeitet ist. Der zweite Gaskanal 8 (2) dient zum Befüllen und Entleeren des Gastankes 2 im normalen Betriebszustand. Hierzu kann mittels eines Gasventiles 20, das elektromagnetisch betätigbar ist, der zweite Gaskanal 8 verschlossen und geöffnet werden. Ein Durchflussbegrenzer 29 verhindert, dass durch den zweiten Gaskanal 8 größere Mengen an Gas pro Zeiteinheit strömen können. Der Durchflussbegrenzer 29 ist erforderlich, damit bei einem Einsatz des Gastankes 2 mit dem Ventil 1 in dem Kraftfahrzeug 30 bei Leckagen oder einem Bruch von nicht dargestellten Verbindungsleitungen vor dem Ventil 1 zu einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs 30 der Gastank 2 nicht in einer zu kurzen Zeit entleert wird, weil große Mengen an austretendem Gas pro Zeit eine Sicherheitsgefahr darstellen.The valve 1 has a first gas channel 7 on that in a valve body 4 is incorporated and a second gas channel 8th , which is also in the valve body 4 is incorporated. The second gas channel 8th ( 2 ) is used for filling and emptying the gas tank 2 in normal operating condition. For this purpose, by means of a gas valve 20 , which is electromagnetically actuated, the second gas channel 8th closed and opened. A flow restrictor 29 Prevents through the second gas channel 8th larger amounts of gas per unit time can flow. The flow limiter 29 is required so that when using the gas tank 2 with the valve 1 in the motor vehicle 30 in case of leakage or breakage of unillustrated connecting pipes in front of the valve 1 to an internal combustion engine, not shown, of the motor vehicle 30 the gas tank 2 is not emptied in too short a time because large amounts of leaking gas per time pose a security risk.

Das Ventil 1 weist außerdem eine thermische Sicherungsvorrichtung 9 auf. Die thermische Sicherungsvorrichtung 9 hat die Aufgabe, ab einer vorgegebenen Temperatur den ersten Gaskanal 7 freizugeben. Dadurch kann ab der vorgegebenen Temperatur aus dem ersten Gaskanal 7 das Gas aus dem Gastank 2 ausströmen. Dies ist aus Sicherheitsgründen erforderlich, weil beispielsweise bei einem Brand in dem Kraftfahrzeug 30 hohe Temperaturen auch am Gastank 2 auftreten, so dass mittels der thermischen Sicherungsvorrichtung 9 ab der vorgegebenen Temperatur der Gastank 2 entleert wird, um eine Explosion des Gastankes 2 zu verhindern. Die vorgegebene Temperatur liegt beispielsweise im Bereich von 80°C bis 120°C, insbesondere liegt die vorgegebene Temperatur in einem Bereich von ungefähr 110°C.The valve 1 also has a thermal safety device 9 on. The thermal safety device 9 has the task, from a predetermined temperature, the first gas channel 7 release. As a result, from the predetermined temperature from the first gas channel 7 the gas from the gas tank 2 flow out. This is necessary for safety reasons because, for example, in a fire in the motor vehicle 30 high temperatures also at the gas tank 2 occur, so that by means of the thermal safety device 9 from the specified temperature of the gas tank 2 is emptied to an explosion of the gas tank 2 to prevent. The predetermined temperature is for example in the range of 80 ° C to 120 ° C, in particular, the predetermined temperature is in a range of about 110 ° C.

Die thermische Sicherungsvorrichtung 9 (2 und 3) weist einen als Glaskörper 11 ausgebildeten Körper 10 auf. Der Glaskörper 11 oder eine Glasampulle 11 ist dabei mit einer Flüssigkeit gefüllt. Der Glaskörper 11 ist am oberen Ende von einer Mutter 22 gehalten. Am unteren Ende ist der Glaskörper 11 von einem Kolben 12 fixiert oder gehalten. Der Kolben 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in den 2 und 3 besteht dabei aus Aluminium. In den Ventilkörper 4 aus Aluminium ist ein Aufnahmeraum 19 eingearbeitet. In dem Aufnahmeraum 19 ist die Mutter 22 angeordnet und mit einem entsprechendem Gewinde an der Mutter 22 einem Gewinde des Ventilkörpers 4 (nicht dargestellt) an dem Ventilkörper 4 befestigt. Außerdem ist in dem Aufnahmeraum 19 der Glaskörper 11 und teilweise der Kolben 12 angeordnet. Der Kolben 12 ist zusätzlich teilweise innerhalb des ersten Gaskanales 7 positioniert und am unteren Ende des Kolbens 12 ist ein zylinderförmiger Dorn 31 ausgebildet. Der zylinderförmige Dorn 31 ist von einer als O-Ringdichtung 17 ausgebildeten Dichtung 16 aus Gummi umgeben, so dass dadurch mittels der Dichtung 16 der erste Gaskanal 7 in der in den 2 und 3 dargestellten Schließstellung des Kolbens 12 fluiddicht verschlossen ist. Ein Stützring 32 an dem zylinderförmigen Dorn 31 stützt außerdem zusätzlich die O-Ringdichtung 17 ab. Der Kolben 12 weist an seinem oberen Ende eine scheibenförmige Aufweitung 33 auf. Zwischen der scheibenförmigen Aufweitung 33 des Kolbens 12 und dem Ventilkörper 4 am unteren Ende des Aufnahmeraumes 19 ist ein elastisches Element 13 aus elastischem Material, insbesondere Gummi, angeordnet. Das elastische Element ist dabei als ein Ring 15 ausgebildet, das den Kolben 12 vollständig umschließt. Das elastische Element 13 ist unter einer elastischen Vorspannung zwischen der scheibenförmigen Aufweitung 33 des Kolbens 12 und dem unteren Ende des Aufnahmeraumes 19 am Ventilkörper 4 eingespannt, so dass von dem elastischen Element 13 eine Druckkraft auf den Kolben 12 gemäß der Darstellung in 2 und 3 nach oben aufgebracht wird. Dadurch ist der Glaskörper 11 von dem Kolben 12 unter einer elastischen Vorspannung zwischen der Mutter 22 und dem Kolben 12 eingespannt. Dadurch kann der Glaskörper 11 sicher und zuverlässig, auch bei einem fehlenden Vorhandensein von Gasdruck in dem Gastank 2, an dem Ventil 1 befestigt werden.The thermal safety device 9 ( 2 and 3 ) has a glass body 11 trained body 10 on. The vitreous 11 or a glass ampule 11 is filled with a liquid. The vitreous 11 is at the top of a mother 22 held. At the bottom is the glass body 11 from a piston 12 fixed or held. The piston 12 according to the first embodiment in the 2 and 3 consists of aluminum. In the valve body 4 made of aluminum is a receiving space 19 incorporated. In the recording room 19 is the mother 22 arranged and with a corresponding thread on the nut 22 a thread of the valve body 4 (not shown) on the valve body 4 attached. It is also in the recording room 19 the vitreous 11 and partly the piston 12 arranged. The piston 12 is also partly within the first gas channel 7 positioned and at the bottom of the piston 12 is a cylindrical spike 31 educated. The cylindrical spike 31 is of one as O-ring seal 17 trained seal 16 surrounded by rubber, so that by means of the seal 16 the first gas channel 7 in the in the 2 and 3 illustrated closed position of the piston 12 is sealed fluid-tight. A support ring 32 on the cylindrical mandrel 31 additionally supports the O-ring seal 17 from. The piston 12 has at its upper end a disc-shaped widening 33 on. Between the disc-shaped widening 33 of the piston 12 and the valve body 4 at the bottom of the recording room 19 is an elastic element 13 made of elastic material, in particular rubber. The elastic element is a ring 15 formed, that the piston 12 completely encloses. The elastic element 13 is under an elastic bias between the disc-shaped widening 33 of the piston 12 and the lower end of the receiving space 19 on the valve body 4 clamped so that from the elastic element 13 a compressive force on the piston 12 as shown in 2 and 3 is applied to the top. This is the vitreous body 11 from the piston 12 under a resilient bias between the nut 22 and the piston 12 clamped. This can cause the vitreous body 11 safe and reliable, even in the absence of gas pressure in the gas tank 2 , on the valve 1 be attached.

Treten im Bereich des Ventils 1 höhere Temperaturen als die vorgegebene Temperatur, z. B. Temperaturen von beispielsweise mehr als 110°C, auf, zerbricht der Glaskörper 11 mit der darin enthaltenen Flüssigkeit. Aufgrund der von dem elastischen Element 13 auf den Kolben 12 aufgebrachten Druckkraft sowie der aufgrund des auf den Kolben 12 wirkenden Gasdruckes in dem ersten Gaskanal 7 bewegt sich der Kolben 12 von der Schließstellung (2 und 3) in eine Öffnungsstellung (nicht dargestellt). In der Öffnungsstellung des Kolbens 12 ist der erste Gaskanal 7, der in den Aufnahmeraum 19 mündet, nicht mehr von dem Kolben 12 verschlossen. Dadurch kann das. Gas des Gastankes 2 ungehindert in den Aufnahmeraum 19 einströmen und von dort durch Auslassbohrungen 23 (3) nach außen entweichen. In dem Erdgastank 3 des Kraftfahrzeuges 30 liegt ein hoher Druck, z. B. im Bereich von 300 bar, vor bei einem vollständig gefüllten Erdgastank 3. Ist der Erdgastank 3 jedoch nur mit einer geringen Menge an Erdgas befüllt, tritt in dem Erdgastank 3 nur ein sehr geringer Druck beispielsweise im Bereich von wenigen bar auf. Um auch bei einem nur sehr geringfügig befüllten Erdgasdruck 3 und den dadurch wirkenden geringen Gasdruckkräfte des Erdgases auf den Kolben 12 bei der vorgegebenen Temperatur den Kolben 12 von der Schließstellung in die Öffnungsstellung bewegen zu können aufgrund der auftretenden Reibungskräfte, kann mittels des elastischen Elementes 13 die erforderliche Kraft zum Bewegen des Kolbens 12 von der Schließstellung in die Öffnungsstellung in vorteilhafter Weise aufgebracht werden. Das elastische Element 13 dient außerdem als Schmutzring 18. Das elastische Element 13 bzw. der Schmutzring 18 ist unter einer elastischen Vorspannung zwischen der scheibenförmigen Aufweitung 33 des Kolbens 12 und dem Ventilkörper 4 am unteren Ende des Aufnahmeraumes 19 eingespannt. Aufgrund der auftretenden Druckkräfte zwischen dem elastischen Element 13 und dem Kolben 12 sowie dem Ventilkörper 4 dichtet das elastisch Element 13 den ersten Gaskanal 7 bezüglich des Aufnahmeraumes 19 ab, so dass dadurch in den ersten Gaskanal 7 in dem Bereich zwischen dem Kolben 12 und dem ersten Gaskanal 7, insbesondere in dem Bereich der O-Ringdichtung 17, keine Verschmutzungen oder Partikel eindringen können. Dadurch ist eine sichere Funktion des Ventiles 1 dauerhaft gesichert. Ferner können aufgrund der elastischen Eigenschaften des elastischen Elementes 13 auch Fertigungsungenauigkeiten des Kolbens 12, des Glaskörpers 11 und des Aufnahmeraumes 19 in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden.Stepping in the area of the valve 1 higher temperatures than the predetermined temperature, eg. As temperatures of, for example, more than 110 ° C, breaks the glass body 11 with the liquid contained therein. Because of the elastic element 13 on the piston 12 applied compressive force as well as due to the on the piston 12 acting gas pressure in the first gas channel 7 the piston moves 12 from the closed position ( 2 and 3 ) in an open position (not shown). In the open position of the piston 12 is the first gas channel 7 standing in the reception room 19 no longer flows from the piston 12 locked. This can be the gas of the gas tank 2 unhindered in the recording room 19 inflow and from there through outlet holes 23 ( 3 ) escape to the outside. In the natural gas tank 3 of the motor vehicle 30 is a high pressure, z. B. in the range of 300 bar, in front of a fully filled natural gas tank 3 , Is the natural gas tank 3 but filled with only a small amount of natural gas, enters the natural gas tank 3 only a very low pressure, for example in the range of a few bar. Even at a very slightly filled natural gas pressure 3 and the resulting low gas pressure forces of the natural gas on the piston 12 at the given temperature the piston 12 can move from the closed position to the open position due to the friction forces occurring, can by means of the elastic element 13 the force required to move the piston 12 be applied from the closed position to the open position in an advantageous manner. The elastic element 13 also serves as a dirt ring 18 , The elastic element 13 or the dirt ring 18 is under an elastic bias between the disc-shaped widening 33 of the piston 12 and the valve body 4 at the bottom of the recording room 19 clamped. Due to the pressure forces between the elastic element 13 and the piston 12 as well as the valve body 4 seals the elastic element 13 the first gas channel 7 concerning the reception room 19 so that thereby into the first gas channel 7 in the area between the piston 12 and the first gas channel 7 , especially in the area of the O-ring seal 17 , no dirt or particles can penetrate. This is a safe function of the valve 1 permanently secured. Furthermore, due to the elastic properties of the elastic element 13 also manufacturing inaccuracies of the piston 12 , the vitreous 11 and the recording room 19 be compensated in an advantageous manner.

In 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der thermischen Sicherungsvorrichtung 9 des Ventiles 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Der Kolben 12 besteht aus einem elastischen Material bzw. Kunststoff, vorzugsweise Gummi. Dadurch dient der Kolben 12, der sowohl in den ersten Gaskanal 7 als auch in dem Aufnahmeraum 19 angeordnet ist, auch als Dichtung zur unmittelbaren Abdichtung des ersten Gaskanales 7. Der Kolben 12 weist dabei eine wellenförmige Außenkontur 28 in dem Abschnitt auf, der in den ersten Gaskanal 7 eingeführt ist. Der Kolben 12, der neben der Ausführung aus Gummi auch als eine Kombination aus Gummi und Metall, d. h. als ein Gummimetallteil ausgebildet sein kann, weist an seinem unteren Ende eine Einführschräge 27 auf. Mittels der Einführschräge 27 kann der Kolben 12 leichter in den ersten Gaskanal 7 eingeführt werden. Die wellenförmige Außenkontur 28 des Kolbens 12 verbessert die Dichtwirkung des Kolbens 12 in dem ersten Gaskanal 7. Damit der Kolben 12 nur ein vorgegebenes Maß in den ersten Gaskanal 7 eingeführt werden kann wird mittels eines Absatzes 26 die Einfuhrmöglichkeit des Kolbens 12 in den ersten Gaskanal 7 begrenzt. Eine Schmutzkante 25 des Kolbens 12 liegt vollständig umlaufend an dem Ventilkörper 4 im Bereich des Aufnahmeraumes 19 auf (4). Mittels der Schmutzkante 25 wird verhindert, dass Verschmutzungen oder Partikel in dem Bereich zwischen dem Kolben 12 und dem Ventilkörper 4 an dem ersten Gaskanal 7 eindringen können. Dadurch wird auch dauerhaft ein zuverlässiger Betrieb des Ventiles 1 gewährleistet. Verschmutzungen können damit nicht bewirken, dass eine Bewegung des Kolbens 12 von der Schließstellung gemäß 4 und 5 in die Öffnungsstellung ver- oder behindert wird oder Undichtigkeiten in der Schließstellung auftreten. Eine zentrische Ausnehmung 24 dient zur Aufnahme des Glaskörpers 11. Der Glaskörper 11 ist dabei elastisch zwischen der Mutter 22 und dem elastischen Kolben 12 eingespannt, so dass der Glaskörper 11 sicher und zuverlässig in dem Aufnahmeraum 19 gehalten ist. Auch bei Druckschwankungen in dem Gastank 2 z. B. bei Befüllvorgängen oder beim Entnehmen von Gas aus dem Gastank 2, ist der Glaskörper 11 zuverlässig in dem Aufnahmeraum 19 gehalten.In 4 and 5 is a second embodiment of the thermal fuse device 9 of the valve 1 shown. In the following, essentially only the differences from the first embodiment will be according to FIG 1 described. The piston 12 consists of an elastic material or plastic, preferably rubber. This serves the piston 12 that in both the first gas channel 7 as well as in the recording room 19 is arranged, as a seal for immediate sealing of the first gas channel 7 , The piston 12 has a wave-shaped outer contour 28 in the section in the first gas channel 7 is introduced. The piston 12 , which may be formed in addition to the execution of rubber as a combination of rubber and metal, ie, as a rubber-metal part, has at its lower end an insertion bevel 27 on. By means of the insertion bevel 27 can the piston 12 easier in the first gas channel 7 be introduced. The wavy outer contour 28 of the piston 12 improves the sealing effect of the piston 12 in the first gas channel 7 , So that the piston 12 only a predetermined amount in the first gas channel 7 can be introduced by means of a paragraph 26 the possibility of importing the piston 12 in the first gas channel 7 limited. A dirt edge 25 of the piston 12 lies completely circumferentially on the valve body 4 in the area of the recording room 19 on ( 4 ). By means of the dirt edge 25 Prevents contamination or particles in the area between the piston 12 and the valve body 4 at the first gas channel 7 can penetrate. This will also permanently reliable operation of the valve 1 guaranteed. Soiling can not cause a movement of the piston 12 from the closed position according to 4 and 5 is obstructed or obstructed in the open position or leaks occur in the closed position. A central recess 24 serves to accommodate the vitreous body 11 , The vitreous 11 is elastic between the mother 22 and the elastic piston 12 clamped, leaving the vitreous body 11 safe and reliable in the recording room 19 is held. Even with pressure fluctuations in the gas tank 2 z. B. during filling operations or when removing gas from the gas tank 2 , is the vitreous 11 reliable in the recording room 19 held.

Wird das Ventil 1 auf die vorgegebene Temperatur von 110°C erwärmt, bricht in analoger Weise zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Glaskörper 11. Aufgrund des auf den Kolben 12 wirkenden Gasdruckes in dem ersten Gaskanal 7 wird der Kolben 12 von der Schließstellung (4) in die nicht dargestellte Öffnungsstellung nach oben bewegt. Dadurch ist der erste Gaskanal 7 nicht mehr von dem elastischen Kolben 12 verschlossen, so dass das Gas ungehindert durch den ersten Gaskanal 7 in den Aufnahmeraum 19 einströmen kann. Das in den Aufnahmeraum 19 einströmende Gas wird anschließend durch Auslassbohrungen 23 nach außen abgeleitet. Die Auslassbohrungen 23 münden in nicht dargestellte Gaskanäle, die ihrerseits wiederum außenseitig am Ventil 11 enden.Will the valve 1 heated to the predetermined temperature of 110 ° C, breaks in an analogous manner to the first embodiment of the glass body 11 , Because of the on the piston 12 acting gas pressure in the first gas channel 7 becomes the piston 12 from the closed position ( 4 ) moves upward in the open position, not shown. This is the first gas channel 7 no more of the elastic piston 12 closed, allowing the gas unhindered through the first gas channel 7 in the recording room 19 can flow in. That in the recording room 19 incoming gas is then discharged through outlet holes 23 derived to the outside. The outlet holes 23 open into gas ducts, not shown, in turn, the outside of the valve 11 end up.

Die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern nicht gegenteiliges erwähnt wird.The details of the various embodiments can be combined with each other, unless otherwise stated.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Ventil 1 und dem erfindungsgemäßen Gastank 2 wesentliche Vorteile verbunden. Das Eindringen von Verschmutzungen oder Partikeln in dem Bereich des Kolbens 12, der in dem ersten Gaskanal 7 angeordnet ist, kann sicher und zuverlässig verhindert werden. Damit ist eine zuverlässige Funktion der thermischen Sicherungsvorrichtung 9 auch über einen längeren Zeitraum in dem Kraftfahrzeug 30 gewährleistet. Das Ventil 1 kann außerdem kompakt aufgebaut werden.Overall, are considered with the valve according to the invention 1 and the gas tank according to the invention 2 significant benefits. The ingress of contaminants or particles in the area of the piston 12 in the first gas channel 7 is arranged, can be safely and reliably prevented. This is a reliable function of the thermal safety device 9 also over a longer period in the motor vehicle 30 guaranteed. The valve 1 can also be made compact.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10361781 A1 [0003]

Claims

Valve ( 1 ) for a gas tank ( 2 ), in particular valve ( 1 ) for a natural gas tank ( 3 ) of a motor vehicle ( 30 ), comprising - a valve body ( 4 ), - An institution ( 5 ) for attachment to the gas tank ( 2 ), - at least one in the valve body ( 4 ) formed gas channel ( 7 . 8th ) for passing gas into the gas tank ( 2 ) and from the gas tank ( 2 ), - a thermal safety device ( 9 ) for opening the valve ( 1 ) from a predetermined temperature with a body ( 10 ), which changes its shape from the predetermined temperature, a movable between a closed position and an open position piston ( 12 ) for closing and opening a first gas channel ( 7 ), which in the closed position of the body ( 10 ) is held and from the predetermined temperature of the body ( 10 ) is released so that the piston ( 12 ) is movable from the closed position to the open position, characterized in that the valve ( 1 ) an at least partially made of plastic elastic element ( 13 ) and by means of the elastic element ( 13 ) on the piston ( 12 ) a force is applied to move the piston ( 12 ) from the closed position into the open position and / or the piston ( 12 ) consists at least partially of elastic plastic and the elastic plastic in direct contact with the valve body ( 4 ) on the first gas channel ( 7 ), so that the elastic plastic of the piston ( 12 ) assumes a sealing function.

Valve according to claim 1, characterized in that the elastic element ( 13 ) completely made of plastic.

Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic element ( 13 ) as a dirt seal ( 14 ) serves to prevent the ingress of contaminants or particles between the piston ( 12 ) and the valve body ( 4 ) at the first gas channel ( 7 ).

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the elastic element ( 13 ) as a ring ( 15 ) is formed, the piston ( 12 ) surrounds.

Valve according to claim 4, characterized in that the elastic element ( 13 ) has a wavy outer contour.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piston ( 12 ) at least partially, in particular completely, of metal, e.g. As steel or aluminum, and between the piston ( 12 ) and the valve body ( 4 ) a seal ( 16 ), in particular an O-ring seal ( 17 ) is arranged.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least partially made of elastic plastic piston ( 12 ) a wavy outer contour ( 28 ) to the function of the seal of the piston ( 12 ) to improve.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the at least partially made of plastic piston ( 12 ) a dirt edge ( 25 ) to prevent the ingress of contaminants or particles between the piston ( 12 ) and the valve body ( 4 ) at the first gas channel ( 7 ) to prevent.

Valve according to claim 8, characterized in that the dirt edge ( 25 ) within a receiving space ( 19 ) of the valve body ( 4 ) for the body ( 10 ) is formed and preferably the dirt edge ( 25 ) completely circumferentially on the valve body in the receiving space ( 19 ) rests.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the piston ( 12 ) by means of a gas pressure in the gas tank ( 2 ) is movable from the closed position to the open position by the in the gas tank ( 2 ) acting gas pressure, preferably directly, on the piston ( 12 ) acts.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that on the valve body ( 4 ) a second gas channel ( 8th ) is formed and in the second gas channel ( 8th ), preferably electromagnetic, gas valve ( 20 ) is arranged for introducing gas into the gas tank ( 2 ) when filling the gas tank ( 2 ) and for discharging gas from the gas tank ( 2 ) when emptying the gas tank in a normal operating condition.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the body ( 10 ) a fluid-filled glass body ( 11 ), which breaks from the predetermined temperature.

Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 4 ) made of metal, in particular steel or aluminum.

Gas tank ( 2 ) with a valve ( 1 ), in particular gas tank ( 2 ) for receiving natural gas for a motor vehicle ( 30 ), characterized in that the Valve ( 1 ) of the gas tank ( 2 ) is formed according to one or more of the preceding claims.