DE102014016976A1 - Check valve for high pressure gas applications - Google Patents

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Felix Most
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil (9) für Hochdruckgasanwendungen mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (10.1, 10.2), welche zusammen ein Ventilgehäuse (10) ausbilden, mit einem Ventilsitz (16) in dem Ventilgehäuse (10) und einer in dem Ventilgehäuse (10) gegen die Kraft einer Feder (23) beweglichen Ventilkörper (20). Das erfindungsgemäße Rückschlagventil ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen (10.1, 10.2) eine metallische Abdichtung (28) vorgesehen ist.The invention relates to a check valve (9) for high-pressure gas applications with a first and a second housing part (10.1, 10.2) which together form a valve housing (10), with a valve seat (16) in the valve housing (10) and one in the valve housing (10). 10) against the force of a spring (23) movable valve body (20). The check valve according to the invention is characterized in that a metallic seal (28) is provided between the two housing parts (10.1, 10.2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil für Hochdruckgasanwendungen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines derartigen Rückschlagventils.The invention relates to a check valve for high-pressure gas applications according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art also relates to the use of such a check valve.

Rückschlagventile sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Sie weisen typischerweise einen Ventilkörper auf, welcher durch die Kraft eines Federelements gegen einen Ventilsitz gepresst wird, und welcher durch die Strömung in eine Richtung gegen die Kraft der Feder von dem Ventilsitz abgehoben wird, und dabei einen Durchströmungsquerschnitt freigibt. Insbesondere für Hochdruckgasanwendungen müssen derartige Rückschlagventile verschiedene Anforderungen erfüllen, welche in der Regel zu sehr komplexen Lösungsansätzen führen und die Rückschlagventile entsprechend teuer, kompliziert und schwer machen. Insbesondere für die Anwendung bei Hochdruckwasserstoff, also Wasserstoffanwendungen mit einem Nenndruck von mehr als 50 MPa, insbesondere dem derzeit üblichen Nenndruck von 70 MPa, sind Rückschlagventile aufwändig und komplex.Check valves are known from the general state of the art. They typically have a valve body which is pressed by the force of a spring element against a valve seat, and which is lifted by the flow in a direction against the force of the spring from the valve seat, thereby releasing a flow cross-section. In particular, for high-pressure gas applications such check valves must meet various requirements, which usually lead to very complex approaches and make the check valves accordingly expensive, complicated and difficult. In particular, for use in high-pressure hydrogen, ie hydrogen applications with a nominal pressure of more than 50 MPa, in particular the currently common nominal pressure of 70 MPa, check valves are complex and complex.

Zum weiteren Stand der Technik kann für eine andere Anwendung beispielswiese auf die DE 10 2011 121 467 B4 verwiesen werden. Dieses Rückhalteventil, welches auch als Pilotventil bezeichnet wird, dient beispielsweise als Entnahmeventil für unter hohem Druck stehende Gase aus einem Druckgasspeicher. Es weist einen entsprechend komplexen Aufbau mit mehreren elastomer ausgeführten Dichtungen auf. Insbesondere für Wasserstoffanwendungen ist die damit zu erzielende Abdichtung im Allgemeinen kaum ausreichend.For further state of the art, for example, for another application to the DE 10 2011 121 467 B4 to get expelled. This retention valve, which is also referred to as a pilot valve, serves, for example, as a removal valve for gases under high pressure from a compressed gas storage. It has a correspondingly complex structure with a plurality of elastomer seals executed. In particular, for hydrogen applications, the resulting seal is generally insufficient.

Außerdem kann auf die JP 2009-145 120 A verwiesen werden. Auch diese weist ein vergleichbares Entnahmeventil auf, welches insbesondere eine bei Wasserstoff wichtige Leckagebohrung aufweist, in deren Bereich mit einem entsprechenden Detektor eine Wasserstoffleckage erfasst und/oder austretender Wasserstoff gesammelt werden kann. Ähnliche Bohrungen zeigt auch das zuvor beschriebene Ventil.In addition, on the JP 2009-145 120 A to get expelled. This also has a comparable bleed valve, which in particular has an important in hydrogen leakage well in the area detected with a corresponding detector hydrogen leakage and / or leaking hydrogen can be collected. Similar holes also shows the previously described valve.

Ferner ist aus der US 2001/0266472 A1 ein Rückschlagventil bekannt, welches einen entsprechend komplexen Aufbau aufweist. Der Aufbau hat dabei insbesondere die Aufgabe, auch bei Fluiden, welche Verschmutzungen mit sich führen, eine hohe Funktionalität sicherzustellen und den Verschleiß im Ventil zu minimieren. Es setzt aus diesem Grund zum Anschluss an einen Flansch e einen aus einem metallischen Material ausgeführten separaten Dichtring ein.Furthermore, from the US 2001/0266472 A1 a check valve known, which has a correspondingly complex structure. In particular, the structure has the task of ensuring high functionality and minimizing wear in the valve, even with fluids which carry contaminants with them. For this reason, it uses a separate sealing ring made of a metallic material for connection to a flange e.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Rückschlagventil für Hochdruckgasanwendungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, welches einfach und effizient aufgebaut werden kann, und welches eine sehr gute Abdichtung des Ventilgehäuses gegenüber der Umgebung über einen sehr großen Betriebsbereich – hinsichtlich Drücken und Temperaturen – hinweg gewährleistet.The object of the present invention is now to provide a check valve for high-pressure gas applications according to the preamble of claim 1, which can be constructed easily and efficiently, and which is a very good sealing of the valve housing from the environment over a very large operating range - in terms of pressures and Temperatures guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Rückschlagventil mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Im Anspruch 12 ist außerdem eine besonders bevorzugte Verwendung für das Rückschlagventil angegeben.According to the invention this object is achieved by a check valve having the features in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims dependent thereon. In claim 12, a particularly preferred use for the check valve is also indicated.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil für Hochdruckgasanwendungen besteht ähnlich wie vergleichbare Ventile aus dem Stand der Technik aus zwei Gehäuseteilen, welche zusammen das Ventilgehäuse ausbilden. Darin befindet sich ein Ventilsitz und ein in dem Ventilgehäuse gegen die Kraft einer Feder beweglicher Ventilkörper, welcher dafür ausgebildet ist, mit dem Ventilsitz dichtend zusammenzuwirken und welcher gegen die Kraft der Feder von dem Ventilsitz abgehoben werden kann. Erfindungsgemäß ist es nun so, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen eine metallische Abdichtung vorgesehen ist. Eine solche metallische Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen ermöglicht eine sehr gute und effiziente Abdichtung bei sehr wenig Bauteilen und hat nicht die Gefahr, dass Dichtungselemente durch eine fehlerhafte Montage beschädigt werden könnten, was bei der Verwendung von elastomeren Dichtelementen eine durchaus nicht zu unterschätzende Gefahr darstellt. Außerdem kann eine metallische Abdichtung über sehr große Temperaturbereiche hinweg eine hohe Dichtheit sicherstellen. Insbesondere bei Fahrzeuganwendungen des Rückschlagventils müssen Temperaturbereiche zwischen –50°C und +100°C abgedeckt werden. Typischerweise eingesetzte elastomere Dichtungen, welche beispielsweise gegen Wasserstoff als Gas der Hochdruckgasanwendung eine hohe Dichtheit aufweisen, haben typischerweise eine eher hohe Glasübergangstemperatur, sodass derartige Dichtelemente bei niedrigen Temperaturen sehr schnell verspröden und hart werden. Sie sind dann für eine ausreichende Abdichtung häufig nicht mehr geeignet. Durch den Einsatz einer metallischen Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen werden diese Probleme umgangen und es wird ein Aufbau bereitgestellt, welcher auch über einen großen Anwendungsbereich hinsichtlich der Temperatur und des Drucks hinweg außerordentlich dicht montiert werden kann.The check valve for high pressure gas applications according to the invention consists, similar to similar valves of the prior art of two housing parts, which together form the valve housing. Therein is a valve seat and a valve body movable against the force of a spring valve body which is adapted to cooperate sealingly with the valve seat and which can be lifted against the force of the spring from the valve seat. According to the invention, it is now so that a metallic seal is provided between the two housing parts. Such a metallic seal between the housing parts allows a very good and efficient seal with very few components and does not have the risk that sealing elements could be damaged by incorrect assembly, which is a not to be underestimated danger when using elastomeric sealing elements. In addition, a metallic seal over a very large temperature ranges ensure high tightness. Especially in vehicle applications of the check valve temperature ranges between -50 ° C and + 100 ° C must be covered. Typically used elastomeric gaskets, which have a high density, for example, against hydrogen as the gas of high pressure gas application, typically have a rather high glass transition temperature, so that such gaskets become brittle and hard very quickly at low temperatures. They are then no longer suitable for adequate sealing. The use of a metallic seal between the housing parts obviates these problems and provides a structure which can be mounted extremely tightly over a wide range of applications in terms of temperature and pressure.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils kann es nun außerdem vorgesehen sein, dass die metallische Abdichtung durch eine einteilig mit den Gehäuseteilen ausgebildete umlaufende keglige Nut einerseits und einem kugeligen Oberflächenabschnitt andererseits besteht. Insbesondere diese einteilige Integration einer Nut in das eine Gehäuseteil und eines überstehenden im Querschnitt kugeligen Abschnitts in das andere Gehäuseteil ermöglicht eine außerordentlich einfache Montage, da die entsprechenden für die Abdichtung notwendigen Elemente in die Gehäuseteile bereits integriert sind. Die Gehäuseteile müssen dann nur noch, typischerweise mit dem vorgegebenen Anzugsmoment, miteinander verbunden, typischerweise verschraubt werden, um so eine sichere und zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten. Hierfür sind keine zusätzlichen Bauelemente, wie eine eingelegte Dichtung oder dergleichen, notwendig. According to a very advantageous development of the check valve according to the invention, it can now also be provided that the metallic seal consists of a one-piece formed with the housing parts circumferential tapered groove on the one hand and a spherical surface portion on the other. In particular, this one-piece integration of a groove in the one housing part and a projecting cross-section spherical portion in the other housing part allows an extremely simple installation, since the corresponding necessary for the sealing elements are already integrated into the housing parts. The housing parts then only have to be connected to one another, typically with the specified tightening torque, typically by screwing in order to ensure a secure and reliable sealing. For this purpose, no additional components, such as an inserted seal or the like, necessary.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung sieht es dabei vor, dass der Ventilsitz durch ein in eines der Gehäuseteile eingepressten Körper ausgebildet ist. Ein solcher in das Ventilgehäuse eingepresster Ventilsitz ermöglicht eine sehr gute innere Abdichtung des Rückschlagventils, da der Ventilsitz außerhalb des Gehäuseteils entsprechend einfach mit vergleichsweise hoher Präzision bearbeitet werden kann und dann in das Gehäuseteil eingepresst wird. Ein einstückig in dem Gehäuseteil gefertigter Sitz wäre aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Inneren des Gehäuseteils hinsichtlich der Bearbeitung deutlich aufwändiger sein, insbesondere wenn vergleichbare Qualitäten der Bearbeitung erzielt werden sollen.Another very favorable embodiment provides that the valve seat is formed by a body pressed into one of the housing parts. Such a valve seat pressed into the valve housing allows a very good internal sealing of the check valve, since the valve seat outside the housing part can be correspondingly easily machined with comparatively high precision and then pressed into the housing part. An integrally manufactured in the housing part seat would be due to the cramped space in the interior of the housing part in terms of processing significantly more complex, especially if comparable qualities of the processing to be achieved.

Der eingepresste Körper mit dem Ventilsitz kann dabei eine umlaufende Nut auf der in Durchströmungsrichtung abgewandten Seite des den Ventilsitz aufweisenden Körpers aufweisen. Eine solche umlaufende Nut ermöglicht die Funktion einer Druckaktivierung, was zu einer erhöhten Dichtwirkung des Ventilkörpers auf dem Ventilsitz führt.The pressed body with the valve seat can have a circumferential groove on the side facing away from the flow direction in the body having the valve seat. Such a circumferential groove allows the function of a pressure activation, which leads to an increased sealing effect of the valve body on the valve seat.

Der Ventilkörper bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung durch eine in Richtung des anströmenden Gases stromlinienförmige Ausbildung eines Kolbens gebildet sein. Ein solcher in Richtung des anströmenden Gases stromlinienförmig ausgebildeter Kolben ermöglicht einen geringen Durchströmungswiderstand des Rückschlagventils, wenn dieses entsprechend aufgedrückt und von dem unter Hochdruck stehenden Gas durchströmt wird. Andererseits ermöglicht die Kolbenform eine sehr gute Führung innerhalb des Rückschlagventils, sodass einem Verkanten effizient entgegengewirkt wird, wobei dennoch ein geringerer Strömungswiderstand realisiert werden kann, als dies beispielsweise bei einer Kugel der Fall wäre. Idealerweise ist die stromlinienförmige Ausgestaltung des Kolbens dabei in der Art einer Delfinnase ausgebildet, welche einen bekannten stromlinienförmigen Querschnitt darstellt, der außerordentlich günstige Strömungseigenschaften aufweist.The valve body in the check valve according to the invention can be formed according to an advantageous development by a streamlined in the direction of the inflowing gas formation of a piston. Such a streamlined in the direction of the inflowing gas piston allows a low flow resistance of the check valve when it is pressed accordingly and flows through the gas under high pressure. On the other hand, the piston shape allows a very good guidance within the check valve, so that a tilting is counteracted efficiently, yet a lower flow resistance can be realized, as would be the case for example with a ball. Ideally, the streamlined configuration of the piston is designed in the manner of a dolphin nose, which represents a known streamlined cross-section, which has extremely favorable flow characteristics.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils sieht es ferner vor, dass der Kolben zwischen dem als Ventilkörper ausgebildeten stromlinienförmigen Abschnitt und einem die Feder führenden Abschnitt Durchströmungsöffnungen aufweist. Die Durchströmung erfolgt also nicht entlang des Kolbens, sondern dieser weist hinter dem Ventilkörper entsprechende Öffnungen auf, sodass das Gas, welches den als Ventilkörper dienenden strömungslinienförmigen Abschnitt umströmt hat, in das Innere des Kolbens strömt und von dort weiterströmt. Dies ermöglicht im Gegenzug gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung, dass der Kolben auf seinem in Richtung des stromlinienförmigen Abschnitts liegenden Ende einen Vorsprung z. B. eine Anlagefläche oder Anlagekante als Anschlag oder als Endanschlag für die Feder einerseits und als erste Führung gegenüber dem Ventilgehäuse andererseits aufweist, und dass der Kolben an seinem anderen Ende in der Art einer Gleitdichtung in dem Ventilgehäuse geführt ist. Insbesondere in Kombination mit der Durchströmung des Kolbens in seinem Inneren entsteht so ein Aufbau, welcher eine Feder, beispielsweise eine Spiralfeder, zwischen dem Ventilgehäuse und dem Äußeren des Kolbens sehr gut führt, und damit eine gute Funktionalität bereitstellt, ohne dass die Gefahr eines Verkantens besteht.A further very advantageous embodiment of the check valve according to the invention, it also provides that the piston between the formed as a valve body streamlined portion and a spring leading portion has flow openings. The flow thus does not take place along the piston, but this has corresponding openings behind the valve body, so that the gas which has flowed around the serving as a valve body flow-line portion, flows into the interior of the piston and from there on. This allows in return, according to a very advantageous development that the piston on its lying in the direction of the streamlined portion end a projection z. B. a contact surface or abutment edge as a stop or end stop for the spring on the one hand and as a first guide relative to the valve housing on the other hand, and that the piston is guided at its other end in the manner of a sliding seal in the valve housing. In particular, in combination with the flow through the piston in its interior so creates a structure which a spring, such as a coil spring, between the valve housing and the exterior of the piston performs very well, and thus provides good functionality without the risk of tilting ,

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils sieht es nun außerdem vor, dass das Ventilgehäuse auf seiner in Strömungsrichtung ersten Seite ein Außengewinde und auf seiner zweiten Seite ein Innengewinde als Anschluss aufweist. Diese Ausgestaltung mit einem Innengewinde auf der einen Seite und einem Außengewinde auf der anderen Seite stellt sicher, dass das Rückschlagventil immer richtig herum montiert wird, da eine fehlerhafte Montage aufgrund der dann nicht zusammenwirkenden Gewinde zu seinem Anschluss ausgeschlossen wird. Dieser Aufbau wird auch als „poka yoke design” bezeichnet.A very advantageous development of the check valve according to the invention now also provides that the valve housing on its first side in the flow direction has an external thread and on its second side has an internal thread as a connection. This configuration with an internal thread on one side and an external thread on the other side ensures that the check valve is always mounted in the correct direction, since incorrect assembly due to the then non-co-operating thread is excluded from its connection. This setup is also called "poka yoke design".

Eine weitere außerordentlich günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils sieht es außerdem vor, dass in einem der Gehäuseteile auf der dem Gas abgewandten Seite der metallischen Dichtung eine Verbindungsbohrung zur Umgebung ausgebildet ist. Eine solche Leckagebohrung ist insbesondere bei Wasserstoffanwendungen von entscheidendem Vorteil. Über eine solche Bohrung können eventuell durch die metallische Dichtung hindurchtretende Gasleckagen nach außen abgeführt werden. Die gezielte Abführung in einen bestimmte Bereich im Äußeren des Ventilgehäuses stellt dabei einen Sicherheitsvorteil dar. Außerdem ermöglicht die gezielte Abführung in einen entsprechenden Bereich auch, dass durch eine z. B. manuell geführte Leckagesonde Leckagen im Bereich der metallischen Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen des Rückschlagventils schnell und einfach aufgefunden werden können.Another extremely favorable embodiment of the check valve according to the invention, it also provides that in one of the housing parts on the side facing away from the gas of the metallic seal, a connection bore is formed to the environment. Such a leakage bore is particularly advantageous in hydrogen applications. About such a hole may be discharged through the metallic seal gas leaking gas leaks to the outside. The targeted discharge into one certain area in the exterior of the valve housing is a safety advantage. In addition, the targeted discharge into a corresponding area also allows that by a z. B. manually guided leakage probe leaks in the metallic seal between the housing parts of the check valve can be found quickly and easily.

Gemäß einer Weiterführung dieser Idee ist es außerdem vorgesehen, dass die Verbindungsbohrung in einer um das Ventilgehäuse umlaufenden Nut endet, in welcher ein Dichtring unter Vorspannung eingelegt ist. Eine solche Nut mit einem darin eingelegten Dichtring unter Vorspannung ermöglicht eine sehr einfache und effiziente Abdichtung der in der Nut endenden Verbindungsbohrung beispielsweise gegen Feuchtigkeit, Verschmutzung oder dergleichen, da durch den außen eingelegten Dichtring, welcher keinerlei Dichtungsanforderungen gegenüber dem Gas, also insbesondere gegenüber Wasserstoff aufweisen muss, sehr einfach und effizient abgedichtet werden kann. Insbesondere kann hier ein Dichtring aus einem Silikonkautschuk eingesetzt werden, welcher auch bei sehr niedrigen Temperaturen eine hohe Elastizität aufweist und über alle Temperaturen hinweg eine gute Abdichtung gegen Feuchtigkeit, Spritzwasser, Schmutz und dergleichen bietet.According to a continuation of this idea, it is also provided that the connecting hole ends in a circumferential groove around the valve housing, in which a sealing ring is inserted under bias. Such a groove with a sealing ring inserted therein under bias allows a very simple and efficient sealing of the groove ending in the connection hole, for example against moisture, contamination or the like, as by the outside inserted sealing ring, which have no sealing requirements against the gas, ie in particular to hydrogen must be able to be sealed very easily and efficiently. In particular, here a sealing ring made of a silicone rubber can be used, which has a high elasticity even at very low temperatures and over all temperatures provides a good seal against moisture, spray, dirt and the like.

Wie bereits erwähnt kann das erfindungsgemäße Rückschlagventil insbesondere in einem Wasserstoffhochdruck-System eingesetzt werden. Gemäß einer vorteilhaften Verwendung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils ist es daher vorgesehen, dass dieses in einem Wasserstoffhochdruck-System eingesetzt wird. Dieses Wasserstoffhochdruck-System kann dabei insbesondere in einem Fahrzeug angeordnet sein, in welchem besonders hohe Anforderungen an die Dichtheit über einen hohen Temperaturbereich hinweg gestellt werden. Insbesondere für derartige Anwendungen ist das einfache, leichte und dementsprechend kostengünstig herzustellende und zu montierende Rückschlagventil ideal geeignet.As already mentioned, the check valve according to the invention can be used in particular in a high-pressure hydrogen system. According to an advantageous use of the check valve according to the invention, it is therefore intended that this is used in a hydrogen high-pressure system. This high-pressure hydrogen system can be arranged in particular in a vehicle in which particularly high demands are placed on the tightness over a high temperature range. In particular, for such applications, the simple, lightweight and therefore inexpensive to produce and to be mounted check valve is ideally suited.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rückschlagventils und seiner Verwendung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the check valve according to the invention and its use will become apparent from the embodiment, which is described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem, welches durch ein Wasserstoffhochdruck-System mit Brennstoff versorgt wird; und 1 a principle indicated vehicle with a fuel cell system, which is supplied by a high-pressure hydrogen system with fuel; and

2 eine Darstellung einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils in einer geöffneten Stellung oberhalb der Mittellinie und einer geschlossenen Stellung unterhalb der Mittellinie. 2 an illustration of a possible embodiment of a check valve according to the invention in an open position above the center line and a closed position below the center line.

In der Darstellung der 1 ist sehr stark schematisiert ein Fahrzeug 1 zu erkennen, welches über einen elektrischen Antriebsmotor 2 angetrieben werden soll. Die Leistung für den elektrischen Antriebsmotor 2 wird über eine Leistungselektronik 3 aufbereitet und über eine Brennstoffzelle 4 bereitgestellt. Die Brennstoffzelle 4 wird dafür in an sich bekannter Art und Weise über eine Luftfördereinrichtung 5 mit Luft als Sauerstofflieferant auf ihrer Kathodenseite versorgt. Anodenseitig wird der Brennstoffzelle 4 Wasserstoff aus einem Druckgasspeicher 6 zugeführt. Der Wasserstoff gelangt über ein Tankventil 7 an dem Druckgasspeicher 6 und über eine angedeutete Druckregel- und Dosiereinheit 8 in die Brennstoffzelle 4. Abgase aus der Brennstoffzelle 4 werden in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel direkt in die Umgebung abgeführt. Dieser Aufbau ist außerordentlich stark vereinfacht dargestellt. Dem Fachmann sind Brennstoffzellensysteme für Fahrzeuge 1 jedoch geläufig, sodass er Varianten und Alternativen, beispielsweise hinsichtlich der Gasführung, der Nutzung der Brennstoffzellenabgase und ähnliches ohnehin kennt. Da dies für die hier vorliegende Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist, muss darauf nicht weiter eingegangen werden.In the presentation of the 1 is very heavily schematized a vehicle 1 to recognize which via an electric drive motor 2 should be driven. The power for the electric drive motor 2 is about a power electronics 3 prepared and via a fuel cell 4 provided. The fuel cell 4 is for this purpose in a conventional manner via an air conveyor 5 supplied with air as an oxygen supplier on its cathode side. On the anode side, the fuel cell 4 Hydrogen from a compressed gas storage 6 fed. The hydrogen passes through a tank valve 7 at the compressed gas storage 6 and via an indicated pressure regulating and dosing unit 8th into the fuel cell 4 , Exhaust gases from the fuel cell 4 are discharged directly into the environment in the embodiment shown here. This structure is extremely simplified. The person skilled in the art is fuel cell systems for vehicles 1 but familiar so that he knows variants and alternatives, for example, in terms of gas routing, the use of fuel cell exhaust gases and the like anyway. Since this is of minor importance to the present invention, it need not be discussed further.

Das Wasserstoffsystem in dem Fahrzeug 1 ist als Hochdrucksystem ausgebildet. Der Wasserstoff in dem Druckgasspeicher 6 wird bei einem Nenndruck von 70 MPa gespeichert. Innerhalb dieses Wasserstoffhochdruck-Systems befinden sich typischerweise mehrere Dosier- und Regelventile. Darüber hinaus ist es für derartige Hochdruckwasserstoff-Systeme charakteristisch, dass diese wenigstens ein Rückschlagventil 9 aufweisen, auch wenn dies in der Darstellung der 1 nicht explizit dargestellt und zu erkennen ist. An derartige Rückschlagventile 9 werden nun hohe Anforderungen hinsichtlich des von ihnen erzeugten Druckverlusts einerseits, und der Dichtheit und einer zuverlässigen Funktionalität andererseits gestellt. Typischerweise wird dies nur durch eine oder mehrere aufwändige Ventilkomponenten erreicht, welche dementsprechend teuer, schwer und komplex sind. Durch ihre Komplexität werden sie ferner sehr störanfällig.The hydrogen system in the vehicle 1 is designed as a high pressure system. The hydrogen in the compressed gas storage 6 is stored at a nominal pressure of 70 MPa. Within this hydrogen high-pressure system, there are typically several metering and control valves. Moreover, it is characteristic of such high-pressure hydrogen systems that these at least one check valve 9 even if this is in the presentation of the 1 not explicitly shown and recognizable. To such check valves 9 now high demands are made on the one hand, the pressure loss generated by them, and the tightness and a reliable functionality on the other. Typically this is achieved only by one or more expensive valve components, which are accordingly expensive, heavy and complex. Due to their complexity, they also become very susceptible to interference.

In der Darstellung der 2 ist ein verbessertes Rückschlagventil 9 zu erkennen, welches außerordentlich einfach, sicher und zuverlässig realisiert ist. Oberhalb der Symmetrie- bzw. Mittellinie des Rückschlagventils 9, welche in der Darstellung der 2 mit A bezeichnet ist, ist dabei eine geöffnete Stellung des Rückschlagventils 9 zu erkennen, bei welcher der Wasserstoff H2 entsprechend der dargestellten Durchströmungsrichtung das Rückschlagventil 9 durchströmt. Die Durchströmung bzw. der Weg der Durchströmung ist durch eine punktierte Linie innerhalb des Rückschlagventils 9 entsprechend dargestellt. Die Hälfte unterhalb der Mittellinie A des Rückschlagventils 9 zeigt dagegen das Rückschlagventil 9 in geschlossener Stellung, wenn der durch den Wasserstoff anstehende Druck also nicht ausreicht, um das Rückschlagventil 9 zu öffnen.In the presentation of the 2 is an improved check valve 9 to recognize which is extremely simple, safe and reliable realized. Above the symmetry or center line of the check valve 9 , which in the representation of the 2 Denoted by A, is an open position of the check valve 9 to recognize, at which of the hydrogen H 2 according to the illustrated flow direction, the check valve 9 flows through. The flow or the way of the flow is through a dotted line within the check valve 9 shown accordingly. Half below the center line A of the check valve 9 on the other hand shows the check valve 9 in the closed position, if the pressure applied by the hydrogen pressure is therefore insufficient to the check valve 9 to open.

Unter Bezugnahme auf die Darstellung mit diesen zwei Betriebszuständen wird das Rückschlagventil 9 nachfolgend näher beschrieben.With reference to the illustration with these two operating states, the check valve becomes 9 described in more detail below.

Das Rückschlagventil 9 besteht im Wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 10, welches hier aus zwei Gehäuseteilen 10.1 und 10.2 ausgebildet ist. Der anströmende Wasserstoff kommt, wie es aus der Darstellung der 2 zu erkennen ist, von der linken Seite her angeströmt. Eine entsprechende Leitung wird über ein Außengewinde 11 an dem Ventilgehäuse 10 angeschlossen. Der abströmende Wasserstoff verlässt das Rückschlagventil 9 bzw. sein Ventilgehäuse 10 in der Darstellung der 2 auf der rechten Seite. Zum Anschluss eines entsprechenden Leitungselements oder dergleichen ist ein Anschluss mit einem Innengewinde 12 vorgesehen. Dieser Aufbau mit einem Innengewinde 12 auf der einen Seite und einem Außengewinde 11 auf der anderen Seite, wobei die Seiten genauso gut umgekehrt gewählt sein könnten, ist besonders günstig, da hierdurch das Rückschlagventil 9 nicht verkehrt herum eingebaut werden kann, was seiner Funktion höchst abträglich wäre.The check valve 9 consists essentially of a valve housing 10 , which consists of two housing parts 10.1 and 10.2 is trained. The inflowing hydrogen comes, as it appears from the illustration of 2 can be seen, flowed from the left side. A corresponding line is via an external thread 11 on the valve body 10 connected. The effluent hydrogen leaves the check valve 9 or its valve housing 10 in the presentation of the 2 On the right side. To connect a corresponding line element or the like is a connection with an internal thread 12 intended. This construction with an internal thread 12 on one side and an external thread 11 on the other hand, where the sides could just as well be chosen reversed, is particularly favorable, since this is the check valve 9 can not be installed in the wrong direction, which would be detrimental to its function.

In Strömungsrichtung des Wasserstoffs trifft dieser innerhalb des Ventilgehäuses 10, und zwar hier innerhalb des Gehäuseteils 10.1 des Ventilgehäuses 10, zuerst auf einen Filter 13. Dieser Filter 13 besteht aus einem Tragkörper 14 und einer Filtermatte 15, welche um den Tragkörper 14 angeordnet ist. Der Wasserstoff durchströmt die Filtermatte 15 und gelangt über Öffnungen in dem Tragkörper 14 in das Innere des Tragkörpers 14. Der Filter 13 kann beispielsweise in das Gehäuseteil 10.1 des Ventilgehäuses 10 eingepresst ausgeführt sein. In Strömungsrichtung des Wasserstoffs im Anschluss an den Filter 13 passiert der Wasserstoff einen Ventilsitz 16, welcher in einem den Ventilsitz 16 aufweisenden Körper 17 ausgebildet ist. Dieser den Ventilsitz 16 aufweisende Körper 17 ist dabei idealerweise in das Gehäuseteil 10.1 des Ventilgehäuses 10 eingepresst und so mit diesem verbunden. Auf der in Strömungsrichtung des Wasserstoffs hinteren Seite des Körpers 17 mit dem Ventilsitz 16 ist eine umlaufende Nut 18 eingebracht, welche die Funktion einer Druckaktivierung darstellt. Dies erhöht die Dichtwirkung zwischen dem Ventilsitz 16 und einem gegen den Ventilsitz 16 gedrückten Kolben 19, welcher an seiner in Strömungsrichtung vorderen Seite einen stromlinienförmigen Körper 20 aufweist, welcher den Ventilkörper 20 des Rückschlagventils 9 ausbildet. Der Ventilkörper 20 ist dabei stromlinienförmig ausgebildet, insbesondere in der Form einer „Delfinnase”, um im geöffneten Zustand dem anströmenden Wasserstoff lediglich einen minimalen Druckverlust entgegenzusetzen. In Strömungsrichtung des Wasserstoffs auf den Ventilkörper 20 folgt ein Bereich mit Durchströmungsöffnungen 21, sodass der Wasserstoff, nachdem er zwischen dem Ventilsitz 16 und dem Ventilkörper 20 hindurchgeströmt ist, in das Innere des Kolbens 19 einströmen und von dort aus dem Rückschlagventil 9 abströmen kann. Der Kolben 19 weist an seiner Außenseite in dem auf die Durchströmungsöffnungen 21 folgenden Teil einen Vorsprung 22 auf, welcher einerseits als Anschlag für eine Feder 23 dient, und welcher andererseits den Kolben 19 auf einer Führungshülse 24 führt. Am anderen Ende ist das Ende des Kolbens 19 so ausgebildet, dass es mit dem Gehäuseteil 10.2 des Ventilgehäuses 10 zusammen eine Gleitdichtung ausbildet, welche zur exakten Führung des Kolbens 19 beiträgt und so ein Verkanten des Kolbens verhindert. Die Führungshülse 24 weist an ihrem Außenbereich eine umlaufende Nut auf, welche die Führungshülse 24 in der Art einer Helix, oder Gewinde umgibt, sodass sich eventuell zwischen der Führungshülse 24 und dem Gehäuseteil 10.1 des Ventilgehäuses 10 ansammelndes Gas abströmen kann. Außerdem ist im Bereich der Führungshülse 24 ein Anschlag 25 ausgebildet, welcher beispielsweise in der Art eines Sprengrings in eine Nut der Führungshülse 24 eingesetzt sein kann. Dieser Anschlag 25 begrenzt die Kraft, mit welcher die Feder 23 den Ventilkörper 20 gegen den Ventilsitz 16 presst.In the flow direction of the hydrogen, this meets within the valve housing 10 , and here within the housing part 10.1 of the valve housing 10 , first on a filter 13 , This filter 13 consists of a supporting body 14 and a filter mat 15 which are around the supporting body 14 is arranged. The hydrogen flows through the filter mat 15 and passes through openings in the support body 14 in the interior of the supporting body 14 , The filter 13 For example, in the housing part 10.1 of the valve housing 10 be executed pressed. In the flow direction of the hydrogen following the filter 13 the hydrogen happens to be a valve seat 16 which is in a valve seat 16 having body 17 is trained. This the valve seat 16 having bodies 17 is ideally in the housing part 10.1 of the valve housing 10 Pressed and connected with this. On the rear side of the body in the flow direction of the hydrogen 17 with the valve seat 16 is a circumferential groove 18 introduced, which represents the function of a pressure activation. This increases the sealing effect between the valve seat 16 and one against the valve seat 16 pressed pistons 19 which has a streamlined body on its upstream side 20 having, which the valve body 20 the check valve 9 formed. The valve body 20 is designed streamlined, especially in the form of a "dolphin nose" to oppose the inflowing hydrogen only a minimal pressure drop in the open state. In the flow direction of the hydrogen on the valve body 20 follows an area with flow openings 21 so that the hydrogen, after being between the valve seat 16 and the valve body 20 has flowed through, into the interior of the piston 19 flow in and from there the check valve 9 can flow out. The piston 19 has on its outside in the on the flow openings 21 following part a lead 22 on, on the one hand as a stop for a spring 23 serves, and on the other hand, the piston 19 on a guide sleeve 24 leads. At the other end is the end of the piston 19 designed so that it is with the housing part 10.2 of the valve housing 10 together forms a sliding seal, which for the exact guidance of the piston 19 contributes and prevents tilting of the piston. The guide sleeve 24 has at its outer area a circumferential groove which the guide sleeve 24 in the manner of a helix, or thread surrounds, so that possibly between the guide sleeve 24 and the housing part 10.1 of the valve housing 10 accumulating gas can flow out. In addition, in the area of the guide sleeve 24 an attack 25 formed, which for example in the manner of a snap ring in a groove of the guide sleeve 24 can be used. This stop 25 limits the force with which the spring 23 the valve body 20 against the valve seat 16 pressed.

Bei diesem Aufbau ist es nun entscheidend, dass die beiden miteinander verschraubten Gehäuseteile 10.1 und 10.2 des Ventilgehäuses 10 sicher und zuverlässig gegeneinander abgedichtet werden, und zwar so, dass eine hohe Dichtheit gewährleistet ist, egal welchen Temperaturen das Rückschlagventil 9 ausgesetzt ist. Zumindest in dem bei Fahrzeugen üblichen Temperaturbereichen von ca. –50°C bis +100°C muss die Dichtheit in jedem Fall gewährleistet sein. Um dies zu erreichen, ist zwischen den Gehäuseteilen 10.1 und 10.2 des Ventilgehäuses 10 eine metallische Abdichtung 28 realisiert. Das Gehäuseteil 10.1 des Ventilgehäuses weist dazu an seiner dem Außengewinde 11 abgewandten Stirnseite einen im Querschnitt kugeligen bzw. halbkreisförmigen Überstand 26 auf. Dieser wirkt mit einer im Querschnitt kegligen bzw. trapezförmigen Nut 27 des zweiten Gehäuseteils 10.2 zusammen. Diese beiden Teile bilden dann gemeinsam die integrierte metallische Dichtung 28 aus, welche eine sichere und zuverlässige Abdichtung in jedem Fall gewährleistet. Durch die unmittelbare Integration der für die metallische Dichtung 28 notwendigen Teile in die jeweiligen Gehäuseteile 10.1, 10.2 des Ventilgehäuses 10 ist außerdem eine einfache und zuverlässige Montage gewährleistet, da die beiden Gehäuseteile 10.1 und 10.2 des Ventilgehäuses 10 lediglich gegeneinander verschraubt werden müssen. Hierfür sind im Außenreich 6 jeweils Schlüsselflächen angedeutet und mit dem Bezugszeichen 29 gekennzeichnet. Typischerweise erfolgt der Anzug mit einem vorgegebenen Anzugsmoment, sodass die Abdichtung in jedem Fall sicher und zuverlässig gewährleistet ist.In this construction, it is now crucial that the two screwed together housing parts 10.1 and 10.2 of the valve housing 10 be reliably and reliably sealed against each other, in such a way that a high tightness is guaranteed, no matter what temperatures the check valve 9 is exposed. At least in the usual temperature ranges of -50 ° C to + 100 ° C for vehicles, the tightness must be guaranteed in any case. To achieve this is between the housing parts 10.1 and 10.2 of the valve housing 10 a metallic seal 28 realized. The housing part 10.1 the valve housing points to its external thread 11 facing away from a spherical or semicircular supernatant in cross-section 26 on. This acts with a conical or trapezoidal groove 27 of the second housing part 10.2 together. These two parts then together form the integrated metallic seal 28 which ensures a safe and reliable seal in any case. By the immediate integration of the for the metallic seal 28 necessary parts in the respective housing parts 10.1 . 10.2 of the valve housing 10 In addition, a simple and reliable installation is ensured because the two housing parts 10.1 and 10.2 of the valve housing 10 only need to be screwed against each other. For this are in the external realm 6 each key surfaces indicated and by the reference numeral 29 characterized. Typically, the suit is made with a predetermined torque, so that the seal is guaranteed in any case safely and reliably.

Insbesondere bei Wasserstoff- bzw. Wasserstoffhochruck-Systemen ist es nun so, dass der Dichtheit eine sehr hohe Bedeutung zukommt. Um eine zuverlässige Abdichtung einfach nachprüfen zu können, ist es deshalb bei dem Rückschlagventil 9 vorgesehen, dass ein Bereich zwischen den miteinander verschraubten, und typischerweise über einen Schraubenkleber verbundenen Gewinden 30 bzw. 31 der Gehäuseteile 10.1 und 10.2 und der metallischen Dichtung 28 der Gehäuseteile 10.1 und 10.2 eine Verbindungsbohrung 32 angeordnet ist, welche auch als Leckagedetektionsbohrung bezeichnet werden könnte. Diese Verbindungsbohrung 32 verbindet den Teil zwischen den Gewinden 30, 31 und der metallischen Dichtung 28 mit der Umgebung. Im Bereich dieser Verbindungsbohrung 32 ließe sich beispielsweise über ein manuell geführtes Leckagemessgerät mit einer Wasserstoffsonde eine Wasserstoffleckage sehr leicht detektieren. Um das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Bereich des Verbindungsbohrung 32 sicher und zuverlässig zu verhindern, ist in dem zweiten Gehäuseteil 10.2 des Ventilgehäuses 10 eine Nut 33 angeordnet, in welcher ein Dichtring 34 mit Vorspannung platziert wird. Der Dichtring 34 wird also in der Nut unter Vorspannung eingelegt und dichtet somit die Verbindungsbohrung 32, welche in der Nut mündet, ab. Im Falle einer Wasserstoffleckage kann der Wasserstoff einerseits durch einen gewissen Überdruck im Inneren des Bereichs zwischen der Dichtung 28 und dem Gewinde 30, 31 abströmen und den Dichtring 34 dabei geringfügig anheben. Außerdem lässt sich für den Dichtring 34 ein geeignetes Material einsetzen, beispielsweise ein Silikonkautschuk. Ein solcher ist hochelastisch, auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen. Er stellt damit einerseits eine gute Abdichtung der Verbindungsbohrung 32 gegen Wasser und Schmutz sicher. Andererseits ist er für Wasserstoff, zumindest bei höheren Temperaturen, sehr gut durchlässig, sodass eventuelle Wasserstoffleckagen in jedem Fall den Dichtring 34 passieren und so im Bereich der Verbindungsöffnung 32 erkennbar werden. Hierdurch wird die Sicherheit des Rückschlagventils 9 nochmals erhöht.In particular, in hydrogen or hydrogen high-pressure systems, it is now so that the tightness has a very high importance. In order to easily verify a reliable seal, it is therefore in the check valve 9 provided that an area between the screwed together, and typically connected via a screw thread threads 30 respectively. 31 the housing parts 10.1 and 10.2 and the metallic seal 28 the housing parts 10.1 and 10.2 a connection hole 32 is arranged, which could also be referred to as leakage detection hole. This connection hole 32 connects the part between the threads 30 . 31 and the metallic seal 28 with the environment. In the area of this connection hole 32 For example, it would be very easy to detect a hydrogen leak by means of a manually operated leakage meter with a hydrogen probe. To prevent the ingress of dirt and moisture into the area of the connecting hole 32 safe and reliable to prevent is in the second housing part 10.2 of the valve housing 10 a groove 33 arranged, in which a sealing ring 34 is placed with bias. The sealing ring 34 So it is inserted in the groove under bias and thus seals the connection hole 32 , which opens in the groove, from. In the case of a hydrogen leak, the hydrogen can on the one hand by a certain overpressure inside the area between the seal 28 and the thread 30 . 31 flow off and the sealing ring 34 Raise slightly. In addition, can be for the sealing ring 34 use a suitable material, for example a silicone rubber. Such is highly elastic, even at very low ambient temperatures. He thus provides on the one hand a good seal of the connection bore 32 safe against water and dirt. On the other hand, it is very permeable to hydrogen, at least at higher temperatures, so that any hydrogen leaks in any case, the sealing ring 34 happen and so in the area of the connection opening 32 become recognizable. This will increase the safety of the check valve 9 increased again.

Der Aufbau des beispielhaft beschriebenen Rückschlagventils 9 kann, wie bereits erwähnt, an einer oder mehreren Stellen des Wasserstoffsystems innerhalb des Fahrzeugs 1 eingesetzt werden und würde an dieser Stelle ein herkömmliches bzw. gemäß dem Stand der Technik sehr viel aufwändigeres und teureres Rückschlagventil ersetzen.The structure of the non-return valve described by way of example 9 may, as already mentioned, at one or more locations of the hydrogen system within the vehicle 1 be used and would replace at this point a conventional or according to the prior art much more complex and expensive check valve.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011121467 B4 [0003] DE 102011121467 B4 [0003]
  • JP 2009-145120 A [0004] JP 2009-145120 A [0004]
  • US 2001/0266472 A1 [0005] US 2001/0266472 A1 [0005]

Claims (11)

Rückschlagventil (9) für Hochdruckgasanwendungen, mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (10.1, 10.2), welche zusammen ein Ventilgehäuse (10) ausbilden, mit einem Ventilsitz (16) in dem Ventilgehäuse (10) und einer in dem Ventilgehäuse (10) gegen die Kraft einer Feder (23) beweglichen Ventilkörper (20), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Gehäuseteilen (10.1, 10.2) eine metallische Abdichtung (28) vorgesehen ist.Check valve ( 9 ) for high-pressure gas applications, with a first and a second housing part ( 10.1 . 10.2 ), which together a valve housing ( 10 ), with a valve seat ( 16 ) in the valve housing ( 10 ) and one in the valve housing ( 10 ) against the force of a spring ( 23 ) movable valve body ( 20 ), characterized in that between the two housing parts ( 10.1 . 10.2 ) a metallic seal ( 28 ) is provided. Rückschlagventil (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Abdichtung (28) durch eine einteilig mit einem der Gehäuseteile (10.2) ausgebildete umlaufende keglige Nut (27) einerseits und einem einteilig mit dem anderen Gehäuseteil (10.1) umlaufenden kugelig ausgebildeten Oberflächenabschnitt (26) andererseits besteht.Check valve ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the metallic seal ( 28 ) by a one-piece with one of the housing parts ( 10.2 ) formed circumferential conical groove ( 27 ) on the one hand and one in one piece with the other housing part ( 10.1 ) circumferential spherical surface section ( 26 ) on the other hand. Rückschlagventil (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (16) auf einem in eines der Gehäuseteile (10.1) eingepressten Körper (17) ausgebildet ist.Check valve ( 9 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the valve seat ( 16 ) on one in one of the housing parts ( 10.1 ) pressed body ( 17 ) is trained. Rückschlagventil (9) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine umlaufende Nut (18) auf der in der Durchströmungsrichtung des Gases abgewandten Seite des den Ventilsitz (16) aufweisenden Körpers (17) eingebracht ist.Check valve ( 9 ) according to claim 3, characterized in that a circumferential groove ( 18 ) on the side facing away in the flow direction of the gas side of the valve seat ( 16 ) having body ( 17 ) is introduced. Rückschlagventil (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (20) als Teil eines Kolbens (19) ausgebildet ist, wobei der Ventilkörper (20) in Richtung des anströmenden Gases stromlinienförmig ausgestaltet ist.Check valve ( 9 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve body ( 20 ) as part of a piston ( 19 ), wherein the valve body ( 20 ) is streamlined in the direction of the inflowing gas. Rückschlagventil (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (19) zwischen dem Ventilkörper (20) und einem die Feder (23) führenden Abschnitt Durchströmungsöffnungen (21) aufweist.Check valve ( 9 ) according to claim 5, characterized in that the piston ( 19 ) between the valve body ( 20 ) and one the spring ( 23 ) leading section flow openings ( 21 ) having. Rückschlagventil (9) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (19) in Strömungsrichtung des anströmenden Gases nach dem Ventilkörper (20) und gegebenenfalls den Durchströmungsöffnungen (21) einen Vorsprung (22) als Anschlag für die Feder (23) und als erste Führung für den Kolben (19) aufweist, und dass der Kolben (19) an seinem anderen Ende in der Art einer Gleitdichtung in dem Ventilgehäuse (10) geführt ist.Check valve ( 9 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the piston ( 19 ) in the flow direction of the inflowing gas after the valve body ( 20 ) and optionally the flow openings ( 21 ) a lead ( 22 ) as a stop for the spring ( 23 ) and as the first guide for the piston ( 19 ), and that the piston ( 19 ) at its other end in the manner of a sliding seal in the valve housing ( 10 ) is guided. Rückschlagventil (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (10) auf seiner ersten Seite ein Außengewinde (11) und auf seiner anderen Seite ein Innengewinde (12) als Anschluss aufweist.Check valve ( 9 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve housing ( 10 ) on its first side an external thread ( 11 ) and on its other side an internal thread ( 12 ) as a connection. Rückschlagventil (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Gehäuseteile (10.1, 10.2) auf der dem Gas abgewandten Seite der metallischen Dichtung (28) eine Verbindungsbohrung (32) zur Umgebung ausgebildet ist.Check valve ( 9 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that in one of the housing parts ( 10.1 . 10.2 ) on the side of the metallic gasket facing away from the gas ( 28 ) a connection hole ( 32 ) is formed to the environment. Rückschlagventil (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbohrung (32) in einer um das Ventilgehäuse (10) umlaufenden Nut (33) endet, in welcher ein Dichtring (34) unter Vorspannung eingelegt ist.Check valve ( 9 ) according to claim 9, characterized in that the connecting bore ( 32 ) in a to the valve housing ( 10 ) circumferential groove ( 33 ) ends, in which a sealing ring ( 34 ) is inserted under bias. Verwendung des Rückschlagventils (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in einem Hochdruckwasserstoff-System, bei welchem der Wasserstoff mit einem Nenndruck von mehr als 50 MPa gespeichert wird, insbesondere in einem Fahrzeug (1).Use of the check valve ( 9 ) according to one of claims 1 to 10, in a high-pressure hydrogen system in which the hydrogen is stored at a nominal pressure of more than 50 MPa, in particular in a vehicle ( 1 ).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019110190A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Robert Bosch Gmbh Fuel delivery system for cryogenic fuels
CN112360649A (en) * 2020-11-15 2021-02-12 周运福 Gas fuel drainage injection machine of large-flow and dual-fuel engine
DE102014018391B4 (en) 2014-12-11 2024-02-01 Cellcentric Gmbh & Co. Kg Sealing device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145120A (en) 2007-12-12 2009-07-02 Yamatake Corp Leaking fluid collection structure and fluid leakage detection system
DE102011121467B4 (en) 2010-12-22 2014-02-06 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) PRESSURE RESERVOIR VALVE AND METHOD FOR SUPPLYING FUEL TO A GAS CONSUMPTION SYSTEM

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145120A (en) 2007-12-12 2009-07-02 Yamatake Corp Leaking fluid collection structure and fluid leakage detection system
DE102011121467B4 (en) 2010-12-22 2014-02-06 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) PRESSURE RESERVOIR VALVE AND METHOD FOR SUPPLYING FUEL TO A GAS CONSUMPTION SYSTEM

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014018391B4 (en) 2014-12-11 2024-02-01 Cellcentric Gmbh & Co. Kg Sealing device
WO2019110190A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Robert Bosch Gmbh Fuel delivery system for cryogenic fuels
CN112360649A (en) * 2020-11-15 2021-02-12 周运福 Gas fuel drainage injection machine of large-flow and dual-fuel engine
CN112360649B (en) * 2020-11-15 2021-12-14 山东康沃控股有限公司 Gas fuel drainage injection machine of large-flow and dual-fuel engine

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