DE102017207580A1 - Dosiervorrichtung zum Steuern eines gasförmigen Mediums - Google Patents
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Abstract
Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Ventilkörper (2), in welchem ein Hohlraum (3) ausgebildet ist, wobei in dem Hohlraum (3) eine hubbewegliche Magnetankervorrichtung (5) angeordnet ist. Die Dosiervorrichtung weist eine Magneteinrichtung (7) auf, durch welche eine Magnetkraft auf die Magnetankervorrichtung (5) erzeugbar und die Magnetankervorrichtung (5) hubbewegbar ist. Darüber hinaus umfasst der Ventilkörper (2) eine Hülse (21), wobei die Hülse (21) die Magneteinrichtung (7) gegen den Hohlraum (3) abdichtet und wobei die Hülse (21) einen ersten Hülsenteil (211) und einen zweiten Hülsenteil (212) umfasst.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, beispielsweise zur Anwendung in Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb.
- Stand der Technik
- Im Bereich der Fahrzeugentwicklung sind gasförmige Kraftstoffe eine Alternative zu den herkömmlichen flüssigen Kraftstoffen, insbesondere Wasserstoff. Bei Fahrzeugen mit einer Brennstoffzelle als Antrieb ist es dabei notwendig, Wasserstoffgasströme zu steuern, wobei die Gasströme nicht diskontinuierlich wie bei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff gesteuert werden, sondern es werden beispielsweise Proportionalventile verwendet, welche in Abhängigkeit von einer gewünschten Antriebsleistung einen Öffnungsquerschnitt anpassen. Die Menge des Wasserstoffgasstroms von dem Proportionalventil zur Brennstoffzelle ist durch einen Hub eines Ankernadel des Proportionalventils einstellbar. Für eine genaue Justierung und Feineinstellung, ist eine präzise Einstellung des Hubs der Ankernadel notwendig.
- Die Genauigkeit des Proportionalventils hängt unter anderem von Fertigungstoleranzen der verwendeten Feder ab, welche eine Vorspannkraft auf das Dichtelement ausübt. Für eine präzise Justierung ist aus der Druckschrift
US 4610080 A ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, wobei der Hub der Ankernadel gemessen wird und in Abhängigkeit von dem gemessenen Hub Zwischenscheiben eingesetzt werden, welche die Vorspannkraft beeinflussen. - Vorteile der Erfindung
- Das erfindungsgemäße Proportionalventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, weist den Vorteil auf, dass die Feinjustierung des Hubs der Ankernadel auf eine einfache Weise mit einem fest integrierten Bauteil erfolgt, wobei gleichzeitig eine lokale Anpassung der Materialeigenschaften des Bauteils an die Funktion im Proportionalventil erzielt wird. Hierzu weist Dosiervorrichtung zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, einen Ventilkörper auf, in welchem ein Hohlraum ausgebildet ist. In dem Hohlraum ist eine hubbewegliche Magnetankervorrichtung angeordnet. Weiterhin weist die Dosiervorrichtung eine Magneteinrichtung auf, durch welche eine Magnetkraft auf die Magnetankervorrichtung erzeugbar und die Magnetankervorrichtung hubbewegbar ist. Darüber hinaus umfasst der Ventilkörper eine Hülse, wobei die Hülse die Magneteinrichtung gegen den Hohlraum abdichtet und wobei die Hülse einen ersten Hülsenteil und einen zweiten Hülsenteil umfasst.
- Durch den Einsatz einer Hülse ist eine Feinjustierung des Hubs der Ankernadel möglich. Weiterhin kann durch die Aufteilung der Hülse in einen ersten Hülsenteil und einen zweiten Hülsenteil eine optimale Anpassung an die Funktion in der Dosiervorrichtung erzielt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Abdichtung der Magneteinrichtung von dem Hohlraum der Dosiervorrichtung. So kann die Magneteinrichtung nicht mit dem gasförmigen Medium, insbesondere Wasserstoff, in Kontakt treten, was andernfalls zu Verschleiß und Abnutzung der Magneteinrichtung führen würde.
- In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist es vorteilhaft vorgesehen, dass das erste Hülsenteil und das zweite Hülsenteil aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind. Dadurch kann das erste Hülsenteil und das zweite Hülsenteil je nach räumlicher Anordnung in der Dosiervorrichtung an die funktionalen Gegebenheiten an der jeweiligen Position angepasst werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Hülsenteil aus einem magnetischen Werkstoff, beispielsweise einem ferritischen Stahl, hergestellt. Dies eignet sich besonders bei der Anbringung des ersten Hülsenteils in der Nähe eines magnetischen Flusses.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Hülsenteil aus einem schwach magnetischen Werkstoff, beispielsweise Edelstahl, hergestellt. Dadurch eignet sich das zweite Hülsenteil besonders zur magnetischen Trennung in der Dosiervorrichtung.
- Durch die Anpassung der Materialeigenschaften des ersten Hülsenteils und des zweiten Hülsenteils an die jeweilige räumliche Anordnung wird ebenfalls geringer Verschleiß und damit eine hohe Lebensdauer der Hülse begünstigt.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Hülsenteil und das zweite Hülsenteil formschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine Schweißnaht. So wird eine kompakte Anordnung und Ausrichtung der Hülse in der Dosiervorrichtung erzielt.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens umgibt das erste Hülsenteil einen in dem Hohlraum angeordneten Pol umgibt.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Magnetankervorrichtung eine Ankernadel und einen Magnetanker umfasst.
- In einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Magnetankernadel mit einem Dichtelement zum Öffnen und Schließen mindestens einer Durchlassöffnung zusammenwirkt.
- Durch die Hubbewegung des Magnetankers und damit der Ankernadel kann über die Durchlassöffnung auf einfache Weise ein Wasserstoffdurchfluss gesteuert werden.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen einem Wandabschnitt des Düsenkörpers und der Magnetankernadel eine Feder angeordnet ist und die Feder die Ankernadel in Richtung des Dichtelements federbeaufschlagt. Dies gewährleistet die Abdichtung der Dosiervorrichtung bei ausgeschalteter Magnetspule, so dass kein Wasserstoffdurchfluss möglich ist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Wandabschnitt des Düsenkörpers eine Vertiefung umfasst, wodurch der Wandabschnitt durch eine Krafteinwirkung von außen in axialer Richtung derart verformbar ist, dass die Vorspannkraft der Feder einstellbar ist. So kann auf einfache Weise im Betrieb Fehlertoleranzen bei der Herstellung der Dosiervorrichtung ausgeglichen werden. Durch Ausüben einer Kraft auf den Wandabschnitt kann die Vorspannkraft der Feder erhöht und somit der Hub der Ankernadel beeinflusst werden. Der Wandabschnitt ist dabei derart verformbar, so dass auch nach Beendigung der Krafteinwirkung die Verformung anhält. Dies ermöglicht ohne konstruktive Umgestaltung der Dosiervorrichtung eine präzise Justierung der Dosiervorrichtung.
- In einer weiteren Ausführungsform umgibt das zweite Hülsenteil zumindest teilweise den Magnetanker. Somit wird eine kompakte Bauweise des Dosierventils erzielt.
- Die beschriebene Dosiervorrichtung eignet sich vorzugsweise in einer Brennstoffzellenanordnung zum Steuern einer Wasserstoffzufuhr zu einem Anodenbereich einer Brennstoffzelle. Vorteile sind die geringen Druckschwankungen im Anodenpfad und ein leiser Betrieb.
- Figurenliste
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung zur Steuerung einer Gaszufuhr, insbesondere Wasserstoff zu einer Brennstoffzelle, dargestellt. Es zeigt in
-
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einer Hülse im Längsschnitt, -
2 das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einer Hülse aus der1 in vergrößerter Darstellung und im Längsschnitt. - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung1 im Längsschnitt. Die Dosiervorrichtung1 weist einen Ventilkörper2 mit einem Hohlraum3 auf. An dem Ventilkörper2 ist eine Magneteinrichtung7 angeordnet, wobei die Magneteinrichtung7 eine Magnetspule12 und einen Pol22 umfasst. Der Pol22 ist in dem Hohlraum3 angeordnet und wird von einer Hülse21 umgeben, wobei die Hülse21 einen Teil des Ventilkörpers2 bildet. - In dem Hohlraum
3 ist weiterhin eine Magnetankervorrichtung5 angeordnet, welche eine Ankernadel51 und einen Magnetanker52 umfasst. Die Ankernadel51 und die Hülse21 begrenzen einen Federraum32 , wobei der Federraum32 als Teil des Hohlraums3 ausgebildet ist. In dem Federraum32 ist eine Feder6 angeordnet, welche sich einerseits an einem Wandabschnitt10 der Hülse21 und andererseits an einem an der Ankernadel51 ausgebildeten Federteller25 abstützt. Die Ankernadel51 weist einen ersten Führungsabschnitt13 mit einer ersten Dichtung24 an der Hülse21 auf und ragt über den Federraum32 hinaus in einen Magnetankerraum33 hinein. - Der Magnetankerraum
33 ist durch den Ventilkörper2 und eine zweite Dichtung26 an einem zweiten Führungsabschnitt14 der Ankernadel51 in dem Ventilkörper2 begrenzt und ist als Teil des Hohlraums3 ausgebildet. Die Ankernadel51 ist über die erste Dichtung24 und die zweite Dichtung26 in dem Ventilkörper2 geführt. In dem Magnetankerraum33 ist der Magnetanker52 angeordnet. Die Ankernadel51 ragt im Bereich des zweiten Führungsabschnitts14 über den Magnetankerraum33 hinaus in einen Austrittsbereich31 , wobei der Austrittsbereich31 als Teil des Hohlraums3 ausgebildet ist. In dem Austrittsbereich31 ist eine Austrittsöffnung91 ausgebildet. Weiterhin ist in dem Austrittsbereich31 ein Schließelement8 angeordnet, welches mit der Ankernadel51 fest verbunden ist. Das Schließelement8 weist an seinem der Ankernadel51 abgewandten Ende ein elastisches Dichtelement15 auf. - Der Ventilkörper
2 umfasst einen Düsenkörper28 , welcher eine Durchlassöffnung4 aufweist, wodurch der Eintrittsbereich92 mit dem Austrittsbereich31 verbindbar ist. An dem Düsenkörper28 ist ein flacher Ventilsitz16 ausgebildet, welcher mit dem elastischen Dichtelement15 des Schließelements8 zusammenwirkt, so dass beim Aufliegen des elastischen Dichtelements15 auf dem flachen Ventilsitz16 die Durchlassöffnung4 geschlossen ist. - Der Ventilkörper
2 der Dosiervorrichtung1 ist zum Schutz vor äußeren Einflüssen von einer Kunststoffumspritzung23 umgeben. -
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Ausführungsbeispiels der1 im Bereich der Hülse21 . Die Hülse21 umfasst einen ersten Hülsenteil211 und einen zweiten Hülsenteil212 . Das erste Hülsenteil211 umgibt den Pol22 vollständig, wobei das zweite Hülsenteil212 teilweise den Magnetanker52 umgibt. Das erste Hülsenteil211 und das zweite Hülsenteil212 sind mittels eines Umformprozesses kostengünstig hergestellt und durch eine Schweißnaht fest miteinander verbunden. - Das erste Hülsenteil
211 ist aus einem magnetischen Werkstoff, beispielsweise einem ferritischen Stahl, hergestellt. Dies begünstigt den magnetischen Fluss um den Pol22 . - Das zweite Hülsenteil
212 ist aus einem schwach magnetischen Werkstoff, beispielsweise Edelstahl, hergestellt, so dass eine magnetische Trennung ermöglicht wird. - Der Wandabschnitt
10 des ersten Hülsenteils211 und die Kunststoffumspritzung23 an dem Wandabschnitt10 weisen in einer axialen Richtung34 eine Vertiefung11 auf, so dass durch eine Krafteinwirkung von außerhalb der Dosiervorrichtung, beispielsweise durch ein Werkzeug oder ein anderes Bauteil, ein Hülsenbodenabschnitt213 des ersten Hülsenteils211 verformt werden kann. Durch die Krafteinwirkung wird eine dauerhafte Verformung des Hülsenbodenabschnitts213 des ersten Hülsenteils211 erreicht. So kann die Vorspannkraft der Feder6 flexibel an die Betriebsbedingungen der Dosiervorrichtung1 angepasst werden. - Funktionsweise der Dosiervorrichtung 1
- Bei nicht bestromter Magnetspule
12 wird das Schließelement8 über die Feder6 an den Ventilsitz16 gedrückt, so dass die Verbindung zwischen dem Eintrittsbereich92 und dem Austrittsbereich31 unterbrochen ist und kein Gasdurchfluss erfolgt. - Wird die Magnetspule
12 bestromt, so wird eine magnetische Kraft auf den Magnetanker52 erzeugt, welche der Schließkraft der Feder6 entgegengerichtet ist. Diese magnetische Kraft wird über die Ankernadel51 auf das Schließelement8 übertragen, so dass die Schließkraft der Feder6 überkompensiert wird und das Schließelement8 vom Ventilsitz16 abhebt. Ein Gasdurchfluss vom Eintrittsbereich92 über die Durchlassöffnung4 in den Austrittsbereich31 ist freigegeben. - Der Hub des Schließelements
8 kann über die Höhe der Stromstärke an der Magnetspule12 eingestellt werden. Je höher die Stromstärke an der Magnetspule12 , desto größer ist der Hub des Schließelements8 und desto höher ist auch der Gasdurchfluss in der Dosiervorrichtung1 , da die Kraft der Feder6 hubabhängig ist. Wird die Stromstärke an der Magnetspule12 reduziert, wird auch der Hub des Schließelements8 reduziert und somit der Gasdurchfluss gedrosselt. - Wird der Strom an der Magnetspule
12 unterbrochen, wird die magnetische Kraft auf den Magnetanker52 abgebaut, so dass die Kraft auf das Schließelement8 mittels der Ankernadel51 reduziert wird. Das Schließelement8 bewegt sich in Richtung der Durchlassöffnung4 und dichtet mit dem elastischen Dichtelement15 an dem Ventilsitz16 ab. Der Gasdurchfluss in der Dosiervorrichtung1 ist unterbrochen. - Alternativ können der Eintrittsbereich
92 und der Austrittsbereich31 vertauscht werden, so dass eine Durchflussumkehr in der Dosiervorrichtung1 erfolgt. - Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung
1 kann beispielsweise in einer Brennstoffzellenanordnung Verwendung finden. Mittels der Dosiervorrichtung1 kann einem Anodenbereich der Brennstoffzelle Wasserstoff aus einem Tank zugeführt werden. Je nach Höhe der Stromstärke an der Magnetspule12 der Dosiervorrichtung1 , durch welche der Hub des Schließelements8 betätigt wird, wird damit ein Strömungsquerschnitt der Durchlassöffnung4 derart verändert, dass kontinuierlich eine bedarfsgerechte Einstellung der der Brennstoffzelle zugeführten Gasströmung erfolgt. - Die Dosiervorrichtung
1 zum Steuern eines gasförmigen Mediums weist somit den Vorteil auf, dass hierbei die Zuführung des ersten gasförmigen Mediums und die Zudosierung von Wasserstoff in den Anodenbereich der Brennstoffzelle mittels elektronisch gesteuerten Anpassung des Strömungsquerschnitts der Durchlassöffnung4 bei gleichzeitiger Regelung des Anodendrucks wesentlich exakter erfolgen kann. Hierdurch werden die Betriebssicherheit und Dauerhaltbarkeit der angeschlossenen Brennstoffzelle deutlich verbessert, da Wasserstoff immer in einem überstöchiometrischen Anteil zugeführt wird. Zudem können auch Folgeschäden, wie zum Beispiel Beschädigungen eines nachgeordneten Katalysators, verhindert werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- US 4610080 A [0003]
Claims (12)
- Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Ventilkörper (2), in welchem ein Hohlraum (3) ausgebildet ist, wobei in dem Hohlraum (3) eine hubbewegliche Magnetankervorrichtung (5) angeordnet ist, und mit einer Magneteinrichtung (7), durch welche eine Magnetkraft auf die Magnetankervorrichtung (5) erzeugbar und die Magnetankervorrichtung (5) hubbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) eine Hülse (21) umfasst, wobei die Hülse (21) die Magneteinrichtung (7) gegen den Hohlraum (3) abdichtet und wobei die Hülse (21) einen ersten Hülsenteil (211) und einen zweiten Hülsenteil (212) umfasst.
- Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenteil (211) und das zweite Hülsenteil (212) aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind. - Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenteil (211) aus einem magnetischen Werkstoff, beispielsweise einem ferritischen Stahl, hergestellt ist. - Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hülsenteil (212) aus einem schwach magnetischen Werkstoff, beispielsweise Edelstahl, hergestellt ist.
- Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenteil (211) und das zweite Hülsenteil (212) formschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine Schweißnaht.
- Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenteil (211) einen in dem Hohlraum (3) angeordneten Pol (22) umgibt.
- Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetankervorrichtung (5) eine Magnetankernadel (51) und einen Magnetanker (52) umfasst.
- Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetankernadel (5) mit einem Dichtelement (8) zum Öffnen und Schließen mindestens einer Durchlassöffnung (4) zusammenwirkt. - Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach
Anspruch 7 oder8 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Wandabschnitt (10) des Düsenkörpers (2) und der Magnetankernadel (5) eine Feder (6) angeordnet ist und die Feder (6) die Magnetankernadel (5) in Richtung des Dichtelements (8) federbeaufschlagt. - Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (10) des Düsenkörpers (2) eine Vertiefung (11) umfasst, wodurch der Wandabschnitt (10) durch eine Krafteinwirkung von außen in axialer Richtung (34) derart verformbar ist, dass die Vorspannkraft der Feder (6) einstellbar ist. - Dosiervorrichtung (1) zum Steuern eines gasförmigen Mediums nach einem der
Ansprüche 7 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hülsenteil (212) zumindest teilweise den Magnetanker (52) umgibt. - Brennstoffzellenanordnung mit einer Dosiervorrichtung (1) zum Steuern einer Wasserstoffzufuhr zu einer Brennstoffzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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NL1002330C2 (nl) * | 1996-02-13 | 1997-08-14 | Gentec Bv | Gasafsluiter. |
DE102008040550A1 (de) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundbauteils, insbesondere für ein elektromagnetisches Ventil |
DE102010043614A1 (de) * | 2010-11-09 | 2012-05-10 | Robert Bosch Gmbh | Proportionalventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums sowie zugehöriges Betriebsverfahren |
JP5857952B2 (ja) * | 2012-12-26 | 2016-02-10 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
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