DE102018101437A1 - Valve device designed for guiding air and / or cooling liquid of a fuel cell assembly, fuel cell assembly and fuel cell drive with such a valve device - Google Patents
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Abstract
Ventilvorrichtung, insbesondere ein Drosselventil, ausgebildet zur Führung von Luft und/oder Kühlflüssigkeit einer Brennstoffzellenanordnung, aufweisend ein erstes Kunststoffgehäuseteil mit einem ersten Kanal, und ein zweites Kunststoffgehäuseteil mit einem zweiten Kanal, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal entlang einer Längsachse angeordnet sind und einen Durchflussdurchgang entlang der Längsachse ausbilden, wobei an dem ersten Kunststoffgehäuseteil ein erstes Drosselelement und an dem zweiten Kunststoffgehäuseteil ein zweites Drosselelement im Durchflussdurchgang angeordnet sind, und wobei das erste Kunststoffgehäuseteil und das zweite Kunststoffgehäuseteil ineinander steckbar und quer zur Längsachse gegeneinander verdrehbar sind und dadurch die Position des ersten Drosselelements und des zweiten Drosselelements zueinander veränderbar ist, so dass der Durchfluss eines Mediums durch den Durchflussdurchgang durch eine Kombination des ersten Drosselelements und des zweiten Drosselelements einstellbar ist. Valve device, in particular a throttle valve, adapted for guiding air and / or cooling liquid of a fuel cell assembly, comprising a first plastic housing part with a first channel, and a second plastic housing part with a second channel, wherein the first channel and the second channel are arranged along a longitudinal axis and form a flow passage along the longitudinal axis, wherein on the first plastic housing part, a first throttle element and the second plastic housing part, a second throttle element are arranged in the flow passage, and wherein the first plastic housing part and the second plastic housing part plugged into each other and are transversely to the longitudinal axis against each other and thereby rotate the position of the first throttle element and the second throttle element is mutually variable, so that the flow of a medium through the flow passage through a combination of the first throttle element and the second throttle element is adjustable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung ausgebildet zur Führung von Luft und/oder Kühlflüssigkeit einer Brennstoffzellenanordnung, eine Brennstoffzellenanordnung, einen Brennstoffzellenantrieb mit einer solchen Ventilvorrichtung, sowie ein Verfahren zum Verstellen der Ventilvorrichtung zum bevorzugten Einsatz in Medienführungen im Fahrzeug, insbesondere bei Brennstoffzellen in Kühlwasserkreisläufen.The present invention relates to a valve device designed to guide the air and / or coolant of a fuel cell assembly, a fuel cell assembly, a fuel cell drive with such a valve device, and a method for adjusting the valve device for preferred use in media guides in the vehicle, especially in fuel cells in cooling water circuits.
Kühlwasserkreisläufe in Brennstoffzellensystemen werden oftmals mit nicht regelbaren elektrischen Pumpen versehen. Aufgrund komplex verzweigter, mehrere unterschiedliche Komponenten gleichzeitig mit Kühlmittel durchflossener Kühlkreisläufe und variabler Betriebszustände ist eine Einstellbarkeit von Durchflusswerten in verschiedenen Abzweigungen oftmals wünschenswert.Cooling water circuits in fuel cell systems are often provided with non-controllable electric pumps. Due to complexly branched cooling circuits and variable operating states flowing through several different components simultaneously with coolant, adjustability of flow values in different branches is often desirable.
Der Stand der Technik verwendet durchflussbegrenzenden Ventile, meist in Form fester Drosseln, wie beispielsweise Blenden, die in den Kühlkreislauf eingesetzt werden und sich nicht oder nur mit sehr großem Aufwand einstellen lassen, um den Durchfluss zu variieren. Eine feine Justierung im laufenden Betrieb ist nicht möglich. Ebenso können bauartbedingte Abweichungen nicht nachträglich korrigiert werden. Andere verwendete Drosseln sind z.B. ein Kugelhahn, der in einem Rohrsystem des Kühlkreislaufs eingesetzt wird. Der Kugelhahn erfordert aufgrund seiner Größe und seines Gewichts eine konventionelle, geschraubte Befestigung mit dem Kühlkreislauf. Ein solcher Kugelhahn ist aus Metall geformt und muss im Einsatz isoliert und geerdet sein, um einen elektrischen Stromfluss zu unterbinden bzw. kontrolliert abzuleiten.The prior art uses flow-limiting valves, usually in the form of fixed restrictors, such as orifices, which are used in the cooling circuit and can not be set or only with great effort to vary the flow. A fine adjustment during operation is not possible. Likewise, design-related deviations can not be subsequently corrected. Other throttles used are e.g. a ball valve, which is used in a pipe system of the cooling circuit. Due to its size and weight, the ball valve requires a conventional bolted attachment to the cooling circuit. Such a ball valve is formed of metal and must be insulated in use and grounded to prevent electrical current flow or controlled to dissipate.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fein einstellbare und leichte Ventilvorrichtung ausgebildet zur Führung von Luft und/oder Kühlflüssigkeit einer Brennstoffzellenanordnung.It is therefore an object of the present invention to provide a finely adjustable and lightweight valve device designed to guide the air and / or coolant of a fuel cell assembly.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments emerge from the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Ventilvorrichtung, insbesondere ein Drosselventil, die zur Führung von Luft und/oder Kühlflüssigkeit einer Brennstoffzellenanordnung ausgebildet ist, weist ein erstes Kunststoffgehäuseteil mit einem ersten Kanal und ein zweites Kunststoffgehäuseteil mit einem zweiten Kanal auf. Der erste Kanal und der zweite Kanal sind entlang einer Längsachse angeordnet und bilden einen Durchflussdurchgang entlang der Längsachse aus. An dem ersten Kunststoffgehäuseteil ist ein erstes Drosselelement und an dem zweiten Kunststoffgehäuseteil ist ein zweites Drosselelement im Durchflussdurchgang angeordnet. Das erste Kunststoffgehäuseteil und das zweite Kunststoffgehäuseteil sind ineinander steckbar und quer zur Längsachse gegeneinander verdrehbar. Dadurch kann die Position des ersten Drosselelements und des zweiten Drosselelements zueinander verdreht werden, so dass der Durchfluss eines Mediums durch den Durchflussdurchgang durch Kombination des ersten Drosselelements und des zweiten Drosselelements einstellbar ist.A valve device according to the invention, in particular a throttle valve, which is designed to guide air and / or cooling liquid of a fuel cell assembly, has a first plastic housing part with a first channel and a second plastic housing part with a second channel. The first channel and the second channel are arranged along a longitudinal axis and form a flow passage along the longitudinal axis. On the first plastic housing part is a first throttle element and on the second plastic housing part, a second throttle element is arranged in the flow passage. The first plastic housing part and the second plastic housing part are plugged into each other and transversely to the longitudinal axis against each other rotatable. Thereby, the position of the first throttle element and the second throttle element can be rotated to each other, so that the flow of a medium through the flow passage by combination of the first throttle element and the second throttle element is adjustable.
Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung weist ein geringes Gesamtgewicht auf und der Durchfluss durch die Ventilvorrichtung kann besonders einfach durch Verdrehen der beiden Kunststoffgehäuseteile und damit der beiden Drosselelemente gegeneinander eingestellt werden.The valve device according to the invention has a low total weight and the flow through the valve device can be particularly easily adjusted by turning the two plastic housing parts and thus the two throttle elements against each other.
Das erste Drosselelement und das zweite Drosselelement können so in dem Durchflussdurchgang angeordnet sein, dass sie in axialer Richtung aneinander anliegen. Die Drosselung des Durchflusses eines Mediums erfolgt durch die beiden Drosselelemente, wobei die Drosselelemente in Kombination miteinander den Durchflussdurchgang öffnen, teilweise öffnen oder verschließen können.The first throttle element and the second throttle element may be arranged in the flow passage so as to abut each other in the axial direction. The throttling of the flow of a medium takes place through the two throttle elements, wherein the throttle elements in combination with each other open the flow passage, partially open or close.
Das Zusammenführen beider Kunststoffgehäuseteile durch Ineinanderstecken ergibt eine einfache Ausrichtung beider Kunststoffgehäuseteile zueinander, wobei eines der beiden Kunststoffgehäuseteile als Führung für das andere Kunststoffgehäuseteil dient.Merging the two plastic housing parts by nesting results in a simple alignment of the two plastic housing parts to each other, wherein one of the two plastic housing parts serves as a guide for the other plastic housing part.
Das erste Kunststoffgehäuseteil kann als Einlassstutzen oder als Auslassstutzen ausgebildet sein. Gleiches gilt auch für das zweite Kunststoffgehäuseteil. Die Kunststoffgehäuseteile können dabei insbesondere rohrförmig ausgebildet sein. Die in den Kunststoffgehäuseteilen ausgebildeten Kanäle können einen runden, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.The first plastic housing part may be formed as an inlet nozzle or as an outlet. The same applies to the second plastic housing part. The plastic housing parts may be formed in particular tubular. The channels formed in the plastic housing parts may have a round, in particular a circular cross-section.
Die Ventilvorrichtung ist vorteilhafterweise so ausgebildet, dass sie direkt in eine flexible Schlauchleitung, insbesondere in eine Niederdruck-Schlauchleitung für gasförmige und flüssige Medien, insbesondere Kühlflüssigkeit oder Luft, montierbar ist. Durch Ausbildung mit Kunststoff ist sie besonders leicht und benötigt keine separaten Fixierungselemente für die Fixierung der Gehäuseteile gegeneinander, wie Schrauben oder Muffen, was das Gewicht zusätzlich verringert.The valve device is advantageously designed so that it can be mounted directly in a flexible hose line, in particular in a low-pressure hose line for gaseous and liquid media, in particular cooling liquid or air. By training with plastic, it is particularly easy and does not require separate fixing elements for fixing the housing parts against each other, such as screws or sleeves, which additionally reduces the weight.
Die Ventilvorrichtung kann ein Halteelement aufweisen. Das Halteelement kann eine Halteklammer sein, die so ausgebildet ist, dass sie das erste Kunststoffgehäuseteil und das zweite Kunststoffgehäuseteil wenigstens teilweise umfasst und durch äußeres Aufstecken auf beide Kunststoffgehäuseteile quer zur Längsrichtung die Kunststoffgehäuseteile miteinander verbindet und gegeneinander hält. Das Halteelement stellt eine konstruktiv einfache Lösung dar und ermöglicht ein schnelles Lösen bzw. Verbinden der Kunststoffgehäuseteile. Die Halteklammer kann insbesondere einen Teilumfangsbereich der Kunststoffgehäuseteile von 200 bis 250 Grad, besonders einen Teilumfangsbereich von 220 bis 240 Grad umschließen. Das Halteelement kann insbesondere einen u-förmigen in einer Ebene quer zur Längsachse gesehenen Querschnitt aufweisen.The valve device may comprise a holding element. The retaining element may be a retaining clip, which is formed so as to at least partially surround the first plastic housing part and the second plastic housing part and through outer plugging on both plastic housing parts transverse to the longitudinal direction, the plastic housing parts together and holds against each other. The holding element is a structurally simple solution and allows a quick release or connecting the plastic housing parts. In particular, the retaining clip can enclose a partial circumferential region of the plastic housing parts of 200 to 250 degrees, in particular a partial circumferential region of 220 to 240 degrees. The holding element may in particular have a U-shaped cross-section seen in a plane transverse to the longitudinal axis.
Das Halteelement weist gemäß einer Ausführungsform eine 3-Punkt-Auflage auf, mit der die beiden Kunststoffgehäuseteile an drei Punkten miteinander befestigt sind. Das Halteelement liegt dabei an drei radial verteilten Flächen mit exzentrischen Mittelpunkten tangential an den ineinander gesteckten Kunststoffgehäuseteilen an. Die 3-Punkt-Auflage ermöglicht eine zu den Kunststoffgehäuseteilen gerichtete Federspannung, wodurch das Halteelement fest auf den Kunststoffgehäuseteilen sitzt. Zum Ausgleich von Toleranzabweichungen der beiden Kunststoffgehäuseteile kann ein Innenmaß des Halteelements größer als ein Nennmaß bzw. Außenmaß der Kunststoffgehäuseteile sein.The holding element has, according to one embodiment, a 3-point support with which the two plastic housing parts are fastened together at three points. The holding element is located on three radially distributed surfaces with eccentric centers tangent to the nested plastic housing parts. The 3-point support allows directed to the plastic housing parts spring tension, whereby the holding element sits firmly on the plastic housing parts. To compensate for tolerance deviations of the two plastic housing parts, an internal dimension of the holding element can be greater than a nominal dimension or external dimension of the plastic housing parts.
Das Halteelement kann so ausgebildet sein, dass es eine Position des ersten Kunststoffgehäuseteils zum zweiten Kunststoffgehäuseteil und damit die Position des ersten Drosselelements zum zweiten Drosselelement sichert. The holding element can be designed such that it ensures a position of the first plastic housing part to the second plastic housing part and thus the position of the first throttle element to the second throttle element.
Ferner kann die Ventilvorrichtung ein drittes Drosselelement aufweisen, das zwischen dem ersten Drosselelement und dem zweiten Drosselelement angeordnet ist. Das dritte Drosselelement kann dabei verdrehbar an einem der Kunststoffgehäuseteile angeordnet sein, so dass das erste, das zweite und das dritte Drosselelement in Kombination miteinander den Durchfluss des Mediums durch den Durchflussdurchgang einstellen. Ferner kann das dritte Drosselelement relativ zum ersten bzw. zweiten Drosselelement verdrehbar ausgebildet sein. Bei der Verwendung von drei Drosselelementen ergibt sich ein größerer Durchflussdurchgang, denn die einzelnen Drosselelemente können filigraner ausgebildet sein als bei zwei Drosselelementen. In maximaler Öffnungsposition der Ventilvorrichtung liegen die Drosselelemente in Durchflussrichtung fluchtend übereinander, so dass ein größerer Durchflussdurchgang ermöglicht wird. Es können auch weitere Drosselelemente eingesetzt werden.Furthermore, the valve device may have a third throttle element which is arranged between the first throttle element and the second throttle element. The third throttle element may be rotatably arranged on one of the plastic housing parts, so that the first, the second and the third throttle element in combination with each other set the flow of the medium through the flow passage. Further, the third throttle element may be formed rotatable relative to the first and second throttle element. When using three throttle elements results in a larger flow passage, because the individual throttle elements can be made filigree than two throttle elements. In the maximum opening position of the valve device, the throttle elements in the flow direction are aligned one above the other, so that a larger flow passage is made possible. It can also be used more throttle elements.
In einer Ausführungsform ist in wenigstens einem der ersten und/oder zweiten Kunststoffgehäuseteile wenigstens ein Mitnehmer ausgebildet. Der Mitnehmer oder die Mitnehmer sind so ausgebildet, dass bei Verdrehen des ersten und/oder zweiten Kunststoffgehäuseteils das dritte Drosselelement mitnehmbar ist und relativ zum ersten und/oder zweiten Kunststoffgehäuseteil verdrehbar ist.In one embodiment, at least one driver is formed in at least one of the first and / or second plastic housing parts. The driver or the driver are designed so that upon rotation of the first and / or second plastic housing part, the third throttle element is entrainable and is rotatable relative to the first and / or second plastic housing part.
Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform ein erster Mitnehmer als ein an dem ersten Kunststoffgehäuseteil sich in Richtung des zweiten Kunststoffgehäuseteils erstreckender erster Anschlagzapfen ausgebildet, und/oder ein zweiter Mitnehmer kann als ein an dem zweiten Kunststoffgehäuseteil sich in Richtung des ersten Kunststoffgehäuseteils erstreckender zweiter Anschlagzapfen ausgebildet. Wenigstens einer der Anschlagzapfen kann mit einer an einer Außenwand des dritten Drosselelements eingebrachten Aussparung im Eingriff sein, und beim Verdrehen der Kunststoffgehäuseteile zueinander die Drehbewegung auf das dritte Drosselelement übertragen und mitdrehen. Dadurch ist gewährleistet, dass das dritte Drosselelement allein durch Bewegung der Kunststoffgehäuseteile zueinander verstellbar ist.In particular, according to one embodiment, a first driver is designed as a first stop pin extending on the first plastic housing part in the direction of the second plastic housing part, and / or a second driver can be designed as a second stop pin extending on the second plastic housing part in the direction of the first plastic housing part. At least one of the stop pins can be engaged with a recess formed on an outer wall of the third throttle element, and when the plastic housing parts are rotated relative to one another, the rotational movement is transmitted to the third throttle element and rotated. This ensures that the third throttle element is adjustable to each other solely by movement of the plastic housing parts.
Wenigstens eines der Drosselelemente kann scheibenförmig ausgebildet sein. Daraus ergibt sich eine flache Bauweise der Drosselelemente und somit eine kompakte Ventilvorrichtung.At least one of the throttle elements may be disc-shaped. This results in a flat design of the throttle elements and thus a compact valve device.
Wenigstens eines der Drosselelemente kann wenigstens ein, insbesondere zwei oder mehr, Blendenelemente aufweisen. Der oder die Blendenelemente können so ausgebildet sein, dass durch Verdrehen der Kunststoffgehäuseteile zueinander, ein Querschnitt des Durchfluss-Durchgangs veränderbar und dadurch der Durchfluss eines Mediums einstellbar ist. Das Drosselelement ist dabei so ausgebildet, dass es einen äußeren und einen inneren Ring aufweist, die durch wenigstens eine oder mehrere Blendenelemente miteinander verbunden sind. Die Blendenelemente können jeweils eine Gestalt eines Kreissektors auf. Ein Durchbruch zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring ist als Durchflussdurchgang ausgebildet. Der äußere Ring kann ein separat ausgebildeter Ring sein oder das Kunststoffgehäuseteil selbst sein. Weitere mögliche Ausbildungen des Blendenelements können fächerförmig, quadratisch oder auch strebenförmig sein.At least one of the throttle elements may have at least one, in particular two or more, diaphragm elements. The one or more diaphragm elements may be formed so that by rotating the plastic housing parts to each other, a cross section of the flow passage can be changed and thereby the flow of a medium is adjustable. The throttle element is designed so that it has an outer and an inner ring, which are interconnected by at least one or more aperture elements. The diaphragm elements can each have a shape of a circular sector. A breakthrough between the outer ring and the inner ring is formed as a flow passage. The outer ring may be a separately formed ring or the plastic housing part itself. Other possible embodiments of the diaphragm element may be fan-shaped, square or striven.
Bei mehreren Blendenelementen, insbesondere Kreissektoren, können alle den gleichen Mittelpunkt aufweisen, wobei die Blendenelemente sternförmig um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet sein können. Eine Anzahl n von Blendenelementen pro Drosselelement beträgt mindestens n=1 und kann ein Vielfaches von n betragen. Beim Verdrehen der Drosselelemente zueinander wird durch eine Auslenkung von Blendenelementen ein Durchflussdurchgang reduziert oder vergrößert und damit eine Strömungsgeschwindigkeit des Mediums beeinflusst. Eine maximal erzielbare Fläche der Querschnittsverengung ergibt sich aus der Formel
Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Kunststoffgehäuseteil und/oder das zweite Kunststoffgehäuseteil eine Positionsanzeige auf einer Außenfläche des entsprechenden Kunststoffgehäuseteils auf. Die Positionsanzeige ermöglicht eine Kennzeichnung einer Verdrehung zueinander gleichbedeutend mit einem eingestellten Durchfluss. Dies ergibt eine einfache Kennzeichnung der Durchflussdurchgangseinstellung.According to one embodiment, the first plastic housing part and / or the second plastic housing part has a position indicator on an outer surface of the corresponding plastic housing part. The position indicator allows a labeling of a rotation to each other synonymous with a set flow. This gives a simple indication of the flow passage setting.
Die Positionsanzeige kann eine um einen Teilbereich der Außenfläche angeordnete, bogenförmige, mit mehreren Indikatoren versehene Skala sein. Das Halteelement kann dafür an einer in axialer Richtung zum zweiten oder zum ersten Kunststoffgehäuseteil weisenden Seite einen Rastvorsprung aufweisen, der dazu ausgebildet ist, mit der Skala im Eingriff zu stehen und eine Verdrehung der Kunststoffgehäuseteile zueinander zu sichern. Die Skala kann insbesondere als Zahnskala mit zahnförmigen Erhebungen als Indikatoren ausgebildet sein, in der der Rastvorsprung des Halteelements sicher eingreifen kann. Mittels dieser formschlüssigen Verbindung kann ein ungewolltes und/oder selbständiges Verstellen der Kunststoffgehäuseteile zusätzlich oder alleine zueinander vermieden werden.The position indicator may be an arcuate, multi-indicator scale disposed about a portion of the outer surface. For this purpose, the holding element can have a latching projection on a side pointing in the axial direction to the second or the first plastic housing part, which is designed to engage with the scale and to secure a rotation of the plastic housing parts relative to one another. The scale can be designed in particular as a tooth scale with tooth-shaped elevations as indicators in which the latching projection of the retaining element can engage securely. By means of this positive connection, an unwanted and / or independent adjustment of the plastic housing parts in addition to or alone to each other can be avoided.
Das erste Kunststoffgehäuseteil und das zweite Kunststoffgehäuseteil können so ausgebildet sein, dass das erste Kunststoffgehäuseteil oder das zweite Kunststoffgehäuseteil radial im zweiten bzw. im ersten Kunststoffgehäuseteil führbar ist. Dies ist eine kostengünstige Möglichkeit eine Führung bereitzustellen, denn es werden keine zusätzlichen Führungen benötigt.The first plastic housing part and the second plastic housing part may be formed so that the first plastic housing part or the second plastic housing part can be guided radially in the second or in the first plastic housing part. This is a cost effective way to provide guidance because no additional guides are needed.
Das erste Kunststoffgehäuseteil und/oder das zweite Kunststoffgehäuseteil weisen vorzugsweise eine auf einer Außenseite des entsprechenden Kunststoffgehäuseteils in Umfangsrichtung angeordnete Werkzeugeingrifffläche auf. Die Werkzeugeingrifffläche kann insbesondere zwei, drei, vier, sechs oder mehr radial um den Umfang des Kunststoffgehäuseteils verteilte Flächen aufweisen. Die Werkzeugeingrifffläche kann so ausgebildet sein, dass ein herkömmlicher Maulschlüssel als Eingriffselement verwendet werden kann.The first plastic housing part and / or the second plastic housing part preferably have a tool engagement surface arranged on an outer side of the corresponding plastic housing part in the circumferential direction. The tool engagement surface may in particular have two, three, four, six or more surfaces distributed radially around the circumference of the plastic housing part. The tool engagement surface may be configured such that a conventional open-end wrench may be used as the engagement member.
Des Weiteren weist die Ventilvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ein Dichtungselement auf. Das Dichtungselement kann zwischen dem ersten Kunststoffgehäuseteil und dem zweiten Kunststoffgehäuseteil angeordnet und insbesondere als Dichtungsring ausgeführt sein. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Abdichtung der Kunststoffgehäuseteile zueinander, so dass das Medium an einem Austritt zwischen den Kunststoffgehäuseteilen gehindert wird.Furthermore, the valve device according to one embodiment has a sealing element. The sealing element can be arranged between the first plastic housing part and the second plastic housing part and in particular be designed as a sealing ring. This allows an advantageous sealing of the plastic housing parts to each other, so that the medium is prevented at an exit between the plastic housing parts.
Das erste und/oder das zweite Kunststoffgehäuseteil, ebenso wie das Halteelement, die Drosselelemente, also alle der Ventilvorrichtung zugehörigen Komponenten, sind durch ein 3D-Druckverfahren herstellbar. Auf diese Weise können die Komponenten schnell und kostengünstig hergestellt werden.The first and / or the second plastic housing part, as well as the holding element, the throttle elements, so all the valve device associated components can be produced by a 3D printing process. In this way, the components can be produced quickly and inexpensively.
Das erste und/oder das zweite Drosselelement ist gemäß einer Ausführungsform integral mit dem entsprechenden Kunststoffgehäuseteil ausgeformt sein. Dies ergibt eine Reduzierung der beweglichen Teile in der Ventilvorrichtung und erhöht die Verlässlichkeit der Ventilvorrichtung.The first and / or the second throttle element is, according to one embodiment, integrally formed with the corresponding plastic housing part. This results in a reduction of the moving parts in the valve device and increases the reliability of the valve device.
Eine weitere Möglichkeit der Verstellung des Durchflusses stellt der Einsatz eines elektrischen, mechanischen oder pneumatischen Aktuators dar, der die beiden Kunststoffgehäuseteile automatisch zueinander verdreht und damit den Durchfluss des Mediums durch die Ventilvorrichtung einstellt.Another possibility of adjusting the flow is the use of an electrical, mechanical or pneumatic actuator, which automatically rotates the two plastic housing parts to each other and thus adjusts the flow of the medium through the valve device.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Brennstoffzellenanordnung mit einer Medienführung für Luft und/oder Kühlflüssigkeit und einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung.The invention also relates to a fuel cell arrangement with a media guide for air and / or coolant and a valve device according to the invention.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Brennstoffzellenantrieb eines Fahrzeugs aufweisend eine erfindungsgemäße Brennstoffzellenanordnung.The invention likewise relates to a fuel cell drive of a vehicle having a fuel cell arrangement according to the invention.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verstellen einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung. Dazu werden das erste und das zweite Kunststoffgehäuseteil zueinander verdreht, wodurch auch das erste Drosselelement und das zweite Drosselelement zueinander verdreht werden, so dass eine Öffnungsgröße des Durchflussdurchgangs eingestellt ist.The invention further relates to a method for adjusting a valve device according to the invention. For this purpose, the first and the second plastic housing part are rotated relative to each other, whereby the first throttle element and the second throttle element are rotated to each other, so that an opening size of the flow passage is set.
Diese Position des ersten und des zweiten Kunststoffgehäuseteils zueinander kann durch ein Halteelement fixiert werden, welches auf die beiden Kunststoffgehäuseteile aufgesetzt wird und somit die Positionierung der Drosselelemente zueinander festsetzt.This position of the first and the second plastic housing part to one another can be fixed by a holding element, which is placed on the two plastic housing parts and thus fixes the positioning of the throttle elements to each other.
Die Vorteile und Ausführungsformen der Ventilvorrichtung gelten in gleicher Weise auch für die Brennstoffzellenanordnung, für den Brennstoffzellenantrieb und für das Verfahren zum Verstellen und Fixieren der Ventilvorrichtung. Um Wiederholungen zu vermeiden werden diese nicht noch einmal aufgeführt.The advantages and embodiments of the valve device apply in the same way also for the fuel cell arrangement, for the fuel cell drive and for the method for adjusting and fixing the valve device. To repetitions To avoid these are not listed again.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the enclosed figures:
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ventilvorrichtung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;1 shows a schematic perspective view of a valve device, according to an embodiment of the present invention; -
2 zeigt eine Sicht entlang einer Achse A auf die Ventilvorrichtung gemäß1 ;2 shows a view along an axis A on the valve device according to1 ; -
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht mit einem Ausschnitt eines ersten Kunststoffgehäuseteils der Ventilvorrichtung gemäß1 ;3 shows a schematic perspective view with a section of a first plastic housing part of the valve device according to1 ; -
4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht mit einem Ausschnitt eines zweiten Kunststoffgehäuseteils der Ventilvorrichtung gemäß1 ;4 shows a schematic perspective view with a section of a second plastic housing part of the valve device according to1 ; -
5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Drosselelement der Ventilvorrichtung gemäß1 ;5 shows a schematic perspective view of a throttle element of the valve device according to1 ; -
6 zeigt in vier Teilfiguren verschiedene Ansichten eines Halteelements der Ventilvorrichtung gemäß1 .6a) zeigt eine schematisch perspektivische Ansicht des Halteelements,6b) zeigt eine Frontansicht des Halteelements,6c ) zeigt eine Schnittansicht des Halteelements in Frontansicht, und6d ) zeigt eine Sicht eines Innenmaßes des Halteelements;6 shows in four sub-figures different views of a holding element of the valve device according to1 ,6a) shows a schematic perspective view of the holding element,6b) shows a front view of the retaining element,6c ) shows a sectional view of the holding element in front view, and6d ) shows a view of an inner dimension of the holding member; -
7 zeigt in einer7a) eine Schnittansicht der Ventilvorrichtung gemäß1 , und in einer7b) eine Explosionsansicht der Ventilvorrichtung gemäß1 ;7 shows in one7a) a sectional view of the valve device according to1 , and in one7b) an exploded view of the valve device according to1 ; -
8 zeigt in drei Teilfiguren eine Verstellung eines Durchflussdurchgangs der Ventilvorrichtung gemäß1 .8a) zeigt die Ventilvorrichtung in einer maximalen Öffnungsposition mit voll geöffnetem Durchflussdurchgang,8b) zeigt die Ventilvorrichtung in halb geöffneter Position mit halb geöffneten Durchflussdurchgang, und8c ) zeigt die Ventilvorrichtung in geschlossener Position mit geschlossenem Durchflussdurchgang.8th shows in three sub-figures an adjustment of a flow passage of the valve device according to1 ,8a) shows the valve device in a maximum open position with fully open flow passage,8b) shows the valve device in the half-open position with half-open flow passage, and8c ) shows the valve device in closed position with closed flow passage.
Der zweite Kunststoffgehäuseteil
Das zweite Kunststoffgehäuseteil
Das erste Kunststoffgehäuseteil
Das erste Kunststoffgehäuseteil
Die Ventilvorrichtung
An dem stromaufwärts seitigen Ende des ersten Kunststoffgehäuseteils
Das erste Kunststoffgehäuseteil
Von einer Innenfläche
Wenn das erste Kunststoffgehäuseteil
Von einem radial äußeren Bereich der Dichtungsanschlagsfläche
Die erste Radialführung
An einer radial nach außen weisenden Außenseite
Eine Innenseite
In
In
Der Verdrehwinkel der Kunststoffgehäuseteile
Die Verdrehung der Kunststoffgehäuseteile
Um den Durchflussdurchgang
Claims (20)
Priority Applications (1)
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DE102018101437.6A DE102018101437A1 (en) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | Valve device designed for guiding air and / or cooling liquid of a fuel cell assembly, fuel cell assembly and fuel cell drive with such a valve device |
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2018
- 2018-01-23 DE DE102018101437.6A patent/DE102018101437A1/en active Pending
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