DE102021115182A1 - Luftsteuerventil für brennstoffzellenfahrzeug - Google Patents

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Sang Woo Kim
Ju Yong Lee
Byeong Seung LEE
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Kia Corp
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
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Abstract

Ein Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug umfasst: ein Ventilgehäuse, das mit Luftströmungswegen ausgebildet ist; Ventilelemente, die konfiguriert sind, um die Luftströmungswege selektiv zu öffnen oder zu schließen; und eine Antriebseinheit, die konfiguriert ist, um die Ventilelemente geradlinig zu betätigen, so dass sich die Ventilelemente geradlinig von einer ersten Position, in der die Luftströmungswege geschlossen sind, zu einer zweiten Position, in der die Luftströmungswege geöffnet sind, bewegen, so dass es möglich ist, zu erhalten ein vorteilhafter Effekt der Verbesserung der Dichtungsleistung und der Verbesserung der Stabilität und Zuverlässigkeit.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug, welches dazu in der Lage ist, die Abdichtleistung zu verbessern und eine Verschlechterung eines Brennstoffzellenstapels zu verhindern.
  • Hintergrund
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, und müssen nicht Stand der Technik darstellen.
  • Ein Brennstoffzellensystem bezeichnet ein System, welches durch eine chemische Reaktion von kontinuierlich zugeführtem Brennstoff elektrische Energie kontinuierlich erzeugt. Das Brennstoffzellensystem als eine Alternative, welche zur Lösung globaler Umweltprobleme imstande ist, wird konsequent erforscht und entwickelt.
  • Basierend auf den Arten von Elektrolyten, welche für das Brennstoffzellensystem verwendet werden, kann das Brennstoffzellensystem in eine Phosphorsäurebrennstoffzelle (PAFC), eine Schmelzkarbonatbrennstoffzelle (MCFC), eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC), eine Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle (PEMFC), eine alkalische Brennstoffzelle (AFC), eine Direktmethanolbrennstoffzelle (DMFC) und dergleichen eingeteilt werden. Basierend auf Betriebstemperaturen, Leistungsbereichen und dergleichen sowie Arten von genutztem Brennstoff können die Brennstoffzellensysteme auf verschiedene Anwendungsgebiete hinsichtlich mobiler Energieversorgung, Transport, dezentraler Energieerzeugung und dergleichen angewendet werden. Unter den Brennstoffzellen wird die Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle auf dem Gebiet eines Wasserstofffahrzeugs (Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug) verwendet, welches entwickelt wird, um einen Verbrennungsmotor zu ersetzen.
  • Das Wasserstofffahrzeug weist einen Brennstoffzellenstapel auf, welcher Elektrizität durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff O2 erzeugt. Das Wasserstofffahrzeug ist derart eingerichtet, dass es fährt, wenn ein Elektromotor durch von dem Brennstoffzellenstapel erzeugte Elektrizität betrieben wird.
  • Ferner ist das Wasserstofffahrzeug mit einem Luftsteuerventil versehen, welches dazu eingerichtet ist, die in den Brennstoffzellenstapel einzuführende Luft zu steuern und die aus dem Brennstoffzellenstapel ausgelassene Luft zu steuern.
  • Ein Ventilelement (Ventilplatte oder -scheibe) des Luftsteuerventils ist so in Betrieb, dass ein Luftströmungsweg geöffnet ist, während das Fahrzeug in Betrieb ist, und das Ventilelement ist so in Betrieb, dass der Luftströmungsweg geschlossen ist, wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist.
  • Es wurde durch die Anmelderin festgestellt, dass, wenn Luft in den Brennstoffzellenstapel eingeführt wird, während das Fahrzeug über einen langen Zeitraum nicht verwendet wird (z.B. das Fahrzeug über einen langen Zeitraum geparkt wird), der Brennstoffzellenstapel sich verschlechtert, was zu einer Verringerung der Leistungsfähigkeit des Brennstoffzellenstapels führt.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung (nachstehend auch kurz nur noch: Offenbarung) stellt ein Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug bereit, welches dazu in der Lage ist, die Abdichtleistung zu verbessern und eine Verschlechterung eines Brennstoffzellenstapels zu unterbinden.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde auch in dem Bestreben gemacht, die Abdichtleistung in einem Zustand zu verbessern, in dem ein Ventilelement einen Luftströmungsweg verschließt.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde auch in dem Bestreben gemacht, die Stabilität und Zuverlässigkeit zu verbessern.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde auch in dem Bestreben gemacht, eine Struktur zu vereinfachen und eine Vorrichtung zu miniaturisieren.
  • Die durch die Ausgestaltung(en) der vorliegenden Erfindung zu lösende Aufgabe ist nicht auf die oben genannten Aufgaben beschränkt, sondern umfasst auch Aufgaben oder Wirkungen, die aus den nachfolgend beschriebenen Lösungen oder Ausgestaltungen erkennbar sind.
  • In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Luftsteuerventil (z.B. Luftregelventil) für ein Brennstoffzellenfahrzeug auf: ein Ventilgehäuse, welches mit Luftströmungswegen ausgebildet ist, Ventilelemente, welche dazu eingerichtet sind, die Luftströmungswege selektiv bzw. wahlweise zu öffnen oder zu schließen, und eine Antriebseinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Ventilelemente geradlinig zu betätigen, so dass sich die Ventilelemente geradlinig aus einer ersten Position, an welcher die Luftströmungswege verschlossen sind, in eine zweite Position, an welcher die Luftströmungswege geöffnet sind, bewegen. Dies dient dazu, die Abdichtleistung des Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug zu verbessern und eine Verschlechterung des Brennstoffzellenstapels zu verhindern.
  • Das heißt, dass, wenn Luft in den Brennstoffzellenstapel aufgrund einer Verschlechterung der Abdichtleistung des Luftsteuerventils eingeführt wird, während das Brennstoffzellenfahrzeug über einen langen Zeitraum nicht verwendet wird, besteht ein Problem darin, dass sich der Brennstoffzellenstapel verschlechtert, was eine Verringerung der Leistungsfähigkeit des Brennstoffzellenstapels verursacht.
  • Im Stand der Technik öffnet oder schließt ein Ventilelement, welches zum Öffnen oder Schließen eines in einem Luftsteuerventil vorgesehenen Luftströmungswegs eingerichtet ist, den Luftströmungsweg, während es sich um eine Drehachse dreht. Als Ergebnis besteht ein Problem darin, dass es schwierig ist, eine auf das Ventilelement auszuübende Gesamtdruckkraft gleichmäßig auszubilden, wenn das Ventilelement den Luftströmungsweg schließt (Oberflächendruck, welcher das Ventilelement in Kontakt mit einer Wandfläche des Luftströmungswegs bringt, um den Luftströmungsweg zu verschließen). Insbesondere im Fall der Struktur, in der sich das Ventilelement um die Drehachse dreht, ist eine auf einen zweiten Abschnitt des Ventilelements, welcher von der Drehachse entfernt ist (ein Abschnitt, der weiter von der Drehachse entfernt ist als ein erster Abschnitt), niedriger als die Druckkraft, die auf den ersten Abschnitt des Ventilelements benachbart zu der Drehachse ausgeübt wird. Infolgedessen besteht ein Problem darin, dass sich die Abdichtleistung des Ventilelements verschlechtert.
  • Im Gegensatz dazu öffnet oder schließt das Ventilelement gemäß einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung den Luftströmungsweg, während es sich geradlinig bewegt. Infolgedessen ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung des gleichmäßigen Ausbildens und des ausreichenden Bereitstellens der auf das Ventilelement auszuübenden Druckkraft über das gesamte Ventilelement zu erzielen, wenn das Ventilelement den Luftströmungsweg verschließt, wodurch die Abdichtleistung des Ventilelements verbessert wird und verhindert wird, dass Luft in den Brennstoffzellenstapel eingeführt wird, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug nicht verwendet wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung können die Luftströmungswege aufweisen: einen ersten Strömungsweg und einen zweiten Strömungsweg, welcher von dem ersten Strömungsweg getrennt ist, und die Ventilelemente können aufweisen: eine erste Ventilplatte (z.B. Ventilscheibe), welche dazu eingerichtet ist, um selektiv den ersten Strömungsweg zu öffnen oder zu verschließen, indem sie von der Antriebseinheit geradlinig bewegt wird, und eine zweite Ventilplatte (z.B. Ventilscheibe), welche dazu eingerichtet ist, den zweiten Strömungsweg selektiv zu öffnen oder zu verschließen, indem sie von der Antriebseinheit geradlinig bewegt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann ein Bypass-Strömungsweg, welcher dazu eingerichtet ist, den ersten Strömungsweg und den zweiten Strömungsweg zu verbinden und zuzulassen, dass in den ersten Strömungsweg eingeführte Luft selektiv zu dem zweiten Strömungsweg strömt, in dem Ventilgehäuse vorgesehen sein.
  • Die Antriebseinheit kann verschiedene Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, das Ventilelement geradlinig aus der ersten Position in die zweite Position zu bewegen. Zum Beispiel kann die Antriebseinheit aufweisen: eine Antriebsquelle, die dazu eingerichtet ist, um Antriebsleistung bereitzustellen, und einen Leistungsumwandlungsteil, welcher mit dem Ventilelement verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistung der Antriebsquelle in die geradlinige Bewegung des Ventilelements umzuwandeln.
  • Der Leistungsumwandlungsteil kann verschiedene Strukturen aufweisen, die in der Lage sind, die Antriebsleistung der Antriebsquelle in die geradlinige Bewegung des Ventilelements umzuwandeln.
  • Zum Beispiel kann der Leistungsumwandlungsteil aufweisen: ein erstes Getriebeelement (z.B. ein Ritzel), welches dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle gedreht zu werden, und ein zweites Getriebeelement (z.B. eine Zahnstange), welches mit dem Ventilelement so verbunden ist, dass es mit dem ersten Getriebeelement in Eingriff steht, und dazu eingerichtet ist, das Ventilelement zu bewegen, indem es durch die Drehung des ersten Getriebeelements geradlinig bewegt wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug aufweisen: ein Antriebsrad (z.B. Antriebszahnrad), welches dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle gedreht zu werden, und kann der Leistungsumwandlungsteil in Verbindung mit dem Antriebsrad betrieben werden.
  • Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann der Leistungsumwandlungsteil in dem Bypass-Strömungsweg vorgesehen sein.
  • Wie oben beschrieben, ist es in den beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung nicht notwendig, zusätzlich einen Raum zum Anordnen des Leistungsumwandlungsteils bereitzustellen, da der Leistungsumwandlungsteil in dem Bypass-Strömungsweg angeordnet ist, welcher bereits dazu bereitgestellt ist, um ein selektives Strömen der Luft zu ermöglichen, Leistungsumwandlungsteil, und infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt der Vereinfachung des Aufbaus und des Beitragens zur Miniaturisierung der Vorrichtung zu erzielen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug ein Stützelement aufweisen, welches in dem Ventilgehäuse vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, die geradlinige Bewegung des zweiten Getriebeelements relativ zum Ventilgehäuse zu stützen.
  • Wie oben beschrieben, da die geradlinige Bewegung des zweiten Getriebeelements durch das Stützelement gestützt wird, ist es in den beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt der Minimierung von Vibrationen und des Zurückziehens des zweiten Getriebeelements sowie des stabileren Bereitstellens der geradlinigen Bewegung des zweiten Getriebeelements während der geradlinigen Bewegung des zweiten Getriebeelements zu erzielen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug aufweisen: ein erstes Sitzteil, welches in dem Ventilgehäuse vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, dass das Ventilelement in der ersten Position an dem ersten Sitzteil (z.B. gegen das erste Sitzteil) anliegt bzw. sitzt, und ein zweites Sitzteil, welches in dem Ventilgehäuse vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, dass das Ventilelement in der zweiten Position an dem zweiten Sitzteil (z.B. gegen das zweite Sitzteil) anliegt bzw. sitzt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug aufweisen: ein erstes Dichtungsteil, welches an einer (z.B. einer ersten) Fläche des Ventilelements vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen dem Ventilelement und dem ersten Sitzteil abzudichten, ein zweites Dichtungsteil, welches an der anderen (z.B. einer zweiten) Fläche des Ventilelements vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen dem Ventilelement und dem zweiten Sitzteil abzudichten, und ein gemeinsames Dichtungsteil, welches an einem seitlichen Abschnitt des Ventilelements vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen dem Ventilelement und einem von dem ersten und dem zweiten Sitzteil in Abhängigkeit von bzw. gemäß der Bewegung des Ventilelements abzudichten.
  • Insbesondere kann das gemeinsame Dichtungsteil entlang eines gesamten Umfangs des Ventilelements ausgebildet sein.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß den Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung in dem Zustand, in dem das Ventilelement an dem ersten Sitzteil anliegt, der Spalt zwischen dem Ventilelement und dem ersten Sitzteil durch die Doppeldichtungsstruktur, welche durch das erste Dichtungsteil und das gemeinsame Dichtungsteil gebildet ist, abgedichtet werden, und infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt der Verbesserung der Abdichtleistung des Ventilelements und der Minimierung einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement und dem ersten Sitzteil zu erzielen.
  • In ähnlicher Weise wird gemäß der Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung in dem Zustand, in dem das Ventilelement an dem zweiten Sitzteil anliegt, der Spalt zwischen dem Ventilelement und dem zweiten Sitzteil durch die Doppeldichtungsstruktur, welche durch das zweite Dichtungsteil und das gemeinsame Dichtungsteil gebildet ist, abgedichtet, und infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt der Verbesserung der Abdichtleistung des Ventilelements und der Minimierung einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement und dem zweiten Sitzteil zu erzielen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug aufweisen: ein erstes Führungsdichtungsteil, welches an dem ersten Sitzteil vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, den Spalt zwischen dem Ventilelement und dem ersten Sitzteil im Zusammenwirken mit dem gemeinsamen Dichtungsteil abzudichten, und ein zweites Führungsdichtungsteil, welches an dem zweiten Sitzteil vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, den Spalt zwischen dem Ventilelement und dem zweiten Sitzteil im Zusammenwirken mit dem gemeinsamen Dichtungsteil abzudichten.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das gemeinsame Dichtungsteil mehrere gemeinsame Dichtungsvorsprünge, welche von dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements vorstehen, aufweisen, kann das erste Führungsdichtungsteil mehrere erste Führungsdichtungsvorsprünge, welche an einer Innenfläche des ersten Sitzteils, die dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements gegenüberliegt bzw. zugewandt ist, ausgebildet sind, aufweisen, und kann das zweite Führungsdichtungsteil mehrere zweite Führungsdichtungsvorsprünge aufweisen, welche an einer Innenfläche des zweiten Sitzteils, die dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements gegenüberliegt bzw. zugewandt ist, ausgebildet sind.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung in dem Zustand, in dem das Ventilelement an dem ersten Sitzteil anliegt, der Spalt zwischen dem Ventilelement und dem ersten Sitzteil durch die Dreifachdichtungsstruktur, welche aus dem ersten Dichtungsteil, dem gemeinsamen Dichtungsteil und dem ersten Führungsdichtungsteil gebildet ist, abgedichtet werden, und infolgedessen ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung der weiteren Verbesserung der Abdichtleistung des Ventilelements und des wirksameren Verhinderns einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement und dem ersten Sitzteil zu erzielen.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung in dem Zustand, in dem das Ventilelement an dem zweiten Sitzteil anliegt, der Spalt zwischen dem Ventilelement und dem zweiten Sitzteil durch die Dreifachdichtungsstruktur, welche aus dem zweiten Dichtungsteil, dem gemeinsamen Dichtungsteil und dem zweiten Führungsdichtungsteil gebildet ist, abgedichtet werden, und infolgedessen ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung der weiteren Verbesserung der Abdichtleistung des Ventilelements und des wirksameren Verhinderns einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement und dem zweiten Sitzteil zu erzielen.
  • Die Anordnungsstruktur zwischen dem gemeinsamen Dichtungsvorsprung und dem ersten Führungsdichtungsvorsprung (oder dem zweiten Führungsdichtungsvorsprung) kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen auf verschiedene Weisen variiert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung können die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge und die ersten Führungsdichtungsvorsprünge in engen Kontakt miteinander kommen, um in dem Zustand, in dem das Ventilelement in die erste Position bewegt ist, in einer Bewegungsrichtung des Ventilelements abwechselnd angeordnet zu sein, und können die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge und die zweiten Führungsdichtungsvorsprünge in dem Zustand, in dem das Ventilelement in die zweite Position bewegt ist, in der Bewegungsrichtung des Ventilelements abwechselnd angeordnet sein.
  • Insbesondere kann ein erster Aufnahmeabschnitt, welcher mit den gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen korrespondiert (z.B. den gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen entsprechend ausgestaltet ist), zwischen den benachbarten ersten Führungsdichtungsvorsprüngen definiert sein, kann ein zweiter Aufnahmeabschnitt, welcher mit den gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen korrespondiert (z.B. den gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen entsprechend ausgestaltet ist) zwischen den benachbarten zweiten Führungsdichtungsvorsprüngen definiert sein, und können die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge in der ersten Position in dem ersten Aufnahmeabschnitt aufgenommen sein/werden, und können die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge können in der zweiten Position in dem zweiten Aufnahmeabschnitt aufgenommen sein/werden.
  • Wie oben beschrieben, stehen gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge und die ersten Führungsdichtungsvorsprünge (oder die zweiten Führungsdichtungsvorsprünge) abwechselnd in engem Kontakt miteinander, und im Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt der weiteren Verbesserung der Abdichtleistung des gemeinsamen Dichtungsteils und des ersten Führungsdichtungsteils (oder des zweiten Führungsdichtungsteils) zu erzielen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann der Leistungsumwandlungsteil aufweisen: eine Drehwelle, welche dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle gedreht zu werden, und ein sich hin- und herbewegendes Element (z.B. ein eine Hubbewegung ausführendes Element), welches mit dem Ventilelement verbunden ist und dazu eingerichtet ist, das Ventilelement zu bewegen, indem es durch die Drehung der Drehwelle geradlinig hin- und herbewegt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Brennstoffzellenfahrzeug Führungselemente aufweisen, welche in dem Ventilgehäuse vorgesehen sind und dazu eingerichtet sind, die Bewegungen der Ventilelemente relativ zum Ventilgehäuse zu führen.
  • Zum Beispiel kann das Ventilelement in dem Führungselement aufgenommen sein, so dass es geradlinig bewegbar ist, kann ein erster Enger-Kontakt-Abschnitt an einem (z.B. einem ersten) Ende des Führungselements vorgesehen sein und dazu eingerichtet sein, in der ersten Position in engem Kontakt mit einer Fläche des Ventilelements zu kommen/stehen, und kann ein zweiter Enger-Kontakt-Abschnitt am anderen (z.B. einem zweiten) Ende des Führungselements vorgesehen sein und dazu eingerichtet sein, in der zweiten Position in engem Kontakt mit der anderen Fläche des Ventilelements zu kommen/stehen.
  • Da sich in der beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, das Ventilelement geradlinig entlang der Innenseite des Führungselements bewegt, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des Minimierens von Vibrationen und des Zurückziehens des Ventilelements sowie des stabileren Bereitstellens der geradlinigen Bewegung des Ventilelements, während sich das Ventilelement geradlinig bewegt, zu erzielen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Offenbarung kann das Luftsteuerventil für ein Fahrzeug eine Anschlageinrichtung aufweisen, um selektiv einen Rotationsbereich des Antriebsrads zu begrenzen.
  • Die Anschlageinrichtung kann diverse Strukturen aufweisen, die dazu in der Lage sind, den Rotationsbereich des Antriebsrads selektiv zu begrenzen. Zum Beispiel kann die Anschlageinrichtung aufweisen: einen ersten Anschlagvorsprung, welcher in dem Ventilgehäuse vorgesehen ist, einen ersten Anschlagteil, welcher an dem Antriebsrad vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Anschlagvorsprung in Kontakt zu kommen, wenn sich das Antriebsrad um einen voreingestellten ersten Rotationsbereich in einer ersten Richtung dreht, einen zweiten Anschlagvorsprung, welcher in dem Ventilgehäuse so vorgesehen ist, dass er von dem ersten Anschlagvorsprung in einer Umfangsrichtung des Antriebsrads im Abstand angeordnet ist, und einen zweiten Anschlagteil, welcher an dem Antriebsrad vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem zweiten Anschlagvorsprung in Kontakt zu kommen, wenn sich das Antriebsrad um einen voreingestellten zweiten Rotationsbereich in einer zweiten Richtung dreht.
  • Wenn sich gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, das Antriebsrad um den voreingestellten ersten Rotationsbereich in die erste Richtung dreht, dann kommt der erste Anschlagteil in Kontakt mit dem ersten Anschlagvorsprung und begrenzt die Drehung des Antriebsrads, so dass eine übermäßige Drehung des Antriebsrads in die erste Richtung verhindert werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung des Verhinderns einer übermäßigen Bewegung des Ventilelements zu erzielen.
  • Wenn sich das Antriebsrad um den voreingestellten zweiten Rotationsbereich in die zweite Richtung dreht, kommt der zweite Anschlagteil in ähnlicher Weise in Kontakt mit dem zweiten Anschlagvorsprung und begrenzt die Drehung des Antriebsrads, so dass eine übermäßige Drehung des Antriebsrads in die zweite Richtung verhindert werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung des Verhinderns einer übermäßigen Bewegung des Ventilelements zu erzielen.
  • Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die konkreten Beispiele nur zum Zwecke der Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
  • Figurenliste
  • Damit die Offenbarung/Erfindung gut verstanden werden kann, werden nun verschiedene Ausgestaltungen davon beispielhaft beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:
    • 1 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung,
    • 2 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Antriebseinheit des Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung,
    • 3 und 4 sind Ansichten zum Erläutern einer Betriebsstruktur eines Ventilelements des Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung,
    • 5 bis 7 sind Ansichten zum Erläutern eines gemeinsamen Dichtungsteils des Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung,
    • 8 und 9 sind Ansichten zum Erläutern eines weiteren Beispiels der Antriebseinheit des Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einigen Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung, und
    • 10 und 11 sind Ansichten zum Erläutern einer Anschlageinrichtung des Luftsteuerventils für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einigen Formen der vorliegenden Offenbarung.
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einzuschränken.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • Das technische Wesen der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf die hier beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt, sondern kann in zahlreichen verschiedenen Ausgestaltungen implementiert werden. Einer oder mehrere der Bestandteile in den Ausgestaltungen kann/können im Rahmen des technischen Wesens der vorliegenden Offenbarung gezielt kombiniert und ausgetauscht werden.
  • Sofern nicht ausdrücklich und explizit anders definiert und angegeben, können die in den Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) so interpretiert werden, dass sie die Bedeutung haben, welche von einem Fachmann auf dem Fachgebiet, zu welchem die vorliegende Offenbarung gehört, allgemein verstanden werden kann. Die Bedeutungen der gewöhnlich verwendeten Begriffe, wie die in Wörterbüchern definierten Begriffe, können unter Berücksichtigung der kontextbezogenen Bedeutungen der verwandten Technologie(n) interpretiert werden.
  • Zudem dienen die in den Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung verwendeten Begriffe zur Erläuterung der Ausgestaltungen und nicht zur Einschränkung der vorliegenden Offenbarung.
  • Sofern im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung nichts anderes angegeben ist, kann eine Singularform auch eine Pluralform umfassen. Der hierin beschriebene Ausdruck „mindestens eine (oder eine oder mehrere) von A, B und C“ kann eine oder mehrere aller Kombinationen umfassen, die durch Kombinieren von A, B und C geschaffen werden können.
  • Zusätzlich können die Begriffe wie erster, zweiter, A, B, (a) und (b) dazu verwendet werden, Bestandteile der Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben.
  • Diese Begriffe werden nur zum Zweck der Unterscheidung eines Bestandteils von einem anderen Bestandteil verwendet, und die Art, die Abfolge oder die Rangordnung der Bestandteile sind nicht durch die Begriffe beschränkt.
  • Wenn ferner ein Bestandteil als mit einem anderen Bestandteil „verbunden“, „gekoppelt“ oder „daran angebracht“ beschrieben ist, kann ein Bestandteil direkt mit dem anderen Bestandteil verbunden, gekoppelt oder direkt an dem anderen Bestandteil angebracht sein oder durch noch einen weiteren dazwischenliegenden Bestandteil mit dem anderen Bestandteil verbunden, gekoppelt oder an dem anderen Bestandteil angebracht sein.
  • Zusätzlich umfasst der Ausdruck „ein Bestandteil ist über (auf) oder unter (unterhalb) einem anderen Bestandteil gebildet oder angeordnet“ nicht nur einen Fall, in dem die beiden Bestandteile in direktem Kontakt miteinander stehen, sondern auch einen Fall, in dem ein oder mehrere zusätzliche Bestandteile zwischen den beiden Bestandteilen angeordnet oder ausgebildet sind. Zusätzlich kann der Ausdruck „über (auf) oder unter (unterhalb)“ eine Bedeutung einer Abwärtsrichtung sowie einer Aufwärtsrichtung basierend auf einem Bestandteil umfassen.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 weist ein Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung auf: ein Ventilgehäuse 100, welches mit Luftströmungswegen 110 ausgebildet ist, Ventilelemente 200, welche dazu eingerichtet sind, die Luftströmungswege 110 selektiv zu öffnen oder zu verschließen, und eine Antriebseinheit 300, welche dazu eingerichtet ist, die Ventilelemente 200 geradlinig zu betätigen, so dass sich die Ventilelemente 200 geradlinig aus einer ersten Position, in welcher die Ventilelemente 200 die Luftströmungswege 110 verschließen, in eine zweite Position, in welcher die Ventilelemente 200 die Luftströmungswege 110 öffnen, bewegen.
  • Zum Beispiel kann das Luftsteuerventil 20 gemäß der vorliegenden Offenbarung dazu verwendet werden, die in einen Brennstoffzellenstapel 10 eines Brennstoffzellenfahrzeugs einzuführende Luft zu steuern und Luft, die aus dem Brennstoffzellenstapel 10 ausgelassen wird, zu steuern.
  • Das Ventilgehäuse 100 ist so ausgebildet, dass es darin die Luftströmungswege 110 aufweist, durch welche Luft strömt. Das Ventilgehäuse 100 ist im Fahrzeug (Brennstoffzellenfahrzeug) montiert.
  • Das Ventilgehäuse 100 kann in Übereinstimmung mit erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen in Form und Struktur auf unterschiedliche Weisen variiert werden, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Gestalt und den Aufbau des Ventilgehäuses 100 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Konkreter weisen die Luftströmungswege 110 einen ersten Strömungsweg 112, durch welchen die Luft dem Brennstoffzellenstapel 10 zugeführt wird, und einen zweiten Strömungsweg 114, durch welchen die Luft aus dem Brennstoffzellenstapel 10 ausgelassen wird, auf. Beispielsweise können in dem Ventilgehäuse 100 der erste Strömungsweg 112 und der zweite Strömungsweg 114 einzeln durch eine Trennwand (nicht dargestellt) voneinander getrennt (unterteilt) sein.
  • Außerdem ist das Ventilgehäuse 100 mit einem ersten Anschluss 112a, welcher mit einer Lufteinlassöffnung des Brennstoffzellenstapels 10 verbunden ist, und einem zweiten Anschluss 114a, welcher mit einer Luftauslassöffnung des Brennstoffzellenstapels 10 verbunden ist, versehen.
  • Beispielsweise kann der erste Anschluss 112a mit dem ersten Strömungsweg 112 in Verbindung stehen und kann die dem Brennstoffzellenstapel 10 zuzuführende Luft durch den ersten Anschluss 112a strömen. Außerdem kann der zweite Anschluss 114a mit dem zweiten Strömungsweg 114 in Verbindung stehen und kann die von dem Brennstoffzellenstapel 10 ausgelassene Luft durch den zweiten Anschluss 114a strömen.
  • Darüber hinaus ist das Ventilgehäuse 100 mit einem Bypass-Strömungsweg 120 versehen, welcher dazu eingerichtet ist, den ersten Strömungsweg 112 und den zweiten Strömungsweg 114 zu verbinden und es zu ermöglichen, dass die in den ersten Strömungsweg 112 eingeführte Luft selektiv hin zu dem zweiten Strömungsweg 114 strömt.
  • Die Ventilelemente 200 sind dazu bereitgestellt, die Luftströmungswege 110 selektiv zu öffnen oder zu schließen, indem sie von der Antriebseinheit 300 geradlinig bewegt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 weisen gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung die Ventilelemente 200 eine erste Ventilplatte (z.B. Ventilscheibe) 210, welche dazu eingerichtet ist, den ersten Strömungsweg 112 selektiv zu öffnen oder zu verschließen, und eine zweite Ventilplatte (z.B. Ventilscheibe) 220, welche so vorgesehen ist, dass sie von der ersten Ventilplatte 210 im Abstand angeordnet ist, und dazu eingerichtet, den zweiten Strömungsweg 114 selektiv zu öffnen oder zu verschließen, auf.
  • Die erste Ventilplatte 210 und die zweite Ventilplatte 220 können verschiedene Strukturen aufweisen, die den ersten Strömungsweg 112 und den zweiten Strömungsweg 114 öffnen und verschließen können, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Strukturen der Ventilplatte 210 und der zweiten Ventilplatte 220 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Die erste Ventilplatte 210 ist dazu bereitgestellt, den ersten Strömungsweg 112 zu öffnen oder zu verschließen, indem sie von der Antriebseinheit 300 geradlinig bewegt wird.
  • Zum Beispiel kann die erste Ventilplatte 210 so ausgebildet sein, dass sie eine Gestalt hat, die einer Querschnittsform (z.B. einer viereckigen Querschnittsform) des ersten Strömungswegs 112 entspricht. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann die erste Ventilplatte in einer anderen Gestalt als der Querschnittsform des ersten Strömungswegs ausgebildet sein, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Gestalt und den Aufbau der ersten Ventilplatte eingeschränkt oder begrenzt.
  • Die zweite Ventilplatte 220 ist dazu bereitgestellt, den zweiten Strömungsweg 114 zu öffnen oder zu verschließen, indem sie von der Antriebseinheit 300 geradlinig bewegt wird.
  • Zum Beispiel kann die zweite Ventilplatte 220 so ausgebildet sein, dass sie eine Gestalt hat, die einer Querschnittsform (z.B. einer viereckigen Querschnittsform) des zweiten Strömungswegs 114 entspricht. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann die zweite Ventilplatte in einer anderen Gestalt als der Querschnittsform des zweiten Strömungswegs ausgebildet sein, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Gestalt und den Aufbau der zweiten Ventilplatte eingeschränkt oder begrenzt.
  • Die Antriebseinheit 300 ist dazu vorgesehen, die Ventilelemente 200 geradlinig zu betätigen, so dass sich die Ventilelemente 200 geradlinig von der ersten Position, in welcher die Ventilelemente 200 die Luftströmungswege 110 verschließen, aus in die zweite Position, in welcher die Ventilelemente 200 die Luftströmungswege 110 öffnen, bewegen.
  • Das heißt, dass die erste Ventilplatte 210 durch die Antriebseinheit 300 geradlinig von der ersten Position, in welcher der erste Strömungsweg 112 verschlossen ist, aus in die zweite Position, in welcher der erste Strömungsweg 112 geöffnet ist, bewegt werden kann. Die zweite Ventilplatte 220 kann durch die Antriebseinheit 300 von der ersten Position, in welcher der zweite Strömungsweg 114 verschlossen ist, aus in die zweite Position, in welcher der zweite Strömungsweg 114 geöffnet ist, bewegt (gedreht) werden.
  • Die Antriebseinheit 300 kann zahlreiche Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, die Ventilelemente 200 geradlinig aus der ersten Position in die zweite Position (und umgekehrt) zu bewegen, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur der Antriebseinheit 300 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann die Antriebseinheit 300 eine Antriebsquelle 310, welche dazu eingerichtet ist, eine Antriebsleistung bzw. Antriebskraft bereitzustellen, und einen oder mehrere Leistungsumwandlungsteile (z.B. einen oder mehrere Kraftumwandlungsteile) 320, welche mit den Ventilelementen 200 verbunden sind und dazu eingerichtet sind, die Antriebsleistung der Antriebsquelle 310 in die geradlinige Bewegung der Ventilelemente 200 umzuwandeln, aufweisen.
  • Als Antriebsquelle 310 können diverse Antriebsmittel verwendet werden, welche dazu in der Lage sind, die Antriebsleistung bereitzustellen, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Art und den Aufbau der Antriebsquelle 310 eingeschränkt oder begrenzt. Zum Beispiel kann ein Elektromotor als Antriebsquelle 310 verwendet werden. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann ein Hydraulikzylinder (oder Pneumatikzylinder), ein Elektromagnet oder dergleichen als Antriebsquelle verwendet werden.
  • Der Leistungsumwandlungsteil 320 ist dazu vorgesehen, die Antriebsleistung der Antriebsquelle 310 in die geradlinige Bewegung des Ventilelements 200 umzuwandeln.
  • Der Leistungsumwandlungsteil 320 kann zahlreiche Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, die Antriebsleistung der Antriebsquelle 310 in die geradlinige Bewegung des Ventilelements 200 umzuwandeln, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur des Leistungsumwandlungsteils 320 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann der Leistungsumwandlungsteil 320 ein erstes Getriebeelement 322, welches dazu vorgesehen ist, von der Antriebsquelle 310 gedreht zu werden, und ein zweites Getriebeelement 324, welches mit dem Ventilelement 200 verbunden ist, so dass es dazu in der Lage ist, mit dem ersten Getriebeelement 322 in Eingriff zu stehen, und welches dazu eingerichtet ist, das Ventilelement 200 zu bewegen, indem es durch eine Drehung des ersten Getriebeelements 322 geradlinig bewegt wird, aufweisen.
  • Zum Beispiel kann ein typisches Ritzel als erstes Getriebeelement 322 verwendet werden und kann eine typische Zahnstange als zweites Getriebeelement 324 verwendet werden.
  • Insbesondere kann das zweite Getriebeelement 324 mit einem zentralen Abschnitt einer hinteren Fläche (einer dem Bypass-Strömungsweg zugewandten Fläche) des Ventilelements 200 verbunden sein. Da das zweite Getriebeelement 324 wie oben beschrieben mit dem zentralen Abschnitt des Ventilelements 200 verbunden ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des gleichmäßigen Ausbildens einer auf das Ventilelement 200 auszuübenden Druckkraft zu erzielen.
  • Wenn das erste Getriebeelement 322 durch die Antriebsquelle 310 gedreht wird, kann sich das zweite Getriebeelement 324, das mit dem ersten Getriebeelement 322 in Eingriff steht, geradlinig bewegen (basierend auf 2: geradlinig in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung bewegen), und das Ventilelement 200, welches mit dem zweiten Getriebeelement 324 verbunden ist, bewegt sich geradlinig zusammen mit dem zweiten Getriebeelement 324, so dass der Luftströmungsweg 110 geöffnet oder verschlossen werden kann.
  • Die Verbindungsstruktur zwischen der Antriebsquelle 310 und dem Leistungsumwandlungsteil 320 kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen auf verschiedene Weisen variiert werden.
  • Zum Beispiel kann das Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug ein Antriebsrad (z.B. ein Antriebszahnrad) 330 aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle 310 gedreht zu werden, und die Leistungsumwandlungsteile 320 können in Verbindung mit dem Antriebsrad 330 betrieben werden.
  • Genauer gesagt kann das erste Getriebeelement 322 mit dem Antriebsrad 330 in Eingriff stehen (z.B. über eine Welle) und kann das erste Getriebeelement 322 kann eine Drehung des Antriebsrads 330 gedreht werden, so dass das zweite Getriebeelement 324 in Verbindung mit dem ersten Getriebeelement 322 betrieben (geradlinig bewegt) werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das erste Getriebeelement dazu eingerichtet sein, direkt von der Antriebsquelle gedreht zu werden.
  • Gemäß der Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung können die Leistungsumwandlungsteile 320 in dem Bypass-Strömungsweg 120 vorgesehen sein.
  • Da in der Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, die Leistungsumwandlungsteile 320 in dem Bypass-Strömungsweg 120 angeordnet sind, welcher bereits dazu bereitgestellt ist, um ein selektives Strömen der Luft zu ermöglichen, ist es nicht notwendig, zusätzlich einen Raum zum Anordnen der Leistungsumwandlungsteile 320 vorzusehen, und infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt der Vereinfachung der Struktur und des Beitrags zur Miniaturisierung der Vorrichtung zu erzielen.
  • Beispielsweise ist es möglich, den Luftstrom durch den Bypass-Strömungsweg 120 stabil bereitzustellen, obwohl die Leistungsumwandlungsteile 320 in dem Bypass-Strömungsweg 120 vorgesehen sind.
  • Unter Bezugnahme auf 3 kann gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung das Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug ein Stützelement 326 aufweisen, welches in dem Ventilgehäuse 100 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, die geradlinige Bewegung des zweiten Getriebeelements 324 relativ zum Ventilgehäuse 100 zu stützen (z.B. gegenüber dem Ventilgehäuse 100 abzustützen).
  • Das Stützelement 326 kann verschiedene Strukturen aufweisen, die dazu imstande sind, die geradlinige Bewegung des zweiten Getriebeelements 324 relativ zu dem Ventilgehäuse 100 zu stützen, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur des Stützelements 326 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann eine Fläche des zweiten Getriebeelements 324 durch das Stützelement 326 verschiebbar abgestützt werden (damit in Kontakt sein).
  • Da in der Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, die geradlinige Bewegung des zweiten Getriebeelements 324 durch das Stützelement 326 gestützt wird, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des Minimierens oder Reduzierens von Vibrationen und des Zurückziehen des zweiten Getriebeelements 324 sowie des stabileren Bereitstellens der geradlinigen Bewegung des zweiten Getriebeelements 324 während der geradlinigen Bewegung des zweiten Getriebeelements 324 zu erzielen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug ein erstes Sitzteil 130, welches in dem Ventilgehäuse 100 vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, dass das Ventilelement 200 in der ersten Position (Geschlossen-Position) an dem ersten Sitzteil 130 (z.B. gegen das erste Sitzteil) anliegt bzw. sitzt, und ein zweites Sitzteil 140, welches in dem Ventilgehäuse 100 vorgesehen ist, um es zu ermöglichen, dass das Ventilelement 200 in der zweiten Position (Geöffnet-Position) an dem zweiten Sitzteil 140 (z.B. gegen das zweite Sitzteil) anliegt bzw. sitzt, aufweisen.
  • Der erste Sitzteil 130 und das zweite Sitzteil 140 können diverse Strukturen aufweisen, an welchem / gegen welche das Ventilelement 200 anliegen bzw. sitzen kann, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Strukturen und Formen des ersten Sitzteils 130 und des zweiten Sitzteils 140 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann das erste Sitzteil 130 einen ersten (Sitz-)Bodenabschnitt 132 mit einer Ringform (z.B. einer umlaufenden Form) entsprechend einem Rand einer (z.B. einer ersten) Fläche des Ventilelements 200 und einen ersten Wandabschnitt 134 aufweisen, welcher entlang einer Kante des ersten Bodenabschnitts 132 ausgebildet ist, um eine Seitenfläche (z.B. laterale Fläche) des Ventilelements 200 zu umgeben. Das Ventilelement 200 kann in der ersten Position in engen Kontakt mit dem ersten Bodenabschnitt 132 kommen, wodurch der Luftströmungsweg 110 verschlossen wird.
  • Außerdem kann das zweite Sitzteil 140 einen zweiten (Sitz-)Bodenabschnitt 142 mit einer Ringform (z.B. einer umlaufenden Form) entsprechend einem Rand der anderen (z.B. einer zweiten) Fläche des Ventilelements 200 und einen zweiten Wandabschnitt 144 aufweisen, welcher entlang einer Kante des zweiten Bodenabschnitts 142 ausgebildet ist, um die Seitenfläche des Ventilelements 200 zu umgeben. Das Ventilelement 200 kann in der zweiten Position in engen Kontakt mit dem zweiten Bodenabschnitt 142 kommen, wodurch der Luftströmungsweg 110 geöffnet und der Bypass-Strömungsweg 120 geschlossen wird.
  • Unter Bezugnahme auf 5 bis 7 kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung das Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug ein erstes Dichtungsteil 410, welches an einer (z.B. der ersten) Fläche des Ventilelements 200 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 abzudichten, ein zweites Dichtungsteil 420, welches an der anderen (z.B. der zweiten) Fläche des Ventilelements 200 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 abzudichten, und ein gemeinsames Dichtungsteil 430, welches an einem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und einem von dem ersten und dem zweiten Sitzteil 130 und 140 in Abhängigkeit von bzw. gemäß der Bewegung des Ventilelements 200 abzudichten, aufweisen.
  • Das erste Dichtungsteil 410 kann diverse Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, den Spalt zwischen einer Fläche des Ventilelements 200 und dem ersten Sitzteil 130 (z.B. dem ersten Bodenabschnitt 132) abzudichten, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur und das Material des ersten Dichtungsteils 410 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Das erste Dichtungsteil 410 kann beispielsweise in Form eines viereckigen Rings aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel Gummi, Silikon oder Urethan, ausgebildet sein und kann auf einer Fläche des Ventilelements 200, die dem ersten Bodenabschnitt gegenüberliegt bzw. zugewandt ist, bereitgestellt sein.
  • Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, bei dem das erste Dichtungsteil 410 mit einer viereckigen Querschnittsform ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das erste Dichtungsteil so ausgestaltet sein, dass es eine kreisförmige Querschnittsform, eine dreieckige Querschnittsform oder andere Querschnittsformen aufweist.
  • Der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Bodenabschnitt 132 kann durch das erste Dichtungsteil 410 in einem Zustand, in welchem eine Fläche des Ventilelements 200 an dem ersten Sitzteil 130 anliegt bzw. sitzt, (in einem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 in die erste Position bewegt ist) abgedichtet werden.
  • Das zweite Dichtungsteil 420 kann diverse Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, den Spalt zwischen der anderen Fläche des Ventilelements 200 und dem zweiten Sitzteil 140 (z.B. dem zweiten Bodenabschnitt 142) abzudichten, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur und das Material des zweiten Dichtungsteils 420 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Das zweite Dichtungsteil 420 kann beispielsweise in Form eines viereckigen Rings aus einem elastischen Material, wie zum Beispiel Gummi, Silikon oder Urethan, ausgebildet sein und kann auf der anderen Fläche des Ventilelements 200, die dem zweiten Bodenabschnitt gegenüberliegt bzw. zugewandt ist, bereitgestellt sein.
  • Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, in dem der zweite Dichtungsteil 420 mit einer viereckigen Querschnittsform ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das zweite Dichtungsteil so ausgestaltet sein, dass es eine kreisförmige Querschnittsform, eine dreieckige Querschnittsform oder andere Querschnittsformen aufweist.
  • Der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Bodenabschnitt 142 kann durch das zweite Dichtungsteil 420 in einem Zustand, in welchem die andere Fläche des Ventilelements 200 auf dem zweiten Sitzteil 140 anliegt bzw. sitzt, (in einem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 in die zweite Position bewegt ist) abgedichtet werden.
  • Das gemeinsame Dichtungsteil 430 ist an dem seitlichen Abschnitt (z.B. lateralen Abschnitt bzw. Seitenflächenabschnitt) des Ventilelements 200 bereitgestellt und konfiguriert, um den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und einem von dem ersten und dem zweiten Sitzteil 130 und 140 in Abhängigkeit von bzw. gemäß der Bewegung des Ventilelements 200 abzudichten.
  • Die Konfiguration, in welcher das gemeinsame Dichtungsteil 430 den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und einem von dem ersten und dem zweiten Sitzteil 130 und 140 gemäß der Bewegung des Ventilelements 200 abdichtet, bedeutet in diesem Fall, dass das gemeinsame Dichtungsteil 430 den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 in dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 in die erste Position bewegt ist/wird, abdichtet und dass das gemeinsame Dichtungsteil 430 den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 in dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 in die zweite Position bewegt ist/wird, abdichtet.
  • Insbesondere kann das gemeinsame Dichtungsteil 430 (kontinuierlich) entlang eines gesamten Umfangs des Ventilelements 200 ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann das gemeinsame Dichtungsteil teilweise an einem Teil des Umfangs des Ventilelements 200 ausgebildet sein.
  • Das gemeinsame Dichtungsteil 430 kann diverse Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, den Spalt zwischen dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 und dem ersten Sitzteil 130 (oder dem zweiten Sitzteil) abzudichten, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur des gemeinsamen Dichtungsteils 430 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann das gemeinsame Dichtungsteil 430 eine Mehrzahl von gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen 432 aufweisen, welche in elastischen Kontakt mit dem ersten Wandabschnitt 134 oder dem zweiten Wandabschnitt 144, welcher dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 gegenüberliegt bzw. zugewandt ist, kommen können.
  • Der (z.B. jeder) gemeinsame Dichtungsvorsprung 432 kann als elastischer Körper ausgestaltet sein, welcher aus einem Material wie zum Beispiel Gummi, Silikon oder Urethan ausgebildet ist und elastisch komprimiert werden kann, und das Material und die physikalischen Eigenschaften eines gemeinsamen Dichtungsvorsprungs 432 können auf verschiedene Weisen variiert werden, je nach geforderten Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann jeder der mehreren gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 von dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 aus so vorstehen, dass er eine dreieckige Querschnittsform aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann der (z.B. mehrere oder jeder) gemeinsame Dichtungsvorsprung so ausgebildet sein, dass er eine halbkreisförmige Querschnittsform oder andere Querschnittsformen aufweist.
  • Alternativ kann das gemeinsame Dichtungsteil einen einzigen gemeinsamen Dichtungsvorsprung aufweisen.
  • In dem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 in die erste Position bewegt ist, kann der gemeinsame Dichtungsvorsprung 432 in elastischem Kontakt mit dem ersten Wandabschnitt 134 stehen, wodurch der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Wandabschnitt 134 abgedichtet wird. Im Gegensatz dazu kann in dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 in die zweite Position bewegt ist, der gemeinsame Dichtungsvorsprung 432 in elastischem Kontakt mit dem zweiten Wandabschnitt 144 stehen, wodurch der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Wandabschnitt 144 abgedichtet wird.
  • Wie oben beschrieben, kann in dem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 gegen das erste Sitzteil 130 anliegt bzw. daran sitzt, der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 durch die Doppeldichtungsstruktur, welche durch das erste Dichtungsteil 410 und das gemeinsame Dichtungsteil 430 gebildet ist, abgedichtet werden, und infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des Verbesserns der Abdichtleistung des Ventilelements 200 und des Minimierens oder Reduzierens einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 zu erzielen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung wird in dem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 gegen das zweite Sitzteil 140 anliegt bzw. daran sitzt, der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 durch die Doppeldichtungsstruktur, welche durch das zweite Dichtungsteil 420 und das gemeinsame Dichtungsteil 430 gebildet ist, abgedichtet, und infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des Verbesserns der Abdichtleistung des Ventilelements 200 und des Minimierens einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 zu erzielen.
  • Gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung kann das Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug aufweisen: ein erstes Führungsdichtungsteil 440, welches an dem ersten Sitzteil 130 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 im Zusammenwirken mit dem gemeinsamen Dichtungsteil 430 abzudichten, und ein zweites Führungsdichtungsteil 450, welches an dem zweiten Sitzteil 140 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 im Zusammenwirken mit dem gemeinsamen Dichtungsteil 430 abzudichten.
  • Das erste Führungsdichtungsteil 440 kann verschiedene Strukturen aufweisen, welche dazu in der Lage sind, den Spalt zwischen dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 und dem ersten Sitzteil 130 abzudichten, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur des ersten Führungsdichtungsteils 440 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann das erste Führungsdichtungsteil 440 mehrere erste Führungsdichtungsvorsprünge 442 aufweisen, welche in elastischen Kontakt mit dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 kommen können.
  • Der erste Führungsdichtungsvorsprung 442 kann als ein elastischer Körper ausgestaltet sein, welcher aus einem Material wie zum Beispiel Gummi, Silikon oder Urethan gebildet ist und elastisch komprimiert werden kann, und das Material und die physikalischen Eigenschaften des ersten Führungsdichtungsvorsprungs 442 können in Abhängigkeit von den erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen auf verschiedene Weisen variiert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann jeder der mehreren ersten Führungsdichtungsvorsprünge 442 von einer Innenfläche des ersten Wandabschnitts 134 aus so vorstehen, dass er eine dreieckige Querschnittsform aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann der erste Führungsdichtungsvorsprung 442 so ausgebildet sein, dass er eine halbkreisförmige Querschnittsform oder andere Querschnittsformen aufweist. Alternativ kann das erste Führungsdichtungsteil einen einzelnen ersten Führungsdichtungsvorsprung aufweisen.
  • In dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 in die erste Position bewegt ist, kann der erste Führungsdichtungsvorsprung 442 in elastischem Kontakt mit dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 sein, wodurch der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Wandabschnitt 134 zusammen mit dem gemeinsamen Dichtungsvorsprung 432 abgedichtet wird.
  • Wie oben beschrieben, kann in dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 auf dem ersten Sitzteil 130 anliegt bzw. sitzt, der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 durch die Dreifachdichtungsstruktur, die durch das erste Dichtungsteil 410, das gemeinsame Dichtungsteil 430 und das erste Führungsdichtungsteil 440 gebildet ist, abgedichtet werden, und infolgedessen ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung des weiteren Verbesserns der Abdichtleistung des Ventilelements 200 und des effektiveren Verhinderns einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem ersten Sitzteil 130 zu erzielen.
  • Das zweite Führungsdichtungsteil 450 kann verschiedene Strukturen aufweisen, welche dazu in der Lage sind, den Spalt zwischen dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 und dem zweiten Sitzteil 140 abzudichten, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur des zweiten Führungsdichtungsteils 450 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann das zweite Führungsdichtungsteil 450 mehrere zweite Führungsdichtungsvorsprünge 452 aufweisen, welche in elastischen Kontakt mit dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 kommen können.
  • Der zweite Führungsdichtungsvorsprung 452 kann als ein elastischer Körper ausgestaltet sein, welcher aus einem Material wie zum Beispiel Gummi, Silikon oder Urethan gebildet ist und elastisch komprimiert werden kann, und das Material und die physikalischen Eigenschaften des zweiten Führungsdichtungsvorsprungs 452 können in Abhängigkeit von den erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen auf verschiedene Weisen variiert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann jeder der mehreren zweiten Führungsdichtungsvorsprünge 452 von einer Innenfläche des zweiten Wandabschnitts 144 aus so vorstehen, dass er eine dreieckige Querschnittsform aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Führungsdichtungsvorsprung 452 so ausgebildet sein, dass er eine halbkreisförmige Querschnittsform oder andere Querschnittsformen aufweist. Alternativ kann das zweite Führungsdichtungsteil einen einzelnen zweiten Führungsdichtungsvorsprung aufweisen.
  • In dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 in die zweite Position bewegt ist, kann der zweite Führungsdichtungsvorsprung 452 in elastischem Kontakt mit dem seitlichen Abschnitt des Ventilelements 200 sein, wodurch der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Wandabschnitt 144 zusammen mit dem gemeinsamen Dichtungsvorsprung 432 abgedichtet wird.
  • Wie oben beschrieben, kann in dem Zustand, in dem das Ventilelement 200 auf dem zweiten Sitzteil 140 anliegt bzw. sitzt, der Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 durch die Dreifachdichtungsstruktur, die durch das zweite Dichtungsteil 420, das gemeinsame Dichtungsteil 430 und das zweite Führungsdichtungsteil 450 gebildet ist, abgedichtet werden, und infolgedessen ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung des weiteren Verbesserns der Abdichtleistung des Ventilelements 200 und des effektiveren Verhinderns einer Luftleckage durch den Spalt zwischen dem Ventilelement 200 und dem zweiten Sitzteil 140 zu erzielen.
  • Die Anordnungsstruktur zwischen dem gemeinsamen Dichtungsvorsprung 432 und dem ersten Führungsdichtungsvorsprung 442 (oder dem zweiten Führungsdichtungsvorsprung) kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen auf verschiedene Weisen variiert geändert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung können die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 und die ersten Führungsdichtungsvorsprünge 442 in engem Kontakt miteinander kommen, um in dem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 in die erste Position bewegt ist, abwechselnd in einer Bewegungsrichtung des Ventilelements 200 angeordnet zu sein, und die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 und die zweiten Führungsdichtungsvorsprünge 452 können in dem Zustand, in welchem das Ventilelement 200 in die zweite Position bewegt ist, abwechselnd in der Bewegungsrichtung des Ventilelements 200 angeordnet sein.
  • Insbesondere ist ein erster Aufnahmeabschnitt 441, welcher mit den gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen 432 korrespondiert, zwischen den benachbarten ersten Führungsdichtungsvorsprüngen 442 definiert, und ist ein zweiter Aufnahmeabschnitt 451, welcher mit den gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen 432 korrespondiert, zwischen den benachbarten zweiten Führungsdichtungsvorsprüngen 452 definiert. In der ersten Position sind die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 in dem ersten Aufnahmeabschnitt 441 aufgenommen. In der zweiten Position sind die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 in dem zweiten Aufnahmeabschnitt 451 aufgenommen.
  • In dem Zustand, in dem die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 in dem ersten Aufnahmeabschnitt 441 (oder dem zweiten Aufnahmeabschnitt) aufgenommen sind, können die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 und die ersten Führungsdichtungsvorsprünge 442 (oder die zweiten Führungsdichtungsvorsprünge) eine Struktur, bei der typische (Ver-)Zahnungen (z.B. wie von Zahnrädern/Zahnstangen) ineinander greifen, realisieren.
  • Wie oben beschrieben, stehen die gemeinsamen Dichtungsvorsprünge 432 und die ersten Führungsdichtungsvorsprünge 442 (oder die zweiten Führungsdichtungsvorsprünge) abwechselnd in engem Kontakt miteinander, und infolgedessen ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung des weiteren Verbesserns der Abdichtleistung des gemeinsamen Dichtungsteils 430 und des ersten Führungsdichtungsteils 440 (oder des zweiten Führungsdichtungsteils) zu erzielen.
  • In der oben beschriebenen und dargestellten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung wurde das Beispiel beschrieben, in welchem der Leistungsumwandlungsteil 320 das erste Getriebeelement (z.B. ein Zahnrad) 322 und das zweite Getriebeelement (z.B. eine Zahnstange) 324 aufweist. Jedoch kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung das Leistungsumwandlungsteil auch derart realisiert sein, dass es einen Kurbelmechanismus aufweist.
  • Das heißt unter Bezugnahme auf die 8 und 9, dass gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ein Leistungsumwandlungsteil 320' eine Drehwelle 322', welche dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle 310 gedreht zu werden, und ein sich hin- und herbewegendes Element (z.B. ein eine Hubbewegung ausführendes Element) 324' aufweist, welches mit dem Ventilelement 200 verbunden ist und dazu eingerichtet ist, das Ventilelement 200 zu bewegen, indem es (d.h. das Element 324`) durch eine Drehung der Drehwelle 322' geradlinig hin- und herbewegt wird.
  • Beispielsweise kann eine typische Kurbelwelle als Drehwelle 322' verwendet werden, und eine typische Pleuelstange kann als sich hin- und herbewegendes Element 324' verwendet werden.
  • Wenn die Drehwelle 322' durch die Antriebsquelle 310 gedreht wird, kann sich das sich hin- und herbewegende Element 324' geradlinig in einer Richtung, welche senkrecht zu einer Achse der Drehwelle 322' ist, bewegen und das Ventilelement 200, welches mit dem sich hin- und herbewegenden Element 324' verbunden ist, kann sich zusammen mit dem sich hin- und herbewegenden Element 324' geradlinig bewegen, wodurch der Luftströmungsweg 110 geöffnet oder geschlossen wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung das Luftsteuerventil 20 für ein Brennstoffzellenfahrzeug Führungselemente 500 umfassen, welche in dem Ventilgehäuse 100 vorgesehen sind und dazu eingerichtet sind, die geradlinigen Bewegungen der Ventilelemente 200 relativ zu dem Ventilgehäuse 100 zu führen.
  • Das Führungselement 500 kann diverse Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, die geradlinige Bewegung des Ventilelements 200 relativ zum Ventilgehäuse 100 zu führen, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur des Führungselements 500 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel ist das Ventilelement 200 in dem Führungselement 500 aufgenommen, so dass es geradlinig bewegbar ist. Ein erster Enger-Kontakt-Abschnitt 510 kann an einem (z.B. einem ersten) Ende des Führungselements 500 bereitgestellt sein und so eingerichtet sein, dass er in der ersten Position mit einer Fläche des Ventilelements 200 in engen Kontakt kommt. Ein zweiter Enger-Kontakt-Abschnitt 520 kann am anderen (z.B. einem zweiten) Ende des Führungselements 500 bereitgestellt sein und so eingerichtet sein, dass er in der zweiten Position mit der anderen Fläche des Ventilelements 200 in engen Kontakt kommt.
  • Da sich das Ventilelement 200 geradlinig entlang der Innenseite des Führungselements 500 bewegt, wie oben beschrieben, ist es in den beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt des Minimierens oder Reduzierens von Vibrationen und des Zurückziehens des Ventilelements 200 sowie des stabileren Bereitstellens der geradlinigen Bewegung des Ventilelements 200, während sich das Ventilelement 200 geradlinig bewegt, zu erzielen.
  • Unter Bezugnahme auf die 10 und 11 kann gemäß der Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung das Luftsteuerventil 20 für ein Fahrzeug eine Anschlageinrichtung (z.B. Stoppereinrichtung) 340 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, einen Rotationsbereich des Antriebsrads 330 selektiv zu beschränken.
  • Die Anschlageinrichtung 340 kann diverse Strukturen aufweisen, welche dazu imstande sind, die Rotationsbereiche des Antriebsrads 330 selektiv zu beschränken, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur der Anschlageinrichtung 340 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Zum Beispiel kann die Anschlageinrichtung 340 aufweisen: einen ersten Anschlagvorsprung 342, welcher in dem Ventilgehäuse 100 vorgesehen ist, einen ersten Anschlagteil 344, welcher an dem Antriebsrad 330 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Anschlagvorsprung 342 in Kontakt zu kommen, wenn sich das Antriebsrad 330 um einen voreingestellten ersten Rotationsbereich RS1 in eine erste Richtung (z.B. gegen den Uhrzeigersinn) dreht, einen zweiten Anschlagvorsprung 346, welcher in dem Ventilgehäuse 100 so vorgesehen ist, dass er von dem ersten Anschlagvorsprung 342 in einer Umfangsrichtung des Antriebsrads 330 im Abstand angeordnet ist, und einen zweiten Anschlagteil 348, welcher an dem Antriebsrad 330 vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem zweiten Anschlagvorsprung 346 in Kontakt zu kommen, wenn sich das Antriebsrad 330 um einen voreingestellten zweiten Rotationsbereich RS2 in eine zweite Richtung (z.B. im Uhrzeigersinn) dreht.
  • Der erste Anschlagteil 344 und der zweite Anschlagteil 348 können diverse Strukturen aufweisen, welche durch den ersten Anschlagvorsprung 342 und den zweiten Anschlagvorsprung 346 zurückgehalten werden können. Zum Beispiel können der erste Anschlagteil 344 und der zweite Anschlagteil 348 durch Entfernen eines Teils des Antriebsrads 330 ausgebildet sein. Insbesondere können der erste Anschlagteil 344 und der zweite Anschlagteil 348 in einer radialen Richtung des Antriebsrads 330 ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann jedes von dem ersten und dem zweiten Anschlagteil in Form eines Vorsprungs, welcher von einer Außenumfangsfläche des Antriebsrads vorsteht, ausgestaltet sein.
  • Zum Beispiel können ein Winkel des ersten Rotationsbereichs RS1 und ein Winkel des zweiten Rotationsbereichs RS2 in Abhängigkeit von erforderlichen Bedingungen und Konstruktionsspezifikationen auf verschiedene Weisen variiert werden, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch den Winkel des ersten Rotationsbereichs RS1 und den Winkel des zweiten Rotationsbereichs RS2 eingeschränkt oder begrenzt.
  • Wenn sich das Antriebsrad 330 um den voreingestellten ersten Rotationsbereich RS1 in der ersten Richtung dreht, dann kommt gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, der erste Anschlagteil 344 mit dem ersten Anschlagvorsprung 342 in Kontakt und begrenzt die Rotation des Antriebsrads 330, so dass eine übermäßige Drehung des Antriebsrads 330 in der ersten Richtung verhindert werden kann. Infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des Verhinderns einer übermäßigen Bewegung des Ventilelements 200 zu erzielen.
  • Wenn sich das Antriebsrad 330 um den voreingestellten zweiten Rotationsbereich RS2 in der zweiten Richtung dreht, kommt der zweite Anschlagteil 348 in ähnlicher Weise mit dem zweiten Anschlagvorsprung 346 in Kontakt und begrenzt die Rotation des Antriebsrads 330, so dass eine übermäßige Drehung des Antriebsrads 330 in der zweiten Richtung verhindert werden kann. Infolgedessen ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des Verhinderns einer übermäßigen Bewegung des Ventilelements 200 zu erzielen.
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt des Verbesserns der Abdichtleistung und des Verhinderns oder Unterbindens einer Verschlechterung des Brennstoffzellenstapels zu erzielen.
  • Insbesondere ist es gemäß den beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt des gleichförmigen Ausbildens und des ausreichenden Bereitstellens der auf das Ventilelement auszuübenden Druckkraft über das gesamte Ventilelement, wenn das Ventilelement den Luftströmungsweg verschließt, und des Verbesserns der Abdichtleistung des Ventilelements zu erzielen.
  • Darüber hinaus ist es gemäß Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt der Verbesserung der Stabilität und der Zuverlässigkeit zu erzielen.
  • Ferner ist es gemäß Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt der Vereinfachung einer Struktur und der Miniaturisierung einer Vorrichtung zu erzielen.
  • Obwohl die beispielhaften Ausgestaltungen vorstehend beschrieben wurden, sind die Ausgestaltungen nur veranschaulichend und sollen die vorliegende Erfindung/Offenbarung nicht einschränken. Der Fachmann kann erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen, welche oben nicht beschrieben wurden, an der vorliegenden Ausgestaltung vorgenommen werden können, ohne von den intrinsischen Merkmalen der vorliegenden Erfindung/Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können die jeweiligen in den Ausgestaltungen konkret beschriebenen Bestandteile modifiziert und dann realisiert werden. Ferner ist zu verstehen, dass die Unterschiede in Bezug auf die Modifikationen und Abwandlungen im Umfang der vorliegenden Erfindung/Offenbarung enthalten sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Brennstoffzellenstapel
    20
    Luftsteuerventil
    100
    Ventilgehäuse
    110
    Luftströmungsweg
    112
    Erster Strömungsweg
    114
    Zweiter Strömungsweg
    120
    Bypass-Strömungsweg
    130
    Erster Sitzteil
    140
    Zweiter Sitzteil
    200
    Ventilelement
    210
    Erste Ventilplatte
    220
    Zweiter Ventilplatte
    300
    Antriebseinheit
    310
    Antriebsquelle
    320, 320'
    Leistungsumwandlungsteil
    322
    Erstes Getriebeelement
    324
    Zweites Getriebeelement
    326
    Stützelement
    322'
    Drehwelle
    324'
    Sich hin- und herbewegendes Element
    330
    Antriebsrad
    340
    Anschlageinrichtung
    342
    Erster Anschlagvorsprung
    344
    Erster Anschlagteil
    346
    Zweiter Anschlagvorsprung
    348
    Zweiter Anschlagteil
    410
    Erstes Dichtungsteil
    420
    Zweites Dichtungsteil
    430:
    Gemeinsames Dichtungsteil
    432
    Gemeinsamer Dichtungsvorsprung
    440
    Erstes Führungsdichtungsteil
    441
    Erster Aufnahmeabschnitt
    442
    Erster Führungsdichtungsvorsprung
    450
    Zweites Führungsdichtungsteil
    451
    Zweiter Aufnahmeabschnitt
    452
    Zweite Führungsdichtungsvorsprung
    500
    Führungselement
    510
    Erster Enger-Kontakt-Abschnitt
    520
    Zweiter Enger-Kontakt-Abschnitt

Claims (20)

  1. Luftsteuerventil (20) für ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei das Luftsteuerventil (20) aufweist: ein Ventilgehäuse (100), welches mit Luftströmungswegen (110) ausgebildet ist, Ventilelemente (200), welche dazu eingerichtet sind, die Luftströmungswege (110) selektiv zu öffnen oder zu schließen, und eine Antriebseinheit (300), welche dazu eingerichtet ist, die Ventilelemente (200) geradlinig zu betätigen, so dass sich die Ventilelemente (200) geradlinig aus einer ersten Position, an welcher die Luftströmungswege (110) verschlossen sind, in eine zweite Position, an welcher die Luftströmungswege (110) geöffnet sind, bewegen.
  2. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 1, wobei die Luftströmungswege (110) aufweisen: einen ersten Strömungsweg (112), und einen zweiten Strömungsweg (114), welcher von dem ersten Strömungsweg (112) getrennt ist, und wobei die Ventilelemente (200) aufweisen: eine erste Ventilplatte (210), welche dazu eingerichtet ist, selektiv den ersten Strömungsweg (112) zu öffnen oder zu verschließen, indem sie von der Antriebseinheit (300) geradlinig bewegt wird, und eine zweite Ventilplatte (220), welche dazu eingerichtet ist, den zweiten Strömungsweg (114) selektiv zu öffnen oder zu verschließen, indem sie von der Antriebseinheit (300) geradlinig bewegt wird.
  3. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 2, aufweisend: ein Bypass-Strömungsweg (120), welcher dazu eingerichtet ist, den ersten Strömungsweg (112) und den zweiten Strömungsweg (114) zu verbinden und zuzulassen, dass in den ersten Strömungsweg (112) eingeführte Luft selektiv zu dem zweiten Strömungsweg (114) strömt, wobei der Bypass-Strömungsweg (120) durch die Ventilelemente (200) verschlossen wird, wenn sich die Ventilelemente in die zweite Position bewegen.
  4. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 3, wobei die Antriebseinheit (300): eine Antriebsquelle (310), die dazu eingerichtet ist, um Antriebsleistung bereitzustellen, und einen Leistungsumwandlungsteil (320, 322'), welcher mit den Ventilelementen (200) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistung der Antriebsquelle (310) in eine geradlinige Bewegung der Ventilelemente (200) umzuwandeln.
  5. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 4, wobei der Leistungsumwandlungsteil (320, 322') in dem Bypass-Strömungsweg (120) vorgesehen ist.
  6. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Leistungsumwandlungsteil (320) aufweist: ein erstes Getriebeelement (322), welches dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle (310) gedreht zu werden, wobei das erste Getriebeelement (322) vorzugsweise ein Ritzel ist, und ein zweites Getriebeelement (324), welches mit den Ventilelementen (200) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Getriebeelement (322) in Eingriff zu stehen und die Ventilelemente (200) zu bewegen, indem es durch die Drehung des ersten Getriebeelements (322) geradlinig bewegt wird, wobei das zweite Getriebeelement (324) vorzugsweise eine Zahnstange ist.
  7. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 6, ferner aufweisend: ein Stützelement (326), welches in dem Ventilgehäuse (100) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, die geradlinige Bewegung des zweiten Getriebeelements (324) relativ zum Ventilgehäuse (100) zu stützen.
  8. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Leistungsumwandlungsteil (320') aufweist: eine Drehwelle (322`), welche dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle (310) gedreht zu werden, und ein sich hin- und herbewegendes Element (324'), welches mit den Ventilelementen (200) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Ventilelemente (200) zu bewegen, indem es durch eine Drehung der Drehwelle (322') geradlinig hin- und herbewegt wird.
  9. Luftsteuerventil (20) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, aufweisend: ein Antriebsrad (330), welches dazu eingerichtet ist, durch die Antriebsquelle (310) gedreht zu werden, und wobei der Leistungsumwandlungsteil (320) dazu eingerichtet ist, mittels des Antriebsrads (330) betrieben zu werden.
  10. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 9, aufweisend: eine Anschlageinrichtung (340), welche dazu eingerichtet ist, selektiv einen Rotationsbereich des Antriebsrads (330) zu begrenzen.
  11. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 10, wobei die Anschlageinrichtung (340) aufweist: einen ersten Anschlagvorsprung (342), welcher in dem Ventilgehäuse (100) vorgesehen ist, einen ersten Anschlagteil (344), welcher an dem Antriebsrad (330) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem ersten Anschlagvorsprung (342) in Kontakt zu kommen, wenn sich das Antriebsrad (330) um einen voreingestellten ersten Rotationsbereich (RS1) in einer ersten Richtung dreht, einen zweiten Anschlagvorsprung (346), welcher in dem Ventilgehäuse (100) so vorgesehen ist, dass er von dem ersten Anschlagvorsprung (342) in einer Umfangsrichtung des Antriebsrads (330) im Abstand angeordnet ist, und einen zweiten Anschlagteil (348), welcher an dem Antriebsrad (330) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, mit dem zweiten Anschlagvorsprung (346) in Kontakt zu kommen, wenn sich das Antriebsrad (330) um einen voreingestellten zweiten Rotationsbereich (RS2) in einer zweiten Richtung dreht.
  12. Luftsteuerventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend: ein erstes Sitzteil (130), welches in dem Ventilgehäuse (100) so vorgesehen ist, dass es erlaubt ist, dass die Ventilelemente (200) in der ersten Position an dem ersten Sitzteil (130) anliegen, und ein zweites Sitzteil (140), welches in dem Ventilgehäuse (100) so vorgesehen ist, dass es erlaubt ist, dass die Ventilelemente (200) in der zweiten Position an dem zweiten Sitzteil (140) anliegen.
  13. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 12, aufweisend: ein erstes Dichtungsteil (430), welches an einer ersten Fläche der Ventilelemente (200) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen den Ventilelementen (200) und dem ersten Sitzteil (130) abzudichten, ein zweites Dichtungsteil (420), welches an einer zweiten Fläche der Ventilelemente (200) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen den Ventilelementen (200) und dem zweiten Sitzteil (140) abzudichten, und ein gemeinsames Dichtungsteil (430), welches an einem seitlichen Abschnitt der Ventilelemente (200) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, einen Spalt zwischen den Ventilelementen (200) und einem von dem ersten und dem zweiten Sitzteil (130, 140) basierend auf der Bewegung der Ventilelemente (200) abzudichten.
  14. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 13, aufweisend: ein erstes Führungsdichtungsteil (440), welches an dem ersten Sitzteil (130) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, den Spalt zwischen den Ventilelementen und dem ersten Sitzteil (130) im Zusammenwirken mit dem gemeinsamen Dichtungsteil (430) abzudichten, und ein zweites Führungsdichtungsteil (450), welches an dem zweiten Sitzteil (140) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, den Spalt zwischen den Ventilelementen (200) und dem zweiten Sitzteil (140) im Zusammenwirken mit dem gemeinsamen Dichtungsteil (430) abzudichten.
  15. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 14, wobei das gemeinsame Dichtungsteil (430) mehrere gemeinsame Dichtungsvorsprünge (432), welche von dem seitlichen Abschnitt der Ventilelemente (200) aus vorstehen, aufweist, wobei das erste Führungsdichtungsteil (440) mehrere erste Führungsdichtungsvorsprünge (442), welche an einer Innenfläche des ersten Sitzteils (130), die dem seitlichen Abschnitt der Ventilelemente (200) gegenüberliegt, ausgebildet sind, aufweist, und wobei das zweite Führungsdichtungsteil (450) mehrere zweite Führungsdichtungsvorsprünge (452) aufweist, welche an einer Innenfläche des zweiten Sitzteils (140), die dem seitlichen Abschnitt der Ventilelemente (200) gegenüberliegt, ausgebildet sind.
  16. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 15, wobei, in der ersten Position, die mehreren gemeinsamen Dichtungsvorsprünge (342) und die mehreren ersten Führungsdichtungsvorsprünge (442) in einer Bewegungsrichtung der Ventilelemente (200) abwechselnd angeordnet sind, und in der zweiten Position, mehreren gemeinsamen Dichtungsvorsprünge (342) und die mehreren zweiten Führungsdichtungsvorsprünge (452) in der Bewegungsrichtung der Ventilelemente (200) abwechselnd angeordnet sind.
  17. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 16, wobei: ein erster Aufnahmeabschnitt (441), welcher mit einem ersten gemeinsamen Dichtungsvorsprung unter den mehreren gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen (430) korrespondiert, zwischen benachbarten ersten Führungsdichtungsvorsprüngen unter den mehreren ersten Führungsdichtungsvorsprüngen (442) definiert ist, ein zweiter Aufnahmeabschnitt (451), welcher mit einem zweiten gemeinsamen Dichtungsvorsprung unter den mehreren gemeinsamen Dichtungsvorsprüngen (430) korrespondiert, zwischen benachbarten zweiten Führungsdichtungsvorsprüngen unter den mehreren ersten Führungsdichtungsvorsprüngen (452) definiert ist, der erste gemeinsame Dichtungsvorsprung in der ersten Position in dem ersten Aufnahmeabschnitt (441) aufgenommen ist, und der gemeinsame Dichtungsvorsprung in der zweiten Position in dem zweiten Aufnahmeabschnitt (452) aufgenommen ist.
  18. Luftsteuerventil (20) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das gemeinsame Dichtungsteil (430) entlang eines gesamten Umfangs der Ventilelemente (200) ausgebildet ist.
  19. Luftsteuerventil (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner aufweisend: Führungselemente (500), welche in dem Ventilgehäuse (100) vorgesehen sind und dazu eingerichtet sind, die Bewegungen der Ventilelemente (200) relativ zum Ventilgehäuse (100) zu führen.
  20. Luftsteuerventil (20) nach Anspruch 19, wobei: die Ventilelemente (200) in den Führungselementen (500) aufgenommen sind, so dass sie geradlinig bewegbar sind, ein erster Enger-Kontakt-Abschnitt (510) an einem ersten Ende der Führungselemente (500) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, in der ersten Position in engem Kontakt mit einer ersten Fläche der Ventilelemente (200) zu kommen, und ein zweiter Enger-Kontakt-Abschnitt (520) an einem zweiten Ende der Führungselemente (500) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, in der zweiten Position in engem Kontakt mit einer zweiten Fläche der Ventilelemente (200) zu kommen.
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