DE202023106310U1

DE202023106310U1 - Membrane for media separation and valve with the membrane

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Publication number: DE202023106310U1
Application number: DE202023106310.1U
Authority: DE
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2023-10-30
Filing date: 2023-10-30
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2033-10-31

Abstract

Membran (30), insbesondere Rollmembran, zu einer Medientrennung zweier Volumina (10, 12) in einem Ventil (14, 14'), beispielsweise einem Purge-Ventil und/oder einem Drain-Ventil einer elektrochemischen Zelle (16), aufweisend
einen Dichtteil (18), welcher zu einer statischen Montage in dem Ventil (14, 14') vorgesehen ist,
einen Funktionsteil (20), welcher zu einer Montage an ein bewegliches Bauteil (22), insbesondere an einen Ventilanker (24), des Ventils (14, 14'), vorgesehen ist, und
einen flexibel verformbaren Mittelteil (26), welcher, insbesondere in eine Radialrichtung (28) der Membran (30) gesehen, zwischen dem Funktionsteil (20) und dem Dichtteil (18) angeordnet ist, und welcher dazu vorgesehen ist, bei einer Relativbewegung zwischen dem Funktionsteil (20) und dem statisch festgehaltenen Dichtteil (18), insbesondere elastisch, verformt zu werden,
wobei der Mittelteil (26) in einem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran (30) eine Wölbung (32) aufweist.

Membrane (30), in particular rolling membrane, for a media separation of two volumes (10, 12) in a valve (14, 14 '), for example a purge valve and / or a drain valve of an electrochemical cell (16).
a sealing part (18), which is provided for static assembly in the valve (14, 14 '),
a functional part (20), which is intended for mounting on a movable component (22), in particular on a valve armature (24), of the valve (14, 14 '), and
a flexibly deformable middle part (26), which, in particular viewed in a radial direction (28) of the membrane (30), is arranged between the functional part (20) and the sealing part (18), and which is intended to move during a relative movement between the Functional part (20) and the statically held sealing part (18), in particular elastically, to be deformed,
wherein the middle part (26) has a curvature (32) when the membrane (30) is in an unloaded/force-free state.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Membran nach dem Anspruch 1 und ein Ventil nach dem Anspruch 22.The invention relates to a membrane according to claim 1 and a valve according to claim 22.

Es ist bereits eine Verwendung von Membranen zur Medientrennung in Ventilen vorgeschlagen worden.The use of membranes for media separation in valves has already been proposed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Reduzierung der für eine Bewegung eines Ventilankers notwendigen Kräfte bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 22 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention is, in particular, to provide a generic device with advantageous properties with regard to reducing the forces necessary for movement of a valve armature. The object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 22, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Es wird eine Membran, insbesondere eine Rollmembran, zu einer Medientrennung zweier Volumina in einem Ventil, beispielsweise einem Purge-Ventil und/oder einem Drain-Ventil einer elektrochemischen Zelle, aufweisend einen Dichtteil, welcher zu einer statischen Montage in dem Ventil vorgesehen ist, einen Funktionsteil, welcher zu einer Montage an ein bewegliches Bauteil, insbesondere an einen Ventilanker, des Ventils, vorgesehen ist, und einen flexibel verformbaren Mittelteil, welcher, insbesondere in eine Radialrichtung der Membran gesehen, zwischen dem Funktionsteil und dem Dichtteil angeordnet ist, und welcher dazu vorgesehen ist, bei einer Relativbewegung zwischen dem Funktionsteil und dem statisch festgehaltenen Dichtteil, insbesondere elastisch, verformt zu werden, wobei der Mittelteil in einem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran eine Wölbung aufweist, vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine für eine Bewegung eines Ventilankers notwendige Kraft reduziert werden, insbesondere indem eine Volumenänderung auf gegenüberliegenden Seiten der Membran bei einer Bewegung des Ventilankers durch eine Formänderung der Membran aufgefangen werden kann. Vorteilhaft kann dadurch eine hohe Effizienz, insbesondere Kosteneffizienz, erreicht werden, insbesondere indem ein den Ventilanker bewegender Elektromagnet einen reduzierten Kupferbedarf aufweisen kann. Zudem kann vorteilhaft eine Medientrennung mit einer besonders hohen Verschleißbeständigkeit erreicht werden, insbesondere da an keiner Stelle der Membran ein Reibverschleiß auftritt. Der Ventilanker bildet insbesondere ein Hubverstellelement des Elektromagneten, insbesondere des Ventils, aus.A membrane, in particular a rolling membrane, is used for media separation of two volumes in a valve, for example a purge valve and/or a drain valve of an electrochemical cell, having a sealing part which is provided for static assembly in the valve Functional part, which is intended for mounting on a movable component, in particular on a valve armature, of the valve, and a flexibly deformable middle part, which, in particular viewed in a radial direction of the membrane, is arranged between the functional part and the sealing part, and which in addition is intended to be deformed, in particular elastically, during a relative movement between the functional part and the statically held sealing part, the middle part having a curvature in an unloaded/force-free state of the membrane, proposed. As a result, the force necessary for a movement of a valve armature can be advantageously reduced, in particular in that a change in volume on opposite sides of the membrane when the valve armature moves can be absorbed by a change in shape of the membrane. Advantageously, high efficiency, in particular cost efficiency, can be achieved, in particular in that an electromagnet moving the valve armature can have a reduced copper requirement. In addition, media separation with a particularly high level of wear resistance can advantageously be achieved, especially since frictional wear does not occur at any point on the membrane. The valve armature forms in particular a stroke adjustment element of the electromagnet, in particular of the valve.

Insbesondere ist die Membran als eine impermeable Membran / als ein impermeables Diaphragma ausgebildet. Vorzugsweise ist die Membran flüssigkeitsdicht. Bevorzugt ist die Membran gasdicht. Besonders bevorzugt ist die Membran wasserstoffgasdicht, stickstoffgasdicht und/oder wasserdampfdicht. Vorzugsweise ist eine (Gas-)Leckage der Membran geringer als 10^-4 mbar*l/s. Geringere oder größere Leckagen sind jedoch ebenfalls denkbar. Insbesondere ist die Membran für eine Verwendung in großen, den Gefrierpunkt von Wasser umfassende Temperaturbereiche vorgesehen. Vorzugsweise ist die Membran wenigstens für eine Verwendung in einem Temperaturbereich zwischen -40°C und 85°C vorgesehen. Eine Auslegung der Membran für höhere oder niedrigere Temperaturen ist jedoch ebenfalls denkbar. Insbesondere ist die Membran für eine Verwendung in einem Niederdruckbereich zumindest zwischen 0 bar(a) und 6 bar(a), vorzugsweise zumindest zwischen 0,4 bar(a) und 4 bar(a) vorgesehen. Eine Auslegung der Membran für höhere Drücke ist jedoch ebenfalls denkbar. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.In particular, the membrane is designed as an impermeable membrane/as an impermeable diaphragm. The membrane is preferably liquid-tight. The membrane is preferably gas-tight. Particularly preferably, the membrane is hydrogen gas-tight, nitrogen gas-tight and/or water vapor-tight. Preferably, a (gas) leakage from the membrane is less than 10 ^-4 mbar*l/s. However, smaller or larger leaks are also conceivable. In particular, the membrane is intended for use in large temperature ranges encompassing the freezing point of water. Preferably, the membrane is intended for at least use in a temperature range between -40°C and 85°C. However, designing the membrane for higher or lower temperatures is also conceivable. In particular, the membrane is intended for use in a low pressure range at least between 0 bar(a) and 6 bar(a), preferably at least between 0.4 bar(a) and 4 bar(a). However, designing the membrane for higher pressures is also conceivable. “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.

Insbesondere ist die Membran zu einem Trennen eines ggf. feuchten Durchflussbereichs von einem Ankerführungsraum, in dem der Ventilanker geführt ist, vorgesehen. Dadurch kann vorteilhaft ein Ankerklemmen, z.B. durch in dem Ankerführungsraum an Wände anfrierende Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, verhindert werden. Insbesondere ist ein erstes Volumen der durch die Membran getrennten Volumina durch den regelbaren oder steuerbaren Durchflussbereich / Strömungsraum des Ventils ausgebildet. Insbesondere ist ein zweites Volumen der durch die Membran getrennten Volumina zumindest teilweise durch den Ankerführungsraum, insbesondere durch ein Ankerführungselement gebildet. Die elektrochemische Zelle kann beispielsweise als eine Brennstoffzelle oder ein Elektrolyseur ausgebildet sein. Ein Purge-Ventil einer elektrochemischen Zelle, insbesondere einer Brennstoffzelle, ist zu einer Entnahme von sich in der elektrochemischen Zelle anreichernden Gasen, beispielsweise Stickstoff, vorgesehen. Ein Drain-Ventil ist insbesondere zu einem Ableiten von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, vorzugsweise korrosiv wirkendes deionisiertes Wasser, welches beispielsweise in der Brennstoffzelle als Reaktionsprodukt anfällt, aus der elektrochemischen Zelle vorgesehen. Der Dichtteil, der Funktionsteil und der Mittelteil sind vorzugsweise jeweils integrale Bestandteile der Membran.In particular, the membrane is intended to separate a possibly moist flow area from an armature guide space in which the valve armature is guided. This can advantageously prevent anchor clamping, for example due to moisture, especially water, freezing on walls in the anchor guide space. In particular, a first volume of the volumes separated by the membrane is formed by the adjustable or controllable flow area/flow space of the valve. In particular, a second volume of the volumes separated by the membrane is at least partially formed by the anchor guide space, in particular by an anchor guide element. The electrochemical cell can be designed, for example, as a fuel cell or an electrolyzer. A purge valve of an electrochemical cell, in particular a fuel cell, is provided for removing gases that accumulate in the electrochemical cell, for example nitrogen. A drain valve is provided in particular for draining liquids, in particular water, preferably corrosive deionized water, which is produced, for example, as a reaction product in the fuel cell, from the electrochemical cell. The sealing part, the functional part and the middle part are preferably each integral components of the membrane.

Der statisch in dem Ventil montierte Dichtteil ist insbesondere derart montiert, dass zumindest der Dichtteil bei einer Bewegung des Ventilankers und/oder bei einer Verformung der Membran zumindest im Wesentlichen unbewegt und/oder durch die Bewegung unverformt bleibt. Der an dem beweglichen Bauteil des Ventils montierte Funktionsteil folgt vorzugsweise den Bewegungen des beweglichen Bauteils. Der Funktionsteil ist insbesondere in einem montierten Zustand der Membran relativ zu dem statisch festgehaltenen Dichtteil bewegbar. Der Mittelteil ist vorzugsweise zumindest überwiegend elastisch verformbar. Der Mittelteil bildet ein Volumenausgleichsteil der Membran aus. Der Mittelteil ist insbesondere dazu vorgesehen, sich bei der Bewegung des Ventilankers derart zu verformen, dass eine Kompression von Gas in den beiden Volumina durch die Bewegung des Ventilankers möglichst verhindert wird. Der unbelastete/kräftefreie Zustand der Membran ist vorzugsweise ein Zustand, in dem, insbesondere mit Ausnahme einer Schwerkraft und eines Luftdrucks, keine Kräfte auf die Membran wirken. Insbesondere ist der Dichtteil ringförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Mittelteil ringförmig ausgebildet. Insbesondere ist der Funktionsteil ringförmig und/oder kreisscheibenförmig ausgebildet. Der Mittelteil ist vorzugsweise ein mittlerer Ringteil der Membran. Vorzugsweise beträgt ein maximaler Außendurchmesser der Membran weniger als 18 mm. Vorzugsweise beträgt eine maximale Höhe der Membran weniger als 5 mm. Insbesondere beträgt ein Verhältnis der maximalen Höhe der Membran zu dem maximalen Außendurchmesser der Membran etwa 1:4.The sealing part mounted statically in the valve is in particular mounted in such a way that at least the sealing part remains at least essentially stationary and/or undeformed by the movement when the valve armature moves and/or when the membrane deforms. The functional part mounted on the movable component of the valve preferably follows the movements of the movable component. The functional part is movable relative to the statically held sealing part, in particular when the membrane is in an assembled state. The middle part is preferably at least predominantly elastically deformable. The middle part forms a volume compensation part of the membrane. The middle part is intended in particular to deform during the movement of the valve armature in such a way that compression of gas in the two volumes by the movement of the valve armature is prevented as far as possible. The unloaded/force-free state of the membrane is preferably a state in which no forces act on the membrane, in particular with the exception of gravity and air pressure. In particular, the sealing part is annular. In particular, the middle part is annular. In particular, the functional part is designed in the shape of a ring and/or a circular disk. The middle part is preferably a middle ring part of the membrane. Preferably, a maximum outside diameter of the membrane is less than 18 mm. Preferably, a maximum height of the membrane is less than 5 mm. In particular, a ratio of the maximum height of the membrane to the maximum outside diameter of the membrane is approximately 1:4.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Wölbung zumindest im Wesentlichen ringförmig, vorzugsweise vollständig, um den Funktionsteil umlaufend ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Kräfteverteilung erreicht werden. Insbesondere ist die ringförmig um den Funktionsteil umlaufende Wölbung in eine Öffnungsrichtung des Ventilankers / entgegen einer Schließrichtung des Ventilankers eingestülpt / (konkav) eingewölbt. Insbesondere bildet die Wölbung in einer Querschnittsansicht eine Art Schlaufenform aus.Furthermore, it is proposed that the curvature is designed to be at least essentially annular, preferably completely, surrounding the functional part. This can advantageously achieve a particularly uniform distribution of forces. In particular, the curvature that runs annularly around the functional part is indented/bulged (concave) in an opening direction of the valve armature/counter to a closing direction of the valve armature. In particular, the curvature forms a kind of loop shape in a cross-sectional view.

Wenn sich die Wölbung über wenigstens 20 %, vorzugsweise über wenigstens 25 %, vorteilhaft über wenigstens 30 %, bevorzugt über wenigstens 35 % und besonders bevorzugt über wenigstens 40 %, einer Gesamtkonturlänge eines, insbesondere die Membran in zwei zumindest im Wesentlichen identische Hälften teilenden, Querschnitts der Membran erstreckt, kann vorteilhaft ein besonders hohes Kraftausgleichsvermögen der Membran erreicht werden. Vorteilhaft kann ein besonders hohes Volumenausgleichsvermögen des Mittelteils erreicht werden. Insbesondere wird die Gesamtkonturlänge des Querschnitts der Membran entlang einer, vorzugsweise dem Ventilanker zugewandten, Oberseite der Membran und/oder entlang einer, vorzugsweise von dem Ventilanker abweisenden, Unterseite der Membran gemessen. Bevorzugt erstreckt sich die Wölbung über etwa 41 % der Gesamtkonturlänge des Querschnitts der Membran.If the curvature extends over at least 20%, preferably over at least 25%, advantageously over at least 30%, preferably over at least 35% and particularly preferably over at least 40%, of a total contour length of a membrane, in particular the membrane, which divides into two at least essentially identical halves, Cross-section of the membrane extends, a particularly high force balancing capacity of the membrane can advantageously be achieved. A particularly high volume compensation capacity of the middle part can advantageously be achieved. In particular, the total contour length of the cross section of the membrane is measured along an upper side of the membrane, preferably facing the valve anchor, and/or along an underside of the membrane, preferably facing away from the valve anchor. The curvature preferably extends over approximately 41% of the total contour length of the cross section of the membrane.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Funktionsteil eine Dichtfläche und/oder eine Dichtkontur aufweist, welche zu einem zumindest temporären Aufsitzen auf einem Ventilsitz und/oder auf einer Düse des Ventils vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft die Membran zusätzlich zu einer Schaltfunktion, mittels welcher der Durchflussbereich geöffnet und geschlossen werden kann, genutzt werden. Vorteilhaft kann eine einfache und/oder kostengünstige Konstruktion des Ventils mit der Membran erreicht werden. Insbesondere erzeugt das Aufsitzen der Dichtfläche und/oder der Dichtkontur auf dem Ventilsitz eine gasdichte Aufteilung des ersten Volumens der durch die Membran getrennten Volumina in zwei Untervolumina. Eine Leckrate der Abdichtung durch das Aufsitzen der Dichtfläche und/oder der Dichtkontur auf dem Ventilsitz ist vorzugsweise kleiner als 10^-4 mbar*l/s. Insbesondere sitzt die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur in einem ersten Schaltzustand eines den Ventilanker bewegenden Elektromagneten auf dem Ventilsitz auf. Insbesondere ist die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur in einem zweiten Schaltzustand des den Ventilanker bewegenden Elektromagneten von dem Ventilsitz abgehoben. Insbesondere wird der Ventilanker zwischen dem ersten Schaltzustand und dem zweiten Schaltzustand in Axialrichtung der Membran bewegt. Vorzugsweise ist die Membran in dem ersten Schaltzustand näher an ihrer unbelasteten/kräftefreien Form als in dem zweiten Schaltzustand. Insbesondere bildet die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur eine integrierte mittige Dichtzone der Membran aus. Insbesondere weist die Düse eine Nennweite zwischen 1 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 3 mm auf. Alternativ sind jedoch auch größere oder kleinere Düsen-Nennweiten denkbar.Furthermore, it is proposed that the functional part has a sealing surface and/or a sealing contour, which is provided for at least temporary seating on a valve seat and/or on a nozzle of the valve. This means that the membrane can advantageously be used in addition to a switching function by means of which the flow area can be opened and closed. A simple and/or cost-effective construction of the valve with the membrane can advantageously be achieved. In particular, seating the sealing surface and/or the sealing contour on the valve seat creates a gas-tight division of the first volume of the volumes separated by the membrane into two sub-volumes. A leak rate of the seal due to the seating of the sealing surface and/or the sealing contour on the valve seat is preferably less than 10 ^-4 mbar*l/s. In particular, the sealing surface and/or the sealing contour sits on the valve seat in a first switching state of an electromagnet moving the valve armature. In particular, the sealing surface and/or the sealing contour is lifted off the valve seat in a second switching state of the electromagnet moving the valve armature. In particular, the valve armature is moved between the first switching state and the second switching state in the axial direction of the membrane. Preferably, the membrane is closer to its unloaded/force-free form in the first switching state than in the second switching state. In particular, the sealing surface and/or the sealing contour forms an integrated central sealing zone of the membrane. In particular, the nozzle has a nominal width between 1 mm and 4 mm, preferably between 2 mm and 3 mm. Alternatively, larger or smaller nozzle nominal widths are also conceivable.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Wölbung in einer auf die Dichtfläche und/oder Dichtkontur zeigenden Blickrichtung gesehen konkav ist. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders kräftearmer, insbesondere nahezu kräftefreier Volumenausgleich bei einer Bewegung des Ventilankers erreicht werden. Furthermore, it is proposed that the curvature is concave when viewed in a viewing direction pointing towards the sealing surface and/or sealing contour. As a result, a particularly low-force, in particular almost force-free, volume compensation can advantageously be achieved when the valve armature moves.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Wölbung zumindest in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand eine maximale Wölbungstiefe aufweist, welche größer ist als eine maximale Materialstärke der Membran innerhalb des Mittelteils und/oder als eine maximale Materialstärke des Funktionsteils. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders hohes Kraftausgleichsvermögen der Membran erreicht werden. Vorteilhaft kann ein besonders hohes Volumenausgleichsvermögen des Mittelteils erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders geringe axiale Steifigkeit der Membran, insbesondere im Mittelteil der Membran, erreicht werden. Zudem kann durch die Kombination der Wölbung und der Wandstärke eine geringe radiale Steifigkeit erreicht werden. Insbesondere werden dadurch von der Membran Volumenänderungen der beiden Volumina mit geringer Axialkrafterzeugung aufgenommen. Insbesondere beträgt eine mittlere Materialstärke/Wandstärke, vorzugsweise eine maximale Materialstärke/Wandstärke, des Mittelteils der Membran weniger als 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 0,8 mm. Insbesondere beträgt eine mittlere Materialstärke/Wandstärke, vorzugsweise eine maximale Materialstärke/Wandstärke, des Funktionsteils der Membran weniger als 1,3 mm, vorzugsweise etwa 1,25 mm oder etwa 1 mm. Insbesondere beträgt die maximale Wölbungstiefe der Wölbung des Mittelteils der Membran mehr als 1 mm, vorzugsweise mehr als 1,3 mm, bevorzugt mehr als 1,50 mm.In addition, it is proposed that the curvature, at least in the unloaded/force-free state, has a maximum curvature depth which is greater than a maximum material thickness of the membrane within the middle part and/or than a maximum material thickness of the functional part. This allows a particularly high level of force to be advantageous balancing capacity of the membrane can be achieved. A particularly high volume compensation capacity of the middle part can advantageously be achieved. A particularly low axial rigidity of the membrane, particularly in the middle part of the membrane, can advantageously be achieved. In addition, low radial rigidity can be achieved through the combination of the curvature and the wall thickness. In particular, volume changes in the two volumes with low axial force generation are absorbed by the membrane. In particular, an average material thickness/wall thickness, preferably a maximum material thickness/wall thickness, of the central part of the membrane is less than 1 mm, preferably between 0.4 mm and 0.8 mm. In particular, an average material thickness/wall thickness, preferably a maximum material thickness/wall thickness, of the functional part of the membrane is less than 1.3 mm, preferably about 1.25 mm or about 1 mm. In particular, the maximum curvature depth of the curvature of the central part of the membrane is more than 1 mm, preferably more than 1.3 mm, preferably more than 1.50 mm.

Wenn der Dichtteil an einer radialen Außenseite der Membran angeordnet ist und/oder wenn der Funktionsteil einen Zentralbereich der Membran umfasst, kann eine besonders vorteilhafte Konstruktion erreicht werden.If the sealing part is arranged on a radial outside of the membrane and/or if the functional part comprises a central region of the membrane, a particularly advantageous construction can be achieved.

Wenn außerdem der Dichtteil zumindest im Wesentlichen ringförmig um den Mittelteil umlaufend ausgebildet ist, kann vorteilhaft eine gute Dichtung der Membran und/oder eine hohe Beweglichkeit des Mittelteils erreicht werden.If, in addition, the sealing part is designed to be at least substantially annular surrounding the middle part, a good seal of the membrane and/or a high degree of mobility of the middle part can advantageously be achieved.

Überdies wird vorgeschlagen, dass der Dichtteil zumindest zwei Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, ausbildet, welche in der Radialrichtung voneinander beabstandet sind. Dadurch kann eine besonders gute Abdichtung der zwei Volumina voneinander durch den Dichtteil erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Entkopplung der statischen (Dichtteil) und der dynamischen (Funktionsteil) Dichtfunktion der Membran erreicht werden. Vorteilhaft kann durch die Dichtkontaktelemente / Dichtringe eine besonders robuste Montage, z.B. durch ein Verklemmen des Dichtteils, ermöglicht werden. Insbesondere werden die Dichtkontaktelemente bei der Montage der Membran in das Ventil in einen Aufnahmeraum des Ventils eingeklemmt und bleiben dort während des Betriebs des Ventils statisch unbewegt. Die Membran ist zu einer Entkopplung einer statischen und einer dynamischen Dichtfunktion vorgesehen.Furthermore, it is proposed that the sealing part forms at least two sealing contact elements, in particular sealing contact rings, which are spaced apart from one another in the radial direction. As a result, a particularly good sealing of the two volumes from one another can be achieved by the sealing part. A decoupling of the static (sealing part) and the dynamic (functional part) sealing function of the membrane can advantageously be achieved. The sealing contact elements/sealing rings can advantageously enable particularly robust assembly, e.g. by jamming the sealing part. In particular, when the membrane is installed in the valve, the sealing contact elements are clamped into a receiving space of the valve and remain statically stationary there during operation of the valve. The membrane is intended to decouple a static and a dynamic sealing function.

Wenn der Dichtteil zudem zumindest zwei Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, ausbildet, welche senkrecht zu der Radialrichtung, insbesondere in Axialrichtung, voneinander beabstandet sind, kann vorteilhaft eine Dichtwirkung des (statischen) Dichtteils noch weiter erhöht werden. Insbesondere umfasst der Dichtteil insgesamt wenigstens vier Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, wobei jeweils zwei der Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, auf einer gleichen Seite der Membran angeordnet sind und wobei jeweils zwei weitere Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, auf in Axialrichtung der Membran gegenüberliegenden / voneinander weg weisenden Seiten der Membran angeordnet sind. Insbesondere dienen die Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, zu einer mechanischen Abstützung des durch Einklemmen statisch montierten Dichtteils der Membran. Insbesondere können die Dichtkontaktelemente, insbesondere Dichtkontaktringe, bei der Montage des Dichtteils der Membran durch Einklemmen verformt werden.If the sealing part also forms at least two sealing contact elements, in particular sealing contact rings, which are spaced apart from one another perpendicular to the radial direction, in particular in the axial direction, a sealing effect of the (static) sealing part can advantageously be increased even further. In particular, the sealing part comprises a total of at least four sealing contact elements, in particular sealing contact rings, with two of the sealing contact elements, in particular sealing contact rings, being arranged on a same side of the membrane and with two further sealing contact elements, in particular sealing contact rings, being arranged on sides opposite/pointing away from one another in the axial direction of the membrane the membrane are arranged. In particular, the sealing contact elements, in particular sealing contact rings, serve to mechanically support the sealing part of the membrane that is statically mounted by clamping. In particular, the sealing contact elements, in particular sealing contact rings, can be deformed by clamping during assembly of the sealing part of the membrane.

Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Funktionsteil eine Hinterschnittkontur aufweist, welche zu einer Montage der Membran an dem beweglichen Bauteil, insbesondere an dem Ventilanker, vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache, schnelle und/oder zuverlässige Montage der Membran an dem beweglichen Bauteil ermöglicht werden. Die Hinterschnittkontur ist insbesondere zu einer Herstellung einer (dauerhaften) formschlüssigen Verbindung der Membran, insbesondere des Funktionsteils, mit dem Ventilanker vorgesehen. Der Ventilanker wird insbesondere bei einer Montage der Membran in die Hinterschnittkontur des Funktionsteils eingeknüpft / eingeklipst. Insbesondere bildet die Hinterschnittkontur in der Querschnittansicht eine Art Haltenase, insbesondere Schnappnase aus.In addition, it is proposed that the functional part has an undercut contour, which is provided for mounting the membrane on the movable component, in particular on the valve armature. This advantageously enables simple, quick and/or reliable assembly of the membrane on the movable component. The undercut contour is intended in particular to produce a (permanent) positive connection of the membrane, in particular of the functional part, to the valve anchor. The valve anchor is tied/clipped into the undercut contour of the functional part, particularly when assembling the membrane. In particular, the undercut contour in the cross-sectional view forms a type of holding nose, in particular a snap nose.

Wenn dabei der Funktionsteil einen Aufnahmebereich für das bewegliche Bauteil, insbesondere den Ventilanker, ausbildet, welcher zu einer Seite zumindest teilweise durch die Hinterschnittkontur begrenzt ist, kann vorteilhaft ein sicherer und/oder einfach zu montierender Halt der Membran an dem beweglichen Bauteil erreicht werden. Insbesondere weist das bewegliche Bauteil ein Montageelement auf, welches in seiner Form an die Form des Aufnahmebereichs angepasst ist. Insbesondere erlaubt das Montageelement des beweglichen Bauteils ein Hintergreifen des Montageelements in Axialrichtung des beweglichen Bauteils. Insbesondere ist der Aufnahmebereich zu einer von der Dichtfläche und/oder Dichtkontur des Funktionsteils wegweisenden Seite des Funktionsteils durch die Hinterschnittkontur begrenzt. Insbesondere erstreckt sich die Hinterschnittkontur zumindest teilweise in Radialrichtung der Membran auf eine, insbesondere zu der Axialrichtung der Membran parallel verlaufende, Mittelachse der Membran zu.If the functional part forms a receiving area for the movable component, in particular the valve armature, which is at least partially limited on one side by the undercut contour, a secure and/or easy-to-assemble hold of the membrane on the movable component can advantageously be achieved. In particular, the movable component has a mounting element whose shape is adapted to the shape of the receiving area. In particular, the mounting element of the movable component allows the mounting element to be gripped behind in the axial direction of the movable component. In particular, the receiving area is limited by the undercut contour to a side of the functional part facing away from the sealing surface and/or sealing contour of the functional part. In particular, the undercut contour extends at least partially in the radial direction of the membrane towards a central axis of the membrane, in particular running parallel to the axial direction of the membrane.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein maximaler Durchmesser des Aufnahmebereichs wenigstens 10 %, vorzugsweise wenigstens 15 % und bevorzugt wenigstens 19 %, größer ist ein minimaler Durchmesser der Hinterschnittkontur und/oder höchstens 30 %, vorzugsweise höchstens 25 % und bevorzugt höchstens 20 %, größer ist als ein minimaler Durchmesser der Hinterschnittkontur. Dadurch kann vorteilhaft ein guter und insbesondere dauerhafter, Halt des beweglichen Bauteils an der Membran erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch ein Optimum zwischen Haltbarkeit der Membran an dem beweglichen Bauteil und Montierbarkeit des beweglichen Bauteils an die Membran erreicht werden. Bevorzugt beträgt ein Durchmesserunterschied zwischen dem maximalen Durchmesser des Aufnahmebereichs und dem minimalen Durchmesser der Hinterschnittkontur etwa 1,1 mm. Dieser Wert hat sich bei einem maximalen Außendurchmesser der Membran von höchstens 18 mm simulativ als Optimum ergeben.Furthermore, it is proposed that a maximum diameter of the receiving area is at least 10%, preferably at least 15% and preferably at least 19% larger, a minimum diameter of the undercut contour and / or at most 30%, preferably at most 25% and preferably at most 20% larger as a minimum diameter of the undercut contour. As a result, a good and, in particular, permanent hold of the movable component on the membrane can advantageously be achieved. Advantageously, an optimum can be achieved between the durability of the membrane on the movable component and the ability to mount the movable component on the membrane. A diameter difference between the maximum diameter of the receiving area and the minimum diameter of the undercut contour is preferably approximately 1.1 mm. This value was found to be optimal with a maximum outer diameter of the membrane of at most 18 mm.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Hinterschnittkontur eine Einführschräge aufweist, welche dazu vorgesehen ist, bei einer Montage des beweglichen Bauteils durch eine auf den Funktionsteil hin gerichtete und senkrecht zu der Radialrichtung der Membran / des beweglichen Bauteils und/oder parallel zu der Axialrichtung der Membran / des beweglichen Bauteils verlaufende Bewegung des beweglichen Bauteils, ein selbsttätiges elastisches Ausweichen der Hinterschnittkontur durch eine temporäre Verformung der Membran zu lenken. Dadurch kann vorteilhaft eine Montage vereinfacht und/oder geführt werden. Bei einem Einführen des beweglichen Bauteils in den Mittelteil weichen zunächst die Seitenwände des Aufnahmeraums des Funktionsteils seitlich aus und nach einem Passieren der Hinterschnittkontur schnappt diese in eine Ausnehmung oder Durchmesserverjüngung des beweglichen Bauteils ein.In addition, it is proposed that the undercut contour has an insertion bevel, which is intended to be used during assembly of the movable component by a direction directed towards the functional part and perpendicular to the radial direction of the membrane / of the movable component and / or parallel to the axial direction of the membrane / The movement of the movable component, which runs along the movable component, directs an automatic elastic deflection of the undercut contour through a temporary deformation of the membrane. As a result, assembly can advantageously be simplified and/or guided. When the movable component is inserted into the middle part, the side walls of the receiving space of the functional part first move laterally and after passing the undercut contour, it snaps into a recess or diameter taper in the movable component.

Wenn die Membran eine rotationssymmetrische Ausgestaltung aufweist, kann vorteilhaft eine einfache Montage und/oder eine besonders gleichmäßige Kräfteverteilung erreicht werden. Insbesondere bildet die Axialrichtung der Membran die Rotationssymmetrieachse der Membran aus.If the membrane has a rotationally symmetrical design, simple assembly and/or a particularly uniform distribution of forces can advantageously be achieved. In particular, the axial direction of the membrane forms the axis of rotational symmetry of the membrane.

Wenn ferner die Membran eine einstückige, insbesondere monolithische, Ausgestaltung aufweist, kann vorteilhaft eine einfache Montage und/oder eine einfache und/oder effiziente Konstruktion erreicht werden. Unter „einstückig“ soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. Insbesondere ist die Membran vollständig durch dasselbe Material ausgebildet.Furthermore, if the membrane has a one-piece, in particular monolithic, configuration, simple assembly and/or a simple and/or efficient construction can advantageously be achieved. “One-piece” is intended to mean, in particular, materially connected, such as through a welding process and/or gluing process, etc., and particularly advantageously formed, such as through production from a single casting and/or through production in a single- or multi-component injection molding process. In particular, the membrane is formed entirely from the same material.

Es ist zudem denkbar, dass die Membran aus einem Material, insbesondere einem Elastomer, mit einer Glasübergangstemperatur (T_g) von weniger als -40°C ausgestaltet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders gute Eignung auch für tiefe Temperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser erreicht werden, insbesondere da die Membran dadurch eine geringe Steifigkeit bei Tieftemperatur aufweist. Membranen mit höheren Glasübergangstemperaturen sind jedoch ebenfalls denkbar.It is also conceivable that the membrane is made of a material, in particular an elastomer, with a glass transition temperature (T _g ) of less than -40 ° C. As a result, a particularly good suitability can advantageously be achieved even for low temperatures below the freezing point of water, in particular since the membrane therefore has low rigidity at low temperatures. However, membranes with higher glass transition temperatures are also conceivable.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Membran aus einem Material, insbesondere einem Elastomer, mit einem Druckverformungsrest von weniger als 25 %, vorzugsweise von weniger als 20 % ausgestaltet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Dichtigkeit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders geringe Leckage, auch bei Tieftemperatur, insbesondere unter dem Gefrierpunkt von Wasser, erreicht werden. Insbesondere ist alternativ zu einer monolithischen Ausgestaltung der Membran auch denkbar, dass die Membran als eine 2-oder mehr-Komponenten-Membran ausgebildet ist, welche vorzugsweise im Funktionsteil und/oder im Dichtteil aus einem Material mit einem besonders geringen Druckverformungsrest und/oder aus einem Thermoplast-Material ausgebildet ist. Insbesondere kann das Material des Mittelteils der 2-oder mehr-Komponenten-Membran dann aus einem anderen Material als der Funktionsteil und/oder der Dichtteil ausgebildet sein, beispielsweise aus einem Material mit einer besonders hohen Flexibilität.It is also proposed that the membrane is made of a material, in particular an elastomer, with a compression set of less than 25%, preferably less than 20%. As a result, a high level of tightness can advantageously be achieved. A particularly low leakage can advantageously be achieved, even at low temperatures, in particular below the freezing point of water. In particular, as an alternative to a monolithic design of the membrane, it is also conceivable that the membrane is designed as a 2- or more-component membrane, which is preferably made in the functional part and/or in the sealing part from a material with a particularly low compression set and/or from a Thermoplastic material is formed. In particular, the material of the middle part of the two- or more-component membrane can then be made from a different material than the functional part and/or the sealing part, for example from a material with a particularly high level of flexibility.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Membran aus einem Elastomer, insbesondere einem Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk, ausgestaltet ist. Dadurch können vorteilhaft die vorgenannten Anforderungen an die Membran optimal erfüllt werden.Furthermore, it is proposed that the membrane is made of an elastomer, in particular an ethylene-propylene-diene (monomer) rubber. As a result, the aforementioned requirements for the membrane can advantageously be optimally met.

Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass zumindest in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur des Funktionsteils in einer Ebene liegt, welche in einer Axialrichtung der Membran beabstandet ist von einer Ebene, in der eines der Dichtkontaktelemente, insbesondere der Dichtkontaktringe, des Dichtteils liegt. Dadurch kann eine vorteilhafte Konstruktion und/oder Kräfteverteilung erreicht werden. Insbesondere liegen in einer Blickrichtung entlang der Axialrichtung auf die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur hin zumindest in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran die Ebenen, in denen die Dichtkontaktelemente des Dichtteils liegen, hinter der Ebene, in der die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur des Funktionsteils liegt. Insbesondere liegt in einer Blickrichtung entlang der Axialrichtung auf die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur hin zumindest in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran ein tiefster Punkt der Wölbung des Mittelteils hinter allen Ebenen, in denen die Dichtkontaktelemente des Dichtteils liegen und hinter der Ebene, in der die Dichtfläche und/oder die Dichtkontur des Funktionsteils liegt.In addition, it is proposed that, at least in the unloaded/force-free state of the membrane, the sealing surface and/or the sealing contour of the functional part lies in a plane which is spaced in an axial direction of the membrane from a plane in which one of the sealing contact elements, in particular the sealing contact rings, of the sealing part. This allows an advantageous construction and/or distribution of forces to be achieved. In particular, in a viewing direction along the axial direction towards the sealing surface and/or the sealing contour, at least in the unloaded/force-free state of the membrane, the planes in which the sealing contact elements of the sealing part lie are behind the plane in which the sealing surface and/or the sealing contour of the functional part. In particular, it lies in a viewing direction along the axial direction Sealing surface and / or the sealing contour, at least in the unloaded / force-free state of the membrane, a lowest point of the curvature of the middle part behind all planes in which the sealing contact elements of the sealing part lie and behind the plane in which the sealing surface and / or the sealing contour of the functional part lies.

Ferner wird ein Ventil, insbesondere Purge-Ventil und/oder Drain-Ventil für eine elektrochemische Zelle, mit dem Elektromagneten, welcher zumindest das Ankerführungselement und den in dem Ankerführungsraum des Ankerführungselements beweglich geführt gelagerten und durch ein Magnetfeld des Elektromagneten aktuierbaren Ventilanker aufweist, und mit der Membran, welche an einem Endbereich des Ventilankers montiert ist, welche an einem Endbereich des Ankerführungselements dichtend montiert ist, und welche dazu vorgesehen ist, einen durch das Ventil schalt- und/oder regelbaren Fluidstrom, insbesondere Gas- und/oder Flüssigkeitsstrom, von dem Ankerführungsraum des Ankerführungselements fernzuhalten, vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft eine für eine Bewegung des Ventilankers notwendige Kraft reduziert werden, insbesondere indem eine Volumenänderung auf gegenüberliegenden Seiten der Membran bei einer Bewegung des Ventilankers durch eine Formänderung der Membran aufgefangen werden kann. Vorteilhaft kann dadurch eine hohe Effizienz, insbesondere Kosteneffizienz, erreicht werden, insbesondere indem der den Ventilanker bewegende Elektromagnet einen reduzierten Kupferbedarf aufweisen kann.Furthermore, a valve, in particular a purge valve and/or drain valve for an electrochemical cell, is provided with the electromagnet, which has at least the armature guide element and the valve armature which is movably guided in the armature guide space of the armature guide element and can be actuated by a magnetic field of the electromagnet, and with the membrane, which is mounted on an end region of the valve armature, which is sealingly mounted on an end region of the armature guide element, and which is intended to receive a fluid flow, in particular gas and/or liquid flow, which can be switched and/or regulated by the valve To keep away from the anchor guide space of the anchor guide element, suggested. This can advantageously reduce the force required for a movement of the valve armature, in particular in that a change in volume on opposite sides of the membrane when the valve armature moves can be absorbed by a change in shape of the membrane. Advantageously, high efficiency, in particular cost efficiency, can be achieved, in particular in that the electromagnet moving the valve armature can have a reduced copper requirement.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Membran derart an dem Ventilanker angeordnet ist, dass die Wölbung der Membran in Richtung des Ankerführungsraums (zweites Volumen), der von dem durch das Ventil schalt- und/oder regelbaren Fluidstrom (erstes Volumen) zu trennen ist, ausgestülpt ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders vorteilhafte Volumenausgleichsfunktion der Membran ermöglicht werden.In addition, it is proposed that the membrane is arranged on the valve armature in such a way that the curvature of the membrane is pushed out in the direction of the armature guide space (second volume), which is to be separated from the fluid flow (first volume) that can be switched and/or controlled by the valve is. This can advantageously enable a particularly advantageous volume compensation function of the membrane.

In einem Verfahren zu einer Montage des Ventils wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Gegenhaltevorrichtung in die Wölbung des Mittelteils der Membran eingebracht und in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt der Ventilanker entlang einer Einführrichtung gegen eine Einführschräge einer Hinterschnittkontur des Funktionsteils gepresst, so dass die Hinterschnittkontur und Seitenwände eines Aufnahmebereichs des Funktionsteils seitlich zu der Einführrichtung ausweichen, bis eine Vorderseite des Ventilankers einen Boden des Aufnahmebereichs berührt und die Hinterschnittkontur passiert hat, welche sich daraufhin elastisch in ihre Ausgangsposition zurückbewegt. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache und/oder sichere Montage erreicht werden. Die Hinterschnittkontur hält bei einer Zugbewegung an dem Ventilanker im montierten Zustand vorzugsweise den Ventilanker innerhalb des Aufnahmeraums der Membran.In a method for assembling the valve, in at least one method step, a counter-holding device is introduced into the curvature of the central part of the membrane and, in at least one further method step, the valve anchor is pressed along an insertion direction against an insertion bevel of an undercut contour of the functional part, so that the undercut contour and side walls of a Receiving area of the functional part move laterally to the insertion direction until a front side of the valve anchor touches a bottom of the receiving area and has passed the undercut contour, which then moves back elastically to its starting position. As a result, simple and/or safe assembly can advantageously be achieved. During a pulling movement on the valve anchor in the assembled state, the undercut contour preferably holds the valve anchor within the receiving space of the membrane.

In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt wird der Dichtteil der Membran zwischen dem Ankerführungselement oder einem Gehäuse des Ventils und einem weiteren Ventilbauteil des Ventils derart in Axialrichtung eingeklemmt, dass in Axialrichtung gegenüberliegende Seiten der Membran gegeneinander abgedichtet sind. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Dichtigkeit der zwei Volumina gegeneinander erreicht werden.In at least one further method step, the sealing part of the membrane is clamped in the axial direction between the armature guide element or a housing of the valve and a further valve component of the valve in such a way that opposite sides of the membrane in the axial direction are sealed against one another. As a result, a particularly high level of tightness between the two volumes can advantageously be achieved.

Die erfindungsgemäße Membran und das erfindungsgemäße Ventil sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Membran und das erfindungsgemäße Ventil zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The membrane according to the invention and the valve according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the membrane according to the invention and the valve according to the invention can have a number of individual elements, components and units that deviate from the number mentioned herein in order to fulfill the functionality described herein.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.

Es zeigen:

1 schematisch ein beispielhaftes System mit einer ein Ventil aufweisenden elektrochemischen Zelle,
2 eine schematische Schnittansicht des Ventils mit einer Membran,
3 schematisch einen vergrößerten Teil eines Querschnitts durch das Ventil mit der Membran in einem geschlossenen Betriebszustand des Ventils,
4 schematisch den vergrößerten Teil des Querschnitts durch das Ventil mit der Membran in einem geöffneten Betriebszustand des Ventils,
5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Montage des Ventils und
6 einen Zwischenschritt des Verfahrens zur Montage des Ventils, bei dem eine Gegenhaltevorrichtung verwendet wird.

Show it:

1 schematically an exemplary system with an electrochemical cell having a valve,
2 a schematic sectional view of the valve with a membrane,
3 schematically an enlarged part of a cross section through the valve with the membrane in a closed operating state of the valve,
4 schematically the enlarged part of the cross section through the valve with the membrane in an open operating state of the valve,
5 a schematic flow diagram of a method for assembling the valve and
6 an intermediate step of the method for assembling the valve, in which a counter-holding device is used.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the exemplary embodiment

Die 1 zeigt beispielhaft ein System mit einer elektrochemischen Zelle 16. Die elektrochemische Zelle 16 ist als Brennstoffzelle ausgebildet. Die elektrochemische Zelle 16 weist ein Ventil 14 auf. Das Ventil 14 ist als ein Purge-Ventil ausgebildet. Die elektrochemische Zelle 16 weist ein weiteres Ventil 14' auf. Das weitere Ventil 14' ist als ein Drain-Ventil ausgebildet. Das Drain-Ventil und das Purge-Ventil sind zumindest im Wesentlichen baugleich. Das System mit der elektrochemischen Zelle 16 weist zudem einen Wasserstofftank 102, ein PCV- und Ausschaltventil 104, einen Drucksensor 106, eine Strahlpumpe 108, einen Separator 110, einen Stack 112, einen Lufteinlass 114 und einen Kühlfluideinlass 116 auf. Auf eine weitere Detailbeschreibung des aus dem Stand der Technik bekannten Systems mit der elektrochemischen Zelle 16 wird mangels Relevanz an dieser Stelle verzichtet.The 1 shows an example of a system with an electrochemical cell 16. The electrochemical cell 16 is designed as a fuel cell. The electrochemical cell 16 has a valve 14. The valve 14 is designed as a purge valve. The electrochemical cell 16 has a further valve 14'. The further valve 14' is designed as a drain valve. The drain valve and the purge valve are at least essentially identical in construction. The system with the electrochemical cell 16 also includes a hydrogen tank 102, a PCV and shut-off valve 104, a pressure sensor 106, a jet pump 108, a separator 110, a stack 112, an air inlet 114 and a cooling fluid inlet 116. A further detailed description of the system known from the prior art with the electrochemical cell 16 is omitted here due to lack of relevance.

Die 2 zeigt eine schematische Schnittansicht des Ventils 14, 14'. Das Ventil 14, 14' weist einen Elektromagneten 66 auf. Der Elektromagnet 66 ist zu einer Erzeugung eines Magnetfelds vorgesehen. Der Elektromagnet 66 umfasst eine Magnetspule 120 und einen Magnetkern 118. Der Elektromagnet 66 umfasst einen beweglich gelagerten Ventilanker 24. Der Elektromagnet 66 umfasst ein Ankerführungselement 68. Das Ankerführungselement 68 bildet einen Ankerführungsraum 70 auf. Der Ventilanker 24 ist in dem Ankerführungsraum 70 des Ankerführungselements 68 beweglich geführt gelagert. Das Magnetfeld des Elektromagneten 66 bewirkt je nach Stärke und/oder Aktivierung eine Aktuierung des Ventilankers 24. Der Ventilanker 24 bildet ein bewegliches Bauteil 22 des Ventils 14, 14' aus. Der Ventilanker 24 ist parallel zu einer Axialrichtung 52 des Ventilankers 24 bewegbar gelagert. Das Ventil 14, 14' umfasst eine Düse 38. Das Ventil 14, 14' umfasst einen Ventilsitz 36. Ein Aufsitzen eines dichtenden Elements auf dem Ventilsitz 36 verschließt die Düse 38. Die Düse 38 bildet einen Fluideinlass oder einen Fluidauslass aus. Das Ventil 14, 14' umfasst eine Öffnung 122. Die Öffnung 122 bildet einen Fluideinlass oder einen Fluidauslass aus. Zwischen der Düse 38 und der Öffnung 122 bildet das Ventil 14, 14' einen Strömungsraum 124 aus. Durch ein Abdichten oder Freigeben des Ventilsitzes 36 mittels des Ventilankers 24 wird ein Durchfluss eines Fluids durch den Strömungsraum 124 blockiert oder ermöglicht. Die Düse 38 weist im Bereich des Ventilsitzes 36 eine relativ zu einer Radialrichtung 28 des Ventilankers 24 angeschrägte Oberfläche 132 auf. Die angeschrägte Oberfläche 132 der Düse 38 schließt mit der Radialrichtung 28 einen Winkel von etwa 15° ein. Eine Kontaktstelle 134 der Düse 38, an der ein Dichtelement bei einer Abdichtung die Düse 38 berührt, ist abgerundet ausgebildet (R0,1). Dadurch kann vorteilhaft eine gute Dichtwirkung bei einer zugleich noch tolerierbaren Belastung des Dichtelements erreicht werden. Das Ventil 14, 14' weist ein Gehäuse 94 auf. Das Gehäuse 94 begrenzt das Ventil 14, 14' nach außen hin.The 2 shows a schematic sectional view of the valve 14, 14 '. The valve 14, 14 'has an electromagnet 66. The electromagnet 66 is intended to generate a magnetic field. The electromagnet 66 includes a magnetic coil 120 and a magnetic core 118. The electromagnet 66 includes a movably mounted valve armature 24. The electromagnet 66 includes an armature guide element 68. The armature guide element 68 forms an armature guide space 70. The valve armature 24 is movably mounted in the armature guide space 70 of the armature guide element 68. Depending on the strength and/or activation, the magnetic field of the electromagnet 66 causes the valve armature 24 to be actuated. The valve armature 24 forms a movable component 22 of the valve 14, 14 '. The valve armature 24 is movably mounted parallel to an axial direction 52 of the valve armature 24. The valve 14, 14' includes a nozzle 38. The valve 14, 14' includes a valve seat 36. Seating of a sealing element on the valve seat 36 closes the nozzle 38. The nozzle 38 forms a fluid inlet or a fluid outlet. The valve 14, 14' includes an opening 122. The opening 122 forms a fluid inlet or a fluid outlet. The valve 14, 14' forms a flow space 124 between the nozzle 38 and the opening 122. By sealing or releasing the valve seat 36 by means of the valve anchor 24, a flow of fluid through the flow space 124 is blocked or enabled. In the area of the valve seat 36, the nozzle 38 has a surface 132 that is beveled relative to a radial direction 28 of the valve armature 24. The beveled surface 132 of the nozzle 38 forms an angle of approximately 15° with the radial direction 28. A contact point 134 of the nozzle 38, at which a sealing element touches the nozzle 38 during a seal, is rounded (R0,1). As a result, a good sealing effect can advantageously be achieved with a tolerable load on the sealing element. The valve 14, 14 'has a housing 94. The housing 94 limits the valve 14, 14 'to the outside.

Das Ventil 14, 14' weist eine Membran 30 auf. Die 3 und 4 zeigen jeweils schematisch einen Teil eines Querschnitts durch die Membran 30. Die 3 zeigt dabei einen Betriebszustand, in dem die Düse 38 verschlossen ist. Die 4 zeigt dabei einen Betriebszustand, in dem die Düse 38 geöffnet ist. Die Membran 30 wird bei einer Zustandsänderung zwischen den Betriebszuständen der 3 und 4 verformt. Die Form, die die Membran 30 in der 3 einnimmt, entspricht zumindest im Wesentlichen einem unverformten Grundzustand der Membran 30 und/oder einem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran 30.The valve 14, 14 'has a membrane 30. The 3 and 4 each show schematically a part of a cross section through the membrane 30. The 3 shows an operating state in which the nozzle 38 is closed. The 4 shows an operating state in which the nozzle 38 is open. The membrane 30 is activated when the state changes between the operating states 3 and 4 deformed. The shape that the membrane 30 has in the 3 occupies, corresponds at least essentially to an undeformed basic state of the membrane 30 and/or an unloaded/force-free state of the membrane 30.

Die Membran 30 trennt den Strömungsraum 124 und den Ankerführungsraum 70 dichtend, insbesondere gasdichtend, voneinander ab. Die Membran 30 ist impermeabel für an einem Betrieb einer Brennstoffzelle beteiligte Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten. Die Membran 30 ist als eine Rollmembran ausgebildet. Die Membran 30 ist zu einer Medientrennung zweier Volumina 10, 12 vorgesehen. Ein erstes Volumen 10 der beiden Volumina 10, 12 ist wenigstens teilweise durch den Strömungsraum 124 gebildet. Ein zweites Volumen 12 der beiden Volumina 10, 12 ist wenigstens teilweise durch den Ankerführungsraum 70 gebildet. Das zweite Volumen 12, in dem sich überwiegend Luft befindet, ist innerhalb des verfügbaren Bauraums zwischen Ventilanker 24 und Gehäuse 94 des Ventils 14, 14' minimiert. Dadurch können vorteilhaft Auswirkungen von Temperaturausdehnungseffekten, welche bei Luft besonders groß sein können, und welche insbesondere einen Betrieb des Ventils 14, 14' negativ beeinflussen können, gering gehalten werden. Die Membran 30 ist an einem Endbereich 72 des Ventilankers 24 montiert. Die Membran 30 ist an einem Endbereich 74 des Ankerführungselements 68, insbesondere an einem radial außenliegenden Teil des Endbereichs 74 des Ankerführungselements 68, dichtend montiert. Die Membran 30 ist dazu vorgesehen, den durch das Ventil 14, 14' schalt- und/oder regelbaren Fluidstrom, welcher durch den Strömungsraum 124 strömt, von dem Ankerführungsraum 70 des Ankerführungselements 68 fernzuhalten. Der Ventilanker 24 ist durch eine spezielle Ausgestaltung / Form der Membran 30 besonders kraftarm hubverstellbar. Die Verstellung des Ventilankers 24 ist durch die spezielle (symmetrische) Ausgestaltung / Form der Membran 30 zumindest im Wesentlichen unabhängig von veränderlichen Druckniveaus innerhalb des Ventils 14, 14'. In der 2 ist das Ventil 14, 14' beispielhaft in einem geschlossenen Zustand dargestellt, in dem kein Fluid von der Öffnung 122 zu der Düse 38 oder umgekehrt fließen kann.The membrane 30 separates the flow space 124 and the armature guide space 70 from one another in a sealing manner, in particular in a gas-tight manner. The membrane 30 is impermeable to gases, vapors and liquids involved in the operation of a fuel cell. The membrane 30 is designed as a rolling membrane. The membrane 30 is intended for media separation between two volumes 10, 12. A first volume 10 of the two volumes 10, 12 is at least partially formed by the flow space 124. A second volume 12 of the two volumes 10, 12 is at least partially formed by the anchor guide space 70. The second volume 12, in which there is predominantly air, is minimized within the available installation space between the valve armature 24 and the housing 94 of the valve 14, 14 '. As a result, the effects of temperature expansion effects, which can be particularly large in the case of air and which can in particular negatively influence the operation of the valve 14, 14 ', can be kept low. The membrane 30 is mounted on an end region 72 of the valve anchor 24. The membrane 30 is sealingly mounted on an end region 74 of the anchor guide element 68, in particular on a radially outer part of the end region 74 of the anchor guide element 68. The membrane 30 is intended to keep the fluid flow that can be switched and/or regulated by the valve 14, 14 'and flows through the flow space 124 away from the armature guide space 70 of the armature guide element 68. The valve armature 24 can be adjusted with particularly little force due to a special design/shape of the membrane 30. The adjustment of the valve armature 24 is at least essentially independent of changing pressure levels within the valve 14, 14 'due to the special (symmetrical) design/shape of the membrane 30. In the 2 the valve 14, 14' is shown by way of example in a closed state in which no fluid can flow from the opening 122 to the nozzle 38 or vice versa.

Die Membran 30 weist eine rotationssymmetrische Ausgestaltung auf. Die Membran 30 ist zu der Axialrichtung 52 rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Membran 30 ist einstückig ausgebildet. Die Membran 30 ist monolithisch ausgebildet. Die Membran 30 ist aus einem Material mit einer Glasübergangstemperatur von weniger als -40°C ausgebildet. Die Membran 30 ist aus einem Material mit einem Druckverformungsrest von weniger als 20 % ausgebildet. Die Membran 30 ist aus einem Elastomer ausgebildet. Die Membran 30 ist aus einem Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk ausgebildet.The membrane 30 has a rotationally symmetrical design. The membrane 30 is designed to be rotationally symmetrical to the axial direction 52. The membrane 30 is formed in one piece. The membrane 30 is monolithic. The membrane 30 is formed from a material with a glass transition temperature of less than -40 ° C. The membrane 30 is formed from a material with a compression set of less than 20%. The membrane 30 is made of an elastomer. The membrane 30 is formed from an ethylene-propylene-diene (monomer) rubber.

Die Membran 30 weist einen Dichtteil 18 auf. Der Dichtteil 18 ist zu einer statischen Montage in dem Ventil 14, 14' vorgesehen. Der Dichtteil 18 wird bei der Montage in das Ventil 14, 14' zwischen das Ankerführungselement 68 und ein weiteres Ventilbauteil 96 des Ventils 14, 14' eingeklemmt. Alternativ oder zusätzlich wird der Dichtteil 18 der Membran 30 bei der Montage in das Ventil 14, 14' zwischen das Gehäuse 94 und das weitere Ventilbauteil 96 eingeklemmt. Der Dichtteil 18 ist an einer radialen Außenseite 46 der Membran 30 angeordnet. Der Dichtteil 18 bildet einen radial am weitesten außenliegenden Teil der Membran 30 aus. Der Dichtteil 18 der Membran 30 weist zumindest zwei Dichtkontaktelemente 50, 50' auf, welche in einer Radialrichtung 28 der Membran 30 voneinander beabstandet sind. Die Radialrichtungen 28 der Membran 30 und des Ventilankers 24 sind vorzugsweise identisch. Die Axialrichtungen 52 der Membran 30 und des Ventilankers 24 sind vorzugsweise identisch. Der Dichtteil 18 der Membran 30 weist zumindest zwei Dichtkontaktelemente 50, 50'', welche senkrecht zu der Radialrichtung 28, insbesondere in Axialrichtung 52, voneinander beabstandet sind, auf. Insgesamt weist der Dichtteil 18 der Membran 30 vier Dichtkontaktelemente 50, 50', 50'', 50''' auf. Die Dichtkontaktelemente 50, 50', 50'', 50''' bilden jeweils um einen Zentralbereich 48 der Membran 30 umlaufende Dichtkontaktringe aus.The membrane 30 has a sealing part 18. The sealing part 18 is intended for static mounting in the valve 14, 14 '. During assembly, the sealing part 18 is clamped into the valve 14, 14' between the armature guide element 68 and another valve component 96 of the valve 14, 14'. Alternatively or additionally, the sealing part 18 of the membrane 30 is clamped between the housing 94 and the further valve component 96 during assembly in the valve 14, 14 '. The sealing part 18 is arranged on a radial outside 46 of the membrane 30. The sealing part 18 forms a radially outermost part of the membrane 30. The sealing part 18 of the membrane 30 has at least two sealing contact elements 50, 50 ', which are spaced apart from one another in a radial direction 28 of the membrane 30. The radial directions 28 of the membrane 30 and the valve armature 24 are preferably identical. The axial directions 52 of the membrane 30 and the valve armature 24 are preferably identical. The sealing part 18 of the membrane 30 has at least two sealing contact elements 50, 50 '', which are spaced apart from one another perpendicular to the radial direction 28, in particular in the axial direction 52. Overall, the sealing part 18 of the membrane 30 has four sealing contact elements 50, 50 ', 50'', 50'''. The sealing contact elements 50, 50 ', 50'', 50''' each form sealing contact rings that run around a central region 48 of the membrane 30.

Die Membran 30 weist einen Funktionsteil 20 auf. Der Funktionsteil 20 ist zu einer Montage an das bewegliche Bauteil 22, insbesondere an den Ventilanker 24, des Ventils 14, 14' vorgesehen. Der Funktionsteil 20 umfasst den Zentralbereich 48 der Membran 30. Der Funktionsteil 20 der Membran 30 weist eine Dichtfläche 34 auf. Die Dichtfläche 34 ist zu einem zumindest temporären Aufsitzen auf dem Ventilsitz 36 und/oder der Düse 38, insbesondere zu einem Verschließen des Strömungsraums 124, vorgesehen. In dem, insbesondere in der 3 dargestellten, unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran 30 liegt die Dichtfläche 34 des Funktionsteils 20 in einer Ebene, welche in der Axialrichtung 52 der Membran 30 gesehen beabstandet ist von Ebenen, in denen die Dichtkontaktelemente 50, 50', 50'', 50''' des Dichtteils 18 liegen.The membrane 30 has a functional part 20. The functional part 20 is intended to be mounted on the movable component 22, in particular on the valve armature 24, of the valve 14, 14 '. The functional part 20 includes the central region 48 of the membrane 30. The functional part 20 of the membrane 30 has a sealing surface 34. The sealing surface 34 is intended to at least temporarily rest on the valve seat 36 and/or the nozzle 38, in particular to close the flow space 124. In that, especially in the 3 In the illustrated, unloaded/force-free state of the membrane 30, the sealing surface 34 of the functional part 20 lies in a plane which, viewed in the axial direction 52 of the membrane 30, is spaced from planes in which the sealing contact elements 50, 50 ', 50'', 50''' of the sealing part 18 lie.

Der Funktionsteil 20 bildet einen Aufnahmebereich 56 für das bewegliche Bauteil 22, insbesondere den Ventilanker 24, aus. Der Ventilanker 24 weist ein Montageelement 76 auf. Das Montageelement 76 ist zu einer Anordnung in dem Aufnahmebereich 56 des Funktionsteils 20 der Membran 30 vorgesehen. Der Aufnahmebereich 56 weist Seitenwände 86, 86' auf. Die Seitenwände 86, 86' begrenzen den Aufnahmebereich 56 zu zwei Seiten. Der Funktionsteil 20 bildet eine Hinterschnittkontur 54 aus. Die Hinterschnittkontur 54 ist zu einer Montage der Membran 30 an dem beweglichen Bauteil 22, insbesondere an dem Ventilanker 24, vorgesehen. Der Aufnahmebereich 56 ist zu einer von den Seitenwänden 86, 86' und einem Boden 90 des Aufnahmebereichs 56 verschiedenen Seite 58 teilweise durch die Hinterschnittkontur 54 begrenzt. Der Aufnahmebereich 56 weist einen maximalen (innenliegenden) Durchmesser 60 auf. Die Hinterschnittkontur 54 weist einen minimalen (innenliegenden) Durchmesser 62 auf. Der maximale Durchmesser 60 des Aufnahmebereichs 56 ist wenigstens 15 % größer als der minimale Durchmesser 62 der Hinterschnittkontur 54. Der maximale Durchmesser 60 des Aufnahmebereichs 56 ist höchstens 25 % größer als der minimale Durchmesser 62 der Hinterschnittkontur 54. Die Hinterschnittkontur 54 weist eine Einführschräge 64 auf. Die Einführschräge 64 ist dazu vorgesehen, bei der Montage des beweglichen Bauteils 22 in den Aufnahmebereich 56 durch eine auf den Funktionsteil 20 hin gerichtete und senkrecht zu der Radialrichtung 28 verlaufende Bewegung des beweglichen Bauteils 22, ein selbsttätiges elastisches Ausweichen der Hinterschnittkontur 54 durch eine temporäre Verformung der Membran 30, insbesondere der Seitenwände 86, 86' des Aufnahmebereichs 56, zu lenken.The functional part 20 forms a receiving area 56 for the movable component 22, in particular the valve armature 24. The valve anchor 24 has a mounting element 76. The mounting element 76 is intended to be arranged in the receiving area 56 of the functional part 20 of the membrane 30. The receiving area 56 has side walls 86, 86 '. The side walls 86, 86' delimit the receiving area 56 on two sides. The functional part 20 forms an undercut contour 54. The undercut contour 54 is intended for mounting the membrane 30 on the movable component 22, in particular on the valve armature 24. The receiving area 56 is partially delimited by the undercut contour 54 on a side 58 that is different from the side walls 86, 86 'and a bottom 90 of the receiving area 56. The receiving area 56 has a maximum (internal) diameter 60. The undercut contour 54 has a minimum (inner) diameter 62. The maximum diameter 60 of the receiving area 56 is at least 15% larger than the minimum diameter 62 of the undercut contour 54. The maximum diameter 60 of the receiving area 56 is at most 25% larger than the minimum diameter 62 of the undercut contour 54. The undercut contour 54 has an insertion bevel 64 . The insertion bevel 64 is intended to automatically elastically deflect the undercut contour 54 through a temporary deformation when the movable component 22 is mounted in the receiving area 56 by a movement of the movable component 22 directed towards the functional part 20 and perpendicular to the radial direction 28 the membrane 30, in particular the side walls 86, 86 'of the receiving area 56.

Die Membran 30 weist einen Mittelteil 26 auf. Der Mittelteil 26 ist flexibel verformbar. Der Mittelteil 26 ist elastisch verformbar. Der Mittelteil 26 ist in die Radialrichtung 28 der Membran 30 gesehen zwischen dem Funktionsteil 20 und dem Dichtteil 18 angeordnet. Der Mittelteil 26 ist dazu vorgesehen, bei einer Relativbewegung zwischen dem Funktionsteil 20 und dem statisch festgehaltenen Dichtteil 18, insbesondere bei einer Stellbewegung des Ventilankers 24 elastisch verformt zu werden. Der Dichtteil 18 ist zumindest im Wesentlichen ringförmig um den Mittelteil 26 umlaufend ausgebildet. Der Dichtteil 18 ist zumindest im Wesentlichen ringförmig um den Funktionsteil 20 umlaufend ausgebildet. Der Mittelteil 26 ist zumindest im Wesentlichen ringförmig um den Funktionsteil 20 umlaufend ausgebildet.The membrane 30 has a middle part 26. The middle part 26 is flexibly deformable. The middle part 26 is elastically deformable. The middle part 26 is arranged between the functional part 20 and the sealing part 18 when viewed in the radial direction 28 of the membrane 30. The middle part 26 is intended to be elastically deformed during a relative movement between the functional part 20 and the statically held sealing part 18, in particular during an adjusting movement of the valve armature 24. The sealing part 18 is at least essentially annular in shape surrounding the middle part 26. The sealing part 18 is at least essentially annular in shape surrounding the functional part 20. The middle part 26 is at least essentially annular in shape surrounding the functional part 20.

Der Mittelteil 26 der Membran 30 weist eine Wölbung 32 auf. Der Mittelteil 26 der Membran 30 weist in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand der Membran 30 die Wölbung 32 auf. Die Wölbung 32 ist permanent in die Membran 30 eingeformt. Die Wölbung 32 läuft zumindest im Wesentlichen ringförmig um das Funktionsteil 20 um. Die Wölbung 32 erstreckt sich über wenigstens 35 % einer Gesamtkonturlänge eines die Membran 30 in zwei zumindest im Wesentlichen identische Hälften teilenden Querschnitts der Membran 30. Die Wölbung 32 ist in einer auf die Dichtfläche 34 hinzeigenden Blickrichtung 126 gesehen konkav. Die Wölbung 32 weist zumindest in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand eine maximale Wölbungstiefe 40 auf, welche größer ist als eine maximale Materialstärke 42 der Membran 30 innerhalb des Mittelteils 26 der Membran 30. Die Wölbung 32 weist zumindest in dem unbelasteten/kräftefreien Zustand eine maximale Wölbungstiefe 40 auf, welche größer ist als eine maximale Materialstärke 44 des Funktionsteils 20 der Membran 30. Die Membran 30 ist derart an dem Ventilanker 24 angeordnet, dass die Wölbung 32 der Membran 30 in Richtung des Ankerführungsraums 70, der von dem durch das Ventil 14 schalt- und/oder regelbaren Fluidstrom zu trennen ist, ausgestülpt ist (vgl. auch 2). Die Gesamtkonturlänge des Mittelteils 26 der Membran 30 ist innerhalb des verfügbaren Bauraums zwischen Ventilanker 24 und Gehäuse 94 des Ventils 14, 14' maximiert.The middle part 26 of the membrane 30 has a curvature 32. The middle part 26 of the membrane 30 has the curvature 32 in the unloaded/force-free state of the membrane 30. The curvature 32 is permanently molded into the membrane 30. The curvature 32 runs at least essentially in a ring shape around the functional part 20. The curvature 32 extends over at least 35% of a total contour length of a cross section of the membrane 30 that divides the membrane 30 into two at least essentially identical halves. The curvature 32 is concave when viewed in a viewing direction 126 pointing towards the sealing surface 34. The curvature 32 has a maximum curvature depth 40, at least in the unloaded/force-free state, which is greater than a maximum material thickness 42 of the membrane 30 within the middle part 26 of the membrane 30. The curvature 32 has a maximum curvature depth at least in the unloaded/force-free state 40, which is greater than a maximum material thickness 44 of the functional part 20 of the membrane 30. The membrane 30 is arranged on the valve armature 24 in such a way that the curvature 32 of the membrane 30 is in the direction of the armature guide space 70, which switches from which through the valve 14 - and/or controllable fluid flow is to be separated, is turned out (see also 2 ). The overall contour length of the middle part 26 of the membrane 30 is maximized within the available installation space between the valve anchor 24 and the housing 94 of the valve 14, 14 '.

Die 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Montage des Ventils 14, 14'. In zumindest einem Verfahrensschritt 78 wird eine Gegenhaltevorrichtung 80 in die Wölbung 32 des Mittelteils 26 der Membran 30 eingebracht (vgl. 6). In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 82 wird der Ventilanker 24 entlang einer Einführrichtung 84 (vgl. 6) gegen die Einführschräge 64 der Hinterschnittkontur 54 des Funktionsteils 20 der Membran 30 gepresst, so dass die Hinterschnittkontur 54 und die Seitenwände 86, 86' des Aufnahmebereichs 56 des Funktionsteils 20 der Membran 30 seitlich zu der Einführrichtung 84 ausweichen, bis eine Vorderseite 88 (vgl. 6) des Ventilankers 24 den Boden 90 (vgl. 6) des Aufnahmebereichs 56 berührt und die Hinterschnittkontur 54 passiert hat. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 130 bewegen sich die Hinterschnittkontur 54 und die Seitenwände 86, 86' daraufhin elastisch in ihre Ausgangspositionen zurück. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 92 wird der Dichtteil 18 der Membran 30 zwischen dem Ankerführungselement 68 oder dem Gehäuse 94 des Ventils 14, 14' und dem weiteren Ventilbauteil 96 des Ventils 14 derart in Axialrichtung 52 eingeklemmt, dass die in Axialrichtung 52 gegenüberliegende Seiten 98, 100 der Membran 30 gegeneinander gasdicht abgedichtet sind.The 5 shows a schematic flow diagram of a method for assembling the valve 14, 14 '. In at least one method step 78, a counter-holding device 80 is introduced into the curvature 32 of the middle part 26 of the membrane 30 (cf. 6 ). In at least one further method step 82, the valve anchor 24 is moved along an insertion direction 84 (cf. 6 ) pressed against the insertion bevel 64 of the undercut contour 54 of the functional part 20 of the membrane 30, so that the undercut contour 54 and the side walls 86, 86 'of the receiving area 56 of the functional part 20 of the membrane 30 move laterally to the insertion direction 84 until a front side 88 (cf . 6 ) of the valve anchor 24 the base 90 (cf. 6 ) of the recording area 56 has touched and passed the undercut contour 54. In at least one further method step 130, the undercut contour 54 and the side walls 86, 86' then move back elastically to their starting positions. In at least one further method step 92, the sealing part 18 of the membrane 30 is clamped in the axial direction 52 between the armature guide element 68 or the housing 94 of the valve 14, 14 'and the further valve component 96 of the valve 14 in such a way that the sides 98, which are opposite in the axial direction 52, 100 of the membrane 30 are sealed against each other in a gas-tight manner.

BezugszeichenReference symbols

1010: Volumenvolume
1212: Volumenvolume
1414: VentilValve
1616: Elektrochemische ZelleElectrochemical cell
1818: Dichtteilsealing part
2020: FunktionsteilFunctional part
2222: Bewegliches BauteilMovable component
2424: VentilankerValve anchor
2626: Mittelteilmiddle section
2828: RadialrichtungRadial direction
3030: Membranmembrane
3232: Wölbungbulge
3434: Dichtflächesealing surface
3636: VentilsitzValve seat
3838: Düsejet
4040: Wölbungstiefecamber depth
4242: MaterialstärkeMaterial thickness
4444: MaterialstärkeMaterial thickness
4646: Radiale AußenseiteRadial outside
4848: ZentralbereichCentral area
5050: DichtkontaktelementSealing contact element
5252: AxialrichtungAxial direction
5454: HinterschnittkonturUndercut contour
5656: AufnahmebereichRecording area
5858: SeitePage
6060: Durchmesserdiameter
6262: Durchmesserdiameter
6464: EinführschrägeInsertion bevel
6666: ElektromagnetElectromagnet
6868: AnkerführungselementAnchor guide element
7070: AnkerführungsraumAnchor control room
7272: EndbereichEnd area
7474: EndbereichEnd area
7676: MontageelementMounting element
7878: VerfahrensschrittProcedural step
8080: GegenhaltevorrichtungCounter-holding device
8282: VerfahrensschrittProcedural step
8484: EinführrichtungInsertion direction
8686: SeitenwandSide wall
8888: Vorderseitefront
9090: BodenFloor
9292: VerfahrensschrittProcedural step
9494: GehäuseHousing
9696: VentilbauteilValve component
9898: SeitePage
100100: SeitePage
102102: WasserstofftankHydrogen tank
104104: PCV- und AusschaltventilPCV and shut-off valve
106106: DrucksensorPressure sensor
108108: Strahlpumpejet pump
110110: Separatorseparator
112112: StackStack
114114: LufteinlassAir intake
116116: KühlfluideinlassCooling fluid inlet
118118: MagnetkernMagnetic core
120120: MagnetspuleSolenoid coil
122122: Öffnungopening
124124: Strömungsraumflow space
126126: BlickrichtungDirection of view
130130: VerfahrensschrittProcedural step
132132: Oberflächesurface
134134: KontaktstelleContact point

Claims

Membrane (30). Claim 1 , characterized in that the curvature (32) is at least substantially annular in shape surrounding the functional part (20).

Membrane (30). Claim 1 or 2 , characterized in that the curvature (32) extends over at least 20%, preferably over at least 25%, advantageously over at least 30%, preferably over at least 35% and particularly preferably over at least 40%, of a total contour length of a cross section of the membrane (30) extends.

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part (20) has a sealing surface (34) and/or a sealing contour, which allows at least temporary seating on a valve seat (36) and/or on a nozzle ( 38) of the valve (14, 14 ') is provided.

Membrane (30). Claim 4 , characterized in that the curvature (32) is concave when viewed in a viewing direction (126) pointing towards the sealing surface (34) and/or sealing contour.

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the curvature (32), at least in the unloaded/force-free state, has a maximum curvature depth (40) which is greater than a maximum material thickness (42) of the membrane (30) within of the middle part (26) and/or as a maximum material thickness (44) of the functional part (20).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing part (18) is arranged on a radial outside (46).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part (20) comprises a central region (48) of the membrane (30).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing part (18) is designed at least substantially in a ring shape surrounding the middle part (26).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing part (18) forms at least two sealing contact elements (50, 50'), in particular sealing contact rings, which are spaced apart from one another in the radial direction (28).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing part (18) forms at least two sealing contact elements (50, 50''), in particular sealing contact rings, which are spaced apart from one another perpendicular to the radial direction (28), in particular in the axial direction (52).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part (20) has an undercut contour (54) which allows the membrane (30) to be mounted on the movable component (22), in particular on the valve armature (24). , is provided.

Membrane (30). Claim 12 , characterized in that the functional part (20) forms a receiving area (56) for the movable component (22), in particular the valve armature (24), which is at least partially delimited on one side (58) by the undercut contour (54).

Membrane (30). Claim 13 , characterized in that a maximum diameter (60) of the receiving area (56) is at least 10%, preferably at least 15% and preferably at least 19%, larger than a minimum diameter (62) of the undercut contour (54).

Membrane (30). Claim 13 or 14 , characterized in that a maximum diameter (60) of the receiving area (56) is at most 30%, preferably at most 25% and preferably at most 20%, larger than a minimum diameter (62) of the undercut contour (54).

Membrane (30) according to one of the Claims 12 until 15 , characterized in that the undercut contour (54) has an insertion bevel (64), which is intended to be directed towards the functional part (20) and perpendicular to the radial direction (28) during assembly of the movable component (22). Movement of the movable component (22) to direct an automatic elastic deflection of the undercut contour (54) by a temporary deformation of the membrane (30).

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized by a rotationally symmetrical design.

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized by a one-piece, in particular monolithic, configuration.

Membrane (30) according to one of the preceding claims, characterized by a configuration made of a material with a compression set of less than 25%, preferably less than 20%.

Membrane (30) according to one of the Claims 18 or 19 , characterized by a design made of an elastomer, in particular an ethylene-propylene-diene (monomer) rubber.

Membrane (30) after Claim 4 and after one of the Claims 10 or 11 , characterized in that at least in the unloaded/force-free state of the membrane (30), the sealing surface (34) and/or the sealing contour of the functional part (20) lies in a plane which is spaced apart in an axial direction (52) of the membrane (30). is from a plane in which one of the sealing contact elements (50, 50 ', 50''), in particular the sealing contact rings, of the sealing part (18) lies.

Valve (14, 14'), in particular purge valve and/or drain valve for an electrochemical cell (16), with an electromagnet (66), which has at least one armature guide element (68) and one in an armature guide space (70) of the armature guide element (68) has a movably guided valve armature (24) which can be actuated by a magnetic field of the electromagnet (66), and with a membrane (30) according to one of the preceding claims, which is mounted on an end region (72) of the valve armature (24), which is sealingly mounted on an end region (74) of the anchor guide element (68), and which is intended to provide a fluid flow that can be switched and/or regulated by the valve (14, 14') from the armature guide space (70) of the anchor guide element (68). keep away.

Valve (14, 14') after Claim 22 , characterized in that the membrane (30) is arranged on the valve armature (24) in such a way that the curvature (32) of the membrane (30) is directed in the direction of the armature guide space (70), from which through the valve (14, 14 ' ) switchable and/or controllable fluid flow is to be separated, is pushed out.