EP3235034A1 - Ventilvorrichtung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Ventilvorrichtung in einem kraftfahrzeug

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EP3235034A1
EP3235034A1 EP15816421.0A EP15816421A EP3235034A1 EP 3235034 A1 EP3235034 A1 EP 3235034A1 EP 15816421 A EP15816421 A EP 15816421A EP 3235034 A1 EP3235034 A1 EP 3235034A1
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EP
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shaft
seal
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housing
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Rainer Johannes MONTIGNY
Peter Kohlen
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a valve device for a fuel cell assembly in a motor vehicle with a running in a housing flow channel, a flow ⁇ cross-section influencing flap, wherein the flap is arranged on a shaft, an electric motor and a transmission, wherein the shaft rotatably in the housing is stored, arranged in the flow channel valve seat and an electrode disposed on a radi ⁇ al peripheral edge of the flap seal, which is in contact in the closed position of the flap with the valve seat, so that the shaft penetrates the lid at an angle.
  • valve devices have long been known and so ⁇ with the prior art. Due to the flowing media, z. As air, the actuators must allow a high tightness when Ver ⁇ close the flow channel. In addition, they should ei ne good controllability of the flow cross-section of Strömungska nals and thus afford the mass flow of the flowing medium guaranteed. Particularly in terms of tightness are herkömm ⁇ Liche valve assemblies such as the throttle actuator be ⁇ known are disadvantageous since the tightness requirements are 20 times higher depending on the design for fuel cell applications 10- to. As a result, such valve devices are complex in construction and therefore relatively expensive.
  • the object of the invention is therefore to provide a Ven ⁇ tilvorraum mentioned above, which is to allow holding the flap in any position without electrical energy.
  • the object is achieved according to the invention characterized in that the shaft with the valve mounted thereon can be moved exclusively via the Ge ⁇ gear of the electric motor and in all other cases blo ⁇ ckiert due to the generated frictional force of the seal.
  • the seal is made of PTFE (polytetrafluoroethylene) or an elastomer such as rubber.
  • the seal is made stiffer so that it unfolds a larger holding force in the de-energized state of the electric motor.
  • the invention is described in more detail ben ⁇ .
  • the single figure shows an inventive Ventilvorrich ⁇ tung.
  • the valve device for a motor vehicle in Figure 1 consists of a housing 1, with a arranged in the housing Flow channel 2 for flowing through a fluid.
  • a shaft 3 is arranged, which is mounted on both sides in the housing 1.
  • the first bearing 4 is located on the side of the housing 1 to which a transmission 5 is arranged ⁇ .
  • the gear 5 is the output side connected to the shaft 3 and the input side with an electric motor, not shown, which is housed in a separate chamber 6 of the housing 1.
  • the second bearing 7 for the shaft 3 is located on the opposite side of the gear 5 Strö ⁇ mungskanals 2.
  • a flap 8 is arranged, which has a bore 9 through which the shaft 3 extends.
  • the flap 8 is screwed to the shaft 3 with a screw 13.
  • the flap 8 also has a radially encircling edge 10 on which a seal 11 is arranged.
  • the flap 8 is in the closed position, so that the seal 11 completely closes the valve seat 12 acting as a region of the flow channel 2 to ⁇ sammenwirkt and the flow channel. 2
  • the seal 11 is made of PTFE and is relatively stiff ⁇ forms, so that it generates a high frictional force.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung für eine Brennstoffzellenanordnung in einem Kraftfahrzeug mit einem in einem Gehäuse (1) verlaufenden Strömungskanal (2), einer den Strömungsquerschnitt beeinflussenden Klappe (8), wobei die Klappe (8) auf einer Welle (3) angeordnet ist, einem Elektromotor und einem Getriebe (5), wobei die Welle drehbar in dem Gehäuse (1) gelagert ist, einem im Strömungskanal angeordneten Ventilsitz und einer an einem radial umlaufenden Rand (10) der Klappe (8) angeordneten Dichtung (8), die in Schließstellung der Klappe (8) mit dem Ventilsitz in Kontakt steht, so dass die Welle (3) die Klappe (8) in einem Winkel durchdringt. Die Welle (3) mit der daran angeordneten Klappe (8) ist ausschließlich über das Getriebe (5) von dem Elektromotor bewegbar ist und in allen anderen Fällen aufgrund der von der Dichtung (11) erzeugten Reibkraft blockiert.

Description

Dichtungsreibung
Ventilvorrichtung in einem Kraftfahrzeug
Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung für eine BrennstoffZeilenanordnung in einem Kraftfahrzeug mit einem in einem Gehäuse verlaufenden Strömungskanal, einer den Strömungs¬ querschnitt beeinflussenden Klappe, wobei die Klappe auf einer Welle angeordnet ist, einem Elektromotor und einem Getriebe, wobei die Welle drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, einem im Strömungskanal angeordneten Ventilsitz und einer an einem radi¬ al umlaufenden Rand der Klappe angeordneten Dichtung, die in Schließstellung der Klappe mit dem Ventilsitz in Kontakt steht, so dass die Welle die Klappe in einem Winkel durchdringt.
Derartige Ventilvorrichtungen sind seit langem bekannt und so¬ mit Stand der Technik. Aufgrund der strömenden Medien, z. B. Luft, müssen die Stellglieder eine hohe Dichtheit beim Ver¬ schließen des Strömungskanals ermöglichen. Zudem sollen sie ei ne gute Regelbarkeit des Strömungsquerschnitts des Strömungska nals und damit des Massenflusses des strömenden Mediums gewähr leisten. Insbesondere hinsichtlich der Dichtheit sind herkömm¬ liche Ventilanordnungen, wie sie als Drosselklappensteller be¬ kannt sind, nachteilig, da die Dichtheitsanforderungen je nach Ausführungsart bei BrennstoffZellenanwendungen 10- bis 20-mal höher sind. Das hat zur Folge, dass solche Ventilvorrichtungen aufwändig gebaut und damit relativ kostenintensiv sind. Insbe¬ sondere von Drosselklappenstellern ist bekannt, dass die Welle mit einer Feder in Verbindung steht, die die Klappe in eine NotlaufStellung bewegt, wenn die Ventilvorrichtung stromlos ist, beispielsweise bei einem Ausfall des Antriebs. Das wieder um hat zur Folge, dass solche Drosselklappensteller permanent bestromt werden müssen, wenn die Klappe in einer anderen Posi¬ tion als der Notlaufposition gehalten werden soll. Aufgabe der Erfindung ist es daher eine eingangs genannte Ven¬ tilvorrichtung zu schaffen, die ein Halten der Klappe in jeder Position ohne elektrische Energie ermöglichen soll. Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Welle mit der daran angeordneten Klappe ausschließlich über das Ge¬ triebe von dem Elektromotor bewegbar ist und in allen anderen Fällen aufgrund der von der Dichtung erzeugten Reibkraft blo¬ ckiert ist .
Mit dem Vorsehen einer Dichtung, die eine derart große Reib¬ kraft hat, dass die Welle mit der daran angeordneten Klappe ausschließlich vom Elektromotor und dem zwischengeschalteten Getriebe antreibbar ist, hat den Vorteil, dass die Klappe in jeder möglichen Position positioniert werden kann und in dieser Position verbleibt auch wenn der Elektromotor stromlos ist. Da¬ durch wird beim Verharren der Klappe in einer der Positionen kein Strom benötigt, so dass die erfindungsgemäße Ventilvor¬ richtung einen besonders niedrigen Energieverbrauch aufweist. Zudem wird die ansonsten übliche Feder eingespart, wodurch die Ventilvorrichtung kostengünstiger ist.
In vorteilhaften Ausgestaltungen besteht die Dichtung aus PTFE (Polytetraflourethylen) oder einem Elastomer, wie Gummi. Die Dichtung wird dabei steifer ausgebildet, damit sie eine größere Haltekraft im stromlosen Zustand des Elektromotors entfaltet.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher beschrie¬ ben .
Die einzige Figur zeigt: eine erfindungsgemäße Ventilvorrich¬ tung .
Die Ventilvorrichtung für ein Kraftfahrzeug in Figur 1 besteht aus einem Gehäuse 1, mit einem in dem Gehäuse angeordneten Strömungskanal 2 zum Durchströmen eines Fluids. Im vorliegenden Fall wird ein Luftstrom durch die Ventilvorrichtung geregelt. Im Strömungskanal 2 ist eine Welle 3 angeordnet, die zu beiden Seiten im Gehäuse 1 gelagert ist. Das erste Lager 4 befindet sich auf der Seite des Gehäuses 1 an der ein Getriebe 5 ange¬ ordnet ist. Das Getriebe 5 ist ausgangsseitig mit der Welle 3 verbunden und eingangsseitig mit einem nicht dargestellten Elektromotor, der in einer separaten Kammer 6 des Gehäuses 1 untergebracht ist. Das zweite Lager 7 für die Welle 3 befindet sich auf der dem Getriebe 5 gegenüberliegenden Seite des Strö¬ mungskanals 2. An der Welle 3 ist eine Klappe 8 angeordnet, welche eine Bohrung 9 besitzt, durch die die Welle 3 verläuft. Zur Befestigung auf der Welle 3 ist die Klappe 8 mit der Welle 3 mit einer Schraube 13 verschraubt. Die Klappe 8 besitzt wei- ter einen radial umlaufenden Rand 10, an dem eine Dichtung 11 angeordnet ist. In der gezeigten Darstellung befindet sich die Klappe 8 in Schließ Stellung, so dass die Dichtung 11 mit dem als Ventilsitz 12 wirkenden Bereich des Strömungskanals 2 zu¬ sammenwirkt und den Strömungskanal 2 vollständig verschließt. Die Dichtung 11 besteht aus PTFE und ist relativ steif ausge¬ bildet, so dass sie eine hohe Reibkraft erzeugt.

Claims

Ventilvorrichtung für eine BrennstoffZeilenanordnung in einem Kraftfahrzeug mit einem in einem Gehäuse verlaufen¬ den Strömungskanal, einer den Strömungsquerschnitt beein¬ flussenden Klappe, wobei die Klappe auf einer Welle ange¬ ordnet ist, einem Elektromotor und einem Getriebe, wobei die Welle drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, einem im Strömungskanal angeordneten Ventilsitz und einer an einem radial umlaufenden Rand der Klappe angeordneten Dichtung, die in Schließstellung der Klappe mit dem Ventilsitz in Kontakt steht, so dass die Welle die Klappe in einem Win¬ kel durchdringt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , dass die Welle (3) mit der daran angeordneten Klappe (8) ausschließlich über das Getriebe (5) von dem Elektromotor bewegbar ist und in allen anderen Fällen auf grund der von der Dichtung (11) erzeugten Reibkraft blo¬ ckiert ist .
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtung (11) aus PTFE besteht .
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Dichtung (11) aus einem Elastomer besteht.
EP15816421.0A 2014-12-19 2015-12-15 Ventilvorrichtung in einem kraftfahrzeug Withdrawn EP3235034A1 (de)

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