WO2025003071A1 - Drosselklappenvorrichtung, brennstoffzellensystem und fahrzeug - Google Patents

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adjustment
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Mihai Drienovsky
Alexandru Popa
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Vitesco Technologies GmbH
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    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0209—Check valves or pivoted valves
    • F16K27/0218—Butterfly valves

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve device, a fuel cell system with such a throttle valve device and a vehicle with such a throttle valve device or such a fuel cell system.
  • Throttle valve actuators are known from the state of the art that are designed exclusively for their respective field of application.
  • the object of the present invention is to create an alternative throttle valve device which is characterized in particular by its ease of manufacture, low manufacturing costs and/or its flexible use.
  • a further object is to provide a fuel cell system with such a throttle valve device.
  • a further object is to provide a vehicle with such a fuel cell system and/or such a throttle valve device.
  • a throttle valve device having the features of claim 1.
  • the throttle valve actuator comprises a throttle valve
  • the throttle valve is adjustably arranged in the throttle valve channel middle section and a flow cross-section can be changed depending on the position of the throttle valve, wherein the flow cross-section is limited by the throttle valve and a recess geometry of the first throttle valve channel end section and/or a recess geometry of the second throttle valve channel end section, wherein in a plane perpendicular to an axis about which the throttle valve is adjustable, the recess geometry of the first throttle valve channel end section is designed to run along an adjustment range of the throttle valve and/or the recess geometry of the second throttle valve channel end section is designed to run along an adjustment range of the throttle valve.
  • the throttle valve device is a throttle valve device for a fuel cell system. It is also advantageous if the throttle valve device is a throttle valve device for a fuel cell system of a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the throttle valve channel middle section is formed as one piece with the throttle valve actuator. This eliminates the need for a separate assembly process, which further reduces manufacturing costs.
  • the throttle valve has a circular or oval cross-section.
  • the cross-section refers to a view perpendicular to the axis about which the throttle valve is adjustable and/or perpendicular to the extension surface of the throttle valve.
  • the throttle valve can be adjusted by means of an electric motor.
  • the throttle valve actuator and/or throttle valve device preferably comprise this electric motor.
  • the electric motor is advantageously coupled to the throttle valve in a drive-transmitting manner.
  • the position of the throttle valve is changeable due to its adjustability.
  • the position of the throttle valve changes when the throttle valve is adjusted. This makes it possible to change the flow cross-section and in particular to adapt it to an operating point, preferably of a fuel cell system.
  • the axis about which the throttle valve is adjustable extends in a plane in which the throttle valve extends.
  • the axis about which the throttle valve is adjustable penetrates a plane in which the throttle valve extends at an angle.
  • the axis about which the throttle valve is adjustable runs parallel to and at a distance from a plane in which the throttle valve extends.
  • the axis is defined by a shaft to which the throttle valve is connected in a drive-transmitting manner. This means that a shaft extends in the direction of the axis.
  • the connection can be materially bonded, positively bonded and/or force-fitted.
  • the axis about which the throttle valve is adjustable is an adjustment axis, adjustment shaft or throttle valve adjustment axis, throttle valve adjustment shaft.
  • the adjustment range of the throttle valve means an adjustment movement course of the throttle valve. Furthermore, it is particularly preferred if the two recess geometries are opposite one another. The throttle valve is preferably arranged between the two recess geometries.
  • the recess geometry or the recess geometries are non-penetrating and/or continuous. This reduces pressure drops in a flow to be regulated.
  • a preferred embodiment is characterized in that the adjustment range comprises a first adjustment sub-range, that the recess geometry of the first throttle valve channel end section and/or the recess geometry of the second throttle valve channel end section is designed for the first adjustment sub-range such that the flow cross-section is constant or variable over the entire first adjustment range when the throttle valve is adjusted in the first adjustment sub-range.
  • the throttle valve is adjustable about the axis such that the recess geometry in the plane perpendicular to the axis in the first adjustment sub-range runs parallel to the adjustment range or first adjustment sub-range of the throttle valve. This refers to the first and/or second throttle valve channel end section.
  • the variability of the flow cross-section over the entire first adjustment sub-area means in particular that the flow cross-section can be changed depending on the position of the throttle valve in the first adjustment sub-area.
  • the changeability and/or variability of the flow cross-section means in particular a changeability of the flow cross-sectional area and/or the flow cross-sectional shape of the flow cross-section.
  • the definitions mentioned above are preferably also valid for partial flow cross-sections.
  • the first adjustment sub-area is merely an adjustment sub-area and not the first adjustment sub-area.
  • the flow cross-section comprises a first and a second partial flow cross-section.
  • the first partial flow cross-section is defined and/or limited by the throttle valve and the recess geometry of the first throttle valve end section.
  • the second partial flow cross-section is defined and/or limited by the throttle valve and the recess geometry of the second throttle valve end section.
  • the two recess geometries can both be adapted to the first adjustment range of the throttle valve in such a way that one of the two partial flow cross-sections is constant over the entire first adjustment range when the throttle valve is adjusted in the first adjustment range, while the other partial flow cross-section is variable.
  • An embodiment in which both are constant or both are variable is also conceivable.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the adjustment range comprises a second adjustment sub-range, that the recess geometry of the first throttle valve channel end section and/or the recess geometry of the second throttle valve channel end section is designed for the second adjustment sub-range such that the flow cross-section is variable over the entire second adjustment sub-range when the throttle valve is adjusted in the second adjustment sub-range.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the flow cross-section in the second adjustment range is more variable when the throttle valve is adjusted than when the throttle valve is adjusted in the first adjustment range.
  • the change in the position of the throttle valve preferably relates to a change in the angle of the throttle valve, with this change in angle relating to the position of the throttle valve in relation to the axis about which the throttle valve is adjustable.
  • the pressure drop achieved in the throttle valve device varies depending on the change in the position of the throttle valve in the first and second adjustment ranges. It is also preferable if a curvature of the recess geometry in the plane perpendicular to the axis about which the throttle valve is adjustable is greater in the second adjustment range than in the first adjustment range.
  • first adjustment sub-area, the second adjustment sub-area, the adjustment range and/or the transition between the first and the second adjustment sub-area is continuous in the plane perpendicular to the axis about which the throttle valve is adjustable.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the first adjustment section is arranged between the second adjustment section and a closed position or minimum position.
  • the closed position preferably means that the flow cross-section is completely closed by the throttle valve. Completely closed here preferably means that the flow cross-sectional area of the flow cross-section is zero.
  • the minimum position preferably means that the throttle valve assumes a position in which the flow cross-sectional area assumes a minimum value compared to all other possible positions of the throttle valve.
  • the throttle valve rests against a seal in one or the closed position of the throttle valve.
  • the seal is preferably designed as an elastomer seal. In other words, it consists of or includes an elastomer, which increases the sealing effect of the throttle valve in this position.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the recess geometry of the second throttle valve channel end section is designed for the second adjustment sub-area in such a way that the flow cross-section in the second adjustment sub-area increases with increasing distance of the position of the throttle valve from the closed position, minimum position or the first adjustment sub-area. In other words, the flow cross-sectional area increases with increasing distance. It is possible for one of the two partial flow cross-sections to maintain a constant partial flow cross-sectional area with increasing distance of the position of the throttle valve from the closed position, minimum position or the first adjustment sub-area.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the recess geometry of the first throttle valve channel end section and/or the recess geometry of the second throttle valve channel end section is spherical, preferably negatively spherical.
  • the recess geometry of at least one of the two throttle valve end sections is elliptical, preferably also continuous, in the plane perpendicular to the axis about which the throttle valve is adjustable.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the first throttle valve channel end section and/or the second throttle valve channel end section is designed separately from the throttle valve actuator and/or the throttle valve channel middle section. This makes it possible to create different throttle valve devices with one and the same throttle valve actuator by simply providing different throttle valve channel end sections.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the first throttle valve channel end section and/or the second throttle valve channel end section is detachably fastened to the throttle valve actuator and/or to the throttle valve channel middle section.
  • a screw connection is preferably provided for this fastening.
  • the throttle valve channel middle section comprises a receiving space in which the throttle valve is arranged, and that the first throttle valve channel end section comprises a fluid channel that is fluidically connected to the receiving space, and/or the second throttle valve channel end section comprises a fluid channel that is fluidically connected to the receiving space.
  • the fluid channels of the two throttle valve channel end sections lead fluidically into the receiving space in such a way that a fluid that can be conveyed into the receiving space by means of the fluid channel of the first throttle valve channel end section can be guided out of the receiving space by means of the fluid channel of the second throttle valve channel end section.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the receiving space is arranged fluidically between the fluid channel of the first throttle valve channel end section and the fluid channel of the second throttle valve channel end section. It is also preferable if a fluid which enters the receiving space through one of the fluid channels can only exit the receiving space via the other fluid channel and/or through the same fluid channel.
  • a further preferred embodiment is characterized in that a first vector which runs through the center of gravity of the flow cross section of the fluid channel of the first throttle valve channel end section and/or that a second vector which runs through the center of gravity of the flow cross section of the fluid channel of the second throttle valve channel end section.
  • the flow cross-section of the fluid channel of the first throttle valve channel end section means a flow cross-section at a point along the course of the same fluid channel.
  • it is a flow cross-section that fluidically directly adjoins or borders the receiving space.
  • the flow cross-section of the fluid channel of the second throttle valve channel end section means a flow cross-section at a point along the course of the same fluid channel.
  • it is a flow cross-section that fluidically directly adjoins or borders the receiving space.
  • the flow cross section of the fluid channel of the first and/or second throttle valve channel end section runs perpendicular to a flow direction of a fluid that can be conveyed through the respective fluid channel.
  • the first or the second vector runs perpendicular to the respective flow cross section.
  • the throttle valve device is designed for a gas, preferably air.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the throttle valve is cut by the first vector at a first point, which is arranged at a distance from a further point at which the throttle valve is cut by the second vector.
  • the two fluid channels of the throttle valve channel end sections are arranged offset from one another. This offset preferably relates to a plane that runs perpendicular to one of the vectors or perpendicular to both of the vectors.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the throttle valve moves away from the first throttle valve channel end section at a first point at which it is intersected by the first vector when the throttle valve is adjusted from the closed position or the minimum position in the direction of the first adjustment sub-range or from the first adjustment sub-range in the direction of the second adjustment sub-range.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the throttle valve at a second location, where it is intersected by the second vector, when the throttle valve is adjusted from the closed position or the minimum position in the direction of the first adjustment range or from the first adjustment range in the direction of the second adjustment range away from the second throttle valve channel end section.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the vectors run at a distance from one another and/or the vectors intersect outside the recording space.
  • the object with regard to the fuel cell system is achieved by a fuel cell system which comprises at least one throttle valve device according to the invention.
  • the object with regard to the vehicle is achieved by a vehicle which comprises a fuel cell system according to the invention and/or at least one throttle valve device according to the invention.
  • the vehicle is preferably a motor vehicle, a passenger car or a truck, which particularly preferably has an electric drive. It is particularly preferred if the vehicle only has an electric drive.
  • Fig. 1 a vehicle with a fuel cell system and a throttle valve device
  • Fig. 2a a throttle valve device
  • Fig. 2b is a sectional view through a throttle valve device
  • Fig. 2c a detailed view of Fig. 2b
  • Fig. 3a a throttle valve channel end section
  • Fig. 3b another throttle valve channel end section.
  • FIG. 1 shows a vehicle 1 according to the invention with a fuel cell system 2 according to the invention and a throttle valve device 3a.
  • the vehicle 1 is a motor vehicle with an electric drive, wherein the electric drive can be supplied with electrical energy by the fuel cell system 2 and a flow channel of the fuel cell system 2 can be regulated by means of the throttle valve device 3a.
  • FIG. 2a shows the throttle valve device 3a according to the invention, which comprises an electric motor 12 with which a throttle valve of the throttle valve device 3a can be adjusted.
  • the throttle valve device 3a comprises a throttle valve channel middle section 4a, a first throttle valve channel end section 4b and a second throttle valve channel end section 4c. While the throttle valve channel middle section 4a is formed in one piece with the housing of the throttle valve actuator, the two throttle valve channel end sections 4b, 4c are formed separately from the throttle valve channel middle section 4a and are attached to the throttle valve channel middle section 4a by means of a detachable screw connection.
  • FIG 2b shows a sectional view through the throttle valve device 3a of Figure 2a.
  • the section of the sectional view runs in the XY plane, which extends perpendicular to an axis 6 about which a throttle valve 5 is adjustable.
  • a seal 9 is clamped between the throttle valve channel middle section 4a and the first throttle valve channel end section 4b. The throttle valve 5 rests sealingly against the seal 9 in a closed position.
  • the first throttle valve channel end section 4b comprises a fluid channel 7a, the flow cross-section of which has a flow cross-sectional area with a center of gravity through which a first vector 7b runs perpendicular to the associated flow cross-sectional area.
  • the second throttle valve channel end section 4c also comprises a fluid channel 8a, the flow cross-section of which has a flow cross-sectional area with a center of gravity through which a second vector 8b runs perpendicular to the associated flow cross-sectional area.
  • the two vectors 7b, 8b run at a distance from one another and intersect the throttle valve in the closed position of the throttle valve 5 at two points that are spaced apart from one another.
  • the point intersected by the first vector 7b moves away from the first throttle valve channel end section 4b when the throttle valve 5 is adjusted from the closed position.
  • the point intersected by the second vector 8b moves away from the second throttle valve channel end section 4c when the throttle valve 5 is adjusted from the closed position.
  • the throttle valve device 3a also comprises a plug 3b, which serves to supply energy to the throttle valve device 3a, including in particular the energy supply to the electric motor.
  • the plug 3b also serves to output signals that are representative of the position of the throttle valve 5.
  • the throttle valve device 3a comprises a position sensor that is designed to measure the position of the throttle valve 6 via the position of the shaft 6.
  • FIG 2c shows a detailed view of the sectional view from Figure 2a.
  • An adjustment range 11 can be seen, which comprises a first adjustment sub-range 11a and a second adjustment sub-range 11b.
  • the adjustment range 11 of the throttle valve 5 extends from the closed position to an open position with maximum flow cross-section.
  • Figure 3a shows the first throttle valve channel end section 4b from Figures 2a to 2c.
  • the throttle valve channel end section 4b is designed separately and comprises through-openings 4e distributed evenly around the circumference, which serve as screw connections with the throttle valve channel middle section of the throttle valve device.
  • a monolithically designed shaped element 4d ensures that the throttle valve device is properly mounted in the right place and in the right alignment with the throttle valve channel middle section.
  • An associated recess is provided for this purpose in the throttle valve middle section.
  • a recess geometry 10a is shown, which together with the throttle valve limits the flow cross section of the throttle valve device.
  • the fluid channel 7a is also shown.
  • FIG 3b shows the second throttle valve channel end section 4c from Figures 2a to 2c.
  • the throttle valve channel end section 4c is formed separately and comprises through-openings 4e distributed evenly around the circumference, which serve for screw connections with the throttle valve channel middle section of the throttle valve device.
  • a projection 4f is also shown, which serves for a clamp connection of a seal between the throttle valve channel end section 4c and the throttle valve channel middle section.
  • the fluid channel 8a can also be seen.
  • a recess geometry 10b is shown, which together with the throttle valve limits the flow cross section of the throttle valve device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappenvorrichtung (3a) mit einem Drosselklappensteller, einem Drosselklappenkanalmittelabschnitt (4a), sowie einem ersten und zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt (4b, 4c), wobei der Drosselklappensteller eine Drosselklappe (5) umfasst. In einer Ebene, senkrecht zu einer Achse (6), um die die Drosselklappe (5) verstellbar ist, ist eine Ausnehmungsgeometrie (10a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) entlang eines Verstellbereichs der Drosselklappe (5) verlaufend ausgebildet. Ferner betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem (2) und ein Fahrzeug (1) mit einer derartigen Drosselklappenvorrichtung (3a).

Description

Beschreibung
Drosselklappenvorrichtung, Brennstoffzellensystem und Fahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Drosselklappenvorrichtung, ein Brennstoffzellensystem mit einer derartigen Drosselklappenvorrichtung und ein Fahrzeug mit einer derartigen Drosselklappenvorrichtung oder einem derartigen Brennstoffzellensystem.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Drosselklappensteller bekannt, die ausschließlich auf ihr jeweiliges Einsatzgebiet ausgelegt sind.
Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass Neukonstruktionen von Drosselklappenstellern notwendig sind, wenn ein anderer Anwendungsfall beabsichtigt ist.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Drosselklappenvorrichtung zu schaffen, welche sich insbesondere durch eine einfache Herstellbarkeit, geringe Herstellungskosten und/oder ihre flexible Einsetzbarkeit auszeichnet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Brennstoffzellensystem mit einer derartigen Drosselklappenvorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Fahrzeug mit einem derartigen Brennstoffzellensystem und/oder einer derartigen Drosselklappenvorrichtung bereitzustellen.
Die Aufgabe hinsichtlich der Drosselklappenvorrichtung wird durch eine Drosselklappenvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Drosselklappenvorrichtung mit einem Drosselklappensteller, einem Drosselklappenkanalmittelabschnitt, sowie einem ersten und zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt, wobei der Drosselklappensteller eine Drosselklappe umfasst, wobei die Drosselklappe verstellbar in dem Drosselklappenkanalmittelabschnitt angeordnet ist und ein Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit der Stellung der Drosselklappe veränderbar ist, wobei der Strömungsquerschnitt durch die Drosselklappe sowie einer Ausnehmungsgeometrie des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts und/oder einer Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts begrenzt ist, wobei in einer Ebene senkrecht zu einer Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, die Ausnehmungsgeometrie des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts einem Verstellbereich der Drosselklappe entlang verlaufend ausgebildet ist und/oder die Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts einem Verstellbereich der Drosselklappe entlang verlaufend ausgebildet ist.
Hierdurch wird eine Drosselklappenvorrichtung geschaffen, die sich insbesondere durch ihre einfache Herstellbarkeit, geringe Herstellungskosten und/oder ihre flexible Einsetzbarkeit auszeichnet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei der Drosselklappenvorrichtung um eine Drosselklappenvorrichtung für ein Brennstoffzellensystem handelt. Auch ist es vorteilhaft, wenn es sich bei der Drosselklappenvorrichtung um eine Drosselklappenvorrichtung für ein Brennstoffzellensystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, handelt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Drosselklappenkanalmittelabschnitt einteilig mit dem Drosselklappensteller ausgebildet ist. Damit kann ein separater Montagevorgang eingespart werden, was die Herstellungskosten nochmals senkt.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Drosselklappe einen kreisrunden oder ovalen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt bezieht sich auf eine Ansicht, senkrecht zu der Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, und/oder senkrecht zur Erstreckungsfläche der Drosselklappe.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Drosselklappe mittels eines Elektromotors verstellbar ist. Der Drosselklappensteller und/oder Drosselklappenvorrichtung umfassen vorzugsweise diesen Elektromotor. Der Elektromotor ist vorteilhafterweise mit der Drosselklappe antriebsübertragend gekoppelt.
Vorzugsweise ist die Stellung der Drosselklappe aufgrund ihrer Verstellbarkeit veränderbar. Mit anderen Worten verändert sich die Stellung der Drosselklappe, wenn die Drosselklappe verstellt wird. Hierdurch ist es möglich den Strömungsquerschnitt zu verändern und insbesondere einem Betriebspunkt, vorzugsweise eines Brennstoffzellensystems, anzupassen.
Vorzugsweise erstreckt sich die Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, in einer Ebene, in der sich die Drosselklappe erstreckt. Alternativ durchdringt die Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, eine Ebene, in der sich die Drosselklappe erstreckt, in einem Winkel. Alternativ verläuft die Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, parallel und beabstandet zu einer Ebene, in der sich die Drosselklappe erstreckt.
Unabhängig von der Erstreckungsrichtung der Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, ist die Achse durch eine Welle definiert, mit der die Drosselklappe antriebsübertragend verbunden ist. Damit ist gemeint, dass sich eine Welle in Richtung der Achse erstreckt. Die Verbindung kann stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein.
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn es sich bei der Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, um eine Verstellachse, Verstellwelle oder Drosselklappenverstellachse, Drosselklappenverstellwelle handelt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn unter dem Verstellbereich der Drosselklappe ein Verstellbewegungsverlauf der Drosselklappe gemeint ist. Außerdem ist es besonders bevorzugt, wenn sich die beiden Ausnehmungsgeometrien einander gegenüberliegen. Vorzugsweise ist die Drosselklappe zwischen den beiden Ausnehmungsgeometrien angeordnet.
Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn die Ausnehmungsgeometrie oder die Ausnehmungsgeometrien durchdringungsfrei und/oder stetig ausgebildet sind. Hierdurch werden Druckabfälle einer zu regulierenden Strömung reduziert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellbereich einen ersten Verstellteilbereich umfasst, dass die Ausnehmungsgeometrie des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts und/oder die Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts derart auf den ersten Verstellteilbereich ausgelegt ist, dass der Strömungsquerschnitt bei einer Verstellung der Drosselklappe im ersten Verstellteilbereich über den ganzen ersten Verstellbereich konstant oder variabel ist. Im Fall, dass der Strömungsquerschnitt bei einer Verstellung der Drosselklappe im ersten Verstellteilbereich über den ganzen ersten Verstellbereich konstant ist, ist es bevorzugt, wenn die Drosselklappe derart um die Achse verstellbar ist, dass die Ausnehmungsgeometrie in der Ebene, senkrecht zu der Achse, im ersten Verstellteilbereich parallel zum Verstellbereich oder ersten Verstellteilbereich der Drosselklappe verläuft. Das bezieht sich auf den ersten und/oder zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt.
Mit der Variabilität des Strömungsquerschnitts über den ganzen ersten Verstellteilbereich ist insbesondere gemeint, dass der Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit der Stellung der Drosselklappe im ersten Verstellteilbereich veränderbar ist. Mit der Veränderbarkeit und/oder Variabilität des Strömungsquerschnitts ist insbesondere eine Veränderbarkeit der Strömungsquerschnittsfläche und/oder der Strömungsquerschnittsform des Strömungsquerschnitts gemeint. Die zuvor genannten Definitionen sind vorzugsweise ebenfalls für Teilströmungsquerschnitte gültig. Im Fall, dass die zweite Drosselklappenvorrichtung keinen zweiten Verstellteilbereich umfasst, handelt es sich bei dem ersten Verstellteilbereich lediglich um einen Verstellteilbereich und nicht um den ersten Verstellteilbereich. Ganz allgemein ist es bevorzugt, wenn der Strömungsquerschnitt einen ersten und einen zweiten Teilströmungsquerschnitt umfasst. Der erste Teilströmungsquerschnitt ist durch die Drosselklappe und die Ausnehmungsgeometrie des ersten Drosselklappenendabschnitts definiert und/oder begrenzt. Der zweite Teilströmungsquerschnitt ist durch die Drosselklappe und die Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenendabschnitts definiert und/oder begrenzt. Die beiden Ausnehmungsgeometrien können beide derart an den ersten Verstellteilbereich der Drosselklappe angepasst sein, dass einer der beiden Teilströmungsquerschnitte bei einer Verstellung der Drosselklappe im ersten Verstellteilbereich über den ganzen ersten Verstellbereich konstant ist, während der andere Teilströmungsquerschnitt variabel ist. Auch eine Ausführung in der beide konstant oder beide variabel sind, ist denkbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellbereich einen zweiten Verstellteilbereich umfasst, dass die Ausnehmungsgeometrie des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts und/oder die Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts derart auf den zweiten Verstellteilbereich ausgelegt ist, dass der Strömungsquerschnitt bei einer Verstellung der Drosselklappe im zweiten Verstellteilbereich über den ganzen zweiten Verstellteilbereich variabel ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt im zweiten Verstellteilbereich bei einer Verstellung der Drosselklappe variabler ist als bei einer Verstellung der Drosselklappe im ersten Verstellteilbereich. Mit anderen Worten liegt hier eine größere Veränderung der Strömungsquerschnittfläche und/oder der Strömungsquerschnittsform bei vergleichbarer Veränderung der Stellung der Drosselklappe vor. Die Veränderung der Stellung der Drosselklappe bezieht sich vorzugsweise auf eine Winkelverstelländerung der Drosselklappe, wobei sich diese Winkeländerung auf die Lage der Drosselklappe, bezogen auf die Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, bezieht. Dadurch fällt der erzielte Druckabfall in der Drosselklappenvorrichtung in Abhängigkeit der Stellungsänderung der Drosselklappe im ersten und zweiten Verstellteilbereich unterschiedlich aus. Auch ist es zu bevorzugen, wenn eine Krümmung der Ausnehmungsgeometrie in der Ebene, senkrecht zu der Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, im zweiten Verstellteilbereich größer ist als im ersten Verstellteilbereich.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der erste Verstellteilbereich, der zweite Verstellteilbereich, der Verstellbereich und/oder der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Verstellteilbereich in der Ebene, senkrecht zu der Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, stetig ausgebildet ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstellteilbereich zwischen dem zweiten Verstellteilbereich und einer Geschlossenstellung oder Minimalstellung angeordnet ist. Unter der Geschlossenstellung ist vorzugsweise gemeint, dass der Strömungsquerschnitt durch die Drosselklappe vollständig verschlossen ist. Unter vollständig verschlossen ist hier vorzugsweise zu verstehen, dass die Strömungsquerschnittsfläche des Strömungsquerschnitts vom Wert her null beträgt. Unter der Minimalstellung ist vorzugsweise gemeint, dass die Drosselklappe eine Lage einnimmt, in der die Strömungsquerschnittsfläche im Vergleich zu allen anderen möglichen Stellungen der Drosselklappe einen Minimalwert einnimmt.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Drosselklappe in einer oder der Geschlossenstellung der Drosselklappe an einer Dichtung anliegt. Vorzugsweise ist die Dichtung als Elastomerdichtung ausgebildet. Mit anderen Worten besteht oder umfasst sie ein Elastomer, was die Dichtwirkung der Drosselklappe in dieser Stellung erhöht.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Dichtung zwischen den Drosselklappenkanalmittelabschnitt und einen der Drosselklappenkanalendabschnitte oder zwischen beide Drosselklappenkanalendabschnitte geklemmt angeordnet ist. Das vereinfacht die Montage der Dichtung. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts derart auf den zweiten Verstellteilbereich ausgelegt ist, dass der Strömungsquerschnitt im zweiten Verstellteilbereich mit zunehmendem Abstand der Stellung der Drosselklappe zu der Geschlossenstellung, Minimalstellung oder dem ersten Verstellteilbereich zunimmt. Mit anderen Worten erhöht sich hierbei mit zunehmendem Abstand die Strömungsquerschnittsfläche. Hierbei ist es möglich, dass eine der beiden Teilströmungsquerschnitte eine konstante Teilströmungsquerschnittsfläche bei zunehmendem Abstand der Stellung der Drosselklappe zu der Geschlossenstellung, Minimalstellung oder dem ersten Verstellteilbereich beibehält.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungsgeometrie des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts und/oder die Ausnehmungsgeometrie des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts kugelförmig, vorzugsweise als negativ kugelförmig, ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Ausnehmungsgeometrie mindestens einer der beiden Drosselklappenendabschnitte in der Ebene, senkrecht zu der Achse, um die die Drosselklappe verstellbar ist, ellipsenartig, vorzugsweise auch stetig, ausgebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drosselklappenkanalendabschnitt und/oder der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt separat zum Drosselklappensteller und/oder zum Drosselklappenkanalmittelabschnitt ausgebildet ist. Hiermit ist es möglich, mit ein und demselben Drosselklappensteller unterschiedliche Drosselklappenvorrichtungen zu schaffen, indem lediglich unterschiedliche Drosselklappenkanalendabschnitte vorgesehen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drosselklappenkanalendabschnitt und/oder der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt lösbar mit dem Drosselklappensteller und/oder zum Drosselklappenkanalmittelabschnitt befestigt ist. Vorzugsweise ist für diese Befestigung eine Schraubenverbindung vorgesehen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappenkanalmittelabschnitt einen Aufnahmeraum umfasst, in dem die Drosselklappe angeordnet ist, und dass der erste Drosselklappenkanalendabschnitt einen Fluidkanal umfasst, der fluidisch mit dem Aufnahmeraum verbunden ist, und/oder der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt einen Fluidkanal umfasst, der fluidisch mit dem Aufnahmeraum verbunden ist. Mit anderen Worten führen die Fluidkanäle der beiden Drosselklappenkanalendabschnitte fluidisch derart in den Aufnahmeraum, dass ein Fluid, welches mittels des Fluidkanals des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts in den Aufnahmeraum förderbar ist, mittels des Fluidkanals des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts aus dem Aufnahmeraum herausgeleitbar ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum fluidisch zwischen dem Fluidkanal des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts und dem Fluidkanal des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts angeordnet ist. Auch ist es zu bevorzugen, wenn ein Fluid, welches durch einen der Fluidkanäle in den Aufnahmeraum eintritt lediglich über den anderen Fluidkanal und/oder durch denselben Fluidkanal aus dem Aufnahmeraum heraustreten kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vektor, der durch den Flächenschwerpunkt des Strömungsquerschnitts des Fluidkanals des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts verläuft, und/oder dass ein zweiter Vektor, der durch den Flächenschwerpunkt des Strömungsquerschnitts des Fluidkanals des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts verläuft.
Vorzugsweise ist mit dem Strömungsquerschnitt des Fluidkanals des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts ein Strömungsquerschnitt an einer Stelle entlang des Verlaufs desselben Fluidkanals gemeint. Vorzugsweise handelt es sich um einen Strömungsquerschnitt, der fluidisch unmittelbar an den Aufnahmeraum anschließt oder angrenzt. Vorzugsweise ist mit dem Strömungsquerschnitt des Fluidkanals des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts ein Strömungsquerschnitt an einer Stelle entlang des Verlaufs desselben Fluidkanals gemeint. Vorzugsweise handelt es sich um einen Strömungsquerschnitt, der fluidisch unmittelbar an den Aufnahmeraum anschließt oder angrenzt.
Allgemein ist es bevorzugt, wenn der der Strömungsquerschnitt des Fluidkanals des ersten und/oder zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines durch den jeweiligen Fluidkanal förderbaren Fluids verläuft. Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn der erste oder der zweite Vektor senkrecht zum jeweiligen Strömungsquerschnitt verläuft.
Allgemein ist es bevorzugt, wenn die Drosselklappenvorrichtung für ein Gas, vorzugsweise Luft, ausgebildet ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe an einer ersten Stelle durch den ersten Vektor geschnitten ist, die beabstandet zu einerweiteren Stelle angeordnet ist, an der die Drosselklappe durch den zweiten Vektor geschnitten ist. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, wenn die beiden Fluidkanäle der Drosselklappenkanalendabschnitte versetzt zueinander angeordnet sind. Dieser Versatz bezieht sich vorzugsweise auf eine Ebene, die senkrecht zu einem der Vektoren oder senkrecht zu beiden der Vektoren verläuft.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drosselklappe an einer ersten Stelle, an der sie vom ersten Vektor geschnitten ist, bei einer Verstellung der Drosselklappe von der Geschlossenstellung oder der Minimalstellung in Richtung des ersten Verstellteilbereichs oder von dem ersten Verstellteilbereich in Richtung des zweiten Verstellteilbereichs vom ersten Drosselklappenkanalendabschnitt wegbewegt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drosselklappe an einer zweiten Stelle, an der sie vom zweiten Vektor geschnitten ist, bei einer Verstellung der Drosselklappe von der Geschlossenstellung oder der Minimalstellung in Richtung des ersten Verstellteilbereichs oder von dem ersten Verstellteilbereich in Richtung des zweiten Verstellteilbereichs vom zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt wegbewegt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vektoren beabstandet zueinander verlaufen und/oder die Vektoren sich außerhalb des Aufnahmeraums schneiden.
Die Aufgabe bezüglich des Brennstoffzellensystems wird durch ein Brennstoffzellensystem gelöst, welches mindestens eine erfindungsgemäße Drosselklappenvorrichtung umfasst.
Die Aufgabe bezüglich des Fahrzeugs, wird durch ein Fahrzeug gelöst, welches ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem und/oder mindestens eine erfindungsgemäße Drosselklappenvorrichtung umfasst. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug, einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen, der besonders bevorzugterweise über einen Elektroantrieb verfügt. Es ist besonders bevorzugt, wenn das Fahrzeug lediglich über einen Elektroantrieb verfügt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem und einer Drosselklappenvorrichtung,
Fig. 2a eine Drosselklappenvorrichtung,
Fig. 2b eine Schnittansicht durch eine Drosselklappenvorrichtung, Fig. 2c eine Detailansicht der Fig. 2b,
Fig. 3a ein Drosselklappenkanalendabschnitt, und
Fig. 3b ein weiterer Drosselklappenkanalendabschnitt.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem 2 und einer Drosselklappenvorrichtung 3a. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb, wobei der Elektroantrieb durch das Brennstoffzellensystem 2 mit elektrischer Energie versorgbar ist und mittels der Drosselklappenvorrichtung 3a ein Strömungskanal des Brennstoffzellensystems 2 regulierbar ist.
Die Figur 2a zeigt die erfindungsgemäße Drosselklappenvorrichtung 3a, die einen Elektromotor 12 umfasst, mit dem eine Drosselklappe der Drosselklappenvorrichtung 3a verstellbar ist. Die Drosselklappenvorrichtung 3a umfasst einen Drosselklappenkanalmittelabschnitt 4a, einen ersten Drosselklappenkanalendabschnitt 4b sowie einen zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt 4c. Während der Drosselklappenkanalmittelabschnitt 4a einteilig mit dem Gehäuse des Drosselklappenstellers ausgebildet ist, sind die beiden Drosselklappenkanalendabschnitte 4b, 4c separat zum Drosselklappenkanalmittelabschnitt 4a ausgebildet und mittels einer lösbaren Schraubenverbindung am Drosselklappenkanalmittelabschnitt 4a befestigt.
Die Figur 2b zeigt eine Schnittansicht durch die Drosselklappenvorrichtung 3a der Figur 2a. Der Schnitt der Schnittansicht verläuft in der X-Y-Ebene, die sich senkrecht zu einer Achse 6 erstreckt, um die eine Drosselklappe 5 verstellbar ist. Die Drosselklappe 5 begrenzt zusammen mit jeweils einer Ausnehmungsgeometrie 10a, 10b der beiden Drosselklappenkanalendabschnitte 4b, 4c einen Strömungsquerschnitt in einem Aufnahmeraum 13, in dem die Drosselklappe 5 angeordnet ist. Eine Dichtung 9 ist zwischen dem Drosselklappenkanalmittelabschnitt 4a und dem ersten Drosselklappenkanalendabschnitt 4b geklemmt angeordnet. Die Drosselklappe 5 liegt in einer Geschlossenstellung abdichtend an der Dichtung 9 an. Der erste Drosselklappenkanalendabschnitt 4b umfasst einen Fluidkanal 7a, dessen Strömungsquerschnitt eine Strömungsquerschnittsfläche mit einem Flächenschwerpunkt aufweist, durch den ein erster Vektor 7b senkrecht zu der dazugehörigen Strömungsquerschnittsfläche verläuft. Der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt 4c umfasst ebenfalls einen Fluidkanal 8a, dessen Strömungsquerschnitt eine Strömungsquerschnittsfläche mit einem Flächenschwerpunkt aufweist, durch den ein zweiter Vektor 8b senkrecht zu der dazugehörigen Strömungsquerschnittsfläche verläuft. Die beiden Vektoren 7b, 8b verlaufen beabstandet zueinander und schneiden die Drosselklappe in der Geschlossenstellung der Drosselklappe 5 an zwei zueinander beabstandeten Stellen. Die durch den ersten Vektor 7b geschnittene Stelle bewegt sich bei einer Verstellung der Drosselklappe 5 von der Geschlossenstellung von dem ersten Drosselklappenkanalendabschnitt 4b weg. Die durch den zweiten Vektor 8b geschnittene Stelle bewegt sich bei einer Verstellung der Drosselklappe 5 von der Geschlossenstellung von dem zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt 4c weg.
Die Drosselklappenvorrichtung 3a umfasst außerdem einen Stecker 3b, der zur Energieversorgung der Drosselklappenvorrichtung 3a, darunter vor allem der Energieversorgung des Elektromotors, dient. Außerdem dient der Stecker 3b der Ausgabe von Signalen, die repräsentativ für die Stellung der Drosselklappe 5 sind. Hierfür umfasst die Drosselklappenvorrichtung 3a einen Positionssensor, der dazu ausgebildet ist, die Stellung der Drosselklappe 6 über die Stellung der Welle 6 zu messen.
Die Figur 2c zeigt eine Detailansicht der Schnittansicht aus Figur 2a. Zu sehen ist ein Verstellbereich 11 , der einen ersten Verstellteilbereich 11a und einen zweiten Verstellteilbereich 11 b umfasst. Der Verstellbereich 11 der Drosselklappe 5 erstreckt sich von der Geschlossenstellung in eine Geöffnetstellung mit maximalem Strömungsquerschnitt. Die Figur 3a zeigt den ersten Drosselklappenkanalendabschnitt 4b aus den Figuren 2a bis 2c. Der Drosselklappenkanalendabschnitt 4b ist separat ausgebildet und umfasst gleichmäßig am Umfang verteilte Durchgangsöffnungen 4e, die Schraubenverbindungen mit dem Drosselklappenkanalmittelabschnitt der Drosselklap- penvorrichtung dienen. Ferner ist durch ein monolithisch ausgebildetes Formelement 4d sichergestellt, dass es zu einer ordnungsgemäßen Montage an der richtigen Stelle der Drosselklappenvorrichtung in der richtigen Ausrichtung zum Drosselklappenkanalmittelabschnitt kommt. Hierfür ist eine dazugehörige Ausnehmung am Drosselklappenmittelabschnitt vorgesehen. Darüber hinaus ist eine Ausnehmungsgeometrie 10a dargestellt, die zusammen mit der Drosselklappe den Strömungsquerschnitt der Drosselklappenvorrichtung begrenzt. Außerdem ist der Fluidkanal 7a dargestellt.
Die Figur 3b zeigt den zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt 4c aus den Figuren 2a bis 2c. Der Drosselklappenkanalendabschnitt 4c ist separat ausgebildet und umfasst gleichmäßig am Umfang verteilte Durchgangsöffnungen 4e, die für Schraubenverbindungen mit dem Drosselklappenkanalmittelabschnitt der Drosselklappenvorrichtung dienen. Ferner ist ein Vorsprung 4f gezeigt, der für eine Klemmverbindung einer Dichtung zwischen dem Drosselklappenkanalendabschnitt 4c und dem Drosselklappenkanalmittelabschnitt dient. Außerdem ist der Fluidkanal 8a zu erkennen. Darüber hinaus ist eine Ausnehmungsgeometrie 10b dargestellt, die zusammen mit der Drosselklappe den Strömungsquerschnitt der Drosselklappenvorrichtung begrenzt.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 3b weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens. Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
2 Brennstoffzellensystem
3a Drosselklappenvorrichtung
3b Stecker
4a Drosselklappenkanalmittelabschnitt
4b Drosselklappenkanalendabschnitt
4c Drosselklappenkanalendabschnitt
4d Formschlusselement
4e Befestigungsöffnung
4f Vorsprung
5 Drosselklappe
6 Achse
7a Fluidkanal
7b Vektor
8a Fluidkanal
8b Vektor
9 Dichtung
10a Ausnehmungsgeometrie
10b Ausnehmungsgeometrie
11 Verstellbereich
11 a Verstellteilbereich
11 b Verstellteilbereich
12 Elektromotor
13 Aufnahmeraum

Claims

Patentansprüche
1. Drosselklappenvorrichtung (3a) mit einem Drosselklappensteller, einem Drosselklappenkanalmittelabschnitt (4a), sowie einem ersten und zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt (4b, 4c), wobei der Drosselklappensteller eine Drosselklappe (5) umfasst, wobei die Drosselklappe (5) verstellbar in dem Drosselklappenkanalmittelabschnitt (4a) angeordnet ist und ein Strömungsquerschnitt in Abhängigkeit der Stellung der Drosselklappe (5) veränderbar ist, wobei der Strömungsquerschnitt durch die Drosselklappe (5) sowie einer Ausnehmungsgeometrie (10a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) und/oder einer Ausnehmungsgeometrie (10b) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ebene, senkrecht zu einer Achse (6), um die die Drosselklappe (5) verstellbar ist, die Ausnehmungsgeometrie (10a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) einem Verstellbereich der Drosselklappe (5) entlang verlaufend ausgebildet ist und/oder die Ausnehmungsgeometrie (10b) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) einem Verstellbereich (11 ) der Drosselklappe (5) entlang verlaufend ausgebildet ist.
2. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellbereich (11 ) einen ersten Verstellteilbereich (11 a) umfasst, dass die Ausnehmungsgeometrie (10a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) und/oder die Ausnehmungsgeometrie (10b) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) derart auf den ersten Verstellteilbereich (11 a) ausgelegt ist, dass der Strömungsquerschnitt bei einer Verstellung der Drosselklappe (5) im ersten Verstellteilbereich (11 ) über den ganzen ersten Verstellbereich (11 a) konstant oder variabel ist.
3. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellbereich (11 ) einen zweiten Verstellteilbereich (11b) umfasst, dass die Ausnehmungsgeometrie (10a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) und/oder die Ausnehmungsgeometrie (10b) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) derart auf den zweiten Verstellteilbereich (11 b)ausgelegt ist, dass der Strömungsquerschnitt bei einer Verstellung der Drosselklappe (5) im zweiten Verstellteilbereich (11 b) über den ganzen zweiten Verstellteilbereich (11 b) variabel ist.
4. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt im zweiten Verstellteilbereich (11 b) bei einer Verstellung der Drosselklappe (5) variabler ist als bei einer Verstellung der Drosselklappe im ersten Verstellteilbereich (11a).
5. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstellteilbereich (11a) zwischen dem zweiten Verstellteilbereich (11 b) und einer Geschlossenstellung oder Minimalstellung angeordnet ist.
6. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungsgeometrie (10b) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) derart auf den zweiten Verstellteilbereich (11 b) ausgelegt ist, dass der Strömungsquerschnitt im zweiten Verstellteilbereich (11 b) mit zunehmendem Abstand der Stellung der Drosselklappe (5) zu der Geschlossenstellung, Minimalstellung oder dem ersten Verstellteilbereich zunimmt.
7. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungsgeometrie (10a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) und/oder die Ausnehmungsgeometrie (10b) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) kugelförmig ausgebildet ist.
8. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drosselklappenkanalendabschnitt (4b) und/oder der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt (4c) separat zum Drosselklappensteller (5) und/oder zum Drosselklappenkanalmittelabschnitt (4a) ausgebildet ist.
9. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drosselklappenkanalendabschnitt (4b) und/oder der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt (4b) lösbar mit dem Drosselklappensteller und/oder zum Drosselklappenkanalmittelabschnitt (4a) befestigt ist.
10. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappenkanalmittelabschnitt (4a) einen Aufnahmeraum (13) umfasst, in dem die Drosselklappe angeordnet ist, und dass der erste Drosselklappenkanalendabschnitt (4b) einen Fluidkanal (7a) umfasst, der fluidisch mit dem Aufnahmeraum verbunden ist, und/oder der zweite Drosselklappenkanalendabschnitt (4c) einen Fluidkanal (8a) umfasst, der fluidisch mit dem Aufnahmeraum (13) verbunden ist.
11 . Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (13) fluidisch zwischen dem Fluidkanal (7a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) und dem Fluidkanal (8a) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) angeordnet ist.
12. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Vektor (7b), der durch den Flächenschwerpunkt des Strömungsquerschnitts des Fluidkanals (7a) des ersten Drosselklappenkanalendabschnitts (4b) verläuft, und/oder dass ein zweiter Vektor (8b), der durch den Flächenschwerpunkt des Strömungsquerschnitts des Fluidkanals (8a) des zweiten Drosselklappenkanalendabschnitts (4c) verläuft.
13. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe (5) an einer ersten Stelle durch den ersten Verktor (7b) geschnitten ist, die beabstandet zu einer weiteren Stelle angeordnet ist, an der die Drosselklappe (5) durch den zweiten Vektor (8b) geschnitten ist.
14. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drosselklappe (5) an einer ersten Stelle, an der sie vom ersten Vektor (7b) geschnitten ist, bei einer Verstellung der Drosselklappe (5) von der Geschlossenstellung oder der Minimalstellung in Richtung des ersten Verstellteilbereichs (11 a) oder von dem ersten Verstellteilbereich (11 a) in Richtung des zweiten Verstellteilbereichs (11 b) vom ersten Drosselklappenkanalendabschnitt (4b) wegbewegt.
15. Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drosselklappe (5) an einer zweiten Stelle, an der sie vom zweiten Vektor (8b) geschnitten ist, bei einer Verstellung der Drosselklappe (5) von der Geschlossenstellung oder der Minimalstellung in Richtung des ersten Verstellteilbereichs (11 a) oder von dem ersten Verstellbereich (11 a) in Richtung des zweiten Verstellbereichs (11 b) vom zweiten Drosselklappenkanalendabschnitt (4c) wegbewegt.
16. Brennstoffzellensystem (2) mit mindestens einer Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Fahrzeug (1 ) mit einem Brennstoffzellensystem (2) gemäß Anspruch 16 und/oder mindestens einer Drosselklappenvorrichtung (3a) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6352241B1 (en) * 1998-11-26 2002-03-05 Mannesmann Vdo Ag Butterfly valve body
US20040149257A1 (en) * 2001-09-26 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Variant-reduced throttle device with interchangeable housing parts
US6840260B2 (en) * 2001-08-23 2005-01-11 Siemens Ag Method of manufacturing a throttle valve connection piece and a housing therefor
US20210101491A1 (en) * 2019-10-03 2021-04-08 Marelli Europe S.P.A. Throttle Valve for Adjusting the Feeding of a Gas to a Fuel Cell and Electric Drive Vehicle Including the Throttle Valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6352241B1 (en) * 1998-11-26 2002-03-05 Mannesmann Vdo Ag Butterfly valve body
US6840260B2 (en) * 2001-08-23 2005-01-11 Siemens Ag Method of manufacturing a throttle valve connection piece and a housing therefor
US20040149257A1 (en) * 2001-09-26 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Variant-reduced throttle device with interchangeable housing parts
US20210101491A1 (en) * 2019-10-03 2021-04-08 Marelli Europe S.P.A. Throttle Valve for Adjusting the Feeding of a Gas to a Fuel Cell and Electric Drive Vehicle Including the Throttle Valve

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