DE102010043641A1 - Proportional valve used in vehicle, has bar whose height along axial direction of main case is smaller than spacing between intake and outlet openings of passage apertures, which is provided between apertures - Google Patents

Proportional valve used in vehicle, has bar whose height along axial direction of main case is smaller than spacing between intake and outlet openings of passage apertures, which is provided between apertures Download PDF

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Christian Will
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Abstract

The proportional valve (1) has main case (2) with two passage apertures (3), and closing element (4) for opening and closing the passage apertures. Each passage aperture is comprised of inlet side with intake opening and outlet side with outlet opening. A bar is provided along circumferential direction between the passage apertures. The height of the bar along axial direction of main case is smaller than spacing between intake opening and outlet opening.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Proportionalventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, und insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb.The present invention relates to a proportional valve for controlling a gaseous medium, in particular hydrogen, and in particular for use in vehicles with fuel cell drive.

Im Fahrzeugbereich spielen neben flüssigen Kraftstoffen in Zukunft auch gasförmige Kraftstoffe eine zunehmende Rolle. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb müssen Wasserstoffgasströme gesteuert werden. Die Gasströme werden hierbei nicht mehr diskontinuierlich wie bei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff gesteuert, sondern es werden insbesondere Proportionalventile eingesetzt, die in Abhängigkeit von einer gewünschten Antriebsleistung einen Öffnungsquerschnitt des Ventils anpassen.In the vehicle sector, in addition to liquid fuels, gaseous fuels will also play an increasing role in the future. In particular, in vehicles with fuel cell drive hydrogen gas flows must be controlled. The gas flows are no longer controlled discontinuously as in the injection of liquid fuel, but in particular proportional valves are used, which adjust an opening cross-section of the valve depending on a desired drive power.

Da bei gasförmigen Medien die bei flüssigen Kraftstoffen vorhandene Benetzung des Dichtsitzes mit Kraftstoff entfällt, ergeben sich insbesondere Abdichtungsprobleme am geschlossenen Ventil sowie Strömungs- bzw. Durchsatzverluste am Ventilsitz bei geöffnetem Ventil. Aus der DE 10 2005 056 212 A1 ist ein Gasventil für Erdgas bekannt, bei dem eine spezielle Geometrie an einem Düsenkörper ausgebildet ist. Dieses Ventil ist allerdings nicht als Proportionalventil ausgebildet, sondern als Einblas-Taktventil, und macht keinerlei Angaben hinsichtlich einer Verbesserung einer Abdichtung bzw. eines Durchsatzes am Ventilsitz.Since with gaseous media the existing with liquid fuels wetting of the sealing seat with fuel is eliminated, in particular sealing problems arise at the closed valve and flow or throughput losses at the valve seat with the valve open. From the DE 10 2005 056 212 A1 a gas valve for natural gas is known in which a special geometry is formed on a nozzle body. However, this valve is not designed as a proportional valve, but as a blow-in valve, and makes no indication as to an improvement in a seal or a flow rate at the valve seat.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Proportionalventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine betriebssichere Abdichtung des gasförmigen Mediums sichergestellt und eine Belastung des elastischen Dichtelements reduziert wird, so dass das Proportionalventil eine hohe Dauerbeständigkeit aufweist. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Proportionalventil mit einer gleichmäßigen und niedrigen Öffnungskraft geöffnet und das gasförmige Medium mit reduzierten Strömungsverlusten und verbessertem Gasdurchsatz zugeführt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Proportionalventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, einen Düsenkörper, in welchem wenigstens zwei Durchlassöffnungen ausgebildet sind, und ein Schließelement umfasst, welches die Durchlassöffnungen freigibt und verschließt, wobei jede der Durchlassöffnungen an einer Einlassseite eine Einlassmündung und an einer Auslassseite eine Auslassmündung aufweisen. In Umfangsrichtung ist zwischen den Durchlassöffnungen jeweils ein Steg ausgebildet. Hierbei ist eine Höhe der Stege in Axialrichtung des Düsenkörpers kleiner als ein Abstand zwischen der Einlassmündung und der Auslassmündung. Hierdurch wird eine verbesserte Gasströmung mit reduziertem Strömungswiderstand erreicht. Als gasförmiges Medium wird vorzugsweise Wasserstoff verwendet, welches einer Brennstoffzelle zugeführt wird.The proportional valve according to the invention for controlling a gaseous medium with the features of claim 1 has the advantage over that ensures a reliable sealing of the gaseous medium and a load on the elastic sealing element is reduced, so that the proportional valve has a high durability. In addition, the proportional valve according to the invention can be opened with a uniform and low opening force and the gaseous medium with reduced flow losses and improved gas flow rate can be supplied. This is inventively achieved in that the proportional valve for controlling a gaseous medium, in particular hydrogen, a nozzle body in which at least two passage openings are formed, and a closing element which opens and closes the passage openings, each of the passage openings on an inlet side of an inlet mouth and an outlet port on an outlet side. In the circumferential direction, a web is formed in each case between the passage openings. Here, a height of the webs in the axial direction of the nozzle body is smaller than a distance between the inlet port and the outlet port. As a result, an improved gas flow is achieved with reduced flow resistance. The gaseous medium used is preferably hydrogen, which is supplied to a fuel cell.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Stirnseite der Stege an der Einlassseite und/oder der Auslassseite des Düsenkörpers im Schnitt U-förmig ausgebildet. Durch diese Formgebung wird ein homogener, widerstandsarmer Strömungsverlauf im Wesentlichen ohne Strömungsabrisse ermöglicht.According to a preferred embodiment of the invention, an end face of the webs on the inlet side and / or the outlet side of the nozzle body is U-shaped in section. This shaping enables a homogeneous, low-resistance flow course essentially without stalls.

Weiterhin bevorzugt geht die U-förmige Stirnseite der Stege der Auslassseite in einen ringförmig vorstehenden Ventilsitz über. Hierdurch werden ringförmige innere und äußere Dichtlippen am Ventilsitz gebildet, an denen eine linienförmige, gasdichte Abdichtung des Schließelements mit geringer Flächenpressung gewährleistet ist. Weiterhin bevorzugt ist der ringförmig vorstehende Ventilsitz mit einem Radius gebildet. Hierdurch resultiert eine weiter verbesserte Gasströmung. Ferner ist die Herstellung der Durchlassöffnungen samt dem ringförmig vorstehenden Ventilsitz sehr einfach und kostengünstig, z. B. durch Fräsen oder Stanzen, herstellbar. Vorzugsweise beträgt der Radius 0,1 bis 0,3 mm, besonders bevorzugt 0,2 mm.Further preferably, the U-shaped end face of the webs of the outlet side merges into an annular projecting valve seat. As a result, annular inner and outer sealing lips are formed on the valve seat, where a line-shaped, gas-tight sealing of the closing element is ensured with a low surface pressure. Further preferably, the annular projecting valve seat is formed with a radius. This results in a further improved gas flow. Furthermore, the production of the passage openings together with the annular projecting valve seat is very simple and inexpensive, z. B. by milling or punching, produced. The radius is preferably 0.1 to 0.3 mm, particularly preferably 0.2 mm.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Stege eine Höhe auf, welche ungefähr halb so groß ist wie der Abstand zwischen der Einlassmündung und der Auslassmündung der Durchlassöffnungen. Durch die verkürzte axiale Länge der Durchlassöffnungen wird die Drossellänge reduziert und eine erhebliche Reduzierung der Drosselverluste der Gasströmung erreicht. Dies resultiert in einem erhöhten, der Öffnung des Ventils entsprechenden homogenen proportionalen Gasdurchsatz und einer besseren Zuströmung an der Einlassseite. Weiterhin bevorzugt ist alternativ eine erste Tiefe an der Einlassseite im Bereich der Stege größer als eine zweite Tiefe im Bereich der Stege an der Auslassseite.In a further advantageous embodiment of the invention, the webs have a height which is approximately half as large as the distance between the inlet mouth and the outlet mouth of the passage openings. Due to the shortened axial length of the passage openings, the throttle length is reduced and achieved a significant reduction of the throttle losses of the gas flow. This results in an increased, proportional to the opening of the valve homogeneous proportional gas flow rate and a better inflow at the inlet side. Furthermore, a first depth on the inlet side in the region of the webs is preferably greater than a second depth in the region of the webs on the outlet side.

Vorzugsweise ist die Vertiefung an der Einlassseite im Bereich der Stege gleichgroß wie die Vertiefung an der Auslassseite. Durch die zentrisch zwischen der Einlassseite und Auslassseite ausgebildeten Stege werden identische Strömungsverhältnisse an der Einlass- sowie Auslassseite des Düsenkörpers erreicht. Ferner ermöglicht diese Formgebung eine besonders einfache zeit- und kosteneffiziente Fertigung des Düsenkörpers.Preferably, the recess on the inlet side in the region of the webs is the same size as the recess on the outlet side. By means of the webs formed centrally between the inlet side and outlet side, identical flow conditions are achieved at the inlet and outlet side of the nozzle body. Furthermore, this shaping allows a particularly simple time and cost-efficient production of the nozzle body.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Brennstoffzellenanordnung mit einer Brennstoffzelle und mit einem erfindungsgemäßen Proportionalventil zur Steuerung von gasförmigem Wasserstoff.Furthermore, the invention relates to a fuel cell assembly with a fuel cell and with a proportional valve according to the invention for the control of gaseous hydrogen.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht eines Proportionalventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic sectional view of a proportional valve according to an embodiment of the invention,

2 eine vergrößerte Darstellung des Proportionalventils von Figur 1, 2 an enlarged view of the proportional valve of Figure 1,

3 eine Schnittdarstellung eines Düsenkörpers des Proportionalventils von 1, 3 a sectional view of a nozzle body of the proportional valve of 1 .

4 eine vergrößerte Darstellung des Düsenkörpers von 3, und 4 an enlarged view of the nozzle body of 3 , and

5 eine perspektivische Ansicht des Düsenkörpers von 3. 5 a perspective view of the nozzle body of 3 ,

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 ein Proportionalventil 1 zum Steuern eines gasförmigen Mediums im Detail beschrieben. Das in den Figuren gezeigten Proportionalventil 1 dient hierbei zur Steuerung von gasförmigem Wasserstoff, welcher einer Brennstoffzelle in einem Fahrzeug zugeführt wird.The following is with reference to the 1 to 5 a proportional valve 1 for controlling a gaseous medium in detail. The proportional valve shown in the figures 1 serves to control gaseous hydrogen, which is supplied to a fuel cell in a vehicle.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das Proportionalventil 1 ein Ventilgehäuse 6 mit einem Magnetanker 12, einer Magnetspule 13 und einem mit dem Magnetanker 12 verbundenen Stift 11. Eine Schließfeder 14 ist über eine Federaufnahme 15 mit dem Stift 11 verbunden. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Einstellbolzen, um eine Rückstellkraft der Schließfeder 14 einzustellen. Die Magnetspule 13 ist in einer Umspritzung 17 aus Kunststoff am Ventilgehäuse 6 fixiert. Ein elektrischer Steckeranschluss 18 ist seitlich am Proportionalventil 1 vorgesehen. An dem der Schließfeder 14 entgegengesetzten Ende des Stifts 11 ist ein Schließelement 4 befestigt. Das Schließelement 4 verschließt Durchlassöffnungen 3, welche in einem Düsenkörper 2 ausgebildet sind. Die Durchlassöffnungen 3 sind dabei nierenförmig um eine Mittelachse X-X des Proportionalventils 1 angeordnet. Vorzugsweise sind hierbei drei Durchlassöffnungen 3 vorgesehen, es können jedoch auch nur zwei oder aber vier oder fünf Durchlassöffnungen ausgebildet sein. Zwischen den einzelnen Durchlassöffnungen sind jeweils Stege 24 ausgebildet (vgl. 3).How out 1 can be seen, includes the proportional valve 1 a valve housing 6 with a magnet armature 12 , a magnetic coil 13 and one with the magnet armature 12 connected pen 11 , A closing spring 14 is via a spring receiver 15 with the pen 11 connected. The reference number 16 denotes an adjusting bolt to a restoring force of the closing spring 14 adjust. The magnetic coil 13 is in an encapsulation 17 made of plastic on the valve body 6 fixed. An electrical plug connection 18 is on the side of the proportional valve 1 intended. On which the closing spring 14 opposite end of the pen 11 is a closing element 4 attached. The closing element 4 closes passage openings 3 , which in a nozzle body 2 are formed. The passage openings 3 are kidney-shaped around a central axis XX of the proportional valve 1 arranged. Preferably, in this case, three passage openings 3 provided, but it can also be formed only two or four or five passage openings. Between the individual passage openings are each webs 24 trained (cf. 3 ).

Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist am Düsenkörper 2 ein Filter 19 vorgesehen, durch welchen eine Zuströmung des gasförmigen Mediums (Pfeil A) erfolgt. Zur Abdichtung des Proportionalventils in einem Bauelement sind O-Ringe 20 vorgesehen. Eine Abströmung des gasförmigen Mediums erfolgt in radialer Richtung (Pfeile B).How farther 1 it can be seen is on the nozzle body 2 a filter 19 provided, through which an inflow of the gaseous medium (arrow A) takes place. To seal the proportional valve in a component are O-rings 20 intended. An outflow of the gaseous medium takes place in the radial direction (arrows B).

Am Schließelement 4 sind, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, eine senkrechte Abströmbohrung 9 sowie mehrere waagrechte Abströmbohrungen 10 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei waagrechte Abströmbohrungen 10 vorgesehen. Weiterhin ist am Schließelement 4 ein ringförmiges, elastisches Dichtelement 5 angeordnet. Das ringförmige Dichtelement 5 dichtet die Durchlassöffnungen 3 an einem Ventilsitz 21 ab. Der Ventilsitz 21 umfasst zwei Dichtkreise und verläuft jeweils um den inneren und äußeren Umfang der Durchlassöffnungen 3. Wie aus 2 ersichtlich ist, sind Mündungsbereiche der Durchlassöffnungen 3 in einer Vertiefung 26 im Düsenkörper 2 gebildet.On the closing element 4 are, in particular, out 2 it can be seen, a vertical outflow hole 9 as well as several horizontal outflow holes 10 intended. In this embodiment, three horizontal outflow holes 10 intended. Furthermore, on the closing element 4 an annular, elastic sealing element 5 arranged. The annular sealing element 5 seals the passage openings 3 on a valve seat 21 from. The valve seat 21 includes two sealing circles and extends around each of the inner and outer circumference of the passage openings 3 , How out 2 can be seen, are mouth areas of the passage openings 3 in a depression 26 in the nozzle body 2 educated.

Im Ventilgehäuse 6 sind weiter Ausströmbohrungen 7, 8 angeordnet, welche in radialer Richtung verlaufen. Beim Öffnen des Ventils hebt das Schließelement 4 mitsamt dem Dichtelement 5 vom Ventilsitz 21 am Düsenkörper 2 ab und gibt einen Öffnungsquerschnitt entsprechend dem Hub des Schließelements 4 frei. Da in diesem Ausführungsbeispiel auch ein Strömungsweg im Schließelement 4 über die Abströmbohrungen 9, 10 gebildet ist, strömt sowohl Gas durch das Schließelement 4 als auch direkt seitlich am Schließelement 4 vorbei in die Ausströmbohrungen 7, 8. Hierdurch kann eine größere Gasmenge am Schließelement 4 bei einem relativ kleinen Hub ausströmen.In the valve housing 6 are still outflow holes 7 . 8th arranged, which extend in the radial direction. When opening the valve lifts the closing element 4 together with the sealing element 5 from the valve seat 21 on the nozzle body 2 from and gives an opening cross section corresponding to the stroke of the closing element 4 free. As in this embodiment, a flow path in the closing element 4 over the outflow holes 9 . 10 is formed, both gas flows through the closing element 4 as well as directly on the side of the closing element 4 past the outflow holes 7 . 8th , This allows a larger amount of gas on the closing element 4 emanate at a relatively small stroke.

Wie aus 3 ersichtlich ist, welche den Düsenkörper 2 des Proportionalventils 1 darstellt, weist die eine in dieser Darstellung sichtbare und in Richtung einer Mittelachse Y-Y verlaufende in Durchlassöffnung 3 an einer Einlassseite 30 eine Einlassmündung 31 und an einer Auslassseite 40 eine Auslassmündung 41 auf, die in einer Ebene E1 bzw. E2 angeordnet sind. Der in Umfangsrichtung zwischen den Durchlassöffnungen 3 jeweils ausgebildete Steg 24 weist eine Höhe H auf, die kleiner ist als ein Abstand K zwischen der Einlassmündung 31 und der Auslassmündung 41. Eine Stirnseite 28 des Stegs 24 an der Einlassseite 30 und eine Stirnseite 29 des Stegs 24 an der Auslassseite sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Die Höhe H des Stegs 24 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise halb so groß wie der Abstand K zwischen der Einlassmündung 31 und der Auslassmündung 41. Eine erste Tiefe T1 im Bereich des Stegs 24 an der Einlassseite 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel größer ausgebildet als eine zweite Tiefe T2 im Bereich des Stegs 24 an der Auslassseite 40. Die erste Tiefe T1 und die zweite Tiefe T2 werden hierbei mit einer Länge in einem Bereich zwischen 0,2 mm bis 0,6 mm, insbesondere 0,3 mm bis 0,5 mm und besonders bevorzugt 0,4 mm gewählt. Alternativ kann die erste Tiefe T1 an der Einlassseite 30 auch gleich groß wie die zweite Tiefe T2 im Bereich des Stegs 24 an der Auslassseite 40 ausgelegt sein.How out 3 it can be seen which the nozzle body 2 of the proportional valve 1 represents, has a visible in this view and extending in the direction of a central axis YY in the passage opening 3 on an inlet side 30 an inlet mouth 31 and on an outlet side 40 an outlet port 41 on, which are arranged in a plane E1 or E2. The circumferentially between the passage openings 3 each trained bridge 24 has a height H which is smaller than a distance K between the inlet mouth 31 and the outlet port 41 , A front page 28 of the footbridge 24 on the inlet side 30 and a front side 29 of the footbridge 24 on the outlet side are substantially U-shaped. The height H of the bridge 24 In this embodiment, it is preferably half the distance K between the inlet mouth 31 and the outlet mouth 41 , A first depth T1 in the area of the bridge 24 on the inlet side 30 is formed larger in this embodiment than a second depth T2 in the region of the web 24 on the outlet side 40 , The first depth T1 and the second depth T2 are selected here with a length in a range between 0.2 mm to 0.6 mm, in particular 0.3 mm to 0.5 mm and particularly preferably 0.4 mm. Alternatively, the first depth T1 at the inlet side 30 also the same size as the second depth T2 in the area of the bridge 24 on the outlet side 40 be designed.

Wie detailliert aus 4 ersichtlich, geht die U-förmige Stirnseite 29 des Stegs 24, ausgehend von einem parallel zur Mittelachse X-X des Düsenkörpers 2 verlaufenden zylindrischen Bereich, an der Auslassseite 40 mit einem Radius R1 in radialer Richtung in einen bogenförmigen Bereich 22 und dann in einen geneigten Bereich 23 über. Der geneigte Bereich 23 geht in radialer Richtung in einen senkrecht zur Mittelachse X-X des Proportionalventils 1 in einer Ebene E3 verlaufenden ebenen Bereich 25 über. Der Radius R1 wird hierbei vorzugsweise mit einer Länge des Radius von R1 = 0,1 mm gewählt. Auf diese Weise wird der ringförmig vorstehende Ventilsitz 21 gebildet, der am in axialer Richtung der Mittelachse X-X höchsten Punkt des Radius R1 eine linienförmige Abdichtung zum Schließelement 5 in Form einer ringförmig um die Durchlassöffnungen 3 umlaufenden inneren Dichtlippe 50 und einer äußeren Dichtlippe 60 bereitstellt, wie dies in 5 veranschaulicht ist. Der doppelte, ringförmig vorstehende Ventilsitz 21 gewährleistet auf diese Weise eine betriebssichere Abdichtung mit einer geringen Flächenpressung bzw. Belastung des Dichtelements 5, so dass eine hohe Dauerbeständigkeit des Dichtelements 5 erreicht wird, welches beispielsweise aus einem Elastomer hergestellt ist.How detailed 4 can be seen, goes the U-shaped front 29 of the footbridge 24 , starting from a parallel to the central axis XX of the nozzle body 2 extending cylindrical area, on the outlet side 40 with a radius R1 in the radial direction in an arcuate region 22 and then into a sloping area 23 above. The inclined area 23 goes in the radial direction in a direction perpendicular to the central axis XX of the proportional valve 1 in a plane E3 extending planar area 25 above. The radius R1 is preferably selected here with a length of the radius of R1 = 0.1 mm. In this way, the annular projecting valve seat 21 formed on the axis in the axial direction of the center axis XX highest point of the radius R1 a line-shaped seal to the closing element 5 in the form of a ring around the passage openings 3 circumferential inner sealing lip 50 and an outer sealing lip 60 provides, as in 5 is illustrated. The double annular projecting valve seat 21 ensures in this way a reliable seal with a low surface pressure or load of the sealing element 5 , so that a high durability of the sealing element 5 is reached, which is made for example of an elastomer.

An der Einlassseite 30 geht die U-förmige Stirnseite 28 des Stegs 24, ausgehend vom parallel zur Mittelachse X-X des Düsenkörpers 2 verlaufenden zylindrischen Bereich, mit einem Radius R2 in radialer Richtung in einen ebenen Bereich 27 in der Ebene E1 über. Der Radius R2 wird hierbei größer als R1, vorzugsweise mit einer Länge des Radius von R2 = 0,3 mm gewählt.At the inlet side 30 goes the U-shaped front 28 of the footbridge 24 , starting from parallel to the central axis XX of the nozzle body 2 extending cylindrical portion, with a radius R2 in the radial direction in a planar region 27 in the plane E1 over. The radius R2 is here selected to be greater than R1, preferably with a length of the radius of R2 = 0.3 mm.

Somit wird erfindungsgemäß ein Proportionalventil 1 zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, bereitgestellt, welches insbesondere zur Gaszuführung zu Brennstoffzellen eingesetzt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden eine zuverlässige Abdichtung und ein erhöhter Gasdurchsatz gewährleistet. Ferner wird eine einfachere zeit- und kosteneffiziente Fertigung des Proportionalventils 1 ermöglicht, da die Querschnitte der Durchlassöffnungen 3 samt dem ringförmig vorstehenden Ventilsitz 21 des Düsenkörpers 2 im Wesentlichen in einem Fertigungsschritt, z. B. durch Fräsen oder Stanzen, hergestellt werden können.Thus, according to the invention, a proportional valve 1 for controlling a gaseous medium, in particular hydrogen, provided, which is used in particular for gas supply to fuel cells. The inventive design ensures a reliable seal and increased gas flow. Furthermore, a simpler time and cost-efficient production of the proportional valve 1 allows, as the cross-sections of the passage openings 3 including the annular projecting valve seat 21 of the nozzle body 2 essentially in one production step, e.g. B. by milling or punching, can be produced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005056212 A1 [0003] DE 102005056212 A1 [0003]

Claims (10)

Proportionalventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, umfassend: – einen Düsenkörper (2), mit wenigstens zwei Durchlassöffnungen (3), und – ein Schließelement (4), welches die Durchlassöffnungen (3) freigibt und verschließt, – wobei jede der Durchlassöffnungen (3) an einer Einlassseite (30) eine Einlassmündung (31) und an einer Auslassseite (40) eine Auslassmündung (41) aufweist, – wobei in Umfangsrichtung zwischen den Durchlassöffnungen (3) jeweils ein Steg (24) ausgebildet ist, und – wobei eine Höhe (H) der Stege (24) in Axialrichtung (X-X) des Düsenkörpers (2) kleiner ist als ein Abstand (K) zwischen der Einlassmündung (31) und der Auslassmündung (41).Proportional valve for controlling a gaseous medium, in particular hydrogen, comprising: - a nozzle body ( 2 ), with at least two passage openings ( 3 ), and - a closing element ( 4 ), which the passage openings ( 3 ) and closes, - whereby each of the passage openings ( 3 ) on an inlet side ( 30 ) an inlet mouth ( 31 ) and on an outlet side ( 40 ) an outlet port ( 41 ), - in the circumferential direction between the passage openings ( 3 ) one jetty ( 24 ), and - wherein a height (H) of the webs ( 24 ) in the axial direction (XX) of the nozzle body ( 2 ) is smaller than a distance (K) between the inlet mouth ( 31 ) and the outlet mouth ( 41 ). Proportionalventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (28) der Stege (24) an der Einlassseite (30) und/oder eine Stirnseite (29) der Stege (24) an der Auslassseite (40) des Düsenkörpers (2) im Schnitt U-förmig ist.Proportional valve according to claim 1, characterized in that an end face ( 28 ) of the webs ( 24 ) on the inlet side ( 30 ) and / or an end face ( 29 ) of the webs ( 24 ) on the outlet side ( 40 ) of the nozzle body ( 2 ) is U-shaped in section. Proportionalventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Stirnseite (29) der Stege (24) der Auslassseite (40) in einen ringförmig vorstehenden Ventilsitz (21) übergeht.Proportional valve according to claim 2, characterized in that the U-shaped end face ( 29 ) of the webs ( 24 ) of the outlet side ( 40 ) in a ring-shaped projecting valve seat ( 21 ) passes over. Proportionalventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmig vorstehende Ventilsitz (21) mit einem Radius (R) gebildet ist.Proportional valve according to claim 3, characterized in that the annular projecting valve seat ( 21 ) is formed with a radius (R). Proportionalventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) 0,1 mm bis 0,3 mm beträgt.Proportional valve according to claim 4, characterized in that the radius (R) is 0.1 mm to 0.3 mm. Proportionalventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Stege (24) eine Höhe (H) aufweisen, welche ungefähr halb so groß ist wie der Abstand (K) zwischen der Einlassmündung (31) und der Auslassmündung (41).Proportional valve according to one of the preceding claims, characterized in that the webs ( 24 ) have a height (H) which is approximately half the distance (K) between the inlet mouth ( 31 ) and the outlet mouth ( 41 ). Proportionalventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Tiefe (T1) im Bereich der Stege (24) an der Einlassseite (30) größer ist als eine zweite Tiefe (T2) im Bereich der Stege (24) an der Auslassseite (40).Proportional valve according to one of the preceding claims, characterized in that a first depth (T1) in the region of the webs ( 24 ) on the inlet side ( 30 ) is greater than a second depth (T2) in the region of the webs ( 24 ) on the outlet side ( 40 ). Proportionalventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Tiefe (T1) im Bereich der Stege (24) an der Einlassseite (30) gleich groß ist wie zweite Tiefe (T2) im Bereich der Stege (24) an der Auslassseite (40).Proportional valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first depth (T1) in the region of the webs ( 24 ) on the inlet side ( 30 ) is the same size as the second depth (T2) in the region of the webs ( 24 ) on the outlet side ( 40 ). Proportionalventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Tiefe (T1) und/oder die zweite Tiefe (T2) im Bereich der Stege (24) im Bereich zwischen 0,2 mm und 0,6 mm liegt.Proportional valve according to claim 7 or 8, characterized in that the first depth (T1) and / or the second depth (T2) in the region of the webs ( 24 ) is in the range between 0.2 mm and 0.6 mm. Brennstoffzellenanordnung umfassend ein Proportionalventil nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Steuern einer Wasserstoffzufuhr zu einer Brennstoffzelle.A fuel cell assembly comprising a proportional valve according to any one of the preceding claims for controlling a hydrogen supply to a fuel cell.
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