用于燃料电池系统中的气流的调节阀结构组件的制作方法

本发明涉及一种用于燃料电池系统中的气流的调节阀结构组件，所述调节阀结构组件例如可以在车辆中使用，以便提供电能。

背景技术：

1、在这样的燃料电池系统中必需的是：与运行状态有关地将不同的气流引导穿过燃料电池的或者说燃料电池堆的正极区域或负极区域或者说从其旁边引导经过。在此，对用于调整这样的气流的调节阀结构组件的密封性存在高要求，以便确保：特别是在运行状态中可以排除泄漏流或者说可以基本上没有气体可以泄漏到周围环境，在所述运行状态中，确定的气流不应引导通过燃料电池或者不应从燃料电池旁边引导经过。

技术实现思路

1、本发明的任务在于，提供一种用于特别是车辆中的燃料电池系统中的气流的调节阀结构组件，所述调节阀结构组件可以在结构简单的设计方案中基本上阻止气体泄漏。

2、按照本发明，所述任务通过一种用于燃料电池系统中的气流的调节阀结构组件解决，所述燃料电池系统特别是车辆中的燃料电池系统，所述调节阀结构组件包括提供气体流动通道的调节阀壳体、在所述调节阀壳体中能在基本上阻断通过所述气体流动通道的气流的关闭位置与释放所述气体流动通道以用于穿流的至少一个打开位置之间调节的调节阀，所述调节阀具有盘状的调节阀体，在所述调节阀壳体上设置有调节阀座并且在所述调节阀上设置有在所述调节阀的关闭位置中贴靠在所述调节阀座上的封闭区域，所述封闭区域在所述调节阀体的外周区域上包括弹性的密封材料、特别是弹性体材料、例如epdm。

3、通过在调节阀的封闭区域上提供弹性的密封材料可以保证：与制造公差无关地并且也与调节阀结构组件的构件的热感应的尺寸变化无关地，在关闭位置中实现对在调节阀壳体中构成的气体流动通道的基本上完全的封闭以防气体的穿流。

4、为了特别是在调节阀或者说调节阀体与调节阀座进入相互作用的地方能够使用弹性的密封材料的封闭作用而提出：在所述调节阀体的外周区域上设置有以所述密封材料构造的至少一个密封材料体。调节阀体本身可以以基本上刚性的、关于要通过调节阀壳体引导的气体有抵抗力的材料、例如塑料或金属构造。

5、因为基本上仅在调节阀体与调节阀座进入相互作用的地方要通过密封材料提供密封作用，所以所述至少一个密封材料体可以沿着调节阀体的外周区域的至少一部分环状延伸地构造。

6、所述调节阀体可以具有第一端侧和与所述第一端侧背离的第二端侧，并且所述至少一个密封材料体可以包括设置在所述第一端侧上的第一密封材料体区段、设置在所述第二端侧上的第二密封材料体区段和连接所述第一密封材料体区段与所述第二密封材料体区段的至少一个密封材料连接区段。

7、为了两个密封材料体区段的稳定结合而提出：所述至少一个密封材料体包括沿周向方向绕所述调节阀的中央区域沿着所述调节阀体的所述外周区域相继设置的多个密封材料连接区段，或/和所述至少一个密封材料体包括关于所述调节阀的所述中央区域径向分级设置的多个密封材料连接区段。

8、此外，导致密封材料体与调节阀体之间的形锁合的稳定结构也可以通过以下方式辅助支持，即，所述至少一个密封材料体与所述第一密封材料体区段、所述第二密封材料体区段和所述至少一个密封材料连接区段一件式地构造。要指出：一件式在本发明的意义内意味着：密封材料体与其不同区段作为唯一一个材料区块、即整体地提供并且不通过拼合而分开制造的构件来提供。

9、这例如可以通过以下方式实现，即，所述至少一个密封材料体通过成型构造到所述调节阀体上。

10、为了所述至少一个密封材料体稳定接合到调节阀体上，至少一个密封材料连接区段可以贯穿所述调节阀体中的开口或/和至少一个密封材料连接区段可以搭接所述调节阀体的外周侧。

11、为了在利用密封材料的弹性的情况下下的进一步改善的密封作用而提出：所述至少一个密封材料体在所述第一密封材料体区段上或/和在所述第二密封材料体区段上包括沿着所述调节阀体的所述外周区域延伸的至少一个密封唇，在调节阀定位在所述关闭位置中时，所述至少一个密封唇贴靠在所述调节阀座上。

12、在按照本发明的调节阀结构组件的一种可简单实现的设计型式中，所述调节阀体可以具有第一阀叶片和第二阀叶片，所述第一阀叶片在所述调节阀的关闭位置中以设置在所述调节阀体的第一端侧上的第一密封材料体区段贴靠在所述调节阀座上并且所述第二阀叶片在所述调节阀的关闭位置中以设置在所述调节阀体的第二端侧上的第二密封材料体区段贴靠在所述调节阀座上。

13、为了能够以简单的方式对不同阀叶片关于调节阀座的与所述阀叶片配合作用的区段定义地定位而提出：所述第一阀叶片通过第一调节阀体部件提供并且所述第二阀叶片通过与所述第一调节阀体部件分开构造的第二调节阀体部件提供。

14、在此，密封材料的能在不同端侧上实现的密封作用可以以简单的方式和方法通过以下方式实现，即，在所述第一阀叶片上设置有第一密封材料体并且在所述第二阀叶片上设置有与所述第一密封材料体分开构造的第二密封材料体。

15、在一种备选设计型式中，所述密封材料体可以基本上沿调节阀体的整个外周区域延伸，在所述调节阀的关闭位置中仅设置在所述调节阀体的第一端侧上的所述第一密封材料体区段或仅设置在所述调节阀体的第二端侧上的所述第二密封材料体区段贴靠在所述调节阀座上。

16、在此，为了简单设计的构造，所述调节阀体可以一件式地或/和以圆状盘的形式构造。

17、为了能够使所述调节阀在所述关闭位置与所述至少一个打开位置之间运动而提出：所述调节阀体支承在枢转轴上，并且通过所述枢转轴绕枢转轴轴线转动，所述调节阀能在所述关闭位置与所述至少一个打开位置之间调节。

18、本发明还涉及一种特别是用于车辆的燃料电池系统，所述燃料电池系统包括至少一个按照本发明构造的调节阀结构组件。

技术特征：

1.用于燃料电池系统中的气流的调节阀结构组件，所述燃料电池系统特别是车辆中的燃料电池系统，所述调节阀结构组件包括提供气体流动通道(46)的调节阀壳体(14)、在所述调节阀壳体(14)中能在基本上阻断通过所述气体流动通道(46)的气流的关闭位置与释放所述气体流动通道(46)以用于穿流的至少一个打开位置之间调节的调节阀(16)，所述调节阀具有盘状的调节阀体(24)，其中，在所述调节阀壳体(14)上设置有调节阀座(26)并且在所述调节阀(16)上设置有在所述调节阀(16)的关闭位置中贴靠在所述调节阀座(26)上的封闭区域(40)，所述封闭区域(40)在所述调节阀体(24)的外周区域(50)上包括弹性的密封材料(54)。

2.按照权利要求1所述的调节阀结构组件，其特征在于，在所述调节阀体(24)的所述外周区域(50)上设置有以所述密封材料(54)构造的至少一个密封材料体(56、56‘)。

3.按照权利要求2所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述至少一个密封材料体(56、56‘)沿着所述调节阀体(24)的所述外周区域(50)的至少一部分环状延伸地构造。

4.按照权利要求2或3所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述调节阀体(24)具有第一端侧(55)和与所述第一端侧(55)背离的第二端侧(57)，并且所述至少一个密封材料体(56、56‘)包括设置在所述第一端侧(55)上的第一密封材料体区段(58)、设置在所述第二端侧(57)上的第二密封材料体区段(60)和连接所述第一密封材料体区段(58)与所述第二密封材料体区段(60)的至少一个密封材料连接区段(62、64)。

5.按照权利要求4所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述至少一个密封材料体(56、56‘)包括沿周向方向绕所述调节阀(16)的中央区域(z)沿着所述调节阀体(24)的所述外周区域(50)相继设置的多个密封材料连接区段(62)，或/和所述至少一个密封材料体(56、56‘)包括关于所述调节阀(16)的所述中央区域(z)径向分级设置的多个密封材料连接区段(62)。

6.按照权利要求4或5所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述至少一个密封材料体(56、56‘)与所述第一密封材料体区段(58)、所述第二密封材料体区段(60)和所述至少一个密封材料连接区段(62、64)一件式地构造。

7.按照权利要求6所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述至少一个密封材料体(56、56‘)通过成型构造到所述调节阀体(24)上。

8.按照权利要求4至7中任一项所述的调节阀结构组件，其特征在于，至少一个密封材料连接区段(62)贯穿所述调节阀体(24)中的开口(52)，或/和至少一个密封材料连接区段(64)搭接所述调节阀体(24)的外周侧。

9.按照权利要求4至8中任一项所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述至少一个密封材料体(56、56‘)在所述第一密封材料体区段(58)上或/和在所述第二密封材料体区段(60)上包括沿着所述调节阀体(24)的所述外周区域(50)延伸的至少一个密封唇(66)，在调节阀(16)定位在所述关闭位置中时，所述至少一个密封唇(66)贴靠在所述调节阀座(26)上。

10.按照权利要求4至9中任一项所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述调节阀体(24)具有第一阀叶片(68)和第二阀叶片(70)，并且所述第一阀叶片(68)在所述调节阀(16)的关闭位置中以设置在所述调节阀体(24)的第一端侧(55)上的第一密封材料体区段(58)贴靠在所述调节阀座(26)上并且所述第二阀叶片(70)在所述调节阀(16)的关闭位置中以设置在所述调节阀体(24)的第二端侧(57)上的第二密封材料体区段(60)贴靠在所述调节阀座(26)上。

11.按照权利要求10所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述第一阀叶片(68)通过第一调节阀体部件(70)提供并且所述第二阀叶片(70)通过与所述第一调节阀体部件(20)分开构造的第二调节阀体部件(22)提供。

12.按照权利要求10或11所述的调节阀结构组件，其特征在于，在所述第一阀叶片(68)上设置有第一密封材料体(56)并且在所述第二阀叶片(70)上设置有与所述第一密封材料体(56)分开构造的第二密封材料体(56‘)。

13.按照权利要求4至9中任一项所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述密封材料体(56)基本上沿着所述调节阀体(24)的整个外周区域(50)延伸，并且在所述调节阀(16)的关闭位置中仅设置在所述调节阀体(24)的第一端侧(55)上的所述第一密封材料体区段(58)或仅设置在所述调节阀体(24)的第二端侧(57)上的所述第二密封材料体区段(60)贴靠在所述调节阀座(26)上。

14.按照权利要求13所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述调节阀体(34)一件式地或/和以圆状盘的形式构造。

15.按照权利要求1至14中任一项所述的调节阀结构组件，其特征在于，所述调节阀体(24)支承在所述枢转轴(18)上，并且通过所述枢转轴(18)绕枢转轴轴线(a)转动，所述调节阀(16)能在所述关闭位置与所述至少一个打开位置之间调节。

16.特别是用于车辆的燃料电池系统，所述燃料电池系统包括至少一个按照上述权利要求中任一项所述的调节阀结构组件(10)。

技术总结
本发明涉及一种用于燃料电池系统中的气流的调节阀结构组件，所述燃料电池系统特别是车辆中的燃料电池系统，所述调节阀结构组件包括提供气体流动通道(46)的调节阀壳体(14)、在所述调节阀壳体(14)中能在基本上阻断通过所述气体流动通道(46)的气流的关闭位置与释放所述气体流动通道(46)以用于穿流的至少一个打开位置之间调节的调节阀(16)，所述调节阀具有盘状的调节阀体(24)，在所述调节阀壳体(14)上设置有调节阀座(26)并且在所述调节阀(16)上设置有在所述调节阀(16)的关闭位置中贴靠在所述调节阀座(26)上的封闭区域(40)，所述封闭区域(40)在所述调节阀体(24)的外周区域上包括弹性的密封材料(54)。

技术研发人员：M·洛里,M·格林,A·瓦克尔,J·哈默,M·伯格勒,A·措伊默
受保护的技术使用者：普瑞姆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4