机动车中的阀装置的制作方法

本发明涉及一种用于机动车中的燃料电池系统的阀装置，具有：在壳体中延伸的流动通道；影响流动截面的阀瓣和驱动阀瓣的驱动装置，其中，阀瓣固定在轴上且该轴以可转动的方式支承在壳体中；布置在流动通道中的阀座和布置在阀瓣的径向环绕的边缘上的密封件，该密封件在阀瓣处于关闭位置时与阀座接触，从而轴以一角度穿过阀瓣。

背景技术：

这类阀装置例如被用作节流阀管口且早已已知。通过以可转动的方式支承的阀瓣能够完全关闭流动通道或这样打开流动通道，使得以此调节质量流率。在此，在环境条件不利时会在流动通道中和阀瓣上出现结冰。尤其在停放的机动车中，如果阀瓣处于应急运行位置，在该位置上流动通道仅释放小的间隙，则阀瓣的该位置易于结冰。因为结冰而影响阀瓣的均匀的运动过程。最严重时，结冰阻止通过阀瓣密封地关闭流动通道。尤其在同样必须调节空气流的用于燃料电池的阀装置中，该情况后果特别严重，这是因为密封性的要求是在传统节流阀管口的情况中的10倍至20倍。其结果是，复杂且相对高成本地制造这种阀装置。为了避免结冰，已知利用ptfe(聚四氟乙烯)制造密封件。由此要避免在密封件区域中结冰。通过这种密封件的疏水效果能够避免由于结冰造成的密封问题。但ptfe不是弹性材料，从而其密封作用比同样设计的弹性体差。尤其是在松弛速度方面这类密封件仍有待改善且质量流率的调节质量由于ptfe材料的蠕变特性并不是最佳的。

技术实现要素：

因此本发明的目的是，提供一种开头所述类型的阀装置，该阀装置实现对流动通道以非常小的泄露的方式进行可靠地密封，同时阻止在不利天气条件下结冰。为此所需的密封件此外要设计得简单且低成本。

该任务由此实现：密封件具有弹性元件。

利用弹性元件的布置结构，通过提高了密封件的弹性和松弛速度辅助且改善了密封件的密封作用和质量流率的调节质量。

由于密封件在周部上所受载荷不同，所以弹性元件仅布置在为此所需的位置上就足够了。但由此造成弹性元件相对于阀瓣要位置精确地布置，这增加了装配过程中的成本且构成了误差源。根据一有利的实施方案可避免这种情况：弹性元件被径向环绕地设计，从而不用位置准确地相对于阀瓣定向。

如果弹性元件固定在密封件上，则可以进一步简化装配。弹性元件和密封件由此可以被提前装配且作为一个构件布置在阀瓣上。

在另一实施方案中，如果将弹性元件集成/内置到密封件中，则可以使弹性元件免受环境影响。这类集成可以例如通过以密封材料注塑包封弹性元件实现。

如果弹性元件具有环形的基体，从该基体出发径向向外伸出至少一个弹性舌部，则该弹性元件可以特别简单地制造。

如果弹性元件具有径向环绕的弹性舌部，则弹性元件在结构方面的构造特别简单。

由于阀瓣布置在流动通道中，所以分布在周部上的密封件必须不同地工作，所以在仅设有一个弹性舌部时该密封舌部受到不同的负载。根据另一有利实施方案避免了这种情况：在弹性元件上设有多个弹性舌部。视阀瓣的尺寸以及进而密封和应用情况而定，如果弹性元件具有数量在10至30个之间的弹性舌部，则能够更好发挥弹性作用。

最简单地，所有的弹性舌部构造相同，从而每个弹性舌部都具有相同弹性常数。

针对特殊要求的情况，可能需要将密封件的弹性作用与位置取向专门匹配。对此情况有利的是，弹性舌部设计为具有不同的弹性常数。不同的弹性常数能够通过彼此不同的长度、宽度和/或距离产生。

利用由金属制造的设计方案有利地实现鲁棒的弹性元件。

根据一有利的实施方案，可以简单实现密封件和弹性元件的固定：密封件和弹性元件优选借助于注塑方式被阀瓣材料部分包围。

如果弹性元件具有至少一个构成后切部并且被阀瓣材料填充的区段，则可以减少待注塑包封的区域。以此方式可以节省阀瓣材料，而不影响弹性元件的固定，这是因为通过至少一个后切部确保了其可靠固定。

附图说明

利用实施例详述本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的阀装置，

图2示出图1的阀瓣，和

图3、4示出阀瓣的放大图。

具体实施方式

图1示出节流阀管口，具有壳体1、位于壳体1中的流动通道2，在流动通道中布置有盘状的阀瓣3。阀瓣3与轴4固定连接并且轴4以可转动的方式支承在壳体1中。轴4被布置在壳体1中的电动机5驱动，其中在轴4和电动机5之间连接着传动机构6。

图2示出了带有轴4的一部分的阀瓣3。在阀瓣3的径向靠外的边缘7上布置有密封件8。该密封件8分在边缘7的周部上延伸并且在阀瓣3位于关闭位置时起到密封流动通道2的作用。在所示图中，在密封件8上布置了弹性元件9，该弹性元件具有多个构造相同的弹性舌部10，这些弹性舌部以径向朝外指向的方式安置在密封件8上，并因此辅助于密封件的弹性作用。弹性舌部10在周部上均匀分布地布置。

在图3中示出了作为阀瓣3的局部的径向靠外的边缘3，该边缘具有由ptfe制成的密封件8以及弹性元件9。该弹性元件9具有环形的基体11，弹性舌部10由该基体出发径向向外延伸。基体11和密封件8的位于径向内部的部分都被阀瓣材料注塑包封，从而这两个元件都与阀瓣3固定连接。

图4示出与图3略有不同的另一弹性元件9。基体11在位于相应两个弹性舌部10之间的分布在周部上的一些位置上具有更小的径向延伸，从而阀瓣材料在注塑包封时会到达密封件8上。通过由此产生的后切部12使得弹性元件9与阀瓣3不可松脱地连接。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于机动车中的燃料电池系统的阀装置，具有：在壳体(1)中延伸的流动通道(2)；影响流动截面的阀瓣(3)和驱动阀瓣(3)的驱动装置(5、6)，其中，阀瓣(3)固定在轴(4)上且该轴(4)以可转动的方式支承在壳体(1)中；布置在流动通道(2)中的阀座和布置在阀瓣(3)的径向环绕的边缘(7)上的、由PTFE制成的密封件(8)，该密封件在阀瓣(3)处于关闭位置时与阀座接触，从而轴(4)以一角度穿过阀瓣(3)。所述密封件(8)包括弹性元件(9)。

技术研发人员：P·科伦;R·J·蒙蒂尼;S·科普
受保护的技术使用者：大陆汽车有限责任公司
技术研发日：2015.12.15
技术公布日：2017.08.01