气体阀和用于制造密封元件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于计量气体燃料的气体阀以及一种用于制造具有弹性体密封部的密封元件的方法。
【背景技术】
[0002]除液体燃料外，在内燃机中最近也更多地使用气体燃料，例如天然气或者氢气。在此，气体阀在关闭状态中的密封引起一连串问题。密封座上的合适的密封材料在此例如是弹性体。迄今，这样的弹性体通过在金属承载体盘上的硫化来制造，其中，为了保证弹性密封元件和承载体盘之间的附着，使用化学增附剂。但当前的硫化工艺的缺点在于密封面的几何形状，尤其是弹性密封元件的壁厚，不能够工艺可靠地被控制。而弹性密封元件的壁厚的波动导致要计量的气体量的波动并且导致在冷启动过程中阀功能的失灵，其中，弹性体可能冻结在密封座上。因此产生附带相应成本的高废品份额。再者，由于施加增附剂对相邻构件的污染，在接下来的安装过程中也导致误差。
【发明内容】
[0003]相对于上述现有技术，具有权利要求1的特征的本发明气体阀的优点是，能够成本有利并且快速地制造弹性体密封部。在此尤其能够保证密封部的高的尺寸稳定性，尤其在它的壁厚方面。这根据本发明通过这样的方式实现:气体阀具有用于释放和关闭通道孔的、可运动的阀关闭元件以及处于该阀关闭元件和静止的密封配对件之间的密封座。该阀关闭元件包括弹性体密封部，该弹性体密封部包括作为真正的密封元件的弹性体密封材料并且包括密封部承载体。该密封部承载体具有环绕的凹槽，该环绕的凹槽用弹性体密封材料填充，其中，该凹槽与密封座隔开间距。换句话说，该述弹性体密封部以这样的方式构造:使得设置在密封部承载体中的环绕的凹槽构造在密封部的真正的密封区域之外的辅助区域内，密封座位于该真正的密封区域上。在此，为了制造所述弹性体密封部，将弹性体密封材料导入到密封部承载体中的环绕的凹槽内，弹性体密封材料从该凹槽分布到铸模的空腔中，以形成真正的密封区域。因此，以这种方式制造的弹性体密封部具有处于密封座上的真正的密封区域以及在密封部承载体上的环绕的凹槽上形成的辅助区域。本发明的措施还使得能够放弃增附剂并从而避免由于增附剂而在后续制造步骤中出现的问题。根据本发明的弹性体密封部的另一优点在于，因制造工艺而不可避免的接合缝形成能够被移置到密封部的处于密封部承载体的环绕的凹槽上的辅助区域内的不关键区域。
[0004]从属权利要求给出本发明的优选扩展构造。
[0005]优选，密封部承载体中的环绕的凹槽构造成环形地环绕的凹槽。由此能够提供用于导入弹性体密封材料的环形充注通道，使得在制造过程期间在压铸模中能够实现弹性体密封材料的快速和可靠的分布。
[0006]此外优选，密封部承载体同样构造成环形。还优选，阀关闭元件和静止的密封配对件之间的密封座构造成平面密封座。由此能够实现气体阀在关闭状态中的可靠密封。此外还能保证简单地制造具有稳定壁厚的平面密封座。
[0007]根据本发明的特别优选的构型，密封部承载体上的环绕的凹槽布置在密封部承载体的与设置有密封座的一侧相反的侧上。由此，基于这样形成的咬边而得到弹性体密封部在密封部承载体上的可靠固定。该弹性体密封部在剖面中在此优选基本上呈U形。
[0008]为了能够实现弹性体密封部在密封部承载体上的可靠固定，优选，在密封部承载体的表面上构造微结构。该微结构可以机械地、化学地或者物理地例如借助激光加工成。尤其优选，该微结构仅构造在密封部承载体中的后来的密封座的区域内。该微结构提供弹性体密封部在密封部承载体上的可靠固定。另一优点在于，使弹性体密封部的对于气体燃料通流效果的作用面所引起的力减小并且尤其使密封部在通流横截面中的脱离并从而浮动的风险降低。
[0009]优选，为弹性体密封部使用热塑性弹性体或者聚丙烯酸酯作为弹性体密封材料。特别优选，在弹性体密封部制造后使弹性体密封材料交联(vernetzt)，例如借助富含能量的辐射。
[0010]本发明还涉及一种用于制造密封元件的方法，该密封元件具有弹性体密封部和密封部承载体，该密封部承载体具有环绕的、位于真正的密封区域之外的凹槽。该方法在此包括将密封部承载体布置在具有用于弹性体密封部的空腔的压铸模中和向环绕的凹槽中导入弹性体密封材料的步骤。在此，所述弹性体密封材料完全填充压铸模的空腔，使得密封部具有处于密封座上的密封区域和处于环绕的凹槽的区域内的附加辅助区域。在此，该弹性体密封材料仅被导入到设置在密封部承载体中的凹槽中，并且从那里完全分布到空腔中。通过这种方式将可能出现的接合缝或者其它缝移置到凹槽区域中，即密封部的处于真正的密封座之外的辅助区域中。
[0011]优选，密封部承载体在此在后来的密封座的区域内设置有微结构，例如借助化学的或者物理的或者机械的方法。替换地，该微结构设置在密封部承载体和弹性体密封部之间的整个接触面上。
[0012]弹性体密封材料的导入优选借助压铸来实现。在进一步优选的后续加工步骤中，进一步优选地通过富含能量的辐射来进行密封部的弹性体材料的交联。
[0013]根据本发明的气体阀特别优选设置为计量阀或者比例阀。
[0014]本发明还涉及包括这样的气体阀的内燃机或燃料电池。
【附图说明】
[0015]下面参照附图详细地说明根据本发明的优选实施例的气体阀。附图示出:
[0016]图1根据本发明的气体阀的示意性剖面图，
[0017]图2图1中示出的阀关闭元件的放大图示，
[0018]图3解释制造方法的一个步骤的示意性图示，和
[0019]图4根据本发明的弹性体密封部的示意性剖面图。
【具体实施方式】
[0020]下面参照附图1至4详细地说明根据本发明的优选实施例的气体阀I以及用于制造密封元件的方法。
[0021]如从图1中看出的那样，气体阀I包括可运动的阀关闭元件2，该阀关闭元件释放和关闭通道孔3。图1示出气体阀I的关闭状态。
[0022]该实施例的气体阀I是用于计量预定的气体量的计量阀。
[0023]气体阀I还包括构造在阀关闭元件2和阀盘5之间的密封座4(对照图2)。通道孔3构造在该阀盘5中。
[0024]密封座4是平面密封座，阀关闭元件2构造为向内打开的元件。因此，根据本发明的气体阀I是向内打开的气体阀。
[0025]阀盘5布置在阀套筒6中，该阀套筒也接收阀关闭元件2。
[0026]气体阀I还包括带有衔铁11、线圈12和内极13的电磁致动器10。该衔铁11与阀关闭元件2固定地连接或者与它一体地构造。
[0027]在阀关闭元件2上还布置有密封