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Die Erfindung betrifft einen Gehäusekörper einer Gasdruckregelvorrichtung für ein mit Gas betriebenes Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt, in mit Gas betriebenen Kraftfahrzeugen, insbesondere in mit Erdgas betriebenen Kraftfahrzeugen, eine Gasdruckregelvorrichtung vorzusehen. An der Gasdruckregelvorrichtung liegt das in einem Gastank gespeicherte Gas mit einem hohen ersten Gasdruck an. Dieser hohe Gasdruck wird durch die Gasdruckregelvorrichtung vermindert und an den mit Gas betriebenen Motor des Kraftfahrzeugs geleitet.
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Die
DE 10 2008 063 566 A1 beschreibt eine solche Gasdruckregelvorrichtung mit einem Gehäusekörper, der einen durchgehenden Gaskanal zwischen Einlass und Auslass aufweist. Im Gaskanal ist dabei auch der Gasdruckregler angeordnet.
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Auch aus der
DE 10 2008 034 581 A1 ist eine Gasdruckregelvorrichtung bekannt, die ein Gehäuse aufweist, in dem zwei Gasdruckregler angeordnet sind. Die beiden Gasdruckregler sind über einen, in das Gehäuse gebohrten, geschraubten oder gefrästen Gaskanal fluidleitend miteinander verbunden. Eine solche Ausbildung des Gaskanals ist dabei entsprechend aufwändig und kostenintensiv.
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Da stetig mehr gasbetriebene Kraftfahrzeuge hergestellt und verkauft werden, besteht demgegenüber ein großes Bedürfnis, Komponenten dieser gasbetriebenen Kraftfahrzeuge auf kostengünstige Art und Weise herzustellen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gasdruckregelvorrichtung bereitzustellen, die preiswert in hohen Stückzahlen fertigbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gehäusekörper einer Gasdruckregelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der zumindest eine Gaskanal ist durchgängig, d. h. beidseitig offen in dem einteiligen Gehäusekörper ausgebildet. Der Gehäusekörper ist aus einem Strangpressprofilabschnitt gefertigt, wobei der Strangpressprofilabschnitt bereits den zumindest einen durchgängigen Gaskanal aufweist. Der Strangpressprofilabschnitt kann dabei von einem endlosen Strangpressprofil abgesägt werden, sodass die Grundform des Gehäusekörpers besonders kostengünstig fertigbar ist. In dem Strangpressprofilabschnitt müssen lediglich noch die erste Gas-Durchbruchsausnehmung eingebracht und das Abschlusselement auf eine Stirnfläche des Strangpressprofilabschnitts aufgesetzt werden, um ein funktionsfähiges Gehäuse einer Gasdruckregelvorrichtung herzustellen.
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Da der Gehäusekörper und somit das Gehäuse der Gasdruckregelvorrichtung kosteneffektiv und in hohen Stückzahlen herstellbar sind, kann die gesamte Gasdruckregelvorrichtung preiswert produziert werden.
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Das Gas kann vom ersten Gasdruckregler über die erste Gas-Durchbruchsausnehmung und weiter über zumindest einen Gaskanal aus dem Gehäusekörper über die nicht durch ein Abschlusselement verschlossene Seite des Gaskanals heraus geleitet werden. Vorzugsweise wird der Gasdruck jedoch weiter durch einen zweiten Gasdruckregler präzise reduziert. Zum Transport des Gases zu dem zweiten Gasdruckregler kann dabei zumindest ein Gaskanal beidseitig durch am Gehäusekörper anordenbare Abschlusselemente gasdicht verschließbar sein und im Gehäusekörper eine quer zur Längsrichtung des Gaskanals verlaufende zweite Gas-Durchbruchsausnehmung zur Ableitung des Gases mit zweitem Gasdruck aus dem Gaskanal vorgesehen sein. Das Gas kann dadurch auf einfache Art und Weise vom ersten Gasdruckregler über zumindest einen Gaskanal in einen zweiten Gasdruckregler geleitet werden.
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Eines oder beide Abschlusselemente sind vorzugsweise plattenförmig, insbesondere in Form von Blechen, vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium, ausgebildet. Aluminiumbleche sind dabei besonders leicht und dadurch kostengünstig bearbeitbar.
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Eine oder beide Gas-Durchbruchsausnehmungen zur Kontaktierung des ersten oder zweiten Gasdruckreglers kann durch spanabhebende Verfahren, insbesondere durch Bohren oder Fräsen, im Gehäuse ausgebildet werden. Das spanabhebende Verfahren ermöglicht dabei eine besonders präzise Fertigung der bzw. beider Gas-Durchbruchsausnehmungen, wodurch eine gasdichte Verbindung des ersten oder zweiten Gasreglers zu dem Gaskanal ermöglicht wird.
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Der mit der zweiten Gas-Durchbruchsausnehmung verbindbare zweite Gasdruckregler ist hierbei vorzugsweise im Gehäusekörper anordenbar.
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Die Gasdruckregelvorrichtung kann dadurch besonders kompakt ausgebildet werden.
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Die Gasdruckregler können mittels durchgängiger Öffnungen des Strangpressprofilabschnitts in Richtung des Gaskanals in den Gehäusekörper eingebracht werden. Der Gehäusekörper kann ferner zumindest eine Montageöffnung zur Aufnahme eines Gasdruckreglers aufweisen. Vorzugsweise sind in dem Gehäusekörper zwei Montageöffnungen zur Aufnahme zweier Gasdruckregler ausgebildet. Zumindest eine Montageöffnung ist dabei vorzugsweise zumindest teilweise einer Gas-Durchbruchsausnehmung gegenüberliegend ausgebildet. Hierdurch kann ein Gasdruckregler durch die Montageöffnung eingeführt und geradlinig weiter auf die Gas-Durchbruchsausnehmung aufgesetzt werden. Vorzugweise sind beide Montageöffnungen zumindest teilweise den Gas-Durchbruchsausnehmungen gegenüberliegend ausgebildet, um beide Gasdruckregler auf einfache Art und Weise auf die jeweilige Gas-Durchbruchsausnehmung aufsetzen zu können. Zu Wartungs- oder Reparaturarbeiten können somit ein Gasdruckregler oder beide Gasdruckregler im Gehäusekörper ausgetauscht werden. Die Gasdruckregler sind dabei vorzugsweise gewindefrei mit dem Gehäusekörper verbindbar. Der Gehäusekörper stellt dadurch ein wesentliches Element einer Gasdruckregelvorrichtung dar, die in Form eines Baukastensystems ausgebildet ist.
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Um eine große Menge Gas im Gastank speichern zu können, beträgt der erste Gasdruck typischerweise mehr als 100 bar. Am Motor soll demgegenüber lediglich ein Gasdruck zwischen 0 bar und 20 bar anliegen. Aufgrund der daraus resultierenden starken Verminderung des Gasdrucks in der Gasdruckregelvorrichtung wird die Gasdruckregelvorrichtung durch die Expansion des Gases, insbesondere im Bereich des ersten Gasdruckreglers, stark gekühlt. Insbesondere im Bereich eines Ventilsitzes des ersten Gasdruckreglers kann es dabei durch die Expansion des Gases zu Vereisungen kommen. Die Vereisungen verhindern dann einen kontinuierlichen Gasfluss zum Motor des Kraftfahrzeugs. In dem Gehäusekörper können daher mehrere, durchgängige Gaskanäle ausgebildet sein. Da es sich bei einer Vereisung um ein statistisches Phänomen handelt, das einen Keimbildner voraussetzt, sinkt durch die Ausbildung mehrerer Gaskanäle im Gehäusekörper die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Vereisung. Anders formuliert ist es sehr unwahrscheinlich, dass in allen Gaskanälen gleichzeitig zur Vereisung nötige Keimbildner vorliegen. Es wird daher im Falle mehrerer Gaskanäle stets ein Gaskanal unvereist zur kontinuierlichen Gasleitung zur Verfügung stehen.
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Insbesondere wird durch die Ausbildung mehrerer Gaskanäle anstelle eines einzigen Gaskanals eine mit dem geleiteten Gas in Berührung stehende Oberfläche geschaffen, die wesentlich größer ist, als die Oberfläche eines einzigen Gaskanals, mit gleichem Querschnitt wie der Gesamtquerschnitt der mehreren Gaskanäle. Die Wärme des Gehäusekörpers kann aufgrund der großen Oberfläche effektiv auf das in den Kanälen geleitete Gas übertragen werden. Da der Platzbedarf für die Gaskanäle durch den Gesamtquerschnitt der Gaskanäle bestimmt wird, kann durch die Ausbildung mehrerer Gaskanäle bei gleichbleibendem Platzbedarf die das Gas leitende und somit erwärmende Oberfläche maßgeblich vergrößert werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind im Gehäusekörper drei Gaskanäle vorgesehen. Der Aufwand zur Fertigung dreier Gaskanäle in einem Strangpressverfahren ist dabei im Verhältnis zum Aufwand der Fertigung eines Gaskanals nur geringfügig höher. Gleichzeitig wird jedoch durch die Anordnung und/oder Ausbildung der drei Gaskanäle die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Vereisung des Gasabflusses vom ersten Gasregler stark reduziert.
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Weiterhin können alle Gaskanäle parallel zueinander geradlinig durch das Gehäuse geführt sein und einen runden Querschnitt aufweisen, wodurch diese besonders einfach während des Strangpressverfahrens gefertigt werden können.
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Eine Vereisung zumindest eines Gaskanals kann weiterhin dadurch verhindert werden, dass zumindest ein durchgängiger Heizkanal im Gehäusekörper ausgebildet ist. Aufgrund des einteilig ausgebildeten Gehäusekörpers erfolgt dabei eine gute Wärmeleitung von dem Heizkanal zu allen im Gehäusekörper ausgebildeten Gaskanälen. Da zumindest ein Heizkanal und zumindest ein Gaskanal im Gehäusekörper, d. h. einem einzigen Bauteil ausgebildet sind, kann kein zusätzlicher Wärmewiderstand entstehen.
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Eine besonders gute Erwärmung zumindest eines Gaskanals kann ferner dadurch erzielt werden, dass wenigstens ein Heizkanal im Bereich eines Gaskanals ausgebildet ist. Der Heizkanal kann von einem warmen oder heißen Medium durchströmt werden. Beispielsweise kann der Heizkanal an ein Abgasrohr des Kraftfahrzeugmotors angeschlossen sein. Der Heizkanal ist vorzugsweise mit dem Kühlwasserkreislauf verbindbar. Die Wärme des Kühlwasserkreislaufs kann dadurch besonders effektiv genutzt werden.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Gehäuse eine zumindest zwei Heizkanäle aufweisende Heizschleife vorgesehen. Zur Ausbildung einer Heizschleife können zumindest zwei durchgängige Heizkanäle im Gehäusekörper ausgebildet sein, wobei die Heizkanäle einseitig durch ein am Gehäusekörper anordenbares Abschlusselement verschließbar sind und im Bereich dieses Abschlusselements eine quer zur Längsrichtung der Heizkanäle verlaufende Heiz-Durchbruchsausnehmung zwischen den Heizkanälen vorgesehen ist. Das in den Heizkanälen transportierbare warme Medium kann dadurch besonders lange im Gehäuse gehalten werden. Hierdurch kann viel Wärme von dem Medium an alle im Gehäusekörper ausgebildeten Gaskanäle abgegeben werden. Die Heiz-Durchbruchsausnehmung kann dabei im Gehäusekörper und/oder im Abschlusselement vorgesehen sein. Im Abschlusselement kann die Heiz-Durchbruchsausnehmung beispielsweise durch eine Vertiefung im Abschlusselement hergestellt werden, wobei das in der Heizschleife transportierbare Medium mittels der Heiz-Durchbruchsausnehmung - in diesem Fall um die Stirnseite des Gehäusekörpers herum - von einem ersten Heizkanal in einen zweiten Heizkanal geleitet wird.
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Wird der Gehäusekörper aus Aluminium gefertigt, kann die Wärme sehr effektiv von der Heizschleife zu den Gaskanälen geleitet werden. Durch die kompakte Bauweise kann ferner ein zusätzlicher Wärmeleitwiderstand zwischen der Heizschleife und dem Gaskanal bzw. den Gaskanälen vermieden werden.
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Eine kostengünstige Befestigung eines Abschlusselements, insbesondere beider Abschlusselemente, kann dadurch erreicht werden, dass im Gehäusekörper zumindest eine durchgängige Befestigungsnut, insbesondere drei durchgängige Befestigungsnuten, ausgebildet sind. In die Befestigungsnuten können Schrauben mit selbstschneidendem Gewinde zur Befestigung einer oder beider Abschlusselemente eingedreht werden. Die Befestigungsnuten können dabei ebenfalls, wie die Gaskanäle und die Heizkanäle, bereits im Verlauf des Strangpressverfahrens in den Gehäusekörper, der im Wesentlichen in Form eines Strangpressprofilabschnitts ausgebildet ist, eingebracht werden. Es versteht sich dabei, dass anstelle zumindest einer Befestigungsnut mindestens eine in Längsrichtung durchgängige aber im Umfang geschlossene Ausnehmung zur Aufnahme einer Schraube im Gehäusekörper ausgebildet sein kann. Vorzugsweise sind dabei alle Gaskanäle, Heizkanäle und Befestigungsnuten durchgängig in Längsrichtung des Gehäusekörpers ausgebildet. Die Herstellung der Gasdruckregelvorrichtung mittels eines derartigen Gehäusekörpers wird hierdurch weiter vereinfacht.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Gehäusekörper dabei, wie zuvor bereits ausgeführt, aus Aluminium gefertigt. Hierdurch kann ein besonders stark wärmeleitender, leichter und einfach fertigbarer Gehäusekörper geschaffen werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gehäuse mit einem zuvor beschriebenen Gehäusekörper und zumindest einem Abschlusselement, das zum einseitig gasdichten Verschluss zumindest eines Gaskanals, insbesondere aller Gaskanäle, am Gehäusekörper angeordnet ist.
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An dem Gehäusekörper des Gehäuses sind vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Abschlusselemente zum beidseitigen gasdichten Verschluss zumindest eines Gaskanals, insbesondere aller Gaskanäle, angeordnet. Hierdurch wird eine preiswerte Herstellung von nach außerhalb des Gehäuses gasdicht abgeschlossenen Gaskanälen ermöglicht.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ragt zumindest ein Unterseitenabschnitt zumindest eines Abschlusselements in den Gehäusekörper. Ein oder beide Gasregler können sich dadurch auf dem gebogenen Unterseitenabschnitt des Abschlusselements abstützen. Zur Montage des Gehäuses können der oder die Gasregler in den Gehäusekörper, beispielsweise mittels einer Montageöffnung, eingeführt werden. Anschließend wird ein Abschlusselement an dem Gehäusekörper angeordnet, insbesondere aufgesetzt, wobei ein Unterseitenabschnitt des Abschlusselements in den Gehäusekörper und dadurch unter den oder die Gasdruckregler geschoben wird. Der oder die Gasdruckregler können dadurch sicher im Gehäusekörper gehalten werden. Vorteilhafterweise können der oder die Gasdruckregler hierbei gewindefrei im Gasdruckregler montiert werden. Hierdurch können weitere Fertigungs- und Montagekosten eingespart werden. Ferner müssen der oder die Gasregler nicht drehbar im Gehäusekörper installiert werden, wie dies bei einer Gewindeverbindung zwischen Gasdruckregler und Gehäusekörper der Fall wäre. Das Gehäuse kann hierdurch wesentlich kompakter ausgebildet werden. Schließlich wird die Installation des oder der Gasdruckregler für einen Monteur vereinfacht, da die Gasdruckregler lediglich in den Gehäusekörper eingesteckt und nicht eingeschraubt werden müssen.
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Vorzugsweise ragen Unterseitenabschnitte beider Abschlusselemente in den Gehäusekörper. Hierdurch kann sich jeweils ein Gasdruckregler im montierten Zustand des Gehäuses an jeweils einem Unterseitenabschnitt des jeweiligen Abschlusselements abstützen. Die Gasdruckregler können so nacheinander in den Gehäusekörper eingesteckt und nach dem Einstecken sofort durch die Montage des jeweiligen Abschlusselements gesichert werden. Der Zusammenbau des Gehäuses wird dadurch wesentlich vereinfacht.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Gasdruckregelvorrichtung mit einem zuvor beschriebenen Gehäuse und zumindest einem im Gehäuse angeordneten ersten Gasdruckregler, dessen Ausgang zur Ausgabe des Gases mit zweitem Gasdruck in zumindest einen Gaskanal des Gehäusekörpers mit der ersten Gas-Durchbruchsausnehmung verbunden ist. Es versteht sich hierbei, dass anstelle eines Gasdrucks auch ein Flüssigkeitsdruck in der Gasdruckregelvorrichtung regelbar ist. Durch den hohen ersten Druck des Gases im Gastank liegt das Gas sogar typischerweise in Form von Flüssiggas an der Gasdruckregelvorrichtung an und verlässt diese - mit wesentlich niedrigerem Druck - vollständig gasförmig.
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In dem Gehäusekörper der Gasdruckregelvorrichtung sind vorzugsweise zwei Gasdruckregler angeordnet, wobei der Eingang des zweiten Gasdruckreglers zur Aufnahme des Gases mit zweitem Gasdruck aus zumindest einem Gaskanal mit der zweiten Gas-Durchbruchsausnehmung verbunden ist. Hierdurch wird eine „Reihenschaltung“ von erstem und zweitem Gasdruckregler erzielt. Mittels des zweiten Gasdruckreglers kann dabei der an der Gasdruckregelvorrichtung anliegende Gasdruck weiter vermindert werden. Das Gas wird schließlich mit einem gegenüber dem zweiten Gasdruck weiter verminderten dritten Gasdruck aus dem zweiten Gasdruckregler ausgegeben. Der erste Gasdruckregler kann dabei den Gasdruck grob vorregeln, während der am Motor des Kraftfahrzeugs benötigte Gasdruck mittels des zweiten Gasdruckreglers präzise eingestellt werden kann.
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Der oder die Gasdruckregler sind vorzugsweise in Form von Patronen ausgebildet, sodass ein einfacher Austausch des oder der Gasdruckregler ermöglicht wird. Die Gasdruckregelvorrichtung stellt dadurch ein Baukastensystem dar, in dem verschiedene Gasdruckregler eingesetzt und defekte Gasdruckregler einfach ausgetauscht werden können.
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Der erste Gasdruckregler kann in Form eines mechanischen Vorreglers und der zweite Gasdruckregler in Form eines elektrisch betriebenen Hauptreglers ausgebildet sein. Der erste Gasdruckregler kann dabei derart ausgebildet sein, dass ein erster vom Gastank des Kraftfahrzeugs anliegender Gasdruck von ca. 200 bar auf einen zweiten Gasdruck von ca. 20 bar vermindert wird. Ferner kann der zweite Gasdruckregler derart ausgebildet sein, dass der zweite Gasdruck in Höhe von ca. 20 bar präzise auf ca. 5 bar bis ca. 8 bar geregelt wird. Der zweite Gasdruckregler regelt den Gasdruck dabei vorzugsweise auf ca. 6 bar. Zur Betätigung des zweiten Gasdruckreglers kann die Gasdruckregelvorrichtung eine Steuerung aufweisen, die ein empfangenes Signal in eine, dem Signal entsprechende Spannung oder Stromstärke umwandelt und diese an den zweiten Gasdruckregler ausgibt. Die Steuerung kann dadurch den von der Gasdruckregelvorrichtung an den Motor des Kraftfahrzeugs ausgegebenen Gasdruck - und dadurch die dem Motor zugeführte Gasmenge - präzise steuern.
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Die Erfindung betrifft schließlich ein Kraftfahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Gasdruckregelvorrichtung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt sowie aus den Ansprüchen.
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Die in der Zeichnung dargestellten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
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Es zeigen:
- 1 eine erste perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Gasdruckregelvorrichtung;
- 2 eine weitere perspektivische Ansicht der Gasdruckregelvorrichtung;
- 3 eine Ansicht der Stirnseite der Gasdruckregelvorrichtung;
- 4 eine geschnittene Seitenansicht der Gasdruckregelvorrichtung entlang der Linie A-A gemäß 3;
- 5 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Gehäusekörper;
- 6, 7, 8 perspektivische Ansichten des Gehäusekörpers aus 5;
- 9 eine Ansicht der Unterseite des Gehäusekörpers; und
- 10 eine geschnittene Seitenansicht des Gehäusekörpers entlang der Linie B-B gemäß 9.
- 11 eine weitere erfindungsgemäße Gasdruckregelvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Gasdruckregelvorrichtung 10 mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse 12. In dem Gehäuse 12 ist ein erster Gasdruckregler 14 angeordnet, der einen Gaseinlass 16 aufweist. In den Gaseinlass 16 kann Gas von einem nicht dargestellten Gastank mit einem ersten Gasdruck eingeleitet werden. Der erste Gasdruck beträgt dabei typischerweise über 100 bar, insbesondere 200 bar. Das in den Gaseinlass 16 eingeleitete Gas kann dabei in gasförmigem oder flüssigem Zustand vorliegen. Der erste Gasregler ist in Form einer Patrone ausgebildet, die in das Gehäuse 12 einsteckbar ist. Sollen andere Gase in die Gasdruckregelvorrichtung 10 eingeleitet werden, so kann der erste Gasdruckregler 14 einfach ausgetauscht werden.
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2 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung der Gasdruckregelvorrichtung 10, in der ein Drucksensor 18 des ersten Gasdruckreglers 14 sichtbar ist. Der Gasdrucksensors 18 misst den ersten Gasdruck, der am Gasdruckregler 14 anliegt und/oder einen zweiten Gasdruck, der vom ersten Gasdruckregler 14 ausgegeben wird. Im Gehäuse 12 wird das Gas mit zweitem Gasdruck an einen zweiten Gasdruckregler 20 weitergeleitet. Vom zweiten Gasdruckregler 20 wird das Gas schließlich mit einem dritten Gasdruck aus einem Gasauslass 22 des zweiten Gasdruckreglers 20 an einen Motor eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) ausgegeben. Der zweite Gasdruckregler 20 ist ebenso wie der erste Gasdruckregler 14 in Form einer Patrone ausgebildet, die in das Gehäuse 12 einsteckbar ist. Auch der zweite Gasdruckregler 20 kann somit auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden. Die Gasdruckregelvorrichtung 10 ist dadurch in Form eines Baukastensystems ausgebildet. Dies bietet insbesondere Vorteile bei Wartungsarbeiten, da in diesem Fall nicht die komplette Gasdruckregelvorrichtung 10 in dem Kraftfahrzeug ausgetauscht werden muss, sondern lediglich einzelne Gasdruckregler 14, 20 gewechselt werden können.
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In der Gasdruckregelvorrichtung 10 ist eine Heizschleife 24 ausgebildet, mittels der die Gasdruckregelvorrichtung 10 durch ein erwärmtes Medium, insbesondere durch erwärmte Kühlflüssigkeit des nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, erwärmt werden kann. Ein Eingang 26 der Heizschleife 24 ist dabei mit einem Ausgang 28 der Heizschleife 24 auf derselben Seite des Gehäuses 12 angeordnet. Die Gasdruckregelvorrichtung 10 kann dadurch einfach in das Kraftfahrzeug integriert und an den Kühlwasserkreislauf des Kraftfahrzeugs angeschlossen werden. Die Heizschleife 24 wird im Inneren des Gehäuses 12 durch zwei in 2 nicht sichtbare, parallel verlaufende Heizkanäle ausgebildet, wobei die beiden Heizkanäle durch eine Heiz-Durchbruchsausnehmung verbunden sind und die Heiz-Durchbruchsausnehmung an der Außenseite des Gehäuses 12 durch einen Verschlussstopfen 30 abgedichtet wird. Der genaue Verlauf der Heizkanäle und der Heiz-Durchbruchsausnehmung wird später anhand der 5 - 10 erläutert. Eine bevorzugte Flussrichtung des Heizmediums in der Heizschleife 24 ist nicht gegeben. Es versteht sich daher, dass der Eingang 26 auch als Ausgang und der Ausgang 28 als Eingang für das Heizmedium dienen kann. Der Eingang 26 und der Ausgang 28 sind dabei in Form von Schlauchstutzen zum Anschluss jeweils eines Schlauchs ausgebildet.
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Die Gasdruckregelvorrichtung 10 kann besonders einfach und kostengünstig gefertigt werden. Hierzu trägt maßgeblich die Ausbildung des Gehäuses 12 bei, das einen Gehäusekörper 32 aufweist, wobei der Gehäusekörper 32 aus einem Strangpressprofilabschnitts gefertigt ist. Der Strangpressprofilabschnitt, d. h. die Grundform des Gehäusekörpers 32, kann dabei von einem endlosen Strangpressprofil abgesägt werden.
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Die Stirnseiten des Gehäusekörpers 32 werden durch plattenförmige Abschlusselemente 34, 36, fluiddicht abgeschlossen. Um ein leichtes Gehäuse 12 und eine gleichmäßige Temperaturverteilung des Gehäuses 12 zu erzielen, sind der Gehäusekörper 32 sowie die Abdeckelemente 34, 36 aus Aluminium gefertigt. Die Abdeckelemente 34, 36 können dabei aus einem Aluminiumblech ausgeschnitten werden. Hierdurch kann eine noch preiswertere Herstellung des Gehäuses 12 erreicht werden.
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Die Abschlusselemente 34, 36 weisen eine 90°-Biegung auf, sodass Unterseitenabschnitte 34a, 36a der Abschlusselemente 34, 36 nach Einsetzen der Gasdruckregler 14, 20 in den Gehäusekörper 32, in Richtung der Pfeile 38, 40 eingeführt werden können. Die Gasdruckregler 14, 20 stützen sich dann an den Unterseitenabschnitten 34a, 36a der Abschlusselemente 34, 36 ab, sodass diese nicht mehr aus dem Gehäuse 12 herausfallen können. Durch die Abstützung der Gasdruckregler 14, 20 an den Unterseitenabschnitten 34a, 36a können die Gasdruckregler 14, 20 gewindefrei in dem Gehäuse 12 montiert werden. Hierdurch wird die Herstellung der Gasdruckregelvorrichtung 10 weiter vereinfacht.
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In 3 ist eine Ansicht der Stirnseite der Gasdruckregelvorrichtung, d. h. eine Ansicht in Richtung des Pfeils 38 gemäß 2, dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass das Gehäuse 12 der Gasdruckregelvorrichtung 10 drei Schrauben 42a-c aufweist, durch die das Abschlusselement 34 am Gehäusekörper 32 gehalten wird. Die Schrauben 42a-c sind symmetrisch zu einer mittigen, vertikal in Längsrichtung des Gehäusekörpers 32 verlaufenden Symmetrieebene 44 angeordnet. Weiterhin ist das Abschlusselement 34 sowie der Strangpressprofilabschnitt, aus dem der Gehäusekörper 32 gefertigt wurde, symmetrisch zu der Symmetrieebene 44 ausgebildet. Die Schrauben 42a-c sind in Form selbstschneidender Schrauben ausgebildet, die in Nuten des Gehäusekörpers 32 einführbar sind. Dies ist im Falle der Schraube 42b aus 4 ersichtlich.
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4 zeigt die Gasdruckregelvorrichtung 10 in einem Längsschnitt entlang der Linie A-A gemäß 3. In eine erste Befestigungsnut 46a ist dabei die Schraube 42b eingebracht. Aus 4 ist weiterhin ersichtlich, dass die Abschlusselemente 34, 36 aus Gründen der einfacheren Fertigung und Montage identisch ausgebildet sind. Ferner ist die Befestigung des Abschlusselements 36 am Gehäusekörper 12 mittels Schrauben, von denen in 4 Schrauben 42d, e sichtbar sind, identisch zur Befestigung des Abschlusselements 34 durch die Schrauben 42a-c gemäß 3 ausgebildet.
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Aus 4 ist weiterhin die Ausbildung der Gasdruckregler 14, 20 ersichtlich. Der erste Gasdruckregler 14 ist dabei in Form eines eine Feder 46 aufweisenden mechanischen Vorreglers ausgebildet. Durch den ersten Gasdruckregler 14 kann der an ihm anstehende erste Gasdruck grob vermindert werden. Typischerweise wird der erste Gasdruck durch den ersten Gasdruckregler 14 um eine Größenordnung vermindert, um den Gasdruck bzw. die aus dem Gasdruck resultierende, aus der Gasdruckregelvorrichtung 10 entnehmbare Gasmenge anschließend mittels des zweiten Gasdruckreglers 20 präzise einstellen zu können.
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Das vom ersten Gasdruckregler mit einem zweiten Gasdruck ausgegebene Gas strömt über einen Ventilsitz 48 des ersten Gasdruckreglers 14 in mehrere Gaskanäle, von denen in 4 ein erster Gaskanal 50a sichtbar ist. In dem Gehäusekörper 12 sind mehrere Gaskanäle ausgebildet, um einen kontinuierlichen Gasabfluss vom ersten Gasdruckregler 14 zu gewährleisten. Die Ausbildung mehrerer Gaskanäle ist dabei deshalb vorgesehen, da insbesondere im Bereich des Ventilsitzes 48 ein hoher Druckabfall und eine damit verbundene starke Temperaturerniedrigung eintreten können. Der starke Temperaturabfall kann dabei - sofern ein entsprechender Kristallisationskeim vorhanden ist - zu einer Vereisung führen. Da jedoch mehrere Gaskanäle in dem Gehäusekörper 12 vorgesehen sind, kann die Vereisung eines einzelnen Gaskanals akzeptiert werden, da die Ableitung des Gases vom ersten Gasdruckregler 14 durch die weiteren Gaskanäle gewährleistet ist.
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Weiterhin wird die das Gas leitende Oberfläche durch die Ausbildung mehrerer Gaskanäle mit kleinerem Durchmesser im Gegensatz zur Ausbildung eines Gaskanals mit großem Durchmesser stark vergrößert. Die Wärmeabgabe an das die Gaskanäle durchströmende Gas wird dadurch erheblich erhöht. Im Falle von n Gaskanälen mit rundem Durchmesser ist hierbei die das Gas leitende gesamte Oberfläche der Gaskanäle bei gleichem Gesamtquerschnitt um den Faktor Wurzel (n) größer als im Falle eines einzigen Gaskanals. Im vorliegenden Fall ist die mit dem Gas in Berührung stehende Oberfläche der drei Gaskanäle daher 1,7-mal größer als die Oberfläche eines einzigen Gaskanals mit gleichem Querschnitt. Einer Vereisung kann daher effektiv vorgebeugt werden.
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Über die Gaskanäle, beispielsweise den ersten Gaskanal 50a, wird das Gas dem zweiten Gasdruckregler 20 zugeführt. Der zweite Gasdruckregler 20 ist in Form eines elektrisch betriebenen Hauptreglers ausgebildet. Dieser ist in der Lage, das Gas präzise mit einem Gasdruck zwischen 0 bar und 20 bar an den Motor des Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) auszugeben.
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Details des Gehäusekörpers 32 sind aus den nachfolgend beschriebenen 5 - 10 ersichtlich.
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5 zeigt eine Ansicht der Stirnseite des Gehäusekörpers 32. Der Gehäusekörper 32 ist in Form eines Strangpressprofilabschnitts mit in Längsrichtung des Gehäusekörpers 32 durchgehenden Gaskanälen 50a-c, durchgehenden Heizkanälen 52a, b, durchgehenden
Befestigungsnuten 46a-c sowie durchgehenden
Befestigungsvorsprüngen 54a-d ausgebildet. Die
Befestigungsvorsprünge 54a, 54b dienen dabei der Führung beim Einführen der Abschlusselemente 34, 36 in Richtung der Pfeile 38, 40 gemäß 2. Die Abschlusselemente 34, 36 stützen sich dann am Boden 55 des Gehäusekörpers 32 ab.
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Die zuvor genannten durchgehenden Ausnehmungen 46a-c, 50a-c, 52a, b sowie die durchgehenden Vorsprünge 54a-d sind, wie bereits ausgeführt, über die gesamte Länge des endlosen Strangpressprofils ausgebildet. Hierdurch müssen in einem Abschnitt eines endlosen Strangpressprofils lediglich wenige weitere Ausnehmungen ausgebildet werden, um zum Gehäusekörper 32 zu gelangen. Diese Ausnehmungen sind in den 6 - 8 dargestellt, die nachfolgend in einer Zusammenschau erläutert werden.
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In den 6 - 8 sind verschiedene perspektivische Darstellungen des Gehäusekörpers 32 gezeigt. Zur Aufnahme der Gasdruckregler 14, 20 (vgl. 2) sind in dem Gehäusekörper 32 eine erste Montageöffnung 56 zur Aufnahme des ersten Gasdruckreglers 14 (nicht gezeigt) sowie eine zweite Montageöffnung 58 zur Aufnahme des zweiten Gasdruckreglers 20 (nicht gezeigt) ausgebildet. Ferner dient eine Öffnung 60 der Einführung eines vom Gastank kommenden Schlauchs (nicht gezeigt) in die Gasdruckregelvorrichtung (vgl. hierzu Gaseinlass 16 gemäß 1). Die Öffnungen 56 - 60 werden durch spanabhebende Verfahren, insbesondere durch Fräsen, in dem Gehäusekörper 32 ausgebildet. Eine in den Gehäusekörper 32 gebohrte Heiz-Durchlassausnehmung 76 wird in Zusammenhang mit 10 erläutert.
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Eine Ansicht der Unterseite des Gehäusekörpers 32 in Richtung eines Pfeils 62 gemäß 8, ist in 9 dargestellt. 9 ist zu entnehmen, dass an dem Gehäusekörper 32 Reglervertiefungen 64, 66 ausgebildet sind, in die die Gasdruckregler 14, 20 (vgl. 2) eingesetzt werden. Zwischen den Reglervertiefungen 64, 66 und den Druckreglern 14, 20 können Dichtringe vorgesehen sein. Die Druckregler 14, 20 können dabei mittels der Montageöffnungen 56, 58 in den Gehäusekörper 32 eingeführt werden. Zur Kontaktierung der Gaskanäle 50a-c sind in dem Gehäusekörper 32 Gas-Durchbruchsausnehmungen 68, 70 vorgesehen. Die Gas-Durchbruchsausnehmungen 68, 70 sind dabei quer zur Längsrichtung der Gaskanäle 50a-c ausgebildet. Die Gas-Durchbruchsausnehmungen 68, 70 schneiden alle drei Gaskanäle 50a-c. Die Gasleitung zwischen der ersten Gas-Durchbruchsausnehmung 68 und der zweiten Gas-Durchbruchsausnehmung 70 erfolgt daher über alle drei Gaskanäle 50a-c.
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Der Fluss aller Medien im Gehäusekörper 32 ist in 10 dargestellt. Die 10 zeigt eine geschnittene Seitenansicht entlang der Linie B-B gemäß 9. Das Gas durchströmt dabei den Gehäusekörper 32 entlang eines Pfeils 70. Es strömt aus dem nicht dargestellten ersten Gasdruckregler über die erste Gas-Durchbruchsausnehmung 68 in die Gaskanäle, wobei lediglich der erste Gaskanal 50a vollständig in 10 sichtbar ist. Anschließend strömt das Gas über die zweite Gas-Durchbruchsausnehmung 72 in den nicht dargestellten zweiten Gasdruckregler und wird anschließend an den Motor eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) ausgegeben. Eine Erwärmung der Gaskanäle, beispielsweise des ersten Gaskanals 50a, erfolgt im Gehäusekörper 32 über die in 10 nicht sichtbaren Heizkanäle 52a, b (vgl. 5), wobei der Fluss des Mediums durch die Heizkanäle in 10 durch einen Pfeil 74 dargestellt ist.
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Die Heizkanäle sind über eine Heiz-Durchbruchsausnehmung 76 miteinander verbunden. Die Heiz-Durchbruchsausnehmung 76 wird durch eine Bohrung ausgebildet. Die Bohrung ist dabei nur einseitig quer zur Längsrichtung des Gehäusekörpers 32 ausgebildet, wie einer Zusammenschau der 6 - 8 entnehmbar ist. Insbesondere ist einer Zusammenschau der 7 und 8 zu entnehmen, dass die Bohrung lediglich einseitig in dem Gehäusekörper 32 ausgebildet ist. Zur Abdichtung der Heiz-Durchbruchsausnehmung 76 wird diese durch den Verschlussstopfen 30 gemäß 2 an der Außenseite des Gehäusekörpers 32 verschlossen. Es versteht sich jedoch, dass die Heiz-Durchbruchsausnehmung 76 auch durchgängig durch den Gehäusekörper 32 geführt werden könnte. In diesem Fall könnten beide Öffnungen der Heiz-Durchbruchsausnehmung 76 auf den Außenseiten des Gehäusekörpers 32 durch Verschlussstopfen 30 verschlossen werden.
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11 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Gasdruckregelvorrichtung 10' Die Gasdruckregelvorrichtung 10' unterscheidet sich dadurch von der Gasdruckregelvorrichtung 10, dass ein zylinderförmiges Abschlusselement 78 zur Abdichtung eines Gaskanals 50b' vorgesehen ist. Das Abschlusselement 78 ist dabei in Form eines Stopfens ausgebildet und wird bei der Montage der Gasdruckregelvorrichtung 10' in Richtung eines Pfeils 80 auf den Gaskanal 50b' aufgesetzt. Der Einsatz des Abschlusselements 78 ermöglicht einen gasdichten Abschluss des Gaskanals 50b' einenends. Es versteht sich, dass die weiteren Gaskanäle 50a', 50c' ebenfalls mit einem Abschlusselement an einem Ende abgedichtet werden können. Weiterhin können die Gaskanäle 50a'-c' beidseitig durch entsprechende Abschlusselemente an ihren Enden abgedichtet werden. Das Abschlusselement 78 muss dabei nicht notwendigerweise zylinderförmig ausgebildet, sondern kann an die Form des Gaskanalendes angepasst sein. Das Abschlusselement 78 kann alternativ oder zusätzlich zu einem plattenförmigen Abschlusselement 34, 36 gemäß der 2 und 4 verwendet werden.
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Zusammenfassend formuliert betrifft die Erfindung einen Gehäusekörper, ein den Gehäusekörper aufweisendes Gehäuse, eine das Gehäuse aufweisende Gasdruckregelvorrichtung und ein die Gasdruckregelvorrichtung aufweisendes Kraftfahrzeug. Mittels der Gasdruckregelvorrichtung wird die Gaszufuhr eines Motors des Kraftfahrzeugs gesteuert. Die Gasdruckregelvorrichtung ist vorzugsweise als Baukastensystem mit zumindest einem auswechselbaren Gasdruckregler ausgebildet. Der Gehäusekörper weist zumindest einen durchgängigen Gaskanal auf. Hierdurch kann der Gehäusekörper besonders einfach und kostengünstig aus einem Strangpressprofilabschnitt gefertigt werden. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist der Gehäusekörper mehrere Gaskanäle zur Leitung des Gases auf. Durch die Ausbildung mehrerer Gaskanäle im Gehäusekörper kann eine Zusetzung eines der Gaskanäle durch eine Druckabfall-bedingte Vereisung toleriert werden.