CN108021156B - 用于调节或者控制流体压力的单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节或者控制流体压力的单元，单元具有至少一个壳体件和与至少一个壳体件连接的切换薄膜，切换薄膜用于在相对于作用到切换薄膜上的环境压力的压力差从1至250mbar、优选从1至100mbar时进行切换，并且切换薄膜用于调整、释放或者锁止在用于流体的流入口与流出口之间的流体的通流。切换薄膜由具有氟和碳的聚合物材料形成。在此，至少一个壳体件的开口横截面被切换薄膜封闭。此外，本发明还涉及一种用于将切换薄膜与单元的至少一个壳体件流体密封地连接的方法，其中，切换薄膜的位于径向外部的接合区域具有连接元件，连接元件在至少一个接合面的区域中与至少一个壳体件材料闭合地和/或形状配合地连接。

Description

用于调节或者控制流体压力的单元

技术领域

本发明涉及一种用于调节或者控制流体压力的单元，尤其是用于内燃机的和/或机动车的内燃机的曲轴壳体的压力调节，以及一种用于将切换薄膜与该单元的至少一个壳体件流体密封地连接的方法。

背景技术

压力调节阀例如被用于内燃机的曲轴壳体与进气部（Ansaugstrakt）之间的排气管路中。在此，是关于使得在待排气的容器中的压力或者低压以不超出预定值的方式升高。

在内燃机中出现窜气（Blow-by-Gase），其由下述情况产生：在气缸中的燃烧气体从气缸活塞旁边经过到达所述曲轴壳体中。这种窜气使得在所述曲轴壳体中的压力升高，其中，这能够导致油的泄漏和流出。为了避免压力升高并且以对环境友好的方式导出所述窜气，这种窜气被从所述曲轴壳体中引回到该内燃机的空气进气部中。另一方面，不应该显著地低于给出的低压值，因为否则的话错误气（Fehlluft）会由于不密封性而无意地被吸入到所述曲轴壳体中。

在现在所使用的压力调节阀中，一般使用由弹性体、通常是氟硅橡胶（FVMQ）制成的元件，对于本领域技术人员来说也习惯称为“切换隔膜”。这些切换隔膜由于弹性体的特定的特性而非常柔韧。取决于施加的压力比，这些切换隔膜打开或者关闭在所述压力调节阀中的开口。所述压力比一般由在该压力调节阀的第一室中施加的压力与在该压力调节阀的第二室中充斥的压力之间的压力差得出。在所述第一室中的压力能够例如等于大气压力。所述切换隔膜必须对从1至250mbar的数量级中的低切换压力作出反应。

在内燃机中的窜气由未燃烧的燃料成分、发动机油成分和其它在所述燃烧中产生的有害物质组成。这些气体侵蚀多种弹性体类型，由此能够导致对材料特性的损伤。由这些材料制成的构件变脆、变得多孔和有裂纹。如果所述切换薄膜被损伤了，则对环境有害的窜气直接进入到环境中，因为系统不再密封。由弹性体制成的切换隔膜一般被实施为滚动薄膜（Rollfolie），以便实现该切换隔膜的一定的行程。在滚动区域（Rollbereich）中的材料由于滚动运动在与窜气接触的同时附加地受到机械负荷，并且能够因此受到损伤。

DE 26 29 621 A1公开了一种具有切换隔膜的隔膜阀，所述切换隔膜被实施为在其边缘处被夹紧在所述壳体与所述壳体盖之间的切换薄膜，所述切换薄膜能够通过在被设置在所述壳体中的支承面处的压力件成为密封的设备，其中，所述切换隔膜由面向壳体内部的、较薄的、低弹性的层，例如由PTFE制成的、抵抗侵蚀性的通流介质的层，和另外的、较厚的、由橡胶弹性的材料制成的层组成。这样的隔膜阀尤其用在下述情况中：与所述通流介质接触的材料被要求具有高化学稳定性。由于橡胶弹性的材料不满足这种要求，而化学稳定的材料例如PTFE不具有对于健全的功能而言所必需的弹性，因此使用由两层组成的薄膜。通过厚的橡胶类型的层，被通过所述压力件施加的压紧压力被尽可能均匀地传递到该切换薄膜的、与所述支承面在所述壳体中共同作用的密封面上。在此，为了关闭双层的切换隔膜，通过与手轮连接的压力主轴将几巴的、相对较大的切换压力施加到所述切换隔膜上，以便通过硬的PTFE层确保必需的密封功能。

发明内容

本发明的任务在于，实现一种用于在压力差低时进行切换的单元，所述单元在具有侵蚀性的介质的、尤其是所谓的窜气的内燃机处运行时实现高使用寿命。

本发明的另一个任务在于，实现一种用于将能够被切换的关闭元件与所述单元流体密封地连接的方法，所述单元在具有侵蚀性的介质的、尤其是所谓的窜气的内燃机处运行时实现高使用寿命。

根据本发明的一个方面，上述任务通过一种用于调节或者控制流体压力的单元得到解决，所述单元具有至少一个壳体件和与所述至少一个壳体件连接的切换薄膜，其中，所述切换薄膜由具有氟和碳的聚合物薄膜构成，并且其中，该至少一个壳体件的开口横截面被所述切换薄膜封闭。

根据本发明的另一个方面，另外的任务通过用于将切换薄膜与单元的至少一个壳体件流体密封地连接的方法得到解决，其中，所述切换薄膜具有连接元件，所述连接元件与所述至少一个壳体件材料闭合地和/或形状配合地连接。

本发明的有利的构造方案和优点由其它权利要求、说明书和附图得出。

建议一种用于调节或者控制流体压力的单元，所述单元具有至少一个壳体件和与所述至少一个壳体件连接的切换薄膜，所述切换薄膜用于在相对于作用到所述切换薄膜上的环境压力的压力差从1至250mbar、优选从1至100mbar时进行切换，并且所述切换薄膜用于调整、释放或者锁止在用于所述流体的流入口与流出口之间的流体的通流，其中，所述切换薄膜由具有氟和碳的聚合物材料构成，并且其中，该至少一个壳体件的开口横截面被所述切换薄膜封闭。

所述单元不仅用于释放或者锁止通流，而且在两个切换状态“释放”或者“锁止”之间通过根据所述压力差连续地改变通流横截面来调整在所述流入口与所述流出口之间的流体的通流。由此能够节流所述通流。

所述具有氟和碳的聚合物薄膜是化学抗性的，并且能够切换薄膜阀的多个切换循环。该单元的长期稳定性被改善。尤其是，所述具有氟和碳的聚合物是PTFE（聚四氟乙烯）。替代地，所述具有氟和碳的聚合物能够由PTFE作为基材制成，所述基材具有混合物、尤其是由玻璃纤维、玻璃球、石墨和/或碳纤维组成的混合物、尤其是被混入的物质的比例达到60%的混合物；同样地，所述具有氟和碳的聚合物能够是被热塑性地加工的PTFE，所述PTFE尤其能够在注塑过程中被加工。优选地，该切换薄膜的厚度最高是0.5mm，优选最高是0.3mm，特别优选最高是0.2mm。所述切换薄膜能够具有40mm与100mm之间、优选50mm与80mm之间的直径。也能够考虑的是，在直径相应地较大的情况下，也能够在超过0.5mm、例如最高0.5mm至1mm之间的范围中实现该切换薄膜的较高的厚度。

一般的单元的一般的、由弹性体制成的切换隔膜在此被由具有氟和碳的聚合物制成的切换薄膜替代，所述单元用于内燃机的压力调节和/或内燃机的曲轴壳体的压力调节。具有氟和碳的聚合物材料例如PTFE能够例如在烧结过程中被制造，并且随后被机械地加工。这样的切换薄膜在其正常形状中非常硬，并且其实并不适合用于柔韧的构件。PTFE具有突出的化学稳定性，并且能够在非常宽的温度范围中被使用，其中，与弹性体材料相比，弹性模量向着低温（zu tiefen Temperaturen hin）被非常强烈地提高。出于这个原因，PTFE更确切地说不适合应用为在对于汽车应用而言在内燃机处所要求的温度范围中的切换薄膜，所述温度范围典型地在-40℃到+150℃之间。在根据本发明的单元中，这个缺点有利地通过有利的几何形状和可选地通过由具有氟和碳的聚合物制成的切换薄膜的极薄的壁厚度得到避免。通过将在所述切换薄膜中符合规定地（bestimmungsgemäß）能够活动的区域中的PTFE材料的壁厚度减小到十分之几毫米，其中，本身符合规定地不能够活动的密封区域以及该材料的夹紧区域也能够被实施得更坚固（stärker），并且通过该切换薄膜的特定开发的、不具有否则通常在现有技术中所使用的滚动区域的几何形状，坚硬的材料被成形，在所述形状中该材料具有必需的柔韧性，但是尽管如此也满足在裂纹形成、拉伸和弯曲疲劳强度方面的机械要求。通过特定的几何形状，不再发生滚动运动，而是能够发生具有半径变化的弯曲运动，所述弯曲运动能够以低拉伸的方式或者甚至实际上在材料没有拉伸的情况下实现，并且利用所述弯曲运动能够实现用于根据本发明的单元的切换薄膜的往复运动。

所述切换薄膜能够具有碟形的扁平体，尤其能够被构造为碟形的扁平体，所述扁平体具有围绕中央的封闭区域的弯曲区域，其中，所述弯曲区域在该切换薄膜进行切换时通过低拉伸的、也就是说对于实际应用实际上无拉伸的，尤其是无拉伸的弯曲运动相对于阀座在轴向方向上、也就是说在该扁平体的法线的方向上朝向所述阀座或者远离所述阀座活动所述封闭区域。由于所述切换薄膜在这个构造方案中由于所述碟形的形状不仅能够在小的面区域中、而且能够大面积地弯曲，因此该切换薄膜的各个区域很少或者实际上完全未受到拉伸负荷。所述弯曲运动因此在该切换薄膜的大区域上并且因此利用低的弹性形变被实施，所述低的弹性形变以具有低拉伸、例如小于10%的曲率变化的形式实现。

该切换薄膜的封闭区域能够中断所述流入口与所述流出口之间的流体的通流。所述切换薄膜能够例如利用其密封区域直接地放在密封座上，以便中断所述通流。

所述切换薄膜能够为此通过下述方式在其在所述打开的和关闭的状态中的相应的最大位置之间活动：在该切换薄膜的一侧上施加大气压力作为控制压力。有利地，所述切换薄膜能够自我调整，并且所述切换薄膜能够间接地、通过在该单元的一个室中的大气压力与该单元的另一个室的工作压力之间的压力差被关闭。所述工作压力能够例如是在该内燃机的曲轴壳体中的压力。

有利地，所述切换薄膜能够替代地通过下述方式在其在所述打开的和关闭的状态中的相应的最大位置之间活动：在该切换薄膜的一侧上施加不等于大气压力的控制压力和/或设置用于切换该切换薄膜的机械操纵装置。

通过支撑在所述至少一个壳体件处的弹簧元件，在此将力施加到所述切换薄膜上，以便能够适当地调节该单元的调节行为。所述流出口能够为此在布置在所述壳体件中的端部处具有阀座，所述阀座能够通过该切换薄膜的封闭区域被关闭，由此，该流体的、从所述流入口到所述流出口的导出能够被调节。所述弹簧元件在此施加适合的反作用力到所述切换薄膜上，以便在期望的压力区域中实现该单元的调节行为。该切换薄膜的、背离待调节的流体的侧在此一般被加载大气压力。

根据本发明，该单元的至少一个壳体件的开口横截面通过该切换薄膜的作用区域被封闭。由此能够有效地调整、释放、锁止或者节流该单元的通流。该切换薄膜的、围绕所述作用区域的边缘区域允许由具有氟和碳的聚合物制成的切换薄膜流体密封地连接到该单元的壳体处，所述壳体能够有利地由塑料、例如玻璃纤维增强的聚酰胺（PA）制成，并且构成相对于现有技术的另外的大的优点，在现有技术中，不可渗透的（impermeable）或者关闭的隔膜对于密封性没有要求，而是只与所述壳体形状配合地连接。通过流体密封的连接，该单元的区域作为密封区域被密封，并且因此有利地确保提供该单元的功能、例如作为压力调节阀的功能，因为所述切换薄膜不仅能够分别通过其与壳体件固定地连接的方式流体密封地密封所述壳体件，当所述第一壳体件被第二壳体件关闭时、例如被壳体盖关闭时，还能够将两个壳体件的内部空间相互密封。

根据一种有利的构造方案，在径向外部在所述至少一个壳体件处能够设置至少一个环绕的接合面，在所述接合面处所述切换薄膜与所述至少一个壳体件连接、尤其是固定地连接并且尤其是固定地并且流体密封地连接。通过该切换薄膜与在径向外部环绕的接合面的固定的连接，该切换薄膜的中央的内部区域总体上能够在轴向方向上自由地活动，并且因此能够作为该切换薄膜的密封区域发挥该单元的真正的切换功能、例如作为压力调节阀的切换功能。

根据一种有利的构造方案，该切换薄膜的位于径向外部的接合区域能够在面向所述接合面的至少一侧处具有连接元件，所述连接元件能够与所述至少一个壳体件连接、尤其是材料闭合地和/或形状配合地连接。为了在运行该单元时可靠的功能，该切换薄膜或者该连接元件与该壳体件的接合面的材料闭合的连接不仅能够确保该壳体件的开口横截面的流体密封的密封，还能够确保该切换薄膜的牢固的和持久的连接。所述连接元件在此能够是与所述切换薄膜固定地连接的构件。替代地，所述连接元件本身能够形成壳体件或者壳体件的部件。例如烧结过程能够被使用于材料闭合的连接。替代地，也能够考虑的是，将连接件形成为塑料注塑件。

根据一种有利的构造方案，构件连接元件、壳体件和/或切换薄膜中的至少一个构件能够被构造为烧结件。为了制造烧结件，有利地能够使用添加的制造过程。在此，有利地可能的是，调节不同的材料特性、例如强度和弹性。以这种方式能够有利地将不同的区域分成功能区域。所述连接元件、例如作为壳体件或者环形体（Ringform）能够被烧结到所述切换薄膜上，所述切换薄膜由具有氟和碳的聚合物材料、例如PTFE构成，并且由此与所述切换薄膜固定地并且持久地连接。

构件连接元件、壳体件和/或切换薄膜中的至少一个构件也能够有利地被构造为3D打印件。在3D打印机上可能的是，也逐层地搭建复杂的构件并且在一种烧结过程中硬化所述材料。因此各个构件例如连接元件、壳体件和/或切换薄膜能够借助于所述3D打印机被形成。替代地，也可能的是，以这种方式将上述构件中的一个构件烧结到另外的、已经制好的构件处，并且因此与所述已经制好的构件连接。

根据一种有利的构造方案，构件连接元件和/或壳体件和/或切换薄膜中的至少两个构件能够被一体地构造。还有利的是，将所述构件中的两个构件制造为一个完整的构件，例如通过所述烧结过程或者借助于3D打印机。因此，所述两个构件的连接固有地（intrinsisch）给出。这样的构件不仅从功能上而且从成本上都能够有利地被构造。会非常有利的是，一体地制造所述壳体件和所述切换薄膜，其中，所述壳体件中的一个壳体件能够被构造为连接元件，以便实现所述构件之间的有利的流体密封的连接，所述连接也会在运行中具有长的使用寿命。

根据一种有利的构造方案，所述切换薄膜能够至少在该接合区域的区域中具有至少一个被激活的表面、尤其是至少一个指向该第一壳体件的第一室的被激活的表面。为了准备通过被烧结的连接元件的连接，能够有利的是，在该切换薄膜与所述连接元件连接的区域中相应地预处理并且激活该切换薄膜的表面，以便改变表面张力。这样的激活能够在此有利地包括下述方法中的一个或者多个方法：蚀刻、等离子处理、机械粗化、压印、打孔（Perforieren）或者相似的适合的方法。由此能够改善所述连接件与所述切换薄膜之间的接触。尤其有利的是，通过激活使暴露于流体的切换薄膜的表面经受处理，如例如在该第一壳体件的第一室中的情况。

根据一种有利的构造方案，该至少一个壳体件的接合面在纵向方向上能够自我校准地构造。尤其是，所述接合面能够向上或者向下锥形地或者弯曲地或者波浪形地构造。通过自我校准的接合面，在连接过程之前和在连接过程中，利用该第一壳体件的或者该切换薄膜的自动对中，能够保证另一个壳体件的以及该切换薄膜的特别好的连接。

根据一种有利的构造方案，能够在该至少一个壳体件的接合面的径向内部设置至少一个在径向上环绕的槽，所述槽在径向内部通过用于支撑该切换薄膜的边缘在轴向活动时横向于所述开口横截面被限界，其中，尤其能够设置两个具有边缘、尤其是滚动边缘的、轴向对置的和/或径向错位的槽。通过在所述边缘处的滚动半径，能够利用该切换薄膜的作用区域在所述压力调节阀中实施功能时有利地支持该切换薄膜的动态活动，并且同时通过该切换薄膜的活动实现防止损伤的保护。所述切换薄膜在此在其切换运动的过程中一直贴靠在至少一个边缘处，然而优选同时贴靠在两个边缘处。为了在接合方法期间防止例如由于通过所述边缘对该切换薄膜的不允许的挤压而造成的该切换薄膜的损伤，所述边缘能够径向错位地布置。因此，更容易实现连接，在所述连接中所述切换薄膜同时贴靠在两个边缘处。然后，在界面处朝向棱边的活动能够被排除。所述边缘能够为了薄膜活动被优化，从而使得所述切换薄膜在运行中被进一步地保护防止通过所述边缘造成的损伤。也可能的是，通过这些边缘调节该切换薄膜的预张力。

根据一种有利的构造方案，能够设置具有所述第一壳体件和第二壳体件的壳体，并且所述第一室与第二室被所述切换薄膜流体密封地分离。因此，该单元的第二室能够被加载大气压力。为了实现该单元的有效的调节行为，所述切换薄膜应该能够尽可能自由地活动，因此，所述第二室有利地与环境区域、即所述大气压力连接，所述第二室与所述第一室被所述切换薄膜分离，待调节的流体位于所述第一室中。

根据一种有利的构造方案，具有氟和碳的聚合物材料是聚四氟乙烯或者具有混合物的聚四氟乙烯或者能够被热塑性地加工的聚四氟乙烯。

根据本发明的另一个方面，建议一种用于将切换薄膜与单元的壳体的至少一个壳体件流体密封地连接的方法，其中，所述切换薄膜由具有氟和碳的聚合物材料构成，并且其中，该切换薄膜的位于径向外部的接合区域在面向接合面的至少一侧处具有连接元件，所述连接元件在至少该接合面的区域中与所述至少一个壳体件材料闭合地和/或形状配合地连接。所述方法在此包括将所述连接元件安装在该切换薄膜的接合区域的区域中，接着将具有所述连接元件的所述切换薄膜放置到该至少一个壳体件的接合面上，并且与所述壳体件连接。在利用所述壳体件挤压该切换薄膜之后，能够因此实现该切换薄膜与所述壳体件的持久的和流体密封的连接，并且因此能够实现该壳体件的开口横截面的流体密封的关闭。

所述连接元件在此能够是与所述切换薄膜固定地连接的构件。替代地，所述连接元件本身能够形成壳体件或者壳体件的部件。例如烧结过程能够被使用于材料闭合的连接。替代地，也能够考虑的是，通过塑料压铸过程制造所述连接件。

根据一种有利的构造方案，构件连接元件、壳体件和/或切换薄膜中的至少一个构件能够通过烧结过程被形成。为了制造烧结件，有利地能够使用添加的制造过程。在此，有利地可能的是，调节不同的材料特性、例如强度和弹性。以这种方式能够有利地将不同的区域分成功能区域。所述连接元件、例如作为壳体件或者环形体能够被烧结到所述切换薄膜上，所述切换薄膜由具有氟和碳的聚合物材料、例如PTFE形成，并且由此与所述切换薄膜固定地并且持久地连接。

构件连接元件、壳体件和/或切换薄膜中的至少一个构件也能够有利地通过3D打印过程被形成。在3D打印机上可能的是，也逐层地搭建复杂的构件并且在一种烧结过程中硬化所述材料。因此，各个构件例如连接元件、壳体件和/或切换薄膜能够借助于所述3D打印机被形成。替代地，也可能的是，以这种方式将所提到的构件中的一个构件烧结到另外的、已经制好的构件处，并且因此与所述已经制好的构件连接。

根据一种有利的构造方案，构件连接元件、壳体件和/或切换薄膜中的至少两个构件能够通过一步式过程被形成。这样的一步式过程在成本和质量的观察角度下能够被视作是有利的。在此，所述至少两个构件能够有利地固定地连接，从而使得该开口横截面的以及该单元的壳体的流体密封的关闭能够以有利的方式被实现。

有利地，构件连接元件、壳体件和/或切换薄膜中的至少两个构件也能够被一体地构造。还有利的是，将所述构件中的两个构件制造为一个完整的构件，例如通过所述烧结过程或者借助于3D打印机。因此，所述两个构件的连接固有地给出。这样的构件不仅从功能上而且从成本上都能够是有利的。会非常有利的是，一体地制造所述壳体件和所述切换薄膜，其中，所述壳体件中的一个壳体件能够被构造为连接元件，以便实现所述构件之间的有利的流体密封的连接，所述连接也会在运行中具有长的使用寿命。

根据一种有利的构造方案，能够通过下述方法中的至少一个方法预处理该切换薄膜的接合区域：蚀刻、等离子处理、机械粗化、压印和打孔。为了准备通过连接元件的连接，有利的是，在该切换薄膜与所述连接元件连接的区域中相应地预处理并且激活该切换薄膜的表面，这能够利用所提到的方法中的一个方法有利地实现。由此能够改变表面张力，由此能够显著地改善连接元件与切换薄膜之间的接触。

有利地，能够通过热处理和/或UV处理和/或微波处理进行所述被烧结的构件的硬化。以这种方式能够实现所述构件的被加速的硬化和/或被改善的最终强度。

有利地，在将该切换薄膜放置在在所述接合面上方具有所述接合区域的至少第一壳体件上之后，能够将第二壳体件放置到所述切换薄膜上，并且由此形成壳体。所述第二壳体件在此能够有利地同样与所述切换薄膜和/或所述第一壳体件连接。替代地，也能够考虑在该切换薄膜的径向外部将所述两个壳体件焊接，所述两个壳体件能够由塑料、例如玻璃纤维增强的聚酰胺（PA）构成。

有利地，该切换薄膜的接合区域能够在焊接该壳体时在该接合面的区域中被挤压。通过所述挤压能够例如获得该连接的更大的最终强度。也能够由此有利地改善所述流体密封的连接。

有利地，所述切换薄膜能够通过在该接合面的径向内部在所述至少一个壳体件中的、至少一个在径向上环绕的槽被轴向地支撑，所述槽在径向内部通过用于支撑该切换薄膜的突出部在轴向活动时横向于其横截面被限界。由此，能够在在所述压力调节阀中实施功能时有利地支持该切换薄膜的动态活动，并且同时实现防止由于该切换薄膜的活动造成的损伤的保护。所述切换薄膜在此在其切换运动的过程中一直贴靠在至少一个边缘处，然而优选同时贴靠在两个边缘处。为了在所述接合过程中通过所述边缘防止例如由于对该切换薄膜的不允许的挤压而造成的该切换薄膜的损伤，所述边缘能够径向错位地布置。因此，更容易实现连接，在所述连接中所述切换薄膜同时贴靠在两个边缘处。然后，在所述界面处朝向棱边的活动能够被排除。所述边缘能够为了所述薄膜运动被优化，从而使得所述切换薄膜在所述运行中通过所述边缘被进一步地保护防止受到损伤。

有利地，所述切换薄膜能够通过两个布置在所述壳体中的、具有边缘的槽轴向地被支撑，所述槽相互对置地和/或径向相互错位地布置。在这个另外的实施方式中，所述壳体件的边缘能够被朝向彼此推移，以便在制造过程中不挤压在这个区域中的切换薄膜。也可能的是，通过这些边缘调节该切换薄膜的预张力。

有利地，所述壳体也能够在径向的外圆周处在将该切换薄膜与壳体件连接之后借助于焊接被关闭。附加地，由此所述壳体件，在所述壳体件中所述开口横截面被所述切换薄膜流体密封地封闭，与别的壳体件、例如盖固定地焊接，或者所述壳体件能够被焊接到别的构件处。由此，能够实现该单元的另外的流体密封的关闭，用于安全地运行，例如作为压力调节阀。用于所述焊接的接合面能够在此有利地如此被构造，使得通过该焊接的过程产生的焊缝（Schweißraupen）不损坏所述壳体件的连接。

根据本发明的另一个方面，将根据本发明的单元用于内燃机的压力调节和/或用于内燃机的曲轴壳体的压力调节。

附图说明

由下面的附图说明得出其它优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含组合的大量特征。本领域技术人员有利地也单独地考虑所述特征并且将其组合成有意义的其它组合。附图示例性地示出：

图1根据本发明的一个实施例的、具有由具有氟和碳的聚合物制成的切换薄膜的单元的剖视图；

图2根据本发明的另一个实施例的、具有切换薄膜的单元的剖视图；

图3根据本发明的一个实施例的、以壳体件的形式的被烧结的连接元件的简化图示的剖视图，所述壳体件具有被布置在其上的切换薄膜；

图4根据本发明的另一个实施例的、以壳体件的形式的连接元件的简化图示的剖视图，所述壳体件具有被布置在其上的被烧结的切换薄膜；

图5根据本发明的另一个实施例的、以壳体件的形式的被烧结的连接元件的简化图示的剖视图，所述壳体件具有被布置在其上的被烧结的切换薄膜。

具体实施方式

在附图中，相同的或者相同类型的成分用相同的附图标记编号。附图仅示出示例，并且不能够限制性地被理解。

图1示出根据本发明的一个实施例的、用于调节或者控制流体压力的单元10的剖视图，所述单元具有由具有氟和碳的聚合物制成的切换薄膜22。所述具有氟和碳的聚合物材料在此例如是聚四氟乙烯或者具有混合物的聚四氟乙烯或者能够被热塑性地加工的、尤其是能够在注塑过程中被加工的聚四氟乙烯。所述单元10用于调节或者控制流体压力，尤其是用于内燃机的压力调节和/或用于内燃机的曲轴壳体的压力调节。所述单元10具有壳体12，所述壳体具有第一壳体件13和第二壳体件14、即所述壳体盖，其中，所述第一壳体件13具有用于所述流体的流入口28和流出口30。所述切换薄膜22由具有氟和碳的聚合物薄膜、例如PTFE形成，并且利用接合区域42被夹紧在所述第一壳体件13与所述第二壳体件14之间。

两个壳体件13、14的开口横截面40被所述切换薄膜22利用其作用区域封闭。在径向外部在所述两个壳体件13、14处设置两个环绕的接合面50、52，在所述接合面处所述切换薄膜22与所述两个壳体件13、14流体密封地连接。因此，在所示出的实施例中，该切换薄膜22的位于径向外部的接合区域42与所述两个壳体件13、14尤其材料闭合地和/或形状配合地连接。所述连接能够例如通过以所述壳体件13、14中的一个壳体件、例如作为该单元10的盖的所述第二壳体件14的形式的连接元件44进行，其中，所述连接元件44与该切换薄膜22的接合区域42材料闭合地连接。所述连接元件44在此也能够是单独的构件，所述构件与所述切换薄膜22固定地连接。替代地，所述连接元件44本身能够构成壳体件13、14或者壳体件13、14的部件。例如烧结过程能够被使用于所述材料闭合的连接。替代地，也能够考虑的是，所述连接件是塑料注塑件。在图1和图2中分别示意性地示出连接元件44。所述连接元件44的可能的实施方式进一步在图3至5中示出。

所述切换薄膜22在此有利地至少在该接合区域42的区域中包括具有变化的表面张力的被激活的表面，以便获得与烧结件的良好的连接，其中，例如通过下述方法中的一个方法预处理所述接合区域42：蚀刻、等离子处理、机械粗化、压印和打孔。在将该切换薄膜22放置到在所述接合面50上方具有所述接合区域42的至少第一壳体件13上之后，第二壳体件14被放置到所述切换薄膜22上，并且由此形成所述壳体12。该切换薄膜22的接合区域42在关闭该壳体12时在所述接合面50、52的区域中被挤压。能够通过热处理和/或UV处理和/或微波处理支持烧结件的硬化。

所述切换薄膜22将该单元10的第一室36与第二室38流体密封地分离。所述第一室36与所述第二室38之间存在压力差，其中，所述第二室38与环境、即所述大气压力连接（未示出）。所述切换薄膜22能够利用从1至250mbar、优选从1至100mbar的压力差活动，并且用于释放或者锁止在所述流入口28与所述流出口30之间的流体的通流。该单元10的流入口28在使用时例如与内燃机的曲轴壳体流体连通地连接，而所述流出口30与所述进气部流体连通地连接。所述切换薄膜22具有碟形的扁平体16，所述扁平体具有围绕中央的封闭区域24的波浪形的弯曲区域18。所述弯曲区域18在该切换薄膜22进行切换时通过低拉伸的、尤其是无拉伸的弯曲运动相对于阀座32在轴向方向L上朝向所述阀座32或者远离所述阀座32活动所述封闭区域24。所述切换薄膜22为此至少在所述弯曲区域18中具有最高0.5mm、优选最高0.3mm、特别优选最高0.2mm的厚度。该切换薄膜22的直径在此在40mm与100mm之间、优选在50mm与80mm之间。

所述弯曲区域18在径向方向上波浪形地围绕所述封闭区域24延伸，其中，在该切换薄膜22的一个平坦侧上的凹处对应于在其另一个平坦侧上的凸处。当所述封闭区域放在阀座32上时，该封闭区域24封闭所述阀座32。设置有弹簧元件26，所述弹簧元件支撑在所述第一壳体件13处，所述第一壳体件将力施加到该切换薄膜22的封闭区域24上。所述弹簧元件26在此通过被构造为环形的碟34支撑在所述封闭区域24处。所述封闭区域24被构造为该切换薄膜22的盆形的外翻处（Ausstülpung）20，其中，所述碟34以支撑环的形式环形地围住这个外翻处。所述弹簧元件26能够替代地在没有碟34的情况下作用在所述切换薄膜22处，并且在此在该弹簧元件的面向所述外翻处20的端侧处被注塑包封，用以保护该切换薄膜22，从而使得所述注塑包封能够替代所述碟34。

在所述两个壳体件13、14的接合面50、52的径向内部，分别设置有在径向上环绕的槽54、56，所述槽在径向内侧通过用于支撑该切换薄膜22的边缘58、60在轴向活动时横向于所述开口横截面40被限界。两个槽54、56轴向相互对置。通过所述切换薄膜22放在被倒圆的边缘58、60上并且被夹紧在其中的方式，所述切换薄膜22在该切换薄膜的作用区域轴向活动时由于该单元10的调节功能被保护防止由于锋利的棱边造成的过度磨损和损伤。

图2示出根据本发明的另一个实施例的具有切换薄膜22的单元10的剖视图。该单元10的基本结构基本上对应于图1中的实施例。但是，所述两个壳体件13、14的接合面50、52在所述纵向方向L上被构造为锥形。由此，在将该切换薄膜22接合到所述第一壳体件13处时并且在通过放上该第二壳体件14来组装该壳体12时，所述切换薄膜22能够有利地被对中。在图1中的实施例中，所述槽54、56连同其边缘58、60轴向对置地布置，与此相反，所述槽连同其边缘在此径向错位地布置，这也能够对于在该切换薄膜22轴向活动时支撑所述切换薄膜22产生良好的效果。

图3示出根据本发明的一个实施例的、以壳体件13的形式的被烧结的连接元件44的简化图示的剖视图，所述壳体件具有被布置在其上的切换薄膜22，而在图4中示出了所述切换薄膜22本身是被烧结的构件，在图5中示出了壳体件13和所述切换薄膜22均是被烧结的构件。

为了制造烧结件，有利地能够使用添加的制造过程。在此，有利地可能的是，调节不同的材料特性、例如强度和弹性。以这种方式能够有利地将不同的区域分成功能区域。

所述连接元件44、例如作为壳体件13能够被烧结到图3中的所述切换薄膜上，所述切换薄膜由具有氟和碳的聚合物材料、例如PTFE形成，并且能够因此与所述切换薄膜22固定地并且持久地连接。

还有利的是，将所述切换薄膜22烧结到已存在的壳体件13上，如图4所示。这样也能够实现该切换薄膜22的接合区域42与该壳体件13的接合面50之间的有利的持久的并且流体密封的连接。

由于在图5中两个构件，壳体件13和切换薄膜22，都通过烧结过程被制造，也能够考虑的是，将所述两个构件一体地构造。有利的是，将所述构件中的两个构件制造为一个完整的构件，例如通过所述烧结过程或者借助于3D打印机。因此，所述两个构件的连接固有地给出。这样的构件不仅从功能上而且从成本上都能够是有利的。这样能够实现所述壳体件13与所述切换薄膜22之间的有利的、流体密封的连接，所述连接也会在运行中具有长的使用寿命。

Claims (13)

1.用于调节或者控制流体压力的单元（10），所述单元具有至少一个壳体件（13、14）和与所述至少一个壳体件（13、14）连接的切换薄膜（22），所述切换薄膜用于在相对于作用到所述切换薄膜（22）上的环境压力的压力差从1至250mbar时进行切换，并且所述切换薄膜用于调整、释放或者锁止在用于所述流体的流入口（28）与流出口（30）之间的流体的通流，其中，所述切换薄膜（22）由具有氟和碳的聚合物材料构成，其中，所述至少一个壳体件（13、14）的开口横截面（40）被所述切换薄膜（22）封闭，

在径向外部在所述至少一个壳体件（13、14）处设置至少一个环绕的接合面（50、52），在所述接合面处所述切换薄膜（22）与所述至少一个壳体件（13、14）固定地并且流体密封地连接，

所述切换薄膜（22）的位于径向外部的接合区域（42）在面向所述接合面（50、52）的至少一侧处具有连接元件（44），所述连接元件与所述至少一个壳体件（13、14）材料闭合地和/或形状配合地连接，

所述切换薄膜具有碟形的扁平体，所述扁平体具有围绕中央的封闭区域的弯曲区域，所述弯曲区域在该切换薄膜进行切换时通过封闭区域相对于阀座在轴向方向上朝向所述阀座或者远离所述阀座的弯曲运动而移动，所述切换薄膜为此至少在所述弯曲区域中具有最高0.5mm的厚度。

2.根据权利要求1所述的单元，其中，连接元件（44）、壳体件（13、14）和/或切换薄膜（22）中的至少一个构件被构造为烧结件和/或3D打印件。

3.根据权利要求1所述的单元，其中，连接元件（44）和/或壳体件（13、14）和/或切换薄膜（22）中的至少两个构件被一体地构造。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其中，所述切换薄膜（22）至少在所述接合区域（42）的区域中具有至少一个被激活的表面，指向第一壳体件（13）的第一室（36）。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其中，所述至少一个壳体件（13、14）的接合面（50、52）在纵向方向（L）上锥形地或弯曲地构造。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其中，在所述至少一个壳体件（13、14）的接合面（50、52）的径向内部设置至少一个在径向上环绕的槽（54、56），所述槽在径向内部通过用于支撑所述切换薄膜（22）的边缘（58、60）在轴向活动时横向于所述开口横截面（40）被限界，其中，设置两个具有边缘（58、60）的轴向对置的和/或径向错位的槽（54、56）。

7.根据权利要求4所述的单元，其中，设置具有所述第一壳体件（13）和第二壳体件（14）的壳体（12），并且所述第一室（36）与第二室（38）被所述切换薄膜（22）流体密封地分离。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的单元，其中，所述具有氟和碳的聚合物材料是聚四氟乙烯。

9.用于将切换薄膜（22）与根据上述权利要求中任一项所述的单元（10）的壳体（12）的至少一个壳体件（13、14）流体密封地连接的方法，其中，所述切换薄膜（22）由具有氟和碳的聚合物材料构成，并且其中，在径向外部在所述至少一个壳体件（13、14）处设置至少一个环绕的接合面（50、52），在所述接合面处所述切换薄膜（22）与所述至少一个壳体件（13、14）固定地并且流体密封地连接，所述切换薄膜（22）的位于径向外部的接合区域（42）在面向接合面（50、52）的至少一侧处具有连接元件（44），所述连接元件在至少所述接合面（50、52）的区域中与所述至少一个壳体件（13、14）材料闭合地和/或形状配合地连接，所述切换薄膜具有碟形的扁平体，所述扁平体具有围绕中央的封闭区域的弯曲区域，所述弯曲区域在该切换薄膜进行切换时通过封闭区域相对于阀座在轴向方向上朝向所述阀座或者远离所述阀座的弯曲运动而移动，所述切换薄膜为此至少在所述弯曲区域中具有最高0.5mm的厚度，所述方法包括：

- 将所述连接元件（44）安装在所述切换薄膜（22）的接合区域（42）的区域中；

- 将具有所述连接元件（44）的所述切换薄膜（22）放置到所述至少一个壳体件（13、14）的接合面（50、52）上，并且与所述壳体件（13、14）连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，连接元件（44）、壳体件（13、14）和/或切换薄膜（22）中的至少一个构件通过烧结过程和/或3D打印过程形成。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，连接元件（44）、壳体件（13、14）和/或切换薄膜（22）中的至少两个构件通过一步式过程构造和/或一体地构造。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，通过下述方法中的至少一个方法预处理所述切换薄膜（22）的接合区域（42）：蚀刻、等离子处理、机械粗化、压印和打孔。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的单元（10）的使用，所述单元被用于内燃机的压力调节。

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