CN117136283A - 具有应答器的阀隔膜及生产方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种阀隔膜(100)，包括：边缘区域(102)，该边缘区域(102)布置在窄侧、特别是突出超过阀隔膜(100)的功能区域(106)的突出部，其中，边缘区域(102)的凹部从凹部的开口开始包括直径扩大部；以及塑料体(200)，该塑料体(200)包括应答器，并且该塑料体(200)的紧固部突出穿过开口，其中，通过在凹部的直径扩大部中实施的成形过程、特别是通过热堵缝，该紧固部的至少一个区域至少部分地填充直径扩大部。

Description

具有应答器的阀隔膜及生产方法

技术领域

本发明涉及一种阀隔膜及其生产方法。

背景技术

阀隔膜是公知的，并且用于关闭和打开阀体中的工艺流线。

为了识别目的，将应答器意义上的RFID芯片连接到隔膜是已知的。

现有技术的问题通过根据权利要求1和从属权利要求的阀隔膜以及通过从属权利要求的生产方法来解决。在从属权利要求、以下说明和附图中可以找到有利的改进。

发明内容

根据本说明书的第一方面，提供了一种阀隔膜，该阀隔膜包括：边缘区域，该边缘区域布置在窄侧、特别是突出超过阀隔膜的功能区域的突出部，其中，边缘区域的凹部从凹部的开口开始包括直径扩大部；以及

塑料体，该塑料体包括应答器，并且该塑料体的紧固部突出穿过开口，其中，通过在凹部的直径扩大部中实施的成形过程、特别是通过热堵缝，该紧固部的至少一个区域至少部分地填充直径扩大部。

特别是在其材料(例如PTFE)和材料特性限制紧固选项的薄壁阀隔膜或阀隔膜的情况下，只能将应答器连接到阀隔膜上。

有利的示例的特征在于，凹部是特别垂直于隔膜平面延伸的通道，并且具有另一开口，并且其中，塑料体基本上不突出超过另一开口或者塑料体在另一开口内封闭。

有利地，例如，另一隔膜(例如EPDM隔膜)可以布置在另一开口所在的一侧上。

有利的示例的特征在于，凹部是特别垂直于隔膜平面延伸的通道，并且具有另一开口，并且其中，阀隔膜的边缘区域的围绕另一开口的表面与塑料体的表面基本平齐。

除了改进的布置选项外，平齐设计还提高了清洁性。因此，该阀隔膜适用于高卫生要求。

有利的示例的特征在于，布置在凹部外部的塑料体的头部包括面向直径扩大部的抵接部，该抵接部抵靠边缘区域的抵接表面。

突出在阀隔膜的一侧的头部能够实现自锁定(positive locking)以将塑料体固定在阀隔膜上。

有利的示例的特征在于，头部的抵接部和至少部分地填充直径扩大部的紧固部的区域以自锁定方式将塑料体固定到边缘区域。

对于阀隔膜材料(例如PTFE)，自锁定是特别有利的。

有利的示例的特征在于，头部包括、特别是嵌入应答器。

有利地，布置在凹部外的应答器更容易阅读。应答器的保持与紧固件的功能去耦实现了构造自由度。特别地，薄壁阀隔膜的布置被设计为更简单。

有利的示例的特征在于，边缘区域的抵接表面相对于边缘区域的周围表面凹陷。

有利地，头部的外轮廓可以以这种方式被接收。

有利的示例的特征在于，头部的窄侧外轮廓至少在近侧方向上跟随假想柱体表面。

有利地，由于头部的旋转对准在生产和连接到边缘区域期间不是决定性的，因此具有生产优势。

有利的示例的特征在于，阀隔膜的主体由聚烯烃制成，例如聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯。

有利的示例的特征在于，塑料体、特别是其主体由聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚甲醛或聚丙烯制成。

本说明书的第二方面涉及根据第一方面的阀隔膜的生产方法。该方法包括：生产阀隔膜的主体，其中，直径扩大部被实现为盲孔，该盲孔在主体中具有内径，该内径至少部分地朝向盲孔的底部减小；在直径扩大部的区域中穿透、特别是冲压通道以形成凹部；在直径扩大部的区域中布置塑料体坯件的一个坯件紧固部，其中，紧固部被引导穿过开口；以及成形、特别是热堵缝坯件紧固部以生产紧固部的至少一个区域。

本说明书的第三方面涉及一种阀隔膜。该阀隔膜包括：边缘区域，该边缘区域布置在窄侧、特别是突出超过阀隔膜的功能区域的突出部；以及塑料体，该塑料体包括头部，该头部具有布置在其中的应答器，其中，布置在边缘区域内的紧固部从头部突出，并且其中，紧固部包括：至少两个第一自锁定部，该至少两个第一自锁定部布置在塑料体的中心纵向轴线的相对侧上并且在远侧方向上逐渐变窄；以及至少两个第二自锁定部，该至少两个第二自锁定部布置在塑料体的中心纵向轴线的相对侧上并且在近侧方向上突出。

这结合了不同形状的自锁定部，这提高了塑料体彼此结合的拉出强度。第一自锁定部确保在穿透时空腔的打开。第二自锁定部增加了拉出强度。

有利的示例的特征在于，在第一自锁定部的远侧方向上定向的表面各自与中心纵向轴线围成比在第二自锁定部的远侧方向上定向的表面与中心纵向轴向围成更小的角度、特别是至少小于10°的角度、特别是至少小于15°的角度。

有利地，在第一自锁定部的区域中减小了对穿透的阻力。因此，第二自锁定部增加了拉出阻力。

有利的示例的特征在于，紧固部的远端的表面在到相应的第一自锁定部的过渡中形成边缘，和/或其中，紧固部的远端的表面在到相应的第二自锁定部的过渡中不形成边缘。

边缘改善了弹性体材料的开口，以生产能够穿透塑料体的腔。

有利的示例的特征在于，在相应的第一自锁定部的远侧方向上定向的表面之后是在头部的方向上定向的表面，并且其中，在相应的第二自锁定部的远侧方向上定向的表面之后是在横向方向定向的表面。

在头部的方向上定位的表面提供拉出反作用力。一方面，在横向方向上定向的表面使得塑料体能够滑入弹性体中。另一方面，在侧表面和近侧表面之间设置有在头部的方向上定向的边缘。

有利的示例的特征在于，包括边缘区域的阀隔膜的主体由弹性体(例如三元乙丙橡胶)制成。

附图说明

图1示出了多部件隔膜的示意性立体图；

图2示出了在图1的示意性截面中包括通道的隔膜的边缘区域；

图3示出了在图1的示意性截面中布置在通道中的塑料体；

图4示出了流程示意图；

图5示出了另一塑料体的示意性立体图；

图6示出了另一塑料体的侧视图；以及

图7示出了另一塑料体的示意性截面。

具体实施方式

图1示出了多部件隔膜2的示意性立体图，该多部件隔膜2包括湿侧隔膜100和布置在干侧的隔膜500。因此，两部件隔膜2包括面向隔膜阀的阀体的第一隔膜100和面向隔膜阀的驱动器的第二隔膜500。两部件隔膜2被夹持在阀体和驱动器之间的横向区域(夹持区域)中。第一隔膜100也可以被称为隔膜罩。第一隔膜100包括例如合成的含氟聚合物(例如聚四氟乙烯)。第一隔膜100包括密封腹板，其中，第一隔膜100的密封腹板沿着致动轴线S移动并压在阀座上以封闭流体通道。当然，在其它实施例中也可以省略密封腹板。四个外部通孔用于穿过紧固装置，例如用于夹持隔膜2的双头螺栓，但是在其他实施例中可以省略这些。

以下说明涉及隔膜100，并参考图2至图4。

阀隔膜100包括边缘区域102，该边缘区域102布置在主体104的窄侧、特别是突出超过阀隔膜100的功能区域106的突出部。例如，功能区域106包括能够封闭和打开隔膜的折曲区域(flexing region)和用于横向夹持隔膜的夹持区域。边缘区域102的凹部108从凹部108的开口110开始包括直径扩大部112。

基本一体式塑料体200包括紧固部204，该紧固部204在安装状态下突出穿过开口110。在塑料体200的头部230中布置有应答器202。

紧固部204通过成形过程、特别是通过热堵缝形成，该成形过程在凹部108的直径扩大部112中实现。为此，紧固部204的至少一个区域206被成形。直径扩大部112至少部分地由紧固部204或其区域206填充。

应答器202存储例如阀隔膜100的电子标识符，该电子标识符可以通过无接触的读取装置读取。

凹部108是特别垂直于隔膜平面xy延伸的通道，并且具有另一开口120。塑料体200基本上不突出超过另一开口120，或者塑料体200在另一开口内封闭。在一个示例中，围绕另一开口120的阀隔膜100的边缘区域102的表面122基本平齐于塑料体200的表面222。

布置在凹部108外部的塑料体200的头部230包括面向直径扩大部112的抵接部232，该抵接部232抵接边缘区域132的抵接表面132。因此，头部230包括应答器202并将应答器202嵌入塑料材料中。

头部230的抵接部232和至少部分地填充直径扩大部112的紧固部204的区域206以自锁定方式将塑料体200固定到边缘区域102。

环形抵接表面132相对于边缘区域102的围绕头部230的表面134后退，从而形成用于头部230的近侧部分的接收区域136。通过凹陷抵接表面132，头部230以自锁定方式固定在隔膜平面xy中或平行于隔膜平面xy。连接通道154连接接收区域136和直径扩大部112。

头部230的窄侧外轮廓234至少在近侧方向上跟随假想柱体表面。

阀隔膜100的主体104(也可以被称为罩或隔膜罩)例如由聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯制成。塑料体200特别是其主体由聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚甲醛或聚丙烯制成。

作为图2至图4所示示例的替代方案，例如，凹部平行于隔膜的平面，并且开口位于窄侧。在该未示出的示例中，塑料体200的头部230位于隔膜100的窄侧或边缘区域102。因此，凹部不具有与开口110相对的开口，并且例如以盲孔的方式设计。在该示例中，例如，凹部的纵向轴线平行于隔膜平面xy。

为了生产阀隔膜100，执行以下步骤。阀隔膜100的主体104的生产402包括将直径扩大部112实现为盲孔，该盲孔在主体104中具有内径，该内径至少部分地朝向盲孔的底部减小。在直径扩大部112的区域中执行通道154的穿透404、特别是冲压以形成凹部108。塑料体坯件600的坯件紧固部690在直径扩大部112的区域中的布置406包括使紧固部602穿过开口110。执行坯件紧固部602的成形408、特别是热堵缝以便将紧固部204的至少一个区域206固定在直径扩大部112中。

在步骤404中，使用图5的塑料体600。直径扩大部112在体积上与图5的坯体紧固部690匹配，使得在热堵缝之后没有材料突出超过图2的开口120。

以下说明涉及图1中的隔膜500，并参考图1和图5至图7。

阀隔膜500包括布置在主体504的窄侧、特别是突出超过阀隔膜500的功能区域的突出部的边缘区域502。塑料体600包括头部630，该头部630具有布置在其中的应答器602。布置在边缘区域502内的紧固部604从头部630突出。头部630的远侧表面650是凹入地弯曲的。

在未示出的示例中，根据边缘区域102、502，突出部以彼此偏移例如180°的角度的方式布置。

紧固部604包括至少两个第一自锁定部610a、610b，该至少两个第一自锁定部610a、610b布置在塑料体600的中心纵向轴线U的相对侧上并且在远侧方向上逐渐变窄。此外，紧固部包括至少两个第二自锁定部620a、620b，该至少两个第二自锁定部620a、620b布置在塑料体600的中心纵向轴线U的相对侧上并且在近侧方向上突出。

相应的第一自锁定部610a、610b的表面612a、612b与中心纵向轴线U围成在20°至40°之间、特别是在25°至35°之间的范围的角度。

第二自锁定部620a、620b从紧固部604的远端倾斜地突出，并且第二自锁定部620a、620b相应的向远侧布置的表面622a、622b与中心纵向轴线围成在40°至60°之间、特别是在45°至55°之间的范围的角度。

在第一自锁定部610a、610b的远侧方向612a、612b上定向的表面各自与中心纵向轴线U围成比在第二自锁定部620a、620b的远侧方向622a、620b上定向的表面与中心纵向轴线U围成更小的角度、特别是至少小于10°的角度、特别是至少小于15°的角度。

紧固部604的远端的表面640在到相应的第一自锁定部610a、610b的过渡中形成边缘614a、614b。在xy截面中，远侧表面640基本上或几乎垂直于中心纵向轴线U延伸，并且仅具有小凸曲率。

紧固部604的远端的表面640在到相应的第二自锁定部620a、620b的过渡中不形成边缘，而是均匀地过渡。在xz平面中，远侧表面640是凸出地弯曲的。

在相应的第一自锁定部610a、610b的远侧方向上定向的表面612a、612b经由边缘与在头部630的方向上定向的表面616a、616b邻接。在相应的第二自锁定部620a、620b的远侧方向622a、622b上定向的表面经由边缘与在横向方向上定向的表面624a、624b邻接。侧表面624a、624b经由边缘与在头部630的方向上定向的相应表面626a、626b邻接，该表面626a、626b例如平行于相对的表面622a、622b而延伸，并且与紧固部的腹板部分(web portion)638一起打开空间，边缘区域的弹性体材料可穿透该空间。

截头圆锥部660在近侧方向上逐渐变窄，并连接腹板部分638和柱体头部630。该截头圆锥部660改进了头部与紧固部的连接。

包括边缘区域的阀隔膜500的主体504由弹性体(例如三元乙丙橡胶)制成。

Claims (16)

1.一种阀隔膜(100)，包括：

边缘区域(102)，所述边缘区域(102)布置在窄侧、特别是突出超过所述阀隔膜(100)的功能区域(106)的突出部，其中，所述边缘区域(102)的凹部(108)从所述凹部(108)的开口(110)开始包括直径扩大部(112)；以及

塑料体(200)，所述塑料体(200)包括应答器(202)，并且所述塑料体(200)的紧固部(204)突出穿过所述开口(110)，其中，通过在所述凹部(108)的所述直径扩大部(112)中实施的成形过程、特别是通过热堵缝，所述紧固部(204)的至少一个区域(206)至少部分地填充所述直径扩大部(112)。

2.根据权利要求1所述的阀隔膜(100)，其中，所述凹部(108)是特别垂直于隔膜平面(xy)延伸的通道，并且具有另一开口(120)，并且其中，所述塑料体(200)基本上不突出超过所述另一开口(120)，或者所述塑料体(200)在所述另一开口(120)内封闭。

3.根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，所述凹部(108)是特别垂直于所述隔膜平面(xy)延伸的通道，并且具有另一开口(120)，并且其中，围绕所述另一开口(120)的所述阀隔膜(100)的所述边缘区域(102)的表面(122)基本上平齐于所述塑料体(200)的表面(222)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，布置在所述凹部(108)外部的所述塑料体(200)的头部(230)包括面向所述直径扩大部(112)的抵接部(232)，所述抵接部(232)抵靠所述边缘区域(132)的抵接表面(132)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，所述头部(230)的所述抵接部(232)和至少部分地填充所述直径扩大部(112)的所述紧固部(204)的所述区域(206)以自锁定方式将所述塑料体(200)固定到所述边缘区域(102)。

6.根据权利要求4或5所述的阀隔膜(100)，其中，所述头部(230)包括所述应答器(202)，特别是嵌入所述应答器(202)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，所述边缘区域(132)的所述抵接表面(132)相对于所述边缘区域(102)的周围表面(134)凹陷。

8.根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，所述头部(230)的窄侧外轮廓(234)至少在近侧方向上并且至少部分地跟随假想柱体表面。

9.根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，所述阀隔膜(100)的主体(104)由聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯制成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)，其中，所述塑料体(200)、特别是所述塑料体(200)的所述主体由聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚醚酮、聚甲醛或聚丙烯制成。

11.一种生产根据前述权利要求中任一项所述的阀隔膜(100)的方法，其中，所述方法包括：

生产(402)所述阀隔膜(100)的所述主体(104)，其中，所述直径扩大部(112)被实现为盲孔，所述盲孔在所述主体(104)中具有内径，所述内径至少部分地朝向所述盲孔的底部减小；

在所述直径扩大部(112)的区域中穿透(404)通道(154)、特别是冲压通道(154)，以形成所述凹部(108)；

在所述直径扩大部(112)的所述区域中布置(406)塑料体坯件(600)的一个坯件紧固部(690)，其中，所述紧固部(602)被引导穿过所述开口(110)；以及

成形(408)、特别是热堵缝所述坯件紧固部(602)以在所述直径扩大部(112)中生成所述紧固部(204)的至少一个区域(206)。

12.一种阀隔膜(500)，包括

边缘区域(502)，所述边缘区域(502)布置在窄侧、特别是突出超过所述阀隔膜(500)的功能区域的突出部；以及

塑料体(600)，所述塑料体(600)包括头部(630)，所述头部(630)具有布置在其中的应答器(602)，其中，布置在所述边缘区域(502)内的紧固部(604)从所述头部(630)突出，并且其中，所述紧固部(604)包括：

至少两个第一自锁定部(610a、610b)，所述至少两个第一自锁定部(610a、610b)布置在所述塑料体(600)的中心纵向轴线(U)的相对侧上并且在远侧方向上逐渐变窄；以及

至少两个第二自锁定部(620a、620b)，所述至少两个第二自锁定部(620a、620b)布置在所述塑料体(600)的所述中心纵向轴线(U)的相对侧上并且在近侧方向上突出。

13.根据权利要求12所述的阀隔膜(500)，其中，在所述第一自锁定部(610a、610b)的所述远侧方向(612a、612b)上定向的表面各自与所述中心纵向轴线(U)围成比在所述第二自锁定部(620a、620b)的所述远侧方向(622a、622b)上定向的表面与所述中心纵向轴线(U)围成更小的角度、特别是至少小于10°的角度、特别是至少小于15°的角度。

14.根据权利要求12或13所述的阀隔膜(500)，其中，所述紧固部(604)的远端的表面(640)在到相应的第一自锁定部(610a、610b)的过渡中形成边缘(614a、614b)，和/或其中，所述紧固部(604)的所述远端的所述表面(640)在到相应的第二自锁定部(620a、620b)的过渡中不形成边缘。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的阀隔膜(500)，其中，在相应的第一自锁定部(610a、610b)的所述远侧方向(612a、612b)上定向的表面之后是在所述头部(630)的方向上定向的表面(616a、616b)，并且其中，在相应的第二自锁定部(620a、620b)的所述远侧方向(622a、622b)上定向的表面之后是在横向方向上定向的表面(624a、624b)。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的阀隔膜(500)，其中，包括所述边缘区域(102)的所述阀隔膜(500)的主体(504)由弹性体制成，所述弹性体例如是三元乙丙橡胶。