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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluiddruckvorrichtung
sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer Fluiddruckvorrichtung,
bei dem ein Verbinder mit einem Anschluss eines Ventilkörpers verbunden
wird. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Verbindung eine Fluiddruckvorrichtung
und ein Herstellungsverfahren hierfür, wobei ein Verbinder
durch Diffusionsverbinden mit dem Ventilkörper verbunden wird.
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Bisher
sind beispielsweise Fluiddruckvorrichtungen bekannt, bei denen ein
Rohrverbinder mit einer Buchse und einem Kopplungselement vorgesehen
ist, die miteinander verbunden und voneinander gelöst werden
können. Bei einem solchen Rohrverbinder sind die Buchse
und das Kopplungselement koaxial vorgesehen, wobei ein Fluiddurchgang
darin ausgebildet ist, durch welchen ein Druckfluid fließen kann.
In der Buchse ist innerhalb des Fluiddurchgangs ein Ventilstopfen
in einer axialen Richtung verschiebbar vorgesehen. Außerdem
ist in der Buchse zwischen dem Ventilstopfen und einer Innenwandfläche
der Buchse eine Feder vorgesehen, so dass der Ventilstopfen zu der
Seite des Kopplungselements vorgespannt wird und auf einem Ventilsitz
aufsitzt, welcher dem Fluiddurchgang zugewandt ist. Nach Einstecken
des Kopplungselements in die Buchse wird der Ventilstopfen entgegen
der Rückstellkraft der Feder gepresst, so dass der Ventilstopfen
von dem Ventilsitz abhebt und dadurch die Verbindung der Fluiddurchgänge
herstellt (vergleiche beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2005-344918 A ).
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Bei
dieser Art von Fluiddruckvorrichtung werden die Rohrverbinder an
in dem Ventilkörper ausgebildeten Anschlüssen
durch Anschrauben, Schweißen oder Löten angebracht.
Bei einer Fluiddruckvorrichtung 100, wie sie in 8 gezeigt ist,
ist ein Rohrverbinder 106 in eine Anschlussöffnung 104 eingesetzt,
die in einem Ventilkörper 102 ausgebildet ist. Der
Rohrverbinder 106 wird mit einer Öffnung des Anschlusses 104 des
Ventilkörpers 102 verschweißt, wodurch
ein Schweißabschnitt 108 ausgebildet wird.
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Wie
in 8 dargestellt ist, kommt es aber in dem Fall,
dass der Durchmesser der Anschlussöffnung 104 und
der Durchmesser des Rohrverbinders 106 nicht gleich sind,
beim Einsetzen des Rohrverbinders 106 in den Anschluss 104 dazu,
dass die Achsen der Anschlussöffnung 104 und des
Rohrverbinders 106 nicht miteinander übereinstimmen,
und eine Lücke 110 wird zwischen den beiden Elementen gebildet.
Dementsprechend kommt es zu Fluidansammlungen in der Lücke 110.
Außerdem besteht die Befürchtung, dass eine ausreichende
Verbindungsfestigkeit nicht gewährleistet werden kann.
Insbesondere dann, wenn der Ventilkörper 102 und
der Rohrverbinder 106 verschweißt werden, kann
zunächst eine Spindel (nicht dargestellt) in die Anschlussöffnung 104 eingesetzt
werden, wodurch die Positionierung des Rohrverbinders 106 erreicht
wird. Auch dann, wenn eine solche Spindel eingesetzt wird, kann
aber die Bildung von Lücken 110 nicht vermieden
werden. Beim Schweißen können zudem Gaseinflüsse
und Vertiefungen auftreten und es kann zu anderen Problemen kommen,
wie Schweißfehlern durch ungleichmäßiges
Verschweißen oder dergleichen. Schließlich ist
es notwendig, dass der Brenner eines Schweißwerkzeugs in
die Nähe des Schweißabschnitts 108 gebracht
wird, obwohl bis zu einem gewissen Grad ein Abstand zwischen dem
Brenner und dem Schweißabschnitt 108 verbleibt.
In dem Fall, dass ein Rohrverbinder 106 durch ein kurzes Kupplungselement
gebildet wird, tritt beim Anschweißen an den Ventilkörper 102 das
Problem auf, dass das Kopplungselement des Rohrverbinders 106 zu nahe
an den Ventilkörper 102 kommt, so dass die Durchführung
des Schweißvorgangs schwierig wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluiddruckvorrichtung
sowie ein Herstellungsverfahren hierfür vorzuschlagen,
wodurch die oben beschriebenen Nachteile vermieden und das Zurückhalten
von Fluiden so klein wie möglich gemacht wird. Das Auftreten
von Schweißdefekten soll vermieden und der Verbinder einfach
an dem Ventilkörper angebracht werden können,
auch wenn der Verbinder nur als kurzes Kopplungselement ausgestaltet ist.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
der Ansprüche 1 und 4 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer Fluiddruckvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung, bei dem ein Verbinder an einem in einem
Ventilkörper ausgebildeten Anschluss angebracht wird, umfasst die
Schritte des Einsetzens des Verbinders in die Anschlussöffnung
und des Aufbringens von Wärme, so dass zwischen dem Ventilkörper
und dem Verbinder eine Temperaturdifferenz erzeugt und der Verbinder mit
dem Ventilkörper durch Diffusionsverbinden verbunden wird.
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Vorzugsweise
umfasst hierbei der Schritt des Einsetzens des Verbinders in die
Anschlussöffnung das Pressen des Verbinders in einem Zustand,
in dem eine aufgeheizte Temperatur des Ventilkörpers höher
ist, als eine aufgeheizte Temperatur des Verbinders.
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Außerdem
kann ein Draht zwischen einem Ende des Verbinders und einer Wand
des Ventilkörpers, die die Anschlussöffnung bildet,
angeordnet werden, wobei der Draht während der Diffusionsverbindung
durch den Verbinder gepresst wird.
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Bei
einer Fluiddruckvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Verbinder mit einer in dem Ventilkörper
ausgebildeten Anschlussöffnung verbunden, wobei der in
die Anschlussöffnung eingesetzte Verbinder mit dem Ventilkörper
diffusionsverbunden ist. In diesem Fall ist vorzugsweise ein Ende des
Verbinders über einen in der Anschlussöffnung angeordneten
Draht mit dem Ventilkörper diffusionsverbunden, da hierdurch
der Verbinder besonders fest mit dem Ventilkörper verbunden
wird.
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Bei
der Fluiddruckvorrichtung und einem Herstellungsverfahren für
eine solche Fluiddruckvorrichtung wird der Verbinder in die Anschlussöffnung in
dem Ventilkörper eingesetzt und es erfolgt ein Aufheizen,
um eine Temperaturdifferenz zwischen dem Ventilkörper und
dem Verbinder herzustellen. Durch Diffusionsverbinden des Verbinders
in dem Ventilkörper können beide Elemente mit
hoher Genauigkeit verbunden werden. Als Folge hiervon kann die Luftdichtigkeit
oder Flüssigkeitsdichtigkeit an dem Verbindungsabschnitt
verbessert werden und das Zurückhalten von Fluiden kann
so klein wie möglich gehalten werden. Hierdurch kann eine
Fluiddruckvorrichtung mit hoher Haltbarkeit erreicht werden.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schnitt durch eine Fluiddruckvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 ist
ein Schnitt, der die Fluiddruckvorrichtung gemäß 1 mit
geöffnetem Ventil zeigt,
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3 ist
eine erläuternde Darstellung eines Falls, bei dem ein Ventilkörper
durch Hochfrequenzinduktionsheizen auf einer relativ zu einem Verbinder hohe
Temperatur aufgeheizt wird,
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4 ist
eine erläuternde Darstellung eines Falls, bei dem ein Verbinder
durch Hochfrequenzinduktionsheizen auf einer relativ zu einem Ventilkörper
hohe Temperatur aufgeheizt wird,
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5A und 5B sind
vergrößerte Teilschnitte, die Zustände
darstellen, in denen ein Verbinder mit einem Ventilkörper
diffusionsverbunden ist,
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6 ist
eine erläuternde Darstellung der Aufheizung eines Verbinders
und eines Ventilkörpers mit Hilfe einer Heizung,
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7A ist
ein vergrößerter Teilschnitt, wobei ein Draht
mit einem kreisförmigen Querschnitt zur Diffusionsverbindung
zwischen einem Ventilkörper und einem Verbinder angeordnet
ist,
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7B ist
ein vergrößerter Teilschnitt, wobei ein Draht
mit einem rechteckigen Querschnitt zur Diffusionsverbindung zwischen
dem Ventilkörper und dem Verbinder angeordnet ist, und
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8 ist
ein vergrößerter Teilschnitt durch eine herkömmliche
Fluiddruckvorrichtung, bei welcher ein Verbinder mit einem Ventilkörper
verbunden ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachfolgend
wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist ein
Schnitt durch eine Fluiddruckvorrichtung 10, während 2 ein
Schnitt durch die Fluiddruckvorrichtung gemäß 1 ist,
wobei das Ventil in offenem Zustand dargestellt ist.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst die
Fluiddruckvorrichtung 10 einen Ventilkörper 12,
ein Gehäuse 14, eine Abdeckung 16 und
einen Ventilmechanismus 18. Der Ventilmechanismus 18 umfasst
einen Kolben 20, einen Ventilstopfen 22, der mit
dem Kolben 20 verschraubt ist, und einen Ringkörper 24,
der dazu dient, einen Abschnitt des Ventilstopfens 22 zu
führen.
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Der
Ventilkörper 12 weist einen Einlassanschluss 26,
durch welchen ein Druckfluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle
zugeführt wird, einen Auslassanschluss 28, durch
welchen das Druckfluid abgeführt wird, und einen Verbindungsdurchgang 30 auf,
der eine Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 26 und
dem Auslassanschluss 28 herstellt. Ein Ventilsitz 36,
auf welchem der Ventilstopfen 22 aufsitzt, ist in dem Verbindungsdurchgang 30 ausgebildet.
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Der
Einlassanschluss 26 und der Auslassanschluss 28 sind
entlang einer geraden Linie angeordnet, wobei der Verbindungsdurchgang 30 dazwischen
angeordnet ist. Eine Einlassöffnung 34 ist an einem äußeren
Ende des Einlassanschlusses 26 ausgebildet, während
an einem äußeren Ende des Auslassan schlusses 28 eine
Auslassöffnung 36 ausgebildet ist. In der Einlassöffnung 34 ist
ein Verbinder 38a durch Diffusionsverbinden angebracht.
Ein anderer Verbinder 38b ist durch Diffusionsverbinden
in der Auslassöffnung 36 angebracht.
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Der
obere Abschnitt des Ventilkörpers 12 weist eine
rohrförmige Gestalt auf. Der Ventilkörper 12 und
das Gehäuse 14 werden miteinander durch Einsetzen
eines ringförmigen unteren Endes 40 des Gehäuses 14 entlang
einer inneren Umfangfläche des Ventilkörpers 12 verbunden.
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Der
obere Abschnitt des Gehäuses 14 weist eine rohrförmige
Gestalt auf, wobei in dem Gehäuse 14 eine Kolbenkammer 42 ausgebildet
ist, in welcher ein Kolben 20 in einer axialen Richtung
verschiebbar angeordnet ist. Ein Stoßdämpfungselement 44 ist
in einer Ringnut in einer Endfläche des Gehäuses 14, die
der Kolbenkammer 42 zugewandt ist, angebracht. Im Einzelnen
wird der in der Kolbenkammer 42 angeordnete Kolben 20 zu
der Seite des Ventilkörpers 12 (in der Richtung
des Pfeils B) verschoben, wodurch Stöße durch
Anschlagen der unteren Fläche des Kolbens 20 an
dem Stoßdämpfungselement 44 gepuffert
und gedämpft werden.
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Der
Kolben 20 weist eine im Querschnitt T-förmige
Gestalt auf und umfasst einen Abschnitt 46 mit großem
Durchmesser, der an einer inneren Wandfläche der Kolbenkammer 42 in
dem Gehäuse 14 anliegt, und einen Abschnitt 50 mit
kleinem Durchmesser, der nach unten (in der Richtung des Pfeils
B) von dem Abschnitt 46 mit großem Durchmesser
vorsteht. Der Abschnitt 50 mit kleinem Durchmesser ist durch
eine Kolbenöffnung 48, die im Wesentlichen zentral
in dem Gehäuse 14 angeordnet ist, eingesetzt.
Eine Kolbendichtung 52 ist in einer Ringnut an der äußeren
Umfangsfläche des Abschnitts 46 mit großem
Durchmesser angebracht, wodurch durch Anlage der Kolbendichtung 52 an
der inneren Wandfläche der Kolbenkammer 42 die
Kolbenkammer 42 luftdicht abgedichtet wird. In einem im
Wesentlichen zentralen Abschnitt des Abschnitts 50 mit kleinem Durchmesser
ist eine Gewindeöffnung 54 ausgebildet, in welche
der Ventilstopfen 22 eingeschraubt wird. Außerdem
sind eine Kolbendichtung 56 und ein O-Ring 57 in
Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche
des Abschnitts 50 mit kleinem Durchmesser angebracht, wodurch
durch Anlage der Kolbendichtung 56 und des O-Rings 57 an
der Kolbenöffnung 48 die Kolbenkammer 42 luftdicht
abgedichtet wird.
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Der
Ventilstopfen 22 besteht beispielsweise aus einem Harz-
oder Kunststoffmaterial und weist ein scheibenförmiges
Ventil 58, das auf dem Ventilsitz 32 aufsetzbar
ist, einen Schaftabschnitt 60, der sich im Wesentlichen
von der Mitte des Ventils 58 in der Richtung des Pfeils
A erstreckt und an seiner äußeren Umfangsfläche
ein Gewinde aufweist, und einen Mantelabschnitt 62 auf,
der sich von einer äußeren Kante des Ventils 58 radial
nach außen erstreckt. Eine äußere Kante
des Mantelabschnitts 62 wird zwischen dem Ventilkörper 12 und
dem Gehäuse 14 ergriffen und gehalten.
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Der
Ringkörper 24 umfasst einen zylindrisch geformten
Abschnitt zwischen dem Ventilstopfen 22 und dem Kolben 20,
der an einer äußeren Umfangsseite des Schaftabschnitts 60 des
Ventilstopfens 22 ausgebildet ist, wobei sein unteres Ende
im Wesentlichen parallel zu dem Mantelabschnitt 62 radial
nach außen gebogen ist. Wenn der Ventilstopfen 22 verschoben
wird, kann der Ringkörper 24 gemeinsam mit dem
Ventilstopfen 22 verschoben werden.
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Zwischen
dem Ringkörper 24 und dem Mantelabschnitt 62 des
Ventilstopfens 22 ist ein Schutzelement 64 angeordnet.
Das Schutzelement 64 besteht beispielsweise aus einem elastischen
Material, wie Gummi oder dergleichen, und steht in engem Kontakt
mit dem dünnwandigen Mantelabschnitts 62. In dem
Fall, dass der Mantelabschnitt 62 gebogen wird, was mit
einer Verschiebung des Ventilstopfens 22 verbunden ist,
wird hierdurch der Mantelabschnitt 62 geschützt.
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Durch
Verschiebung des Ventilstopfens 22 in der Richtung des
Pfeils B wird das Ventil 58 auf dem Ventilsitz 32 des
Ventilkörpers 12 aufgesetzt, wodurch das Ventil
geschlossen und die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 26 und
dem Auslassanschluss 28 unterbrochen wird. Durch Verschiebung
des Ventilstopfens 22 in der Richtung des Pfeils A hebt
umgekehrt das Ventil 58 von dem Ventilsitz 32 des
Ventilkörpers 12 ab, wodurch das Ventil geöffnet wird
und der Einlassanschluss 26 und der Auslassanschluss 28 über
den Vebindungsdurchgang 30 miteinander verbunden werden.
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Eine
erste Anschlussöffnung 66, die mit der Kolbenkammer 42 in
Verbindung steht, und eine zweite Anschlussöffnung 70,
die mit einer Kammer 68 in Verbindung steht, in welcher
der Ringkörper 24 angeordnet ist, sind in einer äußeren
Umfangsfläche des Gehäuses 14 ausgebildet.
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An
einer inneren Seite der Abdeckung 16 ist ein zylindrischer
Abschnitt 72 ausgebildet. Das Gehäuse 14 und
die Abdeckung 16 werden miteinander verbunden, indem der
zylindrische Abschnitt 72 entlang einer inneren Umfangsfläche
an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 14 eingesetzt
wird. In einem unteren Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 72 ist
ein Stoßdämpfungselement 74 angebracht. Dementsprechend
wird der Kolben 20 in der Richtung des Pfeils A verschoben
und hierdurch verursachte Stöße werden durch Anschlagen
der oberen Fläche des Kolbens 20 an dem Stoßdämpfungselement 74 gepuffert.
Außerdem ist eine Dichtung 76 in einer Ringnut
an einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen
Abschnitts 72 angebracht. Die Dichtung 76 liegt
an der inneren Wandfläche des Gehäuses 14 an,
wodurch eine Kammer 78 luftdicht abgeschlossen wird. Eine
Feder 80, die den Kolben 20 vorspannt, ist in
der Kammer 78 zwischen der Abdeckung 16 und dem
Kolben 20 angeordnet.
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Die
Fluiddruckvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Außerdem ist ein Verbinder 38a durch
Diffusionsverbinden in der Einlassöffnung 34 des
Einlassanschlusses 26 angebracht, und ein Verbinder 38b ist
durch Diffusionsverbinden in einer Auslassöffnung 36 des
Auslassanschlusses 28 angebracht.
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Im
Hinblick auf die Diffusionsverbindung der Verbinder 38a, 38b mit
dem Ventilkörper 12 tritt ein Fall auf, bei dem
der Ventilkörper 12 auf einer relativ zu dem Verbinder 38a (38b)
(nachfolgend vereinfacht als "Verbinder 38" bezeichnet)
hohe Temperatur aufgeheizt wird. Es tritt auch ein anderer Fall
auf, bei dem der Verbinder 38 auf eine gegenüber
dem Ventilkörper 12 hohe Temperatur aufgeheizt
wird. 3 ist eine erläuternde Darstellung eines
Falls, bei dem der Ventilkörper 12 durch Hochfrequenzinduktionsheizen
auf eine gegenüber dem Verbinder 38 hohe Temperatur
aufgeheizt wird. 4 zeigt eine erläuternde
Darstellung eines Falls, bei dem der Verbinder 38 mittels
Hochfrequenzinduktionsheizen auf eine gegenüber dem Ventilkörper 12 hohe
Temperatur aufgeheizt wird. Außerdem sind die 5a und 5b vergrößerte
Teilschnitte von Zuständen, bei denen der Verbinder 38 mit
dem Ventilkörper 12 verbunden (verklebt) ist.
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In
dem Fall, dass der Ventilkörper 12 auf eine höhere
Temperatur aufgeheizt wird als der Verbinder 38, wie es
in 3 dargestellt ist, wird der Ventilkörper 12,
ohne dass er mit dem Gehäuse 14 verbunden wäre,
in eine Hochfrequenzinduktionsheizspule 82a eingesetzt.
Die Zahl der Windungen der Spule 82a pro Einheitslänge
eines Abschnitts mit einer Länge L1 von dem Bodenflächenabschnitt
des Einlassanschlusses 26 zu dem Bodenflächenabschnitt
des Auslassanschlusses 28 ist größer
als die Zahl der Windungen pro Einheitslänge von Abschnitten
einer Länge L2 der Verbinder 38, die in den Ventilkörper 12 eingesetzt
sind. Durch Ändern der Zahl der Windungen in dieser Weise
werden an den Ventilkörper 12 Wirbelströme
in der Länge L1 in größerem Maße
erzeugt als die Wirbelströme, die an den Verbindern 38 in
der Strecke L2 erzeugt wer den. Dadurch kann der Ventilkörper 12 auf
eine höhere Temperatur aufgeheizt werden als die Verbinder 38.
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Wenn
der Ventilkörper 12 auf einer höhere Temperatur
aufgeheizt wird als der Verbinder 38, so wird ein erweiterter
Durchmesser der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36),
die in dem Ventilkörper 12 ausgebildet ist, größer
als der erweiterte Durchmesser des Verbinders 38, was dazu
führt, dass zwischen der inneren Umfangsfläche
der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
und der äußeren Umfangsfläche des Verbinders 38 eine
kleine thermische Belastung erzeugt wird. Als Folge hiervon tritt
zwischen der inneren Umfangsfläche der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
und der äußeren Umfangsfläche des Verbinders 38 keine
signifikante Diffusionsverbindung auf. Durch Pressen des Verbinders 38 in
der Richtung des Pfeils C tritt ein Diffusionsverbinden derart auf,
dass eine Verbindungsfläche 84a zwischen einem
Ende des Verbinders 38 in der Richtung des Pfeils C und
einer Bodenfläche der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
ausgebildet wird. Hierdurch wird der Verbinder 38 mit dem
Ventilkörper 12 verbunden (vergleiche 5A).
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In
dem Fall, dass der Verbinder 38 auf eine höhere
Temperatur aufgeheizt wird als der Ventilkörper 12,
wie es in 4 gezeigt ist, ist an der Hochfrequenzinduktionsheizspule 82b die
Zahl der Windungen der Abschnitte der Länge L2 größer
als die Zahl der Windungen des Abschnitts der Länge L1.
Durch Ändern der Zahl der Windungen auf diese Weise werden
in den Verbindern 38 über die Länge L2
größere Wirbelströme erzeugt als die
Wirbelströme, die an dem Ventilkörper 12 über
die Länge L1 erzeugt werden. Dadurch kann der Verbinder 38 auf
eine höhere Temperatur aufgeheizt werden als der Ventilkörper 12.
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Wenn
der Verbinder 38 auf eine höhere Temperatur aufgeheizt
wird als der Ventilkörper 12, wird ein erweiterter
Durchmesser des Verbinders 38 größer
als ein erweiterter Durchmesser der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36),
die in dem Ventilkörper 12 ausgebildet ist. Dies
führt dazu, dass zwischen der inneren Umfangsfläche
der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
und der äußeren Umfangsfläche des Verbinders 38 eine
große thermische Belastung erzeugt wird. Als Folge hiervon
tritt eine solche Diffusionsverbindung auf, dass eine Verbindungsfläche 84b zwischen
der inneren Umfangsfläche der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
und der äußeren Umfangsfläche des Verbinders 38 ausgebildet
wird, wodurch der Verbinder 38 in einem hermetisch abgedichteten
Zustand mit dem Ventilkörper 12 verbunden wird
(vergleiche 5B). Dementsprechend kann der
Verbinder 38 mit dem Ventilkörper 12 verbunden
werden, ohne den Verbinder 38 in der Richtung des Pfeils
C zu pressen, wie es bei dem oben beschriebenen Verfahren der Fall
war, bei welchem der Ventilkörper 12 auf eine
höhere Temperatur aufgeheizt wurde als der Verbinder 38.
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Außerdem
ist es bei dem Verfahren, bei dem der Verbinder 38 auf
eine höhere Temperatur aufgeheizt wird als der Ventilkörper 12,
selbstverständlich auch möglich, eine Verbindungsfläche 84a zwischen einem
Ende des Verbinders 38 in der Richtung des Pfeils C und
einer Bodenfläche der Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
herzustellen, indem der Verbinder 38 in der Richtung des
Pfeils C gepresst wird, wie es in 5A gezeigt
ist.
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Während
des Verbindens des Verbinders 38 mit dem Ventilkörper 12 durch
Herstellen einer aufgeheizten Temperaturdifferenz zwischen dem Ventilkörper 12 und
dem Verbinder 38 kann die Art der diffusionsverbundenen
Fläche entsprechend dem Zweck und dem vorgesehenen Einsatzgebiet
der Fluiddruckvorrichtung 10 nach Wahl angepasst werden.
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In
dem Fall, dass der Ventilkörper 12 und der Verbinder 38 aus
Stahlmaterialien hergestellt sind, ist es außerdem notwendig,
dass beide Elemente auf einen Temperaturbereich zwischen 800°C
und 1100°C aufgeheizt werden. Zusätzlich muss
zwischen den beiden Elementen die oben beschriebene Temperaturdifferenz
hergestellt werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Hochfrequenzinduktionsheizung
zum Aufheizen des Ventilkörpers 12 und der Verbinder 38 beschränkt,
solange die erforderlichen Temperaturdifferenzen zwischen den beiden
Elementen hergestellt werden können. Wie in 6 dargestellt
ist, können der Ventilkörper 12 und die
Verbinder 38 auch durch Heizungen 86a, 86b aufgeheizt
werden, die unterschiedliche Wärmemengen abgeben. Soll
der Ventilkörper 12 auf eine höhere Temperatur
aufgeheizt werden als die Verbinder 38, so wird die Wärmeabgabe
der Heizung 86a, die in der Nähe des Ventilkörpers 12 angeordnet
ist, größer eingestellt als die Wärmeabgabe
der Heizungen 86b, die in der Nähe der Verbinder 38 angeordnet
sind. Sollen dagegen die Verbinder 38 auf eine höhere
Temperatur aufgeheizt werden als der Ventilkörper 12,
so wird die Wärmeabgabe der Heizungen 86b, die
in der Nähe der Verbinder 38 angeordnet sind,
größer eingestellt als die Wärmeabgabe
der Heizung 86a, die in der Nähe des Ventilkörpers 12 angeordnet
sind.
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Die
Fluidvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben
aufgebaut. Als nächstes wird die Betriebsweise der Fluiddruckvorrichtung 10 erläutert.
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1 zeigt
einen Zustand mit geschlossenem Ventil, in dem der Ventilstopfen 22 zu
der Seite des Ventilsitzes 32 (in der Richtung des Pfeils
B) verschoben ist und die Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 26 und
dem Auslassanschluss 28 unterbrochen ist. Außerdem
werden vorab nicht dargestellte Leitungen mit dem Einlassanschluss 26 und dem
Auslassanschluss 28 verbunden.
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In
einem solchen Zustand mit geschlossenem Ventil wird dann, wenn der
Kolbenkammer 42 von dem ersten Anschluss 66 Fluid
zugeführt wird, der Kolben 20, der durch die Feder 80 in
der Richtung des Pfeils B gepresst wird, in der Richtung des Pfeils A
verschoben. Mit der Verschiebung des Kolbens 20 wird der
Ventilstopfen 22 in der Richtung des Pfeils A verschoben,
wobei der Mantelabschnitt 62 gebogen wird, und das Ventil 58 hebt
von dem Ventilsitz 32 ab. Dies führt dazu, dass
ein Zustand mit offenem Ventil hergestellt wird, in dem der Einlassanschluss 26 und der
Auslassanschluss 28 über den Verbindungsdurchgang 30 miteinander
kommunizieren.
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Wird
die Zufuhr von Fluid von dem ersten Anschluss 66 zu der
Kolbenkammer 42 fortgeführt, so schlägt
die obere Fläche des Kolbens 20 an dem Stoßdämpfungselement 74,
dass an den zylindrischen Abschnitt 72 ausgebildet ist,
an, so dass der vollständig geöffnete Zustand,
in dem eine Verschiebung des Kolbens 20 und des Ventilstopfens 22 in der
Richtung des Pfeils A begrenzt ist, erreicht wird.
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In
dem oben beschriebenen geöffneten Zustand (vergleiche 2)
wird als nächstes das Fluid über den ersten Anschluss 66 aus
der Kolbenkammer 42 abgelassen, wodurch der Kolben 20 aufgrund der
durch die Feder 80 auf den Kolben 20 ausgeübten
Rückstellkraft in der Richtung des Pfeils B verschoben
wird. Mit der Verschiebung des Kolbens 20 wird der Ventilstopfen 22 in
der Richtung des Pfeils B verschoben, wobei der Mantelabschnitt 62 gebogen wird,
und das Ventil 58 setzt auf dem Ventilsitz 32 auf. Hierdurch
wird ein geschlossener Zustand erreicht, in dem die Verbindung zwischen
dem Einlassanschluss 26 und dem Auslassanschluss 28 über
den Verbindungsdurchgang 30 unterbrochen ist.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist bei der Fluiddruckvorrichtung 10 gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Verbinder 38a in
die Einlassanschlussöffnung 26 eingesetzt, und
der Verbinder 38b ist in die Auslassanschlussöffnung 28 eingesetzt.
Durch Aufbringen von Wärme, so dass zwischen dem Ventilkörper 12 und
dem Verbinder 38a (38b) eine Temperaturdifferenz
entwickelt wird, werden der Ventilkörper 12 und
der Verbinder 38a (38b) diffusionsverbunden. Im
Einzelnen wird eine Verbindung erreicht, bei welcher der Verbinder 38a in
den Einlassanschluss 26 eingesetzt ist und bei der der Verbinder 38b in
den Auslassanschluss 28 eingesetzt ist. Durch Diffusionsverbinden
des Ventilkörpers 12 mit dem Verbinder 38a (38b)
können beide Elemente zuverlässig und mit hoher
Genauigkeit miteinander verbunden werden. Hierdurch kann die Luftdichtigkeit
oder die Flüssigkeitsdichtigkeit verbessert werden und
das Zurückhalten von Fluiden wird vermieden. Da die Verbinder 38 in
die Einlassöffnung 34 (Auslassöffnung 36)
eingesetzt sind und das Diffusionsverbinden durchgeführt
wird, kann auch in dem Fall, dass ein Verbinder 38 eingesetzt
wird, der durch ein kurzes Kopplungselement gebildet wird, der Verbinder 38 einfach
mit dem Ventilkörper 12 verbunden werden. Hierdurch
können als Verbinder 38 Verbinder mit unterschiedlicher
Form, beispielsweise Verbinder, die Flansche aufweisen, oder Verbinder,
die durch kurze Kopplungselemente oder dergleichen gebildet werden,
mit dem Ventilkörper 12 verbunden werden.
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Bei
der oben beschriebenen Fluiddruckvorrichtung 10 erfolgt
die Diffusionsverbindung direkt an dem Ventilkörper 12 und
den Verbindern 38. Es ist aber auch möglich, zunächst
Drähte zwischen den Bodenflächen (an dem Wandabschnitt
des Ventilkörpers 12) der Einlassöffnung 34 in
dem Einlassanschluss 26 und der Auslassöffnung 36 in
dem Auslassanschluss 28 des Ventilkörpers 12 anzuordnen
und dann die Verbinder 38 einzusetzen, woraufhin die Diffusionsverbindung
durchgeführt wird. 7A zeigt einen
Fall, in dem ein Draht 88a mit einem kreisförmigen
Querschnitt so angeordnet wird, während 7B einen
Fall zeigt, in dem ein Draht 88b mit einem rechteckigen
Querschnitt so angeordnet ist. Durch Anordnen der Drähte
in dieser Weise und Pressen der Verbinder 38 in Richtung
des Pfeils C werden der Ventilkörper 12 und der
Verbinder 38 über die Drähte 88a, 88b diffusionsverbunden.
In dem Fall, dass die Drähte 88a einen kreisförmigen Querschnitt
haben, werden die Belastungen erhöht, da der Kon taktbereich
zwischen dem Draht 88a, dem Ventilkörper 12 und
dem Verbinder 38 klein ist, und es ist eine zuverlässigere
Diffusionsverbindung möglich.
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Obwohl
die oben beschriebene Fluiddruckvorrichtung 10 anhand eines
Zweiwegeventils erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf ein solches Zweiwegeventil beschränkt. Vielmehr
ist es auch möglich, einen Regler oder einen Filter entsprechend
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung auszugestalten.
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Obwohl
bei der oben beschriebenen Ausführungsform sowohl der Ventilkörper 12 als
auch die Verbinder 38 aus dem gleichen Metallmaterial ausgebildet
wurden, ist es selbstverständlich möglich, dass auch
unterschiedliche Metalle eingesetzt werden. Hinsichtlich der Art
der zu verwendenden Metalle besteht keine besondere Beschränkung.
Vorzugsweise werden jedoch Stähle, Kupferlegierungen und
Nickellegierungen eingesetzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-344918
A [0002]