DE102011076260B4 - Ventilkörperanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Ventil mit der Ventilkörperanordnung - Google Patents

Ventilkörperanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Ventil mit der Ventilkörperanordnung Download PDF

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Abstract

Eine Ventilkörperanordnung für ein Hydraulik- oder Pneumatikventil (10) umfasst zwei Elemente (1, 2) zwischen denen ein Ventilkörper (4) gehalten wird. Die beiden Elemente (1, 2) sind in einem ersten Bereich (6) miteinander verschweißt, vorzugsweise im Laserdurchstrahlverfahren, und klemmen den Ventilkörper (4) in einem zweiten Bereich (4b) mit einer Kraft (F).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil, wie es insbesondere in Hydraulik- und Pneumatikanlagen zum Einsatz kommen kann, und betrifft insbesondere eine Ventilkörperanordnung für ein solches Ventil sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Hydraulische und pneumatische Strömungsventile umfassen zumindest einen Druck- bzw. Strömungseingang, zumindest einen Druck- bzw. Strömungsausgang und zumindest einen Ventilkörper, mit dem ein oder mehrere Eingänge und/oder Ausgänge verschließbar sind. Der Ventilkörper wird dazu in einem Ventilgehäuse in geeigneter Weise gehalten, wobei Aktuatoren – wie beispielsweise eine Vorspannfeder – dazu dienen können, den Ventilkörper in Abhängigkeit von Drücken und Strömungskräften in einer vorgegebenen, beispielsweise geschlossenen, Lage zu halten.
  • Je nach Art des Ventilkörpers bedarf es besonderer Maßnahmen, den Ventilkörper im Ventilgehäuse in der gewünschten Position zu halten. Während der Ventilkörper in der Regel eine definierte Position einnimmt, solange er zum Beispiel von einer Vorspannfeder gegen eine Durchlassöffnung in Verschlussstellung gehalten wird, so kann er eine undefinierte Position einnehmen, sobald die Strömungskräfte die Federvorspannkraft überwinden. Diese Problematik tritt beispielsweise bei flächigen Ventilkörpern auf, wie zum Beispiel Dichtungsscheiben. Um eine zuverlässige Position derartiger Ventilkörper in jeder Schließ- und Öffnungslage sicherzustellen, wird der Ventilkörper örtlich zwischen zwei Teilen des Ventilgehäuses fixiert. So ist es bekannt, Dichtungsscheiben in ihrem Randbereich zwischen zwei Teilen des Ventilgehäuses festzuklemmen, während der zentrale Teil der Dichtungsscheibe federvorgespannt einen Strömungseinlass verschließt und bei Überwindung der Federvorspannkraft auslenkt und einen Strömungsweg freigibt. Konkret ist es in diesem Zusammenhang bekannt, die Dichtungsscheibe in einer Vertiefung des beispielsweise aus Aluminiumguss hergestellten Ventilgehäuses mittels eines in dieser Vertiefung kaltverstemmten Bauelements derart festzuklemmen, dass es die notwendigen Ventilbewegungen mitmacht, ohne sich dabei unkontrolliert in dem Ventilgehäuse zu verschieben. Die Klemmkräfte sind jedoch nur schwierig einzustellen und auch die zuverlässige Abdichtung zwischen den beiden Bauelementen ist problematisch.
  • Aus der EP 1 762 762 A2 ist eine Ventilkörperanordnung bekannt, die zwei Elemente umfasst. Die Elemente können aus Kunststoff oder Metall bestehen und werden mittels Schweißen, insbesondere Laserverschweißen, Klemmen oder Spannen fest miteinander verbunden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Ventilkörperanordnung in herstellungstechnischer Hinsicht zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ventilkörperanordnung und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Ventilkörperanordnung mit einem zwischen zwei Elementen gehaltenen Ventilkörpers wird der Ventilkörper zunächst in einem ersten Bereich zwischen den beiden Elementen angeordnet und zwar derart, dass die beiden Elemente in einem davon verschiedenen zweiten Bereich unmittelbar aneinandergrenzen. In diesem unmittelbar aneinandergrenzenden zweiten Bereich werden die beiden Elemente dann in einem Urformprozess derart miteinander verbunden, dass der Ventilkörper zwischen den beiden Elementen in dem ersten Bereich zuverlässig gehalten wird.
  • Das Verbinden der beiden Elemente im Urformprozess umfasst insbesondere das Verschweißen der beiden Elemente miteinander in dem Sinne, dass die beiden Elemente an ihrer Oberfläche aufschmelzen und miteinander verschmelzen, so dass sie nach ihrer Abkühlung stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der Urformprozess kann sich aber auch auf nur eines der beiden Elemente beziehen in dem Sinne, dass die Oberfläche eines der beiden Elemente aufgeschmolzen wird und in Poren und/oder Hinterschneidungen an der Oberfläche des anderen Elements hineinfließt, so dass sich eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Elementen ergibt. Selbstverständlich ist auch eine Kombination dieser beiden Mechanismen in der Weise möglich, dass auch das mit Poren oder Hinterschneidungen versehene Element zumindest teilweise aufschmilzt und mit dem Material des anderen Elements verschmilzt.
  • Im Anschluss an den Urformprozess, das heißt nach erfolgtem Abkühlen, sind die beiden Elemente fest miteinander verbunden und können nicht ohne Zerstörung voneinander getrennt werden. Dadurch wird der Ventilkörper ortsfest zwischen den beiden Elementen gehalten. Dies kann auf vielfältige Weise geschehen, beispielsweise formschlüssig und vorzugsweise kraftschlüssig. Im Falle einer formschlüssigen Halterung können beispielsweise Aussparungen in dem Ventilkörper vorgesehen sein, in die das eine und/oder andere Element eingreifen, wenn der Ventilkörper zwischen den beiden Elementen angeordnet wird. Im Falle einer scheibenförmigen Dichtung kann so das Verrutschen der Dichtungsscheibe zum Beispiel in seitlicher Richtung vermieden werden, ohne dass die Beweglichkeit der Dichtungsscheibe in senkrechter Richtung blockiert wird.
  • Die Erfindung eignet sich aber besonders für eine kraftschlüssige Halterung des Ventilkörpers zwischen den beiden Elementen derart, dass der Ventilkörper zwischen den beiden Elementen eingeklemmt wird. Dazu wird während des Verbindens im Urformprozess bzw. während des Aufschmelzens eine Kraft auf die beiden Elemente ausgeübt, die durch das Abkühlen und den Wiedereintritt des aufgeschmolzenen Materials in die feste Phase sozusagen ”eingefroren” wird. Der Ventilkörper bleibt dann zwischen den beiden Elementen mit genau der Kraft auf Dauer eingeklemmt, mit der die beiden Elemente und der dazwischen angeordnete Ventilkörper beim Urformprozess gegeneinander verspannt wurden. Die Haltekraft bzw. Klemmkraft kann somit in einfacher Weise voreingestellt werden.
  • Dazu bieten sich wiederum zahlreiche Möglichkeiten an, von denen nachfolgend zwei bevorzugte Varianten näher erläutert werden. Gemäß der einen Variante liegt die Verbindungsgrenzfläche, an der die beiden Elemente miteinander verschweißt werden, senkrecht zu der Richtung der Haltekraft, mit der der Ventilkörper zwischen den beiden Elementen gehalten wird. Um in dieser Situation die auf den Ventilkörper wirkende Haltekraft zu erhöhen, müssen die beiden Elemente aufeinander zu bewegt werden. Dies kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass das beim Urformprozess aufgeschmolzene Material zum Beispiel zur Seite hin verdrängt wird.
  • Alternativ kann die Verbindungsgrenzfläche bzw. Schweißgrenzfläche zwischen den beiden Elementen parallel zu der Haltekraftrichtung liegen, mit der der Ventilkörper zwischen den beiden Elementen gehalten wird. Die beiden Elemente gleiten dann im Bereich der Verbindungsgrenzfläche aneinander vorbei und klemmen den Ventilkörper an anderer Stelle mit der Haltekraft zwischen sich ein. Diese Haltekraft wird ”eingefroren” sobald die beiden Elemente an der Verbindungsgrenzfläche miteinander im Urformprozess fest verbunden worden sind.
  • Zumindest eines oder vorzugsweise beide Elemente umfassen Kunststoffmaterial, mittels dessen sie im Urformvorgang miteinander formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden werden können. Besonders bevorzugt ist es, die beiden Elemente mittels Lasers aufzuschmelzen, insbesondere im Wege des Laserdurchstrahlverfahrens. Dazu umfasst ein Element ein erstes Material, das für Laserstrahlung einer bestimmten Wellenlänge teilweise oder vollständig durchlässig ist, und das andere Element umfasst ein zweites Material, das für dieselbe Laserstrahlung vollständig oder zumindest stärker als das erste Material absorbierend ist. Im Laserdurchstrahlverfahren strahlt der Laserstrahl dann durch das laserstrahldurchlässige Material hindurch und wird in dem zweiten Material des anderen Elements absorbiert. Dieses zweite Material schmilzt dann auf oder erhitzt sich so stark, dass das erste Material aufschmilzt, oder beide Materialien schmilzen auf, so dass sich nach Abkühlung eine feste Verbindung zwischen den beiden Elementen in dem betreffenden Bereich einstellt.
  • Die beschriebene Ventilkörperanordnung ist verfahrenstechnisch recht einfach herzustellen, insbesondere wenn es sich um eine Massenproduktion handelt. Aufgrund des Urformprozesses ergibt sich eine leckagefreie Abdichtung zwischen den beiden Elementen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Ventilkörperanordnung, weil eines oder beide Elemente aus Kunststoff bestehen können, deutlich leichter ist als herkömmliche Ventilkörperanordnungen der vorliegenden Art. Eine notwendige erhöhte Festigkeit der Elemente lässt sich erreichen, wenn glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial verwendet wird
  • Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass, wenn die beiden Elemente der Ventilkörperanordnung aus Kunststoff hergestellt werden, diese preiswert als Spritzgussteil herstellbar sind. Auch glasfaserverstärkter Kunststoff lässt sich im Spritzgussverfahren verarbeiten. Jedoch können die Elemente z. B. auch aus Drehteilen hergestellt werden.
  • Die Ventilkörperanordnung ist vorteilhaft in einem Ventil verwendbar, um darin eine Durchgangsöffnung in einer ersten Lage zu verschließen und in einer zweiten Lage freizugeben. Vorteilhaft ist die Ventilkörperanordnung in einem solchen Ventil mit einem Vorspannelement kombiniert, beispielsweise einer Vorspannfeder, die den Ventilkörper in eine der beiden Lagen drängt. Je nach den Druckverhältnissen, die an der Durchgangsöffnung auf der einen und/oder anderen Seite anliegen, wird dann die Vorspannkraft des Vorspannelements überwunden und der Ventilkörper bewegt sich in die entsprechend andere der beiden Lagen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1A ein Ventil mit einer Ventilkörperanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in geschlossener Stellung,
  • 1B das Ventil aus 1A in geöffneter Stellung,
  • 2A ein Ventil mit einer Ventilkörperanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in geschlossener Stellung und
  • 2B das Ventil aus 1B in geöffneter Stellung.
  • 1A zeigt die Anordnung eines Ventilkörpers 4 in einem Ventil 10, welches beispielsweise ein Hydraulik- oder Pneumatikventil sein kann. Das Ventil 10 besitzt einen Strömungseinlass A und einen Strömungsauslass B sowie einen Ventilkörper 4, der einen Durchgang zwischen A und B blockiert. Der am Strömungseinlass anliegende Druck wirkt auf einen zentralen Bereich 4a des als Dichtungsscheibe ausgebildeten Ventilkörpers 4. Von der gegen-überliegenden Seite wird der Ventilkörper 4 mittels einer Vorspannfeder 3 axial gegen einen Dichtungsbund 5 gedrängt. In dieser Lage verschließt der Ventilkörper 4 den Strömungseinlass A.
  • Sobald der am Einlass A anliegende Druck die von der Vorspannfeder 3 auf den Ventilkörper 4 ausgeübte Gegenkraft überwindet, bewegt bzw. verformt sich der Ventilkörper 4 in seinem zentralen Bereich 4a und gibt einen Durchgang zum Auslass B frei, wie in 1B dargestellt. Um in diesem Moment des geöffneten Ventilzustands ein ungewolltes seitliches Verlagern des Ventilkörpers 4 zu vermeiden, wird der Ventilkörper 4 radial außen in einem Randbereich 4b gehalten. Dazu umfasst das Ventilgehäuse des Ventils 10 zwei Elemente 1 und 2, zwischen denen der Ventilkörper 4 gehalten wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 4 zwischen den beiden Elementen 1 und 2 mit einer vorgegebenen Haltekraft FR eingeklemmt und insofern kraftschlüssig gehalten. Zusätzlich wird der Ventilkörper 4 aber auch durch formschlüssigen Eingriff daran gehindert, in radialer Richtung zu verrutschen. Dazu greift eine Nase 1a des Elements 1 in eine Vertiefung 4c des Ventilkörpers 4 ein, die radial innen zum Randbereich 4b des Ventilkörpers 4 liegt.
  • Die beiden Elemente 1 und 2 sind fest miteinander verbunden. Dazu sitzt das Element 1 auf einer umlaufenden, axial vorstehenden Auflageschulter 6 des Elements 2 auf und ist in diesem Bereich durchgängig mit dem Element 2 verschweißt. Dadurch ergibt sich einerseits eine leckagefreie Abdichtung der Elemente 1 und 2 und andererseits eine feste Verbindung dieser beiden Elemente. Gleichzeitig lässt sich die Haltekraft FR einstellen, mit der der Ventilkörper zwischen den beiden Elementen eingeklemmt ist, indem das Element 1 während des Schweißvorgangs mit einer Kraft F gegen den Ventilkörper 4 gedrückt wird. Das aufgeschmolzene Material im Bereich der Auflageschulter 6 fließt dabei seitlich in eine Ausnehmung 7 hinein, und das Element 1 bewegt sich in entsprechendem Maße auf das Element 2 zu, bis eine weitere Bewegung durch den Ventilkörper 4 verhindert wird. Ab diesem Moment wird der Ventilkörper 4 zwischen den beiden Elementen 1 und 2 mit der definierten Kraft F bzw. der Reaktionskraft FR gehalten, und diese Haltekraft FR wird ”eingefroren”, sobald die Verbindungsstelle ausreichend abgekühlt ist und die aufgeschmolzenen Materialien wieder in einen festen Zustand übergegangen sind. Wie eingangs erläutert, lässt sich dasselbe Ergebnis auch dann erzielen, wenn Material von lediglich einem der beiden Elemente aufgeschmolzen wird. Die Haltekraft FR pro Flächeneinheit des Bereichs 4b, d. h. der Kompressionsdruck im Bereich 4b, ist aufgrund der geringen Flächenausdehnung des Bereichs 4b deutlich größer als die Anpresskraft F pro Flächeneinheit des Elements 1 bzw. als der Anpressdruck. Es lässt sich daher bereits mit geringen Kräften F ein hoher Kompressionsdruck im Bereich 4b erzielen.
  • Das Aufschmelzen im Bereich der Auflageschulter 6 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel mittels Lasers im Laserdurchstrahlverfahren. Dazu besteht das erste Element zumindest in dem zu durchstrahlenden Bereich aus einem Material, das für Laserstrahlung E einer bestimmten Wellenlänge teilweise oder vorzugsweise vollständig durchlässig ist. Das Element 2 weist demgegenüber zumindest in dem Bereich der Auflageschulter 6 ein Material auf, das für dieselbe Laserstrahlung E vorzugsweise vollständig, zumindest aber stärker als das Material des Elements 1, absorbierend ist. Die mittels des Laserstrahls eingebrachte Energie erwärmt somit das Material des Elements 2 in dem betreffenden Bereich. Dies hat zur Folge, dass das Material des Elements 2 in diesem Bereich aufschmilzt und dass aufgrund des Wärmeübergangs auch das Material des Elements 1 in dem entsprechend angrenzenden Bereich aufschmilzt. Vorzugsweise sind daher beide Materialien Kunststoffe, die auf diese Weise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Elementen 1 und 2 herstellen.
  • Es ist aber genauso möglich, dass nur eines der beiden Materialien aufschmilzt. Beispielsweise kann das Element 2 metallisch oder ein Kunststoff mit hohem Schmelzpunkt sein und sich derart erwärmen, ohne dabei aufzuschmilzen, dass lediglich das andere Element 1, welches beispielsweise aus Kunststoff mit einem vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt besteht, in dem entsprechend angrenzenden Bereich aufschmilzt. Die Schmelze des Elements 1 kann dann in Poren und/oder Hinterschneidungen des Elements 2 fließen und nach erfolgter Abkühlung eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Elementen 1 und 2 herstellen.
  • 2A und 2B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ventils in geschlossener und geöffneter Stellung, welches sich im wesentlichen nur dadurch von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1A und 1B unterscheidet, dass die Verbindungsgrenzfläche, an denen die beiden Elemente 1 und 2 mittels Laserstrahlung E miteinander verbunden werden, parallel zur Richtung der Kraft F liegt, mit der der Ventilkörper 4 zwischen den beiden Elementen 1 und 2 gehalten wird. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Element 1 in die Aussparung 8 des Elements 2 eingeschoben, ohne dass es mit einem umlaufenden Bund, wie es im Ausführungsbeispiel gemäß 1A und 1B der Fall war, gegen das Element 2 zur Anlage kommt. Stattdessen wirkt die Kraft F, mit der das Element 1 in die Aussparung 8 des Elements 2 hinein gedrückt wird, unmittelbar auf den Ventilkörper 4. In diesem Zustand können die beiden Elemente 1 und 2 vorzugsweise wieder im Laserdurchstrahlverfahren, miteinander in abdichtender Weise rundherum verschweißt werden. Dadurch wird die Kraft F als Reaktions- bzw. Haltekraft FR des Ventilkörpers 4 ”eingefroren”. Dazu ist es nicht erforderlich, einen Teil des aufgeschmolzenen Materials zu verdrängen.
  • Um die Verbindung zwischen den beiden Elementen 1 und 2 im Laserdurchstrahlverfahren zu realisieren, können wiederum beide Elemente aus Kunststoff bestehen mit entsprechenden Durchlässigkeiten bzw. Absorptionseigenschaften für eine bestimmte Wellenlänge der Laserstrahlung. Alternativ kann beispielsweise das in die Aussparung 8 eingesetzte Element 1 metallisch sein und lediglich das andere Element 2 aus für die Laserstrahlung durchlässigen Kunststoff bestehen, der dann aufgrund des Wärmeübergangs aufschmilzt.

Claims (15)

  1. Ventilkörperanordnung, umfassend ein erstes Element (1), ein zweites Element (2) und einen Ventilkörper (4), wobei das erste und das zweite Element in einem ersten Bereich (6) in unmittelbar aneinandergrenzender Weise derart miteinander gekoppelt sind, dass der Ventilkörper zwischen dem ersten und zweiten Element in einem zweiten Bereich (4b, 4c) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Element in dem unmittelbar aneinandergrenzenden ersten Bereich (6) durch einen Urformprozess formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  2. Ventilkörperanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) in dem zweiten Bereich (4b) zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) eingeklemmt ist.
  3. Ventilkörperanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1) oder das zweite Element (2) oder beide Elemente (1, 2) Kunststoffmaterial umfassen, mittels dessen die beiden Elemente im ersten Bereich (6) miteinander im Urformvorgang formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  4. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1) ein erstes Material umfasst, das für Laserstrahlung (E) einer bestimmten Wellenlänge teilweise oder vollständig durchlässig ist, und das zweite Element (2) ein zweites Material umfasst, das für dieselbe Laserstrahlung (E) vollständig oder zumindest stärker als das erste Material des ersten Elements (1) absorbierend ist, und dass das erste und das zweite Material im Urformvorgang formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  5. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsgrenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) senkrecht zu einer Kraftrichtung (F) liegt, mit der der Ventilkörper (4) zwischen dem ersten und zweiten Element in dem zweiten Bereich (4b) gehalten ist.
  6. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsgrenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) parallel zu einer Kraftrichtung (F) liegt, mit der der Ventilkörper (4) zwischen dem ersten und zweiten Element in dem zweiten Bereich (4b) gehalten ist.
  7. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines des ersten und zweiten Elements (1, 2) glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial umfasst.
  8. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines des ersten und zweiten Elements (1, 2) ein Spritzgussteil ist.
  9. Ventil (10), umfassend eine Ventilkörperanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) zwischen einer ersten Lage, in der er einen Durchgang (A–B) des Ventils verschließt, und einer zweiten Lage, in der er den Durchgang (A–B) freigibt, beweglich ist.
  11. Ventil nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein den Ventilkörper (4) in die erste oder zweite Lage drängendes Vorspannelement (3).
  12. Verfahren zum Herstellen einer Ventilkörperanordnung, bei der ein Ventilkörper (4) zwischen einem ersten Element (1) und einem zweiten Element (2) gehalten wird, umfassend die Schritte: – Anordnen des Ventilkörpers (4) zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) in einem ersten Bereich (4b, 4c), wobei das erste und zweite Element in einem zweiten Bereich (6) unmittelbar aneinandergrenzen, und – Verbinden des ersten und zweiten Elements (1, 2) in dem unmittelbar aneinandergrenzenden zweiten Bereich (6) in einem Urformprozess derart, dass der Ventilkörper (4) zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) in dem ersten Bereich (4b, 4c) gehalten wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verbindens im Urformprozess eine Kraft (F) auf die beiden Elemente (1, 2) derart ausgeübt wird, dass der Ventilkörper (4) im ersten Bereich (4b) zwischen den beiden Elementen eingeklemmt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verbinden im Urformprozess Material des einen der beiden Elemente (1, 2) teilweise verdrängt wird, so dass sich die beiden Elemente (1, 2) aufeinander zu bewegen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden im Urformprozess als Laserdurchstrahlverfahren durchgeführt wird.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6293028B2 (ja) * 2014-09-22 2018-03-14 東芝テック株式会社 逆止弁機構およびそれを用いたポンプ装置
DE102016106724A1 (de) 2016-04-12 2017-10-12 Gemü Gebr. Müller Apparatebau Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft Ventilkörper und Verfahren zum Herstellen des Ventilkörpers
US10641410B2 (en) 2017-02-09 2020-05-05 Beijingwest Industries Co., Ltd. Pneumatic valve for air suspension systems
EP3611411A4 (de) * 2017-04-14 2020-12-16 Bridgestone Corporation Ventilgehäuse, ventil und verfahren zur herstellung eines ventilgehäuses
CN108815593A (zh) * 2018-04-16 2018-11-16 清华大学 有压阀式脑脊液引流调压装置
CN110733103A (zh) * 2019-10-18 2020-01-31 刘利芬 一种摞泥生产用摞泥定型装置
JP2021079671A (ja) * 2019-11-22 2021-05-27 セイコーエプソン株式会社 液体流路部材、液体流路部材の製造方法
FR3128268B1 (fr) * 2021-10-14 2024-05-31 Ad Venta Dispositif de regulation de pression dit soupape absolue

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1762762A2 (de) * 2005-09-09 2007-03-14 GEMÜ Gebrüder Müller Apparatebau GmbH & Co. KG Ventilgehäusekörper

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4717117A (en) 1986-12-08 1988-01-05 Bendix Electronics Limited Vacuum valve using improved diaphragm
US4969629A (en) * 1989-11-28 1990-11-13 The Boc Group, Inc. Diaphragm valve
GB9119544D0 (en) 1991-09-13 1991-10-23 Dunlop Ltd Valve means
US5158263A (en) * 1991-10-30 1992-10-27 Stec, Inc. Flow rate control valve
US5374029A (en) * 1992-06-26 1994-12-20 Wright Components, Inc. Solenoid flow control valve and frictionless plunger assembly
US5758865A (en) * 1996-08-21 1998-06-02 Kavlico Corporation Fuel injection valve and engine including the same
US6086041A (en) * 1997-04-07 2000-07-11 Mccord Winn Textron Inc. Multi-valve module having a ceramic piezoelectric actuator
WO2002056049A2 (en) * 2000-12-01 2002-07-18 Protasis Corp Microfluidic device with multiple microcoil nmr detectors
US6637723B1 (en) * 2001-09-06 2003-10-28 Entegris, Inc. Fluid valve
US20060245951A1 (en) * 2005-04-13 2006-11-02 Par Technologies, Llc Multilayer valve structures, methods of making, and pumps using same
JP2009522526A (ja) * 2006-01-06 2009-06-11 インテグリス・インコーポレーテッド 溶接されたダイヤフラムバルブ
MX2008011598A (es) * 2006-03-15 2009-02-10 Norgren Gmbh Valvula con diafragma elastico.
ITTO20070023A1 (it) * 2007-01-17 2008-07-18 Borla Ind Valvola unidirezionale per linee medicali di infusione e simili
DE102009041446A1 (de) * 2009-09-16 2011-03-24 Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg Elektromagnet

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1762762A2 (de) * 2005-09-09 2007-03-14 GEMÜ Gebrüder Müller Apparatebau GmbH & Co. KG Ventilgehäusekörper

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Publication number Publication date
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US9423043B2 (en) 2016-08-23
DE112012002238A5 (de) 2014-02-20
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WO2012160064A1 (de) 2012-11-29
GB201321421D0 (en) 2014-01-15
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US20160327173A1 (en) 2016-11-10

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