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QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 14/716,755, eingereicht am 19. Mai 2015 mit dem Titel „Mehrteiliger, verjüngter, konzentrischer Verteiler und Verfahren zur Herstellung des Verteilers” und der US-Patentanmeldung Nr. 14/821,985, eingereicht am 10. August 2015 mit dem Titel „Mehrteiliger Verteiler und Verfahren zur Herstellung des Verteilers”, deren Offenbarungen hierin vollständig durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Verteiler. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen mehrteiligen, konzentrischen, verjüngten, kompakten Verteiler.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Verteiler werden üblicherweise verwendet, um zur Weiterleitung verschiedener Fluide beizutragen. Oft weist ein einziges Gehäuse oder ein einziger Block mehrere darin gebildete oder maschinell eingearbeitete Leitungen auf, um Kanäle für das Fluid bereitzustellen. Gewöhnlich weisen die Gehäuse oder Blöcke eine eckige oder rechteckige Form auf. In vielen Fällen sind die Leitungen maschinell entlang horizontalen oder vertikalen Oberflächen gebildet. Mit anderen Worten im Allgemeinen in einer geraden Linie entlang einer geraden Fläche. Es sind jedoch Fälle denkbar, in denen ein rechteckig geformtes Verteilergehäuse nicht optimal geeignet ist. Darüber hinaus können andere Formen des Verteilergehäuses einen kompakteren Aufbau als herkömmliche Formen ermöglichen.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, einen Verteiler und/oder ein Verfahren zur Herstellung eines Verteilers bereitzustellen, der eine andere geometrische Form als eine rechteckige aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorstehenden Anforderungen werden weitgehend durch die vorliegende Erfindung erfüllt, wobei gemäß einem Aspekt eine Vorrichtung bereitgestellt wird, bei welcher in einigen Ausführungsformen ein Verteiler eine nicht-rechteckige Form aufweisen und kompakter sein kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verteiler bereitgestellt. Der Verteiler umfasst: einen ersten Körper mit einer verjüngten Außenoberfläche, einen zweiten Körper mit einer verjüngten Innenoberfläche, die der verjüngten Außenoberfläche des ersten Körpers entspricht, und eine Nut, die in einer oder beiden der gekrümmten Außen- und Innenoberflächen gebildet ist, wobei der erste Körper derart bemessen ist, dass er in den zweiten Körper passt, so dass die verjüngte Außenoberfläche die verjüngte Innenoberfläche kontaktiert und die Nut einen Fluiddurchlass bildet, der sich zwischen den ersten und zweiten Körpern befindet, wobei der Fluiddurchlass einen Einlass und einen Auslass aufweist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbau eines Verteilers bereitgestellt. Das Verfahren kann umfassen: Bilden eines ersten Körpers mit einer verjüngten Außenoberfläche, Bilden eines zweiten Körpers mit einer verjüngten Innenoberfläche, die der verjüngten Außenoberfläche des ersten Körpers entspricht, und Bilden einer Nut in einer oder beiden der verjüngten Außen- und Innenoberflächen, wobei der erste Körper derart bemessen ist, dass er in den zweiten Körper passt, so dass die verjüngte Außenoberfläche die verjüngte Innenoberfläche kontaktiert und die Nut einen Fluiddurchlass bildet, der sich zwischen den ersten und zweiten Körpern befindet, wobei der Fluiddurchlass einen Einlass und einen Auslass aufweist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verteiler bereitgestellt. Der Verteiler kann umfassen: einen ersten Körper mit einer verjüngten Außenoberfläche, einen zweiten Körper mit einer verjüngten Innenoberfläche, die der verjüngten Außenoberfläche des ersten Körpers entspricht, und Mittel zum Definieren einer in einer oder beiden der verjüngten Außen- und Innenoberflächen gebildeten Leitung, wobei der erste Körper derart bemessen ist, dass er in den zweiten Körper passt, und das Mittel zum Bilden der Leitung sich zwischen den ersten und zweiten Körpern befindet, wobei die Leitung einen Einlass und einen Auslass aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verteiler bereitgestellt. Der Verteiler umfasst: einen ersten Körper mit einer Außenoberfläche, einen zweiten Körper mit einer Innenoberfläche, die der Außenoberfläche des ersten Körpers entspricht, wobei der erste Körper an den zweiten Körper mikrogeschweißt ist, und eine Nut, die in einer oder beiden der Außen- und Innenoberflächen gebildet ist, wobei der erste Körper derart bemessen ist, dass er in den zweiten Körper passt, so dass die Außenoberfläche die Innenoberfläche kontaktiert und die Nut einen Fluiddurchlass bildet, der sich zwischen den ersten und zweiten Körpern befindet, wobei der Fluiddurchlass einen Einlass und einen Auslass aufweist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Verteilers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Befüllen eines Formwerkzeugs mit Metallpulver, das Körner aufweist, Verdichten des Metallpulvers in dem Formwerkzeug, wodurch ein erster Körper gebildet wird, Entnahme des verdichteten Teils aus dem Formwerkzeug; In-Kontakt-Bringen des ersten Körpers mit einem zweiten Körper und Hitzeaussetzung der Körper, und Bilden einer Mikroschweißung zwischen Metallkörnern zwischen den beiden Körpern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verteiler bereitgestellt. Der Verteiler umfasst: einen ersten Körper mit einer Außenoberfläche, einen zweiten Körper mit einer Innenoberfläche, die der Außenoberfläche des ersten Körpers entspricht, wobei der erste Körper an den zweiten Körper mikrogeschweißt ist, und ein Mittel, das es einem Fluid erlaubt, sich durch einen in einer oder beiden der Außen- und Innenoberflächen gebildeten Körper zu bewegen, wobei der erste Körper derart bemessen ist, dass er in den zweiten Körper passt, so dass die Außenoberfläche die Innenoberfläche kontaktiert und das Mittel, das es einem Fluid erlaubt, sich durch einen Körper zu bewegen, einen Fluiddurchlass bildet, der sich zwischen den ersten und zweiten Körpern befindet, wobei der Fluiddurchlass einen Einlass und einen Auslass aufweist.
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Vorstehend wurden relativ allgemein bestimmte Ausführungsformen der Erfindung dargelegt, damit die detaillierte Beschreibung derselben besser verständlich wird und damit der vorliegende Beitrag zum Fachgebiet besser nachvollzogen werden kann. Selbstverständlich existieren zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung, die im Folgenden beschrieben werden und die den Gegenstand der beigefügten Ansprüche darstellen.
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Bevor wenigstens eine Ausführungsform der Erfindung im Einzelnen erläutert wird, soll daher darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten des Aufbaus und der Anordnung der Bauteile beschränkt ist, wie dies in der folgenden Beschreibung veranschaulicht wird oder in den Zeichnungen dargelegt wird. Die Erfindung kann zusätzlich zu den beschriebenen noch weitere Ausführungsformen umfassen, und sie kann auf verschiedene Arten in die Praxis umgesetzt und ausgeführt werden. Ferner wird darauf hingewiesen, dass die hier verwendeten Ausdrücke und Begriffe sowie die Zusammenfassung nur der Beschreibung dienen und nicht als beschränkend zu betrachten sind.
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Somit wird ein Fachmann verstehen, dass das Konzept, auf dem diese Offenbarung beruht, leicht als Grundlage für die Ausgestaltung anderer Strukturen, Verfahren und Systeme verwendet werden kann, um die verschiedenen Zwecke der vorliegenden Erfindung auszuführen. Es ist daher wichtig, die Ansprüche so auszulegen, dass sie derartige gleichwertige Konstruktionen umfassen, sofern sie nicht vom Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Verteilers gemäß einer Ausführungsform.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Verteilers gemäß einer Ausführungsform.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verteilers gemäß einer anderen Ausführungsform.
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Verteilers gemäß einer Ausführungsform.
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5 ist eine Explosionsansicht eines Verteilers gemäß einer anderen Ausführungsform.
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6 ist eine zusammengesetzte Ansicht der in 5 gezeigten Ausführungsform.
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7 ist eine Explosionsansicht einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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8 ist eine zusammengesetzte Ansicht der in 7 dargestellten Ausführungsform.
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9 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Verteilers, der gemäß einer anderen Ausführungsform zusammengebaut wurde.
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10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Verteilers gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein allgemein kreisförmiger Verteiler 10 bereitgestellt. Der Verteiler 10 kann einen inneren Körper 12 umfassen. Der innere Körper 12 kann eine Außenoberfläche 14 des inneren Körpers 12 aufweisen. Optional kann der innere Körper 12 in seinem mittleren Abschnitt einen Leerraum oder ein Loch 16 aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann der innere Körper 12 in seinem mittleren Abschnitt massiv sein.
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Nuten oder Leitungen 18, 20, 22 und 24 können an der Außenoberfläche 14 des inneren Körpers 12 gebildet sein. Die Nuten 18, 20, 22 und 24 sind Leitungen, durch welche ein Fluid im Verteiler 10 strömen kann. In einigen Ausführungsformen können zum Beispiel verschiedene axiale Leitungen 26 durch die Nuten oder Leitungen 18, 20, 22 und 24 fluidisch miteinander verbunden sein.
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Wenn der innere Körper 12 dicht in den äußeren Körper 30 eingepasst ist, wie dies in 2 gezeigt ist, sind die Nuten oder Leitungen 18, 20, 22 und 24 fluidisch voneinander isoliert. Das Fluid strömt durch die Leitungen 18, 20, 22 und 24, um im Verteiler 10 eine Fluidverbindung mit den verschiedenen axialen Leitungen 26 bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann das Fluid ein Hydraulikfluid sein. Das Hydraulikfluid kann unter relativ hohem Druck stehen, so dass der innere Körper 12 auf enge oder abgedichtete Weise in den äußeren Körper 30 eingepasst werden muss, um die fluidische Isolierung zwischen den Leitungen 18, 20, 22 und 24 aufrechtzuerhalten. Nach Durchsicht dieser Offenbarung wird ein Fachmann verstehen, dass es sich bei dem Druck der Fluide, die durch die Leitungen 18, 20, 22 und 24 strömen, um einen Druck handeln muss, der geringer ist als jener, der notwendig ist, um den inneren Körper 12 vom äußeren Körper 30 zu trennen, um die fluidische Isolierung zwischen den verschiedenen Leitungen aufrechtzuerhalten.
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In manchen Ausführungsformen ist der innere Körper 12 in den äußeren Körper 30 eingepresst. Anders ausgedrückt, kann eine ursprüngliche Abmessung der Innenoberfläche 32 des äußeren Körpers 30 kleiner als die ursprüngliche Außenoberfläche 14 des inneren Körpers 12 sein. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Klebstoff verwendet werden, um den inneren Körper 12 in dem äußeren Körper 30 zu befestigen oder abzudichten. In anderen Ausführungsformen können Befestigungselemente verwendet werden.
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In manchen Ausführungsformen kann der äußere Körper 30 erhitzt werden, so dass sich die Innenoberfläche 32 ausdehnt. Anschließend kann der innere Körper 12 in den äußeren Körper 30 eingesetzt werden. Wenn der äußere Körper 30 abkühlt, schrumpft er und gelangt in dichten Eingriff mit dem inneren Körper 14 an der Naht oder der Verbindung 40. In anderen Ausführungsformen können andere Verfahren zur Verbindung des inneren Körpers 14 und äußeren Körpers 30 verwendet werden.
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An der Außenoberfläche 34 des äußeren Elements 30 sind an verschiedenen Positionen Hydraulikanschlüsse 36 angeordnet. Die Positionen der Hydraulikanschlüsse 36 sind so auf eine der Nuten oder Leitungen 18, 20, 22 und 24 ausgerichtet, dass sie mit diesen zusammenfallen, wodurch eine Fluidverbindung zwischen den Hydraulikanschlüssen 36 und einer der Nuten oder Leitungen 18, 20, 22 und 24 ermöglicht wird. In einigen Ausführungsformen können die Hydraulikanschlüsse 36 an Blöcken 38 vorgesehen sein, die an der Außenoberfläche 34 des äußeren Elements 30 angeordnet sind, wie dies in den Figuren dargestellt ist. In der in den Figuren dargestellten Konfiguration kann das Hydraulikfluid durch die Nuten oder Leitungen 18, 20, 22 und 24 und durch die axialen Leitungen 26 in die oder aus den Hydraulikanschlüssen 36 strömen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Hydraulikanschlüsse 36 mit einer oder mehreren der axialen Leitungen 26 in Fluidverbindung stehen.
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Die Nuten 18, 20, 22 und 24 können auch Windungen 25 aufweisen. Die Windungen 25 schaffen eine radiale Öffnung, um die Nuten 18, 20, 22 und 24 mit einer oder mehreren axialen Leitungen 26 fluidisch zu verbinden.
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Ein Hydraulikanschluss 36 kann Teil der spezifischen Leitung 27 sein. Somit kann das Hydraulikfluid zu einem Hydraulikanschluss 36 oder ausgehend davon zu einer spezifischen axialen Leitung 27 strömen.
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Die Windungen 25 können an der Nut, 18, 20, 22 und 24 enden und eine Durchgangsöffnung sein, welche die Nut 22 fluidisch mit den axialen Leitungen 26 verbindet. Die Windungen 25 sind jedoch nicht auf Enden oder Schlussteile der Nuten 18, 20, 22 und 24 beschränkt, sondern können auch an einem dazwischen liegenden Punkt entlang der Fluidleitung vorgesehen sein, wie dies in 1 durch das Bezugszeichen 27 entlang der Leitung 22 dargestellt ist. Darüber hinaus können die Hydraulikanschlüsse 36 über den Windungen 25 und den Leitungen 18, 20, 22 und 24 angeordnet sein, wie dies in 2 dargestellt ist, oder sie können an Zwischenpositionen an den Leitungen angeordnet sein, wie dies in den 3 und 4 dargestellt ist.
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Beispielsweise kann eine mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnete spezifische Hydraulikleitung eine spezifische axiale Leitung 27 und die mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnete Nut umfassen. Die Nut 22 endet mit einer Windung 25, die eine Fluidverbindung zwischen der Nut 22 und den axialen Leitungen 26 herstellt.
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4 ist eine Explosionsansicht des Verteilers 10, und 3 zeigt den Verteiler im zusammengebauten Zustand. In den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen umfasst der Verteiler 10 einen inneren Körper 12, einen mittleren Körper 42 und einen äußeren Körper 30. Der innere Körper 12 umfasst axiale Leitungen 26, wobei die axialen Leitungen 26 mit den Nuten 48, radialen Leitungen 50 und den Hydraulikanschlüssen 36 in Fluidverbindung stehen.
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Die axialen Leitungen 26 sind über die radiale Leitung 50 mit den Windungen 25 verbunden. Die Windungen 25 sind mit der Nut 48 am mittleren Körper 42 fluidisch verbunden, die ihrerseits mit den Hydraulikanschlüssen 36 in den Blöcken 38 am äußeren Körper 30 fluidisch verbunden ist. Alternativ dazu können die axialen Leitungen 26 durch die radialen Leitungen 50 mit der Nut 18 am inneren Körper 12 fluidisch verbunden sein. Die Nut 18 am inneren Körper 12 kann durch eine zweite radiale Leitung 56, die am mittleren Körper 42 angeordnet ist, mit einem der Hydraulikanschlüsse 36 am äußeren Körper 30 fluidisch verbunden sein.
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Nach Durchsicht dieser Offenbarung wird der Fachmann verstehen, wie die verschiedenen axialen Leitungen 26 mit den verschiedenen Nuten 48, Windungen 25, radialen Leitungen 50 und Hydraulikanschlüssen 36 zu verbinden sind oder davon zu trennen sind.
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Im Ergebnis kann jedwede der axialen Leitungen 26 durch eine Nut 18, 20, 22 oder 24 am inneren Körper 12 oder eine Nut 48 am mittleren Körper 42 über die Windungen 25 oder die radialen Leitungen 50 mit einem der Hydraulikanschlüsse 36 verbunden werden. Auf diese Weise können die Fluidverbindungen entlang des Verteilers 10 verlaufen, ohne fluidisch miteinander verbunden zu sein. Wie in den 3 und 4 dargestellt, können die Leitungen, welche durch die Nuten 18 oder 48 definiert werden, einander sogar kreuzen (wobei eine Leitung am inneren Körper 12 und die andere am mittleren Körper 42 angeordnet ist), sind jedoch fluidisch nicht verbunden.
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Obwohl nur eine bestimmte Anzahl an axialen Leitungen 26, Nuten 18, 20, 22 und 24, Windungen 25 sowie radialen Leitungen 50 und Hydraulikanschlüssen 36 dargestellt sind, wird der Durchschnittsfachmann verstehen, dass mehr oder weniger davon verwendet werden können, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen.
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Ähnlich wie oben beschrieben, kann der innere Körper 12 in den mittleren Körper 42 passen. Der mittlere Körper 42 kann in den äußeren Körper 30 eingepasst werden. Bei einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, dass die Verbindungen 52 zwischen dem inneren Körper 12 und dem mittleren Körper 42 fluiddicht sind, so dass kein Fluid aus der Nut 18 oder den radialen Leitungen 50 entweicht. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Beispielsweise kann der innere Körper 12 in den mittleren Körper 42 eingepresst werden. In anderen Ausführungsformen wird der mittlere Körper 42 erhitzt, damit er sich ausdehnt. Nachdem sich der mittlere Körper 42 ausgedehnt hat, kann der innere Körper 12 in den mittleren Körper 42 eingefügt werden. Wenn der mittlere Körper 42 abkühlt, schrumpft er, wodurch die Verbindung 52 zwischen dem inneren Körper 12 und dem mittleren Körper 42 fest und fluiddicht gemacht wird.
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In ähnlicher Weise kann es wünschenswert sein, dass die Verbindung zwischen dem mittleren Körper 42 und dem äußeren Körper 30 ebenfalls fluiddicht ist. Ähnlich wie oben beschrieben, kann der mittlere Körper 42 in den äußeren Körper 30 eingepresst werden. In einigen Ausführungsformen wird der äußere Körper 30 erhitzt, wodurch er sich ausdehnt, so dass der mittlere Körper 42 in den äußeren Körper 30 eingefügt werden kann. Wenn der äußere Körper 30 abkühlt, schrumpft er, wodurch eine fluiddichte Verbindung mit dem mittleren Körper 42 gebildet wird.
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In anderen Ausführungsformen kann die Verbindung 52 zwischen dem mittleren Körper 42 und dem inneren Körper 12 und/oder die Verbindung 54 zwischen dem mittleren Körper 42 und dem äußeren Körper 30 auch mittels Klebstoffen, Versiegelungsmitteln und/oder Befestigungselementen hergestellt werden, um dazu beizutragen, die Verbindungen 52, 54 fluiddicht zu machen. In anderen Ausführungsformen können andere Arten der Befestigung der Körper 12, 30 und 42 verwendet werden.
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Für einige Ausführungsformen wird angenommen, dass es sich bei dem durch den Verteiler strömenden Fluid um ein unter Druck stehendes Hydraulikfluid handelt. In anderen Ausführungsformen können jedoch andere Fluide verwendet werden. Die Fluide können in flüssiger oder gasförmiger Form vorliegen. Hydraulikfluid wird hier nur als Beispiel genannt, wobei die Erfindung keinesfalls auf Hydraulikverteiler beschränkt ist.
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Gemäß der Beschreibung und Darstellung der Nuten 18, 20, 22, 24 und 48 befinden sich diese an den Außenoberflächen 14 und 44 der inneren oder mittleren Körper 12 und 42. Nach der Durchsicht dieser Offenbarung wird der Fachmann verstehen, dass sich die Nuten 18, 20, 22, 24 und 48 auch an den Innenoberflächen 32 und 46 der mittleren Körper 42 oder äußeren Körper 30 oder an beiden befinden könnten. Die Außenoberflächen 14 und 44 der inneren und mittleren Körper 12 und 42 und die Innenoberflächen 32 und 46 der mittleren 42 und äußeren Körper 30.
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Die 5 bis 8 veranschaulichen zusätzliche Ausführungsformen. Die in 5 und 6 gezeigte Ausführungsform ähnelt der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform. Der kreisförmige Verteiler 10 beinhaltet einen inneren Körper 12, der in einen äußeren Körper 30 passt. Der innere Körper 12 besitzt eine Außenoberfläche 14, die Nuten 18, 20, 22 und 24 enthält. Der innere Körper 12 passt in fluiddichter Weise in den äußeren Körper 30. Wie obenstehend beschrieben, sind die Nuten 18, 20, 22 und 24 dazu konfiguriert, mit verschiedenen Hydraulikanschlüssen 36 ausgerichtet zu sein, wie zuvor obenstehend beschrieben. Zudem kann der innere Körper 12 in den äußeren Körper 30 mit einer Presspassung eingesetzt werden und in einer der oben beschrieben ähnlichen Weise abgedichtet werden.
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Zusätzlich zu einer einfachen Presspassung kann der innere Körper 12 mit dem äußeren Körper 30 mittels verjüngter Oberflächen 60 und 66 interagieren. Die Außenoberfläche 14 des inneren Körpers 12 besitzt eine Verjüngung 60. Die Verjüngung 60 ist derart geformt, dass der Durchmesser des inneren Körpers 12 an dem ersten Ende 62 größer ist als an dem zweiten Ende 64. Die Innenoberfläche 32 des äußeren Körpers 30 besitzt ebenfalls eine Verjüngung 66. Die Verjüngung 66 ist derart bemessen, dass der Durchmesser des durch die Innenoberfläche 32 bemessenen Hohlraums an dem ersten Ende 62 größer ist größer ist als an dem zweiten Ende 64. Durch das Vorhandensein der verjüngten Form 60 an dem inneren Körper 12 und der verjüngten Form 66 an der Innenoberfläche 32 des äußeren Körpers 30 kann der innere Körper 12 enger in den äußeren Körper 30 eingepasst werden, wenn der innere Körper 12 in Richtung des zweiten Endes 64 des äußeren Körpers 30 gedrückt oder gezwungen wird. Auf diese Weise kann der Betrag an Presspassung oder Übermaßpassung zwischen dem inneren Körper 12 und dem äußeren Körper 30 durch den axialen Abstand, um den der innere Körper 12 in den äußeren Körper 30 bewegt wird, reguliert werden.
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6 ist eine zusammengesetzte Ansicht des Verteilers 10 mit einem inneren Körper 12, der in den äußeren Körper 30 eingepasst ist. Der innere Körper trifft auf den äußeren Körper 30 an der Naht oder Verbindung 40. Der innere Körper 12 besitzt eine verjüngte 60 Außenoberfläche 14 und der äußere Körper 30 besitzt eine verjüngte 66 Innenoberfläche 32. Die ersten Enden 62 des inneren Körpers 12 und der äußeren Körpers 30 sind im Wesentlichen ausgerichtet und die zweiten Enden 64 des inneren Körpers 12 und des äußeren Körpers 30 sind ebenfalls im Wesentlichen ausgerichtet. Es sei angemerkt, dass jedoch eine perfekte Ausrichtung von entweder den ersten Enden 62 oder dem zweiten Ende 64 in keiner besonderen Ausführungsform wahrscheinlich ist, da der innere Körper 12 mit verschiedenen axialen Abständen in den äußeren Körper 30 gepresst werden kann, um eine gewünschte Presspassung als Ergebnis der Verjüngungen 60 und 66 zu erzielen.
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7 und 8 ähneln den obenstehend erläuterten 3 und 4. Im Ergebnis werden viele der selben Eigenschaften zwischen 7 und 8 und 3 und 4 hier nicht erneut wiederholt. Es werden stattdessen vor allem die Unterschiede erläutert. 7 ist eine Explosionsansicht eines konzentrischen Verteilers 10 und 8 ist eine zusammengesetzte Ansicht. In Bezugnahme sowohl auf 7 als auch 8 besitzt die Außenoberfläche 14 des inneren Körpers 12 die Nuten 18, 20, die fluidisch mit radialen Leitungen 50 verbunden sind, ähnlich wie im Hinblick auf die 3 und 4 beschrieben. Der innere Körper 12 besitzt, wie gezeigt, eine Außenoberfläche 14 mit einer Verjüngung 60. Die Verjüngung 60 führt dazu, dass der innere Körper 12 an dem ersten Ende 62 einen größeren Durchmesser als an dem zweiten Ende 64 besitzt.
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Ein mittlerer Körper 42 besitzt eine Außenoberfläche 44, die eine Nut 48 enthält, welche fluidisch mit einer radialen Leitung 56 verbunden ist, ähnlich wie obenstehend in Bezug auf die 3 und 4 beschrieben. Der mittlere Körper 42 besitzt eine Innenoberfläche 46 mit einer Verjüngung 68. Die Verjüngung 68 ist derart bemessen, dass der Durchmesser des hohlen Abschnitts, der von der Innenoberfläche 46 definiert wird, an dem ersten Ende 62 des mittleren Körpers 42 größer ist als der Durchmesser des Innenraums, der von der Innenoberfläche 46 an dem zweiten Ende 64 des mittleren Körpers 42 definiert wird.
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Zusätzlich besitzt die Außenoberfläche 44 des mittleren Körpers 42 ebenfalls eine Verjüngung 70. Die Verjüngung 70 ist derart bemessen, dass das erste Ende 62 des mittleren Körpers 42 einen größeren Durchmesser besitzt als der Durchmesser des mittleren Körpers 42 an dem zweiten Ende 64.
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Der äußere Körper 30 besitzt ebenfalls eine Innenoberfläche 32 mit einer Verjüngung 72. Die Verjüngung 72 ist derart konfiguriert, dass der Innendurchmesser des Hohlraums, der von der Innenoberfläche 32 definiert wird, an dem ersten Ende 62 einen größeren Durchmesser besitzt als der Innendurchmesser des Hohlraums, der von der Innenoberfläche 32 des äußeren Körpers 30 an dem zweiten Ende 64 definiert wird.
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Ist der Verteiler 10 wie in 8 gezeigt zusammengebaut, sind die Nuten 18, 20 und 48 (am besten erkennbar in 7) sowie die radialen Leitungen 50 derart bemessen und positioniert, dass sich die verschiedenen Anschlüsse 36 und 56 ausrichten, um einen korrekten Strom an Fluid durch den Verteiler 10 zu ermöglichen, wie dies obenstehend beschrieben ist. Die verjüngten Oberflächen 60 und 68 kommunizieren, während der innere Körper 12 in den mittleren Körper 42 eingesetzt wird, um zu ermöglichen, dass der innere Körper 12 im mittleren Körper 42 abgedichtet wird. Die verjüngten Oberflächen 60 und 68 gestatten eine einfache Herstellung, um es dem inneren Körper 12 zu ermöglichen, innerhalb des mittleren Körpers 42 axial bewegt zu werden, um einen gewünschten Betrag an Dichtung und Presspassung zu erreichen.
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Gleichermaßen kommunizieren die verjüngten Oberflächen 70 und 72 miteinander, um es dem mittleren Körper 42 zu ermöglichen, in den äußeren Körper 30 eingesetzt zu werden, so dass der mittlere Körper 42 in den äußeren Körper 30 eingepasst und abgedichtet werden kann. Ferner werden die Verjüngungen 70 und 72 eine vereinfachte Herstellung bereitstellen, um es dem mittleren Körper 42 zu ermöglichen, axial innerhalb des äußeren Körpers 30 bewegt zu werden, so dass der innere Körper 42 in dem äußeren Körper 30 abgedichtet wird und einen gewünschten Betrag an Presspassung erreicht.
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Es sei angemerkt, dass ein gewünschter Betrag an Presspassung von nicht vorhanden bis hin zu einem relativ großen Betrag reichen kann. Wie obenstehend erörtert, können der innere Körper 12 und der mittlere Körper 42 und der mittlere Körper 42 und der äußere Körper 30 durch verschiedene Mittel abgedichtet werden, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf: Presspassungen, Abdichtmittel, Schweißung, Klebemittel, und mechanische Befestigungsmittel. Es sei ebenfalls angemerkt, dass, obwohl die hierin gezeigten Ausführungsformen Verteiler 10 mit zwei oder drei Körpern zeigen, andere Ausführungsformen in dem Verteiler 10 mehr als drei Körper umfassen können. Zusätzliche Körper können ähnlich den hierin beschriebenen passend sein. Ferner können in anderen Ausführungsformen mehr oder weniger Fluidleitungen verwendet werden.
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Bei einer optionalen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Körper 12, 30 und 42 des Verteilers 10 (wie zum Beispiel in 4 gezeigt) getrennt hergestellt werden. Die Herstellung dieser Körper 12, 30 und 42 kann durch Sintern von Metallpulvern erreicht werden. Nachdem die einzelnen Körper 12, 30 und 42 hergestellt wurden, kann der Verteiler 10 montiert werden. Nach dem Zusammensetzen kann ein Schritt des Sinterns verwendet werden, um die verschiedenen Körper 12, 30 und 42 zu vereinen (oder ggf. nur die Körper 12 und 42), um einen vereinten Verteiler 10 zu bilden. Zusätzliche Erläuterungen in Bezug auf die 9 und 10 werden untenstehend beschrieben.
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9 veranschaulicht eine vergrößerte Teilansicht eines Verteilers 10, umfassend mehrere Körner 80 des Metallpulvers, welches beim Formen des Verteilers 10 verwendet werden kann. Für die Zwecke dieser Schrift bezieht sich hierin der Begriff „Körner” auf die verschiedenen Partikel oder Körner von Metallpulver. Die verschiedenen Körner 80, die in 9 gezeigt sind, wurden bereits in einem Formwerkzeug platziert, in dem Formwerkzeug verdichtet, und aus dem Formwerkzeug entnommen. Ein aus Metallpulver gefertigtes Teil, das aus dem Formwerkzeug entnommen wurde, jedoch noch keiner Hitze ausgesetzt wurde, wird als ”Grünling” bezeichnet. Im Allgemeinen behalten Grünlinge ihre Form aufgrund der Verdichtung der Körner 80 in dem Formwerkzeug, doch sobald sie aus diesem entnommen werden, kann der Grünling anfangen zu zerbröckeln, wenn er stärkeren Kräften ausgesetzt wird. Grünlinge als solche sollten verhältnismäßig vorsichtig gehandhabt werden.
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Wie in 9 gezeigt, besitzen die Körner 80 Kontaktpunkte 82, an denen die Körner mit anderen Körnern 80 in Kontakt kommen. Zwischen den Körnern 80 befinden sich Hohlräume 84. Bei einigen Ausführungsformen können die Hohlräume 80 vollständig oder zumindest teilweise mit einem Infiltranten 86 aufgefüllt werden, wie untenstehend genauer beschrieben werden wird.
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Wie beispielsweise in 4 gezeigt, passt der innere Körper 12 in den mittleren Körper 42, und der mittlere Körper 42 passt in den äußeren Körper 30. In einer anderen in 1 dargestellten Ausführungsform passt der innere Körper 12 in den äußeren Körper 30. 9 veranschaulicht einen äußeren Körper 88, der dem äußeren Körper 30 oder dem mittleren Körper 42 der 1 und 4 entsprechen könnte. 9 zeigt ebenfalls einen inneren Körper 90, der dem inneren Körper 12 oder dem mittleren Körper 42 der 1 und 4 entsprechen könnte. Die Verbindungslinie 92 trennt den äußeren Körper 88 vom inneren Körper 90. Die Verbindungslinie 92 könnte der Naht oder Verbindung 40 aus 2 oder der Naht oder Verbindung 52 oder 54 aus 8 entsprechen.
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Sobald der innere Körper 90 als Teil der Montage des Verteilers 10 in dem äußeren Körper 88 platziert ist, kann der innere Körper 90 an dem äußeren Körper 88 durch ein gemäß dem Gebiet der Pulvermetallurgie bekanntes Mikroschweißverfahren befestigt werden.
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10 ist ein Ablaufdiagramm, das verschiedene Schritte in Verbindung mit der Montage eines Verteilers 10 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht. Als erstes werden, wie in Schritt S10 dargelegt, Formwerkzeuge, die konfiguriert sind, um die äußeren Körper 88 oder die inneren Körper 90 zu bilden, mit Metallpulver befüllt. Das Metallpulver in den Formwerkzeugen wird in Schritt S20 verdichtet. Die inneren und äußeren Teile 88 und 90 werden in Schritt S30 aus den Formwerkzeugen entnommen. Die Metallpulverteile (auch als Körper bezeichnet) 88 und 90 sind Grünlinge, sobald sie aus den Formwerkzeugen entnommen wurden, und werden deshalb vorsichtig gehandhabt. Der Verteiler 10 wird durch Platzieren des inneren Teils 90 in einem Hohlraum zusammengebaut, welcher teilweise durch die Innenoberflächen 32 oder 46 der äußeren oder mittleren Körper 30 oder 42 (siehe 4) definiert wird, welche der äußere Teil 88 (9) sein können. Falls der Verteiler 10, wie in 4 gezeigt, mehrere Teile oder Körper 12, 30 und 42 aufweist, werden die verschiedenen Teile zusammengebaut. Sind sie zusammengebaut, werden sich die inneren Teile 88 und die äußeren Teile 90 berühren, wie in Schritt S40 dargelegt.
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Optional kann den Grünlingen 88 und 90 in Schritt S50 ein Infiltrant zugegeben werden. Das Zusetzen von Infiltranten zu Grünlingen ist allgemein bekannt und wird hierin nicht zusätzlich in Einzelheiten erläutert. Bei einigen Ausführungsformen kann der Infiltrant ein Metall, wie etwa Kupfer, oder jedwedes andere geeignete Metall sein. In anderen Ausführungsformen können die Infiltranten Klebstoffe wie etwa industrielle und/oder andere geeignete Klebstoffe umfassen. Sobald der Infiltrant den Grünlingen 88, 90 hinzugefügt wurde, wird der Verteilergrünling 10 (der verschiedene Grünlinge 88, 90 in einem zusammengebauten Zustand umfasst) Hitze ausgesetzt, wie in Schritt S60 ausgeführt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Hitzeaussetzung des Verteilergrünlings 10 das Platzieren des Verteilergrünlings 10 in einem Ofen. Andere Ausführungsformen können eine Hitzeaussetzung des Verteilergrünlings 10 umfassen, bei der große Mengen an Strom durch den Verteilergrünling 10 geleitet werden. Andere geeignete Verfahren der Hitzeaussetzung des Verteilergrünlings 10 können ebenfalls gemäß der Ansprüche erfolgen.
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In Ausführungsformen, in denen ein Infiltrant Verwendung findet, wird der Verteilergrünling 10 ausreichend Hitze ausgesetzt, um den Infiltranten 86 zum Schmelzen und dazu zu bringen, sich in die Hohlräume 84 (siehe 9), die in dem Verteiler 10 enthalten sind, zu bewegen. Der Infiltrant wird sich durch Dochtwirkung oder Kapillarwirkung, wie in Schritt S70 dargelegt, zu den Hohlräumen 84 bewegen. Ferner wird dem Verteiler 10 ausreichende Hitze zugeführt, so dass die Körner 80 beginnen zu schmelzen, um Mikroschweißungen an den Kontaktpunkten 82 zwischen den verschiedenen Körnern 80, wie in Schritt S80 dargelegt, entstehen zu lassen. Hitzebehandlung von Grünlingen zur Erzeugung von Mikroschweißungen ist dem Fachmann wohlbekannt und wird hierin nicht zusätzlich im Einzelnen erläutert.
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Sobald sich die Mikroschweißungen an den Kontaktpunkten 82 zwischen den Körnern 80 gebildet haben und der optionale Infiltrant 86 in die Hohlräume 84 eingedrungen ist, kann der Verteiler 10 abkühlen, wie dies in Schritt S90 erläutert ist. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt des Kühlens S90 Quenchen umfassen. An diesem Punkt ist der Verteiler 10 nun zu einer Einheit geworden, da die verschiedenen inneren 90 und äußeren Körper 88 nun zusammengeschweißt sind. Die verschiedenen Nuten 18, 20, 22, 24, 28 48 und andere Eigenschaften der inneren, mittleren, und äußeren Körper 12, 42 und 30 können geformt und in die Grünlinge durch die Formwerkzeuge eingepresst werden, oder in anderen Ausführungsformen können verschiedene Merkmale in den Verteiler 10 maschinell eingearbeitet werden, nachdem dieser durch den Mikroschweißprozess zu einer Einheit zusammengesetzt wurde.
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Obgleich die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen den Verteiler zeigen, der aus zwei oder drei Körpern gefertigt ist, wird der Fachmann nach Durchsicht dieser Offenbarung verstehen, dass Verteiler 10 mit mehr als drei Körpern gemäß den Patentansprüchen hergestellt werden können.
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Die zahlreichen Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung hervor, und es ist daher durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt, alle Merkmale und Vorteile der Erfindung abzudecken, welche dem Grundgedanken der Erfindung entsprechen sollen und in ihren Schutzbereich fallen. Da ferner für den Fachmann zahlreiche Abänderungen und Variationen offensichtlich sein werden, soll die Erfindung nicht auf die genaue Konstruktion und Funktionsweise wie dargestellt und beschrieben beschränkt sein, und folglich soll auf alle geeigneten Modifikationen und Entsprechungen zurückgegriffen werden können, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen.
