WO2012160064A1 - 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

Info

Publication number
WO2012160064A1
WO2012160064A1 PCT/EP2012/059505 EP2012059505W WO2012160064A1 WO 2012160064 A1 WO2012160064 A1 WO 2012160064A1 EP 2012059505 W EP2012059505 W EP 2012059505W WO 2012160064 A1 WO2012160064 A1 WO 2012160064A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve body
valve
elements
region
molding process
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/059505
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank PERNER
Tino ZEIDLER
Herwig Greiner
Werner Schieweck
Original Assignee
Rausch & Pausch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rausch & Pausch Gmbh filed Critical Rausch & Pausch Gmbh
Priority to US14/122,203 priority Critical patent/US9423043B2/en
Priority to DE112012002238.6T priority patent/DE112012002238A5/de
Priority to GB1321421.8A priority patent/GB2505800B/en
Publication of WO2012160064A1 publication Critical patent/WO2012160064A1/de
Priority to US15/213,724 priority patent/US9982796B2/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/10—Welded housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/06—Making preforms by moulding the material
    • B29B11/08—Injection moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/14—Check valves with flexible valve members
    • F16K15/144—Check valves with flexible valve members the closure elements being fixed along all or a part of their periphery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/0446—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with an obturating member having at least a component of their opening and closing motion not perpendicular to the closing faces
    • F16K17/0453—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with an obturating member having at least a component of their opening and closing motion not perpendicular to the closing faces the member being a diaphragm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0236—Diaphragm cut-off apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/7506—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2226/00—Manufacturing; Treatments
    • F16F2226/04—Assembly or fixing methods; methods to form or fashion parts
    • F16F2226/048—Welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0402—Cleaning, repairing, or assembling
    • Y10T137/0491—Valve or valve element assembling, disassembling, or replacing
    • Y10T137/0497—Fluid actuated or retarded
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49405—Valve or choke making

Definitions

  • the invention relates to a valve, as can be used in particular in hydraulic and pneumatic systems, and in particular relates to a valve body assembly for such a valve and a method for its preparation.
  • the valve can be used as a residual pressure retaining valve for air suspension of a vehicle.
  • a residual pressure holding valve serves to maintain a residual pressure in the air strut, particularly when the air strut is not connected to an air spring system. This is the case, for example, when the air spring strut is stored or transported separately. It is also necessary to maintain a residual pressure in the air strut when pumps are switched off which pressurize the air suspension, for example when the vehicle is turned off.
  • a residual pressure retaining valve a certain pressure in the air spring strut can be maintained over a long period of time.
  • hydraulic and pneumatic flow valves comprise at least one pressure or flow input, at least one Druck standing. Flow outlet and at least one valve body with which one or more inputs and / or outputs can be closed.
  • the valve body is held in a valve housing in a suitable manner, wherein actuators - such as a biasing spring - can serve to hold the valve body in response to pressures and flow forces in a predetermined, for example, closed, position.
  • actuators - such as a biasing spring - can serve to hold the valve body in response to pressures and flow forces in a predetermined, for example, closed, position.
  • actuators - such as a biasing spring -
  • special measures are required to keep the valve body in the desired position in the valve housing. While the valve body generally assumes a defined position, as long as it is held by a biasing spring against a passage opening in closing position, it can adopt an undefined position as soon as the flow forces overcome the spring biasing force.
  • the object of the invention is to improve such a valve body arrangement in terms of manufacturing technology.
  • the valve body is initially arranged in a first area between the two elements, specifically such that the two elements directly adjoin one another in a second area different therefrom. In this immediately adjoining second region, the two elements are then connected together in a primary molding process such that the valve body is reliably held between the two elements in the first region.
  • the joining of the two elements in the primary molding process involves welding the two elements together in the sense that the two elements melt on their surface and melt together, so that they are cohesively connected to each other after cooling.
  • the primary molding process can also refer to only one of the two elements in the sense that the surface of one of the two elements is melted and flows into pores and / or undercuts on the surface of the other element, so that there is a positive connection between the two Elements results.
  • the two elements are firmly connected and can not oh- ne destruction are separated from each other.
  • the valve body is held stationary between the two elements.
  • This can be done in many ways, for example, positively and preferably non-positively.
  • recesses may be provided in the valve body into which the one and / or other element engage, when the valve body is arranged between the two elements.
  • a disk-shaped seal so the slipping of the sealing disc can be avoided, for example in the lateral direction, without the mobility of the Threlifactor is blocked in the vertical direction.
  • the invention is particularly suitable for a non-positive retention of the valve body between the two elements such that the valve body is clamped between the two elements.
  • a force is exerted on the two elements during the joining in the primary molding process or during melting, which is "frozen” as it were by the cooling and the re-entry of the molten material into the solid phase.
  • the valve body then remains clamped between the two elements with exactly the force in the long term, with which the two elements and the interposed valve body were braced against each other during the original molding process.
  • the holding force or Knellmkraf t can thus be preset in a simple manner.
  • connection interface at which the two elements are welded together, is perpendicular to the direction of the holding force with which the valve body is held between the two elements.
  • the two elements In order to increase the holding force acting on the valve body in this situation, the two elements must be moved towards each other. This can be done in a simple manner by displacing the material melted during the primary molding process, for example, to the side.
  • the connection interface or welding interface between the two elements may be parallel to the holding force, with which the valve body is held between the two elements. The two elements then slide past each other in the area of the connection interface and clamp the valve body between them with the holding force elsewhere. This holding force is "frozen” as soon as the two elements have been firmly connected to each other at the joint interface in the original molding process.
  • At least one or preferably both elements comprise plastic material, by means of which they can be positively and / or materially connected to each other in the original molding process. It is particularly preferable to melt the two elements by means of a laser, in particular by means of the laser transmission method.
  • an element comprises a first material which is partially or completely permeable to laser radiation of a certain wavelength
  • the other element comprises a second material which is completely or at least stronger than the first material for the same laser radiation.
  • the laser beam then passes through the laser-transmissible material and is absorbed in the second material of the other element. This second material then melts or heats up to such an extent that the first material melts, or both materials melt to form a firm bond between the two elements in the area in question after cooling.
  • valve body assembly described is procedurally quite easy to produce, especially if it is a mass production. Due to the original molding process results in a leak-free seal between the two elements. Since a seal of the elements against each other is already achieved by the connection created by the primary molding process, can be dispensed with further seals, such as sealing rings, which saves space and space. Another advantage is that the valve body assembly, because one or both elements may be made of plastic, is significantly lighter than conventional valve body arrangements of the present type. A necessary increased strength of the elements can be achieved if glass fiber reinforced plastic material is used.
  • Another advantage is that if the two elements of the valve body assembly are made of plastic, they are cheaper than
  • the valve body assembly may comprise a third element which is positively and / or materially connected in a third region different from the first and second region with the second element by a primary molding process.
  • the third element is preferably arranged with respect to the valve body on a side of the valve body opposite the first element.
  • the valve inlet can be arranged in the first element and the valve outlet in the third element.
  • the third element is designed such that the valve inlet, which is preferably arranged in the first element, and the valve outlet, which is preferably arranged in the third element, are arranged coaxially.
  • valve outlet is preferably arranged in the second element.
  • the valve outlet when using a flat valve body, such as a sealing washer or a membrane, offset from the valve inlet in the first element of the valve assembly is arranged.
  • a third element comprising the valve outlet, it is possible to arrange the valve inlet and the valve outlet coaxially, since the valve passage can be guided around the flat valve body in this way.
  • a valve arrangement with three elements can thus be made particularly narrow.
  • valve assembly with three elements can be further reduced compared to a configuration with additional seals.
  • the valve body assembly is advantageously usable in a valve to close therein a passage opening in a first position and to release it in a second position.
  • the valve body assembly is combined in such a valve with a biasing element, for example a biasing spring urging the valve body into one of the two layers.
  • a biasing element for example a biasing spring urging the valve body into one of the two layers.
  • the biasing force of the biasing member is overcome and the valve body moves into the corresponding other of the two layers.
  • the valve is preferably used as a residual pressure retaining valve for an air spring system of a vehicle.
  • an air spring leg which comprises the previously described valve, in particular as a residual pressure retaining valve.
  • the valve is preferably arranged on the air spring pot of the air spring strut and makes it possible to maintain a predetermined pressure in the air strut.
  • Figure A is a valve with a valve body arrangement according to a first
  • FIG. 1B shows the valve from FIG. 1A in the open position
  • Figure 2A shows a valve with a valve body assembly according to a second
  • FIG. 1 B in the open position and FIG. 1 shows a valve with a valve body arrangement according to a third
  • FIG. 1 A shows the arrangement of a valve body 4 in a valve 10, which may be for example a hydraulic or pneumatic valve.
  • the valve 10 has a flow inlet A and a flow outlet B and a valve body 4 which blocks a passage between A and B.
  • the pressure applied to the flow inlet acts on a central region 4a of the valve body 4 designed as a sealing disk or membrane.
  • the valve body 4 is urged axially against a sealing collar 5 by means of a biasing spring 3. In this position, the valve body 4 closes the flow inlet A.
  • valve body 4 moves in its central region 4a and releases a passage to the outlet B, as shown in Figure 1B.
  • the movement or deformation of the valve body 4 is facilitated by a pressure equalization bore 14.
  • the valve housing of the valve 10 comprises two elements 1 and 2, between which the valve body 4 is held.
  • the valve body 4 is clamped between the two elements 1 and 2 with a predetermined holding force FR and thus held positively.
  • valve body 4 but also prevented by positive engagement from slipping in the radial direction.
  • a lug la of the element 1 engages in a recess 4c of the valve body 4, which lies radially inwards to the edge region 4b of the valve body 4.
  • the two elements 1 and 2 are firmly connected.
  • the element 1 sits on a peripheral, axially projecting support shoulder 6 of the element 2 and is continuously welded to the element 2 in this area.
  • the retaining force FR with which the valve body is clamped between the two elements, can be set by pressing the element 1 against the valve body 4 with a force F during the welding operation.
  • the molten material in the region of the support shoulder 6 flows laterally into a recess 7, and the element 1 moves in a corresponding extent to the element 2 until further movement is prevented by the valve body 4.
  • valve body 4 is held between the two elements 1 and 2 with the defined force F and the reaction force FR, and this holding force FR is "frozen” as soon as the joint is sufficiently cooled and the molten materials back to a solid state have passed.
  • the holding force FR per unit area of the region 4b ie the compression pressure in the region 4b, is significantly greater than the contact pressure F per unit area of the element 1 or as the contact pressure due to the small surface area of the region 4b. It is therefore possible to achieve a high compression pressure in the range 4b even with low forces F.
  • the melting in the region of the support shoulder 6 takes place in this embodiment by means of a laser in the laser transmission method.
  • the first element consists at least in the region to be irradiated of a material which is partially or preferably completely permeable to laser radiation E of a specific wavelength.
  • the element 2 has a material at least in the area of the support shoulder 6, which for the same laser radiation E is preferably completely, but at least stronger than the material of the element 1, absorbing.
  • the introduced by the laser beam energy thus heats the material of the element 2 in the area concerned. This has the consequence that the material of the element 2 melts in this area and that due to the heat transfer, the material of the element 1 melts in the corresponding adjacent area.
  • both materials are plastics, which produce in this way a cohesive connection between the two elements 1 and 2.
  • the element 2 may be metallic or a high-melting-point plastic and may heat up without melting, that only the other element 1, which consists for example of plastic with a comparatively low melting point, melts in the corresponding adjacent area.
  • the melt of the element 1 can then flow into pores and / or undercuts of the element 2 and produce a positive connection between the two elements 1 and 2 after cooling.
  • the valve 10 may be inserted into an air spring pot of an air spring strut of an air spring system for a vehicle.
  • the valve acts as a residual pressure retaining valve and thus allows to maintain a certain pressure in the air strut.
  • the desired pressure can be adjusted by means of the preload spring 3.
  • the valve 10 on its outer side, in particular on the Outside of the second element 2, a sealing ring, such as an O-ring (not shown).
  • Figures 2A and 2B show a second embodiment of a valve, in particular for use as a residual pressure retaining valve in an air spring strut of an air spring system of a vehicle, in the closed and open position, which differs substantially only from the embodiment according to Figures 1A and 1B, that the connection interface in which the two elements 1 and 2 are connected to one another by means of laser radiation E, is parallel to the direction of the force F with which the valve body 4 is held between the two elements 1 and 2.
  • the element 1 is inserted into the recess 8 of the element 2, without it comes with a peripheral collar, as was the case in the embodiment of Figures 1 A and 1B, against the element 2 to the plant.
  • the force F acts directly on the valve body 4.
  • the two elements 1 and 2 preferably again in the laser transmission method, welded together in a sealing manner around who - the.
  • the force F is "frozen” as the reaction or holding force FR of the valve body 4. For this it is not necessary to displace a part of the molten material.
  • both elements can be made of plastic with corresponding permeabilities or absorption properties for a specific wavelength of the laser radiation.
  • the element 1 inserted into the recess 8 may be metallic and only the other element 2 for the laser radiation permeable plastic, which then melts due to the heat transfer.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a valve 11 in the closed position.
  • the valve assembly of this third embodiment a third element 2a, which is connected to the second element 2 in a region 13 by means of laser radiation E.
  • the connection of the third element 2a to the second element 2 is effected by means of laser radiation E in the radial direction.
  • the first element 1 forms a lower element
  • the second element 2 a middle element
  • the third element 2a an upper element.
  • the third element 2a is arranged on a side of the valve body 4 opposite the first element 1.
  • the third element 2a has a recess for receiving a connection 12 in the valve outlet B. Due to the three-part design of the valve 11, the valve inlet A and the valve outlet B can be arranged coaxially, so that the valve 11 in the radial direction has a smaller dimension than the valve 10 according to the first and second embodiments.
  • the valve body 4 is formed as a membrane or gasket and is urged by a biasing spring 3 via a sleeve 9 axially against a sealing collar 5 to close the valve passage.
  • the valve body 4 has a nose 4d, which engages in a corresponding recess of the sleeve 9 to to avoid a radial displacement of the valve body 4. It is understood that this can also be realized in the other embodiments.
  • the elements may be made of plastic with corresponding permeabilities or absorption properties for a certain wavelength of the laser radiation, wherein the central element 2 for the laser used - Radiation is more absorbent than the lower element 1 and the upper element 2a.
  • the lower element 1 and the upper element 2a may be metallic and only the middle element 2 may consist of plastic permeable to the laser radiation, which then melts due to the heat transfer.
  • valve 11 according to the third embodiment, as well as the valve 10 according to the first and second embodiments can be used as a residual pressure holding valve in an air spring system of a vehicle.
  • the valve may be inserted into an air spring pot of an air spring strut and allows a residual pressure to be maintained in the air spring pot Air strut also with the air spring system switched off or during transport or storage of the air strut over a long period.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Check Valves (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

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

Ventilkörperanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Ventil mit der Ventilkörperanordnung
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. Insbesondere kann das Ventil als Restdruckhalteventil für eine Luftfederung eines Fahrzeugs verwendet werden. Angeordnet am Luftfedertopf eines Luftfederbeins dient ein Restdruckhalteventil dazu, einen Restdruck in dem Luftfederbein zu halten, insbesondere wenn das Luftfederbein nicht an ein Luftfedersystem angeschlossen ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Luftfederbein separat gelagert oder transportiert wird. Es ist auch nötig, einen Restdruck in dem Luftfederbein zu halten, wenn Pumpen abgeschaltet sind, die die Luftfederung mit Druck beaufschlagen, beispielsweise wenn das Fahrzeug abgestellt wird. Mittels eines Restdruckhalteventils kann ein bestimmter Druck in dem Luftfederbein über einen langen Zeitraum auf- recht erhalten werden.
Im Allgemeinen umfassen hydraulische und pneumatische Strömungsventile zumindest einen Druck- bzw. Strömungseingang, zumindest einen Druckbzw. 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 Ver- Schlussstellung 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 Ventil- körper örtlich zwischen zwei Teilen des Ventil gehäuses 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 frei- gibt. 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 verschie- ben. Die Klemmkräfte sind jedoch nur schwierig einzustellen und auch die zuverlässige Abdichtung zwischen den beiden Bauelementen ist problematisch.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Ventilkörperanordnung in her- stellungstechnischer 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 Ventilkörper 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 aneinandergrenzen- den zweiten Bereich werden die beiden Elemente dann in einem Urformpro- zess 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 insbesonde- re 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 oh- ne 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 Diehtungsscheibe 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. Klernmkraf t kann somit in einfacher Weise voreingestellt werden.
Dazu bieten sich wiederum zahlreiche Möglichkeiten an, von denen nachf ol- gend 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 Haltekraf trichtung 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 Hal- tekraft 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 Kunststoffma- terial, mittels dessen sie im Urformvorgang miteinander formschlüssig und/ oder stoff schlüssig 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 o- der 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 schmelzen 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. Da bereits durch die mittels des Urformprozesses geschaffene Verbindung eine Abdichtung der Elemente gegeneinander erzielt wird, kann auf weitere Dichtungen, wie Dichtungsringe, verzichtet werden, was Platz und Bauraum spart. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Ventilkörperanordnung, weil eines oder beide Elemente aus Kunststoff bestehen können, deutlich leichter ist als herkömmli- che Ventilkörperanordnungen der vorliegenden Art. Eine notwendige erhöhte Festigkeit der Elemente lässt sich erreichen, wenn glasfaserverstärktes Kunststoff material verwendet wird.
Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass, wenn die beiden Elemente der Ventil- körperanordnung 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. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Ventilkörperanordnung ein drittes Element umfassen, welches in einem von dem ersten und zweiten Bereich verschiedenen dritten Bereich mit dem zweiten Element durch einen Urformprozess formschlüssig und/ oder stoff schlüssig verbunden ist. Das dritte Element wird dabei bezüglich des Ventilkörpers vorzugs- weise auf einer dem ersten Element gegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers angeordnet. Der Ventileinlass kann dabei im ersten Element und der Ventilauslass im dritten Element angeordnet sein. Vorzugsweise ist das dritte Element derart ausgebildet, dass der Ventilein- lass, welcher vorzugsweise im ersten Element angeordnet ist, und der Ven- tilauslass, welcher vorzugsweise im dritten Element angeordnet ist, koaxial angeordnet sind. Falls die Ventilanordnung nur zwei Elemente umf asst, ist der Ventilauslass vorzugsweise im zweiten Element angeordnet. Allerdings ist dann aus konstruktiven Gründen der Ventilauslass bei Verwendung eines flächigen Ventilkörpers, wie einer Dichtungsscheibe oder einer Membran, versetzt zu dem Ventileinlass im ersten Element der Ventilanordnung angeordnet. Durch Vorsehen eines dritten Elements, welches den Ventilauslass umfasst, ist es möglich, den Ventileinlass und den Ventilauslass koaxial anzuordnen, da der Ventildurchgang so um den flächigen Ventilkörper herumgeführt werden kann. Eine Ventilanordnung mit drei Elementen kann somit besonders schmal ausgeführt werden. Die zuvor erläuterten Merkmale und Eigenschaften, welche die Verbindung des ersten Elements mit dem zweiten Element betreffen, sind vorteilhaft auch auf die Verbindung des dritten Elements mit dem zweiten Element anwendbar. Insbesondere ergibt sich auch zwischen dem dritten Element und dem zweiten Element, wie auch zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element, aufgrund des Urformprozesses, wie Laserverschweißen, eine leckagefreie Abdichtung, ohne dass weitere Dichtungen nötig sind, die Platz brauchen würden. Die geringe radiale Abmessung der Ventilanordnung mit drei Elementen kann so gegenüber einer Ausgestaltung mit zusätzlichen Dichtungen weiter verkleinert 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. Das Ventil wird vorzugsweise als Restdruckhalteventil für ein Luftfedersystem eines Fahrzeugs verwendet.
Vorteilhaft wird ein Luftfederbein bereitgestellt, welches das zuvor beschriebene Ventil, insbesondere als Restdruckhalteventil, umfasst. Dabei ist das Ventil bevorzugt am Luftfedertopf des Luftfederbeins angeordnet und erlaubt es, einen vorbestimmten Druck in dem Luftfederbein zu halten.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Figur A ein Ventil mit einer Ventilkörper anordnung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel in geschlossener Stellung,
Figur 1B das Ventil aus Figur 1 A in geöffneter Stellung,
Figur 2A ein Ventil mit einer Ventilkörperanordnung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel in geschlossener Stellung,
Figur das Ventil aus Figur 1 B in geöffneter Stellung und Figur ein Ventil mit einer Ventilkörperanordnung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel in geschlossener Stellung. Figur 1 A 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 blo- ckiert. Der am Strömungseinlass anliegende Druck wirkt auf einen zentralen Bereich 4a des als Dichtungsscheibe oder Membran ausgebildeten Ventilkörpers 4. Von der gegenüberliegenden 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 Figur 1B dargestellt. Die Bewegung bzw. Verformung des Ventilkörpers 4 wird durch eine Druckausgleichsbohrung 14 erleichtert. 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 umf asst 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 la 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 Ven- tilkörper 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 Anpress- kraft 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 Aus- f ührungsbeispiel 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 Ele- ments 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 aufzuschmelzen, 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.
Das Ventil 10 kann in einen Luftfedertopf eines Luftfederbeins eines Luftfedersystems für ein Fahrzeug eingesetzt werden. Das Ventil wirkt dabei als Restdruckhalteventil und erlaubt es somit, einen gewissen Druck in dem Luftfederbein zu halten. Der gewünschte Druck kann mittels der Vorspann- feder 3 eingestellt werden. Je stärker die Vorspannfeder 3 eingestellt wird, desto größer ist die erforderliche Gegenkraft, um die Federkraft zu überwinden, d.h. desto höher ist der in dem Luftfederbein gehaltene Restdruck, und umgekehrt. Um dichtend in eine passende Öffnung eingesetzt werden zu können, kann das Ventil 10 an seiner Außenseite, insbesondere an der Außenseite des zweiten Elements 2 einen Dichtungsring, wie einen O-Ring, (nicht dargestellt) aufweisen.
Figuren 2A und 2B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ventils, insbesondere zur Verwendung als Restdruckhalteventil in einem Luftfederbein eines Luftfedersystems eines Fahrzeugs, in geschlossener und geöffneter Stellung, welches sich im wesentlichen nur dadurch von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 A und 1B unterscheidet, dass die Verbindungsgrenzfläche, an denen die beiden Elemente 1 und 2 mittels Laserstrah- lung 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 Figuren 1 A 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 wer- den. 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 Laserdurch- strahlverfahren 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 durchlässigem Kunststoff bestehen, der dann aufgrund des Wärmeübergangs aufschmilzt.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Ventils 11 in geschlosse- ner Stellung. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel liegt die Verbindungsgrenzfläche 6, an denen die beiden Elemente 1 und 2 mittels Laserstrahlung E miteinander verbunden werden, parallel zur Richtung der Kraft, mit der der Ventilkörper 4 zwischen den beiden Elementen 1 und 2 gehalten wird. Zusätzlich weist die Ventilanordnung dieses dritten Ausführungsbeispiels ein drittes Element 2a auf, welches mit dem zweiten Element 2 in einem Bereich 13 mittels Laserstrahlung E verbunden ist. Wie auch die Verbindung des ersten Elements 1 mit dem zweiten Element 2 erfolgt die Verbindung des dritten Elements 2a mit dem zweiten Element 2 mittels Laserstrahlung E in radialer Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel bildet das erste Element 1 ein unteres Element, das zweite Element 2 ein mittleres Element und das dritte Element 2a ein oberes Element. Insbesondere ist das dritte Element 2a auf einer dem ersten Element 1 gegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers 4 angeordnet. Das dritte Element 2a weist eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Anschlusses 12 im Ventilauslass B auf. Aufgrund der dreiteiligen Aus- gestaltung des Ventils 11 können der Ventileinlass A und der Ventilauslass B koaxial angeordnet werden, so dass das Ventil 11 in radialer Richtung eine geringere Abmessung aufweist wie das Ventil 10 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Wie auch in den anderen Ausführungsbeispielen ist der Ventilkörper 4 als Membran oder Dichtungsscheibe ausgebildet und wird mittels einer Vorspannfeder 3 über eine Hülse 9 axial gegen einen Dichtungsbund 5 gedrängt, um den Ventildurchlass zu verschließen. Der Ventilkörper 4 weist eine Nase 4d auf, welche in eine entsprechende Ausnehmung der Hülse 9 eingreift, um ein radiales Verschieben des Ventilkörpers 4 zu vermeiden. Es versteht sich, dass dies auch in den anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden kann. Um die Verbindung zwischen den drei Elementen 1, 2, 2a im Laserdurchstrahlverfahren zu realisieren, können wie in den anderen Ausführungsbeispielen die Elemente aus Kunststoff bestehen mit entsprechenden Durchlässigkeiten bzw. Absorptionseigenschaften für eine bestimmte Wellenlänge der Laserstrahlung, wobei das mittlere Element 2 für die eingesetzte Laser- Strahlung stärker absorbierend ist als das untere Element 1 und das obere Element 2a. Alternativ können beispielsweise das untere Element 1 und das obere Element 2a metallisch sein und lediglich das mittlere Element 2 aus für die Laserstrahlung durchlässigem Kunststoff bestehen, der dann aufgrund des Wärmeübergangs aufschmilzt.
Da sowohl die Verbindung zwischen dem unteren Element 1 und dem mittleren Element 2 als auch dem oberen Element 2a und dem mittleren Element 2 mittels Laserverschweißen erfolgt, wird eine leckagefreie Abdichtung der Ventilanordnung erreicht. Hierzu sind keine zusätzlichen Dichtungen erf or- derlich, so dass die Ventilanordnung platzsparend ausgebildet werden kann. Durch die Verbindung des unteren Elements 1 und des mittleren Elements 2 im Bereich 6 wird der Ventilkörper 4 sicher gehalten.
Das Ventil 11 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann wie auch das Ventil 10 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel als Rest- druckhalteventil in einem Luftfedersystem eines Fahrzeugs verwendet werden. Insbesondere kann das Ventil in einen Luftfedertopf eines Luftfederbeins eingesetzt werden und erlaubt das Halten eines Restdrucks in dem Luftfederbein auch bei abgeschaltetem Luftfedersystem oder beim Transport oder bei der Lagerung des Luftfederbeins über einen langen Zeitraum.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Ventilkörperanordnung, umfassend ein erstes Element (1), ein zweites Element (2) und gegebenenfalls ein drittes Element (2a), sowie einen Ventil- körper (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, gekennzeichnet durch ein drittes Element (2a), welches in einem von dem ersten und zweiten Bereich (6, b, 4c) verschiedenen dritten Bereich (13) mit dem zweiten Element (2) durch einen Urformprozess formschlüssig und/ oder stoffschlüssig derart verbunden ist, dass das dritte Element (2a) bezüglich des Ventilkörpers (4) auf einer dem ersten Element (1) gegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers (4) angeordnet ist.
4. Ventilkörperanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1) einen Ventileinlass (A) und das dritte Element einen Ventilauslass (B) umfasst, wobei das dritte Element (2a) derart ausgebildet ist, dass der Ventileinlass (A) und der Ventilauslass (B) koaxial angeordnet sind.
5. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1), das zweite Element (2) und/ oder das dritte Element (2a) Kunststoff material umfassen, mittels des- sen die Elemente im ersten Bereich (6) und/ oder im dritten Bereich (2b) miteinander im Urformvorgang formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
6. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1) und/ oder das dritte Element (2a) ein erstes Material umfassen, 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 absorbierend ist, und dass das erste und das zweite Material im Urformvorgang formschlüssig oder stoff schlüssig miteinander verbunden sind.
7. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsgrenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) und/ oder dem ersten und dritten Element (1, 2a) senkrecht zu einer Kraftrichtung (F) liegt, mit der der Ventilkörper (4) zwischen dem ersten und zweiten Element in dem zweiten Bereich (4b) gehalten ist.
8. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsgrenzfläche zwischen dem ersten und zweiten Element (1, 2) und/ oder dem ersten und dritten Element (1, 2a) parallel zu einer Kraftrichtung (F) liegt, mit der der Ventilkörper (4) zwi- schen dem ersten und zweiten Element in dem zweiten Bereich (4b) gehalten ist.
9. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines des ersten, zweiten und dritten Elements (1, 2, 2a) glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial umfasst.
10. Ventilkörperanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines des ersten, zweiten und dritten Ele- ments (1, 2, 2a) ein Spritzgussteil ist.
11. Ventil (10; 11), umfassend eine Ventilkörperanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Ventil nach Anspruch 11, 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.
13. Ventil nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein den Ventilkörper (4) in die erste oder zweite Lage drängendes Vorspannelement (3).
14. Verwendung eines Ventils (10; 11) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 als Restdruckhalteventil in einem Luftfedersystem eines Fahrzeugs.
15. Luftfederbein für ein Luftfedersystem eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch ein Ventil (10; 11) nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
16. 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 aneinander- grenzen, 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.
17. Verfahren nach Anspruch 16, 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.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, 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.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden im Urformprozess als Laserdurchstrahlverfahren durchgeführt wird.
PCT/EP2012/059505 2011-05-23 2012-05-22 Ventilkörperanordnung und verfahren zu dessen herstellung sowie ventil mit der ventilkörperanordnung WO2012160064A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/122,203 US9423043B2 (en) 2011-05-23 2012-05-22 Valve-body arrangement and method for producing it, and valve having the valve-body arrangement
DE112012002238.6T DE112012002238A5 (de) 2011-05-23 2012-05-22 Ventilkörperanordnung und verfahren zu dessen herstellung sowie ventil mit der ventilkörperanordnung
GB1321421.8A GB2505800B (en) 2011-05-23 2012-05-22 Valve body arrangement and method for manufacture thereof as well as valve having the valve body arrangement
US15/213,724 US9982796B2 (en) 2011-05-23 2016-07-19 Valve-body arrangement and method for producing it, and valve having the valve-body arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011076260.4 2011-05-23
DE102011076260A DE102011076260B4 (de) 2011-05-23 2011-05-23 Ventilkörperanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Ventil mit der Ventilkörperanordnung

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/122,203 A-371-Of-International US9423043B2 (en) 2011-05-23 2012-05-22 Valve-body arrangement and method for producing it, and valve having the valve-body arrangement
US15/213,724 Continuation US9982796B2 (en) 2011-05-23 2016-07-19 Valve-body arrangement and method for producing it, and valve having the valve-body arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012160064A1 true WO2012160064A1 (de) 2012-11-29

Family

ID=46001211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/059505 WO2012160064A1 (de) 2011-05-23 2012-05-22 Ventilkörperanordnung und verfahren zu dessen herstellung sowie ventil mit der ventilkörperanordnung

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9423043B2 (de)
DE (2) DE102011076260B4 (de)
GB (1) GB2505800B (de)
WO (1) WO2012160064A1 (de)

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
CN110520659A (zh) * 2017-04-14 2019-11-29 株式会社普利司通 阀壳体、阀以及阀壳体的制造方法
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
FR3128268A1 (fr) * 2021-10-14 2023-04-21 Ad-Venta Dispositif de regulation de pression dit soupape absolue

Citations (3)

* 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
WO1993005972A1 (en) * 1991-09-13 1993-04-01 Dunlop Limited Valve means
US6086041A (en) * 1997-04-07 2000-07-11 Mccord Winn Textron Inc. Multi-valve module having a ceramic piezoelectric actuator

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4969629A (en) * 1989-11-28 1990-11-13 The Boc Group, Inc. Diaphragm valve
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
EP1340094A2 (de) * 2000-12-01 2003-09-03 Protasis Corporation Mikrofluidische vorrichtung mit einer vielzahl von mikrospulen-kernspinresonanzdetektoren
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
DE102005043008A1 (de) * 2005-09-09 2007-03-15 GEMÜ Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. KG Ventilgehäusekörper
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
WO2007104333A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Norgren Gmbh One piece double membrane diaphragm valve
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 (3)

* 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
WO1993005972A1 (en) * 1991-09-13 1993-04-01 Dunlop Limited Valve means
US6086041A (en) * 1997-04-07 2000-07-11 Mccord Winn Textron Inc. Multi-valve module having a ceramic piezoelectric actuator

Also Published As

Publication number Publication date
US20140131609A1 (en) 2014-05-15
GB2505800A (en) 2014-03-12
GB2505800B (en) 2019-01-09
DE102011076260B4 (de) 2013-02-07
GB201321421D0 (en) 2014-01-15
DE112012002238A5 (de) 2014-02-20
US20160327173A1 (en) 2016-11-10
DE102011076260A1 (de) 2012-11-29
US9423043B2 (en) 2016-08-23
US9982796B2 (en) 2018-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012160064A1 (de) Ventilkörperanordnung und verfahren zu dessen herstellung sowie ventil mit der ventilkörperanordnung
EP2152461B1 (de) Reibschweissverbindung mit mehreren aufeinanderliegenden flächigen bauteilen und mit einem verbindungskörper mit verformung eines verbindungskörper-bundes nach dem reibschweissen ; verfahren zur herstellung einer solchen reibschweissverbindung
EP3348885B1 (de) Dichtung eines vakuumventils und diesbezügliches herstellungsverfahren
WO2008058625A1 (de) Reibschweissverbindung von zwei aufeinander liegenden flächigen bauteilen
DE102006024767A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden eines Kunststoffdeckels mit einem Metallgehäuse
WO2015128169A1 (de) Vakuumventil
DE102013205412A1 (de) Normal-geschlossenes Ventil für mikrofluidische Bauteile aus einem polymeren Schichtsystem sowie Verfahren
DE102007043532A1 (de) Ventilanordnung zur Dosierung einer wässrigen Harnstofflösung
EP0081715A2 (de) Membranfilterplatte
DE102013200533B4 (de) Ventilpatrone
DE112015000720T5 (de) Gasbetriebener Druckantrieb und abgedichtete Kolbenstange dafür
EP2046475B1 (de) Luftfilterelement mit transparenten endscheiben und herstellungsverfahren
DE3439378A1 (de) Druckregelventil sowie verfahren zur herstellung eines solchen druckregelventils
WO2015018519A2 (de) Kassettenmodul
EP3443245B1 (de) Ventilkörper und verfahren zum herstellen des ventilkörpers
EP2759751B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines normal-geschlossenen Rückschlagventils für mikrofluidische Bauteile aus einem polymeren Schichtsystem und Rückschlagventil
DE102014019117B4 (de) Druckluftversorgungseinrichtung für Fahrzeug-Druckluftanlagen mit wenigstens einem Gehäuse aus Kunststoff
WO2001026946A1 (de) Verfahren zur einstellung eines restluftspalts eines magnetventils
EP1936141A2 (de) Ventil zur Regelung eines strömenden Mediums
DE102008032676B4 (de) Feder-/Aktuatorelement, Feder-/Aktuatoranordnung sowie Verfahren zu deren Herstellung und Steuerelement für ein Ventil
EP0422345B1 (de) Umschaltventil für Fahrzeuge
EP2600044B1 (de) Elektromagnet mit Ventilkörper
EP2753519A1 (de) Steuerventildichtungen und steuerventile mit der steuerventildichtung
DE102005054502A1 (de) Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke
EP0726583A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Elektromagneten

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12723452

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14122203

Country of ref document: US

Ref document number: 1120120022386

Country of ref document: DE

Ref document number: 112012002238

Country of ref document: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1321421

Country of ref document: GB

Kind code of ref document: A

Free format text: PCT FILING DATE = 20120522

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1321421.8

Country of ref document: GB

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112012002238

Country of ref document: DE

Effective date: 20140220

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12723452

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1