CN113137502A - 止回阀和用于制造止回阀的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及止回阀和用于制造止回阀的方法。本发明涉及止回阀(2、102、202)，包括：阀壳体，其具有第一壳体部件(4、104、204)和第二壳体部件(6、106、206)，其中第一壳体部件和第二壳体部件在连接区域(16、116、216)中至少部分地彼此临接和/或至少部分地重叠；阀元件(8、108、208)，特别是柔性的阀隔膜，用于打开和关闭止回阀，该阀元件被布置在阀壳体内，特别地被布置在由第一壳体部件形成的阀座(10、110、210)上；借助于注射成型制造的包封件(22、122、222)，其包围连接区域使得第一壳体部件和第二壳体部件压力密封地相互连接。此外，本发明还涉及用于借助于注射成型来制造止回阀的方法，该止回阀包括包封件。

Description

止回阀和用于制造止回阀的方法

本发明涉及止回阀和用于制造止回阀的方法。

止回阀尤其应用于机动车辆中，并且在机动车辆中例如被安装在制动助力器上，在制动助力器上这些止回阀被安装在真空储压器(Unterdruckspeicher)与真空源之间。在此，止回阀防止流体，特别是空气从真空源回流到真空储压器中，使得即使真空源切断，真空也得以保持，并且确保制动力支持。这种止回阀也用于对曲轴箱进行通风和排气。

止回阀通常包括阀壳体和阀元件，该阀壳体具有第一壳体部件和第二壳体部件，阀元件特别是柔性的阀隔膜，用于打开和关闭止回阀，该阀元件被布置在阀壳体内。由于阀壳体的两件式结构，在第一壳体部件和第二壳体部件之间存在连接点，该连接点须压力密封地连接，以确保止回阀的完好的功能。目前为止，这通过在装配止回阀之后借助于超声波焊接、旋转焊接、激光焊接或感应焊接连接壳体部件来实现。然而，这些方法通常是有脏污的和/或成本高的，特别是由于用于焊接设备的投资成本以及制造止回阀的延长的周期持续时间。此外，在各个制造步骤与后续对止回阀的功能能力的测试之间运输止回阀需要额外的时间耗费。

因此，本发明的任务在于给出一种止回阀以及一种用于制造止回阀的方法，其中壳体部件以减小的耗费和降低的成本压力密封地连接。

提出的第一个任务通过具有根据权利要求1的特征的止回阀来实现。根据本发明的止回阀包括阀壳体，该阀壳体具有第一壳体部件和第二壳体部件，其中第一壳体部件和第二壳体部件在连接区域中至少部分地彼此临接和/或至少部分地重叠。此外，止回阀还包括阀元件，特别是柔性的阀隔膜，用于打开和关闭止回阀，该阀元件被布置在阀壳体内，特别地被布置在由第一壳体部件形成的阀座上。此外，止回阀还包括借助于注射成型制造的包封件(Umhüllung)，该包封件包围连接区域，使得第一壳体部件和第二壳体部件压力密封地相互连接。

表述“彼此临接”应理解为第一壳体部件和第二壳体部件分别具有一个或更多个接触面，特别是环形的接触面，在止回阀的装配状态下，这些接触面彼此接触。术语“连接区域”应理解为在止回阀的圆周方向和纵向方向上延伸的区域，在连接区域中，第一壳体部件和第二壳体部件在一个或更多个接触面上彼此临接，即彼此接触，并且该连接区域被包封件包围。

因此，本发明的思想在于：借助于包封件压力密封地连接阀壳体的壳体部件。在此，包封件包围壳体部件的在它们之间形成的一个或更多个接触面，使得阀壳体的内部空间相对于周围环境是密封的，以防止空气经由壳体部件之间的一个或更多个接触面从内部空间泄露。

借助于注射成型制造包封件。为此，连接区域用可注射成型的材料注射包覆，使得包封件包围该连接区域并建立压力密封的连接。由此，可以避免耗费且昂贵的焊接方法。

优选地，第一壳体部件和/或第二壳体部件也是借助于注射成型制造的壳体部件。特别地，第一壳体部件和/或第二壳体部件和/或包封件由塑料材料形成，特别地由热塑性材料形成。由此，在第一壳体部件与包封件之间以及第二壳体部件与包封件之间的界面处实现了化学结合。优选地，这两个壳体部件和包封件在一个注射成型机中制造，该注射成型机具有两个或更多个注射单元，但仅一个锁模单元制造(已知为多组分注射成型)。在此优选地，第一壳体部件和第二壳体部件在第一工作步骤中被同时制造，包封件在进一步的工作步骤中制造。

在一个优选的实施方式中，在连接区域中，第一壳体部件和第二壳体部件在它们之间形成容纳空间，该容纳空间与阀壳体的内部空间间隔开。特别地，与内部空间的间隔由第一壳体部件或第二壳体部件本身实现。因此，容纳空间例如形成在第一壳体部件和第二壳体部件的重叠的端部区段之间。优选地，容纳空间还与第一壳体部件和第二壳体部件的一个或更多个接触面相邻。容纳空间用于容纳在注射成型期间包封件的可能过剩的材料，以防止其进入到阀壳体的内部空间中。由此，确保了由布置在内部空间中的阀元件执行的完好的阀功能。

优选地，容纳空间被构造成环形的，即在止回阀的圆周方向上延伸。由此，确保了可以容纳整个圆周方向上的过剩材料，并且使该过剩材料均匀地分布在容纳空间中。

根据一个有利的改进方案，第一壳体部件和/或第二壳体部件在连接区域中具有在径向方向上向外伸出的至少一个凸出部和/或至少一个凹进部。由此，例如增大了第一壳体部件与第二壳体部件之间的接触面以及第一壳体部件与包封件之间和第二壳体部件与包封件之间的接触面，从而改进了压力密封的连接。此外，除了界面处的化学结合之外，由此还实现了第一壳体部件与包封件之间以及第二壳体部件与包封件之间的机械的、形状配合的连接。

特别地，至少一个凸出部和/或至少一个凹进部被构造成环形的，即进而在止回阀的圆周方向上延伸。

此外优选地，至少一个凸出部被布置在连接区域的前端部区段和/或后端部区段上。由此，在注射包覆期间，第一壳体半部和第二壳体半部利用包封件在轴向方向上保持在适当的位置。

提到的第二个任务通过一种具有根据权利要求9的特征的、用于制造止回阀的方法来实现，特别是用于制造具有一个或更多个上述特征的止回阀的方法来实现。

在根据本发明的借助于注射成型，即在注射成型机中制造止回阀的方法中，该止回阀包括阀壳体，该阀壳体具有第一壳体部件和第二壳体部件，并且该止回阀包括被布置在阀壳体内的阀元件，特别是柔性的阀隔膜，用于打开和关闭止回阀，该方法包括以下步骤：

首先，塑化用于第一壳体部件的材料并注射到第一模具中，以用于制造止回阀的第一壳体部件，以及塑化用于第二壳体部件的材料并注射到第二模具中，以用于制造止回阀的第二壳体部件(步骤a))。

随后，装配止回阀，使得第一壳体部件和第二壳体部件在连接区域中在一个或更多个接触面处至少部分地彼此临接和/或至少部分地重叠，特别地形成容纳空间(步骤b))。为此，首先将阀元件布置在特别地由第一壳体部件形成的阀座上，并且随后装配第一壳体部件和第二壳体部件。阀元件在阀座上的预装配特别地借助于注射成型机内的自动装配单元来实现。随后，将第一壳体部件和第二壳体部件引到其最终位置，在该最终位置中，这些壳体部件在一个或更多个接触面处至少部分地彼此临接或至少部分地重叠。

在进一步的步骤(步骤c))中，塑化用于包封件的材料，以用于形成连接区域的压力密封的包封件，并利用该材料注射包覆连接区域，使得第一壳体部件和第二壳体部件压力密封地相互连接。

原则上，可以在时间上依次制造第一壳体部件和第二壳体部件，即在制造第一壳体部件与制造第二壳体部件之间有时间间隔。在一个有利的实施方式中，同时制造第一壳体部件和第二壳体部件，即在一个工作步骤中制造，特别地在具有多个注射单元和一个锁模单元的一个注射成型机中制造。

止回阀的包封件的制造在进一步的工作步骤中实现，其中在制造止回阀的包封件期间特别地同时制造或可以同时制造另一个止回阀的第一壳体部件和/或第二壳体部件。

为了降低时间成本并减小运输路径，在一个优选的实施方式中，在形成包封件之后，在进一步的步骤(步骤d))中，对止回阀进行功能测试。这优选地在注射成型机内实现。在此，例如测试阀壳体和阀本身的密封性、阀的开启压力和关闭压力或其流通阻力。

特别地，含有热塑性塑料的材料被用作用于第一壳体部件、第二壳体部件和/或包封件的材料。

附图说明

在下文中，基于对实施例的描述并参考所附的示意图进一步阐述根据本发明的止回阀以及根据本发明的方法的其他特征和优点。在附图中：

图1以透视图示出了根据第一实施方式和第二实施方式的止回阀，

图2以俯视图示出了图1的止回阀，

图3A示出了图1和图2的根据第一实施方式的止回阀的剖视图，

图3B示出了图3A的止回阀的细节视图A，

图4A示出了图1和图2的根据第二实施方式的止回阀的剖视图，

图4B示出了图4A的止回阀的细节视图B，

图5以透视图示出了根据第三实施方式的止回阀，

图6以俯视图示出了图5的止回阀，

图7A示出了图5和图6的根据第三实施方式的止回阀的剖视图，

图7B示出了图7A的止回阀的细节视图C。

图1和图2分别以不同的图示示出了根据第一实施方式和第二实施方式的止回阀2、102。止回阀2、102包括两件式的阀壳体，该阀壳体具有第一壳体部件4、104和第二壳体部件6、106。第一壳体部件4、104和第二壳体部件6、106均由热塑性材料形成，并且借助于注射成型制造。

第一壳体部件4、104构成第一接口，第二壳体部件6、106构成第二接口，以将止回阀2、102集成到引导流体(在这里为空气(由在流动方向上画出的箭头F所示))的管道系统中，例如集成到机动车辆的制动助力器中。

止回阀2、102包括阀元件8、108，在这里是柔性的盘形阀隔膜，被布置在阀壳体内以用于打开和关闭止回阀2、102。如在图3A和图4A中可见，阀元件8、108被布置在阀座10、110上，该阀座由第一壳体部件4、104形成或者被构造成与该第一壳体部件成一体。阀座10、110具有保持装置，在这里是以销的形式在止回阀2、102的流动方向F上延伸的凸出部12、112，以在开启位置和关闭位置均保持阀元件8、108，其中凸出部12、112接合到阀元件8、108的贯通开口中。此外，阀元件8、108被固定在第一壳体部件4、104与第二壳体部件6、106之间。

阀座10、110具有通道开口14、114，以用于打开和关闭止回阀2、102，这些通道开口在流动方向F上延伸，并且例如横截面被构造成圆形或椭圆形的。在开启位置，阀元件8、108至少部分地从通道开口14、114抬起，使得流体可以从第一壳体部件4、104的内部空间经由通道开口14、114在流动方向上流入到第二壳体部件6、106的内部空间中。在关闭位置，阀元件8、108闭合通道开口14、114，从而防止流体与流动方向F相反地流动。

此外，止回阀2、102还具有由热塑性材料制成的、借助于注射成型制造的包封件22、122，该包封件确保第一壳体部件4、104与第二壳体部件6、106的压力密封的连接。为此，包封件22、122包围连接区域16、116，在该连接区域中第一壳体部件4、104的端部区段18、118和第二壳体部件6、106的端部区段20、120在接触面处彼此临接，并且第一壳体部件4、104的端部区段18、118和第二壳体部件6、106的端部区段20、120部分地重叠(参见图3A、图4A)。在这里，环形的接触面在第一壳体部件4、104的、在径向方向上向外伸出的环形凸出部24、124的端面与第二壳体部件6、106的、在径向方向上向外伸出的环形凸出部26、126的端面之间形成。

特别地在图3B和图4B的细节视图中可以看出，在连接区域16、116中，第一壳体部件4、104和第二壳体部件6、106在它们之间形成被构造成环形的容纳空间28、128，以便在借助于注射成型而制造包封件22、122期间容纳该包封件的过剩材料。容纳空间28、128与阀壳体的内部空间间隔开，在这里分别通过环形突起30、130间隔开，该环形突起在第二壳体部件6、106的端部区段20、120处伸出并且此外在圆周方向上延伸，该环形突起进而临接第一壳体部件4、104的端部区段18、118。此外，容纳空间28、128与第一壳体部件4、104和第二壳体部件6、106的接触面相邻，材料可以通过该接触面进入到容纳空间28、128中。

图3A、图3B中所示的实施方式和图4A、图4B中所示的实施方式仅在这些突起30、130的形状上有所不同。根据第一实施方式，突起30从第二壳体部件6的端部区段20的内侧开始在止回阀的纵向方向上延伸或者与流动方向F相反地延伸，并且在径向方向上延伸且在圆周方向上环形地延伸。根据第二实施方式，突起130从第二壳体部件106的端部区段120的端面开始仅在止回阀的纵向方向上延伸，或者平行于止回阀的纵向方向延伸并且在圆周方向上环形地延伸。由此，避免了底切(Hinterschnitt)并从而避免了可能的分模线(Trenngrat)。

在这里，除了在壳体部件4、104、6、106之间形成接触面的突出部24、124、26、126之外，第一壳体部件4、104在连接区域16、116中具有在径向方向上向外伸出的另外的突出部32、132，并且第二壳体部件6、106在连接区域16、116中具有在径向方向上向外伸出的另外的突出部34、134。突出部32、132、34、134分别在连接区域16、116的前端部区段或后端部区段上形成，并且在径向方向上具有比突出部24、26更大的尺寸。此外，第一壳体部件4、104具有凹进部36、136，并且第二壳体部件6、106具有凹进部38、138，凹进部分别在突出部24、32、124、132或26、34、126、134之间形成。突出部24、32、124、132、26、34、126、134和凹进部36、136、38、138又被构造成环形的，并且围绕止回阀2、102在圆周方向上延伸。

在图5、图6、图7A和图7B中，示出了根据第三实施方式的止回阀202。止回阀202包括两件式的阀壳体，该阀壳体具有第一壳体部件204和第二壳体部件206，其中第一壳体部件204和第二壳体部件206均由热塑性材料制成，并且借助于注射成型制造。

第一壳体部件204构成第一接口，第二壳体部件206构成第二接口，以用于将止回阀202集成到引导流体(在这里是空气(由在流动方向上画出的箭头F所示))的管道系统中，例如集成到机动车辆的制动助力器中。

止回阀202包括阀元件208，在这里为柔性的盘形阀隔膜，被布置在阀壳体内以用于打开和关闭止回阀202。阀元件208被布置在由第一壳体部件204形成的阀座210上。阀座210进而具有以销的形式在止回阀202的流动方向F上延伸的突出部212，该突出部在开启位置和关闭位置均作为保持装置，该突出部接合到阀元件208的贯通开口中。此外，阀元件208还被固定在第一壳体部件204与第二壳体部件206之间。

通过使阀元件208至少部分地从阀座210抬起，使得流体可以在流动方向F上从第一壳体部件204的内部空间经由通道开口214流入到第二壳体部件206的内部空间中，使布置在阀座210中的通道开口214开启，以用于打开止回阀202。在关闭位置，阀元件208闭合通道开口214，从而防止流体与流动方向F相反地流动。

此外，止回阀202还具有由热塑性材料制成的、借助于注射成型制造的包封件222，该包封件确保了第一壳体部件204与第二壳体部件206的压力密封的连接。为此，包封件222包围连接区域216，在该连接区域中，第一壳体部件204的端部区段218和第二壳体部件206的端部区段220在多个接触面处彼此临接，并且第一壳体部件204的端部区段218和第二壳体部件206的端部区段220部分地重叠。在这里，接触面在第一壳体部件204的端面与第二壳体部件206的端面之间、以及第一壳体部件204的内侧与从第二壳体部件206的端部区段220在止回阀202的纵向方向上伸出的、并且在圆周方向上环形地延伸的突起230的外侧之间形成。

在连接区域216中，第一壳体部件204和第二壳体部件206在它们之间形成被构造成环形的容纳空间228，以便在借助于注射成型而制造包封件222期间容纳该包封件的过剩材料。容纳空间228与阀壳体的内部空间间隔开，在这里通过第二壳体部件206的突起230间隔开。此外，容纳空间228与第一壳体部件204和第二壳体部件206的接触面相邻，材料可以通过该接触面进入到容纳空间228中。

此外，第一壳体部件204在连接区域216中具有在径向方向上向外伸出的突出部232，并且第二壳体部件206在连接区域216中具有在径向方向上向外伸出的突出部234，突出部在连接区域216的前端部区段或后端部区段上形成。在连接区域216内，形成第一壳体部件204的另外的突出部224和第二壳体部件206的另外的突出部226，这些突出部的两侧是第一壳体部件和第二壳体部件204、206的凹进部236、238。突出部224、226在纵向方向和径向方向上均具有比根据第一实施方式和第二实施方式的突出部更小的尺寸，由此可以在注射包覆时使突出部224、226更容易熔化，这改进了两个壳体部件204、206与包封件222之间的连接。

止回阀2、102、202分别借助于注射成型制造。为此，首先塑化用于第一壳体部件4、104、204的材料(在这里是热塑性塑料)，并在压力下将该材料注入到注射成型机的第一模具或第一注射成型工具中(步骤a))。

同时，塑化用于第二壳体部件6、106、206的材料(在这里是热塑性塑料)，并在压力下将该材料注入到注射成型机的第二模具或第二注射成型工具中(步骤a))。

随后，在注射成型机中装配止回阀2、102、202(步骤b))，其中首先借助于自动装配单元将阀元件8、108、208布置在由第一壳体部件4、104、204形成的阀座10、110、210上。随后，将第一壳体部件4、104、204和第二壳体部件6、106、206布置成使得它们在连接区域16、116、216中在一个或更多个接触面处至少部分地彼此临接，并且它们的端部区段18、118、218、20、120、220至少部分地重叠。

在进一步的步骤(步骤c))中，塑化用于包封件的材料(同样是热塑性塑料)，并且在压力下在注射成型机中对连接区域进行注射包覆。为此，特别地使用制造包封件的圆柱形外轮廓的模具或注射成型工具。在包封件冷却之后，第一壳体部件4、104、204和第二壳体部件6、106、206压力密封地相互连接。

为了检验阀的密封性和其他功能，止回阀2、102、202在装配后仍然要在注射成型机中进行功能测试。

参考标记

2、102、202 止回阀

4、104、204 第一壳体部件

6、106、206 第二壳体部件

8、108、208 阀元件

10、110、210 阀座

12、112、212 突出部

14、114、214 通道开口

16、116、216 连接区域

18、118、218 第一壳体部件的端部区段

20、120、220 第二壳体部件的端部区段

22、122、222 包封件

24、124、224 突出部

26、126、226 突出部

28、128、228 容纳空间

30、130、230 突起

32、132、232 突出部

34、134、234 突出部

36、136、236 凹进部

38、138、238 凹进部。

Claims (12)

1.一种止回阀(2、102、202)，包括：

-阀壳体，其具有第一壳体部件(4、104、204)和第二壳体部件(6、106、206)，其中所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)在连接区域(16、116、216)中至少部分地彼此临接和/或至少部分地重叠，

-阀元件(8、108、208)，特别是柔性的阀隔膜，用于打开和关闭所述止回阀(2、102、202)，所述阀元件被布置在所述阀壳体内，特别地被布置在由所述第一壳体部件(4、104、204)形成的阀座(10、110、210)上，

-借助于注射成型制造的包封件(22、122、222)，所述包封件包围所述连接区域(16、116、216)，使得所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)压力密封地相互连接。

2.根据权利要求1所述的止回阀(2、102、202)，其中，所述第一壳体部件(4、104、204)和/或所述第二壳体部件(6、106、206)和/或所述包封件(22、122、222)由塑料材料形成，特别是由热塑性材料形成。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的止回阀(2、102、202)，其中，在所述连接区域(16、116、216)中，所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)在它们之间形成容纳空间(28、128、228)，所述容纳空间与所述阀壳体的内部空间间隔开，特别地通过所述第一壳体部件(4、104、204)或所述第二壳体部件(6、106、206)间隔开。

4.根据权利要求3所述的止回阀(2、102、202)，其中所述容纳空间(28、128、228)与所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)的一个或更多个接触面相邻。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的止回阀(2、102、202)，其中，所述容纳空间(28、128、228)被构造成环形的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的止回阀(2、102、202)，其中，所述第一壳体部件(4、104、204)和/或所述第二壳体部件(6、106、206)在所述连接区域(16、116、216)中具有在径向方向上向外伸出的至少一个凸出部(24、124、224、26、126、226、32、132、232、34、134、234)和/或至少一个凹进部(36、136、236、38、138、238)。

7.根据权利要求6所述的止回阀(2、102、202)，其中，所述凸出部(24、124、224、26、126、226、32、132、232、34、134、234)和/或所述凹进部(36、136、236、38、138、238)被构造成环形的。

8.根据权利要求6或7中任一项所述的止回阀(2、102、202)，其中，所述凸出部(32、132、232、34、134、234)被布置在所述连接区域(16、116、216)的前端部区段和/或后端部区段上。

9.一种借助于注射成型来制造止回阀(2、102、202)的方法，所述止回阀包括：阀壳体，所述阀壳体具有第一壳体部件(4、104、204)和第二壳体部件(6、106、206)；被布置在所述阀壳体内的阀元件(8、108、208)，特别是柔性的阀隔膜，用于打开和关闭所述止回阀(2、102、202)，所述方法包括以下步骤：

a)塑化用于所述第一壳体部件(4、104、204)的材料，并将材料注入到第一模具中，以制造所述止回阀(2、102、202)的第一壳体部件(4、104、204)；并且塑化用于所述第二壳体部件(6、106、206)的材料，并将材料注入到第二模具中，以制造所述止回阀(2、102、202)的第二壳体部件(6、106、206)，

b)装配所述止回阀(2、102、202)，使得所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)在连接区域(16、116、216)中至少部分地彼此临接和/或至少部分地重叠，特别地在连接区域(16、116、216)中至少部分地彼此临接和/或至少部分地重叠以形成容纳空间(28、128、228)，

c)塑化材料并对所述连接区域(16、116、216)进行注射包覆，以形成所述连接区域(16、116、216)的包封件(22、122、222)，使得所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)压力密封地相互连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，同时地制造所述第一壳体部件(4、104、204)和所述第二壳体部件(6、106、206)。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的方法，其中在进一步的步骤中对所述止回阀(2、102、202)进行功能测试。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，将含有热塑性塑料的材料用作用于所述第一壳体部件(4、104、204)、所述第二壳体部件(6、106、206)和/或所述包封件(22、122、222)的材料。

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