DE10244680B4

DE10244680B4 - Verfahren zur Herstellung einer Fluideinheit

Info

Publication number: DE10244680B4
Application number: DE10244680A
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Tsukuba Nagai; Hiroshi Tsukuba Matsushima
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: CN1210138C; DE10244680A1; CN1410249A; KR100470955B1; KR20030028717A; US20030062092A1; JP3737730B2; JP2003113807A; US6983765B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Fluideinheit mit folgenden Schritten:
Herstellen verschiedener Typen von Blöcken, bspw. Ventilmechanismus- und Ejektorblöcken, und Zwischenplatten der Fluideinheit aus Harz oder Kunststoff durch Verwendung von Formen, sodass ringförmige Vorsprünge und ringförmige Aussparungen mit der Form von Dichtelementen jeweils an Bereichen ausgebildet werden, an welchen die Blöcke miteinander verbunden werden, und an Bereichen, an welchen die Blöcke und Zwischenplatten miteinander verbunden werden, und
Ultraschallschweißen, während die ringförmigen Vorsprünge den ringförmigen Aussparungen zugewandt sind, sodass die ringförmigen Vorsprünge entlang der ringförmigen Aussparungen geschmolzen oder erweicht werden, um die Blöcke einstückig miteinander bzw. mit den Zwischenplatten zu verbinden, und sodass Durchgänge zwischen den Blöcken und zwischen den Blöcken und den Zwischenplatten durch die Verbindungsbereiche abgedichtet werden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Fluideinheit für die Zufuhr eines Unterdruckes bspw. zu einem Saugnapf oder dgl.
Fluideinheiten werden bspw. für die Zufuhr von Unterdruck zu einem Saugnapf eingesetzt. Ein Werkstück wird nach Ansaugen durch den Saugnapf zu einer gewünschten Position transportiert.

Eine von dem vorliegenden Anmelder vorgeschlagene Fluideinheit ist in 8 dargestellt (vgl. bspw. die japanischen Patentveröffentlichungen No. JP 04-121499 A , JP 04-121500 A und JP 04-201084 A ). Die Fluideinheit 2 umfasst einen ersten Ventilmechanismusblock 12, an dem ein solenoid-betätigtes Ventil (Magnetventil) 10 unter Zwischenschaltung eines ersten Dichtelementes 4, einer ersten Zwischenplatte 6 und eines zweiten Dichtelementes 8 angebracht ist, und einen zweiten Ventilmechanismusblock 16, der unter Zwischenschaltung eines dritten Dichtelementes 14 an dem ersten Ventilmechanismusblock 12 angebracht ist.

Ein Ejektorblock 24 ist unter Zwischenschaltung eines vierten Dichtelementes 18, einer zweiten Zwischenplatte 20 und eines fünften Dichtelementes 22 mit einer Seite des zweiten Ventilmechanismusblockes 16 verbunden. Außerdem ist ein Filterblock 28 unter Zwischenschaltung eines sechsten Dichtelementes 26 mit dem Ejektorblock 24 verbunden.

Die jeweiligen ersten bis sechsten Dichtelemente 4, 8, 14, 18, 22, 26 sind zwischen den benachbarten Blöcken oder zwischen dem Block und der Zwischenplatte angeordnet, um die Durchgänge zwischen den miteinander kommunizierenden Blöcken oder zwischen dem Block und der Zwischenplatte luftdicht abzudichten.

Die jeweiligen Blöcke und die Zwischenplatten sind miteinander durch eine Vielzahl von Bolzen oder dgl. verbunden. Auf diese Weise wird die Fluideinheit 2 zusammengesetzt.

Aus der DE 195 45 532 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halte- und Führungseinheit für ein Sperrorgan eines Solenoidventils bekannt. Hierbei wird ein Ringelement durch Presspassen und Ultraschallschweißen an dem Schaft eines topfförmigen Elements verankert.

Die DE 100 51 126 A1 offenbart einen Hydraulikblock mit daran befestigtem Anbauteil. Die formschlüssige Befestigung des Anbauteils erfolgt über eine Verstemmung bzw. Verclinchung.

Die DE 199 60 335 A1 beschreibt einen Geberzylinder für eine Hydraulikanlage in Kraftfahrzeugen. Dabei ist die Führungshülse des Geberzylinders unlösbar durch eine Vibrations- oder Ultraschallschweißung mit dem Gehäuse des Geberzylinders verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Fluideinheit, mit dem der Zusammenbau vereinfacht wird, indem die Zahl der Teile der Vorrichtung reduziert werden. Dadurch werden auch die Herstellungskosten verringert.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß werden verschiedene Typen von Blöcken einer Fluideinheit mit Hilfe von Ultraschall miteinander verschweißt. Auch Blöcke und Zwischenplatten werden mit Hilfe von Ultraschall miteinander verschweißt. Dementsprechend werden die jeweiligen Verbindungsbereiche abgedichtet und eine Vielzahl von Dichtelementen kann eingespart werden. Außerdem wird der Zusammenbau vereinfacht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Fluideinheit, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Fluideinheit produziert wurde.
2 ist eine perspektivische Teilansicht einer ersten Zwischenplatte und eines ersten Ventilmechanismusblockes, die durch Harz- oder Kunststoffformen ausgebildet wurden.
3 ist eine Ansicht von unten der ersten Zwischenplatte gemäß 2.
4 ist eine Draufsicht auf den ersten Ventilmechanismusblock gemäß 2.
5 ist ein vertikaler Teilschnitt, der einen Zustand vor dem Ultraschallschweißen darstellt, wobei ein ringförmiger Vorsprung an jeder der verschiedenen Typen von Blöcken oder Zwischenplatten einer ringförmigen Aussparung zugewandt ist.
6 ist ein vertikaler Teilschnitt, der einen Zustand nach dem Ultraschallschweißen darstellt, wobei der ringförmige Vorsprung jeder der ver schiedenen Typen von Blöcken oder Zwischenplatten der ringförmigen Aussparung zugewandt ist.
7 ist ein vertikaler Teilschnitt, der die Fluideinheit darstellt, wobei die verschiedenen Typen von Blöcken, die Zwischenplatten und andere Komponenten durch das Ultraschallschweißen einstückig miteinander verbunden sind.
8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Fluideinheit, wie sie von dem vorliegenden Anmelder schon vorgeschlagen wurde.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bei der Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung einer Fluideinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Komponenten, die denen der in 8 gezeigten Fluideinheit entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
Verschiedene Typen von Blöcken, bspw. ein erster Ventilmechanismusblock 12, ein zweiter Ventilmechanismusblock 16, ein Ejektorblock 24 und ein Filterblock 28, sowie erste und zweite Zwischenplatten 6, 20 werden durch Kunststoffformen, bspw. Spritzgießen, aus Harz- oder Kunststoffmaterialien unter Verwendung nicht dargestellter Formen hergestellt (vgl. 1).
Während des Kunststoffformens wird, wie in den 2 und 3 gezeigt, ein erster ringförmiger Vorsprung 30a an einer unterer Fläche der ersten Zwischenplatte 6, welche zwischen dem ersten Ventilmechanismusblock 12 und einem solenoid-betätigten Ventil (Magnetventil) 10 angeordnet ist, ausgebildet. Der erste ringförmige Vorsprung 30a steht um eine festgelegte Länge zu dem ersten Ventilmechanismusblock 12 vor und hat eine der Form des herkömmlichen zweiten Dichtelementes 8 entsprechende Gestalt (vgl. 8). Wie in 5 dargestellt ist, hat der erste ringförmige Vorsprung 30a im Wesentlichen eine Trapezform, bei welcher die Breiten der vertikalen Querschnitte sich nach unten allmählich verengen. Die zweiten bis sechsten ringförmigen Vorsprünge 30b bis 30f haben jeweils eine ähnliche Gestalt.
Wie in den 2 und 4 dargestellt ist, ist an einer oberen Fläche des ersten Ventilmechanismusblockes 12, die dem ersten ringförmigen Vorsprung 30a gegenüberliegt, eine erste ringförmige Aussparung 32a ausgebildet. Die erste ringförmige Aussparung 32a hat eine der Form des zweiten Dichtelementes 8 entsprechende Gestalt. Der erste ringförmige Vorsprung 30a der ersten Zwischenplatte 6 ist der ersten ringförmigen Aussparung 32a zugewandt.
Ein zweiter ringförmiger Vorsprung 30b ist an einer Seite des zweiten Ventilmechanismusblockes 16 ausgebildet, die mit dem ersten Ventilmechanismusblock 12 verbunden wird (vgl. 1 und 7). Der zweite ringförmige Vorsprung 30b hat eine der Form des dritten Dichtelementes 14 (vgl. 8) entsprechende Gestalt. Eine zweite ringförmige Aussparung 32b ist an einer Seite des ersten Ventilmechanismusblockes 12, die dem zweiten ringförmigen Vorsprung 30b gegenüberliegt, ausgebildet (vgl. 7). Die zweite ringförmige Aussparung 32b hat eine der Form des dritten Dichtelementes 14 entsprechende Gestalt. Der zweite ringförmige Vorsprung 30b ist der zweiten ringförmigen Aussparung 32b zugewandt.
Außerdem ist ein dritter ringförmiger Vorsprung 30c an einer Seite der zweiten Zwischenplatte 20 ausgebildet, welche zwischen dem zweiten Ventilmechanismusblock 16 und dem Ejektorblock 24 angeordnet ist. Der dritte ringförmige Vorsprung 30c hat eine der Form des vierten Dichtelementes 18 an der mit dem zweiten Ventilmechanismusblock 16 verbundenen Seite (vgl. 8) entspre chende Gestalt. Andererseits ist an einer anderen Seite der zweiten Zwischenplatte 20 ein vierter ringförmiger Vorsprung 30d ausgebildet (vgl. 7). Der vierte ringförmige Vorsprung 30d hat eine der Form des fünften Dichtelementes 22 an der mit dem Ejektorblock 24 verbundenen Seite (vgl. 8) entsprechende Gestalt.
Bei dieser Anordnung ist eine dritte ringförmige Aussparung 32c an einer Seite des zweiten Ventilmechanismusblockes 16, mit dem die zweite Zwischenplatte 20 verbunden wird, ausgebildet (vgl. 7). Die dritte ringförmige Aussparung 32c hat eine der Form des vierten Dichtelementes 18 entsprechende Gestalt. Der dritte ringförmige Vorsprung 30c ist der dritten ringförmigen Aussparung 32c zugewandt.
Eine vierte ringförmige Aussparung 32d ist an einer Seite des Ejektorblockes 24, mit der die zweite Zwischenplatte 20 verbunden wird, ausgebildet (vgl. 1 und 7). Die vierte ringförmige Aussparung 32d hat eine der Form des fünften Dichtelementes 22 entsprechende Gestalt. Der vierte ringförmige Vorsprung 30d ist der vierten ringförmigen Aussparung 32d zugewandt.
Außerdem ist an einer anderen Seite des Ejektorblockes 24, mit der der Filterblock 28 verbunden wird, ein fünfter ringförmiger Vorsprung 30e ausgebildet. Der fünfte ringförmige Vorsprung 30e hat eine der Form des sechsten Dichtelementes 26 entsprechende Gestalt (vgl. 8). Eine fünfte ringförmige Aussparung 32e ist an einer Seite des Filterblockes 28, die dem Ejektorblock 24 gegenüberliegt, ausgebildet (vgl. 1 und 7). Die fünfte ringförmige Aussparung 32e hat eine der Form des sechsten Dichtelementes 26 entsprechende Gestalt. Der fünfte ringförmige Vorsprung 30e ist der fünften ringförmigen Aussparung 32e zugewandt.
Außerdem ist ein sechster ringförmiger Vorsprung 30f an einer Bodenfläche des Magnetventils 10, mit der die erste Zwischenplatte 6 verbunden wird, ausgebildet (vgl. 7). Der sechste ringförmige Vorsprung 30f hat eine der Form des ersten Dichtelementes 4 entsprechende Gestalt (vgl. 8). Eine sechste ringförmige Aussparung 32f ist an einer oberen Fläche der ersten Zwischenplatte 6, die dem Magnetventil 10 gegenüberliegt, ausgebildet (vgl. 1 und 7). Die sechste ringförmige Aussparung 32f hat eine der Form des ersten Dichtelementes 4 entsprechende Gestalt. Der sechste ringförmige Vorsprung 32f ist der sechsten ringförmigen Aussparung 32f zugewandt.
Wie in den 5 und 6 dargestellt ist, ist vorzugsweise ein Paar von Nuten 34a, 34b an gegenüberliegenden Innenwandflächen der ersten bis sechsten Aussparungen 32a bis 32f ausgebildet. Die Nuten 34a bis 34b verhindern das Vorstehen von Graten, die beim Ultraschallschweißen gebildet werden, und werden dazu verwendet, die Grate oder Späne aufzunehmen.
Die ringförmigen Vorsprünge und die ringförmigen Aussparungen sind an den jeweiligen Verbindungsbereichen zwischen den entsprechenden Blöcken und den Zwischenplatten ausgebildet. Das Ultraschallschweißen wird durchgeführt, während die ringförmigen Vorsprünge den jeweils entsprechenden ringförmigen Aussparungen zugewandt sind.
Bspw. werden der erste Ventilmechanismusblock 12 und die erste Zwischenplatte 6 zwischen einem Paar von Schweißspitzen oder Schweißelektroden einer nicht dargestellten Ultraschallschweißmaschine angeordnet. Die Ultraschallvibrationsenergie wird auf eine Schweißspitze aufgebracht, um die Schweißspitze in Seitenrichtung vibrieren zu lassen. Die durch die Vibration erzeugte Wärme konzentriert die Belastung an dem Ende des ersten ringförmigen Vorsprunges 30a, der an der ersten Zwischenplatte 6 ausgebildet ist. Der erste ringförmige Vorsprung 30a wird entlang der Form der ersten ringförmigen Aussparung 32a deformiert (vgl. 6). Während dieses Vorganges werden Grate oder Späne daran gehindert, nach außen vorzustehen und durch die an der ersten ringförmigen Aussparung 32a ausgebildeten Nuten 34a, 34b aufgenommen.
Der erste ringförmige Vorsprung 32a an der ersten Zwischenplatte 6 wird entlang der Form der ersten ringförmigen Aussparung 32a des ersten Ventilmechanismusblockes 12 geschmolzen (erweicht) und in der ersten ringförmigen Aussparung 32a befestigt. Dementsprechend wird die erste Zwischenplatte 6 mit der oberen Fläche des ersten Ventilmechanismusblockes 12 verbunden. In diesem Fall sind der erste ringförmige Vorsprung 30a und die mit diesem verbundene erste ringförmige Aussparung 32a entsprechend der Form des herkömmlichen zweiten Dichtelementes 8 ausgebildet. Dadurch können die durch das Ultraschallschweißen geschweißten Verbindungsbereiche abgedichtet werden.
Mit anderen Worten erhalten die durch Ultraschallschweißen geschweißten Verbindungsbereiche die Luftdichtigkeit der Verbindungsdurchgänge 40a bis 40c, die die Durchgänge 36a bis 36c des Magnetventils 10 mit den in dem ersten Ventilmechanismusblock 12 ausgebildeten Durchgängen 38a bis 38c verbinden (vgl. 7).
Daher ist bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das zwischen der ersten Zwischenplatte 6 und dem ersten Ventilmechanismusblock 12 angeordnete zweite Dichtelement 8 nicht mehr notwendig. Außerdem wird die Montage mit Bolzen oder dgl. vereinfacht.
In ähnlicher Weise wird das Ultraschallschweißen zwischen dem Magnetventil 10 und der ersten Zwischenplatte 6, zwischen dem ersten Ventilmechanismusblock 12 und dem zweiten Ventilmechanismusblock 16, zwischen dem zweiten Ventilmechanismusblock 16 und der zweiten Zwischenplatte 20, zwischen der zweiten Zwischenplatte 20 und dem Ejektorblock 24 und zwischen dem Ejektorblock 24 und dem Filterblock 28 durchgeführt. Dementsprechend werden die jeweiligen Blöcke einstückig miteinander verbunden und die Fluideinheit 42 fertiggestellt (vgl. 7).
Bei dieser Ausführungsform werden das erste Dichtelement 4 zwischen dem Magnetventil 10 und der ersten Zwischenplatte 6, das zweite Dichtelement 8 zwischen der ersten Zwischenplatte 6 und dem ersten Ventilmechanismusblock 12, das dritte Dichtelement 14 zwischen dem ersten Ventilmechanismusblock 12 und dem zweiten Ventilmechanismusblock 16, das vierte Dichtelement 18 zwischen dem zweiten Ventilmechanismusblock 16 und der zweiten Zwischenplatte 20, das fünfte Dichtelement 22 zwischen der zweiten Zwischenplatte 20 und dem Ejektorblock 24 und das sechste Dichtelement 26 zwischen dem Ejektorblock 24 und dem Filterblock 28 unnötig.
Somit können bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die ersten bis sechsten Dichtelemente 4, 8, 14, 18, 22, 26 entfallen, sodass die Zahl der Teile reduziert wird.
Außerdem wird der Zusammenbau vereinfacht, wenn die Blöcke oder Platten, die nebeneinander angeordnet werden, zusammengesetzt werden. Dies reduziert die Herstellkosten.
Wenn nicht dargestellte Hilfsbolzen verwendet werden, ist es möglich, die Haltekraft an den durch Ultraschallschweißen verbundenen Abschnitten zu gewährleisten. Anstelle der Bolzen können auch andere Komponenten verwendet werden, die bspw. durch Pressen verbunden werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Fluideinheit mit folgenden Schritten: Herstellen verschiedener Typen von Blöcken, bspw. Ventilmechanismus- und Ejektorblöcken, und Zwischenplatten der Fluideinheit aus Harz oder Kunststoff durch Verwendung von Formen, sodass ringförmige Vorsprünge und ringförmige Aussparungen mit der Form von Dichtelementen jeweils an Bereichen ausgebildet werden, an welchen die Blöcke miteinander verbunden werden, und an Bereichen, an welchen die Blöcke und Zwischenplatten miteinander verbunden werden, und Ultraschallschweißen, während die ringförmigen Vorsprünge den ringförmigen Aussparungen zugewandt sind, sodass die ringförmigen Vorsprünge entlang der ringförmigen Aussparungen geschmolzen oder erweicht werden, um die Blöcke einstückig miteinander bzw. mit den Zwischenplatten zu verbinden, und sodass Durchgänge zwischen den Blöcken und zwischen den Blöcken und den Zwischenplatten durch die Verbindungsbereiche abgedichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster ringförmiger Vorsprung (30a) an einer ersten Zwischenplatte (6), welche zwischen einem ersten Ventilmechanismusblock (12) und einem Magnetventil (10) angeordnet wird, ausgebildet wird, dass eine erste ringförmige Aussparung (32a) an einer Verbindungsfläche des ersten Ventilmechanismusblockes (12), die der ersten Zwischenplatte (6) gegenüberliegt, ausgebildet wird, und dass das Ultraschallschweißen durchgeführt wird, während der erste ringförmige Vorsprung (30a) der ersten ringförmigen Aussparung (32a) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter ringförmiger Vorsprung (30b) an einer Verbindungsfläche eines zweiten Ventilmechanismusblockes (16), die mit einem ersten Ventilmechanismusblock (12) verbunden wird, ausgebildet wird, dass eine zweite ringförmige Aussparung (32b) an einer Verbindungsfläche des ersten Ventilmechanismusblockes (12) ausgebildet wird, und dass das Ultraschallschweißen durchgeführt wird, während der zweite ringförmige Vorsprung (30b) der zweiten ringförmigen Aussparung (32b) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter ringförmiger Vorsprung (32c) an einer zweiten Zwischenplatte (20), die zwischen einem zweiten Ventilmechanismusblock (16) und einem Ejektorblock (24) angeordnet wird, ausgebildet wird, dass eine dritte ringförmige Aussparung (32c) an einer Verbindungsfläche des zweiten Ventilmechanismusblockes (16) ausgebildet wird und dass das Ultraschallschweißen durchgeführt wird, während der dritte ringförmige Vorsprung (30c) der dritten ringförmigen Aussparung (32c) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter ringförmiger Vorsprung (30d) an einer zweiten Zwischenplatte (20), die zwischen einem zweiten Ventilmechanismusblock (16) und einem Ejektorblock (24) angeordnet wird, ausgebildet wird, dass eine vierte ringförmige Aussparung (32d) an einer Verbindungsfläche des Ejektorblockes (24) ausgebildet wird, und dass das Ultraschallschweißen durchgeführt wird, während der vierte ringförmige Vorsprung (30d) der vierten ringförmigen Aussparung (32d) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein fünfter ringförmiger Vorsprung (32e) an einem Ejektorblock (24), welcher mit einem Filterblock (28) verbunden wird, ausgebildet wird, dass eine fünfte ringförmige Aussparung (32e) an einer Verbindungsfläche des Filterblockes (28) ausgebildet wird und dass das Ultraschallschweißen durchgeführt wird, während der fünfte ringförmige Vorsprung (30e) der fünften ringförmigen Aussparung (32e) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein sechster ringförmiger Vorsprung (30f) an einem Magnetventil (10), das mit einer ersten Zwischenplatte (6) verbunden wird, ausgebildet wird, dass eine sechste ringförmige Aussparung (32f) an einer Verbindungsfläche des Magnetventils (10) ausgebildet wird, und dass das Ultraschallschweißen durchgeführt wird, während der sechste ringförmige Vorsprung (30f) der sechsten ringförmigen Aussparung (32f) zugewandt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von Nuten (34a, 34b) an gegenüberliegenden Innenwandflächen der ringförmigen Aussparung ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsdurchgänge (40a bis 40c), welche Durchgänge (36a bis 36c) eines Magnetventils (10) mit Durchgängen (38a bis 38c) in einem ersten Ventilmechanismusblock (12) verbinden, durch die Verbindungsbereiche, die dem Ultraschallschweißen unterworfen werden, abgedichtet werden.