由流体促动的膜片驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由流体促动的膜片驱动装置，其带有具有纵轴线的驱动单元，该驱动单元拥有驱动壳，该驱动壳具有两个由塑料材料形成的罩状的驱动壳件，该驱动壳件在壳内腔的共同的限定下利用彼此朝向的开口同轴地彼此贴靠地安装并且彼此贴靠地紧固，其中在壳内腔中布置有将壳内腔流体密封地分为两个轴向相邻的工作腔的驱动膜片，该驱动膜片以传动的方式与能够滑移地穿过所述驱动壳件至少之一的从动杆相连，并且该驱动膜片通过所述工作腔至少之一的受控制的流体加载能够轴向地偏移，以便产生从动杆的从动运动。
【背景技术】
[0002]从DE 10 2011 015 645 B4中已知的这种类型的膜片驱动装置拥有驱动单元，该驱动单元的驱动壳具有两个由塑料材料形成的并且在壳内腔的限定下彼此贴靠地紧固的罩状的驱动壳件。在驱动壳件之间致紧有柔性的驱动膜片，该驱动膜片将壳内腔分为两个工作腔，能够用压缩空气或另外的驱动流体加载该工作腔，以便使得驱动膜片偏移并且由此产生与驱动膜片相连的从动杆的从动运动，该从动杆能够滑移地穿过所述驱动壳件之一。由塑料材料形成驱动壳件的这一实现方案具有较小的重量和制造简单的优点。但是，只有结合小的促动压力才遵循适当小的结构体积，这是因为否则为了保证所需的结构刚性必须选择大的壁厚，该壁厚导致驱动壳的大的外尺寸。因而对带有较高的促动压力的使用情况而言，动用由金属形成的驱动壳件，其即便在比较小的壁厚的情况下也具有高的稳定性，但是其中必须容忍大重量和比较高的原料花费的缺点。
[0003]从DE 10 2011 015 648 A1和DE 10 2011 015 646 A1中得到类似结构的膜片驱动装置。
[0004]从EP 2 028 377 B1中已知一种由流体促动的膜片驱动装置，其拥有驱动壳，该驱动壳包括两个彼此焊接的驱动壳件，所述驱动壳件制造为带有小的厚度的深冲件。这样的膜片驱动器适合于应用在过程技术中，这是因为该膜片驱动器由于驱动壳的平滑的外表面而能够轻松地被清洁。但是，驱动壳件的小的壁厚在这里也经受带有大的促动压力的运行。
【发明内容】
[0005]本发明所针对的任务在于，提供能够在花费上有利地制造的、拥有小的重量的且需要时能够用大的促动压力运行的膜片驱动装置。
[0006]为了解决这种任务，与开文提到的特征结合设置的是，驱动单元的驱动壳在外部由相对于驱动单元独立的流体密封的包覆壳包围，该包覆壳具有两个罩状的相应地由防锈的钢片形成的包覆壳件，该包覆壳件利用彼此朝向的开口相应地安装在两个驱动壳件之一上并且该包覆壳件在环绕驱动单元的纵轴线延伸的接合区域中在密封条件下周围彼此焊接，从而以相对于环境被屏蔽的方式容纳所述驱动壳，其中包覆壳同时也形成了夹紧所述驱动壳的并且利用其两个包覆壳件从彼此轴向地对置的侧面轴向地支撑两个驱动壳件的支撑装置。
[0007]根据本发明的膜片驱动装置拥有针对性的以及单独来看处于准备好状态的驱动单元，该驱动单元的驱动壳容纳驱动膜片，从而通过在定义的工作腔的驱动壳中的驱动膜片中的一个或两个驱动膜片的受控制的流体加载能够产生与驱动膜片相连的从动杆的从动运动。由塑料材料形成驱动壳件的实现方案也实现了用于美化与驱动壳处于接触中的驱动膜片、带有倒圆角的棱边的壳内腔的复杂的轮廓的简单的制造。由于驱动壳由单独的包覆壳包围，利用平滑的外表面实现该包覆壳，则驱动壳件能够在其造型中在其刚性方面得到优化，而不必考虑可能的脏污问题。因而能够例如集成专门的强化结构，该强化结构能够导致驱动壳的分裂的外表面，在该驱动壳中在没有遮盖的情况下会沉积难以去除的脏污颗粒。但是根据本发明，驱动壳通过包围它的包覆壳与环境隔离，从而所提到的脏污问题甚至在驱动壳的分裂的外表面的情况下也不存在。包覆壳能够拥有平滑的外表面，该外表面能够被轻易地清洁，从而甚至能够毫无问题地在需要密集清洁的环境中被使用，例如过程技术中或者说制药领域和/或营养品工业中。在此，由防锈的钢片形成的包覆壳件的设计方案有利于甚至针对侵蚀性的清洁剂的抵挡能力并且允许遵循薄壁的金属的壳结构，这总体上实现遵循膜片驱动装置的较小的总重量。仍旧也能够用大的促动压力运行膜片驱动装置这一情况要考虑的情况是:包覆壳不仅作为用于驱动单元的防护包覆件起作用，也同时形成了支撑装置，该支撑装置从轴向对置的侧面支撑和稳定由塑料材料形成的驱动壳件。包覆壳大概作为夹头起作用，即便在大的内部压力下该夹头也阻碍两个驱动壳件的轴向的延展。在此，包覆壳另外也通过焊接连接获得其内部的稳定性，该焊接连接在包覆壳件的接合区域中环绕所述包覆壳地延伸，其中该焊接连接也具有在不使用单独的密封件情况下的流体密封的连接的优点。总体上能够论及一种膜片驱动装置，其在混合结构形式中部分由塑料并且部分由不锈钢实现，这带来了前述的优点。
[0008]本发明的有利的实施变型方案从从属权利要求中得到。
[0009]两个由不生锈的钢片形成的包覆壳件优选指的是能够在花费上有利地制造的深冲件。在包覆壳件之间的环绕驱动壳的连通的焊接连接针对性地实现为激光焊接连接，其中不需要额外的焊接材料并且很过程可靠地严密密封地实现该焊接连接。
[0010]优选地，两个包覆壳件如此地构造，使得在其彼此轴向朝向的端面的边缘区域彼此贴靠。在该情况中，具有焊接连接的接合区域位于两个包覆壳件的彼此抵靠的端面的边缘区域的区域中。
[0011]焊接连接针对性地用唯一的焊缝实现，该焊缝在接合区域中不中断地环绕由包覆壳容纳的驱动单元地延伸。相应于此，焊缝环形连通地自身闭合地构造。
[0012]接合区域(其里面将两个包覆壳件彼此焊接)针对性地在垂直于驱动单元的纵轴线的接合平面中延伸。有利的是，这种接合平面至少基本上与另外的接合平面叠合，在该接合平面中，两个为了形成驱动壳而彼此相连的驱动壳件彼此贴靠地安装。
[0013]两个驱动壳件与包覆壳无关地彼此贴靠地紧固，从而驱动单元理论上在没有包覆壳的情况下也能够作为膜片驱动装置使用。为了定义容纳驱动膜片的壳内腔，不需要包覆壳。同样，在两个包覆壳件之间实施的焊接连接不对驱动单元起作用并且不产生对驱动单元的组件的焊接连接。作为激光焊缝的实现方案具有的优点在于，热量影响区被紧凑地限制并且驱动单元不受到在焊接过程中产生的热量的损害。
[0014]优选地，驱动壳件如此地构造，使得它形成在驱动单元的纵轴线的轴线方向上带有间距的对置的端侧的壳内腔的两个端壁中的相应一个端壁。包覆壳如此地设计，使得每个驱动壳件在其端侧的端壁的轴向背离于壳内腔的外侧处由所配设的包覆壳件轴向地支撑。
[0015]驱动壳的显著的结构刚性利用对塑料材料的小的花费有利地通过以下方式实现，即在驱动壳件的外侧处在其端侧的端壁的区域中设置有强化筋结构，该强化筋结构是相应的驱动壳件的集成的组成部分。包覆壳的轴向的支撑效果针对性地尤其基于:包覆壳件支撑性地贴靠在强化筋结构处。
[0016]强化筋结构优选地由多个围绕驱动单元的纵轴线分布的在每个驱动壳件处的强化筋组成。这些强化筋针对性地如此定向，使得它们相应地在与驱动单元的纵轴线叠合的平面中延伸。优选地，强化筋具有关于驱动单元的纵轴线倾斜的纵向走向。尤其，强化筋如此构造和布置在每个驱动壳件处，使得所述强化筋的为了支撑而与所配设的包覆壳件对应的筋面共同地安装在假想的锥面上，该锥面的纵轴线与驱动单元的纵轴线叠合。
[0017]至少一个并且针对性地每个端侧的驱动壳件的端壁在其外侧处在中央的区域中针对性地设有柱筒状轮廓的轴向突起，所配设的包覆壳件端侧地和/或外周侧地贴靠在该突起处，该包覆壳件在该处拥有相应的成形部。
[0018]所述包覆壳件至少之一针对性地设有中央的缺口，从动杆能够线形移动地伸穿该缺口。在该缺口的区域中，在包覆壳件处针对性地固定了用最小径向间隙包围从动杆的金属的防护环，该防护环反作用于脏污的挤入并且大概作为刮挡件起作用。这种防护环能够例如压入缺口中。作为替代方案或附加方案，防护环也能够与包覆壳件粘接或尤其焊接。焊接连接被提供，这是因为该焊接连接在一个工作程序中能够结合两个包覆壳件的焊接来实现。
[0019]针对性地，不由从动杆贯穿的驱动壳件外部端侧地在其中央的区域中具有同轴的凹槽，紧固件插入该凹槽中，该紧固件拥有能够从外部够及的紧固接口，能够使用该紧固接口用以将膜片驱动装置固定在承载结构处。在该紧固件的区域中，所配设的包覆壳件针对性地拥有同轴的缺口，紧固件穿过该缺口。针对性地，紧固件尤其又通过焊接连接紧固在包覆壳件处，该焊接连接的优点与上文结合金属的防护环提到的那样是相同的。
[0020]为了驱动膜片的受控制的流体加载，根据是否膜片驱动装置是单作用式或双作用式的结构类型，两个驱动壳件中的一个或每个由汇入到所配设的工作腔中的流体通道贯穿，该流体通道在外部具有能够与合适的压力源连接的连接口。优选地，流体通道延伸穿过在外部在所涉及的驱动壳件处以单体方式成形的斗状的连接眼孔，其中连接口尤其关于驱动单元的纵轴线径向地指向。所配设的包覆壳件在连接眼孔的区域中设有老虎窗状的成形部，该成形部包围连接眼孔并且拥有与连接口中心对齐的缺口，以便保证能够通及该连接
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[0021]每个驱动壳件在开口的朝向另外的驱动壳件的区域中针对性地拥有包围所涉及的开口的环形的侧壁，其中驱动壳件为了形成驱动壳而针对性地在此环形的侧壁的区域中彼此贴靠地紧固，并且具体而言独立地，也即没有包覆壳的一同作用。在事先完成驱动单元之后，才安装包覆壳，该驱动单元理论上即便在没有包覆壳的情况下也能够作为膜片驱动装置使用。
[0022]所述两个驱动壳件能够以各种类型和方式