DE102014119432A1 - Method for filling a diaphragm seal - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum dauerhaften Befüllen eines Druckmittlers über eine in einer Gehäusewand des Druckmittlers befindliche Befüllöffnung mit folgenden Verfahrensschritten:
– Befüllen des Druckmittlers mit einer Übertragungsflüssigkeit über die Befüllöffnung;
– Anordnen eines Abdichtungselementes in der Befüllöffnung, sodass keine Übertragungsflüssigkeit mehr durch die Befüllöffnung austreten kann;
– Anordnen wenigstens eines nano- oder mikroreaktiven Werkstoffes zumindest im Bereich der um die Befüllöffnung befindlichen Gehäusewand;
– Anordnen des Verschlusselementes, sodass dieses zumindest teilweise den nano- oder mikroreaktiven Werkstoff und zumindest teilweise das Abdichtungselement bedeckt;
– Auslösen einer lokalen exothermen Reaktion um das Verschlusselement mit der Gehäusewand mittels des nano- oder mikroreaktiven Werkstoffs zu verbinden.Method for permanently filling a pressure transmitter via a filling opening located in a housing wall of the pressure transmitter with the following method steps:
- filling the pressure transmitter with a transfer fluid through the filling opening;
- Arranging a sealing element in the filling, so that no transmission fluid can escape through the filling opening;
Arranging at least one nano- or microreactive material at least in the region of the housing wall located around the filling opening;
Arranging the closure element so that it at least partially covers the nano- or microreactive material and at least partially the sealing element;
- triggering a local exothermic reaction to connect the closure element with the housing wall by means of the nano- or microreactive material.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dauerhaften Befüllen eines Druckmittlers über eine in einer Gehäusewand befindlichen Befüllöffnung, sowie einen Druckmittler mit einer solchen Befüllöffnung.The invention relates to a method for permanently filling a pressure transmitter via a filling opening located in a housing wall, as well as a pressure transmitter with such a filling opening.
Druckmittler werden in der industriellen Messtechnik zur Übertragung von Drücken eingesetzt. Dabei werden sie z.B. in Verbindung mit Druck- oder Differenzdruckmessgeräten eingesetzt. Bei Druckmessgeräten wird ein zu messender Druck beispielsweise dem Druckmittler zugeführt und über den Druckmittler auf ein im Messgerät ggfl. auch im Druckmittler befindliches Drucksensorelement übertragen. Bei Differenzdruckmessgeräten werden entsprechend zwei Druckmittler eingesetzt denen jeweils einer der Drücke, deren Differenz gemessen werden soll, zugeführt wird. Die Druckmittler übertragen diese Drücke dann auf das Drucksensorelement zur Erfassung eines Druckmesswertes.Diaphragm seals are used in industrial metrology for the transmission of pressures. In doing so, they are e.g. Used in conjunction with pressure or differential pressure gauges. In pressure gauges, a pressure to be measured, for example, supplied to the diaphragm seal and over the diaphragm seal on a if necessary in the measuring instrument. also transmitted in the diaphragm seal located pressure sensor element. In differential pressure gauges two diaphragm seals are used in each case one of the pressures whose difference is to be measured, is supplied. The diaphragm seals then transfer these pressures to the pressure sensor element to detect a pressure reading.
Der Einsatz von Druckmittlern ist z.B. dann erforderlich, wenn der oder die Drücke dem Druck- bzw. Differenzdrucksensor nicht direkt zugeführt werden können. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn die Sensoren gegenüber chemischen und/oder mechanischen Belastungen sehr empfindlich sind, wie dies z.B. bei piezoresistiven Druckmesszellen, die z.B. Messmembranen aus oder mit empfindlichen Halbleiterbauelementen aufweisen, der Fall ist, oder wenn eine Differenz zwischen zwei an verschiedenen Orten wirkenden Drücken mit einem Differenzdrucksensor erfasst werden.The use of chemical seals is e.g. required if the pressure (s) can not be supplied directly to the pressure or differential pressure sensor. This is e.g. then the case when the sensors are very sensitive to chemical and / or mechanical stresses, e.g. in piezoresistive pressure cells, e.g. Measuring membranes made of or with sensitive semiconductor devices, the case is, or when a difference between two pressures acting at different locations with a pressure differential sensor are detected.
Weiter werden Druckmittler auch dann eingesetzt, wenn, z.B. aus hygienischen Gründen, ein frontbündiger Abschluss zum Prozess gewünscht ist.Further, diaphragm seals are used even if, e.g. for hygienic reasons, a flush completion to the process is desired.
Druckmittler weisen in der Regel eine auf einen Körper, bspw. einen Gehäusekörper, montierte flexible Trennmembran auf, deren vom Körper abgewandte Seite ein zu übertragender Druck zuführbar ist. Der Körper weist üblicherweise eine zur Trennmembran hin geöffnete hydraulische Kammer auf, die von der Trennmembran überdeckt und nach außen abgeschlossen ist. Vorzugsweise dient eine der Trennmembran zugewandte innere Mantelfläche der Kammer als Membranbett, an das sich die Trennmembran anlegt, wenn der auf sie einwirkende Druck einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Der Anschluss des Druckmittlers an einen Drucksensorelement kann bspw. über eine Druckleitung, die in die Druckkammer mündet, erfolgen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Drucksensorelement sich innerhalb des Körpers befindet und somit keine Druckleitung notwendig ist.As a rule, diaphragm seals have a flexible separating diaphragm mounted on a body, for example a housing body, whose side remote from the body can be supplied with a pressure to be transmitted. The body usually has an opening to the separation membrane hydraulic chamber, which is covered by the separation membrane and closed to the outside. Preferably, one of the separation membrane facing the inner surface of the chamber serves as a membrane bed to which the separation membrane applies when the pressure acting on them exceeds a predetermined limit. The connection of the pressure transmitter to a pressure sensor element can, for example, via a pressure line, which opens into the pressure chamber, take place. Alternatively it can also be provided that the pressure sensor element is located inside the body and thus no pressure line is necessary.
Die hydraulische Kammer und ggfl. auch die Druckleitung bilden zusammen einen hydraulischen Kammerverbund aus und werden mit einer inkompressiblen Übertragungsflüssigkeit gefüllt, über die im Betrieb die Druckübertragung erfolgt. Anhand der Befüllung des hydraulischen Kammerverbundes lässt sich somit ein spezifischer Arbeitspunkt des Druckmittlers einstellen. Dieser Arbeitspunkt hängt unter anderem von dem unter der Trennmembran in den hydraulischen Kammerverbund eingeschlossenen Volumen ab. Hierbei gilt es, für jede Ausgestaltungsvariante der Trennmembran die Kammer und ggfl. die Druckleitung mit einem spezifischen Volumen der Übertragungsflüssigkeit zu befüllen.The hydraulic chamber and if necessary. The pressure line together form a hydraulic chamber composite and are filled with an incompressible transfer fluid through which the pressure is transferred during operation. Based on the filling of the hydraulic chamber composite can thus set a specific operating point of the diaphragm seal. This operating point depends inter alia on the volume enclosed in the hydraulic chamber assembly under the separating diaphragm. It applies here, for each embodiment variant of the separation membrane, the chamber and if necessary. to fill the pressure line with a specific volume of the transfer fluid.
Eine entsprechende hydraulische Kammer zur Aufnahme der Übertragungsflüssigkeit bzw. des Füllfluids wird typischerweise durch verschiedene Fügeprozesse struktureller Komponenten des Druckmittlers untereinander sowie mit der Trennmembran und ggfl. dem integrierten Sensorelement hergestellt. Erst wenn die Trennmembran und ggfl. auch das integrierte Sensorelement montiert sind, d.h. alle Öffnungen bis auf eine dediziert zur Fluidbefüllung vorgesehene Befüllöffnung verschlossen sind, kann die Fluidbefüllung erfolgen. Anschließend muss die Befüllöffnung hinreichend druckdicht verschlossen werden, um einen bei allen Lastfällen und auf Dauer funktionsfähigen Sensor zu erhalten.A corresponding hydraulic chamber for receiving the transfer fluid or the filling fluid is typically by different joining processes of structural components of the pressure transmitter with each other and with the separation membrane and if necessary. manufactured the integrated sensor element. Only when the separation membrane and if necessary. also the integrated sensor element are mounted, i. all openings are closed except for a dedicated for fluid filling filling opening, the fluid filling can take place. Subsequently, the filling opening must be sealed sufficiently pressure-tight, in order to obtain a sensor that is functional in all load cases and over the long term.
Bekannte Verschlussmechanismen und -prozesse basieren entweder auf rein mechanischen Effekten oder auf einer Kombination von mechanischem Verschluss und thermischem Fügeverfahren zur Erzielung der Druckdichtigkeit. Die rein mechanischen Verfahren weisen entweder eine geringe Druckfestigkeit auf (z.B. Kugelverschluss), erfordern komplexe und somit teure Teilegeometrien (z.B. Verschluss mit Kugel und Schraube) oder aufwendige automatisierte Prozesse (z. B. Königs-Expander). Verschlussverfahren unter Nutzung thermischer Fügeprozesse erzielen typischerweise eine Dichtheit bis zu sehr hohen Drücken, bringen aber heute so viel thermische Energie unweit der Befüllöffnung ein, dass eine thermische Beeinflussung der Übertragungsflüssigkeit bzw. des Füllfluids nicht ausgeschlossen werden kann. Eine solche thermische Beeinflussung kann über chemische Reaktionen im Füllfluid zum Zerfall von Füllfluid-Molekülen und zur Gasbildung in der hydraulischen Kammer führen, was bei Fortschreiten des derart initiierten Prozesses eine langsame Veränderung der Messeigenschaften bewirken und über längere Zeiträume einen Totalausfall des Sensors zur Folgen haben kann.Known closure mechanisms and processes are based either on purely mechanical effects or on a combination of mechanical closure and thermal joining process to achieve pressure tightness. The purely mechanical processes either have low compressive strength (e.g., ball-and-socket closure), require complex and thus expensive part geometries (e.g., ball and screw closure) or elaborate automated processes (e.g., king expander). Closing methods using thermal joining processes typically achieve a tightness up to very high pressures, but today bring so much thermal energy near the filling opening that a thermal influence on the transfer liquid or the filling fluid can not be ruled out. Such thermal influence can lead to chemical reactions in the filling fluid to the disintegration of Füllfluid molecules and gas formation in the hydraulic chamber, which cause a slow change in the measurement characteristics with the progress of the process initiated in this way and can have a total failure of the sensor for longer periods ,
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit vorzuschlagen, die thermische Rückwirkung auf die Übertragungsflüssigkeit zu verringern.The invention is therefore based on the object to propose a way to reduce the thermal reaction to the transmission fluid.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum dauerhaften Befüllen eines Druckmittlers über eine in einer Gehäusewand befindlichen Befüllöffnung, sowie einen Druckmittler gelöst. The object is achieved by a method for permanently filling a pressure transmitter via a filling opening located in a housing wall, as well as a pressure transmitter.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum dauerhaften Befüllen eines Druckmittlers über eine in einer Gehäusewand befindlichen Befüllöffnung mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:
- – Befüllen des Druckmittlers mit einer Übertragungsflüssigkeit über die Befüllöffnung;
- – Anordnen eines Abdichtungselementes in der Befüllöffnung, sodass keine Übertragungsflüssigkeit mehr durch die Befüllöffnung austreten kann;
- – Anordnen wenigstens eines nano- oder mikroreaktiven Werkstoffes (
18 ) zumindest im Bereich der um die Befüllöffnung (3 ) befindlichen Gehäusewand (2 ); - – Anordnen des Verschlusselementes, sodass dieses zumindest teilweise den nano- oder mikroreaktiven Werkstoff und zumindest teilweise das Abdichtungselement bedeckt;
- – Auslösen einer lokalen exothermen Reaktion um das Verschlusselement mit der Gehäusewand mittels des nano- oder mikroreaktiven Werkstoffs zu verbinden.
- - filling the pressure transmitter with a transfer fluid through the filling opening;
- - Arranging a sealing element in the filling, so that no transmission fluid can escape through the filling opening;
- Arranging at least one nano- or microreactive material (
18 ) at least in the area around the filling opening (3 ) housing wall (2 ); - Arranging the closure element so that it at least partially covers the nano- or microreactive material and at least partially the sealing element;
- - triggering a local exothermic reaction to connect the closure element with the housing wall by means of the nano- or microreactive material.
Erfindungsgemäß wird also ein Verschlussverfahren vorgestellt, das einen einfachen mechanischen Vorverschluss über einfache Teilegeometrien realisiert und im Anschluss über ein Mikro-Fügeverfahren eine verbesserte Druckfestigkeit ohne thermische Rückwirkung auf die Übertragungsflüssigkeit erzielt.Thus, according to the invention, a closure method is presented which achieves a simple mechanical prefastening via simple part geometries and subsequently achieves an improved compressive strength without thermal reaction to the transfer liquid via a micro-joining method.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Befüllöffnung mittels einer Stufenbohrung realisiert wird, wobei die Stufenbohrung dergestalt ist, dass sie zumindest einen ersten und einen zweiten zylindrischen Bereich mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the filling opening is realized by means of a stepped bore, wherein the stepped bore is such that it has at least a first and a second cylindrical region with different diameters.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Abdichtungselement so in der Befüllöffnung angeordnet wird, dass eine erste Stirnseite des Abdichtungselementes im Wesentlichen bündig mit einer ersten Stufenkante zwischen dem ersten und zweiten zylindrischen Bereich abschließt.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the sealing element is arranged in the filling opening such that a first end face of the sealing element terminates substantially flush with a first step edge between the first and second cylindrical area.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass nach dem Anordnen des Abdichtungselementes in der Befüllöffnung ein Reinigungsschritt durchgeführt wird, der zumindest die Gehäusewand und/oder die erste Stirnseite des Abdichtungselementes, insbesondere von der Übertragungsflüssigkeit reinigt.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that after arranging the sealing element in the filling opening, a cleaning step is carried out, which cleans at least the housing wall and / or the first end face of the sealing element, in particular of the transfer liquid.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die lokale exotherme Reaktion durch einen Laserpuls, das Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen dem Verschlusselement und der Gehäusewand des Druckmittlers oder durch eine lokale Erwärmung ausgelöst wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the local exothermic reaction is triggered by a laser pulse, the application of an electrical potential between the closure element and the housing wall of the diaphragm seal or by a local heating.
Hinsichtlich des Druckmittlers wird die Aufgabe durch einen Druckmittler zumindest aufweisend ein Gehäuse mit einer hydraulischen Kammer und einer Trennmembran gelöst, wobei die hydraulische Kammer mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt ist und durch die Trennmembran von einem zu messenden Medium abgetrennt ist, wobei die Trennmembran und die Übertragungsflüssigkeit einen an der Trennmembran anliegenden Mediendruck an ein, vorzugsweise innerhalb des Gehäuses befindliches Drucksensorelement zur Erfassung eines Druckmesswertes übertragen, wobei der Druckmittler ferner eine in einer Gehäusewand befindlichen Befüllöffnung, ein in der Befüllöffnung angeordnetes Abdichtungselement und ein Verschlusselement aufweist, wobei das Verschlusselement über einen nano- oder mikroreaktiven Werkstoff dauerhaft zumindest an der Gehäusewand befestigt ist.With regard to the pressure transmitter, the object is achieved by a pressure transmitter at least comprising a housing with a hydraulic chamber and a separation membrane, wherein the hydraulic chamber is filled with a transfer fluid and separated by the separation membrane of a medium to be measured, wherein the separation membrane and the transfer liquid a The pressure medium also has a filling opening located in a housing wall, a sealing element arranged in the filling opening and a closure element, wherein the closure element has a nano or microreactive material is permanently attached at least on the housing wall.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckmittlers sieht vor, dass die Befüllöffnung in Form einer Stufenbohrung realisiert ist, die zumindest einen ersten zylindrischen Bereich und einen zweiten zylindrischen Bereich mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Insbesondere sieht die Ausgestaltung vor, dass die Stufenbohrung ferner einen dritten zylindrischen Bereich mit einer zweiten Stufenkante zwischen dem zweiten und dritten zylindrischen Bereich aufweist und wobei das Abdichtungselement mit einer zweiten Stirnseite auf der zweiten Stufenkante aufliegt.An advantageous embodiment of the pressure transmitter according to the invention provides that the filling opening is realized in the form of a stepped bore having at least a first cylindrical portion and a second cylindrical portion with different diameters. In particular, the embodiment provides that the stepped bore further has a third cylindrical portion with a second step edge between the second and third cylindrical portion and wherein the sealing member rests with a second end face on the second step edge.
Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckmittlers sieht vor, dass die Befüllöffnung in Form einer Stufenbohrung realisiert ist, die zumindest einen ersten zylindrischen Bereich und einen zweiten zylindrischen Bereich mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Insbesondere sieht die alternative Ausgestaltung vor, dass eine Öffnung des zweiten zylindrischen Bereichs bündig mit der Gehäusewand abschließt und das in den zweiten zylindrischen Bereich eingelassene Abdichtungselement mit seiner ersten Stirnseite im Wesentlichen bündig mit der Gehäusewand abschließt.An alternative embodiment of the pressure transmitter according to the invention provides that the filling opening is realized in the form of a stepped bore, which has at least a first cylindrical portion and a second cylindrical portion with different diameters. In particular, the alternative embodiment provides that an opening of the second cylindrical area terminates flush with the housing wall and terminates the sealing element embedded in the second cylindrical area with its first end side substantially flush with the housing wall.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckmittlers sieht vor, dass das Abdichtungselement und der zweite zylindrische Bereich als eine Passung realisiert sind. Derartig für diesen Anwendungsfall geeignete Passung stellen bspw. eine Press- oder eine Übergangspassung dar. Diese haben gegenüber einer Spielpassung den Vorteil, dass sich das Abdichtungselement nicht aufgrund der Gewichtskraft der Übertragungsflüssigkeit aus dem zweiten zylindrischen Bereich herauslöst, wie dies bei einer Spielpassung möglicherweise der Fall sein könnte. Als besonders bevorzugt haben sich dabei Übergangspassungen des Typs H7/n6 oder H7/k6 oder H7/j6, die in der
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckmittlers sieht vor, dass das in der Befüllöffnung angeordnete Abdichtungselement mit einer ersten Stirnseite im Wesentlichen bündig mit einer ersten Stufenkante zwischen dem ersten und zweiten zylindrischen Bereich abschließt.An advantageous embodiment of the pressure transmitter according to the invention provides that the sealing element arranged in the filling opening terminates with a first end face substantially flush with a first step edge between the first and second cylindrical portion.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
Die in die hydraulische Kammer
Das Drucksensorelement
Der Druckmittler
Die Symmetrieachsen der drei zylindrischen Bereiche
Im günstigsten Fall sind die Gehäusewände
Das erfindungsgemäße Verfahren zum dauerhaften Befüllen sieht vor, dass nach erfolgter Befüllung der hydraulischen Kammer
Hierbei ist zu beachten, dass das Abdichtungselement
Derartig für diesen Anwendungsfall geeignete Passungen
Das Abdichtungselement
Da die Übertragungsflüssigkeit
Nach dem Verschließen mit dem Abdichtungselement
Anschließend wird der erste zylindrische Bereich
Vorteilhaft ist es, wenn das Verschlusselement
Ebenfalls von besonderem Vorteil ist es, wenn das Verschlusselement
Zum Nanoreaktiven Fügen können verschiedene Schichtsysteme und Träger eingesetzt werden. Im Folgenden werden drei Systeme bzw. Ausprägungen des nanoreaktiven Fügens beschrieben:
- 1.
Zwischen Verschlusselement 6 und der Wandung im Bereich der zweiten Stufenkante17 wird eine Preform18 mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Verschlusselementes6 ist, eingebracht.Der Preform 18 weist dabei eine Folie aus nanoreaktivem Material, welches vorzugsweise beidseitig mit Lot beschichtet ist, auf. Zur Sicherstellung einer hochwertigen Fügeverbindung ist ggf. eine Vorbereitung der zu fügenden Oberflächen, insbesondere wenn es sich um Edelstahlteile handelt, durch Reinigung und Aufbringen eines geeigneten Flussmittels durchzuführen. Weiterhin ist das Lot entsprechend den Anforderungen der Fügepartner auszuwählen.Verschlusselement 6 und beschichtete Preform18 werden auf die Wandung der zu verschließenden Befüllöffnung gepresst, um den empfohlenen Mindestdruck zur Herstellung der Fügeverbindung zu erreichen. Der Druck wird während der gesamten Reaktion, die durch eine lokale exotherme Reaktion, bspw. einen Laserpuls durch eine der Belüftungsöffnungen indem Verschlusselement 6 , aber auch durch Anlegen eines elektrischen Potentials zwischenVerschlusselement 6 und Kammerwandung oder durch lokale Erwärmung gestartet werden kann, aufrechterhalten. Ein geringfügiges Überstehen oder Eintauchen der Oberkante des Abdichtelementes5 wird in diesem Fall durch die Lotschichten ausgeglichen. - 2.
Zwischen Verschlusselement 6 und der Wandung im Bereich der zweiten Stufenkante17 werden von unten nach oben eine Lot-Preform 19 ,eine Preform 18 , welche zumindest eine Folie aus nanoreaktivem Material aufweist und wiederum eine Lot-Preform 19 eingebracht (wie in2 dargestellt). Der Durchmesser desPreforms 18 sowie der beiden Lot-Preforms 19 sind dabei im Wesentlichen gleich dem Durchmesser desVerschlusselementes 6 . Die Lot-Preforms 19 können dabei flussmittelbeschichtet sein, sodass eine Benetzung der Fügeoberflächen mit Flussmittel ggf. entfallen kann. Hinsichtlich Oberflächenvorbereitung, Auswahl von Lot und Flussmittel, Druck während des Fügens, Starten der Reaktion und Position des Abdichtungselementes5 gilt das unter dem ersten Punkt beschriebene. - 3. Mit der der zweiten Stufenkante
17 zugewandten Seite des Verschlusselementes6 fest verbunden ist eine Haftschicht und eine ausreichend dicke Schicht nanoreaktiven Materials. Haftschicht und nanoreaktives Material können z.B. durch einen vorangestellten Sputterprozess oder galvanischen Abscheidungsprozess aufdas Verschlusselement 6 aufgebracht werden.Das beschichtete Verschlusselement 6 und eine Lot-Preform 19 werden in den ersten zylindrischen Bereich8 eingelegt. Vorzugsweise wird jedoch zuvor die Stirnfläche der Wandung der zweiten Stufenkante17 wie im ersten Punkt beschrieben gereinigt und mit einem Flussmittel versehen. Hinsichtlich Auswahl von Lot und Flussmittel und Druck während des Fügens gilt wiederum das unter dem ersten Punkt beschriebene. Zu beachten gilt es, dass das Aufbringen von Schichten durch einen Sputterprozess eine lochfreie Oberfläche erfordert, weswegen der Start des Fügeprozesses in diesem Fall nicht durch einen Laserstrahl durch eine Belüftungsöffnung in der Verschlussscheibe sondern ggf. nur durch seitliches Bestrahlen erfolgen kann. Ansonsten können die unter dem ersten Punkt beschriebenen Verfahren zur Auslösung der lokalen exothermen Reaktion eingesetzt werden. Alternativ zur Verwendung der Lot-Preform 19 und ggfl. des Flussmittels, das auf der Stirnfläche der Wandung der zweiten Stufenkante17 aufgebracht wird, kann eine Haftschicht verwendet werden, die auf die Stirnfläche der Wandung der zweiten Stufenkante17 abgeschieden wurde. Hierfür kann bspw. wiederum ein Sputterprozess oder ein galvanischer Abscheidungsprozess eingesetzt werden.
- 1. Between
closure element 6 and the wall in the area of thesecond step edge 17 becomes apreform 18 with a diameter substantially equal to the diameter of theclosure element 6 is introduced. Thepreform 18 has a film of nanoreactive material, which is preferably coated on both sides with solder on. To ensure a high-quality joint, if necessary, a preparation of the surfaces to be joined, especially if it is stainless steel parts to perform by cleaning and applying a suitable flux. Furthermore, the solder is to be selected according to the requirements of the joining partners.closure element 6 andcoated preform 18 are pressed onto the wall of the filling opening to be closed in order to achieve the recommended minimum pressure for the production of the joint connection. The pressure is released during the entire reaction by a local exothermic reaction, for example a laser pulse through one of the ventilation openings in theclosure element 6 , but also by applying an electrical potential between theclosure element 6 and chamber wall or can be started by local heating, maintained. Slight sticking or dipping of the top of the sealingelement 5 is compensated in this case by the solder layers. - 2. Between
closure element 6 and the wall in the area of thesecond step edge 17 become a solder preform from the bottom up19 , apreform 18 which has at least one sheet of nanoreactive material and in turn asolder preform 19 introduced (as in2 shown). The diameter of thepreform 18 as well as the twosolder preforms 19 are substantially equal to the diameter of theclosure element 6 , The solder preforms19 may be flux-coated, so that wetting of the joining surfaces with flux may possibly be omitted. Regarding surface preparation, selection of solder and flux, pressure during joining, starting the reaction and position of the sealingelement 5 the one described under the first point applies. - 3. With the
second step edge 17 facing side of theclosure element 6 firmly connected is an adhesive layer and a sufficiently thick layer of nanoreactive material. Adhesive layer and nanoreactive material can, for example, by a preceding sputtering process or galvanic deposition process on theclosure element 6 be applied. Thecoated closure element 6 and asolder preform 19 be in the first cylindrical area8th inserted. Preferably, however, the front surface of the wall of the second step edge is previously17 cleaned as described in the first point and provided with a flux. With regard to selection of solder and flux and pressure during the joining, again the one described under the first point applies. It should be noted that the application of layers by a sputtering process requires a hole-free surface, which is why the start of the joining process in this case can not be done by a laser beam through a ventilation opening in the shutter disc but possibly only by lateral irradiation. Otherwise, the methods described under the first item can be used to initiate the local exothermic reaction. Alternatively to the use of thesolder preform 19 and if necessary the flux, which on the end face of the wall of thesecond step edge 17 is applied, an adhesive layer may be used, which is on the end face of the wall of thesecond step edge 17 was separated. For this purpose, for example, in turn, a sputtering process or a galvanic deposition process can be used.
Allgemein, d.h. unabhängig von den zuvor beschriebenen Systemen bzw. Ausprägungen des nanoreaktiven Fügens ist die Oberflächengüte der zu fügenden Flächen, d.h. von Verschlusselement
Die zuvor als durchgängige Volumenelemente beschriebenen Lot-Preforms
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Druckmittler Diaphragm Seals
- 22
- Gehäusewand housing wall
- 33
- Befüllöffnung filling
- 44
- Übertragungsflüssigkeit transmission fluid
- 55
- Abdichtungselement sealing element
- 5a5a
- Erste Stirnseite des Abdichtungselementes First end face of the sealing element
- 5b5b
- Zweite Stirnseite des Abdichtungselementes Second end face of the sealing element
- 66
- Verschlusselement closure element
- 77
- Stufenbohrung stepped bore
- 88th
- Erster zylindrischer Bereich bzw. erste Bohrung First cylindrical area or first hole
- 99
- Zweiter zylindrischer Bereich bzw. zweite Bohrung Second cylindrical area or second hole
- 1010
- Gehäuse casing
- 1111
- Hydraulische Kammer Hydraulic chamber
- 1212
- Trennmembran separating membrane
- 1313
- Drucksensorelement Pressure sensor element
- 1414
- Passung fit
- 1515
- Dritter zylindrischer Bereich bzw. dritte Bohrung Third cylindrical area or third hole
- 1616
- Erste Stufenkante First step edge
- 1717
- Zweite Stufenkante Second step edge
- 1818
- Preform preform
- 1919
- Lot-Preform Lot preform
- D1D1
- Erster Durchmesser First diameter
- D2D2
- Zweiter Durchmesser Second diameter
- D3D3
- Dritter Durchmesser Third diameter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Norm DIN ISO 286 T2 [0020] Standard DIN ISO 286 T2 [0020]
- Norm DIN ISO 286 T2 [0035] Standard DIN ISO 286 T2 [0035]
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Title |
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Norm DIN ISO 286 T2 |
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