灵活的结构的制作方法

本发明涉及一种具有元件的结构，这些元件彼此具有连接并且布置为相对彼此能运动。

背景技术：

1、这种具有元件的结构可以例如承担滑动环密封件的任务。滑动环密封件是一种密封件，其例如将旋转的泵轴相对于固定的泵壳体进行密封，从而使泄漏损失降至最小程度，并将密封面的可能的磨损保持得尽可能低。滑动环密封件的特征在于两个彼此滑动的面，它们通过轴向力相对彼此挤压。在滑动面之间具有液态或气态的润滑膜。

2、滑动环密封件具有密封间隙，其垂直于轴的轴线。这种结构形式的轴密封件也被称作轴向的或流体动力学的滑动环密封件(glrd)。与其他密封系统相比，这种滑动密封件需要更小的空间和更少的维护。无论要密封的压力和周向速度是高还是低，滑动密封件均表现出色。

3、在运行中两个密封面彼此滑动，它们通过液压和机械的力彼此挤压。在两个超精加工的滑动面之间具有密封间隙，密封间隙具有大多情况下液态的润滑膜。

4、滑动环密封件在离心泵中用于密封穿过壳体运转的轴。滑动环密封件在离心泵中以各种不同的实施方式设置，其中，在材料选择方面总是要考虑离心泵的工作范围。

5、在de 102018208574 a1中描述了一种具有滑动环密封件和副密封件的轴密封组件，其具有至少一个轴向可移动地布置的o型圈。

6、还可以想象，具有元件的结构除了用作密封件以外还可以用作管道中的流动阻力。流动阻力是一种物理参量，其在流体动力学中表示阻碍作为运动介质的流体的反作用力。相对于气态或液态介质运动的本体经受形式为阻碍相对速度的反作用力的流动阻力。

7、管道中预期的流动阻力可以例如由配件形成。配件指的是用于改变和控制流体流动的构件，其特别是在管道中使用。配件类型的选择取决于对流体流动的密封性、节流和方向以及介质本身的要求。因此，具有极高值的流动阻力几乎等同于密封。

8、de 102020003756 a1描述了一种配件组件，由具有两个开口的壳体以及通道组成，通道具有节流区段，节流区段的横截面可以被灵活地限制。节流区段被构造为管道中的流动阻力。

9、迄今为止已知的解决方案大多只能在静态和动态上较少地变化。除了已知的配件或滑动环密封件的解决方案之外的影响流体流动直至密封的方法还是未知的。

技术实现思路

1、本发明的目的是给出一种用于影响流体流动的结构。在此，该结构应能够个性化地且以客户为导向地设计。此外，该结构应能够简单、快速和低成本地实现。

2、该目的根据本发明通过一种具有元件的结构实现。优选的变体可在从属权利要求、说明书和附图中找到。

3、根据本发明，具有元件的结构被布置在流体中用于改变流动阻力。这种组件可以优选取代滑动环密封件和/或作为流体流动中的可变的流动阻力使用。

4、元件是结构的基本组成部分且在不失去其特性的情况下无法进一步被分解。根据本发明，元件可以构造为环和/或节、构造为套筒和/或穿孔板和/或锥形空心体。

5、有利地，元件彼此具有连接且仍然布置为相对彼此能运动。这种连接优选直接地实施，例如作为彼此交织的环。元件的这种连接布置形成平面结构，其优选被成形为漏斗形状。

6、在本发明的另一种变体中，元件间接地利用辅助元件连接并构造为一链和/或一队和/或一股和/或一排。这种辅助元件可以作为条股状的、实心的圆形材料或作为短环实现。元件形成一条带材的单个的节，该带材优选螺旋形地布置。

7、有利地，元件的连接是灵活地(flexibel，柔性地、机动地)构造的，从而使元件彼此之间是能运动的。取决于外力、特别是在运动形式上，可以基于灵活的连接影响元件的相对彼此的布置。理想地，由具有元件的结构在流体或流体流动中形成的流动阻力能够可变地设计和调节。根据本发明的实施变体而定，元件相对彼此的运动可在至少一维中、优选在二维中、特别是在三维中实现。

8、根据本发明，具有元件的结构与旋转驱动装置连接。该连接优选经由轴实施。如果轴被旋转驱动装置置于运动中，则具有元件的结构基于能运动的布置被扇形地散开并改变流体流动中的流动阻力。

9、理想地，具有元件的结构和轴的连接通过到轴上的压装(aufpressen)和/或焊接或收缩配合(aufschrumpfen)来实施。

10、在本发明的一种优选的变体中，具有元件的结构被实施为管道中的可变的流动阻力。旋转驱动装置的运动以及元件的设计导致能够可变且快速适配的流动阻力。

11、在另一种有利的变体中，具有元件的结构形成泵轴上与滑动环密封件相当的流动阻力。取决于轴的旋转，刚好还有足够的流体流动以润滑轴。

12、理想地，具有元件的结构在轴旋转的情况下能够起到越来越多的密封作用。这可以例如通过元件的设计和通过结构在旋转下被扇形地散开来实现。在本发明的一种特别优选的变体中，具有元件的结构具有橡胶唇。橡胶唇优选布置在结构的外边缘处且优选布置在背离流动的那一侧。随着旋转的增加，橡胶唇可以与管道壁或轴贯穿部接触并起到密封作用。在本发明的一种有利的变体中，橡胶唇可以通过橡胶帽代替，橡胶帽在相应的旋转下作为一种盖子起作用，其中，橡胶帽与管道壁或轴管筒部接触并完全关闭流动横截面，从而实现完全的密封。

13、理想地，具有元件的结构被漏斗形地构造为平面结构。这种结构的设计特别有助于漏斗在旋转下被扇形地散开且因此被构造为可变的流动阻力。在本发明的一种可替代的变体中，结构的元件例如间接地构造成螺旋。

14、有利地，具有元件的结构具有空腔，流体流可通过该空腔流动。根据元件的设计而定，空间可设计得较大或较小且因此适配所需的流体流。

15、根据本发明，具有元件的结构是增材(additiv)制造的。只有基于这种特殊的制造技术，才能以极低的材料投入和极快的速度灵活地产生该结构。特别是同时布置为相对彼此能运动的元件之间的连接只能通过增材制造技术实现。

16、增材制造结构是利用增材制造工艺产生的。术语“增材制造工艺”包括所有逐层涂覆材料且由此生产三维元件的制造工艺。在此，逐层堆积(aufbau)是在计算机控制下由一种或多种液态或固体材料按照预定的尺寸和形状进行的。在堆积过程中会发生物理或化学的硬化或熔化过程。用于3d打印的典型材料包括塑料、合成树脂、陶瓷、金属、碳材料和石墨材料。

17、生成(generativen)或增材制造工艺是指逐层涂覆材料，以从元件产生三维结构的工艺。根据本发明，可变的流动阻力被构造为增材制造结构。为了形成具有元件的结构，特别是采用了选择性激光熔化和熔覆(cladding)，也称为堆焊(auftragsschweiβen)。在本发明的一种可替代的变体中，挤压结合涂覆可熔化塑料也是一种可应用的方法。

18、在选择性激光熔化时，结构的元件按照首先在基底上涂覆一层堆积材料(aufbaumaterials)的方法来制造。用于制造结构元件的堆积材料优选包括金属粉末颗粒。在本发明的一种变体中，为此使用含铁和/或含钴的粉末颗粒。这些粉末颗粒可以含有铬、钼或镍等添加剂。金属堆积材料以粉末形式以薄层被涂覆到板上。然后借助于辐射将粉末状材料在所需位置局部地充分熔化，且其在硬化后形成固体的材料层。紧接着将基底降低一层厚度，并重新涂覆粉末。如此循环往复，直到制造出所有的层，并产生具有元件的成品结构。根据本发明，在此产生一种结构，其特别错综复杂(filigran)且优化地被构造为流动阻力。通过传统方法无法在技术上产生这种具有元件的结构。

19、例如可以使用激光束作为辐射，其从单个粉末层生成元件。引导激光束的数据是在三维cad体的基础上借助于软件产生的。代替选择性激光熔化，还可以使用电子束(ebn)。

20、在堆焊或熔覆过程中元件按照一种方法制造，该方法通过焊接对初始块件进行涂层。堆焊在此通过金属丝或粉末形式的焊接填料来形成一个体积，该体积实现特别错综复杂且优化的元件形状。

21、根据本发明，在流体中使用一种具有元件的结构用于改变流动阻力，这些元件彼此具有连接并布置为相对彼此能运动。因此，具有元件的结构可用作灵活的密封结构，其最初构造为针对流体流开放，并可通过旋转运动转换为动态密封件。