(57)【要約】【課題】改良された高圧ノズルを提供すること。【解決手段】流出開口部（２２）へ至る流れ通路の内部に整流部材（２６）を有する、特に鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とすための、高圧ノズルにおいて、整流部材（２６）が、供給通路の中心長手軸（３０）を直接包囲する領域内に、自由な流れ横断面を有している。このノズルは金属粉末にプラスチック結合剤を混合するステップと、得られた混合物を型内へ射出するステップと、化学的および／または熱的プロセスによって、結合剤を除去するステップと、結合剤の除去後に得られた前製品を焼結するステップと、により形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流出開口部（２２）へ至る流れ通路の内部に整流部材（２６）を有する、特に鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とすための、高圧ノズルにおいて、
整流部材（２６）が、供給通路の中心長手軸（３０）を直接包囲する領域内に、自由な流れ横断面を有している、ことを特徴とする高圧ノズル。
【請求項２】
整流部材（２６）が、流れ案内面（５４）を有しており、前記流れ案内面が供給通路の長手中心軸（３０）に対して平行かつ長手中心軸（３０）へ向かって延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ノズル。
【請求項３】
流れ案内面（５４）が、中心長手軸（３０）の方向へ径方向に延びている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の高圧ノズル。
【請求項４】
整流部材（２６）が、高圧ノズルの流れ通路構成部分と一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高圧ノズル。
【請求項５】
整流部材（２６）の下流側に、供給通路の先細り（３２）が設けられている、ことを特徴とする請求項１から４の少なくとも１項に記載の高圧ノズル。
【請求項６】
整流部材（２６）の下流の先細り（３２）に、一定の断面を有する部分（３４）が連続しており、前記部分が先が細くなる流出チャンバ（３８）へ移行している、ことを特徴とする請求項５に記載の高圧ノズル。
【請求項７】
整流部材（２６）の上流に、フィルタ（２４）が配置されており、前記フィルタが中心長手軸（３０）に対して径方向に方向づけされた流入スリットを有している、ことを特徴とする、特に請求項１から６の少なくとも１項に記載の高圧ノズル。
【請求項８】
前記流入スリットが、中心長手軸（３０）に対して平行に延びている、ことを特徴とする請求項７に記載の高圧ノズル。
【請求項９】
フィルタ（２４）が、球部分形状のフィルタキャップ（４０）を有しており、前記フィルタキャップが、中心長手軸（３０）に対して平行に延びる流入開口部（４８）を有している、ことを特徴とする請求項１から８の少なくとも１項に記載の高圧ノズル。
【請求項１０】
流入スリットの、整流部材（２６）の側に位置する端面（５２）が、角を丸くして、あるいは斜め下方へ向かって案内するように形成されており、角を丸くした端面（５２）が、中心長手軸（３０）の方向に見て凸状に形成されている、ことを特徴とする請求項７および特に請求項８と９のいずれか１項に記載の高圧ノズル。
【請求項１１】
フィルタ（２４）が、フィルタキャップ（４０）とフィルタ主要部分（４２）によって形成されており、フィルタキャップ（４０）とフィルタ主要部分（４２）が個別部品として形成され、その後に互いに取り外しできないように結合されている、ことを特徴とする特に請求項１から１０の少なくとも１項に記載の高圧ノズル。
【請求項１２】
フィルタキャップ（４０）とフィルタ主要部分（４２）が、金属粉末射出成形によって形成されて、その後一緒に焼結されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の高圧ノズル。
【請求項１３】
フィルタ主要部分（４２）が、整流部材（２６）を有している、ことを特徴とする請求項１２に記載の高圧ノズル。
【請求項１４】
フィルタキャップ（４０）またはフィルタ主要部分（４２）が、径方向に延びる突出部（６４）を備えた、一周するカラー（６２）を有しており、前記突出部が、フィルタ主要部分（４２）またはフィルタキャップ（４０）の対応する凹部内へ嵌入する、ことを特徴とする請求項１から１３の少なくとも１項に記載の高圧ノズル。
【請求項１５】
フィルタキャップ（４０）が、径方向内側へ向かって延びる突出部（６４）を備えた、一周するカラー（６２）を有しており、前記突出部（６４）が、フィルタ主要部分（４２）の対応する凹部内へ嵌入する、ことを特徴とする請求項１から１４の少なくとも１項に記載の高圧ノズル。
【請求項１６】
フィルタ主要部分（４２）がその、フィルタキャップ（４０）に隣接する端部に、中心長手軸（３０）に対して平行に延びるウェブ（５０）を有しており、前記ウェブの間に凹部が形成されている、ことを特徴とする請求項１５に記載の高圧ノズル。
【請求項１７】
フィルタ主要部分（４２）のウェブ（５０）の間に、流入スリットが形成されている、ことを特徴とする請求項１６に記載の高圧ノズル。
【請求項１８】
スプレイノズル、特に鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とすための高圧ノズルを、特に請求項１から１７の少なくとも１項に従って形成する方法であって、
金属粉末にプラスチック結合剤を混合するステップと、
得られた混合物を型内へ射出するステップと、
化学的および／または熱的プロセスによって、結合剤を除去するステップと、
結合剤の除去後に得られた前製品を焼結するステップと、を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
結合剤の除去後に前製品として存在する個別部品をつなぎ合わせて、つなぎ合わせた前製品を焼結する、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
金属粉末が、少なくとも部分的に砲金粉末を含んでいる、ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
高圧ノズルが、少なくともフィルタ（２４）と整流部材（２６）を有しており、それらがフィルタおよび整流部材構成部分（１６）を形成し、前記構成部分が少なくとも２つの個別部分からまとめられており、前記個別部分がまとめて焼結することによって互いに取り外しできないように結合されている、ことを特徴とする請求項１８から２０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流出開口部へ至る供給通路の内部に整流部材を有する高圧ノズルに関する。本発明は、また、高圧ノズルを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術（たとえば、特許文献１を参照）から、鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とす高圧ノズルが知られており、その高圧ノズルは流出開口部へ至る供給通路の内部に整流部材を有している。整流部材は、断面が星状の構成部品として形成されており、円筒状の中央部分を有し、その中央部分から径方向に流れ案内面が延びている。整流部材の流れ抵抗を減少させるために、円筒状の中央部分は上流方向においても、下流方向においてもそれぞれ円錐状の尖端の形状で延長されている。整流部材の上流には、フィルタが配置されており、そのフィルタは球状キャップ形状の部分を備えた管部分から形成されており、液体を流入させるための径方向の切込みを有している。この径方向の切込みは、フィルタの球部分形状のキャップ内まで延びている。整流部材の下流において、流れ通路が徐々に細くなっており、その細くなる部分が、細くなる角度を減少させて、口片内の流出チャンバまで延びている。口片は、流出チャンバと、流出チャンバに連続する流出開口部とを有している。鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とすために高圧ノズルを駆動する、数１００バールから６００バールまでになることがある、極めて高い液体圧力に基づいて、わずかな流れ抵抗でも、決定的である。というのは、高圧ノズル内部の圧力損失は、除去力を減少させ、あるいは供給導管のより高い圧力を必要とするからである。さらに、発生されるフラットビームの形状が重要であって、フラットビームはできる限り良好な除去効果を得るために、できるだけ小さい幅を持たなければならない。そして、高圧ノズルは、著しい機械的負荷にさらされる。というのは、たとえば供給導管内の圧力衝撃が、高圧ノズルのフィルタの崩壊をもたらしかねないからである。
【特許文献１】欧州特許公報ＥＰ０７９２６９２Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は改良された高圧ノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そのために、本発明によれば、流出開口部へ至る供給通路内に整流部材を有する、特に鉄鋼製品の酸化皮膜を除去するための、高圧ノズルが設けられ、その高圧ノズルにおいて整流部材は、供給通路の中心長手軸を直接包囲する領域内に、自由な流れ断面を有している。
【０００５】
このようにして、いわゆる芯のない整流部材が実現され、その整流部材は、一方ではわずかな流れ抵抗を特徴とし、他方では、良好な方向付け作用を特徴としている。従って整流部材は、中心長手軸を直接包囲する、組込み物のない、流れ通路を有している。円筒状の構成部分を有し、その構成部分から流れ案内面が径方向に出ている、従来の整流部材に比較して、本発明に基づく整流部材は、著しく減少された流れ抵抗を有している。というのは、供給通路の中心長手軸を直接包囲する流れ通路が自由に残っており、妨害されない貫流のために利用できるからである。流れのために提供される自由な横断面がずっと大きいので、流れ抵抗の著しい減少が得られる。自由な流れ横断面は、たとえば、整流部材の内側半径の約１／５の半径を有している。
【０００６】
本発明の展開において、整流部材は、供給通路の長手中心軸に対して平行かつ中心長手軸へ向かって延びる、流れ案内面を有している。
【０００７】
供給通路の中心長手軸に対して平行に方向付けされた、この種の流れ案内面によって、整流部材の良好な指向作用が得られ、整流部材を通過した流れは、整流部材の下流側で流れ中心軸に対して実質的に平行に方向付けされている。
【０００８】
本発明の展開において、流れ案内面は、中心長手軸の方向へ径方向に延びている。
【０００９】
このようにして、平坦な流れ案内面を実現することができ、その流れ案内面は、わずかな流れ抵抗において、極めて良好な方向付け作用を有している。
【００１０】
本発明の展開において、整流部材の下流において、供給通路の先細りが設けられている。
【００１１】
この種の先細りによって、流れを集中させることができ、かつ短いルート上で、流れ通路を流出チャンバの横断面へまとめて案内することができる。本発明によれば、短い先細りが設けられており、供給通路の細くなる部分は、整流部材の長さの約半分から三分の一しか持たない。
【００１２】
本発明の展開において、整流部材の下流の先細りに、一定の断面を有する部分が連続しており、その部分が細くなる流出チャンバに移行している。
【００１３】
一定の断面を有するこの種の部分によって、流れの沈静化を得ることができ、それが、わずかな流れ抵抗において、極めて良好なビーム品質をもたらす。一定の断面を有する部分は、好ましくは、整流部材の後方の先細りよりも長い。一定の断面を有する部分を、整流部材の後方の先細りの少なくとも２倍の長さに、そして特に先細りの７倍の長さに形成すると、好ましいことが明らかにされた。流出チャンバが、流出開口部へ移行し、その流出開口部からスプレイビームが流出する。
【００１４】
本発明の展開において、整流部材の上流にフィルタが配置されており、そのフィルタは、中心長手軸に対して径方向に方向付けされた流入スリットを有している。流入スリットは、好ましくは、中心長手軸に対して平行に延びている。フィルタは、球部分の形状のフィルタキャップを有しており、そのフィルタキャップが、中心長手軸に対して平行に延びる流入開口部を有している。
【００１５】
球部分形状のフィルタキャップ内の流入開口部は、フィルタの流入スリットから分離されているので、球部分形状のフィルタキャップは、極めてしっかりと形成することができ、特に、場合によって供給通路内に発生する圧力衝撃に耐えることができる。たとえば、フィルタキャップは一周するカラーを有しており、そのカラーが高い機械的強度をもたらす。従って、フィルタ内の流入スリットは、球部分形状のフィルタキャップの前で終了している。
【００１６】
本発明の展開において、流入スリットの、整流部材の側に位置する終端境界面は、角を丸くして、あるいは内側へ向かって斜めに案内するように形成されており、角を丸くした終端境界面は、中心長手軸の方向に凸状に形成されている。従って流入スリットの、流れ方向に見て整流部材の側に位置する、それぞれのスリット底は、中心長手軸の方向に外側へ向かって湾曲され、あるいは凸状に形成されている。代替的に、スリット底が内側へ傾斜して、特に球部分形状に形成され、円錐は流れ方向に細くなっている。それによって流入スリットを通る流れがスリット底の領域内で徐々に中心長手軸の方向へ方向変換される。それによってスリット底の領域における渦の形成が著しく減少されて、わずかな流れ抵抗と、整流部材の下流の、中心長手軸に対して実質的に平行に方向づけされた流れが得られる。
【００１７】
本発明の展開において、フィルタは、フィルタキャップとフィルタ主要部分によって形成されており、フィルタキャップとフィルタ主要部分は、個別部品として形成されて、その後互いに取り外しできないように結合されている。
【００１８】
このようにして、フィルタキャップとフィルタ主要部分の領域における、幾何学的に複雑な型の形成も、容易になる。フィルタキャップとフィルタ主要部分を取り外しできないように結合した後に、安定した、流れ技術的に好ましいフィルタユニットが提供される。
【００１９】
本発明の展開において、フィルタキャップとフィルタ主要部分は、金属粉末射出成形によって形成されて、その後まとめて焼結されている。
【００２０】
金属粉末射出成形によって、機械的な加工によっては実現できず、あるいは多大な手間をかけないと実現できなかった、幾何学的に複雑な型も実現される。それに数えられるのは、たとえばフィルタの流入スリットの端面の、中心長手軸に対して方向付けされた、凸状の形成である。通常、この種の流入スリットは、パイプ形状の構成部品にフライスまたは鋸刃を食い込ませることによって形成される。は、通常、端面は、外側へ向けて、凹状に形成され、それは流れ技術的に好ましくない。
【００２１】
本発明の展開において、フィルタ主要部分は、整流部材を有している。
【００２２】
このようにして、流れ的に好ましい、組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分が実現される。この組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分を金属粉末射出成形によって形成する場合に、本発明に基づく芯のない整流部材と、フィルタの流入スリットの流れ的に好ましい形成が実現され、かつシリーズ製造の枠内で形成される。代替的に、整流部材を別体の流れ通路構成部分として形成することができ、あるいはノズルの他の構成部分にフィルタとして組み込むことができる。
【００２３】
本発明の展開において、フィルタキャップは、径方向内側へ延びる突出部を備えた、一周するカラーを有しており、突出部が、フィルタ主要部分の対応する凹部内へ嵌入する。
【００２４】
このようにして、フィルタキャップをフィルタ主要部分に極めて安定して取り付けることが実現され、その取付けがさらに、極めて流れ的に好ましい形成を許す。代替的に、フィルタ主要部分に、径方向内側へ、あるいは外側へ延びる突出部を備えた、一周するカラーを設けることができ、は、突出部は、フィルタキャップの対応する凹部内へ嵌入する。径方向に延びる突出部を備えた、一周するカラーがフィルタキャップに設けられているか、フィルタ主要部に設けられているかに関係なく、フィルタキャップとフィルタ主要部分を、極めて安定して、かつ流れ的に好ましく形成する、本発明に基づく利点は、実現される。
【００２５】
本発明の展開において、フィルタ主要部分はその、フィルタキャップに隣接する端部に、中心長手軸に対して平行に延びるウェブを有しており、そのウェブの間に凹部が形成される。好ましくはフィルタ主要部分のウェブの間に、流入スリットが形成されている。
【００２６】
従ってフィルタ主要部分は、その周面にわたって分配された、流れ上流方向に延びる複数のフィンガーまたはウェブを有しており、それらの間に流入スリットが形成されている。これらウェブの端部は、フィルタキャップによって収容されて、固定される。それによって、フィルタ主要部分とフィルタキャップを取り外しできないように結合した後に、安定した構成部品が得られる。特に好ましくは、フィルタキャップとフィルタ主要部分は、金属粉末射出成形によって形成され、その後一緒に焼結されている。
【００２７】
本発明の基礎となる問題は、スプレイノズル、特に鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とすための高圧ノズルを形成する方法によっても解決され、以下のステップが設けられている：
金属粉末の混合*、
得られた混合物を型内へ噴射、
化学的および／または熱的プロセスによって、結合剤を除去、かつ
結合剤の除去後に得られた前製品を焼結。
【００２８】
この種の金属粉末射出成形方法によって、従来の機械的な加工によっては形成できなかった、あるいは多大な手間なしでは形成できなかった、極めて複雑な幾何学配置の型も実現される。射出成形機械の使用は、大量生産で比較的安価な、たとえばろう原型鋳造に比較して安価な、形成を許す。驚くべきことに、金属粉末射出成形によって得られる構成部品は、鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き落とすための高圧ノズルにおける数１００バールの著しい駆動圧力に耐えるために、十分にしっかりしていることが、明らかになった。もともと高い駆動圧力を超えて、掻き落しノズルへ供給するためのパイプ導管内に、駆動圧力の数倍になる圧力衝撃が生じることがあり得る。金属粉末射出成形によって、焼結構成部品が実現され、まず、焼結構成部品はどちらかというと脆い特性を有し、従って、掻き落しノズルの駆動時に発生するような、極端な圧力ピークを有する負荷には適していないことが、予測される。しかし、実験は驚くべきことに、金属粉末射出成形によって得られる焼結部品は、それに応じた設計がなされる場合には、これらの負荷に耐えることができ、さらに、高圧ノズルの流れ最適化のための新しい可能性を提供することを、明らかにした。
【００２９】
本発明の展開において、前製品として存在する個別部品が、結合剤の除去後に組み合わされて、その後、組み合わされた前製品が焼結される。
【００３０】
このようにして、構成部品を一体的に、たとえばフィルタキャップを含めた、組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分を、形成することができる。というのは、焼結後に、つなぎ合わされた前製品は互いに取り外しできないように結合されているからである。それによって、高圧ノズルを同時に安定的かつ流れ的に好ましいように形成するための、さらに他の可能性が得られる。結合剤の除去後に、比較的脆い構造を有する前製品が存在する。というのは、金属粉末は結合剤の除去後に多孔の構造を有するからである。焼結の間に初めて、前製品が圧縮されて、その後は機械的に高い負荷をかけることができる。
【００３１】
本発明の展開において、金属粉末は、少なくとも部分的に砲金粉末を含んでいる。
【００３２】
驚くべきことに、砲金部品も、金属粉末射出成形で形成できることが明らかにされた。これは特に、高圧掻取りノズルの口片を形成するために、効果的である。それによって、口片領域において、そして特に流出チャンバと流出開口部の領域において、機械的な加工によっては実現できなかった、あるいは支持し得る手間では実現できなかった、複雑な幾何学配置の型も実現される。砲金粉末からなる前製品の焼結後に、高圧掻取りノズルの口片としての使用に特に適しており、かつ特に長い寿命を有する、砲金構成部品が得られる。
【００３３】
本発明の展開において、高圧ノズルは、少なくとも、組み合わされたフィルタおよび整流部材構成部分内のフィルタと整流部材を有しており、その構成部分は少なくとも２つの個別部品からまとめられており、個別部品が一緒に焼結することによって互いに取り外しできないように結合される。
【００３４】
本発明の他の特徴と利点が、請求項および本発明の好ましい実施形態についての以下の説明から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１の切断した斜視図は、鉄鋼製品の酸化皮膜を掻き取るための本発明に基づく高圧ノズル１０を示している。高圧ノズル１０は、パイプ形状の接続ニップル１２内に組み込まれており、このパイプ形状の接続ニップル１２内にキャップナット１４によって固定されている。高圧ノズル１０自体は、組み合わされたフィルタおよび整流部材構成部分１６を有しており、それがノズルハウジング１８内へ螺合されている。ノズルハウジング１８内には、さらに口片２０が挿入されており、その口片は下流に位置するその端部において流出開口部２２を定める。パイプ形状の接続ニップル１２は、図示されていないノズル支持部材と結合されており、その中へ高圧ノズル１２のフィルタ２４が突出している。フィルタ２４を通して高圧ノズル１０内へ流入する液体は、整流部材２６を介して流れて、最終的に口片２０へ達し、流出開口部２２からフラットビームの形式で流出する。口片２０は、一周する金属半田継目２８によってノズルハウジング１８に対して密閉されている。
【００３６】
図１から明らかなように、整流部材２６は、高圧ノズル１０の中心長手軸３０を直接包囲する流れ通路を残している。従って整流部材２６の領域内に、どんな組込み部材もない、中心長手軸３０を直接包囲する流れ通路が存在している。整流部材２６は、中心長手軸３０の方向へ径方向に延びる複数の流れ案内面を有しており、それら流れ案内面は平坦に形成されており、かつ中心長手軸３０に対して平行に方向付けされている。整流部材２６によって、フィルタ２４内へ流入する液体が、中心長手軸３０に対して平行に方向付けされる。後述するように、かつ図１においても明らかなように、整流部材２６の複数の流れ案内面は、整流部材の外周面にだけ固定されており、中心長手軸３０を包囲する流れ通路の方向へ自由に突出している。
【００３７】
図２の断面図において、整流部材２６の、互いに対向する２つの流れ案内面が見られ、切断平面がその流れ案内面を通っている。整流部材２６の上流に、フィルタ２４が配置されており、そのフィルタは、中心長手軸３０に対して径方向に延びる切込みスリットを備えた円筒状のパイプ部分によって形成されており、球部分形状のフィルタキャップを有している。
【００３８】
整流部材２６の下流に、くさび形状に細くなる部分３２が連続しており、その部分が一定の直径を有する円筒状の部分３４へ移行している。細くなる部分３２は、整流部材２６よりも短く形成されており、整流部材２６の長さの約１／３から１／２を有している。それに対して細くなる部分３２の下流の一定の断面を有する部分３４は、整流部材２６よりもずっと長く、細くなる部分３２よりもずっと長い。図示の実施形態において、一定の断面を有する部分３４は、整流部材２６の約３倍の長さであって、細くなる部分３２の約７倍の長さを有している。整流部材２６、細くなる部分３２および一定の断面を有する部分３４の長さをこのように定めることによって、流出するフラットビーム３６の正確な成形を支援する流れ状況が生じることが、明らかにされた。一定の直径を有する部分３５の下流に、口片２０内の流出チャンバ３８が連続している。流出チャンバ３８は、くさび形状に細くなっており、流出開口部で終わっている。流出チャンバ３８の長さは、整流部材２６の長さの約半分の大きさであり、一定の断面を有する部分３４の長さよりもずっと短い。流出チャンバ３８の長さは、大体において、整流部材２６のすぐ下流の細くなる部分３２の規模にある。
【００３９】
従って、本発明に基づく高圧ノズルにおいて、流れのために提供される自由な流れ通路は、比較的短いルートで、２段階に、すなわち一度は整流部材２６のすぐ下流の細くなる部分によって、そしてその後同様に比較的短いルートにおいて細くなる流出チャンバ３８によって、細くなっている。短いルート上で流れ通路をこのように２段階でそれぞれ比較的激しく絞ることは、大きい距離にわたって極めて少しずつ細くすることに比較して、流れ技術的に好ましいことが、明らかにされた。特に、提供される自由な断面が部分３２によって短いルート上で比較的強く絞られるが、一定の断面を有する長い部分３４の推移において流れが再び沈静化することができ、それによってその後極めて均一に流出チャンバ３８内へ流入することができる。
【００４０】
最大の自由な流れ断面は、フィルタ２４の領域内に存在し、細長いフィルタスリットとフィルタキャップ内の他のフィルタスリットの自由な横断面の合計によって定められる。すでに著しく減少されている流れ断面は、整流部材２６の領域内に存在し、そこでは自由な流れ断面は、通路全体の横断面から星状に配置された流れ案内面の端面を引いたものから得られる。フィルタ２４の自由な流れ横断面積に対する整流部材２６における自由な流れ横断面積の比は、好ましくは１：６あるいはそれより大きい。
【００４１】
流れ断面をさらに狭めることは、整流部材２６の後方で、口片１２の前まで一定の断面で案内される通路２７の横断面上で行われる。整流部材２６における自由な流れ横断面積に対する通路２７内の自由な流れ横断面積の比は、１：１．２３またはそれより大きい。
【００４２】
フィルタ２４の自由な流れ横断面積に対する通路２７内の自由な横断面積の比は、好ましくは１：７．４４またはそれより大きい。
【００４３】
通路２７内の自由な流れ横断面積は、たとえば９５ｍｍ2、整流部材２６内の自由な流れ横断面積は、たとえば１１７ｍｍ2、フィルタ２４における自由な流れ横断面積は、たとえば７０７ｍｍ2である。
【００４４】
口片１２の上流側に位置する端部において、ノズルハウジング１４の内壁と口片１２のリング状の端面との間に、金属半田継目２８が設けられており、それが口片１２をノズルハウジング１４に対して密閉する。
【００４５】
図３の断面図は、図１の高圧ノズル１０の組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分１６を示している。構成部分１６は、互いに取り外しできないように結合された、全部で３つの個別部品から、すなわちフィルタキャップ４０、整流部材２６も有する、フィルタ主要部分４２および案内部分４４からなり、その案内部分は、整流部材２６の下流の細くなる部分３２と一定の断面を有する部分３４とを有している。案内部材４４は、その下流側に位置する端部に、外ねじ４６を有しており、その外ねじによって案内部材４４がノズルハウジング１８内へ螺合される。
【００４６】
フィルタキャップ４０は、球部分の形状で形成されており、中心長手軸３０に対して平行に延びる流入開口部４８を有している。流入開口部４８は、キャップ４０上に星状に配置されている。フィルタ主要部分４２は、中心長手軸３に対して平行に延びる複数のウェブ５０を有しており、それらウェブはフィルタ主要部分の周面の回りに互いに均一に隔たって配置されている。ウェブ５０の間には流入スリットが残り、その流入スリットを通して液体がフィルタ２４内へ流入することができる。
【００４７】
図３を用いて良く理解できるように、流入スリットの下流側に位置する端面５２は角を丸くして形成されており、中心長手軸３０の方向に見て凸状に湾曲されている。それによって流入スリットを通して流入する液体は、流入スリットの下流側に位置する端面の領域内で、徐々に中心長手軸３０の方向へ方向変換される。それによって、端面５２の領域における渦の形成が小さく抑えられ、均一な流れにおいてわずかな流れ抵抗を得ることができる。
【００４８】
さらに、図３から良く理解できるように、整流部材２６の、中心長手軸３０の方向へ径方向に延びる平坦な流れ案内面５４は、中心長手軸を直接包囲する流れ通路５６を、組込み部品なしで、残している。
【００４９】
フィルタキャップ４０、整流部材２６を有するフィルタ主要部分４２および案内部材４４は、金属粉末射出成形を用いて個別部品として形成されて、その後、熱可塑性の結合剤を除去した後に、個々の前製品として組み合わされて、その後焼結される。焼結後に、フィルタキャップ４０、フィルタ主要部分４２および案内部分４４が互いに取り外しできないように結合されて、高い負荷をかけることができる、組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部品１６を形成する。金属粉末射出成形による形成を、以下でさらに詳細に説明する。
【００５０】
図４の表示は、図３のフィルタ主要部分４２を斜視図で示している。破線で示唆されているのは、それ自体見えない個別ユニット、すなわち径方向に方向づけされた流れ案内面５４とそれ自体覆われている、ウェブ５０の間の流入スリットである。ウェブ５０は、その上流側に位置する端部において減少された厚みで形成されているので、各ウェブ５０は、段部５８を有しており、その段部が、図５の側面図でもわかるように、フィルタキャップ４０をかぶせる場合のストッパとして用いられる。
【００５１】
図５の矢印VI方向に見た、図６の表示は、整流部材の、中心長手軸の方向へ径方向に延びる流れ案内部材５４を示しており、その流れ案内部材は中心長手軸３０の回りに流れ通路５６を残している。すでに説明したように、流れ案内面５４はその径方向外側に位置する端部においてだけ、フィルタ主要部分４２の内壁と結合されており、中心長手軸の方向へ自由に突出している。図６の表示を用いてよく理解できるように、流れ案内面５４は比較的等しい大きさの横断面を解放しており、極めて良好な方向付け作用にもかかわらず、わずかな流れ抵抗しかもたらさない。流れ案内面５４の、流れ内へ突出するすべてのエッジは、角を丸くして形成されている。
【００５２】
図７の表示は、図５の矢印VIIの方向にフィルタ主要部分４２を示している。それぞれ段部５８を有するウェブ５０の自由端部が、よく見える。ウェブ５０は、間に流入スリットを残しており、その流入スリットが中心長手軸の方向へ径方向に延びており、かつその流入スリットを通して液体がフィルタ主要部分４２の内部へ流入することができる。ウェブ５０の間のスリットの数は、流れ案内面の数よりも多い。図示されている実施形態において、全体として８個の流れ案内面５４と、１４個の流入スリットが設けられており、それらは、フィルタ主要部分４２の周面にわたって均一に分配されている。
【００５３】
図５の切断平面VIII−VIIIにおける図８内のフィルタ主要部分４２の断面表示は、フィルタ２４のウェブ５０の間の流入スリットの端面５２が角を丸くして形成されていることを示している。
【００５４】
流入スリットの端面５２は、湾曲して形成されており、特に、図１０の切断平面XI−XIにおける図１１の断面図から明らかなように、中心長手軸３０の方向に見て凸状に形成されている。さらに、端面５２と、流入スリットを画成する、ウェブ５０の側方の境界との間の移行部は、特に図９の拡大された詳細表示から良く理解されるように、角を丸くして形成されている。それによって流入スリットを通して流入する液体は、わずかに渦を形成しながら、そしてそれによってわずかな流れ損失で、中心長手軸３０の方向に方向変換される。図１１および図６と７からも明らかなように、整流部材２６の流れ案内面５４の自由エッジも、同様に角を丸くされている。
【００５５】
図１２の表示は、フィルタキャップ４０を側面で示している。フィルタキャップ４０は、実質的に球部分形状で形成されており、中心長手軸３０の回りに星状に配置された流入開口部４８を有しており、その流入開口部は中心長手軸３０に対して平行に延びている。流入開口部４８を通して液体がフィルタの内部へ流入することができ、流入によってすでに中心長手軸３０に対してほぼ平行に方向づけされる。フィルタキャップ４０は、フィルタ主要部分４２上にフィルタキャップ４０を正しい角度で取り付けることを容易にする、インデックススリット６０を有している。
【００５６】
図１３の表示は、図１２の矢印XIIIに沿ってフィルタキャップ４０を示している。図から明らかなように、フィルタキャップ４０は、中心長手軸３０の方向へ径方向に延びる複数の突出部６４を備えた、一周するカラー６２を有している。突出部６４の間に、それぞれ凹部６６が形成されており、それら凹部は、フィルタ主要部分４２のウェブ５０の端部を収容するために設けられている。ウェブ５０の厚みは、フィルタキャップ４０の材厚とそれに伴ってカラー６２の厚みを加えた突出部６４の径方向の寸法、従ってフィルタキャップ４０の外壁から突出部６４の領域におけるその内壁までの長さに相当する。すでに図５を用いて説明したように、ウェブ５０の自由端部は、その厚みを減少されている。従ってフィルタキャップ４０を取り付ける場合に、自由端部５９が凹部６６内へ嵌入し、かつ自由端部５９は凹部６６の寸法に、キャップ４０を取り付けた状態においてウェブ５０の内壁がフィルタキャップ４０の内壁と整合して延びるように、合わせられている。フィルタキャップ４０は、一周するカラー６２の下端縁がフィルタ主要部分４２の段部５８に添接するまでの深さで、かぶせられる。ウェブ５０の材料厚は、フィルタキャップ４０の材厚に相当するので、フィルタ主要部分４２上にフィルタキャップ４０をかぶせた後に、ウェブ５０の外壁とフィルタキャップ４０の外壁も、ウェブ５０の内壁とフィルタキャップ４０の内壁も、互いに対して整合して方向づけされている。これは、組み立てられた、組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分１６の図３の断面図からも理解される。それによって、フィルタキャップ４０とフィルタ主要部分４２をただ嵌め合わせた状態においてすでに、フィルタキャップ４０とフィルタ主要部分４２の間には極めて狭い継目しか存在しない。
【００５７】
好ましくは、フィルタキャップ４０もフィルタ主要部分４２も金属粉末射出成形によって形成され、結合剤を除去した後に、継ぎ合せた状態で焼結される。焼結後に、フィルタキャップ４０とフィルタ主要部分４２は取り外すことができず、かつ継ぎ合せた後にまだ存在する狭い継目も、充填されるので、焼結後は、一体的かつ実質的に継目なしの構成部品が得られる。
【００５８】
図１４は、図１３の切断平面XIV−XIVにおける断面図であり、図１５は図１３の切断平面XV−XVにおける断面図である。図１４と１５から明らかなように、フィルタキャップ４０の材厚は、カラー６２からその頂点の、従ってフィルタキャップ４０の壁と中心長手軸３０の交点の、方向に、徐々に減少している。このように形成することによって、中心長手軸３０に対して平行に、流入スリット４８の長さをできるだけ短く抑えることができ、それがわずかな流れ抵抗を支援し、同時にフィルタキャップ４０を極めて安定して形成することができるので、フィルタキャップは、本発明に基づく高圧ノズルの駆動中の強い圧力衝撃にも耐える。
【００５９】
図１６のフローチャートを用いて、金属粉末射出成形によって高圧ノズルを形成する、本発明に基づく方法を説明する。
【００６０】
第１のステップ７０において、金属粉末が熱可塑性の結合剤と混合される。金属粉末として、たとえば、砲金粉末を使用することができる。このようにして得られた混合物は、「原料」とも称される。
【００６１】
第２のステップ７２において、このようにして得られた混合物が、その後射出成形によって型に注入される。実質的に従来の射出成形機械を使用することができる。というのは、混合物は、熱可塑性のプラスチック結合剤によってプラスチック状の特性を有しており、射出成形に適しているからである。射出成形後に得られる中間製品は、グリーンコンポーネントと称される。
【００６２】
それに続くステップ７４は、結合剤除去と称され、このステップ７４の推移において適切なプロセスによって熱可塑性のプラスチック結合剤が前製品から除去される。これは、たとえば、熱的プロセスでも、化学的プロセスでもよい。結合剤除去後に、比較的もろい構造の前製品が存在し、その前製品の中で個々の金属粉末粒子間に間隙が存在し、それは元は熱可塑性のプラスチック結合剤によって充填されていたものである。結合剤除去後に得られる中間製品は、ブラウンコンポーネントと称される。
【００６３】
結合剤除去後に、ステップ７６において、個別部材をまとめることができる。すでに説明したように、フィルタキャップ４０、整流部材２６を有するフィルタ主要部分４２および案内部分４４が、金属粉末射出成形によって別々に形成されて、結合剤除去後にまとめられる。案内部分４４は、従来の回転部分として形成して、その後、結合剤除去された前製品と、従ってフィルタキャップ４０およびフィルタ主要部分４２と、一緒にすることができる。
【００６４】
前製品のまとめられた状態において、ステップ７８で前製品が焼結される。焼結は、熱処理プロセスによって行われる。焼結後に、生じた最終製品の材料特性は、中実の材料の材料特性と比較し得る。まとめられた個別部品、特にフィルタキャップ４０、フィルタ主要部分４２および案内部分４４は、焼結のステップ７８によって互いに取り外しできないように結合され、場合によっては存在する、これら個別部品の間の分離継目は消滅する。それによって、組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分１６の外壁と内壁は、滑らかな面で、感じられる分離継目なしで、延びている。これが、小さい流れ抵抗を支援する。
【００６５】
最後のステップ８０において、焼結でまとめられた構成部分、従って組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分１６は、さらに後加工または表面処理することができる。たとえば、流れ抵抗をさらに減少させるために、接近できる表面を条痕研磨することができる。
【００６６】
金属粉末射出成形によって形成された、組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分１６は、流れ的に好ましく、同時に極めて硬く形成することができる。金属粉末射出成形の使用は、それによって従来の高圧ノズルの驚くべき改良を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に基づく高圧ノズルの一部を切り開いて示す斜視図である。
【図２】図１の高圧ノズルを断面で示している。
【図３】図１の高圧ノズルの組み合わされた整流部材およびフィルタ構成部分を示す断面図である。
【図４】図３の構成部分の内蔵された整流部材のフィルタ主要部分を示す斜視図である。
【図５】図４のフィルタ主要部分の側面図である。
【図６】図５のフィルタ主要部分を矢印VI方向に示している。
【図７】図５のフィルタ主要部分を矢印VIIの方向に示している。
【図８】図５のフィルタ主要部分を切断平面VIII−VIIIで示している。
【図９】図８のフィルタ主要部分の詳細を拡大して示している。
【図１０】図４のフィルタ主要部分の他の側面図である。
【図１１】図１０のフィルタ主要部分を切断平面XI−XIで示す断面図である。
【図１２】図３の構成部分のフィルタキャップを示す側面図である。
【図１３】図１２のフィルタキャップを矢印XIIIの方向に示している。
【図１４】図１３の切断平面XIV−XIVにおける断面図である。
【図１５】図１３の切断平面XV−XVにおける断面図である。
【図１６】本発明に基づく方法を説明する図式的な表示である。
【符号の説明】
【００６８】
１８    ノズルハウジング
２０    口片
２２    流出開口部
２４    フィルタ
２６    整流部材
３０    中心長手軸
３２    先細り部分
３４    一定の断面を有する部分
３８    流出チャンバ
４０    フィルタキャップ
４２    フィルタ主要部分
４４    案内部材
４８    流入開口部
５０    ウェブ
５２    端面
５４    流れ案内面
５８    段部
６０    インデックススリット
６２    カラー
６４    突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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