DE1228931B

DE1228931B - Stroemungsdruckantrieb mit Membran

Info

Publication number: DE1228931B
Application number: DEB66371A
Authority: DE
Inventors: Robert Russell Hager
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1961-03-16
Filing date: 1962-03-15
Publication date: 1966-11-17
Also published as: FR1317767A; GB964289A; DE1293028B; GB1011732A; US3053235A; US3125003A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G05b

Deutsche Kl.: 60-30

1 228 931
B 663711 a/60
15. März 1962
17. November 1966

Die Erfindung betrifft Strömungsdruckantriebe mit einem Gehäuse, das aus zwei becherförmigen, axial gegeneinander ausgerichteten und gegenüberstehenden Abschnitten und einer flexiblen Membran besteht, die aus gummiähnlichem Material hergestellt ist und deren äußerer Umfang zwischen den Gehäuseabschnitten festgeklemmt ist, wobei der äußere Umfang der Membran zwischen entsprechenden, ineinanderschiebbaren zylindrischen Flächen der Gehäuseabschnitte angeordnet ist. Solche Strömungsdruckantriebe werden insbesondere zur Betätigung von Kraftfahrzeugbremsen verwendet.

Es ist bereits ein Druckmittelantrieb mit einer Membran und einem zweiteiligen Gehäuse bekannt, bei dem der zweite Gehäuseteil mit einem radialen Flansch versehen ist, der in einem zylindrischen Abschnitt des ersten Gehäuseteiles aufgenommen wird; der zweite Gehäuseteil besitzt einen ringförmigen inneren Vorsprung.

Ziel der Erfindung ist es, einen Strömungsdruckantrieb vorzuschlagen, bei dem die Membran zwischen zwei Gehäuseteilen auf einfache und robuste Weise festgeklemmt werden kann, wobei der Zusammenbau besonders schnell und genau vorgenommen werden soll. Ferner soll der vorgeschlagene Strömungsdruckantrieb auch ermöglichen, daß die Membran einen geeigneten Abdichtungsdruck zwischen den Gehäuseteilen über eine erhebliche Toleranz im Abstand der Gehäuseteile bewirkt und dadurch eine genaue Einstellung der Teile ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Flächen in radialer Richtung um einen Abstand versetzt sind, der kleiner ist als die Dicke der Membran und der eine solche axiale Erstreckung aufweist, daß ein sicheres Festklemmen der Membran unabhängig von der relativen Axialstellung der Gehäuseabschnitte in zusammengebautem Zustand gewährleistet ist.

Nach einer besonderen Ausführungsform weist die Membran in an sich bekannter Weise einen Umfangswulst auf, der durch eine Schulter am axial äußeren Ende der radial äußeren Fläche unterstützt ist.

In einer speziellen Ausführungsform weist der Membranwulst, der in einer ringförmigen Aussparung begrenzt ist, die zwischen den Gehäuseteilen ausgebildet ist, um einen Abdichtdruck zum Sperren der Gehäuseteile in der zusammengebauten Stellung zu erzielen, ringförmige Aussparungen auf, die ein axiales Zusammendrücken ermöglichen.

Der weiter oben beschriebene bekannte Druckmittelantrieb besitzt keinen Vorsprung, der sich in Strömungsdruckantrieb mit Membran

Anmelder:

The Bendix Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,
Regensburg, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

Robert Russell Hager, South Bend, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. März 1961 (96 269),

vom 27. März 1961 (98 472) - -

den Gehäuseteil über eine radial nach außen verlaufende Schulter hinauserstreckt und dessen Abstand von der Schulter kleiner ist als die Dicke der Membran. Dabei wird die Membran zwischen der Schulter und dem Vorsprung nicht zusammengedrückt. Ein wirksames Zusammendrücken der Membran kann hierbei auch nicht vorgenommen werden, bevor der Vorsprung um einen bestimmten Betrag in den Gehäuseteil hineingeschoben ist, und die teleskopartige Bewegung kann nicht über diesen Betrag hinaus fortgesetzt werden, da es nicht möglich ist, den Membranwulst weiter zusammenzudrücken. Sollte aber die Membran zwischen der Schulter und dem Vorsprung zusammendrückbar sein, läßt sich eine solche Wirkung bei der bekannten Ausführungsform für beliebige andere Relativstellungen der Gehäuseteile nicht erreichen.

Im Fall des vorgeschlagenen Strömungsdruckantriebes gemäß der Erfindung hingegen ist die Membran so angeordnet, daß eine wirksame Abdichtung unabhängig von der relativen Axialstellung der Gehäuseteile erreicht wird, wobei der Umfangswulst der Membran durch sein Anliegen an der Schulter ein Herausziehen der Membran aus der Stellung zwischen den Flächen verhindert.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Strömungsdruckantrieb;

F i g. 2 ist eine Endansicht des zusammengesetzten Antriebes nach F i g. 1;

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3 4

F i g. 3 zeigt einen Teil von F i g. 2 in vergrößertem det.· Durch die soweit beschnebene Abdichtungsan-

Maßstab, und . Ordnung wird eine Strömungsdruckabdichtung selbst-

F i g. 4 zeigt einen Teil einer weiteren Ausfüh- tätig erreicht, wenn das Abdeckglied in das offene

rungsform. Ende des Gehäuseteiles 10 eingeschoben wird, und

Die Erfindung kann für Strömungsdruckantriebe 5 ein Abdichtungsdruek wird zwischen der Schulter

ganz allgemein verwendet werden. Sie ist in Anwen_r 1Ö6 und der Schulter des nach außen abgebogenen

dung auf einen Strömungsdruck-Servomotor dar- Flanschteiles 114 während der gleichen Schiebebewe-

gestellt und beschrieben, der zur Betätigung des gung aufgebaut. Es können alle zweckmäßigen Mittel

hydraulischen Bremssystems von Kraftfahrzeugen zum Festklemmen der Gehäuseteile 10 und 12 ver-»

verwendet wird. i<> wendet werden und die axiale Steifheit der Wulst 116

Das Gehäuse des Servomotors wird von einem dient unter anderem dazu, die Klemmittel genügend becherförmigen vorderen Gehäuseteil 10 und einem starr zu halten und ein Umkehren der Druckverhälthinteren Gehäuseteil 12 gebildet, der in das offene nisse innerhalb des Antriebes von dem Erzeugen Ende des vorderen Teiles eingeschoben wird und dort einer Axialbewegung des Abdeckgliedes 12 mit festgehalten wird und eine Umhüllung für erne axial 15 Bezug auf den Abschlußteil 10 zu verhindern,
liegende innere Kammer bildet. Die innere Kammer Bei der bevorzugten Ausführungsform des dardes Servomotors ist in eine vordere 14 und hintere 16 gestellten Druckantriebes stellt die Membran 18 Gegenkammer durch eine Membran 18 unterteilt, eine sogenannte Vorhangmembran dar und ist über deren radial äußerer Teil zwischen den Gehäuseteilen die zylindrische Fläche gefaltet, die durch den axial festgeklemmt und deren radial innerer Teil abgedich- 20 liegenden Vorsprung 38 der Membranträgerplatte 36 tet auf einer Membranplatte 20 oder Stauscheibe gebildet wird, wenn die Trägerplatte 36 im allgemeibefestigt ist. nen radial nach innen von der soweit beschriebenen

Der in der Zeichnung dargestellte Servomotor ist Abdichtungsanordnung liegt. Bei der dargestellten

so ausgeführt, daß er für eine Betätigung unter Kraft Anordnung wird das Abdeckglied 12 von einem

ernes herkömmlichen Hauptzylinders eines hydrau- 25 Preßling gebildet, welcher nach innen über den

lischen Kraftfahrzeugbremssystems verwendet wer- oberen Teil des axialen Vorsprunges 38 bei 120

den kann, so daß das vordere Ende des Gehäuses 10 gebogen ist und der Abdeckteil 12 ist wieder axial

unmittelbar an dem hinteren Ende des Hauptzylin- nach außen bei 118 in U-Form gebogen, um die oben

ders unterdruckdicht verschraubt werden kann. Die beschriebene axiale Fläche 112 zu bilden. Mittels

Membranplatte 20 ist mit einer axialen Öffnung 48 30 dieser Anordnung wird die axiale Ausdehnung des

versehen, die sich von der Vorderfläche der Mem- Servomotors auf einem Minimum gehalten. Bei der

branplatte 20 durch den zylindrischen Ansatz 22 in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausfüh-

erstreckt, und das vordere Ende der Öffnung 48 ist rungsform ist der Umhüllungsabschnitt 10 weiterhin

bei 50 zur Aufnahme des mit einem Kopf versehenen mit einer zweiten Schulter 122 zur Verlängerung des

Endes 52 einer Stoßstange 54 vergrößert, die den 35 inneren Durchmessers der Umhüllung 10 vorwärts

hydraulischen Kolben des nicht dargestellten Haupt- von der Abdeckplatte 12 versehen. Dadurch wird der

Zylinders antreibt und sich gegen ihn abstützt. Luftspalt zwischen dem axialen Vorsprung 38 der

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die inne- Membranplatte 36 und der Umhüllung 10 verringert,

■ren Seitenwände der Umhüllung 10 mit einer allge- und dadurch werden die Kräfte verkleinert, der die

mein axial nach außen zeigenden Schulter 106 in der 40 Membran 18 unterworfen ist.

Nähe- des äußeren Endes der Umhüllung 10 versehen, Bei der Massenherstellung der Teile, die zur BiI- und die Seitenwände der Umhüllung einwärts von der dung des in der Zeichnung dargestellten Servomotors Schulter 106 bei 108 und auswärts von der Schulter verwendet werden, ist es notwendig, eine Toleranz bei 110 bilden im allgemeinen glatte, in Umfangs- für die verschiedenen Teile vorzusehen, so daß, wenn richtung fortlaufende, axial liegende Oberflächen aus 45 die verschiedenen Teile zusammengesetzt werden, später beschriebenen Gründen. Das Abdeckglied 12 keine zwei Baugruppen die gleichen Spielräume zwiist mit einer axial liegenden Oberfläche 112, welche sehen ihren verschiedenen Teilen haben. Mittels der einen bestimmten Spielraum zu dem inneren Seiten- in der Zeichnung dargestellten Anordnung ist ersichtwandabschnitt 108 hat und mit einem radial sich lieh, daß eine dichte Strömungsdruckabdichtung mit nach außen erstreckenden Flanschteil 114 versehen, 5° Bezug auf das Abdeckglied 12 und die Ummantelung welcher einen dichten Gleitsitz mit dem äußeren 10 unabhängig von der durch das Abdeckglied 12 Seitenwandteil 110 der Umhüllung 10 hat. Die An- während des Zusammenbaues eingenommenen Ordnung wird durch die biegsame Membran 18 ver- axialen Lage vorgesehen ist. In manchen Fällen kann vollständig! Die Membran 18 weist eine größere der Wulst 116 der Membran 18 kompakt und hart Dicke als der oben beschnebene Spielraum zwischen 55 gemacht werden und das Abdeckglied 12 gegen den den Flächen 108 und 112 auf, so daß die Membran Wulst mit einem bestimmten Abdichtungsdruek 18 radial dazwischen zusammengedrückt wird und gehalten werden, während das Abdeckglied 12 fesfceine Abdichtung bildet, wenn der Deckelteil 12 in geklemmt wird. Bei dieser Anordnung kann sicherdas offene Ende des Abschlußteües 10 eingeschoben gestellt werden, daß das Abdeckglied 12 immer dicht wird, Die Membran 18 enthält ferner einen ver- 60 in dem Mantel 10 gehalten wird, so daß eine Umgrößerten Teil oder eine Wulst 116, welcher von den kehr der Druckkräfte in dem Antrieb nicht eine BeFlächen 110 und 112 begrenzt und axial zwischen wegung des Abdeckgliedes 12 in dem Mantel verder Schulter 106 und der Schulter zusammengedrückt Ursachen. Entsprechend einem weiteren Grundsatz wird, die durch ,den nach außen abgebogenen der Erfindung jedoch kann in der Anordnung ein Flanschteil 114 gebildet wird. In anderen Fällen 65 größerer Betrag an Axialbewegung durch Anordnung kann die Membran 18 dünner als der Spielraum zwi- einer Nut oder einer anderen auf geeignete Weise sehen den Flächen 108 und 112 sein, so daß der gebildeten Lücke 124 in den Wulst 116 untergebracht Wulst 116 allein die Strömungsdruckabdichtung bil- werden. Bei dieser Ausführungsform sieht der Teil

des Wulstes, der zwischen der Schulter 106 und dem Flansch 114 liegt, einen mehr oder weniger konstanten Abdichtungsdruck vor, wenn das Abdeckglied 12 in den Mantel 10 eingepreßt ist und wenn der Gummi in die Lücke 124 gedrückt wird. Eine ausreichende axiale Kraft kann dadurch vorgesehen werden, um eine relative Bewegung des Abdeckgliedes 12 zu dem Mantel 10 zu verhindern, selbst wenn die Lücke 124 nicht vollständig ausgefüllt ist, während gleichzeitig ein plötzliches Erhöhen in dem Abdichtungsdruck vermieden wird, was eintritt, wenn der Gummi hart wird oder vollständig innerhalb des durch die Flächen 110 und 112 und die Schultern 106 und 114 gebildeten Zwischenraumes begrenzt wird.

Bei bekannten Ausführungen hat es sich als notwendig erwiesen, eine Schraubmutter oder eine andere axiale Einstellung auf der Stoßstange 54 vorzusehen, so daß eine Einstellung für das Herausstehen der Stoßstange 54 aus dem Mantel 10 nach so dem Zusammenbau vorgesehen wird. Mittels der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform ist es möglich, diese Einstellanordnung auszuschließen. Bei dem neuen Gehäusezusammenbau ist es möglich, daß das Abdeckglied 12 axial nach innen gegen die bewegliche Wandanordnung vorgespannt wird, bis das gewünschte Herausragen der Stoßstange 54 aus dem Abdeckungsabschnitt 10 vorgesehen ist und darauf das Abdeckglied 12 und den Teil 10 miteinander zu befestigen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Flansch 114 an im Abstand angeordneten Stellen wie bei 126 ausgezackt, um Fingerteile 128 dazwischen zu bilden. Der Mantel 10 ist bei 130 an entsprechenden Punkten mit gegenseitigem Abstand nach innen gebogen, um sich gegen die Finger 128 abzustützen und dadurch die Abdeckung 12 festzuhalten. Die Abdeckung 12 ist mit einem nach außen gebogenen Teil bei 132 versehen, um eine Drehung der Finger an den Zahnungen 130 vorbei zu verhindern. Die Abdeckung 12 kann in der entgegengesetzten Richtung an dem nur etwas erhobenen Zahn 134 zum Ausrichten der Auszahnungen 126 mit den Verzahnungen 130 gedreht werden, um dadurch eine Entfernung der Abdeckung 12 zu ermöglichen. Die Verzahnungen werden vorzugsweise nach einer Zusammenstellung an einer Stelle gemacht, welche das gewünschte Hervorragen der Stoßstange 54 aus dem Mantel 10 vorsieht.

Die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform ist mit der oben beschriebenen mit der Ausnahme identisch, daß die notwendige Lage in dem Wulst 116 mittels mehrerer kleiner Nuten 136 vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Strömungsdruckantrieb mit einem Gehäuse, das aus zwei becherförmigen, axial gegeneinander ausgerichteten und gegenüberstehenden Abschnitten und einer flexiblen Membran besteht, die aus gummiähnlichem Material hergestellt ist und deren äußerer Umfang zwischen den Gehäuseabschnitten festgeklemmt ist, wobei der äußere Umfang der Membran zwischen entsprechenden, ineinanderschiebbaren zylindrischen Flächen der Gehäuseabschnitte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (108, 112) in radialer Richtung um einen Abstand versetzt sind, der kleiner ist als die Dicke der Membran (18) und der eine solche axiale Erstreckung aufweist, daß ein sicheres Festklemmen der Membran unabhängig von der relativen Axialstellung der Gehäuseabschnitte (10, 12) in zusammengebautem Zustand gewährleistet ist.

2. Strömungsdruckantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) in an sich bekannter Weise einen Umfangswulst (116) aufweist, der durch eine Schulter (106) am axial äußeren Ende der radial äußeren Fläche (108) unterstützt ist.

3. Strömungsdruckantrieb nach Anspruch 2, bei dem der Membranwulst in einer ringförmigen Aussparung begrenzt ist, die zwischen den Gehäuseteilen ausgebildet ist, um einen Abdichtdruck zum Sperren der Gehäuseteile in der zusammengebauten Stellung zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranwulst (116) ringförmige Aussparungen (124, 136) aufweist, die ein axiales Zusammendrücken ermöglichen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 658 348.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen