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Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Stellglied
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Ein derartiges Stellglied ist aus
der EP-A-0 319 448 bekannt.
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Hintergrundinformation
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Pneumatische Aufbauten, wie z. B.
pneumatische Stellglieder und Federn, sind seit vielen Jahren zu
unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt worden. Das pneumatische
Stellglied besteht normaler Weise aus einer flexiblen Gummihülse oder
Balg, der einen Vorrat an komprimiertem Strömungsmittel enthält, sowie
eine Zufuhr zur Steigerung oder Verringerung des komprimierten Strömungsmittels
darin. Der flexible Balg wird aus einem flexiblen, elastomeren Material
geformt, das häufig
Verstärkungscords
enthält, wo
die Flexibilität
des Materials einer ersten Endkappe ermöglicht, sich axial in Bezug
zur anderen Endkappe zu bewegen, die innerhalb der Enden des Balges
befestigt ist, während
das Ausmaß des
komprimierten Strömungsmittels
verändert
wird. Da das pneumatische Stellglied zwischen einem beweglichen
oder einstellbaren Gegenstand und typischer Weise einem festgelegten
Gegenstand positioniert wird, bewegt sich der bewegbare Gegenstand
in Korrelation zu dieser Axialbewegung.
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Was pneumatische Federn, die üblicherweise
als Luftfedern bezeichnet werden, anbelangt, so ist ihr Aufbau ähnlich mit
einem flexiblen Gummi, mit einer flexiblen Gummihülse oder
Balg, der einen Vorrat an kompressiblem Strömungsmittel enthält. Die Luftfilter
besitzen jedoch einen oder mehrere Kolben, die in Bezug zum flexiblen
Balg beweglich sind. Der Kolben bewirkt die Kompression und die
Expansion des Strömungsmittels
innerhalb des Balges, während
sich der Balg ausdehnt oder entsprechend zusammenzieht, wodurch
Stoßbelastungen
absorbiert und/oder Vibrationen gedämpft werden. Der flexible Balg
wird aus einem flexiblen, elastomeren Material gebildet, das Verstärkungscords
enthält,
was dem Kolben ermöglicht,
sich axial in Bezug zu einem weiteren Kolben oder der Endkappe zu
bewegen, die an den offenen Enden des Balges befestigt sind. Ein
Anwendungsbereich für
Luftfedern sind die Kraftfahrzeuge, wo die Federn eine Dämpfung zwischen
den beweglichen Teilen des Kraftfahrzeugs vorsehen, hauptsächlich Stoßbelastungen
zu absorbieren, die auf die Kraftfahrzeugachsen durch die Räder einwirken,
wenn diese auf einen Gegenstand auf der Straße treffen oder in eine Vertiefung
hineinfallen.
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Sowohl pneumatische Stellglieder
als auch Luftfedern besitzen Balgenden, die abdichtend mit den gegenüberliegenden
Endkappen bzw. den Kolben und der gegenüberliegenden Endkappe verbunden
sind, und sind immer wichtige und hauptsächliche Aspekte beim Herstellen
einer wirksamen und wartungsfreien Feder oder Stellgliedern. Ein
Problem mit bestimmten pneumatischen Stellgliedern oder Federn ist
die unzureichende Abdichtung und/oder Klemmung des flexiblen Balges
an die Endkappen, was zu einem Verlust einer luftdichten Versiegelung führt.
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Ein weiteres Problem mit existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn liegt darin, daß die frei liegende, abgeschnittene
Kante am Ende des elastomeren Balges des pneumatischen Stellgliedes
oder der Feder mit dem Balgkörper
in Eingriff tritt, während
sie am Kolben oder der Endkappe entlang rollt, bei übermäßigen Hubbedingungen,
was zur übermäßigen Abnutzung
des flexiblen Balges führt.
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Ein weiteres Problem bei existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn ist die Unfähigkeit, den flexiblen Balg
festzuklemmen und zu ergreifen, so daß er hohen Drucken innerhalb
der Strömungsmitteldruckkammer
innerhalb des mit Endkappen versehenen flexiblen Balges standhält.
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Ein weiteres Problem bei existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn ist die Unfähigkeit, ausreichend Gummi
vom Balg in die Nuten entweder vom Klemmring, der Endkappe oder
beiden hinein zu drücken
oder hinein strömen
zu lassen, wie es für
eine ausreichende Klemmung erforderlich ist.
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Ein weiteres Problem bei existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn liegt im Versagen einer Komponentenenddichtung
bei der sandwichartigen Anordnung des Balges zwischen dem Klemmring
und der Endkappe, oder das Versagen einer Endkappe oder Kolbens
ist das typische Ergebnis, wenn Überdruck
auftritt und weniger wünschenswert
gegenüber
dem Platzen einer Seitenwand des Balges.
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Ein weiteres Problem mit existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn liegt im ineffektiven Halten durch die
Klemmbereiche, d. h. das Gummi wird in die Nuten vom Klemmring der
Endkappe oder beiden hinein gedrückt,
wie es für
eine wirksame Hochdruckabdichtung erforderlich ist.
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Ein weiteres Problem mit existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn, und insbesondere dem Klemmring dafür, liegt
darin, daß sich der
Klemmring in seiner fest geklemmten Position unter den dynamischen
Bedingungen bewegt, was die Bewegung des dazwischen eingeklemmten
elastomeren Materials hervorruft, was zum Lösen des dichtenden Eingriffs
neigt, und zur Verschlechterung der Klemmintegrität und letztlich
Leckagen und Versagen hervorruft. Diese Ringbewegung ist insbesondere während des
sich streckenden oder zusammenfallenden Hubes kritisch.
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Ein weiteres Problem bei existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Luftfedern und dem Festklemmen der elastomeren
Balgenden am Kolbenglied und/oder der Endkappe liegt darin, daß eine ausreichend
feste Abdichtung sichergestellt werden muß, damit den hohen Strömungsmitteldrucken
widerstanden werden kann, die in der Strömungsmittelkammer auftreten,
ohne daß eine
vorzeitige Leckage oder ein Bersten auftritt, auch wenn eine schwerwiegende
Luftfederbewegung auftritt, oder diese einer rauhen Umgebung an
der Unterseite des Kraftfahrzeugs ausgesetzt sind.
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Ein weiteres Problem bei existierenden pneumatischen
Stellgliedern und Federn und dem Festklemmen der elastomeren Balgenden
am Kolbenglied und/oder den Endkappen liegt im zeitaufwendigen,
laborintensiven und teuren Verfahren zum Erzeugen der Nuten/Kerben
und/oder Vorsprünge
im sowohl dem Außendurchmesser
der Endkappen und/oder den Kolben und den Klemmringen, um sicherzustellen,
daß der
flexible Gummibalg nicht zwischen den Endkappen und/oder dem Kolben
und dem Ring herausrutscht.
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Einige Beispiele von pneumatischen
Stellgliedern und Federn und Endabdichtungseinrichtungen daran werden
in den folgenden Patenten gezeigt und weiter unten beschrieben.
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Das U.S. Patent 3,788,628 offenbart
ein pneumatisches, federartiges System, einschließlich eines
Aufbaus zum Verankern der inneren Enden eines flexiblen Abrollbalges.
Der Balg wird zwischen den Flächen
positioniert, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie sägezahnförmig sind,
mit einer Umfangsnut und einer Rippe an der inneren Umfangsfläche und
zwei Rippen an der äußeren Umfangsfläche. Die
gegenüberliegenden
Seiten der Nuten konvergieren an vorbestimmten Winkeln mit vorbestimmten und
zueinander passenden Krümmungsradien,
deren Kombination eine Greifwirkung entfaltet, um den flexiblen
Balg fest an Ort und Stelle mittels des sägezahnförmigen Designs in Zusammenwirkung
mit der passenden Ausnehmung von Ring und Balgflansch zu halten.
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Das U.S. Patent Nr. 3,870,286 bezieht
sich auf eine Strömungsmittelfeder,
bei der die Enden des Abrollbalges durch ringförmige Klemmringe befestigt sind,
die gegen die Innenfläche
des Balges anliegen. Der Klemmring befestigt den Abrollbalg am Arbeitszylinder,
wobei der Klemmring eine ringförmige,
nutenartige Deformation enthält,
durch die der Abrollbalg aufgrund seines zusammenwirkenden nutenförmigen Designs
in Kombination mit der durch den Ring ausgeübten Klemmkraft an Ort und
Stelle gehalten wird.
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Das U.S. Patent Nr. 4,489,474 betrifft
Mittel zum Verbinden eines schlauchförmigen, flexiblen Gliedes mit
einem Kolben, der eine Ausnehmung nahe am Kolbenende umfaßt, die
an einem flexiblen Glied befestigt ist. Das flexible Glied wird über ein ringförmiges Fitting übergestülpt, das
das flexible Glied am Kolben befestigt. Der Kolben umfaßt eine sich
umfangsmäßig erstreckende
Ausnehmung, angrenzend an seinem Ende, wobei der flexible Balg positioniert
wird und im wesentlichen die Ausnehmung des Kolbens füllt. Das
ringförmige
Fitting ist ein üblicher,
eingeschnürter
Ring und der Endabschnitt des flexiblen Gliedes wird von dem Abschnitt
abgeschnitten, der sich vom Kolbenring erstreckt, wobei das flexible
Glied im wesentlichen die Ausnehmung der Schulter des Kolbens ausfüllt. Der
Kolben verwendet eine gezackte Kante, um das Ergreifen des flexiblen
Gliedes zu unterstützen.
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Das U.S. Patent Nr. 4,457,692 offenbart
einen Zusammenbau zum Abdichten von zwei Teilen, von denen einer
eine zylindrische Fläche
besitzt, die die Abdichtung unterstützt, wobei eine Dichtungslippe
vorgesehen ist, die gegen das zweite Teil anliegt. Eine zylindrische
Fläche
stützt
die Dichtung, die ein hohles, zylindrisches Gehäuse umfaßt, das eine Lippe aufweist,
die sich vom Gehäuse
nach außen
erstreckt, wobei ein elastomeres Band das Gehäuse umschließt, um es
fest an Ort und Stelle zu halten. Die zylindrische Fläche umfaßt eine
Ausnehmung, die sich umfangsmäßig um die
Fläche
herum erstreckt, und ein passendes Vorsprungselement der Dichtung
aufnimmt, das sich vom Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses erstreckt.
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Das U.S. Patent Nr. 4,573,692 offenbart
einen Zusammenbau zum Abdichten von zwei Teilen, von denen einer
eine zylindrische Fläche
besitzt, die die Abdichtung unterstützt, wobei eine Dichtungslippe
vorgesehen ist, die gegen das zweite Teil anliegt. Eine zylindrische
Fläche
stützt
die Dichtung, die ein hohles, zylindrisches Gehäuse umfaßt, daß eine Lippe aufweist, die
sich vom Gehäuse
nach außen
erstreckt, wobei ein elastomeres Band das Gehäuse umschließt, um es
fest an Ort und Stelle zu halten. Die zylindrische Fläche umfaßt eine Ausnehmung, die
sich umfangsmäßig um die
Fläche
herum erstreckt, und ein passendes Vorsprungselement der Dichtung
aufnimmt, das sich vom Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses erstreckt.
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Das U.S. Patent Nr. 4,629,170 betrifft
eine pneumatische Feder mit einem Kammerpaar, das durch ein Membranenpaar
gebildet wird, die abdichtend an einem axial beabstandeten Halter
und Kolben befestigt sind, wobei das axiale Ende der Membran zwischen
einer gezahnten Fläche
eines festen Gliedes und eines Halteringes zusammen gedrückt wird,
wobei der Ring eingeschnürt
sein kann, aufgesetzt oder sonst wie fest gezogen, um eine radiale Kompression
gegen die axialen Enden der flexiblen Membranen zu erzeugen.
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Das britische Patent Nr. 199 789
offenbart ein Metallbefestigungsband, das ein Diaphragma ergreift
und gegen einen zugespitzten Endteil eines schlauchförmigen Gliedes
drückt.
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Das U.S. Patent Nr. 4,718,650 zeigt
eine Luftfeder, bei der die Enden der flexiblen Balge mit den Dichtungsflächen eines
Paares axial beabstandeter Kolben durch eingeschnürte, gekrimmte Klemmringe
befestigt sind. Die Kolbenklemmflächen sind mit Sägezähnen ausgebildet,
um das Halten des elastomeren Materials zu unterstützen, wenn
es durch die Klemmringe dort hinein gezwungen wird.
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Einige der oben diskutierten Probleme
werden durch die Klemmanordnungen gelöst, die in den U.S. Patenten
Nr. 4,899,995 und 4,852,861 gezeigt werden. Diese Patente zeigen
die Verwendung eines Klemmringes, der eine einzige zentral angeordnete Ausnehmung
besitzt, die zu einem sich nach außen erstreckenden Vorsprung
ausgerichtet ist, der auf der Dichtungsfläche des Kolbens und eines Endgliedes ausgebildet
ist, um den Klemmring am Kolben oder am Endglied zu positionieren.
Ein Klemmbereichspaar wird auf den gegenüber liegenden Seiten des Vorsprungs
ausgebildet, in dem sich ringförmige
Ringe oder Flächen
an den Dichtungsflächen
des Kolbens und/oder des Endgliedes nach außen erstrecken. Diese Ringe
bilden die Klemmbereiche oder Zonen in Zusammenwirkung mit der sich
axial erstreckenden inneren Ringfläche des Klemmrings an den gegenüberliegenden
Seiten der konkaven Ausnehmung. Obwohl dieser Klemmringzusammenbau
einige der oben diskutierten Probleme löst und besonders wirksam für viele
Anwendungszwecke ist, insbesondere für größere Luftfedern, die einen
höheren
inneren Druck besitzen, sieht er nicht sämtliche wünschenswerten Eigenschaften
vor, die von der Industrie gefordert werden, einschließlich der
erforderlichen Klemmkraft, der luftdichten Versiegelung und der
wirtschaftlichen Herstellung. Ein Nachteil der in diesen beiden
Patenten gezeigten Klemmanordnung liegt darin, daß die Klemmringe
eine kompliziertere Gestaltung erfordern, und insbesondere eine
Ausnehmung, die in der Mitte der Innenfläche des Rings ausgebildet ist.
Dieses erfordert, daß ein
teurerer Ring in der Luftfeder eingesetzt werden muß. Es ist viel
preiswerter, einen Klemmring einzusetzen, bei dem die innere zylindrische
Fläche
eine kontinuierlich glatte Fläche
ist, die von Ausnehmungen frei ist, und dennoch die gewünschte Klemmkraft
erzielt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgaben der Erfindung umfassen das
Vorsehen eines verbesserten Endkappenzusammenbaus für pneumatische
Stellglieder, die Endkappen besitzen, die axial beabstandet an gegenüber liegenden
Enden sind, wobei sich ein flexibler, elastomerer Balg dazwischen
erstreckt und an den entsprechenden Endkappen durch einen Klemmring
festgeklemmt ist, unter Ausbildung einer strömungsmittelfesten Dichtung
dazwischen und Ausbildung einer dazwischen liegenden Druckkammer.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, solch einen Endkappenzusammenbau vorzusehen, in dem die
Bewegung des Klemmrings unter dynamischen Konditionen verringert
wird, in dem der Ring direkt gegen einen Ringflansch der Endkappe
positionsmäßig anliegt,
und dadurch einen positiven Dichtungseffekt mit dem elastomeren
Balg aufrecht erhält,
der zwischen dem Ring und einer Dichtungsfläche der Endkappe festgeklemmt
ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, solch einen verbesserten Endkappenzusammenbau vorzusehen,
bei dem die Endkappenfläche
weibliche oder konkav ringförmige
Nuten aufweist, die durch Vorsprünge
getrennt sind, um das wirksame Ergreifen des elastomeren Materials
dazwischen zu erleichtern und die Richtung der Verstärkungscords, die
im elastomeren Balg enthalten sind, zu verändern, und weiter die Klemmwirkung
des Ringes zu steigern, und dessen Konstruktion positionsmäßig den
Klemmring an der Dichtungsfläche
der Endkappe anordnet.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist
es, einen verbesserten Endkappenzusammenbau vorzusehen, an den ein
Klemmring gesenkt geschmiedet ist, um das wirksame Ergreifen des
elastomeren Materials zwischen der Dichtungsfläche an der Endkappe und dem
Klemmring zu erleichtern.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist
es, ein verbessertes pneumatisches Stellglied oder Feder vorzusehen,
die ausgelegt ist, eher einem Seitenwandbruch zuzuneigen als einem
Endkomponenten- oder Dichtungsversagen, wenn Überdruck innerhalb der Strömungsmitteldruckkammer
auftritt.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist
es, solch einen verbesserten Endkappenzusammenbau vorzusehen, bei
dem die ringförmigen
Expansionsnuten zwischen den ringförmigen Vorsprüngen an
den Endkappendichtungsflächen
ausgebildet sind, damit das elastomere Material dort hinein fließen kann.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist
es, daß die Gummiströmung in
die Nuten in der Dichtungsfläche an
der Endkappe tiefer und besser abläuft, wodurch die Dichtungs-
und Klemmeigenschaften verbessert werden.
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Ein noch weiteres Ziel der Erfindung
ist es, ringförmige
Nuten vorzusehen, die ausgelegt sind, den Balg aufzunehmen und zu
halten, in einer besseren Weise als mit den vorbekannten Designs.
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Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, spezielle Nutausgestaltungen vorzusehen, einschließlich mindestens
einer Nut mit einem Radiusdesign, das vorteilhafterweise größer ist
als die vorbekannten Designs.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, drei bestimmte, ringförmige
Nuten mit unterschiedlichen Ausgestaltungen und/oder Dimensionen
vorzusehen, um eine verbesserte Klemmung zu unterstützen.
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Eine weitere Hauptaufgabe der Erfindung
ist es, einen Klemmring vorzusehen, der eine kontinuierlich glatte,
innere, zylindrische Fläche
besitzt, so daß preiswertere
Klemmringe als bisher eingesetzte vorgesehen werden, die Ausnehmungen
oder konfigurierte Innenflächen
besitzen.
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Die obigen Aufgaben bzw. Ziele werden durch
ein pneumatisches Stellglied gelöst,
wie es im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, die die beste Weise aufzeigt, in der sich die Patentinhaber
die Anwendung der Prinzipien vorstellen, wird in der nachfolgenden
Beschreibung und in den Zeichnungen dargestellt, wobei insbesondere
und vorherrschend auf die anhängenden
Ansprüche
hingewiesen wird.
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Es zeigt:
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1 einen
Aufriß bzw.
Vorderansicht des verbesserten Endkappenzusammenbaus, der in ein pneumatisches
Stellglied eingebaut ist, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt
darstellt werden;
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2 eine
vergrößerte Perspektivansicht des
Klemmrings und
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3 eine
stark vergrößerte Fragmentansicht,
die einen Klemmring zeigt, der ein Ende des elastomeren Ba1 ges an
der Dichtungsfläche
der verbesserten Endkappe befestigt. Gleiche Bezugszeichen beziehen
sich in sämtlichen
Zeichnungen auf gleiche Teile.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Der verbesserte Endkappenzusammenbau der
Erfindung wird gezeigt, wie er an einem pneumatischen Stellglied
befestigt ist, das generell mit 10 in 1 bezeichnet ist. Das pneumatische Stellglied 10 umfaßt axial
beabstandete Endglieder, die aus zwei verbesesserten Endkappen bestehen,
die generell mit 11 bzw. 12 angedeutet sind. Ein flexibler
Balg 13 aus Elastomermaterial, der verstärkte innere
Verstärkungscords
enthält,
erstreckt sich zwischen den Endkappen 11 und 12,
die klemmend innerhalb der offenen Enden des Balges 13 durch
den Klemmring 14 in Eingriff stehen. Nachdem sie vollständig zusammengebaut
sind, bilden der Balg 13 und die Endkappen 11 und 12 eine
innere Strömungsmitteldruckkammer 15,
die mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel über eine
Strömungsmittelzufuhr 40 unter Druck
setzbar ist, so daß die
Steigerung oder die Verringerung des komprimierten Strömungsmittels
eine Zunahme oder Abnahme in der Entfernung zwischen den Endkappen 11 und 12 hervorruft,
um einen oder mehrere der Gegenstände, die damit verbunden sind,
zu betätigen.
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Die Endkappen 11 und 12 sind
im wesentlichen von identischer Gestaltung, abgesehen davon, daß eine oder
mehrere der Endkappen, in dieser Ausführungsform die Endkappe 12 eine
mit Gewinde versehene Welle 20 umfaßt, die sich axial davon erstreckt,
wobei etwas davon eine Strömungsmittelzufuhr 40 darin
ausbildet. Aufgrund dieser Gleichheit im Aufbau ist die folgende
Beschreibung der Endkappe 12 gleichermaßen auf die Endkappe 11 anwendbar. Die
Endkappe 12 umfaßt
einen vergrößerten Kopf 21,
eine Basis 23 und einen Hals 22 dazwischen. Der vergrößerte Kopf 21 ist
ein im wesentlichen ebener und planarer Flansch größeren Durchmessers
als der Hals 22 oder die Basis 23.
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Diese Erstreckung des vergrößerten Kopfes 21,
ausgehend vom Hals 22, bildet eine ringförmige Schulter 24,
gegen die der Klemmring 14 anliegt. Der vergrößerte Kopf
ist ferner ein im wesentlichen planarer Flansch mit einer abgerundeten äußeren Ringfläche 25.
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Der Hals 22 erstreckt sich
vom innersten Punkt der Schulter 24 zur Basis 23.
Die ringförmige Außenfläche des
Halses 22 umfaßt
eine Vielzahl Ringnuten mit einem Paar ringförmiger Vorsprünge, die
sich davon erstrecken. Insbesondere umfaßt der Hals 22 eine
große
Ringnut 30, eine konisch geformte ringförmige Nut 31 und eine
kleinere Ringnut 32. Jede dieser Nuten erstreckt sich von
der äußeren Ringfläche des
Halses 22 nach innen, wie es am deutlichsten in 3 gezeigt ist. Ein konisch geformter Vorsprung 33 erstreckt
sich ringförmig
im Hals 22 zwischen den Nuten 30 und 31 nach
außen,
während ein
symmetrisch abgerundeter Vorsprung 34 sich ringförmig zwischen
den Nuten 31 und 32 nach außen erstreckt.
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In der am meisten bevorzugten Ausführungsform,
wie sie in den 1 bis 3 gezeigt wird, ist eine große ringförmige Nut 30,
eine ringförmige
Einkerbung in den Hals 22 eines Uförmigen Querschnitts, wenn der
Querschnitt radial genommen wird. Auf gleiche Weise ist die kleine
Ringnut 32 eine ringförmige
Einkerbung in den Hals 22 eines U-förmigen Querschnitts mit einer
abgerundeten Basis, wenn der Querschnitt radial genommen wird. Der
einzige Unterschied zwischen den Nuten 30 und 32 liegt darin,
daß die
Nut 32 einen geringeren Durchmesser besitzt. Bei jeder
dieser Nuten ist die Tiefe der Nut vorteilhafter Weise größer als
die Breite.
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Was die konische Ringnut anbelangt,
so ist diese Nut 31 eine ringförmige Einkerbung in den Hals 22 eines
V-förmigen
Querschnitts, wenn der Querschnitt radial genommen wird, wobei eine
Seite des "V" senkrecht zur Mittelachse
des Zusammenbaus 10 ist, während die andere Seite des "V" in Bezug zur Mittelachse gewinkelt
ist. Vorteilhafterweise beträgt dieser
Winkel etwa 15° von
der einen Seite des "V", das senkrecht zur
Mittelachse ist.
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Die Basis 23 erstreckt sich
vom Hals 22 in radialer Weise nach außen, unter Ausbildung einer
Lippe 35. Von der Lippe 35 verläuft die
Basis 23 zugespitzt axial nach innen entlang der zugespitzten
Fläche 36 bis
zum Boden 37. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform
beträgt
diese Konizität
etwa 35°.
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Wie es in 1 gezeigt wird, umfaßt die Endkappe 12 ferner
die mit Gewinde versehene Welle 20, die sich axial vom
vergrößerten Kopf 21 gegenüber dem
Hals 22 weg erstreckt. Eine Strömungsmittelzufuhr 40 erstreckt
sich axial durch die Endkappe 12 vom Boden 37 bis
fast zum Ende der mit Gewinde versehenen Welle 20, wo die
Strömungsmittelzufuhr 40 in
einer mit Gewinde versehenen Bohrung 41 endet. Im Gegensatz
dazu umfaßt
die Endkappe 11 keine Strömungsmittelzufuhr, sondern
eine mit Gewinde versehene Bohrung 42. Die mit Gewinde
versehenen Bohrungen 41 und 42 werden eingesetzt,
um ihre entsprechenden Endkappen mit Gegenständen zu verbinden, die in Bezug
zu den Veränderungen
im Strömungsmitteldruck
bewegt werden sollen. Zusätzlich
liefert die mit Gewinde versehene Bohrung 41 ferner eine
Strömungsmittelverbindungsöffnung zur Strömungsmittelzufuhr 40.
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Jede der Endkappen 11 und 12 ist
vorteilhafter Weise aus einem Glas geformt, das mit hochfestem Kunststoffmaterial
verstärkt
ist. Zusätzlich
kann eine der Endkappen mit einem Solenoidsteuerventil zur Regulierung
des Strömungsmitteldrucks
innerhalb des pneumatischen Stellgliedes versehen sein, vorteilhafter
Weise entlang der Strömungsmittelzufuhr 40.
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Der flexible Balg 13 besitzt
eine generell zylindrische Ausgestaltung und ist aus einem elastomeren
Material geformt, das generell innere Verstärkungscords enthält, die
innerhalb einer von zwei Lagen des Elastomers umschlossen sind.
Das elastomere Material besitzt eine ausreichende Flexibilität, so daß der flexible
Balg 13 um die Klemmringe 14 und über die
vergrößerten Köpfe 21 während niedrig komprimierter
Strömungsmittelniveaus
herum abrollen kann, wo die Gegenstände, die mit den Endkappen
verbunden sind, in enger Nähe zueinander
bewegt werden. Aus diesem Grund besitzen die Klemmringe 14 und
die Endkappen 11 und 12, insbesondere in den vergrößerten Köpfen 21,
abgerundete Oberflächen,
so daß sie
das elastomere Material des flexiblen Balgs nicht quetschen oder
zerreißen.
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Die Klemmringe 14 sind kontinuierliche
Ringe, die vorteilhafter Weise aus Metall, wie Aluminium, mit abgerundeten
Kanten oder Ecken hergestellt sind. In Übereinstimmung mit einem der
erfindungsgemäßen Merkmale
besitzt jeder Klemmring 14 eine glatte, kontinuierliche,
zylindrische Innenoberfläche 16,
die sich mit einer glatten, kontinuierlichen äußeren zylindrischen Oberfläche 18 durch
generell glatte, etwas abgerundete Kanten oder Enden 19 und 19a verbindet.
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Im Zusammenbau wird jedes Ende des
flexiblen Balges 13 abdichtend in einer generell luftdichten
Beziehung gegen die Halsfläche 22 durch
die glatte Innenfläche 16 des
Dichtungsrings 14 abgedichtet, der dann geschmiedet oder
sonstwie zusammengedrückt
und gekrimmt wird, um das Balgende gegen die Halsfläche 22 abzudichten.
Das Ergebnis dieses Schmiedens ist das Hineinzwängen des Gummibalgs 13 in
die Nuten 30 bis 32, so daß sie vollständig die
Nuten füllen
und den Balg zwischen der Innenfläche 16 des Klemmringes 14 und
den Endkappen 11 und 12 zusammen zu drücken. Die
Gürtel
innerhalb des Balges 13 werden deformiert und durch die
Nuten 30 bis 32 in der Kontur angepaßt. Als
Ergebnis dessen werden Knoten des Gummibalges mit deformierten Gürteln darin
in den Nuten 30 bis 32 ausgebildet, die derart
wirken, daß sie
verhindern, daß Gummi
aus den Nuten herausgezogen werden kann. Dies ist besonders betont
in der größeren Nut 30.
Der gesenkt geschmiedete Ring wirkt so, daß er eine luftdichte Abdichtung
liefert, die sogar während eines
Balgbruchs oder anderen Versagens aufrecht erhalten wird, das auf
Grund dieses verbesserten Designs nur in der Seitenwand auftritt
und nicht in der Verbindung. Das eingeschnürte Design ermöglicht ferner,
daß höhere Drucke
innerhalb der Kammer 15 aufrechterhalten werden können, als
sie bisher mit den Designs des Standes der Technik erhältlich waren,
die nicht den einge schnürten
Klemmring um die drei Nuten der Endkappe herum besaßen.
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Im Gebrauch ruht das Ende 19 des
Klemmrings zwischen der Schulter 24 und der Kombination von
der Lippe 35 und dem nach außen aufgeblasenen flexiblen
Balg 13, wie es deutlich in 3 gezeigt ist.
Auf diese Weise können
die Klemmringe 14 nicht entfernt werden, ohne den Druck
innerhalb der Strömungsmitteldruckkammer 15 abzulassen,
so daß der flexible
Balg 13 abgeblasen wird, und sich gegen die zugespitzte
Fläche 36 setzt
oder sich dieser annähert,
so daß die
Klemmringe 14 axial nach innen über die Basis 23 vom
Hals 22 an jeder Kappe entfernt werden können. Auf
diese Weise werden die Enden des flexiblen Balges 13 zwischen
die glatten Innenfläche 16 des
Klemmrings 14 und den Hals 22 in luftdichter Weise
hinein gequetscht. Veränderungen
im Strömungsmitteldruck
innerhalb der Kammer 15 durch Steigerung oder Abnahme im
komprimierten Strömungsmittel
bewirken deshalb, daß sich
die Endkappen 11 und 12 weiter voneinander axial
trennen bzw. dichter zusammen kommen. Diese Axialbewegung ermöglicht die
Bewegung jeglicher Gegenstände,
die mit der Endkappe lediglich durch Steigerung oder Abnahme im
komprimierten Strömungsmittel
innerhalb der Kammer 15 über die Strömungsmittelzufuhr 40 verbunden
werden. Auf diese Weise funktioniert das pneumatische Stellglied 10 unter
Steuerung des Raumes zwischen den Gegenständen, die an den Endkappen
angebracht werden.
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Obwohl die obige Beschreibung sämtlich ein pneumatisches
Stellglied beschreibt, dürfte
es leicht einleuchten, daß der
Ausdruck "pneumatisches
Stellglied" Luftfedern
oder ähnliche
pneumatische Komponenten umfaßt.
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Dementsprechend ist der verbesserte Klemmringzusammenbau
vereinfacht und liefert eine wirksame, sichere, preiswerte und effiziente
Einrichtung, die sämtliche
aufgezählten
Aufgaben und Ziele erreicht, und die Schwierigkeiten eliminiert,
welche mit vorbekannten Einrichtungen aufgetreten sind, und die
die Probleme löst
und neue Ergebnisse im Stand der Technik erhält.
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In der vorstehenden Beschreibung
sind gewisse Ausdrücke
der Kürze,
Klarheit und des Verständnisses
wegen benutzt worden, woraus jedoch keine unnötigen Begrenzungen, abgesehen
vom Erfordernis des Standes der Technik, abgeleitet werden sollen,
da solche Ausdrücke
lediglich aus beschreibenden Zwecken verwendet wurden und dazu gedacht
sind, breit aufgebaut zu sein.
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Darüber hinaus ist die Beschreibung
der Erfindung lediglich beispielhaft und der Rahmen der Erfindung
ist nicht auf die exakten Details begrenzt, die gezeigt oder beschrieben
worden sind.
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Nachdem nunmehr die Merkmale und
Prinzipien der Erfindung beschrieben worden sind, wird die Art und
Weise, wie der erfindungsgemäße Klemmringzusammenbau
aufgebaut und verwendet wird, die Eigenschaften seiner Konstruktion
und die vorteilhaften neuen und nützlichen Ergebnisse, die neuen und
nützlichen
Aufbauten, Vorrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen
in den anhängenden
Ansprüchen
aufgezeigt.