DE1954410B2 - Vorrichtung zur uebertragung von kraeften von einer druck kammer mit einer biegsamen wand - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrill'i eine Vorrichtung zur Über- rechtwinklig zur genannten Haupihiegimgsachse verdauung von Krallen von einer Druckkammer mil läuft, keiner Abbiegimg unterworfen werden, sondern einer biegsamen Wand, verbunden mit einem bewe- nach Zufuhr von Druckmittel zur Membran ihre Lage yunusübertiagenden Organ sowie mit einem Einlauf beibehalten.

für die Zufuhr von Druckmitteln zu wenigstens einer 5 Ein weiterer, durch eine Vorrichtung nach dieser

Seite der Wand. Erfindung gewonnener Vorteil gegenüber einer her-

Derariige Vorrichtungen oder Druckdosen finden kömnilichen Befestigung der biegsamen Wand liegt

in \erschiedenen Zusammenhängen immer häufiger darin, daß die biegsame Wand in höherem Maße

Verwendung. Es hai sich jedoch herausgestellt, daß als rückstellendes Mitte! wirkt, und das bedeutet, daß

zufolge von Druckbeanspruchung nach einiger Zeit io sich der Einbau besonderer Rückstellfedern u ä. er-

des Betriebs häufig Brüche an der biegsamen Wand übrigt.

aufireien, etwas, was in vielen Fällen zu ernstlichen Um die Beanspruchungen an die Membran weiter-

Beiriebssiörurigen führen kann, z. B. dann, wenn die hin zu verringern, zieht man es vor, daß die Steuer-

Driäckdose Teil eines komplizierten Antriebs- oder fläche von den beiden, enander gegenüberliegenden,

Steuersystems ist. 15 höHisten Punkten zu den beiden einander gegenüber-

Dureh die USA.-Patentschrift 2 953 166 ist bereits liegenden, tiefsten Punkten wellenförmig verläuft,
ein hydraulisches Stellglied insbesondere für die Ver- Bei einer im praktischen Betrieb besonders zweckweinlung von hochkorrosiven Flüssigkeiten bekannt- mäßigen Ausführung der Erfindung besteht die bieggeworden, das eine biegsame Wand aus einer dich- same Wand aus einer dichtenden Membran, z. B. tenden Membran enthält, welche zur Verringerung 20 aus Gummi oder ähnlichem, biegsamem Material soder Beanspruchung im Randbereich gestützt wird. wie einer diese Membran versteifenden Membran aus Die Membran liegt auf der Stirnfläche eines axial z. B. Metall, wie Federstahl, wobei die Gummimemverschiebbaren Kolbens auf und besitzt in einem bran an den bei Druckbelastung am meisten ihrer ringförmigen Zwischenraum zwischen der Zylinder- Form nach geänderten Stellen, d. h. gegenüber den wand und dem Kolben eine ringförmige Einbuch- 25 tiefsten Stellen der Steuerfläche, mit Ausbauchungen lung, die sich auf einen ebenfalls axi.il verschiebbaren versehen ist, deren Form bewirkt, daß das Gummi-Ring abstützt. Die Axialverschiebung des Rings wird material wenigstens nicht nennenswert gestreckt zu durch eine Drehung dieses Rings und Zähne mit werden braucht, wenn die Form der Membran bei schraubenlinienförmigcn Flanken bewirkt. Abgesehen Druckbelastung geändert wird.

von dem verhältnismäßig großen Aufwand ist auch 30 Diese erfindungr.gemäße Ausführung gewährleistet hier die Membran im sich auf den Ring abstützenden eine vollständige Abdichtung des an das bewegungs-Randbereich noch einer vcniältnis.iiäßig großen Be- übertragende Mittel angeschlossenen und die eigentanspruchung, nämlich einem großen Verschleiß, liehe Arbeit verrichtenden Teils der biegsamen Wand, unterworfen. Jedesmal beim Betätigen des Stellgliedes während der Teil der Wand, welcher die erwähnte wird nämlich die Außenfläche der Einbuchtung der 35 Dichtung zustandebringt, an sich keinen Beanspru-Membran gegenüber der angrenzenden Oberfläche chungen ausgesetzt ist, die zu einer raschen Ermüdes Rings verschoben, und zwar nicht nur in radialer dung führen könnten, da der gesamte Teil der bic2-Riehtung. sondern zufolge der Drehung des Rings samen Wand von Anfang an mi*, einem Ausgleich auch in ümfangsrichtung. Durch die Reibung beim hierfür versehen worden ist.

gegenseitigen Verschieben der Flächen werden diese 40 Einige Ausführungsbcispiele der Erfindung sind in

abgenutzt. Hierdurch wird die Lebensdauer insbc- den Zeichnungen dargestellt,

sondere der dünnen Membran stark herabgesetzt. F i g. 1 ist eine Draufsicht auf eine Druckdose mit

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer ein- einer Vorrichtung nach der Erfindung;

fachen Vorrichtung der einleitend genannten Art, Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach den Linien

durch die die erwähnten Nachteile beseitigt werden 45 A-A bzw. B-B in Fig. 1, nach der Zufuhr von

und eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer Druckmittel zur Druckdose:

der biegsamen Wand der Druckkammer erzielt wird. F i g. 4 und 5 sind entsprechende Schnitte durch

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch die Druckdose gemäß Fig. 1. in unbelastetem Zugelöst, daß cine am Umfang der Kammerinncnscite stand;

befindliche Steuerfläche, gegen die die Randpartie 50 Fig.fi ist eine Draufsicht auf eine vorgezogene

der biegsamen Wand bei Druckbelastung anliegt, die Ausführung einer Dichtungsmembran, während

Form einer Schnittfläche /wischen einem ringförmig F i g. 7 eine Ansicht in der Perspektive und

geschlossenen, beispielsweise kreisförmigen, ellip- F i g. 8 einen Vcrtikalschnitt durch die in Fig. 6

tischen oder rechtwinkligen, mit mehr oder weniger gezeigte Membran nach Zufuhr von Druckluft, in

abgei niuk'ten Ecken, zylindrischen Hohlkörper und 55 gedehntem Zustand, zeigt:

einer einfach gekrümmten Fläche hat. deren Erzeu- Fig. 9 und IO sind Tcilschnittc der Membran.

senile rechtwinklig /u den Wandungs-F.rzcugendcii nach den Linien A-A bzw. B-B in F i g. 6;

des Hohlkörpers verlaufen. F i g. 11 ist ein Schnitt durch einen Teil einer ab-

Durch Verwendung einer solchen Steuerfläche geänderten Ausfiihrungsform, mit einer Dichtungs-

wird der Rand der biegsamen Wand im wesentliche-! 60 membran der in Fi g. 6 bis 10 gezeigten Art;

nur entlang einer Hauptbiegungsachse einer Form- Fig. 12 bis 19 zeigen zur Ausführungsform nach

änderung unterworfen, wobei sämtliche, sich auf Fig. 11 gehörende Teile in ausgebautem Zustand;

einer durch den Mittelpunkt der Membran erstrek- Fig. 20 ist die perspektivische Ansicht einer an-

kenden Linie, parallel zu der erwähnten H3uptbie- deren, vorgezogenen Ausführungsform der an der

pungsachse befindlichen Punkte bei Zufuhr von 65 Stützmembran angebrachten, unbelasteten Dichtungs-

Di iickmittel eine maximale Abwärtsbiegung erfahren, membran.

während zwei einander gegenüberliegende Befesti- Eine Druckdose 1 besteht aus einem oberen Ge-

der Membran, deren Verbindungslinie häuscteil 2 und einem unteren Gehäuseteil 3, welche

cine Druckkammer begrenzen, in der sich eine Membran 4, beispielsweise aus Metall, wie Federstahl, heliiulel. Her mittlere Teil der Membran steht mit einem kral'lübeilragenden Mittel in Form einer Kolbenstange 5 in Verbindung. Durch eine Öll'nung (i wird der Druckdose ein Druckmittel, wie z. B. Druck-IiiItzugeführt.

An der Unterseite der Membran 4 befindet sich eine Steuerfläche 7« für die Membran, und gegen diese Sieuerlläelie legt sich bei Druckbelastung die Randpartie der Membran 4 an. Diese Steuerfläche hat die Form einer gebogenen, geometrischen Fläche, die durch eine Gerade erzeugt wird, welche sich parallel zu sieh selbst bewegt. Die Steuerfläche besteht aus der Kante 7« eines Rings bzw. Hohlkörpers 7, kann aber auch aus einem Ansatz am Umfang der durch die Gehäuseteil 2, 3 begrenzten Druckkammer 10 hc.arhen.

Durch die Form der Steuerlläche wird der Rand der Membran 4 seiner Form nach am meisten an zwei einander gegenüberliegenden Stellen geändert, die. wie bei der in F i g. 2 gezeigt .-n Druckdose, in einer Hbene rechtwinklig zur Ebene des Papiers ■lurch die Symmetrieachse der Dose liegen. Bei dem in F i g. 3 gezeigten Schnitt befinden sich die betreffenden Stellen in der Ebene des Papiers am Umfang der Druckdose an einander entgegengesetzten Seiten des Kolbens 5.

Die in F i g. 2 gezeigten, in der Ebene des Papiers befindlichen und einander gegenüberliegenden Befc.itigungsstcllen für die Membran 4 werden indessen nicht verformt, da der Stützring 7 hier seine höchvten Punkte hat.

An der der Druckkammer 10 zugewandten Seite der Membran 4 befindet sich eine dichtende Membran 8 aus z. B. Gummi oder ähnlichem, biegsamem Material. Diese Gummimembran 8 ist an ihrem Umfang mit einem Wulst 8« versehen, der zwischen einer sich am Umfang, außerhalb der Steuerfläche Ία erstreckende Klemmfläche befestigt ist, die beispielsweise aus dem Rand eines Klemm- oder Füllrincs 11 und einem Teil der Wandung der Kammer 10 bestehen kann. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausfülmingsform kann somit der obere Gehäuseteil 2 an seinem Umfang mit einer Ausbauchung /ersehen sein, die gegen den Wulst Ha angreift.

Wenn der Druckkammer 10 ein Druckmittel zugeführt wird, lei»t sich die Membran 4 mit ihrem, dem Umfang folgenden. Rand gegen die bogenförmig': Steuerfläche la und erfährt dabei eine Ausbuchtung oder Dehnung in nur einer Hauptdehnungsrichtung, wodurch die Membran keinen Biegebeanspruchungen ausgesetzt wird, die rasch zu Ermüdung und Brüchen führen können. Gleichzeitig wird die erforderliche Dichtung der Gummimembran 8 erhalten, die damit über einen wesentlichen Teil ihrer Fläche durch die Membran 4 gestützt wird, so daß auch die Gummimembran 8 keiner ernstlichen Gefahr eines Bruchs ausgesetzt wird. Wie in F i g. 3 veranschaulicht, wird indessen bei Zufuhr von Druckmittel die Gummimembran 8 an den Stellen, an denen die Steuerfläche la ihre niedrigsten Punkte hat. über einen wesentlichen Teil ihres Umfangs gegen die Wandung der Druckkammer 10 gedrückt.

Die in Fi g. 6 bis 10 gezeigte, abgeänderte Ausführungsform der dichtenden Gummimembran 8 bewirkt eine weitere Verringerung der Ermüdungsgefahr für diese Membran. Die Gummimembran 8 ist somit an den Stellen, die durch DruckhekiMung um meisten ihrer Form mich geändert werden, d. h. gegenüber den tiefsten Punkten der Steuerfläche, mit Ausbauchungen 8/) versehen, die eine solche Form haben, daß das Gummimateiial zumindest nicht nennenswert gestreckt zu werden braucht, wenn die Membran bei Druckbekislung ihrer Form nach geändert wird. Die Ausbauchungen 8b sind, wie aus Fig. 6 hervorgeht, durchweg halbmondförmig — in ebener Projektion

ίο gesellen.

Bei der in Fig. 11 gezeigten, abgeänderten Ausführung einer erfindungsgemäßen Druckdose wird eine Dichtungsmembran 8 der in F i g. 6 bis IO gezeigten Art verwendet. Die Stahlmembran 4 ist, wie die zuvor gezeigten Au: führungsformen, an ihrer Unterseite mit zwei Verstärkungsscheiben 15, 16 versehen, und eine weitere Verstärkungsscheibe 17 ist über der mit einem Längenausgleichswulst 8 Λ versehenen Gummimembran 8 befestigt. Wie auch bei der in F i g. 1 bis 5 gezeigten Ausführung, ist der an der Außenseile mii dner Steuerfläche la versehene Stützring 7 mit einem Füllring 11 versehen. Fig. 12 bis 19 zeigen die zur Druckdose gehörenden Teile in ausgebautem Zustand.

2: In F i g. 20 wird eine weitere Ausführungsform mit der an der Stützmembran 4 angebrachten Dichtungsmembran 8' und dem unter der Stützmembran befindlichen, mit einer Steuerfläche versehenen Hohlkörper 7 — das Ganze in unbelastetem Zustand — gezeigt. Die Membran 8' aus z. B. Gummi ist in diesem Fall im Vergleich zu der in Fig. 6 gezeigten Membran mit andersartig ausgeformten Ausbauchungen 8 b' versehen, die sich gegenüber den tiefsten Punkten der Steuerlläche la befinden. Dadurch, daß diese, in axialer Richtung der Druckdose erhöhten Randpartien der Dichtungsmembran 8' in belastetem Zustand, d. h. wenn die Stü'zmembran 4 an ihrem gesamten Umfang gegen die Steuerfläche la anliegt, im wesentlichen die nach unten hin bogenförmigen Partien der Steuerfläche ausfüllen, wird erreicht, daß die Membran 8' zumindest nicht nennenswert gestreckt zu werden braucht, wenn ihre Form durch Druckbelastung geändert wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Übertragung von Kraft von einer Druckkammer mit einer biegsamen Wand, verbunden mit einem bewegungsi'bertragenden Organ sowie mit einem Einlauf für die Zufuhr von einem Druckmittel zu wenigstens der einen Seite der Wand, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Umfang der Kammerinnenseite befindliche Steuerfläche (7c/), gegen die die Randpartie der biegsamen Wand (4, 8) bei Druckbckistung anliegt, die Form einer Schnittfläche zwischen einem ringförmig geschlossenen, beispielsweise kreisförmigen, elliptischen oder rechtwinkligen, mit mehr oder weniger abgerundeten Ecken, zylindrischen Hohlkörper (7) und einer einfach gekrümmten Fläche hat, deren Erzeugende rechtwinklig zu den Wandungs-Erzeugenden des Hohlkörpers verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (7a) zwei einander gegenüberliegende, höchste Punkte und zwei einander gegenüberliegende tiefste Punkte

aufweist, sowie, daß sich die Steuerfläche bogenförmig von den höchsten zu den tiefsten Punkten erstreckt.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Wand aus einer dichtenden Membran (8) aus z. B. Gummi oder einem ähnlichen, biegsamen Werkstoff besteht, sowie aus einer diese versteifenden Stützmembran (4) aus z. B. Metall, wie Federstahl, daß die Gummimerrbran (8) bei Druckbelastung, an den am meisten in ihrer Form geänderten Stellen, d. h. gegenüber den tiefsten Punkten der Steuerfläche, mit Ausbauchungen (8 ft) versehen ist, deren Form bewirkt, daß das Membranmaterial wenigstens nicht nennenswert gestreckt zu werden braucht, wenn die Form der Membran bei Druckbelastung geändert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen (8/>) — in ebener Projektion gesehen — im ganzen und ao großen halbmondförmig sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen (Hb) gegenüber den tiefsten Punkten der Steuerfläche (7«) aus in axialer Richtung der Druckdose erhöhten, bogenförmigen Partien (Hb') bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche .1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmembran (8) an ihrem Umfang mit einem WuIsI (Ha) versehen ist. der zwischen einer sich außerhalb der Steuerfläche (la) erstreckenden Klemmfläche, z. B. dem Rand eines Klemmrings (Il und einem Teil (2λ) der Wandung (2) der Kam mer befestigt ist, während die Stützmembran (4 frei auf der Steuerfläche ruht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß eine in dei biegsamen Wand (4, 8) enthaltene Stützmembrar (4) aus z. B. Metali, wie Federstahl, als alleinige' Rückstellmittel wirkt, wodurch besondere Rück stellfedern oder ähnliche Vorrichtungen nicht er forderlich werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen