DE7404424U - Fluid-Betätigungseinrichtung mit einer umlaufend an ihrem Rand eingespannten schalenförmigen Membran - Google Patents
Fluid-Betätigungseinrichtung mit einer umlaufend an ihrem Rand eingespannten schalenförmigen MembranInfo
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Description
Fluid-Betätigungselnrichtung mit einer umlaufend an
ihrem Rand eingespannten schalenförmigen Membran "^
Die Erfindung betrifft- eine Fluid-Beicätigungseinrichtung.
mit einer umlaufend an ihrem Rand eingespannten schalenförmigen Membran mit flachem ebenem Mittelteil
und einer ringförmigen Seitenwand* die das Mittelteil mit dem Rand verbindet, und mit einer gegen die Innenfläche
der Membran drückenden Scheibe, wobei an der Innenseite der Membran entlang eines gekrümmten Schulterbereiches
zwischen dem Mittelteil und der Seitenwand Vorsprünge vorgesehen sind.
Derartige Betätigungseinrichtungen werden z.B. in Bremssysteinen
von Fahrzeuggespannen aus Zugmaschine und Anhänger verwandt, um den Fluiddruck in die Bewegung eines
Hebelgestänges umzusetzen. Es sind Membranen für derartige Betätigungseinrichtungen bekannt (GB-PS 1 122 277,
US-PS 3 135 173), die schalenförmig ausgebildet sind, und bei denen im Schulterbereich Rippen nach Art von
Strebepfeilern vorgesehen sind. Diese Rippen erstrecken
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sich In radialer Richtung und bilden bei der Abstützung
der gegen die Membran drückenden Scheibe Stege, durch UU τβίΛίϋύ«*1 wiiu, Sü5 ier H^ni !er Scheite er.tla«s
seines gesamten Umfange voll gegen den Schulterbereich der Membran anliegt.
Die praktische Erprobung derartiger Membranen hat ergeben, daß im Falle einer Verschiebung und Fehlausrichtung der Membran gegenüber der Scheibe die Selbstzentrierung der Membran durch die Streben behindert werden
kann, so daß eher eine Fixierung des dezentrierten Zu
standes erfolgt als ein Zurückschieben in die Mittellage.
Vermutlich beruht die geringe Fähigkeit der bekannten Membran, Fehlausrichtungen auszugleichen, darauf, daß
die Streben eine in radialer Richtung kontinuierliche
welche Oberfläche bilden, in die sich der Rand der Scheibe regelrecht einfrißt. Die Scheibe wird festgeklemmt,
auch wenn sie nicht in exakt zentrierter Position ist. Ist sie einmal eingedrückt worden, so behindert der weichelastische Innenkonus jegliche Verschiebungen und macht
auch Bemühungen um eine nachträgliche Zentrierung weitgehend zunichte. Da bei einer einmal erfolgten Fehlausrichtung nachträgliche Verschiebungen kaum möglich sind,
erfolgt eine starke mechanische Beanspruchung im Schulterbereich der Membran.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fluid-Betätigungseinrichtung zu schaffen, bei der die Membran im Falle einer
Fehlausrichtung in bezug auf die Scheibe imstande ist, sich selbst widder in die Position exakter Ausrichtung
zu verschieben. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Vorsprünge im Querschnitt
höckerförmlg mit nach oben abnehmender Breite ausgebildet
und radial zur Membran gegeneinander abgesetzt sind» und daß auch außerhalb des Schulterbereiches an dem
Mittelteil und dsr Seitenwand Vorsprünge vorhanden gind.
Dadurch, daß nach der Erfindung in radialer Richtung
(bezogen auf den Mittelpunkt der Membran) hintereinander mehrere hockerförmige Vorsprünge vorgesehen sind, die
sich nach oben verjüngen, kann die Membran an der starren
Scheibe gleiten und hat damit die Möglichkeit, sich bei etwaigen Fehlausrichtungen neu einzustellen. Durch
die radial gegeneinander abgesetzten Vorsprünge wird ein Festklemmen bzw. Festfressen der Scheibe im Schulterbereich
der Membran vermieden. Dagegen bilden die Höcker, an deren Spitze sich die Scheibe abstützt, kleinflächige
Auflageelemente, die eine Verschiebung der Membran noch zulassen.
Zwar ist durch die US-PS 2 5^3 585 ein hydraulischer
Druckspeicher bekannt, bei dem die Membran, die die beiden Druckmedien voneinander trennt, noppenähnliche Vor-Sprünge
aufweist, damit sie sich in keinem Falle so dicht an die Behälterwand anlegen kann, uaß sie sie praktsich
an dieser festsaugt, jedoch 1st hier das Anwendungsgebiet und der Zweck der Vorsprünge c*ie Vermeidung
unerwünschter Saugeffekte, Mit einer Entlastung des Schulterbereiches einer schalenförmigen Membran hat
dies nichts zu tun.
Vorteilhafterweise haben die Vorsprünge im wesentlichen Halbkugelf όνοι, oder sie sind pyramidenförmig. Die Größe
der Vorsprünge kann mit zunehmender Annäherung an die
r 3a -
ringförmige Seltenwand und das Mittelteil kleiner wer den.
Die wSUawa&m&msäSte ^πϊ&ίϋΓ. iiit äzrsh iiirs Pcrnigsb'
im Schulterbereioh eine hohe Abriebbeständigkeit, ins
besondere im Falle von Fehleusrichtungen der Scheibe.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im einzelnen
erläutert.
Fig. 1 zeigt eine flexible Gummlraembran im Querschnitt,
Fig. 2 zeigt einen Bereich der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 3 zeigt in Schnittdarstellung einen Bereich der Innenfläche
der Membran,
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt eines Brems-Betätigungsorganes,aus
dem die wesentlichen Teile ersichtlich sind,
Fig. 3 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt der Innenfläche der Membran mit einer zusätzlichen Modifikation der Rippen,
die entlang der inneren ringförmigen Seitenwand im Abstand angeordnet sind.
Fig. 6 zeigt ausechnittsweise eine Draufsicht einer mit
Rippen versehenen Ausführuhgsform, und
Fig. 7 zeigt ebenfalls eine ausschnittsweise Draufsicht
einer mit wellenförmigen Rippen versehenen Ausführungsform.
In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß eine Membran generell aus natürlichem oder synthetischem
Gummi oder anderen gummiähnlichen Materialien bestehen
kann, die charakteristische elastomere physikalische Eigenschäften
haben und als Ersatz für oder in Kombination mit Gummi in Membranen verwendbar sind. Die flexible Bremsenmembran
hat normalerweise einen generell schalenform igen
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-5- '
Aufbau und besitzt einen Flanschbereich 10 zur Befestigung an dem Gehäuse, ein ebenss oberes Mittelstück 10
und eine ringförmige Seitenwand 12. Zwischen der oberen und der inneren Fläche des Mittelstückes ist im allgemeinen
eine innere Gewebeeinlage 13 eingebettet.
Generell gesprochen ist der Flansch 10 normalerweise etwas dicker und erstreckt sich nach außen hin,um die
Membran zwischen den Gehäusebereichen 20 und 21 besser
festhalten zu können.
Wenn die Membran von einem Gehäuse umgeben ist, wie es In Flg. 4 dargestellt ist, entspricht sie in ihrer Form
Im wesentlichen dem oberen Gehäuseteil 20. Der Fluiddruck, beispielsweise Druckluft, kann zur Verformung der
Membran durch eine Einlaßöffnung 14 des Gehäuses eingelassen werden. Die verformte Membran drückt gegen die Mitlaufplatte
16, die mit der Kolbenstange 17 verbunden ist. Die Kolbenstange 17 ist ihrerseits an eine Bremsvorrichtung
oder an eine andere Vorrichtung angeschlossen, um diese zu betätigen.
Ein Teil der Membran unterliegt durch die Einwirkung der Mitlaufplatte entlang des Schulterbereiches 22 einer
starken Abriebwirkung, Insbesondere dann, wenn die Membran fehlausgerichtet oder verschoben ist. Der Bereich entlang
der Membraninnenfläche wirkt als Abnutzungspuffer, der es im Falle einer derartigen Fehlausrichtung ermöglicht, daß
der Kolben für eine längere Zeitdauer funktionsfähig bleibt. Die Vorsprünge gestatten ferner eine Verschiebung
der Spannungen, so daß die Membran keinen frühzeitigen Ausfall Infolge örtlich konzentrierter Spannungen erleidet,
Im Falle einer Fehlausrichtung der Mitlaufplatts unter=
liegt der den Seitenwandring 12 und das ebene obere
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-6-
Mittelstück 11 verbindende Schulterbereich 22 dem
größten Abrieb und der größten Abnutzung. Es ist bekannt, daß Gummi mit geringerer Härte einem solchen Aörieb besser
standhält als ein Gummi räit höherer Härte. Aber selbst j 5 wenn man dies berücksichtigt und normale Wanddicken des
Gummis an der Innenfläche des Schulterbereiches 22 wählt, bewirken stark fehlausgerichtete Mitlaufplatten oder solehe,
die nicht fest eingespannt sind, eine vorzeitige
; Wandabnutzung sogar bis zu einem solchen Abnutzungsgrad,
; ID daß die Gewebeverstärkung 13« die innerhalb der Membran
' angeordnet ist, mit abgenutzt wird.
Zum Schutz gegen eine derartige vorzeitige Abnutzung hat
j sich die Anbringung von Verschleiß!lachen in Form von
j Höckern 18 o.dgl. entlang der Innenseite des Schulter-
' 15 Bereiches 22 der Membran als wesentlicher Vorteil erwie-
: sen. Die "öcker 18 können halbkugelförmig, pyramidenför-
■ mig oder k«?elstumpfförmig sein. Es hat sich herausge
stellt, daß eine Haibkugeiform die besten Ergebnisse liefert,
da sie eine punktförmige Berührung schafft, durch die weniger Abrieb erfolgen kann und tatsächlich die Reibungskräfte
an der Mitlaufplatte 16 in ihrer Gesamthei t minimisiert und dadurch tu einem gewissen Grad die Wiederausrichtung
der Mitlaufplatte gegenüber der Membran zuläßt.
Die Höcker 18 haben die größten Abmessungen im Bereich
der größten Krümmung der Schulter 22, und ihre Abmessungen werden mit der Verj'ingung der Schulter in das obere
Mittelstück 11 und die ringförmige Seitenwand 12 hinein zunehmend kleiner.
Im folgenden werden weitere bevorzugte Ausführungsformen
erläutert:
Es hat sich herausgestellt, daß VerschleiQwülste 24 in
' III],
JI
Form konzentrischer Wülste, die durch Nu' an voneinander
getrennt sind und sämtlich an der Innenseite des gekrümmten Sohulterbereiches 22 angeordnet sind, zu guten Ergebnissen
führen. Wellenförmige'Wülste 25 bieten einen j Kompromiß zur Vergrößerung der Abriebfläche, indem man
sowohl üter Bereiche verfügt, die rechtwinklig zu der Radiuslinie der Krümmung der Schulter verlaufen als auch
über solche Bereiche, die eher parallel zu der Radiuslinia
des Schulterbereiches ausgerichtet sind. Die Wellenkonfiguration stellt daher einen Kompromiß in Richtung auf eine
größere Abnutzung an den rechtwinklig verlaufenden Teilen der Wülste dar, wobei dennoch ein gewisser Grad an
Flexibilität möglich ist, um eine gewisse selbsttätige Wiederausrichtung der Membran gegenüber der Mitlaufplatte
zu gestatten. Die Fig. 6 und 7 zeigen diese Modifizierungen.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gegenüber Rippen, wie
sie in den oben genannten VörveröffentIiehungeü l^aschrie =
S*0 ben sind, gewisse Vorteile haben. Beispielsweise kann die
Rippe die Membran erheblich weniger flexibel im Bereich der ringförmigen Seitenwand machen. Außerdem bewirken Rippen
eine erheblich stärker konzentrierte Abnutzung und ergeben eine weniger flexible Membran, die auch nicht den
S5 Punktkontakt und die gleichmäßige Verteilung der Abriebkräfte liefert, wie dies bei der Erfindung erreicht wird.
Die Erfindung schafft infolge der punktförmigen Berührung ein konsistenteres gleichmäßigeres Abriebmuster als die
Rippen und ermöglicht für eine lange Betriebsdauer da:?
Zureohtschieben der Membran gegsnüber der Mitlaufplatte,
das oben als Wiederausrichtung bezeichnet wurde.
Dennoch besteht manchmal die Forderung na^h einer steiferen,
weniger flexiblen Membran. In solchen Fällen können
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■ I
Im Abstand voneinander liegende Rippen 23, wie In Flg. 5
dargestellt, entlang der Innenfläche der ringförmigen Seitenwand 12 vorgesehen sein. Die Rippen 23 sind radial
zum Membranmittelpunkt ausgerichtet, während die Wülste
24 und auch die wellenförmigen wuisce ü? Konzentrison zueinander und zum Außenflansch 10 verlaufen.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 sollte darauf geachtet
werden, da 13 die Rippen 23 vor dem Bereloh 22 der Innenschulter enden, so daß sie die Wirkung der AbrieDhöcker
nicht stören.
Die Erfindung eignet sich insbesondere bei gewissen
charakteristischen Abriebaften und schafft eine Konstruktion, die nicht als Universaltyp einer Membran betrachtet
werden kann, sondern eine benötigte Lösung für ein charakteristisches Bedarfsfeld darstellt.
Claims (6)
1. Fluid-Betätigungseinrichtung, mit einer umlaufend
an ihrem Rand eingespannten schalenförmigen Membran mit flachem ebenem Mittelteil und einer ringförmigem Seitenwand, die das Mittelteil mit dem Rand verbindet, una mit einer gegen die Innenfläche der
Membran drückenden Scheibe, wobei an der Innenseite der Membran entlang eines gekrümmten Schulterbereiehes zwischen dem mittelteil und der Seitenband
Vorsprünge vorgesehen sind, d ei durch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (18,
23, 24, 25) im Querschnitt höckerförmig mit nach
oben abnehmender Breite ausgebildet und radial zur Membran gegeneinander abgesetzt sind, und daß auch
außerhalb des Schulterbereiches (22) an dem Mittelteil (11) und der Seitenwand (12) Vorsprung© (18,
23, 24, 25) vorhanden sind.
2. Fluid-Betätigungselnrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorsprünge (18) im wesentlichen Halbkugelform haben,
Telefon ι (0321) 234541 - 4 · Τ·Ι·χ ι 888 230/ dopa d Telegramm
> Oompalenl Kein
it
3. Fluid-Betätigungseinrichtung nach Anspruch . , dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorsprünge pyramidenförmige Höcker sind.
4. Fluid-Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Größe der VorSprünge (18) mit zunehmender Annäherung an die ringförmige Seitenwand (12) und
das Mittelteil (11) kleiner wird.
5. Fluid-Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder
den folgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus konzentrisch
angeordneten Rippen(24, 25) bestehen.
6. Fluid-Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß
Rippen (25) wellenförmig verlaufen.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US33190673 | 1973-02-12 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7404424U true DE7404424U (de) | 1976-02-26 |
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ID=31951532
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE7404424U Expired DE7404424U (de) | 1973-02-12 | Fluid-Betätigungseinrichtung mit einer umlaufend an ihrem Rand eingespannten schalenförmigen Membran |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7404424U (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3142440A1 (de) * | 1980-10-27 | 1982-06-24 | Setra Systems Inc., 01760 Natick, Mass. | Membran |
DE3126215A1 (de) * | 1981-07-03 | 1983-03-10 | Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover | Topfmembran |
WO1998055781A1 (de) | 1997-06-04 | 1998-12-10 | Hydac Technology Gmbh | Membran mit mehrweg-kompensation der stauchung |
-
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Cited By (4)
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DE3142440A1 (de) * | 1980-10-27 | 1982-06-24 | Setra Systems Inc., 01760 Natick, Mass. | Membran |
DE3126215A1 (de) * | 1981-07-03 | 1983-03-10 | Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover | Topfmembran |
WO1998055781A1 (de) | 1997-06-04 | 1998-12-10 | Hydac Technology Gmbh | Membran mit mehrweg-kompensation der stauchung |
WO1998055782A1 (de) | 1997-06-04 | 1998-12-10 | Helmut Heidrich | Membrane mit mehrwegkompensation der stauchung |
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