DE10109515A1 - Membran-Bremszylinder - Google Patents
Membran-BremszylinderInfo
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Abstract
Die Erfindung schafft einen Membran-Bremszylinder für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, wie beispielsweise einen Betriebsbremszylinder (1), mit einem druckseitigen Gehäuseteil (3) und einem druckabgewandten Gehäuseteil (2) sowie einer dazwischen angeordneten Memebran (4), die den Innenraum des Bremszylinders in zwei gegeneinander abgedichtete Räume teilt, wobei ein umfangsseitiger Rand (41) der Membran (4) in der Stoßfuge zwischen den Gehäuseteilen (2, 3) eingeklemmt ist. Der Membran-Bremszylinder ist hierbei dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gehäuseteile (2 und 3) teilweise axial übergreifen, und daß ein Dichtabschnitt (42) der Membran (4) vom Rand (41) beabstandet und im axial übergreifenden Bereich der Gehäuseteile (2, 3) angeordnet ist. Damit ist der Dichtabschnitt (42) dem Membran (4) beabstandet und funktionell unabhängig Befestigungsbereich der Membran (4) angeordnet, wodurch sich örtlich klar definierte Verhältnisse für die Einspannung wie auch die Dichtpressung der Membran (4) herstellen lassen. Dadurch können Dichtheitsprobleme in der Entspannzone der Membran (4) vermieden werden.
Description
Die Erfindung betrifft einen Membran-Bremszylinder für Kraftfahrzeuge, insbesondere
Nutzfahrzeuge, mit einem druckseitigen Gehäuseteil und einem druckabgewandten Gehäuse
teil sowie einer dazwischen angeordneten Membran, die den Innenraum des Bremszylinders
in zwei gegeneinander abgedichtete Räume teilt, wobei ein umfangsseitiger Rand der Memb
ran zwischen dem druckseitigen und dem druckabgewandten Gehäuseteil eingeklemmt ist.
Derartige Membran-Bremszylinder werden häufig in Druckluftbremsanlagen für Nutz
fahrzeuge angewendet, wobei sie als Aktuatoren für eine Betriebsbremse an sich oder in
Kombination mit einem eventuell ebenfalls als Membran-Bremszylinder ausgebildeten Feder
speicherbremszylinder, das heißt in einem sogenannten Kombizylinder, eingesetzt werden.
Hierbei sind der druckseitige und druckabgewandte Gehäuseteil in der Regel mittels einem
umfangsseitig angeordneten Spannband miteinander verbunden, wobei der Rand der Memb
ran an der Stoßfuge zwischen den Gehäuseteilen eingeklemmt wird. Derartige Bauweisen sind
beispielsweise aus der GB 2 261 471 A und der EP 0 315 463 B1 bekannt. Diese Bauart hat
sich in erster Linie wegen der robusten Ausführung und der kostengünstigen Herstellung ge
genüber Kolbenbremszylindern mit gleitendem Dichtelement durchgesetzt.
Konstruktiv ist den genannten Membran-Bremszylindern gemein, daß in der Regel eine
elastomere, gewebeverstärkte Membran zur Abdichtung des Betriebsbremsdruckraumes und
zur Übertragung der pneumatischen Druckkraft auf den Betriebsbremskolben eingesetzt wird.
Hierbei haben jedoch Erfahrungen aus dem praktischen Betriebseinsatz gezeigt, daß vor allem
mit den gestiegenen Betriebs- und Prüfdrücken moderner Druckluftbremsanlagen zunehmend
Dichtheitsprobleme in der Einspannzone der Membran auftreten. Eine genaue Untersuchung
der Ursachen hierfür im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat dabei die folgenden Prob
lembereiche aufgezeigt:
So kommt es vor, daß die Membran im Montageablauf unzureichend zentriert wird.
So kommt es vor, daß die Membran im Montageablauf unzureichend zentriert wird.
Dies kann der Fall sein, wenn z. B. die konischen Anlageflächen der Gehäuseteile sowie die
Kontaktflächen der zwischen diesen angeordneten Membran mehr oder weniger stark bezüg
lich ihrer Symmetrie dezentriert sind, bevor die Verspannung der Bauteile erfolgt, oder sie
dezentriert werden, wenn während der Verspannoperation eine radiale Verschiebung der
Bauteile gegeneinander auftritt. Dies tritt insbesondere bei manuellen Fertigungsabläufen häu
fig auf. Dabei führt dies zu einer nicht konstanten Verpressung des Membranwulstes über den
Umfang und begünstigt Leckagen an Stellen mit reduzierter Verpressung.
Weiter ist zu berücksichtigen, daß die Membran und die Gehäuseteile üblicherweise
durch ein Spannband miteinander verbunden werden. Dieses hat prinzipbedingt mindestens
eine und in einigen Fällen zwei Schloßbereiche, an denen die Spannbandenden mittels eines
Spannelements, wie z. B. einer Schraube und Mutter, verbunden sind. In diesen Schloßberei
chen sind die entsprechenden Zonen des Membranwulstes in radialer Richtung nicht abge
stützt, was in den übrigen Bereichen am Umfang durch den Spannbandrücken gewährleistet
ist. Beim Anziehen des Spannbandes erzeugen die konischen Spannflächen der beteiligten
Komponenten eine axiale Verpressung des Membranwulstes. Dabei bewirken die gleicherma
ßen konisch geformten Anlageflächen der beiden Gehäuseteile und der Membran während des
Spannvorganges eine radiale Verdrehung des elastomeren Werkstoffs des Membranwulstes in
der Art, daß er in den nicht abgestützten Bereichen aus der Einspannzone heraus wandert. Das
somit zungenartig ausgetriebene Materialvolumen des Membranwulstes fehlt jedoch im Ein
spannbereich und nimmt dementsprechend nicht am notwendigen Aufbau einer höheren elas
tischen Spannung im Membranwulst teil. Dadurch wird im Bereich des Spannbandschlosses
ein örtlicher Verspannungsverlust im Membranwulst hervorgerufen, der bei Beaufschlagung
mit Druckluft zu einer Leckage führen kann.
Ferner hat sich gezeigt, daß die aus Gründen der Funktion erforderlichen elastomeren
Werkstoffe für die Membranen die Eigenschaft aufweisen, auf konstante mechanische Bean
spruchung mit Fließvorgängen im Material zu reagieren. Diese Fließvorgänge können über
längere Zeit stattfinden und enden im wesentlichen erst dann, wenn sich ein dauerhaftes
Spannungsgleichgewicht eingestellt hat. Im Falle eines Membranaktuators macht sich das
besonders durch einen Verlust der bei der Gerätemontage aufgebrachten Vorspannung des
Membranwulstes bemerkbar. Dieser Vorspannungsverlust geht mit einem Abfall des Anzieh
drehmoments der Spannbandverschraubung einher und begünstigt eine Undichte in den ge
nannten kritischen Bereichen. Daher kommt es vor, daß nach der Montage des Membran-
Bremszylinders beispielsweise die qualifizierende Dichtheitsprüfung bestanden wird, und,
nach einer gewissen Ruhezeit, dennoch eine Undichte auftritt, ohne daß andere Prüfbedingun
gen zugrunde gelegt werden.
Die hiergegen bislang erwogenen Gegenmaßnahmen wie beispielsweise das Nachziehen
der Spannbandverschraubung nach einer Ruhezeit oder das Einsetzen eines radialen Stützele
ments in die Öffnung des Spannbandschlosses haben sich jedoch nicht durchgesetzt, da sie
einen erheblichen Mehraufwand an Material bzw. Fertigungszeit erfordern, ohne daß damit
das genannte Problem sicher beseitigt worden wäre. Auch die Anhebung der Vorspannkraft
der Spannband-Verschraubung bedingt einen Mehraufwand in Form größerer Materialquer
schnitte von Schraube und Spannband, da anderenfalls unzulässige Verformungen die Folge
wären.
Ferner ist aus der DE 198 30 154 A1 noch ein kombinierter Betriebsbrems- und Feder
speicherbremszylinder bekannt geworden, bei dem anstelle eines Spannbandes ein zweiteili
ger, umfangsseitig angeordneter Zwischenflansch als Verbindungseinrichtung für die Kompo
nenten verwendet wird. Hier liegt jedoch ebenfalls im Bereich der Verschraubungsstellen ein
Spalt vor, an dem der Membranwulst nicht umfangsseitig abgestützt ist und somit während
der Verspannung Material austreten kann. Die oben erläuterten Probleme sind daher auch bei
dieser Bauweise gegeben.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Dichtigkeitsprobleme in der Ein
spannzone der Membran bei einem gattungsgemäßen Membran-Bremszylinder zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird durch einen Membran-Bremszylinder mit den Merkmalen des An
spruches 1 gelöst. So ist insbesondere vorgesehen, daß sich der druckabgewandte Gehäuseteil
und der druckseitige Gehäuseteil teilweise axial übergreifen und daß ein Dichtabschnitt der
Membran vom Rand beabstandet und im axial übergreifenden Bereich der Gehäuseteile ange
ordnet ist.
Damit wird erstmals ein Membran-Bremszylinder bereitgestellt, bei dem die Dichtstelle,
an der die Gehäuseteile des Bremszylinders gegeneinander abgedichtet sind, von der Ein
spannstelle des Membranrandes weg an einen anderen Ort verlegt ist. Hierdurch lassen sich
örtlich undefinierte Verhältnisse für die Einspannung und die Dichtpressung der Membran
beseitigen, so daß klar vorbestimmte und prozeßsicher reproduzierbare Fertigungs- bzw.
Montagebedingungen geschaffen sind.
Durch die funktionelle Entkopplung bzw. räumliche Trennung des Dichtbereiches der
Membran von ihrem Befestigungsbereich, der weiterhin am Rand liegt, wird die Dichtheit der
Anordnung insbesondere nicht weiter durch die Einspann Bedingungen im Befestigungsbe
reich beeinflußt. Dies reduziert nicht nur die Anfälligkeit des Dichtsystems gegenüber Monta
gefehlern und Fertigungstoleranzen, sondern ermöglicht auch andere konstruktive Lösungen
für die Verbindung der Gehäuseteile und die Befestigung der Membrane wie beispielsweise
ein Verbördeln etc., was die Fertigung erleichtert.
Insbesondere ergibt sich hieraus der Vorteil, daß die Verpressung der Membran am
Dichtabschnitt durch dessen Lage im axial übergreifenden Bereich der Gehäuseteile nur durch
die Maße der Gehäuseteile bzw. der Membran bestimmt wird. Die hierfür vorgegebene Spalt
breite kann dabei konstruktiv sehr genau eingegrenzt werden, zumal die beiden Gehäuseteile
in diesen Bereichen mit geometrisch einfachen Formen ausgebildet werden können. Insbeson
dere wird damit die Dichtheit des Bremszylinders von Montageeinflüssen wie einer De
zentrierung der Membran oder einem zu hohen oder zu niedrigen Anziehdrehmoment der
Spannbandverschraubung etc. unabhängig.
Von weiterem Vorteil ist es, daß die axiale Überdeckung der Gehäuseteile im Bereich
der erfindungsgemäßen Dichtzone eine vereinfachte Montage zuläßt, da die Membran bei dem
- in der Regel manuellen - Montagevorgang auf den axialen Wandungsabschnitt des einen
Gehäuseteiles aufgesetzt und durch diesen zwangsläufig zentriert wird. Damit entfallen sepa
rate Zentriervorrichtungen und zusätzliche Schritte für die Zentrierung der Membran im
Montageprozeß.
Der erfindungsgemäße Membran-Bremszylinder zeichnet sich daher durch eine einfache
Bauweise und einen geringen Montageaufwand bei hoher Zuverlässigkeit insbesondere hin
sichtlich der Dichtigkeit aus.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Un
teransprüche.
So ist es beispielsweise möglich, daß sich die Gehäuseteile in einem Zylinderabschnitt
übergreifen. Dadurch ist es mit geringem fertigungstechnischen Aufwand möglich, beispiels
weise das druckseitige Gehäuseteil mit einer zylinderförmigen, sich axial erstreckenden Ver
längerung auszubilden, die eine Gegenfläche zur Abdichtung der zwischen diesem Verlänge
rungsabschnitt und einem zugeordneten zylinderförmigen Bereich am druckabgewandten Ge
häuseteil verlaufendem Membran bildet. Hiermit läßt sich insbesondere auch die sich bei der
Montage einstellende Spaltbreite zwischen den beiden Gehäuseteilen sehr exakt vorbestim
men, wodurch die Abdichtung der beiden Gehäuseteile gegeneinander mit großer Zuverläs
sigkeit und sehr geringen Abweichungen hergestellt werden kann. Die in der Dichtzone vor
liegenden, geometrisch einfachen zylindrischen Formen der beiden Gehäuseteile gestatten
dabei eine hohe Prozeßsicherheit im Fertigungsablauf der Bauteile. Dies erleichtert es, die
angestrebte Dichtheit der Anordnung sicherzustellen.
Alternativ ist es auch möglich, daß sich die Gehäuseteile in einem Kegelabschnitt über
greifen. Dann kann der Dichtabschnitt der Membran nicht nur radial sondern auch axial zwi
schen den Gehäuseteilen eingeklemmt werden, wodurch sich eine noch bessere Dichtwirkung
herstellen läßt. Da beide Gehäuseteile in einer derartigen Ausgestaltung im axial übergreifen
den Bereich kegelförmig ausgebildet sind, erleichtert sich zudem die Montage, da sich die
Zentrierung der Gehäuseteile noch zuverlässiger von selbst einstellt.
Von weiterem Vorteil ist es, wenn am Dichtabschnitt innen und/oder außen an der
Membran ein umlaufender Wulst ausgebildet ist. Die tatsächlich wirksame Dichtstelle läßt
sich hierdurch noch exakter definieren, da sich die Verpressung im wesentlichen auf den
Wulst beschränkt. Dadurch erhöht sich die Zuverlässigkeit der Abdichtung weiter. Zudem
kann ein derartiger umlaufender Dichtwulst kostengünstig direkt in den Elastomerwerkstoff
der Membran eingeformt werden, was die Herstellung erleichtert. Dabei erlaubt ein derartiger
Dichtwulst aufgrund seiner besser vorbestimmbaren und größeren Verformbarkeit gegenüber
dem eigentlichen Werkstoff der Membran größere Toleranzabweichungen der Gehäuseteile,
ohne daß hierdurch die Abdichtwirkung wesentlich beeinflußt wäre.
Dadurch, daß am druckseitigen Gehäuseteil und/oder am druckabgewandten Gehäuseteil
im Bereich des Dichtabschnitts ein umlaufender Wulst ausgebildet ist, kann auch hier eine
eindeutige Dichtstelle festgelegt werden, wodurch sich die Zuverlässigkeit der Anordnung
weiter verbessern läßt.
Wenn der druckabgewandte Gehäuseteil den druckseitigen Gehäuseteil außenseitig um
greift, läßt sich eine Anordnung erzielen, bei der der zwischen den Gehäuseteilen vorliegende
Abschnitt der Membran nicht an den Arbeitsbewegungen der Membran teilnimmt, wodurch
sich dieser Bereich besonders als Element einer statischen Abdichtung der Gehäuseteile eig
net. Ferner läßt sich bei dieser Ausgestaltungsweise das Totvolumen des Druckraumes gegen
über den gebräuchlichen Bauformen reduzieren, da ein Teil des druckseitigen Gehäuseteiles in
den balgförmigen Bereich der Membran hineinragt. Dies ist von Vorteil für den Luftverbrauch
und die Ansprechzeit der Bremsanlage. Insbesondere läßt sich damit auch die Regelgüte bei
ABS- oder ASR-Eingriffen verbessern.
Der Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der
Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Betriebsbremszylinder;
Fig. 2 die Membran eines Betriebsbremszylinders gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicher
bremszylinder in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4 einen kombinierten Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder in einer zweiten
Ausführungsform;
Fig. 5 eine weitere Ausgestaltungsweise einer Membran für einen erfindungsgemäßen
Bremszylinder; und
Fig. 6 ein Detail aus einer abgewandelten Ausführungsform von zwei Gehäuseteilen, wobei
die Membran in der Darstellung weggelassen ist.
Fig. 1 zeigt einen Membran-Bremszylinder, der hier als Betriebsbremszylinder 1 ausge
bildet ist. Dieser weist ein druckabgewandtes Gehäuseteil 2 und ein druckseitiges Gehäuse
teil 3 auf, zwischen denen eine Membran 4 angeordnet ist. Ein Randwulst 41 der Membran 4
ist hierbei konisch sich nach außen erweiternd ausgebildet und zwischen zwei komplementär
ausgebildeten Rändern 21 bzw. 31 der Gehäuseteile 2 bzw. 3 an deren Stoßfuge eingeklemmt.
Hierzu umgreift ein Spannband 5 die Ränder 21 und 31 bzw. den Randwulst 41 umfangssei
tig. Das Spannband 5 ist dabei so ausgebildet, daß es in bekannter Weise mit konischen Flä
chen an den Rändern 21 und 31 der Gehäuseteile 2 und 3 derart zusammenwirkt, daß bei ei
nem zunehmenden Spannen des Spannbandes 5 eine sich verstärkende Klemmwirkung auf
den Randwulst 41 der Membran 4 aufgebracht wird. Ferner weist das Spannband 5 ein
Schloß 51 auf, an dem Enden des Spannbandes mittels Schraube und Mutter angezogen wer
den.
Die Membran 4 unterteilt den Innenraum des Betriebsbremszylinders 1 in einen Druck
raum 11 und einen Kolbenraum 12. Im Kolbenraum 12 ist ferner ein Kolben 6 axial ver
schiebbar angeordnet, der mittels einer Federeinrichtung 7 in Richtung zum druckseitigen
Gehäuseteil 3 vorgespannt ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
Zur Betätigung des Betriebsbremszylinders 1 wird über eine hier nicht dargestellte Zu
führeinrichtung Druckluft in den Druckraum 11 eingeführt. Über die Membran 4 wird dann
die pneumatische Druckkraft auf den Kolben 6 übertragen, so daß sich dieser entgegen der
Vorspannung der Federeinrichtung 7 und entsprechend der Volumenvergrößerung im Druck
raum 11 weg von der Rückwand des druckseitigen Gehäuseteiles 3 bewegt.
Der druckseitige Gehäuseteil 3 ist hierbei so ausgebildet, daß er sich im Anschluß an
den Rand 31 axial in Richtung zum druckabgewandten Gehäuseteil 2 erstreckt und in diesen
hineinragt. Ein somit ausgebildeter Zylinderbereich 32 des druckseitigen Gehäuseteils 3 ragt
hierbei ein vorbestimmtes Maß in den druckabgewandten Gehäuseteil 2 hinein, so daß sich
die beiden Gehäuseteile axial überlappen. Zwischen dem Zylinderbereich 32 des druckseiti
gen Gehäuseteiles 3 und einem Zylinderbereich 22 des druckabgewandten Gehäuseteiles 2 ist
ein Dichtabschnitt 42 der Membran 4 derart eingeklemmt, daß die Membran 4 an dieser Stelle
radial verpresst wird. Der Dichtabschnitt 42 liegt somit räumlich beanstandet vom Rand
wulst 41 vor und wirkt funktionell unabhängig davon, ob am Randwulst eine ausreichende
Vorspannung vorliegt oder nicht.
Die in Fig. 2 als Einzelteil gezeigte Membran 4 ist dabei in einer Form ausgebildet, die
einer Rollmembran ähnelt und sich von den bislang gebräuchlichen Topf oder Tellerformen
für Membrane unterscheidet. Diese neue Gestaltung zeigt als wesentliches Merkmal den sich
in den druckabgewandten Gehäuseteil 2 erstreckenden balgförmigen Bereich, der am Zylin
derbereich 22 des druckabgewandten Gehäuseteils 2 anliegt und nicht an den Arbeitsbewe
gungen der Membran 4 teilnimmt. Dieser als Dichtabschnitt 42 dienende Bereich eignet sich
daher als Element zur statischen Abdichtung der Gehäuseteile 2 und 3. Hierbei ist die Spalt
breite zwischen den Zylinderbereichen 22 und 32 derart gewählt, daß der Dichtabschnitt 42
der Membran 4 im Zuge der Montage unter radialer Verpressung aufgenommen wird. Die
Größe dieser radialen Verpressung und der beaufschlagten Fläche geben vor, welche Druck
werte in der Druckkammer 11 aufgenommen werden können.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsweise des erfindungsgemäßen Membran-
Bremszylinders. Dieser ist hier als ein kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicher
bremszylinder 100 ausgebildet, wobei ein Federspeicherbremszylinder 108 nur teilweise an
gedeutet ist. Von der in Fig. 1 gezeigten Bauweise unterscheidet sich dieser Kombi
zylinder 100 im wesentlichen dadurch, daß ein Betriebsbremszylinder 101 als Gehäuseteile
ein druckabgewandtes Gehäuseteil 102 und einen druckseitigen Zwischenflansch 103 auf
weist. Der Zwischenflansch 103 dient in bekannter Weise als Verbindungseinrichtung zwi
schen dem Betriebsbremszylinder 101 und dem Federspeicherbremszylinder 108.
In analoger Weise zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist hier der druckseitige
Zwischenflansch 103 mit einem Zylinderbereich 132 ausgebildet, der in axialer Richtung ein
vorbestimmtes Maß in den druckabgewandten Gehäuseteil 102 hineinragt. Eine Memb
ran 104, die im wesentlichen identisch ist mit der Membran 4 in der ersten Ausführungsform,
ist dabei in analoger Weise radial zwischen dem Zylinderbereich 132 und einem Zylinderbe
reich 122 des druckabgewandten Gehäuseteils 2 eingeklemmt.
Fig. 4 zeigt noch eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Memb
ran-Bremszylinders. Der hier dargestellte kombinierte Betriebsbrems- und Feder
speicherbremszylinder 200 weist einen Betriebsbremszylinder 201 mit einem druckab
gewandten Gehäuseteil 202 sowie einem druckseitigen Zwischenflansch 203 auf, zwischen
denen eine Membran 204 angeordnet ist. Über den druckseitigen Zwischenflansch 203 ist
ferner ein Federspeicherbremszylinder 208 angekoppelt. Im Unterschied zu den vorherigen
Ausführungsformen ist hier kein Spannband zur Fixierung der Elemente vorgesehen, sondern
ein Gehäuseabschnitt 281 des Federspeicherbremszylinders 208 greift axial über einen rand
seitigen Gehäuseabschnitt 221 des druckabgewandten Gehäuseteils 202 hinweg und fixiert
mittels einer Abbördelung den Federspeicherbremszylinder 208, den Zwischenflansch 203
und den Betriebsbremszylinder 201 aneinander.
Wie in der Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Randwulst 241 der Membran 204 axial zwischen ei
nem Stufenabschnitt 223 des druckabgewandten Gehäuseteils 202 und einem Eckbereich 233
des Zwischenflansches 203 eingeklemmt. Ein Dichtabschnitt 242 ist zwischen Zylinderberei
chen 222 bzw. 232 radial eingeklemmt und weist beidseitig jeweils einen umlaufenden
Wulst 243 und 244 auf, welche jeweils eine definierte Andruckstelle gegenüber den Zylinder
bereichen 222 und 232 herstellen.
In Fig. 5 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform einer Membran 304 dargestellt.
Diese weist ebenfalls am Dichtabschnitt 342 beidseitig Randwulste 343 und 344 auf. Im Ge
gensatz zu der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist jedoch ein konischer Randwulst 341
ausgebildet, der beispielsweise für eine Bauweise mit einem Spannband vorgesehen ist.
In Fig. 6 ist ein Detail aus einer Ausführungsform gezeigt, in der ein druckseitiger Zwi
schenflansch 403 mit einem umlaufenden Wulst 434 an der Dichtstelle ausgebildet ist. Die
hier nicht dargestellte Membran wird durch den Wulst 434 ringförmig gegen einen Zylinder
bereich 422 eines druckabgewandten Gehäuseteils 402 gedrückt, so daß eine genau definierte
Abdichtstelle erzielbar ist.
Die Erfindung läßt neben den hier gezeigten Ausführungsformen weitere Gestal
tungsansätze zu.
So können die Gehäuseteile 2 bzw. 3 etc. im Bereich des Dichtabschnitts auch kegel
förmig anstelle zylindrisch ausgebildet sein. Die dazwischen eingeklemmte Membran wird
dann nicht nur in radialer Richtung sondern auch mit einer Kraftkomponente in axialer Rich
tung beaufschlagt, wobei sich durch die kegelförmige Ausgestaltung automatisch eine Zent
rierung der Gehäuseteile zueinander einstellt. Abweichend hiervon ist es auch möglich, die
Dichtzone aus sphärischen oder anders geformten Gehäuseabschnitten auszubilden, oder un
terschiedlich ausgeformte Bereiche an den Gehäuseteilen zusammenwirken zu lassen, um die
Membran am Dichtabschnitt zuverlässig einzuklemmen, wobei der Dichtabschnitt weiterhin
beabstandet von der Einspannstelle des Membranrandes an den Stoßfugen der Gehäuseteile
ist.
Die Membran kann auch einseitig mit einem umlaufenden Wulst ausgebildet sein. Fer
ner kann auch am druckabgewandten Gehäuseteil ein umlaufender Wulst vorgesehen sein.
Anstelle eines einzelnen Wulstes können am Dichtabschnitt auch mehrere Wulste oder andere
Dichtelemente wie Rippen, Lippen, etc. ausgebildet sein.
In der Regel reicht eine linienförmige Dichtstelle, wie sie durch einen Wulst hergestellt
wird, aus, um eine ausreichende Dichtheit herzustellen. In besonderen Fällen kann jedoch
auch wie in den Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 und 3 ein größerer Abschnitt der
Membran zu diesem Zweck herangezogen werden. Das Ausmaß, um welches sich die beiden
Gehäuseteile axial übergreifen, bestimmt sich daher nach den jeweiligen Anforderungen, da
mit der Dichtabschnitt ausreichend groß gestaltet werden kann.
Sofern der Federspeicherbremszylinder ebenfalls als Membran-Bremszylinder ausgebil
det ist, kann die Abdichtung der Räume im Federspeicherbremszylinder in analoger Weise
erfolgen. Grundsätzlich sind die aufgezeigten Lösungen auch für andere Membranaktuatorty
pen einsetzbar.
Schließlich ist auch eine Anordnung des Dichtabschnitts auf die Seite des druckseitigen
Gehäuseteiles möglich. Dies hätte jedoch den Nachteil, daß der axial angesetzte Wandungs
abschnitt, der sich dann am druckabgewandten Gehäuseteil befinden würde, der Wirkrich
tung der abrollenden Membrane entgegengerichtet ist. Dies würde bedeuten, daß die Memb
ran die unter Betriebsdruck in der Wandung wirkenden Zugkräfte über die Stirnfläche des
Wandungsabschnitts leiten muß. Hiermit ist eine erhebliche Verformung der Membranwan
dung unter hoher Kraft verbunden, die eine deutliche Reduzierung der Lebensdauer dieses
Bauteiles nach sich ziehen kann. Daher wird die in den Figuren gezeigte Bauweise bevorzugt.
1
,
101
,
201
Betriebsbremszylinder
2
,
102
,
202
,
402
Druckabgewandter Gehäuseteil
3
Druckseitiger Gehäuseteil
4
,
104
,
204
,
304
Membran
5
Spannband
6
Kolben
7
Federeinrichtung
11
Druckraum
12
Kolbenraum
21
Rand
22
,
122
,
222
,
422
Zylinderbereich
31
Rand
32
,
132
,
232
Zylinderbereich
41
,
241
,
341
Randwulst
42
,
242
,
342
Dichtabschnitt
51
Schloß
100
,
200
Kombizylinder
103
,
203
,
403
Druckseitiger Zwischenflansch
108
,
208
Federspeicherbremszylinder
221
Randseitiger Gehäuseabschnitt
223
Stufenabschnitt
233
Eckbereich
243
,
244
,
343
,
344
Wulst
281
Gehäuseabschnitt
434
Wulst
Claims (6)
1. Membran-Bremszylinder (1; 100; 200) für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge,
mit einem druckseitigen Gehäuseteil (3; 103; 203; 403) und einem druckabgewandten
Gehäuseteil (2; 102; 202; 402) sowie einer dazwischen angeordneten Membran (4; 104;
204; 304), die den Innenraum des Bremszylinders in zwei gegeneinander abgedichtete
Räume teilt, wobei ein umfangsseitiger Rand (41; 241; 341) der Membran zwischen
dem druckseitigen und dem druckabgewandten Gehäuseteil eingeklemmt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der druckabgewandte Gehäuseteil (2; 102; 202; 402) und der druckseitige Ge häuseteil (3; 103; 203; 403) teilweise axial übergreifen, und
daß ein Dichtabschnitt (42; 242; 342) der Membran (4; 104; 204; 304) vom Rand (41; 241; 341) beabstandet und im axial übergreifenden Bereich der Gehäuseteile angeordnet ist.
daß sich der druckabgewandte Gehäuseteil (2; 102; 202; 402) und der druckseitige Ge häuseteil (3; 103; 203; 403) teilweise axial übergreifen, und
daß ein Dichtabschnitt (42; 242; 342) der Membran (4; 104; 204; 304) vom Rand (41; 241; 341) beabstandet und im axial übergreifenden Bereich der Gehäuseteile angeordnet ist.
2. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gehäuseteile in
einem Zylinderabschnitt (22, 32; 122, 132; 222, 232; 422) übergreifen.
3. Bremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gehäuseteile in
einem Kegelabschnitt übergreifen.
4. Bremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am
Dichtabschnitt (242; 342) innen und/oder außen an der Membran (204; 304) ein umlau
fender Wulst (243, 244; 343, 344) ausgebildet ist.
5. Bremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am
druckseitigen Gehäuseteil (403) und/oder am druckabgewandten Gehäuseteil im Bereich
des Dichtabschnitts ein umlaufender Wulst (434) ausgebildet ist.
6. Bremszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
druckabgewandte Gehäuseteil (2; 102; 202; 402) den druckseitigen Gehäuseteil (3; 103;
203; 403) außenseitig übergreift.
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