DE102014015058A1

DE102014015058A1 - Vacuum unit

Info

Publication number: DE102014015058A1
Application number: DE102014015058.5A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: MURRPLASTIK PRODUKTIONSTECHNIK GmbH
Current assignee: MURRPLASTIK PRODUKTIONSTECHNIK GmbH
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2016-04-21
Also published as: EP3009691A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckdose (10) mit einem Dosengehäuse (12), mit einem durch das Dosengehäuse (12) durchgeführte Stößel (18), mit einer mit dem Dosengehäuse (12) und dem Stößel (18) verbundenen Membran (22), mit einem vom Dosengehäuse (12), vom Stößel (18) und von der Membran (22) eingeschlossenen, zur Bewegung des Stößels (18) zwischen zwei Endstellungen evakuierbaren und mit Gas befüllbaren Druckraum (24), mit einer mit einem ersten Ende (30) innerhalb des Dosengehäuses (12) am Stößel (18) abgestützten Druckfeder 28 und mit einem zwischen dem Stößel (18) und dem Dosengehäuse (12) angeordneten Zwischenstück (32), das am Dosengehäuse (12) anliegt und an dem die Druckfeder (28) mit ihrem zweiten Ende (36) abgestützt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Zwischenstück (32) eine zumindest abschnittsweise an einer Verformungspartie (44) des Dosengehäuses (12) anliegende zentrale Anlagepartie (42) und eine um die Anlagepartie (42) umlaufende Abstützfläche (34) aufweist, auf der das zweite Ende (36) der Druckfeder (28) abgestützt ist, und dass an einer Außenseite (48) des Dosengehäuses (12) eine Messeinrichtung (46) zur Messung einer Verformung der Verformungspartie (44) angeordnet ist.The invention relates to a vacuum box (10) comprising a socket housing (12), a plunger (18) guided through the socket housing (12), a membrane (22) connected to the socket housing (12) and the plunger (18) a pressure chamber (24) enclosed by the can body (12), plunger (18) and diaphragm (22) for movement of the plunger (18) between two end positions and gas-fillable with a first end (30) within the can body (12) on the plunger (18) supported compression spring 28 and with a between the plunger (18) and the socket housing (12) arranged intermediate piece (32) which bears against the socket housing (12) and on which the compression spring (28) is supported with its second end (36). According to the invention, it is provided that the intermediate piece (32) has a central bearing part (42) resting at least in sections on a deformation part (44) of the socket housing (12) and a supporting surface (34) encircling the bearing part (42), on which the second end (36) of the compression spring (28) is supported, and that on an outer side (48) of the socket housing (12) has a measuring device (46) for measuring a deformation of the deformation part (44) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckdose gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vacuum unit according to the preamble of claim 1.

Unterdruckdosen werden als Schaltelemente beispielsweise im Kraftfahrzeugbau eingesetzt, wo ein bewegliches Bauteil wie beispielsweise eine Lüfterklappe zwischen zwei Schaltstellungen (beispielsweise geöffnet und geschlossen) hin- und herbewegt werden soll. Bekannte Unterdruckdosen weisen ein Dosengehäuse auf, in dessen Innerem eine Membran angeordnet ist, die über einen Stößelteller eines aus dem Dosengehäuse ragenden Stößels gezogen ist und zusammen mit dem Stößelteller und einem Teil des Dosengehäuses einen luftdichten Druckraum einschließt. Der Druckraum ist zur Bewegung des Stößels evakuierbar und mit Gas befüllbar, wobei die Bewegung des Stößels gegen die Rückstellkraft einer zwischen dem Stößelteller und dem Dosengehäuse abgestützten Druckfeder erfolgt. Dabei sind bei den meisten Unterdruckdosen nur zwei Stellungen des Stößels vorgesehen, und es erfolgt keine Ermittlung oder Einstellung der Stößelstellung.Vacuum boxes are used as switching elements, for example in motor vehicle construction, where a movable component such as a fan door between two switching positions (for example, open and closed) to be moved back and forth. Known vacuum cans have a socket housing, inside which a membrane is arranged, which is pulled over a plunger plate of a projecting from the socket housing plunger and includes an airtight pressure chamber together with the plunger plate and a part of the socket housing. The pressure chamber can be evacuated to move the plunger and filled with gas, wherein the movement of the plunger takes place against the restoring force of a supported between the plunger plate and the socket housing compression spring. In this case, only two positions of the plunger are provided in most vacuum cans, and there is no determination or adjustment of the plunger position.

Aus der WO 02/33283 A2 ist eine Unterdruckdose bekannt, bei der sich die Feder auf einem am Dosengehäuse innen anliegenden Zwischenstück abstützt und Mittel vorgesehen sind, um die durch die Abstützung der Feder am Dosengehäuse an diesem verursachte mechanische Spannung zu messen. Mittels einer Auswerteelektronik kann anhand der gemessenen Spannung im Dosengehäuse auf die Stellung des Stößels rückgeschlossen werden. Bei der in der WO 02/33283 A2 beschriebenen Unterdruckdose stützt sich das Zwischenstück aber mittels eines rings umlaufenden Rings am Dosengehäuse ab, so dass es mit einer relativ großen Fläche des Dosengehäuses in Kontakt steht. Dadurch sind durch die Federkraft erzeugte mechanische Spannungen im Dosengehäuse entweder schlecht messbar, oder das Dosengehäuse muss in einem relativ großen Bereich dünn ausgeführt werden, wodurch wiederum seine Stabilität beeinträchtigt wird.From the WO 02/33283 A2 is a vacuum box is known in which the spring is supported on an inner side of the socket housing adapter and means are provided to measure the voltage caused by the support of the spring on the socket housing on this. By means of an evaluation can be deduced on the basis of the measured voltage in the socket housing on the position of the plunger. When in the WO 02/33283 A2 described vacuum adapter but supports the intermediate piece by means of a ring encircling ring on the socket housing, so that it is in contact with a relatively large area of the socket housing. As a result, mechanical stresses generated by the spring force in the socket housing are either difficult to measure, or the socket housing has to be made thin in a relatively large area, which in turn impairs its stability.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Unterdruckdose der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie eine bessere Bestimmung der Stellung des Stößels ermöglicht.It is therefore an object of the invention to develop a vacuum box of the type mentioned in such a way that it allows a better determination of the position of the plunger.

Diese Aufgabe wird durch eine Unterdruckdose mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a vacuum box with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Dosengehäuse lediglich mit einer zentralen Anlagepartie des Zwischenstücks zu beaufschlagen, um die eine Abstützfläche umläuft, auf der das zweite Ende der Druckfeder abgestützt ist. Die auf das Dosengehäuse ausgeübte Kraft kann dann auf eine kleine Fläche konzentriert werden, so dass die Verformungspartie des Dosengehäuses klein gehalten werden kann. Die Abstützung der Druckfeder auf der um die Anlagepartie umlaufenden Abstützfläche ergibt eine in hohem Maße gleichmäßige und reproduzierbare Beaufschlagung der Verformungspartie auch dann, wenn der Stößel gegenüber seiner Längsrichtung ein Stück weit gekippt wird. Mittels der Messeinrichtung wird die Verformung der Verformungspartie gemessen, so dass auf die Federkraft und damit auf die Stellung des Stößels rückgeschlossen werden kann. Durch diese Maßnahmen kann sogar eine Regelung der Unterdruckdose ermöglicht werden.The invention is based on the idea to act on the socket housing only with a central Anlagepartie of the intermediate piece around which a support surface rotates, on which the second end of the compression spring is supported. The force applied to the can body can then be concentrated to a small area, so that the deformation portion of the can body can be kept small. The support of the compression spring on the peripheral around the plant support surface results in a highly uniform and reproducible loading of the deformation section, even if the plunger is tilted against its longitudinal direction a piece. By means of the measuring device, the deformation of the deformation part is measured, so that it can be deduced on the spring force and thus on the position of the plunger. By these measures, even a regulation of the vacuum unit can be made possible.

Zweckmäßig weist die Messeinrichtung mindestens einen Dehnungsmessstreifen auf. Dieser ist vorzugsweise auf einer der Verformungspartie abgewandten Seite einer Platte angeordnet, welche flächig auf der Verformungspartie aufliegt. Eine Verformung der Verformungspartie führt dann zu einer Verformung der Platte, welche mittels des mindestens einen Dehnungsmessstreifens gemessen wird.Suitably, the measuring device has at least one strain gauge. This is preferably arranged on a side facing away from the deformation of a plate, which rests flat on the deformation part. A deformation of the deformation section then leads to a deformation of the plate, which is measured by means of the at least one strain gauge.

Zudem kann die Messeinrichtung eine Auswerteelektronik zur Auswertung eines durch den mindestens einen Dehnungsmessstreifen generierten Signals aufweisen. Damit sind die von dem bzw. den Messstreifen gemessenen Verformungen automatisiert auswertbar.In addition, the measuring device may have evaluation electronics for evaluating a signal generated by the at least one strain gauge. Thus, the deformations measured by the measuring strip or strips can be evaluated automatically.

Zweckmäßig ist die Messeinrichtung lösbar mit dem Dosengehäuse verbunden, insbesondere mittels eines Bajonettverschlusses oder einer Rastverbindung. Die Messeinrichtung kann dann auf einfache Weise ausgetauscht werden, und die Unterdruckdose ist auch funktionsfähig, wenn die Messeinrichtung vom Dosengehäuse entfernt wird. Um eine möglichst gut messbare Verformung der Verformungspartie zu erzielen, weist diese vorteilhaft zumindest abschnittsweise eine geringere und vorzugsweise weniger als halb so große Wandstärke auf als die anderen Partien des Dosengehäuses. Der Bereich mit der geringeren Wandstärke kann einen vorzugsweise klein- bis punktförmigen zentralen Abschnitt einer Wand des Dosengehäuses bilden oder ringförmig ausgebildet sein, wobei er im letzteren Fall einen zentralen Bereich umgibt, dessen Wandstärke größer ist als die Wandstärke des ringförmigen Bereichs. Der zentrale Bereich kann auf die Anlagepartie zentrierend wirken, und seine Wandstärke ist zweckmäßig mindestens so groß wie die Wandstärke der anderen Partien des Dosengehäuses.Suitably, the measuring device is detachably connected to the socket housing, in particular by means of a bayonet lock or a latching connection. The measuring device can then be easily replaced, and the vacuum unit is also functional when the measuring device is removed from the socket housing. In order to achieve the best possible measurable deformation of the deformation part, this advantageously has at least in sections a smaller and preferably less than half the wall thickness than the other parts of the socket housing. The region with the smaller wall thickness may form a preferably small to point-shaped central portion of a wall of the socket housing or be annular, in the latter case surrounding a central region whose wall thickness is greater than the wall thickness of the annular region. The central area can act centering on the plant section, and its wall thickness is expedient at least as large as the wall thickness of the other parts of the socket housing.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Dosengehäuse eine in den Druckraum vorstehende Führungshülse auf, in der die zentrale Anlagepartie des Zwischenstücks aufgenommen ist. Zudem kann die Abstützfläche rings um die Führungshülse umlaufend angeordnet sein. Diese Maßnahmen verbessern die Führung des Zwischenstücks beim Bewegen des Stößels.According to an advantageous embodiment of the invention, the socket housing on a projecting into the pressure chamber guide sleeve, in which the central investment section of the intermediate piece is added. In addition, the support surface may be arranged circumferentially around the guide sleeve. These measures improve the guidance of the intermediate piece when moving the plunger.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment schematically illustrated in the drawing. It shows

1 eine Unterdruckdose im Schnitt. 1 a vacuum box on average.

Die in der Zeichnung dargestellte Unterdruckdose 10 weist ein Dosengehäuse 12 aus Kunststoff auf, das aus zwei Gehäuseteilen 14, 16 zusammengefügt ist. Sie weist zudem einen Stößel 18 auf, der an seinem einen Ende mit einem Stößelteller 20 versehen ist und (in der Zeichnung nicht dargestellt) durch das zweite Gehäuseteil 16 durchgeführt ist, so dass sein zweites Ende aus dem Dosengehäuse 12 ragt. Zwischen den Gehäuseteilen 14, 16 ist eine elastisch dehnbare Membran 22 eingespannt, die mit dem Stößel 18 im Bereich des Stößeltellers 20 verbunden ist und zusammen mit dem Stößelteller 20 und dem ersten Gehäuseteil 14 einen Druckraum 24 einschließt, welcher über einen nicht näher dargestellten Anschluss evakuierbar und mit Luft befüllbar ist. Eine Evakuierung des Druckraums 24 resultiert in einer Bewegung des Stößels 18 nach oben, da in dem an die andere Seite der Membran 22 abgrenzenden Innenraumbereich 26 des Dosengehäuses 12 stets Umgebungsdruck herrscht.The illustrated in the drawing vacuum box 10 has a can body 12 made of plastic, consisting of two housing parts 14 . 16 is joined together. She also has a pestle 18 on, at its one end with a pestle plate 20 is provided and (not shown in the drawing) through the second housing part 16 is performed, leaving its second end out of the box body 12 protrudes. Between the housing parts 14 . 16 is an elastically stretchable membrane 22 clamped with the pestle 18 in the area of the ram plate 20 is connected and together with the ram plate 20 and the first housing part 14 a pressure room 24 includes, which can be evacuated via a connection not shown and filled with air. An evacuation of the pressure chamber 24 results in a movement of the plunger 18 to the top, because in the other side of the membrane 22 delimiting interior area 26 of the box housing 12 always ambient pressure prevails.

Um den Stößel 18 nach Wiederbefüllung des Druckraums 24 mit Luft wieder in seine Ursprungslage zurückzuführen, ist eine im Druckraum 24 angeordnete Druckfeder 28 vorgesehen, die mit ihrem ersten Ende 30 am Stößelteller 20 abgestützt ist. Zudem ist ein Zwischenstück 32 vorgesehen, das eine ringsumlaufende Abstützfläche 34 aufweist, auf der das zweite Ende 36 der Druckfeder 28 abgestützt ist. Das Zwischenstück 32 ist auf einer von einer Deckenwand 38 des ersten Gehäuseteils 14 nach unten abstehenden Führungshülse 40 geführt, wobei die Abstützfläche 34 die Führungshülse 40 umgebend angeordnet ist. In der Führungshülse 40 ist eine Anlagepartie 42 des Zwischenstücks 32 angeordnet, die einstückig mit der Abstützfläche 34 verbunden ist und an einer Verformungspartie 44 der Deckenwand 38 anliegt. Die Verformungspartie 44 ist zentral in der Mitte der Deckenwand 38 angeordnet und macht weniger als 5% von deren Fläche aus. Die Anlagepartie 42 weist einen nach oben vorstehenden, an der Verformungspartie anliegenden Vorsprung 45 auf, dessen Eingriff in die durch die Verformungspartie 44 vorgegebene Vertiefung in der Deckenwand 38 zentrierend wirkt. Die Verformungspartie 44 ist dünner ausgeführt als die anderen Partien des Dosengehäuses 12 und hat im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Dicke von weniger als 0,6 mm, während das Dosengehäuse 12 sonst mindestens 1,2 mm dick ausgeführt ist. Eine Erhöhung der Federkraft der Druckfeder 28 führt zu einer Erhöhung der Kraftbeaufschlagung der Verformungspartie 44 durch die Anlagepartie 42, welche in einer Verformung der Verformungspartie 44 resultiert. Für die Messung der Verformung ist wiederum eine Messeinrichtung 46 vorgesehen, welche auf die Außenseite 48 der Deckenwand 38 aufgesetzt und dort mittels eines Bajonettverschlusses befestigt ist.To the pestle 18 after refilling the pressure chamber 24 Returning to its original position with air is one in the pressure room 24 arranged compression spring 28 provided with her first end 30 on the rammer plate 20 is supported. In addition, an intermediate piece 32 provided, which is a ring-shaped support surface 34 has on the second end 36 the compression spring 28 is supported. The intermediate piece 32 is on one of a ceiling wall 38 of the first housing part 14 downwardly projecting guide sleeve 40 guided, wherein the support surface 34 the guide sleeve 40 is arranged surrounding. In the guide sleeve 40 is an investment lot 42 of the intermediate piece 32 arranged in one piece with the support surface 34 is connected and at a deformation section 44 the ceiling wall 38 is applied. The deformation part 44 is centrally located in the middle of the ceiling wall 38 arranged and accounts for less than 5% of their area. The investment lot 42 has an upwardly projecting, applied to the deformation portion projection 45 on, whose engagement in the through the deformation section 44 predetermined depression in the ceiling wall 38 centering acts. The deformation part 44 is made thinner than the other parts of the box body 12 and has in the embodiment shown a thickness of less than 0.6 mm, while the socket housing 12 otherwise at least 1.2 mm thick is executed. An increase in the spring force of the compression spring 28 leads to an increase in the application of force to the deformation section 44 through the investment lot 42 , which results in a deformation of the deformation section 44 results. For measuring the deformation is again a measuring device 46 provided, which on the outside 48 the ceiling wall 38 attached and fixed there by means of a bayonet lock.

Die Messeinrichtung 46 weist eine Platte 50 auf, die flächig auf der Verformungspartie 44 aufliegt. Auf der Platte 50 sind an ihrer der Verformungspartie 44 abgewandten Seite mehrere Dehnungsmesstreifen 52 angeordnet, die ein für die Verformung der Verformungspartie 44, welche sich in einer Verformung der Platte 50 auswirkt, charakteristisches Signal generieren, welches über eine Leitung 54 zu einer in der Zeichnung nicht dargestellten Auswerteelektronik geleitet und ausgewertet wird. Die Auswerteelektronik kann dann die Stellung des Stößels 18 bestimmen und bei entsprechender Programmierung sogar die Bewegung des Stößels 18 steuern. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Dehnungsmessstreifen in einer Wheatstone-Brücke angeordnet.The measuring device 46 has a plate 50 on, the surface on the deformation section 44 rests. On the plate 50 are at their deformation part 44 opposite side several strain gauges 52 arranged one for the deformation of the deformation section 44 , which results in a deformation of the plate 50 effects generate characteristic signal, which is transmitted via a line 54 is passed to an evaluation, not shown in the drawing and evaluated. The transmitter can then the position of the plunger 18 determine and with appropriate programming even the movement of the plunger 18 Taxes. In the embodiment shown, four strain gauges are arranged in a Wheatstone bridge.

Zusammenfassend ist Folgendes festzuhalten:
Die Erfindung betrifft eine Unterdruckdose 10 mit einem Dosengehäuse 12, mit einem durch das Dosengehäuse 12 durchgeführte Stößel 18, mit einer mit dem Dosengehäuse 12 und dem Stößel 18 verbundenen Membran 22, mit einem vom Dosengehäuse 12, vom Stößel 18 und von der Membran 22 eingeschlossenen, zur Bewegung des Stößels 18 zwischen zwei Endstellungen evakuierbaren und mit Gas befüllbaren Druckraum 24, mit einer mit einem ersten Ende 30 innerhalb des Dosengehäuses 12 am Stößel 18 abgestützten Druckfeder 28 und mit einem zwischen dem Stößel 18 und dem Dosengehäuse 12 angeordneten Zwischenstück 32, das am Dosengehäuse 12 anliegt und an dem die Druckfeder 28 mit ihrem zweiten Ende 36 abgestützt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Zwischenstück 32 eine zumindest abschnittsweise an einer Verformungspartie 44 des Dosengehäuses 12 anliegende zentrale Anlagepartie 42 und eine um die Anlagepartie 42 umlaufende Abstützfläche 34 aufweist, auf der das zweite Ende 36 der Druckfeder 28 abgestützt ist, und dass an einer Außenseite 48 des Dosengehäuses 12 eine Messeinrichtung 46 zur Messung einer Verformung der Verformungspartie 44 angeordnet ist.In summary, the following should be noted:
The invention relates to a vacuum box 10 with a box body 12 , with a through the can body 12 performed ram 18 , with one with the box body 12 and the pestle 18 connected membrane 22 , with one from the box body 12 , from the pestle 18 and from the membrane 22 trapped, to move the plunger 18 between two end positions evacuated and filled with gas pressure chamber 24 , with one with a first end 30 inside the box housing 12 on the pestle 18 supported compression spring 28 and with one between the pestle 18 and the can body 12 arranged intermediate piece 32 on the can body 12 abuts and on which the compression spring 28 with her second end 36 is supported. According to the invention it is provided that the intermediate piece 32 one at least in sections on a deformation section 44 of the box housing 12 adjacent central investment lot 42 and one around the investment lot 42 circumferential support surface 34 has on the second end 36 the compression spring 28 is supported, and that on an outside 48 of the box housing 12 a measuring device 46 for measuring a deformation of the deformation section 44 is arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 02/33283 A2 [0003, 0003]

Claims

Vacuum box with a socket housing ( 12 ), with a through the can body ( 12 ) performed plunger ( 18 ), one with the can body ( 12 ) and the plunger ( 18 ) connected membrane ( 22 ), with one from the can body ( 12 ), from the ram ( 18 ) and of the membrane ( 22 ), to move the plunger ( 18 ) between two end positions evacuable and gas-filled pressure chamber ( 24 ), one with a first end ( 30 ) within the can body ( 12 ) on the plunger ( 18 ) supported compression spring ( 28 ) and with one between the plunger ( 18 ) and the socket housing ( 12 ) arranged intermediate piece ( 32 ), which bears against the socket housing ( 12 ) and on which the compression spring ( 28 ) with its second end ( 36 ) is supported, characterized in that the intermediate piece ( 32 ) at least in sections on a deformation section ( 44 ) of the box housing ( 12 ) attached central investment lot ( 42 ) and one around the investment lot ( 42 ) circumferential support surface ( 34 ), on which the second end ( 36 ) of the compression spring ( 28 ) is supported, and that on an outside ( 48 ) of the box housing ( 12 ) a measuring device ( 46 ) for measuring a deformation of the deformation part ( 44 ) is arranged.

Vacuum box according to claim 1, characterized in that the measuring device ( 46 ) at least one strain gauge ( 52 ) having.

Vacuum box according to claim 2, characterized in that the measuring device ( 46 ) one surface on the deformation part ( 44 ) resting plate ( 50 ), which at their the deformation part ( 46 ) facing away with the at least one strain gauge ( 52 ) is provided.

Vacuum box according to claim 2 or 3, characterized in that the measuring device ( 46 ) an evaluation electronics for the evaluation of a by the at least one strain gauge ( 52 ) generated signal.

Vacuum box according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device ( 46 ) preferably detachable with the socket housing ( 12 ), in particular by means of a bayonet closure or a latching connection.

Vacuum box according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation part ( 44 ) at least in sections, a smaller and preferably less than half as large wall thickness than the other parts of the socket housing ( 12 ).

Vacuum box according to claim 6, characterized in that the deformation part ( 44 ) a central portion of a wall ( 38 ) of the box housing ( 12 ).

Vacuum box according to claim 6, characterized in that the deformation part ( 44 ) has an annular region with the smaller wall thickness.

Vacuum box according to one of the preceding claims, characterized in that the socket housing ( 12 ) one in the pressure room ( 24 ) projecting guide sleeve ( 40 ), in which the central investment lot ( 42 ) of the intermediate piece ( 32 ) is recorded.

Vacuum box according to claim 9, characterized in that the support surface ( 34 ) around the guide sleeve ( 40 ) is arranged circumferentially.