DE1601745B2

DE1601745B2 - Vakuum zylinder

Info

Publication number: DE1601745B2
Application number: DE19671601745
Authority: DE
Inventors: Georges A Dearborn Mich James (V St A)
Original assignee: F & E Manufacturing Co , Wyandotte, Mich (V St A )
Priority date: 1966-11-28
Filing date: 1967-09-14
Publication date: 1972-03-02
Also published as: US3433132A; JPS496075B1; DE1601745A1; BE702464A; GB1135524A

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumzylinder mit einem Gehäuse, das durch zwei fedcrbclastete Membranen in drei Kammern unterteilt ist. wobei die Membranen zur Veränderung der Größe der Kammern im Gehäuse bewegbar sind und ein Bctätigungsglicd. das sich durch eine Öffnung im Gehäuse nach außen erstreckt, sowie ein Stempel mit den Membranen verbunden sind, und ein erster Einlaß in dem Gehäuse zur Kammer zwischen den Membranen sowie ein zweiter Einlaß in eine der anderen Kammern führt, wobei wahlweise einer der beiden Einlasse oder beide gemeinsam zum Zweck der Einstellung des Bctätigungsgliedcs in eine von drei Stellungen an ein Vakuum anschließbar sind.

Vakuumzylincler der im vorstehenden bezeichneten Art dienen zur Einstellung von Elementen wie Verschluß- oder Drosselklappen in Heiz- und Belüftungsanlage!! in Automobilen. Die Anwendung eines Vakuums als Arbeitsmittel empfiehlt sich vor ollem in kleineren Kraftfahrzeug!!, die keine Drucklufterzeugungsanlage zur Betätigung von Bremsen od. dgl. haben, weil das Vakuum gegebenenfalls vom Saugrohr des Antriebsmotor abgenommen werden kann. Zur Ausführung von Schaltbewegungen mit mehr als zwei Schaltstellungen ist bereits ein Vakuumzylinder bekannt, bei welchem in zwei miteinander gekoppelten Gehäien je eine Membrane angeordnet ist. Die Koppelung der Gehäuse, der in den Cehäusen angeordneten Membranen und des die Schaltungen

ίο ausführenden Betätigungsgliedes ist dabei so getroffen, daß durch wahlweises Anlegen von Vakuum an einer oder mehreren Gehäusekammern verschiedene Betätigungsstellungen des Betätigungsgliedes einstellbar sind. Durch den mehrgehäusigen Aufbau hat diese bekannte Vorrichtung eine erhebliche Baulänge, die einen Einbau unter beengten Einbauverhültnissen nicht zuläßt. Außerdem hat der Zylinder ein^n relativ komplizierten Aufbau, der ihn für viele der geplanten Anwendungsfälle zu teuer werden läßt. Einen Fortschritt gegenüber den mehrgehäusigen Vakuumzylindern bietet der eingangs erwähnte Vakuumzylinder, bei welchem in einem Gehäuse zwei Membranen angeordnet sind, so daß das Gehäuse in drei Kammern unterteilt ist. Die beiden Membranen dieser

as Vorrichtung sind jedoch entlang ihrer aneinander anliegenden Ränder gemeinsam im Gehäuse eingespannt, so daß die zwischen den beiden Membranen gebildete Kammer nicht direkt von außerhalb des Gehäuses mit Vakuum beaufschlagbar ist. Der Anschluß an die Mittelkammer erfolgt deshalb übor einen eine der Membranen zentrisch durchsetzenden Zwischeneinlaß, dessen beide Teile unmittelbar mit je einer der beiden Membranen gekoppelt sind. Dadurch ergibt sich ein verhältnismäßig komplizierter und damit aufwendiger, störanfälliger und relativ viel Raum hinsichtlich der Bautiefe beanspruchender Aufbau.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumzvlinder zu schaffen, der demgegenüber einen einfacheren, weniger aufwendigen, hinsichtlich des Raumbedarfs platzsparenden Aufbau besitzt und dadurch auch weniger störanfällig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied an einer anderen Membrane als der Stempel befestigt ist. welcher sich in eine geschlossene Bohrung im Betätigungsglied erstreckt, wobei zwischen Betätigungsglicd und Stempel ein letzteren umgebender, in eine Ringnut im Betätig'ingsglied gedruckter Spaltring vorgesehen ist und der in der Öffnung des Spaltringcs verschiebbare Stempel ein dieser gegenüber vergrößertes Ende aufweist.

In einer bevorzugten Weiterbildung des crfindungsgcmäßen Vakuumzylinders, bei welchem das Gehäuse aus zwei Teilen mit radialen Flanschen besteht, sind die Membranen unter Zwischenschaltung eines Verbindungsringes an diesen Flanschen festgelegt. Dabei ist der Verbindungsring in weiterer Ausgestaltung mit wenigstens einer Ausnehmung am Umfa.ne vcrsehen, weist eine Einlaßbohrung auf und besu l aus organischem KunststofTmaterial. Durch die Verwendung des Zwischenringes wird es möglich, über die Einlaßbohrung einen direkten Anschluß an der mittleren Kammer vorzusehen, wodurch sich ein sehr einfacher und störunanfälliger Aufbau ergibt.

Um zwischen den Membranrändern und dem Verbindungsring eine sichere Abdichtung zu gewährleisten, empfiehlt es sich, den Verbindungsring an

den radialen Flächen mit Rippen zu versehen, die beim Einspannen der Membranen gemeinsam mit dem Verbindungsring in das Gehäuse des Zylinders in das elastische Membranmaterial eindringen und so eine vollkommene Abdichtung schallen.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Aiisführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

Fiü. 1 eine teilweise schematische Ansicht eines erfindiinüsgemäßen Vakuumzylinders.

Fin. - eine Längsschnittansicht durch den eriin-Junusgemäßen Vakuunizylinder,

F i ü. 3 eine teilweise geschnittene Teilaufrißansicht. F" i g. 4 eine Teilschnittansichi des in F i g. 2 dargestellten Vakuiimzylinders. in vergrößertem Maßstab. Der in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vakuum.:ylinder 10 wird benutzt, die Bewegung eines Rebels Π zu steuern, der wiederum an einem Element 12 angelenkt ist, das eine Wärmeklappe oder Pri'ssel ist. Dtr Vakuumzylinder 10 wird durch ein Ventil 13 gesteuert, das in dem Fall eines Krafttahrjcui'c-s an dem Armaturenbrett angeordnet sein kann lind drei Stellungen aufweist, die mit »zu«, «mittel« unJ voll« bezeichnet sind. Das Ventil 13 steuert die JErvvugung des Vakuums in einer der beiden Leitungen 14. 15 des Vakuumzylinders 10. Die Beaufschlagung des Zylinders 10 mit dem Vakuum bestimmt die Lage des Hebels 11. In der Stellung »zu· de- Ventils stellt der Vakuumzylinder 10 den Hebel 11 in die mit A bezeichnete Lage. In der Stellung »iv.atel« wird die Leitung 14 mit einem Vakuum beaufschlagt und der Vakuumzylinder bewegt den Hc'-'el 11 in die Stellung B. In der Stellung »voll« wird in der Leitung 15 ein Vakuum erzeugt und der ViiNiiurnzylinder bewegt den Hebel in die Stellung Γ. Wie aus den F ι g. 2 bis 4 zu entnehmen ist, umfai ■! der Vakuumzylinder 10 ein Gehäuse 16. das aus den beiden Feilen 17. 18 besteht. Der Teil 17 umfaßt einen ringförmigen radial verlaufenden Flansch 19 und einen axial verlaufenden Wandabschnitt 20. Der r.nfang 22 einer flexiblen Membran 21 berührt die Innenseite des Flansches '9. Ein Verbinduugsring 23 aus Kunststoff ist an der Innenseite des Flansches bzw. des VVandabschnitts 19. 20 vorgesehen und besit/t eine radial verlaufende Fläche, die die gegenüberliegende Seite des Umfangs 22 der Membran 21 berührt und eine zylindrische Umlangsfläche 25. die mit der Innenseile des Wandabsciriitts 20 in Berührung steht. Der Verbinc'ungsring 23 ist mit über den Umfang im Abstand voneinander angeordneten Ausnehmungen 26 versehen. Abschnitte 27 des zweiten Teils 17 des Gehäuses 16 sind nach innen m die Ausnehmungen 26 gebogen, um den Umfang 22 der Membran 21 zwischen dem Verbindungsring 23 und dem Flansch 19 festzuklemmen.

Der Verbindungsring 23 umfaßt eine zweite radial verlaufende Ringfläche 28. die gegen eine Fläche des Umfangs 29 einer zweiten flexible ι Membran 30 zu liegen kommt. Das zweite Teil 18 des Gehäuses besitzt einen radial verlaufenden Flansch 31. der mit der gegenüberliegenden Seite des Umfangs 29 der Membran 30 in Berührung steht. Das freie Ende Γ<2 des Seitenwandabschnitts 20 ist radial nach innen gebogen, um den Jmfang 29 der Membran zwischen dem Flansch 31 und dem Verbindungsring 23 festzuklemmen.

Wie in Fig. 4 zu sehen ist. sind die radialen Flächen des Ffalterings 23 mit ringförmigen Rippen 33, 34 versehen, die in das Material der Membranen 21, 30 eingedrückt werden, um eine luftdichte Dichtung zu bewirken.

Die Membranen 21, 30 unterteilen das Gehäuse 16 in die drei Kammern 35, 36, 37. Die Kammer 35 ist zur Atmosphäre hin durch eine öffnung 38 in dem ersten Gehäuseteil 17 entlüftet. Der Verbindungsring 23 besitzt eine daran angeformie radial verlaufende Röhre 39, die durch einen Schlitz 40 im ίο Wandabschnitt 20 verläuft. Eine Leitung 15 ist über die Röhre 39 gezogen, so daß die Kammer 36 mit einem Vakuum verbunden werden kann. Das zweite Gehäuseteil 18 ist mit einer axial verlaufenden Röhre 41 versehen, die über die Leitung 14 gezogen ist. is Wie Fig. 2 zeigt, ist ein Betätigiingsglied 42 an der Membran 21 befestigt und erstreckt sich durch die Öffnung 38. Im einzelnen umfaßt das Betätigungsglkd 42 efnen Flansch 43. der eine Schulter bildet, gegen die eine Scheibe 44 zu liegen kommt. Die Mitte so der Membran 21 ist zwischen .iie Scheibe 44 und eine andere Scheibe 45 geklemmt -ind das Ende 46 des Betätigungsgliedes 42 ist radial nach außen gebogen, so daß die Membran an dem Betätigungsglied 42 festgeklemmt gehalten wird.

Ein Stempel 47 ist an der zweiten Membrane 30 befestigt. Im einzelnen umfaßt der Stempel einen Flansch 48. an dem eine Seheibe 49 anliegt. Der innere Teil der Membran 30 ist zwischen der Scheibe 49 und einer anderen Scheibe 50 eingeklemmt und die ganze Anordnung wird durch das Ende 51 des Stempels 47 zusarrimengeklemmt gehalten, das gegen die Scheibe 50 zu liegen kommt.

Zwischen den Scheiben 45. 49 ist eine Schraubenfeder 52 angeordnet und eine andere Schraubenfeder 53 befindet sich zwischen dem zweiten Gehäuseteil 18 und der Scheibe 50. Wie zu sehen ist. sind die Außenränder dei Scheiben 45. 49 und 50 ~>ach außen gebogen, um ein Festhalten der Federn in der gewünschten Lage zu erleichtern.

Das Ende des Stempels 47 erstreckt sich in eine geschlossene Bohrung 54 im Betätigungsglied 42. Ein Spaltring 55 aus Kunststoff mit geringer Reibung umgibt den Stempel 47 und besitzt eine abgeschrägte Kante 56, die in eine Ringnut 57 in der Seite der Ölfnur.» 54 eingreift. Das Ende des Stempels ist bei 58 vergrößert, so daß btim Bewegen des Stempels 47 nach links in F i g. 2 der Stempel mit dem Ring 55 in Berührung kommt und das Betätigungsglied nach links bewegt. Das Betätigungsglied 42 ist über einen Bolzen 59 und eine Öffnung in dem H^bel Il n.'.t diesem verbunden. Befestigungsbolzen 60 sind auf dem Gehäuseteil 17 angeschweißt, um die Montage des Zylinders zu erleichtern.

Wenn das Ventil 13 sich in der Stellung »zu« be-55 findet, halten die Federn 52. 53 die Membran in der in Fig. 1 rnit ausgezogenen Linien dar&estcllten Stellung.

Wird das Ventil 13 auf die Stellung »mittel« gebracht, wird in der Leitung 14 und der Röhre 41 ein

60 Vakuum erzeugt, um die Kammer 37 zu evakuieren. Das drückt die Membran 30 nach !inks und bewirkt, daß der Stempel mit dem Spaltring 55 in Berührung kommt und das Betätigiingsglied 42 bewegt und wiederum die Membran 21 in eine »mittel«-Lagc

65 bringt. Eine fortgesetzte Evakuierung in der Leitung 14 drückt die Membran gegen den Gehäuseteil Da·, hält das Betätigiingsglied 42 in der »mitteU-Stcllung H nach Fig. 1.

Wird das Ventil 13 danach in die »volk-Lage gedreht, wird gleichzeitig in den Leitungen 14 und 15 ein Vakuum erzeugt und damit in den Kammern 36, 37. Das verringert den Druck in den Kammern 36 und 37 und drückt die Membran 21 und die Scheibe 45 gegen die Scheibe 49, wodurch das Betätigungsglied 42 in die Stellung C in Fig. I gebracht wird.

Wird das Betätigungsglied 42 in die Stellung C bewegt, schiebt es sich über den Stempel 47.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 6Oi 745 Patentansprüche:

1. Vakuumzylinder mit einem Gehäuse, das durch zwei federbelastete Membranen in drei Kammern unterteilt ist, wobei die Membranen zur Veränderung der Größe der Kammern im Gehäuse bewegbar sind und ein Betätigungsglied, das sich durch eine Öffnung im Gehäuse nach außen erstreckt, sowie ein Stempel mit den Membranen verbunden sind, und ein erster Einlaß in dem Gehäuse zur Kammer zwischen den Membranen sowie ein zweiter Einlaß in eine der anderen Kammern führt, wobei wahlweise einer der beiden Einlasse oder beide gemeinsam zum Zweck der Einstellung des Betätigungsgliedes in eine von drei Stellungen an ein Vakuum anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß da?· Betätigungsglied (42) an einer anderen Membrane (21) als der Stempel (47) befestigt ist, welcher sich in eine geschlossene Bohrung (54) im Betätigungsglied erstreckt, wobei zwischen Betai-ieungsglied und Stempel ein letzteren umgebender, in eine Ringnut (57) im Betätigungsglied gedrückter Spaiiring (55) vorgesehen ist und der in der öffnung des Spaltringes verschiebbare Stempel ein dieser gegenüber vergrößertes Ende (58) aufweist.

2. Vakuum-'linder nach Anspruch 1, bei welchem das Gehäuse aus zwei Teilen mit radialen Flanschen besieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (21, 30) unu-r Zwischenschaltung eines Verbindungsringes (23) an diesen Flanschen (19. 31) festgelegt sind.

3. Vakuumzylinder nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (23) mit wenigstens einer Ausnehmung (26) am Umfang \ersehen ist. eine Einlaßbohrung aufweist und aus organischem KunststofTmaterial besteht.

4. Vakuumzylinder nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (23) an den radialen Flächen Rippen (33. 34) auf we ist