DE2502673A1 - Unterdrucksteuerelement - Google Patents

Unterdrucksteuerelement

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Description

  • Titel: Unterdrucksteuerelement Die Erfindung betrifft ein Unterdrucksteuerelement mit einem Kunststoffgehäuse, das aus zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, die mit sich radial nach außen erstreckenden Stützfianschen aneinander anliegen und zwischen denen der Ringflansch einen mit einer Schaltstange verbundenen, federbelasteten, gummielastischen Hutmembran eingespannt ist, die mit dem geS genüberliegenden Gehäuseteil eine Drucksteuerkammer bildet.
  • Bei einem bekannten Unterdurcksteuerelement dieser Art (DT-GBM 7 147 249) sind an den Stützflanschen eine Anzahl von sich axial erstreckenden, federrd ausgebildeten Haken bzw. eine entsprechende Anzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten Rastöffnungen vorgesehen, Beim Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile dieses bekannten Unterdrucksteuerelementes wird der Ringflansch der Hutmembran in eine Ausnehmung eingesetzt, die in einer Stirnfläche eines Ringflansches vorgesehen ist. Dann wird das andere Gehäuseteil angesetzt, wobei der Ringflansch der Hutmembran zusammengedrückt wird, während die Rasthaken an dem einen Ringflansch in die Rastöffnungen des anderen Ringflansches bis zu deren Verhakungsstellung eingedrückt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Unterdrucksteuerelement der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches in Verbindung mit einer einfachen und schnellen Herstellung und Verbindung der Gehäuseteile während seiner gesamten Lebensdauer eine sichere Abdichtung der Drucksteuerkamaer gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß die Stützflansche miteinander durch Ultraschall-Schweißung fest verbunden sind, wobei bevorzugt die Stützflansche ringförmig geschlossen und durch eine durchgehende Schweißnaht miteinander verbunden sind.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei zwischen die Stützflansche in die Fügezone zusätzliches Schweißmaterial eingebracht, das vorteilhafterweise eine auf einem der Ringflansche bei dessen Herstellung ausgebildete Schweißpyramide ist.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Ultraschall-Verschweißung der beiden aneinanderliegenden Flansche eine feste und dauerhafte Verbindung herbeigeführt wird, die auch noch nach einem langen Gebrauch des Unterdrucksteuerelementes bei häufigen und extremen Temperaturschwankungen eine feste Verbindung zwischen den aneinanderliegenden Stützflanschen und somit auch eine sichere Abdichtung der Drucksteuerkammer gewährleistet.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für die Ultraschall-Verschweißung der aneinanderliegenden Stützflansche nur Sekunden benötigt werden.
  • Bei einer vorteilhaften praktizierten Ausführungsform ist vorgesehen, daß ein Gehäuseteil eine Ringstufe und einen sich daran anschließenden, radial nach außen versetzten und sich axial erstreckenden Ringteil aufweist, an dessen freiem Stirnende der zugeordnete Stützflansch angeordnet ist, und daß ein an dem zweiten Gehäuseteil vorgesehener, sich über dessen Stützflansch axial hinaus erstreckender Ringansatz koaxial in den Ringteil eingesetzt ist und den Ringflansch der Hutmembran gegen die Ringstufe des ersten Gehäuseteils dicht andrückt.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Vorteil erreicht, daß der Ringflansch der Hutmembran in einem vorgewählten Abstand von der Stelle liegt, an der die Ultraschall-Schweißung durchgeführt wird. Dieser Abstand kann dabei so gewählt werden, daß der Ringflansch der Hutmembran bei der Durchführung der U1-traschall-Schweißung auf keinen Fall in seiner Form und seinen durch seine Elastizität bedingten Abdichtungseigenschaften beeinträchtigt wird.
  • Außerdem weist diese Ausführungsform noch den zusätzlichen Vorteil auf, daß die beiden Gehäuseteile zwischen ihren aneinander anliegenden Flächen eine Art Labyrinthdichtung bilden, da außer dem sich rundherum erstreckenden Ringflansch der Hutmembran noch die versetzte, durch Ultraschall-Schweißung hergestellte, sich ebenfalls rundherum erstreckende Schweißnaht und zwischen dem Ringflansch und der Schweißnaht sich ebenfalls rundherum erstreckende, aneinanderliegende Flächen ausgebildet sind.
  • Vorteilhafterweise bestehen die Gehäuseteile aus Polyacetal oder mit Glasfasern verstärktem Polypropylen. Diese Kunststoffe eignen sich besonders für die Durchführung einer U1-traschall-Schweißung. Anstelle dieser beiden erwähnten Kunststoffe kommen auch alle die Kunststoffe infrage, die sich für die Durchführung der erfindungsgemäß vorgesehenen Ultraschall-Schweißung besonders eignen.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Ringflansch der Hutmembran auf jeder der beiden axial gerichteten Flächen mit einer ringförmigen Verdickung ausgebildet, die in eine zugeordnete Ringausnehmung greift, wobei bevorzugt der Ringflansch der Hutmembran zwischen den beiden Gehäuseteilen unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt ist. Eine solche vorbestimmte Vorspannung wird beispielsweise erreicht während der Durchführung der Ultraschall-Schweißung, wenn auf einem der beiden Stützflansche eine Schweißpyramide ausgebildet ist. Denn während des Schweißvorganges schmilzt die Schweißpyramide zusammen, während die beiden Stützflansche weiter axial aufeinander zu gedrückt werden und dabei der Ringflansch der Hutmembran entsprechend der Abnahme der Schweißpyramide in aialer Richtung zusammengequetscht wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in der einzigen Figur der Zeichnung ist teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt ein als Vakuumdose ausgebildetes Unterdrucksteuerelement dargestellt.
  • Nach der Zeichnung umfaßt ein Unterdrucksteuerelement ein Gehäuseteil 12 und ein Gehäuseteil 14. Die beiden Gehäuseteile 12 und 14 sind aus einem Kunststoff, bei der praktizierten Ausführungsform aus Polyacetal oder einem mit Glasfasern verstärktem Polypropylen hergestellt.
  • Der in der Zeichnung zu unterst dargestellte Gehäuseteil 14 ist mit einer Ringstufe 34 ausgebildet, an welche sich ein radial nach außen versetzter Ringteil 36 ans#ießt, der sich axial von dem Gehäuseteil 14 weg erstreckt. Am freien Stirnende des Ringteils 36 ist ein sich noch weiter radial nach außen erstreckender Stützflansch 18 vorgesehen.
  • Der in der Zeichnung zu oberst dargestellte Gehäuseteil 12 weist einen sich axial nach außen erstreckenden Stützflansch 16 auf, über den sich axial vom Boden dieses Gehäuseteiles weg ein als Verlängerung der Gehäusewand ausgebildeter Ringansatz 38 erstreckt. Der Ringansatz 38 ist koaxial im Paßsitz in dem Ringteil 36 des unteren Gehäuseteils 14 angeordnet.
  • In dem von den beiden Gehäuseteilen 12 und 14 gebildeten Raum ist eine gummielastische Hutmembran 20 angeordnet, die an ihrem frein Stirnende in einem axial nach außen versetzten Ringflansch 22 endet. Die Hutmembran 20 ist durch eine Druckfeder 26 in eine Endstellung vorgespannt und bildet mit dem steuer gegenüberliegenden, oberen Gehäuseteil 12 eine Druc##ammer 28.
  • Außerdem trägt die Hutmembran 20 auf ihrer von der Drucksteuerkammer 28 abgewendeten Stirnfläche eine Schaltstange 24, die sich durch eine zugeordnete Öffnung im Boden des unteren Gehäuseteils 14 axial nach außen erstreckt. Die Drucksteuerkammer 28 weist eine Steueröffnung 50 auf, die auf der der Schaltstange 24 gegendberliegenden Seite im Boden des oberen Gehäuseteils 12 ausgebildet ist. Nach der Zeichnung ist die Steueröffnung 50 in einem sich in die Drucksteuerkammer 28 erstreckenden Zylinderflansch 52 vorgesehen, der als Anschlagfläche für den Boden der Hutmembran bei deren Bewegung in die andere Endstellung dient.
  • Der Ringflansch 22 der Hutmembran 20 ist auf jeder der beiden axial gerichteten Flächen mit einer ringiörmigen Verdikkung 42 bzw. 44 ausgebildet. Jede Verdickung 42 und 44 ist dabei in eine zugeordnete Ringausnehmung 46 in der Ringstufe 34 des unteren Gehäuseteils 14 bzw. eine Ringausnehmung 48 in der axial gerichteten, freien Stirnfläche des Ringansatzes 38 des oberen Gehäuseteils 12 eingesetzt.
  • Der Ringflansch 22 der Hutmembran 20 und deren Verdickungen 42 und 44 sind zwischen der Ringstufe 34 des unteren Gehäuseteils 14 und dem Ringansatz 38 des oberen Gehäuseteils 12 -axial um ein. vorbestimmtes Stück zusammengedrückt und somit unter ständige Vorspannung gesetzt. Der jetzt Weg dieser axialen Zusammendrückung erfolgt bei der Herstellung der Ultraschall-Schweißung, bei der die auf einem der Stützflansche 16 und 18 vorgesehene Schweißpyramide zusammenschmilzt und somit die beiden Stlltzflansche 16 und 18 noch etwa um das Maß der Höhe der Schwettyramide axial zusammengedrückt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 12 und 14 miteinander besteht somit darin, daß auf einem der beiden Stützflansche 16 und 18 bei dessen Herstellung eine ringförmige Schweißpyramide mit hergestellt wird, und zwar auf der zu dem gegenüberliegenden Stützflansch gerichteten Fläche und daß nach dem Einsetzen der einzelnen Teile des Unterdrucksteuerelementes und dem Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile die beiden Stützflansche gegeneinander gelegt und während der Durchführung der Ultraschall-Schweißung axial zusammengedrückt werden.
  • Der Zeitaufwand für die Durchführung der Ultraschall-Schweissung liegt in der Größenordnung von Sekunden. Deshalb ist die Verbindung deeiden Gehäuseteile miteinander durch eine U1-traschall-Schweißung auch für eine Großserienherstellung zu günstigem Preis besonders geeignet.
  • Außerdem ist durch die Ultraschall-Schweißnaht und die erfindungsgemäße Ausbildung der beiden Gehäuseteile sowie des Ringflansches der Hutmembran gewährleistet, daß selbst nach langjähriger Betriebsdauer unter häufig wechselnden, extremen Temperaturen die Drucksteuerkammer im Übergangs bereich zwischen den beiden Gehäuseteilen vollständig abgedichtet bleibt selbst wenn der Ringflansch der Hutmembran bezüglich seiner Elastizität schon Ermüdungserscheinungen aufweist. Denn in diesem Fall übernimmt die ringförmige Ultraschall-Schweißnaht die Abdichtung der Drucksteuerkammer zusammen mit den im Paßsitz aneinanderliegenden Berührungsflächen der beiden Gehäuseteile.

Claims (8)

A n sprüche
1. Unterdrucksteuerelement mit einem Kunststoffgehäuse, das aus zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, die mit sich radial nach außen erstreckenden Stützflanschen aneinander anliegen und zwischen denen der Ringflansch einen mit einer Schaltstange verbundenen, federbelasteten, gummielastischen Hutmembran eingespannt ist, die mit dem gegenüberliegenden Gehäuseteil eine Drucksteuerkammer bildet, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Stützflansche (16, 18) miteinander durch Ultraschall-Schweißung (30) fest verbunden sind.
2. Unterdrucksteuewiement nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Stützflansche (16,18) ringförmig geschlossen und durch eine durchgehende Schweißnaht (30) miteinander verbunden sind.
3. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zwischen die Stützflansche (16,18) in der Fügezone zusätzliches Schweißmaterial (32) eingebracht ist.
4. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Schweißmaterial (32) eine auf einem der Ringflansche bei dessen Herstellung ausgebildete Schweißpyramide ist.
5. Unterdrucksteuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil (14) eine Ringstufe (34) und einen sich daran anschließenden, radial nach außen versetzten und sich axial erstrekkenden Ringteil (36) aufweist, an dessen freiem Stirnende der zugeordnete Stützflansch (18) angeordnet ist, und daß ein an dem zweiten Gehäuserteil (12) vorgesehener, sich über dessen Stützflansch (16) axial hinaus erstreckender Ringansatz (38) koaxial in den Ringteil (36) eingesetzt ist und den Ringflansch (22) der Hutmembran (20) gegen die Ringstufe (34) des ersten Gehäuseteils (14) dicht andrückt.
6. Unterdrucksteuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (12,14) aus Polyacetal, mit Glasfasern verstärktem Polypropylen oder anderen, besonders für eine Ultraschall-Schweißung geeigneten Kunststoffen hergestellt sind.
7. Unterdrucksteueiement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Ringflansch (22) der Hutmembran (20) auf jeder der beiden axial-ger#chteten Flächen mit einer ringförmigen Verdickung (42,44) ausgebildet ist, die in eine zugeordnete Ringausnehmung (46,48) greift.
8. Unterdrucksteuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da d u r c h gekennzeichnet, daß der Ringflansch (22) der Hutmembran (20) zwischen den beiden Gehäuseteilen (12,14) unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt ist.
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