DE2502673B2 - Unterdrucksteuerelement - Google Patents

Unterdrucksteuerelement

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Description

Die Erfindung betrifft ein Unterdrucksteuerelement mit einem Kunststoffgehäuse, das aus zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, die mit sich radial nach außen erstreckenden Stütztflanschen aneinander anliegen und zwischen denen der Ringflansch einer mit einer Schaltstange verbundenen, federbelasteten, gummielastischen Hutmembran eingespannt ist, die mit dem gegenüberliegenden Gehäuseteil eine Drucksteuerkammer bildet.
Bei einem bekannten Unterdrucksteuerelement dieser Art (DE-GBM 71 47 249) sind an den Stützflanschen eine Anzahl von sich axial erstreckenden, federnd ausgebildeten Haken bzw. eine entsprechende Anzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten Rastöffnungen vorgesehen. Beim Zusammensetzen der Leiden Gehäuseteile dieses bekannten Unterdrucksteuerelementes wird der Ringflansch der Hubmembran in eine Ausnehmung eingesetzt, die in einer Stirnfläche eines Ringflansches vorgesehen ist. Dann wird das andere Gehäuseteil angesetzt, wobei der Ringflansch der Hubmembran zusammengedrückt wird, während die Rasthaken an dem einen Ringflansch in die Rastöffnungen des anderen Ringflansches bis zu deren Verhakungsstellung eingedrückt werden.
Außerdem war es bereits bekannt (Der Plastverarbeiter, 1970, Seiten 545—552), daß Behälterteile aus Kunststoff, insbesondere auch aus glasfaserverstärktem Kunststoff, z. B. aus Polypropylen oder Polyacetalen, durch Ultraschall schnell und dicht verschweißt werden können, wenn auf den Fügeflächen sogenannte Energierichtungsgeber vorgesehen werden.
Aufgabt 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 Drucksteuerkammer gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe 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.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine sichere Abdichtung der Drucksteuerkammer durch einfaches Zusammensetzen von nur drei Teilen bereits gewährleistet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ringflansch der Hutmembran auf jeder der beiden axial gerichteten Flächen mit einer ringförmigen Verdickung ausgebildet ist, die in eine zugeordnete Ringausnehmung greift, während bevorzugt der Ringflansch der Hubmembran zwischen den beiden Gehäuseteilen unter eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt ist. Hierdurch wird die vorgenannte vorteilhafte Wirkung noch gesteigert.
Bevorzugt sind die Stützflansche miteinander durch Ultraschall-Schweißung fest verbunden.
Die letztgenannte Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, daß die beiden Gehäuseteile zwischen ihren aneinander anliegenden Flächen eine Art Labyrinthdichtung bilden, da außer dem sich rund herum erstreckenden Ringflansch der Hutmembran noch die versetzte, durch Ultraschall-Schweißung hergestellte, sich ebenfalls rund herum erstreckende Schweißnaht und zwischen dem Ringflansch und der Schweißnaht sich ebenfalls rund herum erstreckende, aneinanderliegende Flächen ausgebildet sind.
Außerdem weist diese letztgenannte Weiterbildung der Erfindung den weiteren Vorteil auf, daß eine temperaturfeste und dauerhafte Verbindung zwischen
den Gehäuseteilen erreicht werden kann, ohne daß bei dem Abdichtvorgang, hier der Schweißung, die Einspannung der gummielastischen Membran beschädigt werden kann. Wenn dagegen gemäß dem üblichen Stand der Technik die Verschweißung der beiden Gehäuseteile durch eine Drehreibun£ erfolgt, besteht die Gefahr einer Beschädigung der Einspannstelle der gummielastischen Membran, da die Drehreibung dann auch auf diese Einspannstelle einwirken und zu Beschädigungen der Einspannstelle der Membran führen kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in der 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 Ausführuiigsform aus Polyacetai 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 anschließt, 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 J5 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 freien 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 gegenüberliegenden, oberen Gehäuseteil 12 eine Drucksteuerkammer 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 gegenüberliegenden 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 ringförmigen Verdickung 42 bzw. 44 ausgebildet. Jede Verdickung 42 und 44 ist dabei in eine zugeordnete Ringausnehmung 46 in der Ringstufe 34 des unteren Gehäuseteil 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 letzte Weg dieser axialer. 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 Stützilansche 16 und 18 noch etwa um das Maß der Höhe der Schweißpyramide axial zusammengedrückt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 12 und 14 miteinander besteht somit darin, daß auf einem der beiden Stiitzflansche 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 der beiden Gehäuseteile miteinander durch eine Ultraschall-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 Übergangsbereich 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
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 einer mit einer Schaltstange verbundenen, federbelasteten, gummielastischen Hutmembran eingespannt ist, die mit dem gegenüberliegenden Gehäuseteil eine Drucksteuerkammer bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil (14) eine Ringstufe (34) und einen sich daran anschließenden, radial nach außen versetzten und sich axial erstreckenden Ringteil (36) aufweist, an dessen freiem Stirnende der zugeordnete Stützflansch (18) angeordnet ist, und daß ein an dem zweiten Gehäuseteil (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.
2. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (22) der Hutmembran (20) auf jeder der beiden axial gerichteten Flächen mit einer ringförmigen Verdikkung (42,44) ausgebildet ist, die in eine zugeordnete Ringausnehmung (46,48) greift.
3. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (22) der Hutmembran (20) zwischen den beiden Gehäuseteilen (12, 14) unier eine vorbestimmte Vorspannung gesetzt ist.
4. Unterdrucksteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflansche (16,18) miteinander durch Ultraschall-Schweißung (30) fest verbunden sind.
5. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflansche (16, 18) ringförmig geschlossen und durch eine durchgehende Schweißnaht (30) miteinander verbunden sind.
6. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Stützflansche (16, 18) in der Fügezone zusätzliches Schweißmaterial (32) eingebracht ist.
7. Unterdrucksteuerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißmaterial (32) eine auf einem der Ringflansche bei dessen Herstellung ausgebildete Schweißpyramide ist.
8. Unterdrucksteuerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (12,14) aus Polyacetal, mit Glasfasern verstärktem Polypropylen oder anderen, besonders für eine Ultraschall-Schweißung geeigneten Kunststoffen hergestellt sind.
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