DE2756624C2 - Membrankolben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Membrankolben für druckmiltelbetätigts Arbeitszylinder, mit einer an einer geradlinig verschiebbaren Kolbenstange befestigten starren Scheibe, die sich über eine elastisch verformbare Auflage gegen eine den Zylinder-Arbeitsraum dichtend überspannende biegsame Membran abstützt.

Die zum Abdichten unterschiedlich druckbeaufschlagter Zylinderkammern gegeneinander und zum Übertragen von Druckkräften auf die Scheibe als das starre Kolbenglied oder umgekehrt zum Aufnehmen der Betätigungskräfte dienenden Membranen sind = von vergleichsweise seltenen Anwendungsfällen metallischer Werkstoffe abgesehen — in aller Regel aus Gummi oder gummiähnlichen elastischen Kunststoffen mit eingebetteten textlien Verstärkungseinlagen hergestellt. Die meistens in Form von Geweben aus zwei untereinander verkreuzten Kadensystcmcn aufgebauten Verstärkungscinliigen, auf die mit Rücksicht auf die wechselnden Druckbeansnru< hungert und das erwünschte Biegeverhalten der Membranen nicht verzichtet werden kann, sind im allgemeinen zwar gegen mechanische Beschädigungen geschützt zwischen Auflagen des elastomeren Membranwerkstoffes untergebracht In den häufig wechselnden Kontaktzonen kann es aber als Folge starker Abnutzung des Gummis bzw. Kunststoffes zum Freilegen des Gewebes kommen. Diese Gefahr besteht in besonderem Maße in den Rundungsbogen der etwa topfförmigen sogenannten

ίο Rollmembranen, da einmal die Gewebeeinlagen schon beim Herstellungsvorgang dazu neigen, sich aus der vorgesehenen Anordnung innerhalb der Preßform in die Nähe der dem kleineren Krümmungsradius zugeordneten Oberfläche zu verlagern, und weil zum anderen der intensive umhüllende Kontakt mit der stützende.!

Scheibe mit der daraus gegebenen Möglichkeit direkter Einwirkung zu starkem Abrieb der elastomeren Werkstoffauflage führt

Der Erfindung liegt deshalb als Aufgabe zugrunde, die als Hauptschäden der Membranen erkannten Brüche der Gewebeeinlagen in den Obergangs- und Randzonen über den zugeordneten starren Kolbengliedern zu vermeiden und als Folge davon die störungsfreie Funktion der Membrankolben auch unter häufigen Lastwechseln über längere Zeiträume zu gewährleisten.

Als Lösung dieser Aufgabe ist für Membrankolben

der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Auflage eine den Scheibenrand einfassende, aus einem elastisch verformbaren Werkstoff wie Gum.ni oder gummiähnlichem Werkstoff bestehende Randleiste etwa U-förmigen Querschnitts bildet und mit einer an der der druckmittelbeaufschlagten oder mit überwiegendem Druck beaufschlagten Membranfläche abgekehrten Seite an die Randleiste

j¹; einstückig angeformten im wesentlichen axial gerichteten oder unter einem spitzen Winkel kegelig sich erweiternden Profilverlängerung versehen ist.

Die Erfindung schafft in richtiger Erkenntnis einer Hauptschadensquelle in der besonders gefährdeten Übergangszone von dem auf der starren Scheibe aufliegenden Mittenabschnitt der biegsamen Membranen zu dem ohne Unterstützung frei sich durchwölbenden Ringteil eine nachgiebige, in begrenztem Maße elastisch verformbare Polsterauflage, Hie scharfe Knickbeanspruchungen mit Kerbwirkung mildert und die im ständigen Wechsel mit den auf- und ablaufenden Rollfaltungen anschwellenden Zerrspannungen dämpf:. Die Verformungen der Membranen verlaufen infolgedessen außerordentlich schonend: der elastomere Werkstoff unterliegt keinem nennenswerten Verschleiß, und im Endeffekt zeigen die neuartigen Membrankoluen eine unerwartet lange Lebensdauer. Die angeformte Profilverlängerung, die an ihrem freien Ende zweckmäßig in eine radial nach innen vorspringende wulstartige Verdickung ausläuft und gegebenenfalls auch mit einer oder mehreren im Abstand von der Scheibe angeordneten ringförmigen druckfesten Verstärkungsein- oder -auflagen versehen sein kann, bildet eine zusätzliche Auflage- und Unterstützungsfläche für die Membran mit der Nebenfiinktion einer Abrollfläche, wodurch die für die auftretenden Knick- und Bicgcbeanspruchungen kritische Übergangs/.onc im Bereich des Scheibcnunifangs um ein Mehrfaches verbreitert wird. Die hierfür ursächliche schubweiche Ausbildung der

ft 5 sonst starrer. Scheibe in ihrem Umf.ingsbcrei.h laßt sich noch steigern, wenn die Randleiste .uif ihrer der Membran oder aber der Scheibe /uirekehrti-n Oberila ehe mit angeformtcn Rippen. Noppen -·ι|..τ ■indereü

biegsamen Erhöhungen versehen ist.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung verschiedener Ausführungsbeispiele in der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Teilstück eines Einkammermembranzylinders im Schnitt und

Fig.2 bis 5 Teilstücke der Membranscheibe in abgeänderten Ausführungsformen in vergrößerter Darstellung ebenfalls im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Membranzylinder besteht aus einem Gehäuse 5 mit Deckel 6 und dem aus einer biegsamen Membran 7 und einer metallischen Scheibe 8 zusammengesetzten Membrankolben, der seinerseits mit einer Kolbenstange 10 beispielsweise mittels einer Schweißnaht fest verbunden ist. Die Membran 7 ist aus Gummi mit einer Gewebeeinlage 17 hergestellt. Sie ist an ihrem Umfang zwischen Flanschen der Zylinderteile 5 und 6 dichtend eingespannt und trennt in der dargestellten Anordnung eine Druckkammer 16 von dem ständig zur Atmosphäre entlüfteten Innenraum 15 des Zylincfergehäuses 5 ab. Über einen Anschluß 26 am Zylinderdecke! 6 kann die Druckkammer !6 mit Druckluft oder Drucköl (Pfeil p) beaufschlagt werden, um unter der Wirkung der auf diese Weise auf den Membrankolben ausgeübten Druckkraft die Kolbenstange 10 gegen die Spannung einer Rückstellfeder 12 zu verschieben.

Jede Lageänderung des Membrankolbens führt zu Abrollbewegungen der Membran 7 über die Randkante der Scheibe 8 hinweg. Eine ringförmig in sich geschlossene Randleiste 13 aus Gummi oder Kunststoff von etwa U-Querschnitt ist unter leichter Vorspannung so auf den abgesetzten Umfang der Scheibe aufgezogen, daß sie gemäß der Darstellung in Fig. 1 eine Polsterauflage für die darüber abrollende Membran 7 bildet und diese dadurch vor Abrieb schützt.

ίο Gemäß der Ausschnittdarstellung in F i g. 2 trägt die Randleiste 13 in Umfangsrichtung umlaufende angeformte Rippen 131, die sich unter dein Druck der aufliegenden Membran elastisch verformen können und dadurch die Polsterwirkun·* noch weiter verbessern.

Nach der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform können solche Rippen 132 statt dessen auch auf der der Scheibe 8 zugekehrten inneren Oberfläche vorgesehen sein. Die Randleiste 13 gemäß F i g. 4 ist mit einer in den druckfreien Zylinderraum 15 sich erstreckenden ange-

2n formten wulstartigen Profilverlängeruns 133 versehen. Eine Möglichkeit, die axiale Ausdehnung einer solchen Profilverlängerung wesentlich zu steigern, ist mit der Darstellung in F i g. 5 angedeutet: Die vergleichsweise dünnwandige Profilverlängerung 134 ist in diesem Falle mit an ihrem Innenumfang bzw. ihrer freien Unterkante umlaufenden geschlitzten Versteifungsrippen 135 und in diese eingelegten druckfesten Stahlringen 14 versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Membrankolben für druckniittelbetätigte Arbeitszylinder mit einer an einer geradlinig verschiebbaren Kolbenstange befestigten starren Scheibe, die sich gegen eine den Zylinder-Arbeitsraum dichtend überspannende biegsame Membran abstützt, gekennzeichnet durch eine den Scheibenrand einfassende, aus einem elastisch verformbaren Werkstoff wie Gummi oder gummiähnlichem Werkstoff bestehende Randleiste (13) etwa U-förmigen Querschnitts, die an der der druckmittelbeaufschlagten Membranfläche abgekehrten Seite mit einer einstückig angeformten, im wesentlichen axial gerichteten oder unter einem spitzen Winkel kegelig sich erweiternden Profilverlängerung (133 bzw. 134) versehen ist.

2. Membrankolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverlängerung (133 bzw. 134) an ihrem freien Ende in eine radial nach innen vorspringende wulstartige Verdickung ausläuft.

3. Membrankolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverlängerung (134) mit einer oder mehreren im Abstand von der Scheibe (8) angeordneten ringförmigen druckfesten Verstärkungsein- oder -auflagen (14) versehen ist.

4. Membrankolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Verstärkungseinlage (14) in der wulstartigen Verdickung befindet.

5. Membtankolben nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeickaet, da" sich die Verstärkungseinlagen (14) in am Incenmantel der Profilverlängerung (134) angeformten umlaufenden Wandverdikkungen (135) befinden.

6. Membrankolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randleiste (13) auf ihrer der Membran (7) zugekehrten Oberfläche mil angeformten Rippen, Noppen oder anderen biegsamen Erhöhungen (131) versehen ist.

7. Membrankolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randleiste (13) adf ihrer der Scheibe (8) zugekehrten Oberfläche mit angeformten Rippen, Noppen oder anderen biegsamen Erhöhungen (132) versehen ist.