DE3002101C2

DE3002101C2 - Schaltmembran

Info

Publication number: DE3002101C2
Application number: DE19803002101
Authority: DE
Inventors: Wilfried 7150 Backnang Kirchner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1980-01-22
Publication date: 1985-07-11
Also published as: FR2474128A1; FR2474128B1; DE3002101A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltmembran gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Schaltmembran ist bekannt (DE-OS 20 56 609).

Bei dieser bekannten Bauart ist die Membran mit einer flachen Federstahlscheibe armiert, die durch entsprechende Aussparungen auf eine spiralige Form gebracht ist. Ein derart hergestelltes Stützglied läßt aber nur kleine Membranhübc zu. Außerdem treten an den Schlitzen gefährliche Übcrbcanspruchungen des Membranmaterials auf.

Durch die Unterlagen des DE-GM 19 20 916 ist bereits ein Bremskraftregler mit einer Schaltmembran bekannt, die mit einer Abfangvorrichtung in der Form von radial ineinandergreifenden Fingern zusammenarbeitet Durch die Abfangvorrichtung ist es möglich, die jeweils wirksamen Flächen der Schaltmembran veränderlich zu machen. Diese bekannte Schaltmembran hat aber den Nachteil, daß ab einem bestimmten Regelverhärtnis die einander durchgreifenden Finger am kleinen Innendurchmesser zu schwach sind und am großen Außendurchmesser der Zwischenraum zwischen den Fingern zu groß wird. Durchbiegungen und Beschädigungen der Schalimembran sind deshalb möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und eine Schaltmembran der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Stützglied auch größere Membranhübe zuläßt und eine vollkommene und in sich homogene Abstützung der Membran gewährleistet in der Art, daß die Membran an keiner Steile überbeansprucht wird. Dadurch soii die Schaltgenauigkeit der Membran verbessert und ihre Lebensdauer verlängert werden.

Diese beiden Vorzüge machen die erfindungsgemäße Schaltmembran besonders gut anwendbar bei automatischen, lastabhängigen Bremskraftreglern für Kraftfahrzeugbremsen, weil aort besonders große Anforderungen an die Schaltcharakteristik und an deren Unveränderlichkeit gestellt werden.

Diese Aufgabe wird mit einer Schaltmembran der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Kennzeichens von Patentanspruch 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Schaltmembran samt Stützglied im Schnitt, eingebaut in einen lastabhängigen Bremskraftregler.

F i g. 2 eine Abfangeinrichtung in Draufsicht,

F i g. 3 ein Stützglied in Draufsicht und

F i g. 4 eine Abwandlung des Stützgliedes.

In einem Gehäuse 1 eines lastabhängigen Bremskraftrcglcrs ist zwischen einem Deckel 2 und einem Grundkörper 3 eine Schaltmembran 4 eingespannt. Die Schaitmembran 4 hat einen verdickten Einspannrand 5, mit dem sie in eine Ringnut 6 des Deckels 2 eingesetzt ist. Beim Aufsetzen de'; Deckels 2 auf den Grundkörper 3 ist die Membran 4 dann an dieser Gehausetrennstelle fixiert.

Die Schaltmembran 4 hat einen inneren Arbeitsteil 4' und trennt eine Druckwechselkammer 7 von einer Außenluftkammer 8. die aber bei Bedarf auch als Druckkammer verwendet werden kann. In der Außenluftkammer 8 ist ein Stützglied 9 angeordnet, das aus einem im Vergleich /um Membranmaterial steiferen Material besteht. Es ist vorzugsweise aus Federstahlband hergestellt, in dem dieser hochkam zu einer Spirale mit eng aneinunderliegenden Windungen 9' gewickelt ist. Es kann aber auch aus Rundmaterial (Draht) bestehen und braucht nicht federelastisch zu sein (vgl. Fig.4). Das Stützglied 9 kann auch mit der Schaltmembran 4 zusammen vulkanisiert sein, wobei dann die einzelnen Windungen 9' nicht eng aneinanderliegen müssen sondern einen geringen Abstand (Spalt) voneinander aufweisen. Das Stützglied 9 bildet einen Ring, dessen Außenrand 10 an einer Deckelschulter 11 fixiert ist. Durch die Geometrie der Spirale und durch entsprechende Bemessung der Stärke des Materials des Stützgliedes 9 kann die Schaltmembran stufenlos jeden notwendigen Regel-

durchmesser einnehmen.

Ein Innenrand 12 des Stützgliedes 9 liegt an einem S- Kolben 13 an, der mit vier sternförmig radial nach außen stehenden Fingern 14 versehen ist Diese Finger 14 bilden also einen Kranz und ragen von innen in vier nach innen stehende Finger 15 hinein, die am Deckel 2 befestigt sind und Jie ebenfalls einen Kranz bilden (vgl. F i g. 2). Beide Kranze von Fingern 14 und 15 sind in der Außenluftkammer 8 angeordnet und stellen mit ihren t der Membran 4 zugekehi ten Schmalseiten eine wirkflä- '} chenveränderliche Abfangeinrichtung 14/15 für die Membran 4 dar.

Zum Verändern der Wirkfläche der Schaltrnembran 4 wird der Kolben 13 nach oben oder unten bewegt, wobei der sich über das Stützglied 9 an dem Deckel 2 wirkungslos abstützende Ringbereich des Membran-Arbeitsteils 4' vergrößert oder verkleinert wird. Außerdem ist bei gleichem Bauvolumen ein im Vergleich zum Stand der Technik größeres Regeiverhäiinis zwischen Eingangsdruck und Ausgangsdruck möglich, ca bei bekannten Einrichtungen ab einem bestimmten Regelverhältnis die durchgreifenden Finger am kleinen Innendurchmesser zu schwach sind und am großen Außendurchmesser der Zwischenraum zwischen den Stegen so groß wird. Mit dem Erfindungsgegenstand ist dieser Nachteil vermieden, weil das veränderliche Stützglied 9 die Zwischenräume zuverlässig abdeckt.

Die F i g. 2 zeigt, daß zwischen den einzelnen Fingern 14 und 15 großflächige Segmente freiliegen, an denen die Schaltmembran 4 keine Abstützung finden würde. Um das zu vermeiden, ist zwischen die Schaltmembran 4 und die Abfangeinrichtung 14/15 das veränderliche Stützglied 9 eingesetzt, das eine vollständige Abstützung der Schaltmembran 4 gewährleistet. Auf diese Weise wird, einerseits die Lebensdauer der Schaltmembran 4 erheblich verlängert, andererseits wird ein weiches Schalten der Schaltmembran erreicht.

In automatischen lastabhängigen Bremskraftreglern wird der Druck in nachgeschalteten Bremszylindern je nach dem Beladungszustand des Kraftfahrzeuges überwacht. Entsprechend der vom Abstand zwischen Wagenkasten und Fahrzeugachse eingenommenen Reglerstellung wird ein Teil von dem Membran-ArbeitsteiS 4' durch die wirkflächenveränderliche Aofangvorrichtung 14/15 wirkungslos gehalten. Durch das veränderliche Stützglied 9 liegt der gesamte Arbeitsteil 4' der Schaltmembran 4 auf seiner ganzen Fläche satt auf und ist infolgedessen wenig beansprucht. Dadurch ist das Regelverhalten des Bremskra^ftreglers sehr genau

Die F i g. 4 zeigt ein Stützglied 19, das aus Rundmaterial (Draht) gewickelt ist und keine Federelastizität aufweist Hier ist das Stützglied 19 mit seinen ein/einen Windungen 19' mit dem der Schaltmembran 4 /usammenvulkanisiert. Die Windungen 19' haben einen geringen Abstand voneinander.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltmembran zur Umsetzung eines Druckes in eine Kraft mit einem äußeren, in einer Einspannebene liegenden Einspannrand, ferner mit einem inneren, aus der Einspannebene auslenkenden Arbeitsteil und mit einem spiralartigen Stützglied für den Membran-Arbeitsteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (9,19) eine durchgehend ausgebildete Spirale ist, deren Windungen (9', 19') in ihrer Zahl veränderlich stützkraftübertragend mit einer wirkflächenveränderlichen Abfangvorrichtung (14. 15) zusammenarbeiten.

Z Schaltmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (9) aus einem hochkam gewickelten, fcderelastischem Flachmaterial hergestellt ¹^L

3. Schaltmembran nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (9') eng aufeinanderliegen.

4. Schaltmembran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (9) aus Federbandstahl hergestellt ist

5. Schaltmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (19) aus Rundmaterial besteht.

6. Schaltmembran nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet., daß das Stützglied (19) mit im gegenseitigen Abstand anfeordnc zn Windungen (19') versehen ist und gegebenenfalls mit dem Material der Schaltmembran (4) zusamrn -.!vulkanisiert ist.

7. Schaltmembran nach einem der Ansprüche 1 bis

6 mit einem den Einspannrand der Membran festhaltenden Gehäuseteil, dadurch gekennzeichnet, daß js der Gehäuseteil (Deckel 2) eine Schulter (11) hat, an der das durchgehend als Spirale ausgebildete Stützglied (9, 19) mit einem Einspannrand (5) fixiert anliegt, während der übrige Teil des Stützgliedes (9,19) dem sich auslenkendcn Arbeitsteil (4') der Membran (4) folgt.

8. Schaltmembran nach einem der Ansprüche 1 bis

7 mit einer wirkflächenveränderlichen Abstützung der Schaltmembran mit einem Kranz von innen und einem Kranz von außen festgelegten radial incinundergrcifenden Fingern, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehend ais Spirale ausgebildete Stützglied (9, 19') zwischen der Membran (4) und den Fingern (14,15) angeordnet ist.

9. Schaltmembran nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkflächenveränderüche Abstützung pro Kranz weniger als fünf Finger (14, 15) aufweist.