DE3329530A1

DE3329530A1 - Druckmittel-arbeitszylinder mit einer biegsamen membrane

Info

Publication number: DE3329530A1
Application number: DE19833329530
Authority: DE
Inventors: Rolf 3012 Langenhagen Karsten
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1985-03-07

Description

Druckmittel-Arbeitszylinder mit einer biegsamen Membrane
Die Erfindung bezieht sich auf Druckmittel-Arbeitszylinder mit einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit oder ohne Verstärkungseinlagen hergestellten biegsamen Membrane, die mit ihrem von innen nach außen zunehmend verdickten Außenrand zwischen voneinander abnehmbaren Gehäuseteilen des Zylinders eingespannt ist.
Die beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 920 559 bekannte Ausbildung der Einspannrandwulste von Topf- oder Rollmembranen in Arbeits- und Stellzylindern und ähnlichen Geräten mit kegelig oder kreisobgenförmig nach außen sich erweiternndem Querschnitt bietet den Vorteil einer formschlüssigen Halterung gegen die aus der Druckbeaufschlagung der Membran herrührenden nach dem Zylinderinneren gerichteten Zugkräfte. Da sie gehäuseseitig nur ein verstärktes Abwinkeln der zugeordneten Einspannflansche voraussetzt, stehen der allgemeinen Anwendung solcher Membranen auch keine besonderen fertigungstechnischen Schwierigkeiten entgegen. Als gravierender Nachteil zeigte sich aber im Gebrauch der Membranen ihre stets vorhandene Neigung, der latenten Keilwirkung folgend sich nach außen aus der Verspannung herauszuziehen. Versuche, diese Wulstverschiebungen bzw. -zerrungen beispielsweise durch nachträgliches Umreifen mit besonderen Sperringen oder durch Umgestalten der Gehäuseflansche mit Mehrfach-Kröpfungen zu verhindern, führten trotz dem zum Teil erheblichen Mehraufwand sowohl für die Fertigung als auch für die Montage nicht immer mit der nöti- gen Sicherheit zu dem erwünschten Ziel.
Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, die Einspannung von Membranen mit keilförmig oder in ähnlicher Weise in Richtung nach außen verdicktem Randwulst durch eine neuartige Gestaltung der Membrane selbst zuverlässig gegen Lage- oder Formänderungen des Wulstes zu sichern. Zum Lösen dieser Aufgabe ist für Membranen in Druckmittel-Arbeitszylindern der eingangs geschilderten Gattung gemäß der Erfindung vorgesehen, daß sie in dem Ubergangsbereich nach dem verdickten Außen rand auf einer oder auf beiden Seiten eine im Einbauzustand der Membranen im wesentlichen axial in das Zylinderinnere gerichtete ringförmig umlaufende Oberflächenerhebung aufweisen. Die Oberflächenerhebung, die zweckmäßig in Form einer Ringrippe mit kuppenartig abgerundetem Querschnitt gestaltet ist, kann dabei mit einer Höhe in einer etwa der Membranschichtdicke entsprechenden Größenordnung ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Membranen bedingt keinerlei bauliche Anderungen an den Einspannflanschen oder mittelbar an den zugeordneten Zylinderteilen. Da sie als positiver Flächenaufsatz nur eine gleichartige negative Vertiefung in den vorhandenen Vulkanisierformen voraussetzt, ist sie mit wenig Aufwand durch einmaliges Eindrehen einer Ringnut in einen oder in beide Formteile zu verwirklichen. Der Einbau der Membranen erfordert weder besondere Vorsichtsmaßnahmen noch die Zuhilfenahme zusätzlicher Vorrichtungen oder Armierungsteile. Im Einbauzustand der Membranen liegen die neuartigen Oberflächenerhebungen im Zylinderinneren unmittelbar an der Zylinderwandung an, so daß die Einspannlage der Membranen unter allen Umständen und selbst gegen die Einwirkung von den Randwulsten ausgehender Zugekräfte zuverlässig gewährleistet ist. Auf die Abdichtung der Membraneinspannung haben die Oberflächenerhebungen keinen Einfluß, und umgekehrt könnten die häufig an die Wulstkeilflächen angeformten bekannten Dichtlippen oder -kanten sie keineswegs ersetzten oder überhaupt schon von ihrer Funktion her Anregungen in dieser Richtung vermitteln.
Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung'verdeutlicht. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Teilstück des Einspannbereiches eines Membran-Stellzylinders im Axialschnitt und Fig. 2 ein Teilstück einer Membran in anderer Ausführungsform ebenfalls im Axialschnitt.
Der in Fig. 1 gezeichnete Zylinder besteht im wesentlichen aus einem Gehäuseunterteil 1 mit einem abnehmbar aufgesetzten Oberteil 2 und einer zwischen abgewinkelte Flansche 11, 12 beider Gehäuseteile dichtend eingespannten Membrane 3. Die als sogenannte Topfmembrane ausgebildete Membrane 3 ist aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk mit einem eingebetteten Verstärkungsgewebe 23 hergestellt und wird mit Hilfe eines umlaufenden Randwulstes 13 von keilförmiger Querschnittsform zwischen den Flanschen 11,'12 gehalten. Ihre durch Druckunterschiede auf beiden Seiten hervorgerufenen Bewegungen werden in an sich bekannter und üblicher Weise über eine nicht gezeichnete starre Membranscheibe mit angesetzter Kolbenstange auf ein ebenfalls nicht weiter angedeutetes Verstellgestänge übertragen.
In dem Bereich des Ubergangsbogens 43 von dem beweglichen Topfteil 3 nach dem Randwulst trägt die Membrane auf der dem Gehäuseteil 1 zugekehrten Seite eine ringförmig umlaufende Oberflächenerhebung 33 von kuppenartig abgerundeter Querschnittsform. Die Oberflächenerhebung kommt in dem gezeichneten Einbauzustand in enger Annäherung an die oder in leichter Berührung mit der Innenwandung des Gehäuse-Oberteiles 2 zu liegen und verhindert dadurch ein allmähliches Herausdrücken durch den Spalt zwischen den Flanschen 11, 12.
In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist die Membran auf beiden Seiten mit angeformten Oberflächenerhebungen 33 ausgebildet. Die Oberflächenerhebungen 33 sind in diesem Falle - was ebenso aber auch für die einseitige Ausbildung verwirklicht werden kann-durch eine unmittelbar anschließende ringförmige Vertiefung 53 gegen den Randwulst 13 abgegrenzt. Es hat sich gezeigt, daß das Einformen solcher Vertiefungen in den kritischen Übergangsbereich zwischen Oberflächenerhebung und Randwulst dem Auftreten unerwünschter Spannungsspitzen entgegenwirkt.

Claims

Patentansprüche: ruckmittel-Arbeitszylinder mit einer aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit oder ohne Verstärkungseinlagen hergestellten biegsamen Membrane, die mit ihrem von innen nach außen zunehmend verdickten Außenrand zwischen voneinander abnehmbaren Gehäuseteilen des Zylinders eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (3) in dem übergangsbereich (43) nach dem verdickten Außenrand (13) auf einer oder auf beiden Seiten eine im Einbauzustand der Membrane im wesentlichen axial in das Zylinderinnere ausgerichtete ringförmig umlaufende Oberflächenerhebung (33) aufweist.
2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenerhebung (33) der Membrane-mit einer Höhe über der Membran-Oberfläche in einer etwa der Membran-Schichtstärke entsprechenden Größenordnung ausgebildet ist.
3. Zylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenerhebung (33) der Membrane in Form einer Ringrippe mit kuppen artig abgerundetem Querschnitt gestaltet ist.
4. Zylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Oberflächenerhebung (33) über eine ringförmig umlaufende Vertiefung (53) in den verdickten Außenrand (13) der Membran (3) übergeht.