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Membran, insbesondere für Membranbremszylinder von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Membran nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches
1.
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Membranen für Membranbremszylinder, insbesondere von Kraftfahrzeugen,
weisen im allgemeinen eine zur Verstärkung dienende Einlage auf, welche zum Beispiel
als Gewebeeinlage besteht und im Gummimaterial des Membrankörpers einvulkanisiert
ist. Im allgemeinen sollte die Gewebeeinlage etwa mittig im Membrankörper verlaufen,
um eine gleichförmige Verteilung der Zuspannungen zu erzielen, wenn die Membran
während eines Bremsvorganges verwendet wird. Es sind bereits im Bereich des Topfteils
der Membran während des Herstellungsverfahrens eingeformte Ringnuten bekannt, die
einen etwa rechteckigen Querschnitt besitzen und sich nahezu bis zur Gewebeeinlage
im Membrankörper erstrecken.
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In gleicher Weise ist es bekannt, derartige Ringnuten im Bereich des
Übergangs zwischen Topfteil und Bodenteil, also im Bogenbereich der Membran an deren
Innenseite vorzusehen. Wenngleich es durch das Einbringen dieser Ringnuten während
des Herstellungsverfahrens möglich ist, die Gewebeeinlage in etwa zentriert im Material
des Membrankörpers zu halten, so können dennoch Nachteile erwachsen, dahingehend,
daß die Gummipartien zwischen jeweils zwei Ringnuten infolge von Reib- und Walkarbeit
sowie in Folge von Kerbwirkungen im Kolbenscheibenbereich abgeschert werden können.
Hierdurch wird
das Gewebe freigelegt und beschädigt, das heißt,
daß zwar die mittige Lage des Gewebes während der Herstellung erzielt werden kann,
daß aber die Lebensdauer beeinträchtigt ist.
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Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Membran,
insbesondere für Membranbremszylinder von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei welcher
das Prinzip der Lageunterstützung der Gewebeeinlage während des Herstellungsverfahrens
angewendet werden kann, welche jedoch gleichzeitig nicht der Gefahr sich lösender
Gummipartien, insbesondere im Bereich des Bogen, ausgesetzt ist. Es soll auch möglich
sein, eine derartige Membran zusätzlich so zu gestalten,- daß der Rückstellkrafteinfluß
der bestehenden Wanddicke reduziert werden kann, ohne daß gleichfalls durch Scherarbeit
bedingte Ablöseerscheinungen des Gummimaterials in Kauf zu nehmen wären.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die merkmale nach dem Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1.
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Durch die Ausbildung der Vertiefungen im Bogenbereich zwischen Topfteil
und Bodenteil des Membrankörpers, an der Innenfläche desselben befindlich, ist sichergestellt,
daß es nicht zu Abscherungen des Materials kommen kann.
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Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß keine gleichförmige
Schwächung des Materials besteht, sondern daß eine versetzte Anordnung der Vertiefungen
gewählt werden kann. Schwächungslinien irgendwelcher Art können hierdurch nicht
entstehen. Es ist auch möglich, derartige Vertiefungen an der Innenfläche der Membran
mit im Bereich der Topfteil-Innenwand verlaufenden Nuten zu kombinieren, wobei die
Nuten den Vorteil vermitteln, daß sie in gleicher Weise als Montagehilfe für die
Gewebeeinlage dienen und zusätzlich dazu beitragen, daß der Rückstellkrafteinfluß
der Wanddicke der Membran reduzierbar ist,
so zum Beispiel um etwa
30 °k.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren
Patentansprüchen aufgeführt.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
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Figur 1 ist eine Schnitt- und Perspektivansicht einer Membran gemäß
der Erfindung; Figuren 2 und 3 sind Einzelschnittansichten durch Vertiefungen, wie
sie bei der Membran nach Fig. 1 verwendbar sind; und Figur 4 ist eine Schnitt- und
Perspektivansicht gemäß einer weiteren Ausführugnsform nach der Erfindung.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist in Schnitt- und Perspektivansicht eine
Membran dargestellt, welche in an sich bekannter Weise einen Einspannwulst 1, einen
Topfteil 3 und einen Bodenteil 5 aufweist. Die Membran besteht aus Gummi der hierfür
vorgesehenen Zusammensetzung und ist mittels einer Gewebeeinlage 7 verstärkt. Die
Gewebeeinlage sollte innerhalb der Membran, d.h. im Querschnitt derselben im wesentlichen
mittig verlaufen, um ungleichförmige Verteilung der Schichten im Membrankörper zu
vermeiden. Gemäß der Erfindung sind in dem den Topfteil mit dem Bodenteil verbindenden
Bogen 9 Vertiefungen 11 vorgesehen; diese Vertiefungen können in mehreren Reihen
angeordnet am Innenumfang des Bogens 9 sich erstrecken, wobei die Vertiefungen jeder
Reihe in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise. winkelversetzt zueinander ausgerichtet
sind.
Die Konfiguration der Vertiefungen 11 kann unterschiedlich gewählt sein, wie dies
beispielsweise anhand der Figuren 2 und 3 der Zeichnung dargestellt ist. Die Vertiefungen
sind nicht exakt auf den Bereich des Bogens bzw. der Bogenmitte beschränkt, d.h.
sie können bereits im Bereich des Bodenteils 5 oder im Bereich des Topfteils 3 vorgesehen
sein.
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Um die Vertiefungen 11 in der Membran einzubringen, ist am während
der Fertigung verwendeten, in einen Formhohlraum einführbaren Formkern ein entsprechendes
Muster von Noppen vorgesehen. Diese Noppen besitzen eine angemessene Bauhöhe, welche
sicherstellt, daß die im Wege der Werkstoffverdrängung im Membranmaterial sich bildenden
Vertiefungen eine Tiefe besitzen, welche nahezu der Erstreckung bis zu der in Fig.
1 dargestellten Position der Gewebeeinlage 7 entspricht. Durch die am Formkern vorgesehenen
Noppen bzw. Vorsprünge wird während des Formvorganges verhindert, daß sich die Gewebeeinlage
7 entgegen ihrer ursprünglichen Bestrebungen richtung der Membranaußenseite verlagert,
d.h., daß/iu. kritischen Bereich des Bogens 9 und des Topfteils 3 die in Fig. 1
der Zeichnung dargestellte, gestrichelt wiedergegebene Lage der Gewebeeinlage 7
ergibt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es möglich, die im Bereich
des Bogens 9 vorgesehenen Vertiefungen mit der in Fig. 4 dargestellten Profilgestaltung
des Topfteils 3 zu kombinieren. Es ist auch möglich, die in Fig. 4 wiedergegebene
Gestaltung des Topfteils alleine, also ohne im Bogen vorgesehene Vertiefungen zu
verwenden, wie nachfolgend ausgeführt ist.
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Bei den in Fig. 4 vorgesehenen Nuten 13 handelt es sich um parallel
zur Längsachse sich erstreckende Vertiefungen,
welche sich vom Bogen
bis zum Einspannwulst erstrecken.
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Die Tiefe der Nuten 13 entspricht nahezu der Hälfte der Wanddicke
der Membran im Bereich des Topfteils 3.
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Die Nuten 13 werden in gleicher Weise wie die unter Bezugnahme auf
Fig. 1 erläuterten Vertiefungen 11 mit Hilfe eines Formkerns hergestellt, welcher
erhabene, entsprechende Rippen trägt. Diese längsoverlaufenden Nuten am Formkern
bilden in Form der örtlich unterschiedlichen Materialverdrängungen die Nuten 13
aus.
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Auch hierbei vermitteln die am Formkern vorgesehenen Rippen im Verlaufe
der Ausformung eine Stützkraft, welche dazu beiträgt, daß die Gewebeeinlage 7 nicht
ihrer eigenen Tendenz folgen kann, sich nach innen gerichtet, d.h.
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in Richtung der Membraninnenfläche und/oder auch Membranaußenfläche
zu bewegen. Da sich die Nuten 13 in Längsrichtung erstrecken ist in gleicher Weise
wie bei den Vertiefungen 11 ein erleichtertes Entformen in Entformungsrichtung möglich.
Den Nuten 13 kommt schließlich der Vorteil zugute, daß sie zu einer Reduzierung
des Rückstellkrafteinflusses beitragen. Die Rückführung der Membran aus ihrer in
einem Bremszylinder vorgesehenen ausgefahrenen Lage in die in Fig. 1 bzw. 4 dargestellte
Lage ist hierdurch erleichtert, wobei eine Reduzierung der Rückstellkraft von etwa
30 °IC erzielt werden kann.
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Wie vorstehend erläutert ist, kann die Konfiguration nach Fig. 1 mit
derjenigen nach Fig. 4 kombiniert werden. Hierbei ist es möglich, daß sich die Nuten
13 nicht bis in den Bereich des Bogens 9 erstrecken, da sich im Bereich des Bogens
die Vertiefungen 11 befinden. Es ist auch möglich, im Bereich des Bogens die zwischen
den Nuten befindlichen Flächen mit Vertiefungen zu besetzen; in gleicher Weise ist
es natürlich auch möglich, die Nuten wesentlich schmäler auszubilden und mit den
Vertiefungen in einem Muster zu kombinieren, wie dies den Anforderungen im Bereich
des Bogens entspricht.
In jedem Fall ist auch hier sichergestellt,
daß die Gewebeeinlage 7 während des Formvorganges in einer bestimmten Zwangsposition
gehalten wird, bis die er,orderliche Aushärtung ein Auswandern der Gehebeeinlage
verhindert.
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Bezugszeichen liste 1 Einspannwulst 3 Topfteil 5 Bodenteil 7 Gewebeeinlage
9 Bogen 11 Vertiefung 13 Nut