DE3505357A1

DE3505357A1 - Doppelt wirkendes betaetigungsorgan in der art einer doppelmembrane aus gummi

Info

Publication number: DE3505357A1
Application number: DE19853505357
Authority: DE
Inventors: Minoru Katano Osaka Abe
Original assignee: Exedy Corp; Daikin Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1985-08-22
Also published as: FR2559854A1; JPS60133202U; DE3505357C2; FR2559854B1; KR850005803A

Description

Dipl.-!πι;. OHo ΙΊιιιϊιΊ. Dip! -lii.u. Miinlh'il S;i(;or, I'.iknliiim-.ilio, OisiiiKislr. 81. D-S München SI

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 59-21851 vom 17. Februar 1984 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein doppelt wirkendes Betätigungsorgan in der Art einer Doppelmembrane aus Gummi, das für die Betätigung des Gruppen- bzw. Zusatzgetriebes eines Fahrzeugs verwendet wird.

Bisher wurden als Material für die Membrane eines solchen Betätigungsorgans je nach den Einsatzbedingungen verschiedene Gummiarten verwendet, darunter besonders hochwertige Gummiarten wie beispielsweise Hydringummi, Fluorgummi, Phlorosilikongummi und dergleichen, wenn Ozonresistivitat erforderlich war.

Bei einem herkömmlichen Betätigungsorgan in der Art einer Doppelmembrane aus Gummi sind beide Membranen so ausgebildet, daß diese sich ausdehnen, wenn sich ein Kolben auf eine einseitige Kammer zubewegt. Wenn in einem solchen Falle eine Gummiart verwendet wird, die nur über eine geringeOzonresistivitat verfügt, jedoch preisgünstig erhältlich ist (zum Beispiel NBR = Nitrilgummi oder SBR = Styrol-Butadien-Gummi) , so wird das in der Atmosphäre vorhandene Ozon die ausgedehnten Gummimembranen angreifen, das heißt zu Rißbildung und dergleichen Schwierigkeiten führen, die die Lebensdauer der Membranen erheblich verkürzen.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Betätigungsorgan mit Gummimembranen auszustatten, die preisgünstig erhältlich sind und dennoch über eine

Dipl.-Inp. Oll« ΙΊιιμι'Ι, Dipl.-liif.. M.nilivd Sjij-i-r, I'.il-iil.inwjillo, C(isiin;islr. Xl. I)-X München Xl

lange Lebensdauer verfügen.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Dazu werden bei einem Betätigungsorgan in der Art einer Doppelmembrane, bei welchem ein Kolben verschieblich in das Gehäuse des Betätigungsorgans eingesetzt ist, dieses in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt und gleichzeitig durch eine erste, der ersten Kammer zugewandte Membrane und eine zweite, der zweiten Kammer zugewandte Membrane mit einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses verbunden ist und durch Verbinden der Kammer auf der einen Seite mit negativem bzw. Unterdruck und der Kammer auf der anderen Seite mit der Atmosphäre hin zur Kammer der Unterdruckseite bewegt wird, Gummimembranen derart vorgesehen , daß die der Gummimembrane auf der Atomospharendruckseite im Formungsverfahren verliehene Form ungedehnt ist, wenn sich der Kolben hin zur Unterdruckseite bewegt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Figur 1 eine vertikale Schnittansicht eines erfindungsgemäßen doppelt wirkenden Betätigungsorgans in der Art einer Doppelmembrane aus Gummi;

Dipl. lim. OtIo I liii-yl. Dipl.-Ιπμ. Manfred Ν.ιμοι. I'iKmii.iiiw.iIic, (.'osiniasli. Xl. I)-S München SI

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Figur 2 eine vertikale Schnittansicht in der oberen Hälfte von Figur 1, in der eine Gummimembrane in ihrer Ausformung bei fehlender Belastung gezeigt ist.

In Figur 1 v/eist ein zylindrisches Gehäuse 1 des Betätigungsorgans ein Paar abgerundeter bzw. schalenförmiger Gehäuseteile la auf, die an einem ringförmigen Verbindungsteil Ib miteinander verbunden sind. Eine Betätigungsstange 2 ist axial verschieblich in das Gehäuse 1 eingesetzt, wobei ein Paar erster und zweiter ringförmiger Kolbenplatten 3 und 4 sowie ein Paar erster und zweiter ringförmiger Gummimembranen 5 und 6 an einem gehäuseseitigen Endbereich der Stange 2 befestigt sind. Beide Gummimembranen 5 und 6 werden zwischen beiden Kolbenplatten 3 und 4 aufgenommen, welch letztere wiederum zwischen einem Flanschteil der Stange 2 und einem Halte- bzw. Lagerring 8 aufgenommen werden.

Das Flanschteil 7 ist einstückig mit der Stange 2 ausgebildet. Der Lagerring 8 ist durch ein hochstehendes Teil 2a abgestützt und kann deshalb nicht von der Stange 2 gleiten, wenn deren oberes Ende beispielsweise gekippt bzw. hochgestellt wird. Zylinderförmige Gummiführungselemente 3a und 4a sind an den äußeren Umfangsenden beider Kolbenplatten 3 und 4 ausgebildet.

Die anderen, periphär äußeren Endbereich beider Gummimembranen 5 und 6 sind durch das Verbindungsteil Ib des Gehäuseteils la gehalten, und das Gehäuse 1 ist durch beide Membranen 5 und 6 und beide Kolbenplatten 3 und 4 in eine erste Kammer 11 und eine zweite Kammer 12 unterteilt. Die erste Kammer 11 ist jene, welcher die erste Gummi-

BAD ORIGINAL

Dipl.-In):. OUo Hiij""'. l)i|>l Iii|!. Μ;ιιι1κ·<1 S.iivi, l'.ilinl.inw.ilk·, Cosim.isli. Xl. I)-X München Xl

membrane 5 und die erste Kolbenplatte 3 zugewandt sind, und die zweite Kammer 12 ist jene, welcher die zweite Gummimembrane 6 und die zweite Kolbenplatte 4 zugewandt sind. Das Gummiführungselement 3a der ersten Kolbenplatte 3 ragt in Richtung auf die Seite der ersten Kammer 11 ab, und die erste Gummimembrane 5 ist in Richtung auf die Seite der ersten Kammer 11 nach außen gewölbt, das heißt konvex ausgebildet und gleichzeitig durch das Gummiführungselement 3a der ersten Kolbenplatte 3 gehalten, derart, daß die Membrane 5 nicht in Richtung auf die Stangenmitte vorspringen kann. Das Gummiführungselement 4a der zweiten Kolbenplatte 4 ragt in Richtung auf die Seite der zweiten Kammer 12 ab, und die zweite Gummimembrane 6 ist in Richtung auf die Kammer 12 nach außen gewölbt, das heißt konvex ausgebildet und gleichzeitig durch das Gummiführungselement 4a der zweiten Kolbenplatte 4 gehalten, derart, daß die Membrane 6 nicht in Richtung auf die Seite der Stangenmitte vorspringen kann.

Die Kammern 11 und 12 sind jeweils durch erste und zweite Rohre 13,14 und Umschaltventile 15,15' wahlweise an Unterdruckquellen 16,16' und die Atmosphäre 17, 17' anschließbar. Und zwar wird die zweite Kammer 12 an die Unterdruckquelle bzw. Unterdruckleitung 16' angeschlossen, wenn die erste Kammer 11 an die Atmosphäre 17 angeschlossen ist, und die zweite Kammer 12 wird an die Atmosphäre 17' angeschlossen, wenn die erste Kammer 11 an die Unterdruckleitung 16 angeschlossen ist.

Die den Gummimembranen 5 und 6 im Formungsverfahren verliehene Form, das heißt die Form im freien bzw. unbelasteten und nicht gedehnten Zustand,entspricht jeweils jener, die in Figur 2 gezeigt ist. Die in Figur

Oipl.-lng. Otld I IuiK'l. Dipl.-lnp. Manfred S.itoi. 1'ak-iilanw.ilte. Cosinusli. 8i. l)-8 München S!

2 gezeigte Form der ersten Gummimembrane 5 entspricht jener, die sich zeigt, wenn die erste Kammer 11 dem Atmosphärendruck ausgesetzt wird, um die Stange 2 in die Gegenrichtung des Pfeils F (Figur 1) zu verschieben. Die in Figur 2 gezeigte Form der zweiten Gummimembrane 6 entspricht jener, die sich zeigt, wenn die zweite Kammer 12 dem Atmosphärendruck ausgesetzt wird, um die Stange 2 in Pfeilrichtung F zu verschieben- Das heißt, das die den Membranen 5 und 6 im Formungsverfahren bzw. bei der Vulkanisierung ursprünglich verliehene Form jeweils jener entspricht, die in Figur 2 dargestellt ist. Beide Membranen 5 und 6 bestehen aus identisch geformten Teilen, die lediglich spiegelsymmetrisch angeordnet sind, das heißt sowohl die erste als auch die zweite Membrane können in ein- und derselben Form und darüberhinaus aus NBR (Nitrilgummi) oder SBR (Styrol-Butadien-Gummi) hergestellt werden.

Das Betätigungsorgan von Figur 1 dient zur Betätigung eines Gruppen- bzw. Zusatzgetriebes für ein Fahrzeug (beispielsweise für ein Fahrzeug mit Allradantrieb). Dabei erstreckt sich die Stange 2 zum Beispiel in das Gruppengetriebe des Fahrzeugs hinein und schließt an eine HilfsÜbertragungswelle an. In Figur 1 bezeichnet Bezugsziffer 20 eine Dichtung, Bezugsziffer 21 eine Schutzhülle und Bezugsziffer 22 einen O-Ring.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Betätigungsorgans wird nachstehend beschrieben.

Wenn die erste Kammer 11 an die Atmosphäre 17 und die zweite Kammer 12 an die Unterdruckleitung 16' angeschlossen wird, nämlich durch Betätigung der Umschalt-

BAD

Dipl.-lnii. Otto Hügel. Dipl.-lng. Manfred Sauer. Ritentanwältc. C'osiniastr. 81, D-8 München 81

ventile 15 und 15', so bewegt sich die Stange 2 in die dem Pfeil F entgegengesetzte Richtung in eine in Figur 1 gezeigte Position und bewirkt die Umschaltung des Zusatzgetriebes zum Beispiel auf die Seite des Allradantriebs. Eine große Menge in der Atmosphäre vorhandenen Ozons strömt in die erste Kammer 11, die in diesem Falle an die Atmosphäre angeschlossen ist. Dennoch wird die Gummimembrane 5 durch das Ozon nicht korrodieren, weil sie sich im freien, das heißt unbelasteten und dehnungsfreien Zustand befindet. Dagegen ist in der zweiten Kammer 12 aufgrund des Unterdrucks nur wenig Ozon vorhanden, so daß auch hier eine Korrosionsgefahr für die zweite Membrane 6 ausgeschlossen ist.

Wenn die erste Kammer 11 an die Unterdruckleitung 16 und die zweite Kammer 12 an die Atmosphäre 17' angeschlossen wird, bewegt sich die Stange 2 von der in Figur 1 gezeigten Position in die Richtung des Pfeils F und bewirkt die Umschaltung des Zusatzgetriebes zum Beispiel auf die Seite des Zweiradantriebs. Dabei kommt es zu einer elastischen Verformung der ersten Gummimembrane 5 ausgehend von dem in Figur 1 gezeigten Zustand in einen Zustand bzw. eine Form, in der die Membrane teilweise ausgedehnte Bereiche aufweist. Da jedoch die vorhandene Ozonmenge aufgrund des in der Kammer 11 vorherrschenden Unterdrucks klein ist, findet eine Korrosion der Membrane 5 nicht statt. Andererseits strömt eine große Menge an Ozon in die zweite Kammer 12, die zu diesem Zeitpunkt der Atmosphäre ausgesetzt ist. Da sich aber die zweite Membrane 6 im freien, das heißt unbelasteten und dehnungsfreien Zustand befindet, ist auch hier jegliche Korrosionsgefahr durch Ozon in der zweiten Kammer 12 ausgeschlossen.

Dipl.-Iny. Oll» I liiiicl. Oipl.-lng. Manfred Säger, i'ateiitainwlk·. CoMinastr. 81. I)-S München 81

Bei vorliegender Erfindung entspricht der "Null-Dehnungszustand" einer Gummimembrane einem Wert von annähernd null, und zwar in einem Bereich, der außerhalb der Korrosionszone liegt.

Mit vorliegender Erfindung werden folgende Wirkungen erzielt:

Da die Gummimembranen bei einem doppelt wirkenden Betätigungsorgan, bei welchem zwei Gummimembranen 5 und 6 vorgesehen sind und der Kolben durch Verbindung einer der beiden durch den Kolben (Kolbenplatten 3 und 4) getrennten Kammern 11 und 12 mit der Unterdruckleitung und der anderen mit der Atmosphäre hin zur Unterdruckseite der Kammer bewegt wird, derart vorgesesind, daß diejenige Gummimembrane auf der atmosphärischen Kammerseite eine dehnungsfreie Form aufweist,
wenn sich der Kolben hin zur Unterdruck-Kammerseite bewegt, ist jede Möglichkeit einer Korrosion der Membrane ausgeschlossen, die der mit Atmosphärendruck beaufschlagten Kammer zugewandt ist, selbst wenn in dieser Kammer eine große Ozonmenge vorhanden ist. Darüberhinaus besteht auf keine Korrosionsgefahr für die Membrane, die der im Zustand des Unterdrucks befindlichen Kammer zugewandt ist und sich teilweise verformt bzw. ausdehnt, da nämlich die Ozonmenge in der im Zustand des Unterdrucks befindlichen Kammer abnimmt.

Folglich können auch Gummiarten verwendet werden, die weniger ozonresistent und deshalb auch weniger teuer sind, wie beispielsweise SBR (Styrol-Butadien-Gummi)

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, I'.iieiitiinwiille, Cosiniaslr. 81, I)-8 München 81

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oder dergleichen. Das heißt die erfindungsgemäßen Membranen können preisgünstig hergestellt werden und verfügen außerdem über größere Dauerhaftigkeit.

Dipl.-In;:. Otto ΙΊϋμοΙ, Dipl.-!ng. Manfred Ν.ιμοΓ. I'alenianwiilte, Cosiniastr. SI. I)-S München

1 ... Gehäuse des Betätigungsorgans la ... schalenförmige Gehäuseteile

Ib ... ringförmige Verbindungselemente

2 ... bewegliche Stange

3 ... ringförmige Kolbenplatte 3a ... Führungselement

4 ... ringförmige Kolbenplatte 4a ... Führungselement

5 ... Gummimembrane

6 ... Gummimembrane

7 ... Flanschteil

8 ... Halte- bzw. Lagerring

11 ... erste Kammer

12 ... zweite Kammer

13 ... Rohr

14 ... Rohr

15 ... Umschaltventil 15'... Umschaltventil

16 ... Unterdruckleitung 16'... Unterdruckleitung

17 ... Atmosphäre 17'... Atmosphäre

- Leerseite -

Claims

Dip! -Ing. Old) I liij'ol. I)inl.-lng. Manlix-cl Siigcr, l\iU-nt:i>m."iltc. Cosiniasir. 81, D-8 München 81 KABUSHIKI KAISHA DAIKIN SEISAKUSHO 1-1, 1-chome, Kidamotomiya Neyagawa-shi Osaka, Japan 12.682 fl/wa DOPPELT WIRKENDES BETÄTIGUNGSORGAN IN DER ART EINER DOPPELMEMBRANE AUS GUMMI

1. Doppelt wirkendes Betätigungsorgan mit einer Doppel-Gummimembrane, bei welchem ein Kolben frei beweglich in ein Gehäuse des Betätigungsorgans eingesetzt ist, der dieses in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, der über eine erste, der ersten Kammer zugewandte Membrane und eine zweite, der zweiten Kammer zugewandte Membrane mit einer inneren Umfangsflache des Gehäuses verbunden ist und der durch Anschließen der einen der beiden Kammern an eine Unterdruckleitung und der anderen der Kammern an die Atmosphäre hin zur Kammer der Unterdruckseite bewegt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gummimembranen (5,6) derart vorgesehen sind, daß diejenige (5 oder 6) der Membranen, die sich auf der Atmosphärendruckseite befindet, eine nichtausgedehnte Form aufweist, wenn der Kolben (2) hin zu der Kammer auf der Unterdruckseite verschoben ist.

2. Betätigungsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekenn ze ichnet, daß das Gehäuse (1) des Betätigungsorgans ein Paar abgerundeter bzw. schalenförmiger Gehäuseteile (la) aufweist und daß die äußeren Umfangsenden beider Gummimembranen (5,6) zwischen

Dipl.-IiH!. OUo ΙΊίίμοΙ, Dipl.-lng. Manfred Siigcr, I':itonUin\v\Utc. Cosimiistr. 81. D-8 München 81

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ringförmigen Verbindungselementen (Ib) beider Gehäuseteile (la) aufgenommen und gehalten sind.

3. Betätigungsorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus einem Paar ringförmiger Kolbenplatten (3,4) gebildet ist und daß die inneren Umfangsseitenbereiche der Gummimembranen (5,6) zwischen den Kolbenplatten (3,4) aufgenommen und gehalten sind.

4. Betätigungsorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zylinderförmige Führungselemente (3a,4a) an den äußeren Umfangsenden beider Kolbenplatten (3,4) ausgebildet sind und Führungselemente für die Halterung der gebogenen Gummimembranen (5,6) bilden.

5. Betätigungsorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummimembranen (5,6) aus wenig ozonresistentem Werkstoff, beispielsweise Nitrilgummi oder Styrol-Butadien -Gummi, bestehen.