HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Membranvorrichtungen, wie sie zum Beispiel bei einem
Unterdruckzündverstellmechanismus eines Verteilers für einen
Verbrennungsmotor verwendet werden, und im spezielleren
auf Verbesserungen bei der Befestigungs- und
Abdichtkonstruktion von darin vorhandenen Membranen.
Beschreibung des Standes der Technik
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Membranvorrichtungen werden zum Beispiel in
Unterdruckzündverstellmechanismen eines Verteilers für einen
Verbrennungsmotor verwendet. Bei solchen Vorrichtungen sind
die Membranen an ihren Randbereichen normalerweise fest
zwischen zwei starre flache Elemente geklemmt, um mit
einem Gehäuseelement eine hermetisch abgedichtete Kammer
zu bilden.
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Fig. 1a zeigt eine axiale Querschnittsansicht eines
Beispiels einer Membranvorrichtung, die einen Teil eines
Unterdruckzündverstellmechanismus eines Verteilers für
einen Verbrennungsmotor bildet. Das Gehäuse der
Vorrichtung besteht aus zwei becherförmigen Elementen, und zwar
einem Gehäuseoberteil 1a und einem Bodenteil 1b, und
eine Membran 2 ist an ihrem äußeren Randbereich fest
zwischen dem Gehäuseoberteil 1a und dem Gehäuseboden 1b
festgehalten, um darüber mit dem Gehäuseoberteil 1a eine
Vakuumkammer 3a sowie darunter mit dem Gehäuseboden 1b
eine Atmosphärendruckkammer 3b zu bilden. Der zentrale
Bereich der Membran 2 ist zwischen einem Paar von
Versteifungsplatten 4a und 4b aus Metall gehalten, die
durch Niete 5a und 5b zusammengeklemmt sind. Eine
Steuerstange 6 ist an ihrem oberen Ende mit einem
zentralen
konvexen Bereich der unteren Versteifungsplatte
4b gekoppelt und erstreckt sich durch eine zentrale
Öffnung 1c des Gehäusebodens 1b hindurch. Das andere Ende
der Steuerstange 6 ist mit der Zündvorverstellungsplatte
(nicht gezeigt) im Inneren des Verteilers gekoppelt, um
eine axiale Verlagerung der Membran 2 auf diesen zu
übertragen, so daß der Zündzeitpunkt proportional zu der
Verlagerung vorverstellt wird. Eine gegen den
Bodenbereich des becherförmigen Gehäuseoberteils 1a wirkende
Schraubenfeder 7 drückt gegen die obere
Versteifungsplatte 4a, um die Membran 2 in die neutrale Position
bzw. die Position mit einer Vorverstellung Null zu
drücken.
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Ein Saugrohr 1d verbindet die Vakuumkammer 3a mit einem
Bereich eines Ansaugkrümmers (nicht gezeigt) des
Verbrennungsmotors unmittelbar stromauf von einer nicht
dargestellten Drosselklappe desselben, so daß die
Saugwirkung von der Kammer 3a durch das Rohr 1d in dem Maße
zunimmt, in dem das Öffnungsausmaß der Drosselklappe
zunimmt. Die Atmosphärendruckkammer 3b dagegen
kommuniziert mit der Atmosphäre durch die in dem Gehäuseboden
1b ausgebildete zentrale Öffnung 1c. Wenn die
Saugwirkung innerhalb der Vakuumkammer 3a zunimmt, wird die
Membran 2 somit gegen die Vorspannkraft der Feder 7 in
Fig. 1a nach oben bewegt, und zwar aufgrund der
Druckdifferenz über den beiden Kammern 3a und 3b. Die
resultierende Verlagerung der Membran 2 wird durch die
Steuerstange 6 auf die Zündvorverstellplatte innerhalb
des Verteilers übertragen, so daß der Zündzeitpunkt vorverstellt
wird.
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Fig. 1b zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs
innerhalb des Kreises A in Fig. 1a unter Darstellung der
Befestigungs- und Abdichtkonstruktion des äußeren
Randbereichs der Membran. Der Randbereich des
Gehäuseoberteils 1a ist zu einem sich radial erstreckenden, ebenen
ringförmigen Flansch 10a ausgebildet. Der Randbereich
des Bodens 1b des Gehäuses ist als Klemmkonstruktion mit
nach innen hin offenem U-förmigen Querschnitt
ausgebildet, wobei der äußere Randbereich 2a der Membran 2
zwischen einen sich radial außen erstreckenden, ebenen
ringförmigen Flanschbereich 10b der U-förmigen
Randkonstruktion des Gehäusebodens 1b und einen Flansch 10a des
Gehäuseoberteils 1a eingesetzt ist, wobei der Flansch
10a und der Randbereich 2a der Membran 2 zwischen dem
Flanschbereich 10b und dem nach innen gebogenen Fortsatz
11b des U-förmigen Randbereichs des Gehäusebodens 1b
gehalten ist.
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Die beiden radial verlaufenden, ebenen ringförmigen
Bereiche 10b und 11b des Gehäusebodens 1b sind mittels
einer Presse zusammengeklemmt, so daß der Randbereich 2a
der Membran 2 fest zwischen den Flanschen 10a und 10b
des Gehäuseoberteils 1a und des Gehäusebodens 1b
festgehalten ist, wobei die Dicke des eingeklemmten
Randbereichs 2a der Membran 2 im Vergleich zu der
ursprünglichen Dicke des nicht-zusammengedrückten Bereichs der
Membran 2 durch den Klemmdruck reduziert ist, so daß
dort eine luftdichte Abdichtung gewährleistet ist.
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Die Befestigungskonstruktion der in Fig. 1b gezeigten
Membran besitzt folgenden Nachteil. Selbst wenn der
Druck und der Hub der Klemmpresse exakt auf
vorbestimmten Größen gehalten werden, besteht bei der
Dickenreduzierung in dem Randbereich 2a der Membran 2 aufgrund der
Klemmkraft die Tendenz, daß diese Dickenreduzierung von
Vorrichtung zu Vorrichtung variiert und sich aufgrund
von Zufallsschwankungen bei den Bestandteilen usw. kaum
auf einer konstanten Größe bzw. einem konstanten Wert
halten läßt. Falls die Dickenreduzierung der Membran 2
durch die Klemmkraft zu groß ausfallen sollte, kann
somit der eingeklemmte Randbereich 2a der Membran 2 über
sein Limit gedehnt werden und dort reißen. Andererseits
kann eine zu geringe Dickenreduzierung an dem
eingeklemmten Randbereich 2a der Membran 2 zu einer
mangelhaften luftdichten Abdichtung in diesem Bereich führen.
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Fig. 2a zeigt eine weitere Membranvorrichtung, die einen
Bestandteil eines Unterdruckzündverstellmechanismus
eines Verteilers für einen Verbrennungsmotor bildet. Die
Konstruktion und die Arbeitsweise der Vorrichtung der
Fig. 2a sind ähnlich wie bei der Vorrichtung der Fig.
1a, wobei gleiche Bezugszeichen gleichartige bzw.
einander entsprechende Teile oder Bereiche bezeichnen. Der
innere Randbereich einer ringförmigen Membran 2 ist
jedoch zusammen mit inneren Randbereichen der ringförmigen
Versteifungsplatten 4a und 4b an einem oberen Endbereich
6a einer Steuerstange 6 angebracht. Genauer gesagt, es
ist in der in Fig. 2b dargestellten Weise, die den
Bereich innerhalb des Kreises B in Fig. 2a in vergrößertem
Maßstab zeigt, der zwischen den inneren Randbereichen
der ringförmigen Versteifungsplatten 4a und 4b
festgehaltene innere Randbereich 2b der Membran 2 zusammen mit
diesen in eine ringförmige Aussparung, die in der
Seitenfläche eines zylindrischen oberen Bereichs 6a einer
Steuerstange 6 ausgebildet ist, derart eingesetzt, daß
er zwischen den Platten 4a und 4b fest in die Aussparung
geklemmt ist, wobei die Dicke des eingeklemmten inneren
Randbereichs 2b im Vergleich zu der ursprünglichen Dicke
des nicht-eingeklemmten Bereichs der Membran 2 durch den
darauf ausgeübten Klemmdruck reduziert ist, 50 daß dort
eine luftdichte Abdichtung gewährleistet ist.
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Die Befestigungskonstruktion des inneren Randbereichs 2b
der Membran 2 der Steuerstange 6 besitzt denselben
Nachteil wie die Befestigungskonstruktion des äußeren
Randbereichs der in Fig. 1b gezeigten Membran. Die
unvermeidbare Schwankung in der Klemmdickenreduzierung führt
nämlich zu einem Versagen oder einer unzulänglichen
Abdichtung des eingeklemmten inneren Randbereichs 2b der
Membran 2.
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Die US-A-3 572 301 offenbart einen
Unterdruckzündverstellmechanismus mit einer Membranvorrichtung, die eine
von den vorstehend beschriebenen Konstruktionen
verschiedene Konstruktion besitzt. Jede der in dem US-
Patent offenbarten Membranvorrichtungen besitzt zwei
ringförmige Membranen, deren äußere Randbereiche fest
zwischen einem radial verlaufenden ringförmigen
Flanschbereich eines Gehäuseelements und einer ebenen
ringförmigen Fläche eines diesem gegenüberliegenden, starren
Abstandsrings gehalten sind. Ein ringförmiger innerer
Randbereich von einer der Membranen einer ersten
Vorrichtung (dort in Fig. 1 gezeigt) ist durch einen
ringförmigen inneren Randbereich eines Trägerelements
abgedichtet, das über den angrenzenden inneren Randbereich
der Membran gebogen ist und diese in abdichtendem
Eingriff mit einer ringförmigen Dichtung hält, die zwischen
dem umgebogenen inneren Rand des Trägers und der Membran
angeordnet ist. Innere Randbereiche der anderen
Membranen sind durch eine Konstruktion ähnlich der in Fig.
2b gezeigten abgedichtet. Somit besitzen die
Befestigungs- und Abdichtkonstruktionen der in dem vorstehend
genannten US-Patent offenbarten Membranen denselben
Nachteil, wie die zuvor beschriebenen
Befestigungskonstruktionen.
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Die CH-A-317 607 offenbart eine Unterdruckvorrichtung,
bei der ein radial äußerer Randbereich einer Membran
einen Wulst aufweist. Der Wulst ist in einer
entsprechenden Aussparung oder Aussparungen in dem Gehäuse des
Behälters untergebracht, in dem sich die Membran
befindet. Die Gehäusewände sind derart konfiguriert, daß sie
eine vorbestimmte Trennungsdistanz zwischen den die
Membran einklemmenden Oberflächen bilden. Die resultierende
Kompression der Membran führt trotzdem immer noch zu den
vorstehend erörterten Nachteilen und Problemen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit in der
Schaffung einer Membranvorrichtung, wie sie z. B. bei
einem Unterdruckzündverstellmechanismus eines Verteilers
für einen Verbrennungsmotor verwendet werden, bei der
sich eine Membran in luftdichter Weise ohne jegliches
Risiko einer Beschädigung der Membran befestigen läßt.
Genauer gesagt zielt die vorliegende Erfindung auf die
Schaffung einer Membranvorrichtung ab, bei der sich die
Membran derart anbringen läßt, daß sich die
Dickenreduzierung der fest eingeklemmten Randbereiche der Membran,
die aufgrund des darauf ausgeübten Klemmdrucks entsteht,
auf einen optimalen Wert regulieren läßt, um einen
luftdichten Eingriff zu gewährleisten, ohne daß dabei
irgendeine Gefahr eines Versagens der Membran in diesem
Bereich besteht.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in
der Schaffung einer Membranvorrichtung, die eine
einfache Konstruktion aufweist und sich kostengünstig
herstellen läßt.
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Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht in der Schaffung einer Befestigungs- und
Abdichtkonstruktion für eine Membran, die sich bei einer
großen Anzahl verschiedener Membranvorrichtungen
einschließlich aller vorstehend beschriebenen Typen
verwenden läßt.
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Eine Membranvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt
- ein Gehäuse;
- eine Membran, die in dem Gehäuse aufgespannt ist, um
in diesem eine luftdichte Kammer zu definieren;
- eine Klemmeinrichtung zum Einklemmen eines
Randbereichs der Membran in luftdichtem Eingriff, wobei
die Klemmeinrichtung zwei einander zugewandte Flächen
aufweist, die eine erste und eine zweite Klemmfläche
bilden und die den Randbereich der Membran
zwischeneinander einklemmen;
- und eine Distanzreguliereinrichtung zum Regulieren
10 der Distanz zwischen der ersten und der zweiten
Klemmfläche der Klemmeinrichtung auf einen
vorbestimmten Wert zum Steuern einer Dickenreduzierung des
eingeklemmten Randbereichs der Membran in bezug auf
ihre Dicke in einem freien Zustand,
wobei die Dickenreduzierung verursacht wird durch einen
von der ersten und der zweiten Klemmfläche auf den
eingeklemmten Randbereich ausgeübten Druck, wobei die
Distanzreguliereinrichtung eine in einem Bereich einer
der genannten Flächen ausgebildete ringförmige Stufe
aufweist und der Randbereich der Membran zwischen einem
nach unten abgestuften Bereich von der einen Fläche
sowie der anderen Fläche eingeklemmt ist,
und wobei die Membran einen ringförmigen Wulst mit
vergrößerter Dicke aufweist, der an ihrem Randbereich
ausgebildet ist, und wobei wenigstens eine der Klemmflächen
eine ringförmige Nut aufweist, die in ihrer ringförmigen
Fläche der anderen Klemmfläche gegenüberliegend
ausgebildet ist, um den ringförmigen Wulst der Membran darin
aufzunehmen, wobei die Summe aus der axialen Höhe der
Stufe und der axialen Tiefe der Nut die
Dickenreduzierung des an dem Randbereich der Membran ausgebildeten
ringförmigen Wulstes steuert,
und ist dadurch gekennzeichnet,
daß der übrige, nicht den ringförmigen Wulst der Membran
bildende Bereich des Randbereichs der Membran eine Dicke
besitzt, die geringer ist als die axiale Distanz
zwischen denjenigen Bereichen der einander
gegenüberliegenden
Klemmflächen, die dem übrigen, nicht den
ringförmigen Wulst bildenden Bereich des Randbereichs der
Membran gegenüberliegen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
- weist das Gehäuse zwei becherförmige Elemente auf,
die an ihren Randbereichen miteinander verbunden
sind, wobei die becherförmigen Elemente jeweils einen
sich radial nach außen erstreckenden, an ihrem
Randbereich ausgebildeten Flansch aufweisen;
- erstreckt sich die Membran in dem Gehäuse zwischen
den genannten Elementen;
- weist die Klemmeinrichtung die sich radial nach außen
erstreckenden Flansche der becherförmigen Elemente
auf, wobei einander zugewandt gegenüberliegende
ringförmige Flächen der Flansche die erste und die zweite
Klemmfläche bilden;
- weist die Distanzreguliereinrichtung eine ringförmige
Stufe auf, die in einem äußeren Bereich des sich
radial nach außen erstreckenden Flansches von dem
einen der becherförmigen Elemente ausgebildet ist,
wobei der äußere Randbereich der Membran zwischen
einem nach unten abgestuften inneren Bereich des
abgestuften Flansches von dem einen der becherförmigen
Elemente und der Fläche des Flansches des anderen
becherförmigen Elements eingeklemmt ist;
- ist die Membran an ihrem äußeren Randbereich mit dem
ringförmigen Wulst ausgebildet und ist der sich
radial nach außen erstreckende Flansch von dem einen
der becherförmigen Elemente in seiner dem Flansch des
anderen becherförmigen Elements gegenüberliegenden
ringförmigen Fläche mit der ringförmigen Nut
ausgebildet ist, wobei die Membran zwischen den sich
radial nach außen erstreckenden Flanschen der
becherförmigen Elemente an dem Wulst fest eingeklemmt ist;
- und ist ein Randbereich des Flansches von dem einen
der becherförmigen Elemente zuerst axial in Richtung
auf das andere becherförmige Element gebogen und dann
radial nach innen über den Flanschbereich des anderen
becherförmigen Elements gebogen, um dadurch eine
radial nach innen offene Klemmkonstruktion mit
U-förmigem Querschnitt zu bilden.
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Wenn die Membran ringförmig ist, läßt sich der innere
Randbereich der Membran zum Beispiel an einem
stangenförmigen Element, wie einer Steuerstange, anbringen und
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abdichten. In diesem Bereich läßt sich ein Abdichten
gemäß dem vorstehenden Gesichtspunkt der Erfindung
durchführen.
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Eine Distanzreguliereinrichtung kann in Form eines
umfangsmäßigen Fortsatz es eines der beiden
Klemmflächenelemente vorgesehen sein, der in Axialrichtung in
Richtung auf die andere Klemmfläche gebogen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die neuartigen Merkmale, die für die vorliegende
Erfindung für charakteristisch gehalten werden, sind speziell
in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Details der
vorliegenden Erfindung an sich sowohl hinsichtlich der
Konstruktion als auch der Betriebsweise sowie weitere
Ziele und Vorteile der Erfindung sind jedoch am besten
unter Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in
Verbindung mit den Begleitzeichnungen zu verstehen; dabei
zeigen:
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Fig. 1a eine axiale Schnittansicht einer herkömmlichen
Membranvorrichtung, die einen Bestandteil
einer Unterdruckzündverstellung eines Verteilers
für einen Verbrennungsmotor bildet;
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Fig. 1b eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs
innerhalb des Kreises A in Fig. 1a;
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Fig. 2a eine der Fig. 1a ähnliche Ansicht, in der
jedoch eine weitere herkömmliche
Membranvorrichtung gezeigt ist, die Bestandteil einer
Unterdruckzündverstellung bildet;
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Fig. 2b eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs
innerhalb des Kreises B in Fig. 2a;
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Fig. 3 und 7 der Fig. 1 ähnliche Ansichten, in denen
jedoch eine Befestigungs- und
Abdichtkonstruktion des äußeren Randbereichs einer Membran
einer Membranvorrichtung unter Darstellung von
Stand der Technik zum Verständnis der
vorliegenden Erfindung gezeigt ist;
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Fig. 4 und 5 ebenfalls der Fig. 1b ähnliche Ansichten,
jedoch unter Darstellung weiterer
Befestigungs- und Abdichtkonstruktionen des
äußeren Randbereichs einer Membran einer
Membranvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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Fig. 6 eine der Fig. 2b ähnliche Ansicht, jedoch
unter Darstellung einer Befestigungs- und
Abdichtkonstruktion des inneren Randbereichs
einer Membran einer Membranvorrichtung unter
Darstellung von Stand der Technik zum
Verständnis der vorliegenden Erfindung.
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern
und -zeichen gleiche oder entsprechende Teile oder
Bereiche.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-
BEISPIELE
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Fig. 3 zeigt die Befestigungs- und Abdichtkonstruktion
einer Membran einer Membranvorrichtung, die einen
Bestandteil eines Unterdruckzündverstellmechanismus eines
Verbrennungsmotors bildet. Die Gesamtkonstruktion der
Membranvorrichtung der Fig. 3 ist ähnlich der in Fig. 1a
oder 2a gezeigten. Der Randbereich eines becherförmigen
Gehäuseoberteils 1a ist zu einem sich radial nach außen
erstreckenden ringförmigen Flansch 10a ausgebildet. Der
Randbereich eines becherförmigen Gehäusebodenteils 1b
ist zu einem sich radial nach außen erstreckenden
ringförmigen Flansch 10b ausgebildet, dessen Randbereich
zuerst in Axialrichtung und dann in Richtung radial nach
innen gebogen ist, um eine Klemmkonstruktion mit U-
förmigem Querschnitt zu bilden, wobei der Randbereich
des Flansches 10a zwischen deren beiden sich radial
erstreckenden, einander gegenüberliegenden, ebenen
ringförmigen Bereichen 10b und 11b eingesetzt ist. Der
äußere Halbbereich des sich radial nach außen
erstreckenden Flanschbereichs 10b ist in Axialrichtung in
Richtung auf den Flansch 10a des Gehäuseoberteils 1a um
eine Höhe M abgestuft, die kleiner ist als die
ursprüngliche oder nicht-zusammengedrückte Dicke L der Membran
2. Ein äußerer Randbereich 2a der Membran 2 ist fest
zwischen einem nach unten abgestuften Bereich 12b des
Flansches 10b des Gehäusebodens 1b und dem Flansch 10a
des Gehäuseoberteils 1a festgehalten, wobei die Dicke
des eingeklemmten äußeren Randbereichs 2a um eine
vorbestimmte Differenz (L-M) zwischen der ursprünglichen
Dicke L der Membran 2 und der Höhe M der Stufe
zusammengedrückt ist.
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Der äußere Randbereich der Membran 2 wird in der in Fig.
3 gezeigten Weise folgendermaßen befestigt und
abgedichtet.
Zuerst werden die sich nach außen erstreckenden
Flansche 10a und 10b des Gehäuseoberteils 1b bzw. des
Gehäusebodens 1b geformt. Weiterhin wird die Stufe in
dem Flansch 10b des Gehäusebodens 1b ausgebildet, und
der Randbereich des Flansches 10b wird in Axialrichtung
umgebogen. Als nächstes wird der äußere Randbereich 2a
der Membran 2 auf dem nach unten abgestuften Bereich 12b
des Flansches 10b des Gehäusebodens 1b positioniert, wie
dies in Fig. 3 gezeigt ist, und der Flansch 10a des
Gehäuseoberteils 1a wird darauf angeordnet. Weiterhin wird
der axial umgebogene Randbereich des Flansches 10b des
Gehäusebodens 1b nach innen über den Flansch 10a gebogen
und durch eine Presse mit Druck beaufschlagt, um den
äußeren Rand des Flansches 10a zwischen den einander
gegenüberliegenden ringförmigen Flanschen 10b und 11b
einzuklemmen. Auf diese Weise ist der äußere Randbereich
2a fest zwischen die obere Oberfläche des nach unten
abgestuften Bereichs 12b des Flansches 10b und die
untere Oberfläche des Flansches 10a des Gehäuseoberteils
1a gepreßt, wobei dessen Dicke um den konstanten
vorbestimmten Wert (L-M) reduziert ist.
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Fig. 3 zeigt zwar eine Befestigungskonstruktion, bei der
der nach unten abgestufte Bereich 12b zur Aufnahme des
äußeren Randbereichs 2a der Membran 2 in dem Flansch 10
ausgebildet ist, der die einen U-förmigen Querschnitt
aufweisende Klemmkonstruktion mit dem nach innen
gebogenen Bereich 11b besitzt, doch die Stufe zur Aufnahme
des Randbereichs 2a der Membran 2 kann auch in dem
gegenüberliegenden Flansch 10a des Gehäuseoberteils 1a
ausgebildet sein. Im Fall einer ringförmigen Membran
läßt sich die in Fig. 3 gezeigte Befestigungs- und
Abdichtkonstruktion außerdem bei der Befestigung und
Abdichtung des inneren Randbereichs der Membran verwenden.
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Fig. 4 zeigt eine Befestigungs- und Abdichtkonstruktion
des äußeren Randbereichs einer Membran gemäß der
vorliegenden
Erfindung. Die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion
ist ähnlich der in Fig. 3 gezeigten, mit der Ausnahme,
daß die Membran 2 einen an ihrem äußeren Randbereich 2a
ausgebildeten ringförmigen Wulst 20a besitzt und der
Wulst 20a in einer Nut 13b aufgenommen ist, die in dem
nach unten abgestuften Bereich 12b des Flansches 10b
ausgebildet ist. Genauer gesagt, der im Querschnitt
halbkreisförmige Wulst 20a ragt in Axialrichtung von der
unteren Oberfläche des Umfangs des äußeren Randbereichs
2a der Membran 2 weg. Die in der oberen Oberfläche des
äußeren Bereichs des nach unten abgestuften Bereichs 12b
des Flansches 10b ausgebildete Nut 13b besitzt einen
kreisbogenförmigen Querschnitt mit entsprechenden
Abmessungen zum festen Aufnahme des Wulstes 20a in dieser.
Die außerhalb des Wulstes 20a vorhandene Dicke N der
Membran 2 dagegen ist kleiner als die Absetzung M des
nach unten abgestuften Bereichs 12b, so daß der
außerhalb des Wulstes 20b liegende äußere Randbereich 2a der
Membran 2 aufgrund des Vorhandenseins eines Freiraums (M-N)
in diesem Bereich nicht zusammengedrückt wird. Der
Wulst 20a jedoch ist in der Nut 13b fest aufgenommen und
zwischen dem Flansch 10a und der Nut 13b
zusammengedrückt. Dies liegt daran, daß die axiale Dimension T des
Wulstes 20a, d. h. die Dicke der Membran 2 an dem Wulst
20a, größer ist als die Summe S = M + D aus der axialen
Absetzung M des nach unten abgestuften Bereichs 12b und
der axialen Tiefe D der Nut 13b, so daß der Wulst 20a
der Membran 2 um die Differenz (T-S) axial
zusammengedrückt wird, so daß dort eine luftdichte Abdichtung
gewährleistet ist.
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Die Befestigung des äußeren Randbereichs der Membran,
wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, läßt sich im wesentlichen
in derselben Weise wie die in Fig. 3 gezeigte
bewerkstelligen. Das heißt, der Randbereich des becherförmigen
Gehäusebodens 1b wird in einen sich nach außen
erstreckenden Flansch 10b mit dem nach unten abgestuften
Bereich 12b mit der Nut 13b ausgeformt, und der äußere
Randbereich des Flansches 10b wird in Axialrichtung in
Richtung auf das Gehäuseoberteil 1a gebogen. Außerdem
wird der äußere Randbereich des Gehäuseoberteils 1a in
den sich nach außen erstreckenden Flansch 10a
ausgeformt. Danach wird der Randbereich 2a der den Wulst 20a
aufweisenden Membran 2 auf dem nach unten abgestuften
Bereich 12b des Flansches 10b derart positioniert, daß
der Wulst 20a in der Nut 13b aufgenommen ist, und der
Flansch 10a des Gehäuseoberteils 1a wird in der in Fig.
4 gezeigten Weise darauf plaziert. Außerdem wird der
Randbereich 11b des axial umgebogenen Bereichs 10b nach
innen über den Flansch 10a gebogen und mittels einer
Presse auf diesen gepreßt. Als Ergebnis hiervon ist der
Wulst 20a fest in die Nut 13b gepreßt, und eine
luftdichte Abdichtung ist dort gewährleistet.
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Fig. 5 zeigt eine Befestigungskonstruktion des äußeren
Randbereichs einer Membran ähnlich der in Fig. 4
gezeigten. Bei der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion ragt
jedoch ein im Querschnitt halbkreisförmiger und an einem
äußeren Randbereich 2a der Membran 2 ausgebildeter Wulst
20a von deren oberen Oberfläche in Axialrichtung weg und
erstreckt sich in Richtung auf einen Flansch 10a des
oberen Gehäuseteils 1a, in dem eine Nut 11a mit einem
entsprechenden kreisbogenförmigen Querschnitt
ausgebildet ist, um den Wulst 20a darin aufzunehmen.
Ansonsten ist die Konstruktion der Fig. 5 ähnlich der der
Fig. 4.
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Es ist möglich, die in Fig. 4 und 5 gezeigten Merkmale
miteinander zu kombinieren, um dadurch eine Konstruktion
zu erhalten, bei der der an dem äußeren Randbereich 2a
der Membran 2 ausgebildete Wulst sowohl von der oberen
als auch von der unteren Oberfläche in Axialrichtung
wegsteht und bei der Nuten sowohl in dem Flansch 10a des
Gehäuseoberteils 1a als auch in dem nach unten
abgestuften
Bereich 12b des Flansches 10b des Gehäusebodens 1b
ausgebildet sind. Außerdem lassen sich die in Fig. 4 und
5 gezeigten Konstruktionen auch bei der Befestigung und
Abdichtung des inneren Randbereichs einer ringförmigen
Membran verwenden.
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Fig. 6 zeigt eine Befestigungs- und Abdichtkonstruktion
des inneren Randbereichs einer Membran einer
Membranvorrichtung, die Bestandteil eines
Unterdruckzündverstellmechanismus eines Verteilers für einen Verbrennungsmotor
ist, wobei deren Gesamtkonstruktion ähnlich der in Fig.
2a gezeigten ist. Ein innerer Randbereich 2b einer
ringförmigen Membran 2 ist fest zwischen den inneren
Randbereichen eines Paare ring- und plattenförmiger starrer
Versteifungselemente 4a und 4b aus Metallblech
festgehalten und zusammen damit in eine winkelige Aussparung
6b eingesetzt, die in der äußeren Seitenfläche eines
zylindrischen oberen Endbereichs 6a einer Steuerstange 6
ausgebildet ist, die sich durch eine zentrale Öffnung 1c
in einem Gehäusebodenteil 1b hindurcherstreckt. Der
innere Randbereich der unteren Versteifungsplatte 4b ist
in Axialrichtung umgebogen, um eine
Distanzreguliereinrichtung 40b zu bilden, die sich von der oberen
Oberfläche der unteren Versteifungsplatte 4b weg zu der
unteren Oberfläche der oberen Versteifungsplatte 4a
erstreckt. Die axiale Höhe M des Distanzregulierbereichs
40b ist kleiner als die ursprüngliche oder
nicht-zusammengedrückte Dicke L der Membran 2, so daß der innere
Randbereich 2b der Membran 2 um den konstanten
vorbestimmten Wert (L-M) zusammengedrückt wird. Die
Abmessungen L und M können dieselben Werte wie bei dem in
Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel aufweisen.
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Die Befestigung des inneren Randbereichs der in Fig. 6
gezeigten Membran erfolgt folgendermaßen. Der innere
Rand der unteren Versteifungsplatte 4b wird axial
umgebogen, um den ringförmigen Distanzreguliervorsprung 40b
mit einer Höhe M zu bilden, und der innere Randbereich
2b der Membran 2 wird zwischen die obere und die untere
Versteifungsplatte 4a und 4b geklemmt, wie dies in Fig.
6 gezeigt ist, und zusammen mit diesen in die an dem
oberen Endbereich 6a der Steuerstange 6 ausgebildete
seitliche Aussparung 6b eingesetzt, wobei die
ringförmige Aussparung 6b eine ausreichende axiale Breite
besitzt, um die inneren Randbereiche der
Versteifungsplatten 4a und 4b zusammen mit dem dazwischen gehaltenen
inneren Randbereich 2b der eine Dicke L aufweisenden
Membran 2 aufzunehmen. Als nächstes wird das obere Ende
der Steuerstange 6 mittels einer Presse einem
Preßvorgang unterzogen, um die axiale Breite der Aussparung 6b
so weit zu reduzieren, bis das obere Ende des Vorsprungs
40b an der unteren Oberfläche der oberen
Versteifungsplatte 4a anliegt. Die Dicke des inneren Randbereichs 2b
der Membran 2 ist dadurch um den konstanten
vorbestimmten Wert (L-M) zusammengedrückt, wobei die axiale Höhe
M des Vorsprungs 40b die letztendliche Distanz zwischen
den Oberflächen der den Randbereich 2b der Membran 2
zwischen sich klemmenden Platten 4a und 4b reguliert.
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Fig. 7 zeigt eine Befestigungs- und Abdichtkonstruktion
des äußeren Randbereichs einer Membran einer
Membranvorrichtung ähnlich den vorstehend beschriebenen
Konstruktionen. Die in Fig. 7 gezeigte Befestigungskonstruktion
ist der in Fig. 1b gezeigten ähnlich. Der äußere
Randbereich des sich radial nach außen erstreckenden
ringförmigen Flansches 10a ist jedoch in Axialrichtung zur
Bildung eines Distanzreguliervorsprungs 12a umgebogen, der
eine ähnliche Funktion wie der Vorsprung 40b der in Fig.
6 gezeigten Platte 4b besitzt. Die axiale Höhe M des
Vorsprungs 12a reguliert nämlich die axiale Distanz
zwischen den den äußeren Randbereich 2a der Membran 2
zwischen sich klemmenden und sich radial nach außen
erstreckenden Flanschen 10a und 10b, um dadurch die
Dickenreduzierung des eingeklemmten äußeren Randbereichs
2a der Membran 2 zu kontrollieren.
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Bei den in den Fig. 6 und 7 gezeigten Konstruktionen
sind die Distanzregulierbereiche 40a und 12a integral
mit der Versteifungsplatte 2b bzw. dem Flansch 10a
ausgebildet. Diese Distanzregulierbereiche können jedoch
auch durch separate Ringe mit ähnlichen Formen und
Abmessungen gebildet sein.