DE4123690A1

DE4123690A1 - Gasdichte membran

Info

Publication number: DE4123690A1
Application number: DE19914123690
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Ing Dr Borowitz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1992-02-27
Also published as: JPH04248069A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine gasdichte Membran, bei spielsweise zum Abdichten eines Gasraumes gegenüber einem Ölraum in einem Hydraulikspeicher, aus einem äußeren und einem inneren Mantel.

In einem Hydraulikspeicher werden bislang beispiels weise sog. gasdichte Verbundmembranen verwendet, welche aus einer Schichtung aus Gummi, Sperrfolie und wiederum Gummi bestehen. Allerdings bereitet die Herstellung dieser gasdichten Verbundmembranen erhebliche technische Schwierigkeiten und zudem ist ihr Gebrauch beschränkt. Beispielsweise birgt ein Verbiegen dieser Verbundmembrane immer die Gefahr in sich, daß die Spannung zu einem Reißen der Sperr folie führt und damit an bestimmten Stellen die Gas dichtheit aufgehoben wird.

Aus der DE-OS 36 38 828 ist beispielsweise eine derar tige Verbundmembran bekannt, welche aus einer Träger schicht aus vorzugsweise gummielastischem Werkstoff, einer Barriereschicht aus einem weitgehend gasundurch lässigen Werkstoff, sowie einer oder mehrerer aus Haftvermittler bestehenden Schichten zum Verbinden von Träger- und Barriereschichten besteht. Eine wei tere Verbundmembran nach dem dem Deutschen Gebrauchs muster 85 07 638 besteht aus einer Schicht aus gasun durchlässigem Werkstoff und einer Schicht aus gummi elastischem Werkstoff, wobei für die Schicht aus gasundurchlässigem Werkstoff insbesondere eine thermo plastische Folie Verwendung findet. Diese Verbundmem bran bergen gerade die o.g. Gefahren insich.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat den erheblichen Vorteil, daß durch sie eine gasdichte Membran insbesondere für Hydraulikspeicher nach dem Hohlkörperverfahren hergestellt wird, wobei im Inneren als Sperrschicht eine Sperrflüssigkeit benutzt wird. Diese Flüssig keit folgt jeder elastischen Verformung der Membran, so daß keine Unterbrechung der Gasdichtheit auftritt. Die Füllung erfolgt mindestens zur Hälfte, kann aber auch bis zu einer gänzlichen Füllung reichen.

Als Flüssigkeit wird in der Regel ein entsprechendes gasundurchlässiges Öl zu verwenden sein. Der Abschluß des Hohlraumes, in welchen dieses Öl eingefüllt wird, kann beispielsweise durch Vulkanisation an den Berüh rungsflächen der beiden Mäntel durchgeführt werden.

Im Rahmen der Erfindung soll auch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen gasdichten Membran liegen, die aus einem äußeren und einem inneren Mantel besteht. Dabei werden äußerer und innerer Mantel durch Spritzen in einem entsprechenden Spritzgießwerkzeug herge stellt und sodann der äußere und innere Mantel an den Berührungsflächen zusammenvulkanisiert. Das Füllen des Hohlraumes mit der gasundurchlässigen Flüssigkeit kann bereits während des Herstellens der Membran in der Spritzgießmaschine geschehen oder aber auch danach. Beispielsweise ist hier an ein Einfüllen der gasundurchlässigen Flüssigkeit mittels einer geeigneten Spritze in den Hohlraum gedacht, wobei nach dem Einspritzen dieser Flüssigkeit die Einstich stelle der Spritze verklebt wird.

Wie die Flüssigkeit in den Hohlraum eingefüllt wird, ist allerdings von untergeordneter Bedeutung. Es bestehen auch hier andere Möglichkeiten, wie bei spielsweise die Einvulkanisierung eines Metallknopfes, wobei dann die Sperrflüssigkeit durch eine entsprechen de Bohrung in dem Metallknopf eingefüllt wird. Es sind aber auch noch eine Vielzahl weiterer Möglich keiten denkbar.

Von der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt, wobei allerdings diese Vorrichtung ebenfalls bekannter maßen zur Herstellung von Hohlkörpern aus Gummi, wie beispielsweise zur Tennisball-Herstellung verwen det wird. In einer entsprechenden Spritzgießmaschine liegen sich eine obere und eine untere Formplatte gegenüber. Zwischen beiden Formplatten sind zwei Werkzeugplatten angeordnet, wobei die eine Werkzeug platte eine Anformung besitzt und mit einem entspre chenden Gelenk in der ihr zugeordneten Formplatte einen Formraum für einen Mantel der Membran ausbildet. Die andere Formplatte besitzt dagegen eine ähnliche Anformung wie die eben genannte Werkzeugplatte und bildet zusammen mit einem Gelenk in der anderen Werk zeugplatte einen Formraum für den zweiten Mantel der Membran aus. Nach dem Einspritzen des Mantelma terials in die beiden Formräume werden die Werkzeug platten von den Formplatten abgehoben und jeweils um 180° gedreht, so daß das Gelenk in der einen Werk zeugplatte, welche den einen Mantel trägt, der Anfor mung an der anderen Werkzeugplatte, auf der der andere Mantel aufliegt, gegenüberliegt.

Werden nunmehr die beiden Werkzeugplatten zusammen gefahren, gelangen die beiden Mäntel in Berührung miteinander und werden an ihren Berührungsflächen zusammenvulkanisiert.

Um das Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, sind jeweils drehsymmetrisch an den Werkzeugplatten ent sprechende weitere Gelenke bzw. Anformungen vorgesehen, so daß beim Zusammenvulkanisieren von bereits herge stellten Mänteln im gleichen Arbeitsgang neue Mäntel auf der jeweils gegenüberliegenden Seite der Werk zeugplatte durch Einspritzen hergestellt werden können.

Zeichnung

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläu tert; es zeigt

Fig. 1 einen vergrößert und gebrochen dargestellten Längsschnitt durch einen Teil einer erfin dungsgemäßen Membran in Gebrauchslage;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membran in einer ersten Arbeitsstufe;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membran in einer zweiter Arbeitsstufe;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membran in einer dritten Arbeitsstufe;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membran in einer vierten Arbeitsstufe.

Eine erfindungsgemäße Membran 1 weist gemäß Fig. 1 einen äußeren Mantel 2 und einen inneren Mantel 3 auf. Zwischen den beiden Mänteln 2 und 3 befindet sich ein Hohlraum 4, welcher mit einer Sperrflüssigkeit 5 gefüllt ist. Diese Sperrflüssigkeit 5 kann beispiels weise ein Öl sein.

Eine derartige Membran 1 kann beispielsweise in einem Hydraulikspeicher Anwendung finden, wobei hier nur ein Teil der Wandung 6 dieses Hydraulikspeichers dargestellt ist. Durch die Membran 1 wird in dem Hydraulikspeicher ein gasgefüllter Raum 7 von einem mit Öl gefüllten Raum 8 abgetrennt.

Zur Halterung der Membran 1 ist schematisch ein Klemm ring 9 angedeutet, welcher die Membran 1 gegen die Wandung 6 drückt, wobei der Klemmring 9 in einem von zwei seitlichen Wulsten 10 und 11 gebildeten Aufnahmekanal 12 liegt.

Die Herstellung dieser Membran erfolgt bevorzugt in einer entsprechenden Spritzgießmaschine, deren Werkzeug schematisch in den Fig. 2 bis 5 in ver schiedenen Arbeitsstellungen gezeigt ist. Eine derar tige Spritzgießmaschine arbeitet nach dem Prinzip der Kolbeninjektion mit Schneckenplastifizierung. Auf einem Maschinentisch 13 liegt eine untere Form platte 14 auf. Dieser Formplatte 14 ist eine Werkzeug platte 15 zugeordnet. In Schließlage liegt auf der Werkzeugplatte 15 eine zweite Werkzeugplatte 16 auf, welche mit einer oberen Formplatte 17 zusammenwirkt. Die obere Formplatte 17 hängt an einem Hubstempel 18.

Die untere Formplatte 14 weist ein Gesenk 19 auf, in welche in Schließlage eine Anformung 20 an der Werkzeugplatte 15 eingreift. Dabei halten Anformung 20 und Innenfläche des Gesenks 19 ein Abstand vonein ander ein, welcher mit Membranmaterial, insbesondere mit Plastifizier- und Spritzmaterial gefüllt werden kann. Das Füllen dieses Formraumes 21 zwischen Anfor mung 20 und Gesenk 19 geschieht über einen Einspritz kanal 22. Drehsymmetrisch um eine Achse B ist an der Werkzeugplatte 15 eine weitere Anformung 20a vorgesehen, zu deren Scheitel ein weiterer Einspritz kanal 22a führt.

Die obere Formplatte 17 besitzt eine ähnliche Anformung 23, welche in Schließlage in ein Gesenk 24 in der zweiten Werkzeugplatte 16 eingreift. Auch hier hält die Anformung 23 von der Gesenkoberfläche 24 einen Abstand ein, der mit entsprechendem Membranmaterial gefüllt werden kann. Auch hier erfolgt das Füllen wiederum über einen Einspritzkanal 25, der zum Grund des Gesenkes 24 führt.

Drehsymmetrisch um eine weitere Achse A ist in der zweiten Werkzeugplatte ein zweites Gesenk 24a sowie ein dieser zugeordneter Einspritzkanal 25a vorgesehen.

Die Herstellung einer, wie oben beschriebenen Membran mit einem Hohlraum 4 geschieht folgendermaßen: In der Arbeitsstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wird der Formraum 21 und ein Formraum 26 zwischen Anformung 23 und Gesenk 24 mit Membranmaterial gefüllt. Dieses Füllen geschieht durch eine Einspritzen durch den Einspritzkanal 22 bzw. 25. Die Werkzeugplatten 15 und 16 sind im übrigen Kaltkanalwerkzeuge.

Mit Hilfe der Maschinenhydraulik wird der Hubstempel 18 und mit ihm die obere Formplatte 17 angehoben, wobei die zweite Werkzeugplatte 16 folgt, bis sie frei ist. Über einen entsprechenden, nicht näher dargestellten Schwenkantrieb wird die Werkzeugplatte 16 um die Achse A um 180° gedreht, so daß sie die in Fig. 3 gezeigte Stellung einnimmt. Der äußere Membranmantel 2 liegt hier in dem Formraum 26. Die Membranmäntel 2 und 3 sind dabei nur vorvulkanisiert.

Nach einem weiteren Anheben der Werkzeugplatte 16 durch die Maschinenhydraulik wird auch die Werkzeug platte 15 angehoben und freigegeben. Über einen wei teren, nicht näher gezeigten Schwenkantrieb wird nunmehr diese Werkzeugplatte 15 um die Achse B gedreht, so daß sie die in Fig. 4 gezeigte Stellung einnimmt. Nunmehr liegen sich die beiden Membranmäntel 2 und 3 vorvulkanisiert genau gegenüber.

Im letzten Verfahrensschritt werden nun die beiden Werkzeugplatten 15 und 16 wieder zusammengefahren, wobei jetzt die Vulkanisation der Membranmäntel 2 und 3 erfolgt. An den entsprechenden Berührungsflächen werden die beiden Mäntel 2 und 3 zusammenvulkanisiert, wodurch ein Membranhohlkörper entsteht. Der so gebil dete Hohlraum 4 kann dann, nachdem die Membran ausvul kanisiert und die entsprechenden Angüsse entfernt sind, mit einer Sperrflüssigkeit gefüllt werden. Beispielsweise geschieht dies durch eine Spitze, deren Einstichstelle nach Füllung des Hohlraumes 7 verklebt wird.

Sicherlich ist es technisch auch möglich, die Sperr flüssigkeit im Arbeitsschritt gemäß Fig. 5 in den Hohlraum 4 einzufüllen, beispielsweise indem eine entsprechende Fülleinrichtung im Werkzeug selbst vorhanden ist. Dies hätte dann den Vorteil, daß die Einstichstelle bereits im letzten Verfahrensschritt mit zuvulkanisiert wird.

Ferner bestünde auch die Möglichkeit, über ein öl seitig mit einvulkanisierten Metallknopf, der gleich zeitig einen Schutz der Membran gegen Schädigungen im Bereich des Öleinlasses im Hohlraum 4 bedeutet, die Sperrflüssigkeit in den Hohlraum einzufüllen. Dazu müßte der Metallknopf eine entsprechende Bohrung haben und diese Bohrung müßte mit einer Klebmasse gefüllt sein. Dieses Verfahren ist dann ähnlich der Mikroverkapselung bei unlösbaren Schraubverbindungen.

Claims

1. Gasdichte Membran, beispielsweise zum Abdichten eines Gasraumes gegenüber einem Ölraum in einem Hydraulikspeicher, aus einem äußeren und einem inneren Mantel, dadurch gekennzeichnet,
daß äußerer und innerer Mantel (2, 3) an ihren Berührungsflächen so miteinander verbunden sind, daß ein flüssigkeitsdichter Hohlraum (4) zwischen beiden Mänteln (2, 3) entsteht, der mit einer Flüssigkeit mindestens bis zur Hälfte gefüllt ist.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4) mit einer Flüssigkeit gänz lich gefüllt ist.

3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Flüssigkeit eine gasundurchlässige Sperrflüssigkeit, beispielsweise ein Öl ist.

4. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mäntel (2, 3) an ihren Berührungsflächen durch Vulkanisation mitein ander verbunden sind.

5. Verfahren zum Herstellen einer gasdichten Membran aus einem äußeren und einem inneren Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß in einem Spritzgießwerkzeug äußerer und innerer Mantel durch Spritzen hergestellt, dann der äußere und innere Mantel an ihren Berührungs flächen zusammenvulkanisiert und der Hohlraum zwischen beiden mit gasundurchlässiger Flüssigkeit zumindest bis zur Hälfte gefüllt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zwischen äußerem und innerem Mantel gänzlich mit gasundurchlässiger Flüssigkeit gefüllt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flüssigkeit in den Hohlraum eingespritzt und sodann die Einstichstelle verklebt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Spritzgießmaschine zwischen einer oberen und einer unteren Formplatte (14, 17) zwei Werkzeugplatten (15, 16) angeordnet sind, wobei eine Werkzeugplatte (15) durch eine Anformung (20) zusammen mit einem Gesenk (19) in der einen Formplatte (14) einen Formraum (21) für einen Mantel (3) der Membran (1) und eine Anformung (23) an der Formplatte (17) zusammen mit einem Gesenk (24) in der Werkzeugplatte (16) einen Form raum (26) für einen zweiten Mantel (2) der Membran (1) ausbildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugplatten (15, 16) drehbar um ihre Achsen (A, B) sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß an der Werkzeugplatte (15 bzw. 16) etwa drehsymetrisch um die Achsen (A, B) eine weitere Anformung (20a) bzw. (24a) vorgesehen ist.