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Verbindung zweier Bauteile, insbesondere bei
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Gehäusekörpern von Bremszylindern und Verfahren zur Herstellung der
Verbindung Die Erfindung betrifft eine Verbindung zweier Bauteile gemäß Gattungsbegriff
des Patentanspruches 1 als auch ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindung.
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Bekannt sind Verbindungen von Gehäusekörpern mit Flansch-oder Bodenkörpern,
bei welchen Spannbänder oder Flansch-Schraubverbindungen vorgesehen sind. Wo derartige
Verbindungen hinsichtlich Festigkeit und Abdichtung als zufriedenstellend anzusehen
sind, nehmen sie verhältnismäßig viel Raum ein, insbesondere bei Anwendung an Bremszylindern,
welche innerhalb vorgegebener baulicher Verhältnisse anzuordnen sind. Sowohl Spannbänder
als auch bekannte Flansch-Schraubverbindungen nehmen insbesondere in radialer Richtung
von Bremszylindergehäusen verhältnismäßig viel Platz ein und bedürfen außerdem eines
gewissen Freiraumes zur Montage. Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, eine Verbindung zweier Bauteile zu schaffen, welche in radialer Richtung
gesehen raumsparend ist und welche dennoch ausreichende Festigkeit und Dichtheit
vermittelt. Derartige Verbindungen sollen leicht montierbar bzw. lösbar sein. Die
Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein Verfahren zur Erstellung einer derartigen
Verbindung zu schaffen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1, des Patentanspruches 4 und des Verfahrensanspruches (Patentanspruch
9).
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Die Verbindungen gemäß der Erfindung, welche insbesondere bei Bremszylindergehäusen
Anwendung finden, kennzeichnen sich durch eine äußerst einfache bauliche Ausgestaltung,
wobei man sich einlegbarer Sperrglieder bzw. Sperrstifte bedient, um die Verbindung
zwischen einem Bremszylindergehäuse und einem Zwischenflansch zu erstellen. Im Rahmen
des der Erfindung eigenen allgemeinen Gedankens können der Gehäusekörper und der
Flanschkörper relativ zueinander in Axialrichtung so verschoben werden, daß sich
diese Bauteile über das zwischen sie einzulegende Verbindungselement verspannen;
in vorteilhafter Weise können die hierbei verwendeten Sperrglieder hakenartige Ausnehmungen
aufweisen, welche eine unlösbare Fixierung der Sperr- oder Verbindungselemente gestatten.
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Nach einer vorteilhaften Konstruktion werden an sich bekannte Senkschrauben
so gegenüber von Aufnahmebohrungen des Gehäusekörpers bzw. der Gewindebohrungen
eines Zwischenflansches verschraubt, daß infolge der hohen Flächenpressungen des
Schraubkopfes gegenüber der Bohrungsinnenkante am Umfang des Gehäusekörpers ein
Fließen des Materials im Bereich der Bohrungskante auftritt; gleichzeitig bzw. als
Folge davon ist eine Kaltverfestigung im Bereich der Auflagefläche der Schraube
an der Bohrung vorgesehen.
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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 Längsschnittansicht eines kombinierten Betriebsbrems-
und Federspeicherbremszylinders; Figuren 2 und 3 geben in Schnittansicht und in
Draufsicht eine Ausführungsform der Verbindung gemäß der Erfindung wieder; Figuren
4 - 10 geben weitere Ausführungsformen der Verbindung zweier Bauteile wieder; Figur
11 gibt eine Ausführungsform der Verbindung bei Verwendung von Senkschrauben wieder;
und Figuren 12 und 13 sind Ansichten einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
bei welcher Sperrelemente auf einem gemeinsamen Tragkörper angeordnet sind.
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In Figur 1 der Zeichnung ist ein Betätigungszylinder dargestellt,
welcher beispielsweise als kombinierter Betriebsbrems- und Federspeicherbremszylinder,
nachfolgend Kombizylinder 1 genannt, ausgeführt ist. Der Kombizylinder 1 besteht
aus einem Betriebsbremszylinder 3 und einem Federspeicherbremszylinder 5, welche
durch eine Zwischenwand 7 voneinander getrennt sind. Innerhalb des Federspeicherbremszylinders
5 ist ein Kolben 9 verschiebbar angeordnet, wobei an einer Seite des Kolbens 9 eine
Speicherfeder 11 anliegt.
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Die Speicherfeder 11 stützt sich in ihrer bezüglich des Kolbens 9
entgegengesetzten Seite am Boden 13 des Federspeicherbremszylinders 5 ab.
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Der Betriebsbremszylinder 3 weist in bekannter Weise einen Membranteller
15 auf, welcher mit einer Betätigungsstange 17 verbunden ist. Die Betätigungsstange
17 steht mit einem (nicht dargestellten) Bremsbetätigungsmechanismus in Verbindung,
wobei die Betätigungsstange 17 in bekannter Weise durch Betätigung des Betriebsbremszylinders
3 oder durch Betätigung des Federspeicherbremszylinders 5 ausfahrbar ist.
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Die Zwischenwand 7 verläuft an ihrem Außenumfang in einem Zwischenflansch
19, welcher einerseits mit dem Gehäuse 21 des Federspeicherbremszylinders, andererseits
mit dem Gehäuse 23 des Betriebsbremszylinders verbunden ist.
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Zur Verbindung des Zwischenflansches 19 mit dem Gehäuse 21 des Federspeicherbremszylinders
5 sind bei bekannten Ausführungsformen beispielsweise Schraubverbindungen 25 der
in Figur 1 dargestellten Konstruktion vorgesehen.
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Obwohl diese Schraubverbindungen ausreichende Festigkeit vermitteln,
nehmen sie am Umfang beträchtlich Raum ein, wodurch die Optimierung der baulichen
Verhältnisse beeinträchtigt ist.
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In Figur 2 der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Anordnung dargestellt,
mittels welcher ein minimaler radialer Raum im Bereich der Befestigung eines Gehäusekörpers
27 an einem Boden oder Flansch 29 beansprucht ist. Der Gehäusekörper 27 umfaßt hierbei
den Flansch 29, wobei im Gehäusekörper ein in Umfangsrichtung sich erstreckender
Schlitz 31 vorgesehen ist, während im Flansch 29 eine Nut 33 eingearbeitet ist (Fig.
3).
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Die Verbindung zwischen Gehäusekörper und Flansch wird durch unter
Winkelabstand angeordnete Sperrglieder 35
bewirkt, welche in der
in Figur 2 dargestellten Weise in die Nut 33 eingreifen und im Schlitz 31 jeweils
gehalten sind. Die Sperrglieder 35 können aus Metall oder aus einem anderen Werkstoff
ausreichender Festigkeit bestehen und sind gemäß Figur 2 gestuft ausgebildet, d.h.
die Sperrglieder weisen jeweils einen kleinen Absatz auf, wodurch eine Sperrung
nach außen besteht, wenn der Gehäusekörper und der Flansch 29 die aus Figur 2 ersichtliche
relative Zuordnung besitzen. Zum Zwecke der Montage werden der Gehäusekörper und
der Flansch mittels einer an sich bekannten Presse relativ zueinander so verschoben,
daß der Schlitz 31 und die Nut 33 im wesentlichen fluchten.
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Nachdem die Sperrglieder 35 manuell oder mittels automatischer Hilfseinrichtungen
in die zugeordneten Schlitze und Nuten eingefügt sind, wird die durch die PreSse
am Gehäusekörper und Flansch ausgeübte, die Schlitze und die Nuten in Deckung bringende
Spannkraft wieder freigegeben, so daß der Gehäusekörper 27 unten seiner Vorspannung
axial relativ zum Flansch 29 zurückwandert und dadurch den stufenförmigen Absatz
an den einzelnen Sperrgliedern 35 überlappt./Sperrglieder sind auf diese Weise nicht
selbsttätig aus ihren Schlitzen und Nuten lösbar.
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Um die Sicherung der Sperrglieder zu gewährleisten, kann auch die
aus Figur 4 und 5 ersichtliche Konstruktion vorgesehen sein. Das in Figur 4 und
5 dargestellte Sperrglied 37 weist keinen stufenförmigen Absatz wie das Sperrglied
35 nach Figuren 2 und 3, sondern einen radial außen liegenden Schlitz auf, in welchen
ein Ende einer Klammer 39 greift. Die Klammer 39 ist federelastisch ausgebildet,
derart, daß das andere Ende um einen geeigneten Ansatz des Flansches herumgebogen
und eingehakt werden kann.
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In Figur 6 und 7 ist eine den vorbeschriebenen Ausführungsformen vergleichbare
Anordnung dargestellt, bei welcher
um den Umfang des Gehäuses verteilt
Sperrstifte 41 vorgesehen sind. Der in Fig. 6 und 7 dargestellte Sperrstift arbeitet
wie das Sperrglied 35 mit einer gewissen Hakenwirkung; zusätzlich ist der Sperrstift
in ein Gewinde des Flansches eingeschraubt. Der Sperrstift besitzt an seinem Kopfende
eine in Fig. 6 veranschaulichte hakenförmige Vertiefung 43. Zur Montage der Sperrstifte
werden der Gehäusekörper 45 und der Flansch 47 mittels einer Presse in Axialrichtung
relativ zueinander so verschoben, daß sich der jeweils im Gehäusekörper 45 befindliche
Schlitz 49 mit dem Innengewinde des Flansches 47 in Deckung befindet. Nachdem die
Sperrstifte am Umfang des Gehäusekörpers jeweils so eingeschraubt sind, daß die
Vertiefung 43 die in Fig. 6 dargestellte Relativlage besitzt , wird die Spannkraft
der Presse freigegeben, so daß der Gehäusekörper und der Flansch relativ zueinander
etwas wandern, derart, daß sich eine Umfangskante des Schlitzes 49 an die Vertiefung
43 unter Vorspannung anlegt, wodurch ein selbsttätiges Aufdrehen des Sperrstiftes
verhindert ist.
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Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform der Verbindung
zwischen einem Gehäusekörper und einem Flansch bzw. Boden eines Betätigungszylinders
sind am Gehäusekörper 51 am Umfang unter Winkelabstand angeordnete Sperrlappen 53
ausgestanzt und um entsprechende Anschrägungen des Flansches 55 herumgebogen. Hierbei
können die Sperrlappen 53 in der in Fig. 9 veranschaulichten Weise ausgestanzt sein,
wobei sich durch den winkeligen Auslauf der Sperrlappen 53 eine verbesserte Haltewirkung
ergibt. Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Anordnung kann die Montage d.h. das
Herumbiegen des Sperrlappen vorgenommen werden, wenn der Gehäusekörper'und der Flansch
mittels einer Presse unter gegenseitiger axialer Verschiebung gehalten sind, derart,
daß
nach Freigabe der Presse der Gehäusekörper und der Flansch
unter einer gewissen Vorspannung sind.
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Die in Fig. 1O veranschaulichte Konstruktion entspricht derjenigen
nach Fig. 1 und 2, mit der Ausnahme, daß das dargestellte Sperrglied 57 radial von
innen her in die in Fig. 10 dargestellte Lage eingeführt wird. Auch bei dieser Anordnung
ist es vorteilhaft, dem Gehäusekörper und dem Flansch eine Vorspannung zu erteilen,
derart, daß die Bauteile nach ihrer Montage die dargestellte Relativlage einnehmen.
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Bei der in Tigll dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind
am Umfang des Gehäusekörpers 59 unter Abstand zueinander Senkschrauben 61 vorgesehen,
die sich durch Bohrungen des Gehäusekörpers jeweils in Gewindebohrungen des Flansches
63 erstrecken. Die Bohrungen im Gehäusekörper 59 sind vor der Montage zylindrisch
ausgebildet; die Senkschrauben besitzen einen kegeligen Kopf und werden so eingeschraubt,
daß die vor der Befestigung an den zylindrischen Bohrungen bestehenden Kanten durch
die hohe Flächenpressung der Senkschrauben zum Fließen gebracht werden. Hierbei
stellt sich an der Auflagefläche der Senkschrauben an der Bohrung jeweils eine resultierende
Kaltverfestigung ein. Der besondere Vorteil der vorbeschriebenen Anordnung bei Verwendung
von Senkschrauben ist darin zu sehen, daß teure maschinelle Ansenkungen am Gehäusekörper
bzw. an den Bohrungen desselben vermieden werden können. Wie im Falle der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen der Befestigung eines Gehäusekörpers an einem Flansch
so ist auch bei der in Fig. 11 dargestellten Anordnung nur eine äußerst geringer
oder gar kein Raum am Außenumfang des Gehäusekörpers beansprucht.
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Bei der in Fig. 12 und 13 dargestellten Anordnung nach
der
Erfindung ist ein Sperring 65 vorgesehen, dessen Enden 67 vor der Montage derart
zusammengezogen werden, daß sich der Durchmesser des Sperringes entsprechend verkleinert
und der Sperring vor Montage des Flansches innerhalb des Gehäusekörpers plaziert
werden kann, derart, daß sich unter Winkelabstand angeordnete, radiale Lappen 69
durch zugeordnete Schlitze im Gehäusekörper erstrecken können.
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Dies ist dann möglich, wenn die Enden 67 wieder freigegeben sind und
die Lappen 69 sich infolge der Ausweitung des Sperringes nach außen durch die Schlitze
im Gehäusekörper erstrecken. In diesem Sinn beinhaltet die vorbeschriebene Anordnung
eine Zusammenfassung mehrerer Sperrglieder, wie sie in Fig. 1O der Zeichnung dargestellt
sind, mit der Wirkung, daß die Montage unter Verwendung einer einfachen Zange wesentlich
vereinfacht ist. Fig. 13 veranschaulicht die Relativlage des Sperringes 65 nach
Freigabe der Enden 67, d.h. es ist diejenige Position wiedergegeben,/ Lappen die
Lappen 69 die erwünschte Sperrwirkung zwischen Gehäusekörper und Flansch vermitteln.
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Fig. 13 gibt die Einbaulage des Sperringes im Bereich eines Druckmitteleinlasses
wieder, welche durch den Gehäusekörper in diesem Bereich U-förmig umgriffen wird.
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Die vorbeschriebenen Ausführungsformen der Befestigung eines Gehäusekörpers
an einem Flansch oder Boden etc.
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vergleichbaren Bauteil haben insgesamt den Vorteil gemeinsam, daß
in radialer Richtung des Gehäuse körpers nur sehr wenig oder gar kein zusätzlicher
Raum beansprucht baulichen Verhältnissen, so bei einem vorgebenen Aktionsradius
in einem Kraftfahrzeug, bedeutet dies, daß Bremszylinder und dergleichen Betätigungszylinder
entsprechend größer in Radialrichtung dimensioniert werden können. Hiermit ist der
wesentliche Vorteil verbunden, daß bei gegebenen baulichen Verhältnissen größere
Bremszylinder-Kräfte, höhere Festigkeit etc. vermittelt werden können.
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Bezugszeichenliste 1 Kombizylinder 3. Betriebsbremszylinder 5 Federspeicherbremszylinder
7 Zwischenwand 9 Kolben 11 Speicherfeder 13 Boden 15 Membranteller 17 Betätigungsstange
19 Zwischenflansch 21 Gehäuse 23 Gehäuse 25 Schraubverbindung 27 Gehäusekörper 29
Flansch 31 Schlitz 33 Nut 35 Sperrglied 37 Sperrglied 39 Klammer 41 Sperrstift 43
Vertiefung 45 Gehäusekörper 47 Flansch 49 Schlitz 51 Gehäusekörper 53 Sperrlappen
55 Flansch 57 Sperrglied 59 Gehäusekörper 61 Senkschraube 63 Flansch
65
Sperring 67 Ende 69 Lappen