DE3146846C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Montagevor­ richtung zum Zusammenbauen eines Membran-Bremszylinders.

Bei derartigen Membran-Bremszylindern treten hohe Zug­ kräfte zwischen dem Zylindergehäuse und dem mit diesem verbundenen Befestigungsrohr auf. Aus diesem Grund ist es erforderlich, zwischen Zylindergehäuse und Befesti­ gungsrohr eine Verbindung herzustellen, die sehr hohe, in axialer Richtung wirkende Kräfte aufnehmen kann.

Es ist deshalb üblich, das Zylindergehäuse mit dem Be­ festigungsrohr durch Schweißen oder Hartlöten zu ver­ binden.

Diese Verbindungsarten bieten ein hohes Maß an Festig­ keit, sind jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Bei einer Schweißverbindung sind relativ große Material­ stärken erforderlich. Bedingt durch die beim Schweißen auftretenden hohen Temperaturen treten Spannungen im Material auf und das Material kann spröde werden. Eine Hartlötverbindung ist zwar materialschonend, erfordert jedoch einen beträchtlichen Zeitaufwand.

Aus der US-PS 39 83 790 ist ein Membranzylinder bekannt, welcher einen am Zylindergehäuse angeordneten rohrförmi­ gen Ansatz aufweist. Der rohrförmige Ansatz ist an seinem freien Ende nach außen abgewinkelt. In den rohr­ förmigen Ansatz ist das eine Ende eines mit auf seinem Umfang angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen ver­ sehenen Befestigungsrohres eingeführt. Das abgewinkelte Ende des rohrförmigen Ansatzes des Zylindergehäuses liegt an einer Flanke der einen Erhöhung des Befesti­ gungsrohres an. Mittels eines Spannbandes, welches die Erhöhung und das abgewinkelte Ende des rohrförmigen Ansatzes übergreift, ist das Befestigungsrohr mit dem rohrförmigen Ansatz des Zylindergehäuses verbunden. Zwischen dem Befestigungsrohr und dem rohrförmigen Ansatz des Zylindergehäuses ist ein Dichtring vorge­ sehen.

Von Nachteil ist bei dieser Verbindungsart, daß mehrere zusätzliche Bauteile, wie ein Spannband und ein Dicht­ ring benötigt werden. Zudem müßte eine zusätzliche Verdrehsicherung vorgesehen werden, welche ein Verdrehen des Membranzylinders und des Befestigungsrohres gegen­ einander verhindert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Montagevorrichtung zum Zusammenbauen eines Membran-Bremszylinders der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bzw. welche eine sichere und materialschonende Verbindung zwischen Zylindergehäuse und Befestigungsrohr ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit dem im Patentanspruch 1 angege­ benen Verfahren gelöst.

Im Patentanspruch 2 ist eine vorteilhafte Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ange­ geben.

Die Erfindung bietet unter anderem den Vorteil, eine materialschonende einfache Verbindung zwischen Zylinder­ gehäuse und Befestigungsrohr herstellen zu können. Zylindergehäuse und Befestigungsrohr können aus Blechen geringerer Stärke gefertigt werden.

Aus der Veröffentlichung "Feinwerkelemente, Carl Hanser Verlag München Wien 1984" ist es bekannt, zwei rohrför­ mige Körper durch Sicken unlösbar miteinander zu verbin­ den. Vorteilhafter Weise wird der eine der beiden rohr­ förmigen Körper vor dem Fügen bereits mit einer Sicke versehen und in diese wird der Werkstoff des jeweils anderen rohrförmigen Körpers hineingedrückt. Zwecks Abdichtens des zwischen zwei, z. B. durch Sicken, miteinander verbundenen Rohren verbleibenden Spaltes ein Klebemittel auf die Mantelfläche des innenliegenden Rohres aufzubringen, ist aus der US-PS 30 68 563 be­ kannt.

Diese bekannten Verbindungstechniken lassen sich bei zwei miteinander zu verbindenden einfachen Rohren leicht anwenden.

Die Anwendung solcher Verbindungstechniken bei einem Membran-Bremszylinder ist jedoch nicht ohne weiters möglich, da ein Membran-Bremszylinder eine Vielzahl von Einzelteilen aufweist, die in einer bestimmten Reihen­ folge montiert und in eine vorbestimmte Lage zueinander gebracht werden müssen.

Mit der erfindungsgemäß gestalteten Montagevorrichtung ist es möglich, vorgegebene Toleranzen konstant einhal­ ten zu können.

Das genaue Einhalten eines eng tolerierten Maßes zwischen der Aufstandsfläche des Befestigungsrohres auf dem Brems­ träger und der Kalotte des Druckstückes der Kolbenstange ist insbesondere bei Keilbrems-Membranzylindern erforder­ lich. Dieses Erfordernis ergibt sich aus der Konzeption der Keilbremse, bei welcher, wie allgemein bekannt, die Bremsbacken mittels eines Keiles an die Bremstrommel ge­ drückt werden, wobei der Betätigungshub des Keiles kurz sein muß, um das Bremsspiel klein halten zu können.

Es ist üblich, bei der Fertigung des Membran-Bremszylin­ ders zuerst die kolbenstangenseitige Gehäusehälfte des Zylinders mit dem Befestigungsrohr zu verbinden, z. B. durch Hartlöten, dann den Membrankolben mit Kolbenstange in diese Gehäusehälfte einzubringen und anschließend die als Deckel dienende zweite Gehäusehälfte mittels eines Profil­ spannbandes mit der ersten Gehäusehälfte zu verspannen.

Dabei kann sich, z. B. schon durch geringfügige Verformungen des am Membrankolben anliegenden Zylinderdeckels oder auch an der Einspannstelle der Membran das Maß zwischen der Ka­ lotte des Druckstückes der Kolbenstange und der Aufstands­ fläche des Befestigungsrohres ändern.

Durch die erfindungsgemäße Montagevorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbindung des Zylinderge­ häuses mit dem Befestigungsrohr werden derartige Ungenauig­ keiten vermieden.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen in eine Sickenvorrichtung eingespannten Membran- Bremszylinder, wobei die Sickenvorrichtung mit einer Anschlaganordnung für das Befestigungsrohr und die Kolbenstange ausgerüstet ist und

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anschlag­ anordnung mit dem eingespannten Membran-Bremszylinder.

In Fig. 1 ist eine Sickenvorrichtung dargestellt, die einen als erster Anschlag 31 dienenden Tisch aufweist, an welchem ein mit einem Ausleger 33 versehener Ständer 32 befestigt ist. Am freien Ende des Auslegers 33 ist eine Halterung 2 für eine drehbar gelagerte Kolbenstangenführung 3 angeordnet. Die dem als Anschlag 31 dienenden Tisch zu­ gewandte Stirnseite der Kolbenstangenführung 3 trägt eine Platte 34, an der drei sich in etwa senkrecht in Richtung auf den Tisch zu erstreckende Arme 5 und 27 befestigt sind. Der besseren Übersicht halber ist der dritte Arm in der Zeichnung nicht dargestellt. An dem freien Ende eines jeden Armes 5 bzw. 27 ist ein Hydraulikzylinder 13 bzw. 23 befestigt, dessen Kolbenstange 14 bzw. 22 eine Sicken­ rolle 15 bzw. 24 trägt. In der Kolbenstangenführung 3 ist eine Kolbenstange 4 verschiebbar gelagert. Das durch eine Öffnung in der Platte 34 hindurchgeführte, dem Tisch zu­ gewandte Ende der Kolbenstange 4 trägt ein topfförmiges Druckstück 6. Das gegenüberliegende Ende der Kolben­ stange 4 ist mit dem Arbeitskolben eines Hydraulikzylin­ ders 1 verbunden, der koaxial zur Kolbenstangenführung 3 auf der Halterung 2 befestigt ist. Ein am Ständer 32 be­ festigter Hydromotor 28 steht über eine mit dem Zahn­ rad 29 versehene Antriebswelle, einen Zahnriemen 30 und einen auf die Kolbenstangenführung 3 aufgeschrumpften Zahnkranz 35 mit der Kolbenstangenführung 3 in Wirkverbin­ dung. Auf dem als erster Anschlag 31 dienenden Tisch ist ein koaxial zur Kolbenstange 4 angeordneter Spanndorn 18 befestigt. Der Spanndorn 18 weist einen im Durchmesser kleineren Fortsatz auf, der sich in Richtung auf die Kol­ benstange 4 zu erstreckt und als zweiter Anschlag 19 im Abstand X vom ersten Anschlag 31 dient. Auf den Spanndorn 18 ist ein Befestigungsrohr 16 aufge­ schoben, welches Bestandteil eines Membran-Bremszylinders ist. Der Membran-Bremszylinder besteht aus einer kolben­ stangenseitigen unteren Gehäusehälfte 11 die einen An­ satz 12 aufweist und einer der Kolbenstange 21 abgewandten, oberen Gehäusehälfte 7. Die beiden Gehäusehälften 11 und 7 werden mittels eines Profilspannbandes 9 zusammengehalten. Ein aus einer Membran 10 und einem Membranteller 26 be­ stehender Membrankolben 10, 26 ist zwischen den beiden Ge­ häusehälften 11, 7 eingespannt. Am Membrankolben 10, 26 ist die Kolbenstange 21 befestigt, die sich in Richtung auf das Befestigungsrohr 16 zu erstreckt. Die Kolben­ stange 21 weist an ihrem in der das Befestigungsrohr 16 hinein­ ragenden Ende ein mit einer Kalotte 20 versehenes Druck­ stück 17 auf. Das Druckstück 17 ist so ausgebildet, daß es zusammen mit dem Befestigungsrohr 16 als Kolbenstangen­ führung dient. Der Ansatz 12 der unteren Gehäusehälfte 11 ist auf das Befestigungsrohr 16 aufgeschoben. Die mit einem Druckmittelanschluß 8 versehene obere Gehäuse­ hälfte 7 wird von dem topfförmig ausgebildeten Druckstück 6 der Sickenvorrichtung übergriffen, wobei sch das Druckstück 6 in axialer Richtung am Profilspannband 9 abstützt. Ein Anschlag 25 stützt in Höhe des Profilspannbandes 9 den Membran-Bremszylinder in radialer Richtung.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Sickenvorrichtung mit einer Ausführungsform der Anschlaganordnung dargestellt, in welche der Membran- Bremszylinder eingespannt ist. Der besseren Übersicht halber wird nur eine Sickenrolle 49 der Sickenvorrichtung gezeigt.

Auf einem als erster Anschlag 59 dienenden Tisch ist ein Spanndorn 56 befestigt, der eine in Richtung seiner Längs­ achse verlaufende Bohrung 60 aufweist. Die Bohrung 60 ist koaxial zu einer im Tisch vorgesehenen Sackbohrung 57 an­ geordnet, welche als Lager für einen als zweiter Anschlag 58 dienenden Stift vorgesehen ist. Auf einem sich parallel zur Längsachse des zweiten Anschlages 58 erstreckenden Vor­ sprung 54 des Tisches wird eine Halterung 53 für die dreh­ bar auf einer Achse 48 gelagerte Sickenrolle 49 verschieb­ bar geführt.

Die Verschiebebewegung der Halterung 53 in Richtung auf den zweiten Anschlag 58 zu bzw. von diesem weg erfolgt mittels eines Arbeitszylinders 52. Auf den Spanndorn 56 ist ein Befestigungsrohr 45 aufgeschoben, welches Bestandteil eines Membran-Bremszylinders ist. Der Membran-Bremszylin­ der besteht aus einer kolbenstangenseitigen unteren Gehäuse­ häfte 43, die einen halsförmigen Ansatz 61 aufweist, und einer mit einem Druckmittelanschluß 38 versehenen, der Kolbenstange 63 abgewandten, oberen Gehäusehälfte 36. Die beiden Gehäusehälften 43 und 36 weisen einen nach außen abgewinkelten Randbereich 39 bzw. 42 auf, der nach dem Zu­ sammenfügen der beiden Gehäusehälften 43, 36 von einem Pro­ filspannband 40 übergriffen wird. Zwischen den beiden Rand­ bereichen 39, 42 der beiden Gehäusehälften 43, 36 ist ein Membrankolben 37, 64 eingespannt. Der Membrankolben 37, 64 besteht aus einer topfförmigen Membran 37 und einem mit der Kolbenstange 63 fest verbundenen Membranteller 64. Die Kolbenstange 63 erstreckt sich in Richtung auf den hals­ förmigen Ansatz 61 der unteren Gehäusehälfte 43 zu. Ein mit dem freien Ende der Kolbenstange 63 verbundenes Druck­ stück 44 wird von einem aus Kunststoff gefertigten Führungs­ ring 46 umschlossen. Das mit dem Führungsring 46 versehene Druckstück 44 bildet zusammen mit dem Befestigungsrohr 45 die Kolbenstangenführung. Das Zylindergehäuse 43, 36 ist mit seinem Ansatz 61 auf das Befestigungsrohr 45 auf­ geschoben. Auf dem Umfang des Befestigungsrohres 45 sind Vertiefungen 65 vorgesehen, in welche entsprechende Sicken 47 des Ansatzes 61 eingreifen. Die Sickenrolle 49 weist auf ihren beiden Seiten im Rand­ bereich 50 einen Radius r1 und r2 auf, wobei jeder der beiden Radien r1 und r2 dem Radius der umlaufenden Vertiefung 51 der Sickenrolle 49 entspricht.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung so­ wie das Montageverfahren werden im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

In die untere Gehäusehälfte 43 des Membran-Bremszylinders wird zuerst der mit der Kolbenstange 63 und dem Druckstück 44 fest verbundene Membranteller 64 eingelegt, und zwar der­ art, daß die Kolbenstange 63 mit dem Druckstück 44 in den halsförmigen Ansatz 61 der unteren Gehäusehälfte 43 hinein­ ragt. Dann wird die topfförmige Membran 37 mit ihrem Wulst 41 auf den abgewinkelten Randbereich 42 der unteren Gehäuse­ hälfte 43 aufgelegt und die als Zylinderdeckel dienende Gehäusehälfte 36 mit ihrem abgewinkelten Randbereich 39 auf den Wulst 41 aufgesetzt. Anschließend werden die beiden Gehäusehälften 36, 43 mittels des in etwa U-förmigen Pro­ filspannbandes 40, welches den abgewinkelten Randbereich 39 bzw. 42 der beiden Gehäusehälften 36, 43 übergreifend das Zylindergehäuse 36, 43 umschließt, miteinander ver­ spannt. Das Befestigungsrohr 45 - auch Kolbenrohr genannt - wird auf seiner mit dem Zylindergehäuse 36, 43 zu verbinden­ den Seite mit einem Klebemittel, welches gleichzeitig Dicht­ funktion hat, z. B. Epoxydharz, beschichtet und auf den Spanndorn 56 der Anschlaganordnung aufgeschoben, und zwar soweit, bis es mit seiner dem Zylindergehäuse 36, 43 abgewandten Stirnseite auf dem als erster Anschlag 59 dienenden Tisch aufliegt.

Dann wird das mit dem Führungsring 46 versehene Druck­ stück 44 der Kolbenstange 63 in das Befestigungsrohr 45 eingeführt und das Zylindergehäuse 36, 43 mit seinem hals­ förmigen Ansatz 61 auf das Befestigungsrohr 45 aufgeschoben. Bei diesem Vorgang legt sich die Kalotte 62 des Druckstüc­ kes 44 der Kolbenstange 63 auf den als zweiter Anschlag 58 dienenden Stift auf. Das Zylindergehäuse 36, 43 wird jetzt noch soweit in Richtung auf den ersten Anschlag (Tisch) 59 zu verschoben, bis der Membrankolben 37, 64 an der Wandung der oberen Gehäusehälfte 36 zur Anlage kommt. Die Kolbenstange 4 des Hydraulikzylinders 1 der Sickenvorrichtung nach Fig. 1 (auf welche sich die weitere Erläuterung bezieht) wird jetzt ausgefahren und das an der Kolbenstange 4 befestigte Druckstück 6 legt sich in axialer Richtung auf das Profilspannband 9 des Membran-Bremszylinders auf (s. Fig. 1). Anschließend werden die Sickenrollen 15, 24 mittels der an den Armen 5, 27 befestigten Hydraulikzylin­ der 13, 23 an den halsförmigen Ansatz 12 der unteren Ge­ häusehälfte 11 des Membran-Bremszylinders herangefahren.

Der im Ständer 32 angeordnete Hydromotor 28 wird jetzt ein­ geschaltet und versetzt über das auf seiner Antriebswelle befestigte Zahnrad 29, den Zahnriemen 30 sowie den auf der Kolbenstangenführung 3 aufgeschrumpften Zahnkranz 35 die Kolbenstangenführung 3 in Drehung. Die an der Kolbenstangenführung 3 befestigte Platte 34 mit den die Hydraulikzylinder 13 und 23 tragenden Armen 5, 27 dreht sich mit, so daß die Sickenrollen 15, 24 auf dem Umfang des halsförmigen Ansatzes 12 der unteren Gehäusehälfte 11 abrollen und dabei in den halsförmigen Ansatz 12 gemäß Fig. 1 oder Ansatz 61 gemäß Fig. 2 die Sicken 47 eindrücken, welche mit den entsprechenden, im Befestigungsrohr 45 vorgesehenen Vertiefungen 65 eine formschlüssige Verbindung eingehen. Die an den Rändern der Sickenrollen 15, 24 bzw. 49 vorgesehenen Radien r1 und r2 verhindern ein Ausfließen des Materials im Übergangsbereich vom versickten Teil des Ansatzes 12 bzw. 61 zum nichtversickten Teil des Ansatzes 12 bzw. 61.

Claims (2)

1. Verfahren zum Zusammenbau eines Membran-Bremszylinders mit einem zwischen zwei Gehäusehälften eingespannten Membrankolben, dessen Kolbenstange in das zylindersei­ tige Ende eines Befestigungsrohres hineinragt, das in einen rohrförmigen Ansatz der kolbenstangenseitigen Gehäusehälfte eingeschoben und mit diesem Ansatz dicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Außenumfang des Befestigungsrohres (16, 45) im vorgesehenen Verbindungsbereich mit ringförmigen Vertiefungen (65) versehen wird;
• b) die beiden Gehäusehälften (7, 11 bzw. 36, 43) nach Einsetzen des Membrankolbens (10, 26 bzw. 37, 64) und der Kolbenstange (21 bzw. 63) unter Einspannen des Membrankolbens (10, 26 bzw. 37, 64) miteinander verbunden werden;
• c) diese Gehäusebaugruppe (7, 11, 10, 26, 21 bzw. 36, 43, 37, 64, 63) nach Aufbringen eines Klebemittels auf den Verbindungsbereich des Befestigungsrohres (16, 45) und/oder des rohrförmigen Ansatzes (12 bzw. 61) mit diesem Ansatz (12 bzw. 61) auf das Befe­ stigungsrohr (16 bzw. 45) aufgeschoben und in einer vorbestimmten Axiallage gegenüber diesem fixiert gehalten wird und
• d) von der Außenseite des rohrförmigen Ansatzes (12 bzw. 61) her dicht anliegende, ringförmige Sicken (47) in die Vertiefungen (65) des Befestigungsrohres (16 bzw. 45) eingedrückt werden.

2. Montagevorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) Es ist eine Aufnahme (18, 56) für das Befestigungs­ rohr (16 bzw. 45) mit einem ersten Anschlag (31 bzw. 59) vorgesehen, gegen den die dem Verbindungs­ bereich abgewandte Stirnfläche des Befestigungsrohres (16 bzw. 45) anlegbar ist;
• b) es ist ein zweiter Anschlag (19 bzw. 58) vorgese­ hen, gegen den das freie Ende der Kolbenstange (21 bzw. 63) oder ein mit diesem verbundenes Teil (17 bzw. 44) anliegt, wenn die Gehäusebaugruppe (7, 11, 10, 26, 21 bzw. 36, 43, 37, 64, 63) mit dem rohr­ förmigen Ansatz (12 bzw. 61) auf das Befestigungs­ rohr (16 bzw. 45) aufgeschoben ist, und der die Kolbenstange (21 bzw. 63) in einem vorbestimmten, axialen Abstand X vom ersten Anschlag (31 bzw. 59) hält;
• c) es sind Mittel (1, 4, 6) zum axialen Andrücken und Fixieren der Gehäusebaugruppe (7, 11, 10, 26, 21 bzw. 36, 43, 37, 64, 63) gegen den zweiten Anschlag (19 bzw. 58) vorgesehen und
• d) es sind mehrere, den aufgeschobenen, rohrförmigen Ansatz (12 bzw. 61) umgebende, drehbar gelagerte Sickenrollen (15, 24 bzw. 49) vorgesehen, die durch Zustellantriebe (13, 14, 22, 23 bzw. 52, 53) radial gegen diesen Ansatz (12 bzw. 61) andrückbar und zurückziehbar sind und die durch einen Drehantrieb (28, 29, 30, 35) um den Umfang des Ansatzes (12 bzw. 61) herum bewegbar sind.