DE3140267C2 - Herstellverfahren für einen Arbeitszylinder, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellverfahren nach Patent DE 30 15 111, insbesondere einen pneumatischen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, bestehend aus wenigstens einer ersten und einer zweiten Gehäuseschale, die durch eine elastische, zwischen ihnen eingespannte Dichtung gegeneinander abgedichtet sind, wobei die erste Gehäuseschale eine Befestigungsfläche für ein zu betätigendes Organ des Arbeitszylinders aufweist und an der zweiten Gehäuseschale in Ruhestellung ein auf eine Druckstange einwirkender Arbeitskolben abgestützt ist, wobei beim Zusammenbau die Gehäuseschalen so weit zueinander bewegt werden, bis ein vorgegebenes Längenmaß zwischen der Befestigungsfläche an der ersten Gehäuseschale und dem Ende der Druckstange erreicht ist und beide Gehäuseschalen in dieser Lage derart formschlüssig miteinander verbunden werden, daß das Längenmaß in seiner Größe bestehen bleibt, und wobei eine der beiden Gehäuseschalen an ihrem offenen Ende einen zylindrischen Bereich aufweist, in den die andere Gehäuseschale einschiebbar ist.

Bei dem Herstellverfahren nach dem Hauptpatent wird die Dichtung soweit zusammengedrückt, bis das vorgegebene Längenmaß zwischen der Befestigungsfläche an der ersten Gehäuseschale und dem Ende der Druckstange erreicht ist. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die bei der Fertigung der Einzelteile auftretenden Toleranzen sich beim Zusammenbau der Einzelteile derart addieren können, daß zur Einstellung des vorgeschriebenen Längenmaßes die Dichtung bis zu 3 mm zusammengedrückt werden müßte. Eine zu korrigierende Meßtoleranz von ca. 3 mm führt aber bei der Ausgestaltung der Membranbefestigung nach dem Hauptpatent beim Zusammendrücken der Dichtung zu unerwünscht hohen Anpreßkräften, die zu einer Rißbildung an der Dichtung sowie zu einer frühzeitigen Beschädigung an der Verbindungsstelle der beiden Gehäuseschalen führen können.

Aus der US 3,158,930 ist ein Herstellverfahren für einen pneumatischen Bremskraftverstärker bekannt, bei dessen Durchführung die Verbindung zwischen der äußeren und der inneren Gehäuseschale erst dann dicht wird, wenn die Dichtung ein definiertes axiales Verpressen erfährt, d. h., wenn die abzudichtenden Kanten der beiden Gehäusehälften beim Einschieben der inneren Gehäusehälfte in ihrem Abstand zueinander verändert werden. Eine axiale Bewegung über diese Position der beiden Gehäuseschalen hinaus ist nicht möglich, so daß das gewünschte Längenmaß in diesem Bereich nicht eingestellt bzw. geändert werden kann, da die Dichtung entweder übermäßig beansprucht und dadurch beschädigt oder nicht den gewünschten Dichteffekt bringen würde.

Ein nach diesem Verfahren hergestellter pneumatischer Bremskraftverstärker ist im Detail beispielsweise in FR 20 30 679 dargestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellverfahren für einen besonders einfach zusammenzubauenden Arbeitszylinder sowie eine Vorrichtung zur Montage dieses Arbeitszylinders zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung vor dem Einschieben der einschiebbaren Gehäuseschale in die zur Längenmaßeinstellung erforderliche Position in eine am radial äußeren Ende der einschiebbaren Gehäuseschale ausgebildete Nut eingelegt wird, wobei nach dem Erreichen des Längenmaßes an der Mantelfläche der den zylindrischen Bereich aufweisenden Gehäuseschale radial der Nut gegenüberliegende, nach innen gerichtete Vorsprünge angebracht werden.

Dieses Herstellverfahren ist insbesondere für zahlreiche Bremskraftverstärkerausführungen geeignet, bei denen auch große Toleranzen zu korrigieren sind. Die Vorspannung der Dichtung bleibt vom Toleranzausgleich unabhängig und kann daher den Anforderungen entsprechend festgelegt werden. Vorteil dieses Herstellverfahrens besteht darin, daß baugleiche Bremskraftverstärker mit unterschiedlichem Längenmaß hergestellt werden können. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Hauptbremszylinder mit verschiedenen Anschlußmaßen an einem Gerätetyp angeflanscht werden sollen. Mit diesem Herstellverfahren wird weiterhin erreicht, daß die beiden Gehäuseschalen ohne nennenswerten Kraftaufwand ineinanderschiebbar sind und dadurch das Sollmaß besonders genau eingestellt werden kann.

Wenn die Dichtung einteilig mit einer den Arbeitskolben abdichtenden Rollmembran ausgebildet ist und an der den zylindrischen Bereich aufweisenden Gehäuseschale radial nach innen gerichtete eingescherte Wandteile ausgebildet sind ist es vorteilhaft, wenn sowohl die eingescherten Wandteile als auch die Vorsprünge zu beiden Seiten am radial äußeren Ende der einschiebbaren Gehäuseschale zur Anlage gebracht werden.

Es ist vorteilhaft, daß die Vorsprünge in die Dichtung eingreifen und mit dem zylindrischen Bereich eine geschlossene Mantelfläche bilden. Hierdurch wird eine formschlüssige Verbindung der Rollmembran und eine sichere Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseschalen geschaffen. Die Vorsprünge dienen als Anschlag in Betätigungsrichtung des Bremskraftverstärkers.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, mit radial auf die äußere Mantelfläche der den zylindrischen Bereich aufweisenden Gehäuseschale gerichteten und geführten Scherstempeln, besteht darin, daß Biegestempel vorgesehen sind, die zusammen mit den Scherstempeln in einem die einschiebbare Gehäuseschale haltenden Unterteil der Vorrichtung angeordnet sind.

Diese Anordnung gewährleistet einen immer gleichmäßigen Abstand zwischen den Scher- und Biegestempeln, so daß beim Befestigungsvorgang die Vorsprünge immer gleichmäßig an beiden Seiten des radial äußeren Endes der inneren Gehäuseschale anliegen.

Zweckmäßigerweise bilden die benachbarten Scher- und Biegestempel jeweils ein einteiliges Werkzeug, damit die zusammenwirkenden Vorsprünge immer zur gleichen Zeit hergestellt werden und dadurch die innere Gehäuseschale von beiden Seiten gleichmäßig beansprucht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung zum Verbinden beider Gehäuseschalen eines Bremskraftverstärkers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Verbindungsstelle eines nach dem Verfahren hergestellten Bremskraftverstärkers.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Unterteil 1 und einem Oberteil 2. Das Unterteil 1 dient zur Aufnahme und zur Zen­ trierung der inneren Gehäuseschale 3. Das Oberteil 2 be­ steht im wesentlichen aus einem glockenförmigen Druck­ stempel 4, der über eine Betätigungsvorrichtung 5 axial verschiebbar geführt wird. Die glockenförmige, in Richtung des Unterteils 1 offene Ausnehmung 6 dient zur Aufnahme der äußeren Gehäuseschale 7. Innerhalb der Gehäuseschalen 3, 7, die das Gehäuse des Bremskraftverstärkers 8 bilden, ist ein Steuerteil 9 angeordnet, das mit einem Stützring 10 und einer am Stützring 10 anliegenden Rollmembran 11 den Arbeits­ kolben 12 bildet. Das Steuerteil 9 ragt mit seinem zylin­ drischen Ende 13 aus einer koaxial zum zylindrischen Ende 13 angeordneten zylindrischen Bohrung 14 der inneren Gehäuse­ schale 3 heraus. Das zylindrische Ende 13 ist über eine Dichtung 15 mit der inneren Gehäuseschale 3 verbunden. An der gegenüberliegenden Seite des zylindrischen Endes 13 trägt das Steuerteil 9 eine in axialer Richtung durch eine Bohrung 16 der äußeren Gehäuseschale 7 ragende Druckstange 17.

In Fig. 1 und 2 der Zeichnung weist die innere Gehäuse­ schale 3 an ihrem radial äußeren Ende 36 eine V-förmige, radial nach außen hin geöffnete Nut 18 auf, an der eine dem Innenraum 19 des Bremskraftverstärkers 8 abgewandte Anlage­ fläche 20 ausgebildet ist. Die innere Gehäuseschale 3 liegt mit ihrer Anlagefläche 20 an einer Auflagefläche 21 des Unterteils 1 auf. Am Unterteil 1 ist ein Ringbund 22 ausge­ bildet, an dessen radial äußerer Mantelfläche 23 der Innen­ rand der V-förmigen Nut 18 anliegt und hierdurch die innere Gehäuseschale 3 zentriert wird. Die an einem Fahrzeug zu befestigende Befestigungsfläche 24 verläuft im geringeren Abstand zu der kreisförmigen Aufnahmefläche 25 des Unter­ teils 1. Die Innenseite 26 der inneren Gehäuseschale 3 zeigt in Richtung des Oberteils 2.

Die äußere Gehäuseschale 7 wird beispielsweise durch Magnet­ kraft oder durch eine hydraulisch bzw. mechanisch betätig­ bare Haltevorrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, in der glockenförmigen Ausnehmung 6 des Druckstempels 4 in der gemäß Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Lage gehal­ ten.

Die in axialer Richtung der Druckstange 17 angeordnete und koaxial zum Bremskraftverstärker 8 verlaufende Meßvorrichtung 27 ist am Druckstempel 4 befestigt und wird gleichzeitig mit dem Druckstempel 4 axial verschiebbar geführt. Ein am Umfang der Meßvorrichtung 27 ausgebildeter, kreisringförmiger Bund 28 liegt an der Befestigungsfläche 29 der äußeren Gehäuseschale 7 auf. Die Befestigungsfläche 29 dient später als Anlage­ fläche für einen in der Zeichnung nicht dargestellten Haupt­ bremszylinder. Der Bund 28 verschließt die Bohrung 16 der äußeren Gehäuseschale 7 luftdicht. Eine am Umfang der Meßvorrichtung 27 angeordnete Feder 30, die zwischen dem Bund 28 und dem Druckstempel 4 eingespannt ist, drückt hier­ bei die Meßvorrichtung 27 gegen die Befestigungsfläche 29. Ein innerhalb der Meßvorrichtung 27 zentrisch angeordneter und zylindrisch ausgebildeter Meßstift 31 liegt an dem Ende der Druckstange 17 an.

Die äußere Gehäuseschale 7 weist an ihrem offenen Ende einen zylindrischen Bereich 32 auf, in den die innere Gehäuse­ schale 3 eingeschoben ist. In der V-förmigen Nut 18 wird der mit der Rollmembran 11 einteilig ausgebildete Dichtring 33 gehalten, der an der inneren Mantelfläche des zylindrischen Bereichs 32 anliegt und beide Gehäuseschalen 3, 7 druckdicht miteinander verbindet. An der Seite des Innenraums 19 sind an der äußeren Gehäuseschale 7 radial nach innen gerichtete Vorsprünge 34 ausgebildet, die in den Dichtring 33 ein­ greifen. Die Vorsprünge 34 werden mittels der senkrecht zur Mittelachse des Bremskraftverstärkers 8 verlaufenden und radial in Richtung auf den zylindrischen Bereich 32 verschiebbar geführten Biegestempel 35 gebildet. Die Vor­ sprünge 34 sind warzenförmig ausgebildet und wirken derart auf das radial äußere Ende 36 ein, daß die innere Gehäuse­ schale 3 in Richtung der Befestigungsfläche 29 auf Anschlag gehalten wird.

Am ende des zylindrischen Bereichs 32 sind an der äußeren Gehäuseschale 7 radial nach innen eingescherte Wandteile 37 ausgebildet, deren Scherflächen 38 an der äußeren Anlage­ fläche 20 des radial äußeren Endes 36 der inneren Gehäuse­ schale 3 anliegen. Die eingescherten Wandteile 37 werden durch die senkrecht zur Mittelachse des Bremskraftverstär­ kers 8 im Unterteil 1 ausgebildeten und radial in Richtung auf den zylindrischen Bereich 32 verschiebbar geführten Scherstempel 39 eingeschert. Die warzenförmigen Vorsprünge 34 sowie die eingescherten Wandteile 37 sind am Umfang des zylindrischen Bereichs 32 gleichmäßig verteilt. Die Biege- und Scherstempel 35, 38 sind entsprechend den Vorsprüngen 34, 37 am Unterteil 1 verteilt.

Das Herstellverfahren wird im folgenden näher erläutert:
Zunächst wird die innere Gehäuseschale 3, in der das Steuer­ teil 9, der Arbeitskolben 12 und die Druckstange 17 ange­ ordnet sind, in das Unterteil 1 eingesetzt. Die äußere Ge­ häuseschale 7 wird in den vom Unterteil 1 abgehobenen Druck­ stempel 4 des Oberteils 2 soweit eingeschoben, bis die Befestigungsfläche 29 an dem Bund 28 der Meßvorrichtung 27 anliegt. In dieser Lage wird die äußere Gehäuseschale 7 beispielsweise durch Magnetkraft, Vakuumkraft oder durch eine mechanisch-hydraulisch betätigbare Haltevorrichtung in der in der Zeichnung dargestellten Position am Druck­ stempel 4 gehalten. Der Bund 28 verschließt die Bohrung 16 luftdicht. Die Bohrung 40, die später den Innenraum 19 des Bremskraftverstärkers 8 mit einer Vakuumquelle eines Kraft­ fahrzeugs verbindet, wird mit einer Vakuumleitung 41 ver­ bunden.

Nun wird der Druckstempel 4 über die Betätigungsvorrichtung 5 in Richtung auf das Unterteil 1 bewegt, so daß beide Ge­ häuseschalen 3, 7 ineinander geschoben werden. Da jetzt der Innenraum 19 des Bremskraftverstärkers 8 nach außen hin abge­ dichtet ist, wird der Innenraum 19 über die Vakuumleitung 41 derart leergepumpt, wie es in der Ruhestellung des Brems­ kraftverstärkers 8 bei seinem späteren Fahrbetrieb erreicht wird.

Stimmt das Längenmaß zwischen dem Ende der Druckstange 17 und der Befestigungsfläche 29 nicht mit dem Sollmaß überein, dieser Vorgang wird von der Meßvorrichtung 27 überwacht, so werden beide Gehäuseschalen 3, 7 über die Betätigungsvor­ richtung 5 so lange ineinander bewegt, bis das Sollmaß erreicht ist. Hierbei wird die Betätigungsvorrichtung 5 mittels einer Übersetzung durch einen nicht dargestellten Einstellmotor bewegt, so daß eine sehr langsame Bewegung entsteht, die eine genaue Einstellung des Längenmaßes er­ möglicht. Sobald das Sollmaß mit dem Längenmaß übereinstimmt, löst der auf dem Ende der Druckstange 17 anliegende Meßstift 31 einen Kontakt aus, der den Einstellmotor ausschaltet.

In dieser Position werden die Biege- und Scherstempel 35, 38 betätigt. Sie bewegen sich radial auf den zylindrischen Bereich 32 der äußeren Gehäuseschale 7 zu und bilden an dem zylindrischen Bereich 32 die Vorsprünge 34 und die einge­ scherten Wandteile 37 aus. Beide Gehäuseschalen 3, 7 sind formschlüssig miteinander verbunden. Nachdem die Biege- und Scherstempel 35, 38 in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren sind, bewegt sich anschließend das Oberteil mit dem komplett montierten Bremskraftverstärker 8 in seine Ausgangsstellung. Durch Lösen der in der Zeichnung nicht dargestellten Halte­ vorrichtung kann der Bremskraftverstärker 8 aus dem Oberteil 2 herausgenommen werden. Die Montage des Bremskraftver­ stärkers ist beendet.

Claims (5)

1. Herstellverfahren für einen Arbeitszylinder, nach Patent DE 30 15 111, insbesondere einen pneumatischen Bremskraftverstärker für Kraftfahrzeuge, bestehend aus wenigstens einer ersten und einer zweiten Gehäuseschale, die durch eine elastische, zwischen ihnen eingespannte Dichtung gegeneinander abgedichtet sind, wobei die erste Gehäuseschale eine Befestigungsfläche für ein zu betätigendes Organ des Arbeitszylinders aufweist und an der zweiten Gehäuseschale in Ruhestellung ein auf eine Druckstange einwirkender Arbeitskolben abgestützt ist, wobei beim Zusammenbau die Gehäuseschalen so weit zueinander bewegt werden, bis ein vorgegebenes Längenmaß zwischen der Befestigungsfläche an der ersten Gehäuseschale und dem Ende der Druckstange erreicht ist und beide Gehäuseschalen in dieser Lage derart formschlüssig miteinander verbunden werden, daß das Längenmaß in seiner Größe bestehen bleibt, und wobei eine der beiden Gehäuseschalen an ihrem offenen Ende einen zylindrischen Bereich aufweist, in den die andere Gehäuseschale einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (33) vor dem Ein­ schieben der einschiebbaren Gehäuseschale (3) in die zur Längenmaßeinstellung erforderliche Position in eine am radial äußeren Ende (36) der einschiebbaren Gehäuse­ schale (3) ausgebildete Nut (18) eingelegt wird, wobei nach dem Erreichen des Längenmaßes an der Mantelfläche der den zylindrischen Bereich (32) aufweisenden Gehäuse­ schale (7) radial der Nut (18) gegenüberliegende, nach innen gerichtete Vorsprünge (34) angebracht werden.

2. Herstellverfahren nach Anspruch 1, wobei die Dichtung mit einer den Arbeitskolben abdichtenden Rollmembran einteilig ausgebildet ist und an der den zylindrischen Bereich aufweisenden Gehäuseschale radial nach innen gerichtete eingescherte Wandteile ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die eingescherten Wandteile (37) als auch die Vorsprünge (34) zu beiden Seiten am radial äußeren Ende (36) der einschiebbaren Gehäuseschale (3) zur Anlage gebracht werden.

3. Herstellverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (34) in die Dichtung (33) eingreifen und mit dem zylindrischen Bereich (32) eine geschlossene Mantelfläche bilden.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit radial auf die äußere Mantelfläche der den zylindrischen Bereich aufweisenden Gehäuseschale gerichteten und geführten Scherstempeln, dadurch gekennzeichnet, daß Biegestempel (35) vorgesehen sind, die zusammen mit den Scherstempeln (39) in einem die einschiebbare Gehäuseschale (3) haltenden Unterteil (1) der Vorrichtung angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Scher- und Biege­ stempel (39 bzw. 35) jeweils ein einteiliges Werkzeug bilden.