(57)【要約】  本発明は、車両、特に商用車に取り付けられるユニットの、少なくとも２つのケーシング構成部材（４，１２）から成る鋼製のケーシング（２０）を製作するための方法であって、イ）亜鉛又は亜鉛を含有する合金を有する腐食保護層を、少なくとも１つのケーシング構成部材（４，１２）の少なくとも外部に面した表面に付与してから不動態化し、ロ）予め相互に位置調整された両ケーシング構成部材（４，１２）の、一方のケーシング構成部材（４）の縁部（３０）及び／又は他方のケーシング構成部材（１２）の縁部（５２）を塑性変形するポンチ（６０）に対する相対運動により、一方のケーシング構成部材（４）の縁部（３０）に他方のケーシング構成部材（１２）の縁部（５２）を形状接続的に被せて係合させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両、特に商用車に取り付けられるユニットの、少なくとも２つのケーシング構成部材（４，１２）から成る鋼製のケーシング（２０）を製作するための方法であって、
イ）亜鉛又は亜鉛を含有する合金を有する腐食保護層を、少なくとも１つのケーシング構成部材（４，１２）の少なくとも外部に面した表面に付与してから不動態化し、
ロ）予め相互に位置調整された両ケーシング構成部材（４，１２）の、一方のケーシング構成部材（４）の縁部（３０）及び／又は他方のケーシング構成部材（１２）の縁部（５２）を塑性変形するポンチ（６０）に対する相対運動により、一方のケーシング構成部材（４）の縁部（３０）に他方のケーシング構成部材（１２）の縁部（５２）を形状接続的に被せて係合させることを特徴とする、車両、特に商用車に取り付けられるユニットの、少なくとも２つのケーシング構成部材（４，１２）から成る鋼製のケーシング（２０）を製作するための方法。
【請求項２】
前記相対運動をユニットの中心軸線（６６）に関して軸方向で行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記相対運動をユニットの中心軸線（６６）に関して半径方向で行う、請求項１記載の方法。
【請求項４】
ポンチ（６０）を、一方のケーシング構成部材の縁部及び／又は他方のケーシング構成部材（１２）の縁部（５２）に対して圧力を加える加工成形部（６４）を備えた一体の、又は複数部分から成るリングとして形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ユニットが、商用車のブレーキシリンダ（２０）、エアドライヤ又はブレーキブースタである、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ポンチ（６０）の使用前に、一方のケーシング構成部材（１２）を緊締し且つ他方のケーシング構成部材（４）を前記の一方のケーシング構成部材に載置して、両ケーシング構成部材（４，１２）の縁部（３０，５２）同士をオーバラップさせる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ポンチ（６０）の使用前に、一方のケーシング構成部材（４）の縁部（３０）を、半径方向外側に張り出したショルダ（３０）を成すように前成形する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ポンチ（６０）の使用前に、他方のケーシング構成部材（１２）の縁部（５２）が中心軸線（６６）に関して直線的である、請求項６又は７記載の方法。
【請求項９】
腐食保護層が、純粋な亜鉛、亜鉛／鉄合金又はアルカリ性の亜鉛／ニッケル合金を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
不動態化がクロムめっきを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法で製作された車両ユニット、特に商用車のブレーキシリンダ、エアドライヤ又はブレーキブースタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は請求項１に基づき、車両、特に商用車に取り付けられるユニットの、少なくとも２つのケーシング構成部材から成る鋼製のケーシングを製作するための方法から出発する。
【０００２】
商用車に設けられたブレーキを作動させるためには、とりわけ空圧式のコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキシリンダが使用される。このようなコンビシリンダは、相前後して接続された、常用ブレーキを作動させるための常用ブレーキシリンダと、補助ブレーキ及びスプリングブレーキを作動させるためのスプリングブレーキシリンダとを組み合わせたものである。
【０００３】
冒頭で述べた形式の方法はヨーロッパ特許第１１３６３３７号明細書から公知であり、この明細書は、商用車のコンビ型の常用ブレーキ兼スプリングブレーキシリンダを開示しており、このコンビ型の常用ブレーキ兼スプリングブレーキシリンダでは、常用ブレーキシリンダのケーシングと、スプリングブレーキシリンダのケーシングとが、スプリングブレーキシリンダの縁部が常用ブレーキシリンダの縁部に形状接続的に、上方から被さるように係合することにより互いに結合されており、このことは縁曲げとも呼ばれる。
【０００４】
このような縁曲げは、複数回ローリング（Rollieren）することにより生ぜしめられる、つまり、少なくとも１つのケーシング構成部材の縁部が、環状のロール工具により塑性変形される。但し、このケーシング構成部材の少なくとも外部に面した表面に予め腐食保護を施す必要がある。それというのも、例えば車輪付近に配置される商用車のコンビ型の常用ブレーキ兼スプリングブレーキシリンダ等の車両ユニットは、撒き塩の混入した湿分に晒されているからである。この場合に使用される腐食保護層は、例えば射出されたエポキシプラスチック層又は簡単な亜鉛層から成っている。しかし、縁曲げの製作ステップに基づき腐食保護層が損傷されるので、要求される耐腐食性は得られないということが判った。この耐腐食性は、例えばケーシングが塩水による４００時間にわたる連続給湿を腐食フリーで克服しなければならないという点にある。
【０００５】
これに対して本発明の課題は、車両、特に商用車に取り付けられるユニットの、少なくとも２つのケーシング構成部材から成るケーシングを製作するための方法を改良して、ケーシング構成部材を変形させる縁曲げ部の製作を、当該ケーシング構成部材の腐食保護を損なうこと無く可能にすることである。
【０００６】
この課題は、本発明の請求項１の特徴部に記載の手段、即ち、亜鉛又は亜鉛を含有する合金を有する腐食保護層を、少なくとも１つのケーシング構成部材の少なくとも外部に面した表面に付与してから不動態化し、予め相互に位置調整された両ケーシング構成部材の、一方のケーシング構成部材の縁部及び／又は他方のケーシング構成部材の縁部を塑性変形するポンチに対する相対運動により、一方のケーシング構成部材の縁部に他方のケーシング構成部材の縁部を形状接続的に被せて係合させることにより解決される。
【０００７】
発明の利点
本発明は、２つの方法ステップ、つまり、ポンチによる縁曲げ部の製作、並びに亜鉛による表面コーティング、又は亜鉛を含有する合金を有する腐食保護層と、これに続く不動態化の有利な組合せに基づくものである。縁曲げ部をポンチにより製作する場合には、前記のような腐食保護層は損傷されないということが判った。
【０００８】
亜鉛及び別の合金金属の腐食保護は、ベースメタルの鋼よりも優良ではないことから、犠牲陽極として働くということに基づいている。被覆亜鉛層が付与されている限りは、ベースメタルは腐食から保護され続ける。金属異物は亜鉛層の腐食保護に影響を及ぼすことができる。従って、鉄、ニッケル又はコバルトが合金成分として意図的に改良のために使用される。亜鉛自体は不動態化により、一般にはクロムめっきにより、腐食作用から保護される。クロムめっき層が厚く密で、更に化学的に耐性を有していればいる程、バリア作用はより良好である。
【０００９】
その結果、本発明による方法に基づき製作されたケーシングの高度な耐腐食性及び高度な作動確実性も得られる。このことは特に、ブレーキシリンダの場合に重要である。
【００１０】
独立請求項に記載の本発明の有利な改良は、従属請求項に記載の構成手段により可能である。
【００１１】
ケーシングを本発明の方法により製作するユニットは、有利には商用車のブレーキシリンダ、特にコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキシリンダ、エアドライヤ又はブレーキブースタ及び少なくとも２つの部分から成る、例えば深絞り加工された金属薄板ケーシングを備えたユニットである。
【００１２】
特に有利には、ポンチとケーシング構成部材との間の相対運動は、ユニットの中心軸線に関して軸方向で行われる。択一的に、前記相対運動はユニットの中心軸線に関して半径方向で行うことができる。
【００１３】
ポンチは、一方のケーシング構成部材の縁部及び／又は他方のケーシング構成部材の縁部に対して圧力を加える半径方向内側の加工成形部を有する一体の、又は複数部分から成るリングとして形成されていてよい。ポンチとハーフケーシングとの間で軸方向の相対運動が行われる場合、ポンチは一体で、又は複数部分から形成されていてよい。半径方向の相対運動が行われる場合、例えばケーシング構成部材が、その端部側の縁部にわたって半径方向で張り出した領域を有しており、このために、軸方向でガイドされた、ケーシング構成部材を取り囲む一体のリングとぶつかる恐れのある場合は、ポンチは複数部分からのみ形成可能である。
【００１４】
ポンチを使用する前に、例えば一方のケーシング構成部材を緊締装置に緊締し且つ他方のケーシング構成部材を前記の一方のケーシング部材に載置して、両ケーシング構成部材の縁部同士をオーバラップさせる。この場合、変形時に生じる反力は、ケーシング構成部材自体若しくは内部に位置する構造により吸収され且つ緊締装置を介して導出される。このことが可能な場合は、ポンチに対応配置されるダイスは省かれていてよく、さもなければ、つまりケーシング構成部材が十分な剛性を有していない場合は、反力を吸収し且つそれ自体に適当な加工成形部が設けられていることに基づき付加的に縁曲げ部の形状付与に役立つことのできる、定置のダイスが設けられている必要がある。
【００１５】
変形時に生じる力を小さく保持するためには、一方のケーシング構成部材の縁部をポンチの使用前に、半径方向外側に張り出したショルダを成すように前成形することができる。このことは既に、先行の深絞りプロセスの枠内で行われていてよい。縁曲げ結合部の特に良好な強度は、前記ショルダがアンダカットされた横断面を有している場合に得られる。
【００１６】
腐食保護層が、純粋な亜鉛、亜鉛／鉄合金又はアルカリ性の亜鉛／ニッケル合金を有しており、不動態化がクロムめっきを含むものであると、特に良好な腐食保護が得られる。ＥＵのヨーロッパ基準２０００／５３／ＣＥを満たすためには、クロム（ＶＩ）を含有する（六価クロム）溶液は回避されるのが望ましい。
【００１７】
実施例の説明
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１８】
図１には、本発明の有利な実施形態による、既に完成されたコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキ装置１が示されている。このコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキ装置１は、鋼製の常用ブレーキシリンダ４を備えた常用ブレーキ装置２を有しており、前記常用ブレーキシリンダ４内では空圧を供給可能な常用ブレーキピストン６が案内されており、この常用ブレーキピストン６は常用ブレーキピストンロッド８を介して、例えば商用車のディスクブレーキ（縮尺上の理由から図示せず）を作動させる。更に、鋼製のスプリングブレーキシリンダ１２を備えたスプリングブレーキ装置１０が設けられており、前記スプリングブレーキシリンダ１２内では、空圧によりスプリングブレーキチャンバ１４内でばね１６のばね力に抗して緊締可能なスプリングブレーキピストン１８が案内されており、このスプリングブレーキピストン１８により、常用ブレーキピストン５６をブレーキ緊締方向で負荷することができる。常用ブレーキシリンダ４とスプリングブレーキシリンダ１２とは、相前後して同軸的に配置されて１つのコンビブレーキシリンダ２０を形成している。更に、常用ブレーキシリンダ４のヘッド側からは、コンビブレーキシリンダ２０を車両に固定できるようにするために、鋼製の固定ピン２２が突出している。
【００１９】
スプリングブレーキピストン１８のスプリングブレーキピストンロッド２４は、スプリングブレーキシリンダ１２と常用ブレーキシリンダ４との間の隔壁２８に設けられた貫通開口２６をシール作用を以て貫通し且つその端面で以て常用ブレーキピストン６に当たってよい。この常用ブレーキピストン６は、前記隔壁２８と、常用ブレーキシリンダ４の縁部に設けられた半径方向外側のショルダ３０との間の外縁側に緊締され且つ軸方向で可動のダイヤフラム３２と、このダイヤフラム３２に結合された中央のピストンディスク３４とを有している。
【００２０】
前記ショルダ３０は、有利には９０度以上曲げられているので、ダイヤフラム３２に対して傾斜した接触面が得られる。他方では、隔壁２８の半径方向外側の縁部にも傾斜した接触面が設けられているので、その間に半径方向外向きで楔形に拡がる横断面が形成され、この横断面には、相補的に加工成形されたダイヤフラム３２の外縁部３６が保持されている。
【００２１】
更に、公知の形式でスプリングブレーキピストン１８はばね１６の作用に抗して、スプリングブレーキチャンバ１４の空気供給に基づき解除位置にもたらされる。更に、隔壁２８と常用ブレーキピストン６との間に延在する常用ブレーキチャンバ３８に空気供給することによって、常用ブレーキピストン６を、一方ではこの常用ブレーキピストン６に支持され且つ他方では常用ブレーキシリンダ４の端面に支持された戻しばね４０の作用に抗して緊締位置にもたらすことができる。とりわけ、スプリングブレーキピストンロッド２４には機械的な解除装置４６が組み込まれており、この解除装置４６により、スプリングブレーキを圧力降下時に緊急解除又は補助解除することができる。
【００２２】
この背景に基づき、以下にコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキ装置１の機能形式を説明する。
【００２３】
スプリングブレーキと常用ブレーキの両方が解除された、図１に示した状態から出発して、常用ブレーキを緊締させるためには常用ブレーキチャンバ３８に空気が供給され、これに続いて、一方では常用ブレーキピストン６が隔壁２８から離反して左側に向かってシフトされる。常用ブレーキピストン６のシフトにより、ディスクブレーキが緊締される。
【００２４】
これに対して、常用ブレーキチャンバ３８の空気抜きは、常用ブレーキピストン６が戻しばね４０により解除位置へ、つまり図１で見て右側に向かってシフトされ且つスプリングブレーキピストンロッド２４の端面若しくは隔壁２８に当たるために働く。
【００２５】
常用ブレーキを緊締位置で比較的長く保持するためには、つまり、常用ブレーキチャンバ３８内の空圧が若干の時間の経過後に低下するか、又は常用ブレーキチャンバ３８が意図的に空気抜きされた場合は、スプリングブレーキを緊締させることが望ましい。このためには、スプリングブレーキチャンバ１４が空気抜きされ、続いてばね１６がスプリングブレーキピストン１８を、端面が常用ブレーキピストン６と接触しているスプリングブレーキピストンロッド２４と共に、図１で見て左側に向かって押し退ける。この運動に常用ブレーキピストン６と、この常用ブレーキピストン６に結合された、ディスクブレーキを緊締位置にもたらす若しくは保持する常用ブレーキピストンロッド８とが追従する。
【００２６】
コンビブレーキシリンダ２０の製作法の枠内で、常用ブレーキシリンダ４とスプリングブレーキシリンダ１２とに上で説明した構成部材及び構成群を装備する前に、少なくとも両シリンダ４，１２の外向きの表面と、コンビブレーキシリンダ２０の確実な固定に関して重要な固定ピン２２とに、亜鉛又は亜鉛を含有する合金を有する腐食保護層を付与する。
【００２７】
亜鉛及び別の合金金属の腐食保護は、当該の亜鉛及び別の合金金属がベースメタルの鋼よりも優れてはいないので、犠牲陽極として働くということに基づくものである。被覆亜鉛層が設けられている限り、ベースメタルは腐食から保護され続ける。金属異物は亜鉛層の腐食保護に影響を及ぼすことができる。従って、鉄、ニッケル又はコバルトが、合金成分として改良のために意図的に使用され得る。亜鉛自体は、不動態化により、有利にはクロムめっきにより、腐食作用から保護される。
【００２８】
特に良好な腐食保護は、腐食保護層が純粋な亜鉛、亜鉛／鉄合金又はアルカリ性の亜鉛／ニッケル合金を有しており且つ不動態化がクロムめっきを含む場合に得られる。ＥＵのヨーロッパ基準２０００／５３／ＣＥを満たすためには、クロム（ＶＩ）を含有する（六価クロム）溶液は回避されるのが望ましい。
【００２９】
次に、常用ブレーキシリンダ４及びスプリングブレーキシリンダ１２に上で説明した構成部材及び構成群を装備する。このためには、例えば隔壁２８を上方からスプリングブレーキシリンダ１２に、当該の隔壁２８がその半径方向外側の周面に形成された段部４８で以てスプリングブレーキシリンダ１２の周壁に設けられた相補的な段部５０に接触し、これにより軸方向のストッパが形成されるまで、軸方向で挿入する。
【００３０】
両シリンダ４，１２間の結合部は、縁曲げ部５４によって次のように形成される。まず最初に、例えばスプリングブレーキシリンダ１２の周面を、半径方向で緊締装置５６内に緊締し、常用ブレーキシリンダ４をスプリングブレーキシリンダ１２に載置して、両シリンダの縁部３０，５２をオーバラップさせる、即ち、スプリングブレーキシリンダ１２の直線的な端部側の縁部５２が、一方では半径方向外側のショルダ３０として成形された常用ブレーキシリンダ４の縁部を半径方向で取り囲み、且つ他方では軸方向のオーバラップも行われている。なぜならば、スプリングブレーキシリンダ１２の直線的な縁部５２は軸方向で所定量だけ、常用ブレーキシリンダ４のショルダ３０を越えて突出しているからである。この位置で常用ブレーキシリンダ４は、例えば一方ではその固定ピン２２により位置固定されてセンタリングされる。これらの固定ピン２２は、定置のヘッドプレート５８の貫通開口を介して緊締装置５６の部分として挿入されている。他方では、常用ブレーキピストン６のダイヤフラム３２の縁部３６は既に隔壁２８とショルダ３０との間に位置決めされている。この出発状態は図２に示されている。
【００３１】
縁曲げ部５４は、予め相互に位置調整された常用ブレーキシリンダ４及びスプリングブレーキシリンダ１２に対するポンチ６０の相対運動により形成され、このポンチ６０は、例えばまず最初にスプリングブレーキシリンダ１２の直線的な縁部５２だけを塑性変形させる。このためには、ポンチ６０は有利には中心に貫通開口６２を備えた一体のリングとして形成されており、前記貫通開口６２のサイズは、ポンチ６０がぶつかること無く常用ブレーキシリンダ４を取り囲み且つこの常用ブレーキシリンダ４に沿って軸方向で可動な大きさである。更に、ポンチ６０のコンビブレーキシリンダ２０に面した端面は、半径方向内側の、有利には面取りされた加工成形部６４を有しており、この加工成形部６４は、スプリングブレーキシリンダ１２を塑性変形下で常用ブレーキシリンダ４のショルダ３０に対して押圧し且つスプリングブレーキシリンダ１２を常用ブレーキシリンダ４のショルダ３０と一体に成形するために、スプリングブレーキシリンダ１２の縁部５２に対して圧力を加えることができる。このためには、コンビブレーキシリンダ２０の中心軸線６６に関して、ポンチ６０の運動が軸方向で行われる。この状態を示す図３では、ポンチ６０はその終端位置において端面で以て、緊締装置５６の対向位置する端面に支持されたストッパリング６８に接触している。このストッパリング６８の高さは所望の変形度に関連しており、場合によっては適合可能である。
【００３２】
図４では、ポンチ６０は再びコンビブレーキシリンダ２０との係合外にもたらされており、この場合、常用ブレーキシリンダ４のショルダ３０には、スプリングブレーキシリンダ１２の縁部５２が被さるように形状接続的に係合していると同時に、ダイヤフラム３２の半径方向外側の縁部３６に圧力が加えられ、これにより、ダイヤフラム３２も形状接続的に位置固定される。更にこれにより、隔壁２８がスプリングブレーキシリンダ１２に形状接続的に保持される。それというのも、隔壁２８の半径方向外側の周面に設けられた段部４８と、スプリングブレーキシリンダ１２の周壁に設けられた段部５０とが軸方向で接触し合うからである。これらの段部４８，５０は反力も吸収する。従って、ポンチ６０の唯一回の運動で、４つの別個の構成部材、即ち、常用ブレーキシリンダ４、ダイヤフラム３２、スプリングブレーキシリンダ１２及び隔壁２８が、互いに形状接続的に結合される。
【００３３】
ポンチが軸方向で運動する場合、当該ポンチ６０は一体で又は複数部分から形成されていてよい。更に、ケーシング構成部材がその端部側の縁部を越えて張り出した領域を有しており、これにより、軸方向でガイドされるリングポンチとぶつかる場合も考えられる。この場合、ポンチ６０はその周方向延在部において少なくとも１回分割されている必要があり、この場合は湾曲ポンチが、コンビブレーキシリンダ２０の中心軸線６６に関して半径方向運動を行う。とりわけ、ポンチ６０は常用ブレーキシリンダ４の縁部３０も変形することができるか、又は２つの縁部３０，５２を変形することもできる。更に、スプリングブレーキシリンダ１２の縁部５２を備えた常用ブレーキシリンダ４のショルダ３０は、隔壁２８を介在させること無く、縁曲げ部５４によって製作されていてよい。スプリングブレーキシリンダ１２の、例えば常用ブレーキシリンダに面した端面は、当該スプリングブレーキシリンダ１２に結合された、又はスプリングブレーキシリンダ１２と一体に構成された壁によって閉鎖されていてよい。
【００３４】
上で説明した方法は、コンビブレーキシリンダ２０の製作に限定されるものではない。むしろ当該方法を用いて、ブレーキシリンダ、エアドライヤ又はブレーキブースタ等の、車両及び商用車に設けられるあらゆるユニットのケーシングが製作可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の方法の有利な実施形態により製作された、コンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキ装置を横断して示した図である。
【図２】１製作ステップ中の、図１に示したコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキ装置を横断して概略的に示した図である。
【図３】別の製作ステップ中の、図１に示したコンビ型常用ブレーキ兼スプリングブレーキ装置を横断して概略的に示した図である。
【図４】更に別の製作ステップ中の、図１に示したコンビ型常用ブレーキ装置兼スプリングブレーキ装置を横断して概略的に示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2008524051.tif 000010
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