DD296808A7 - Einrichtung und verfahren zur montage und funktionspruefung von reibungsbremsn - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Montage und Funktionspruefung von Reibungsbremsen, insbesondere elektromagnetisch betaetigter Bremsen. Es ist allgemein ueblich, solche Bremsen serienmaeszig in einer Montageabteilung zu montieren und als montagefertiges Erzeugnis nachgeordneten Pruefplaetzen zur Funktionspruefung anzuliefern. Oft ist hierfuer erforderlich, Teildemontagen zur Aufnahme der Prueflinge auf den Pruefstand vorzunehmen, und es ist andererseits erwuenscht, das justierte und gepruefte Erzeugnis ohne Rueckmontage vom Pruefstand zu entnehmen. Diesen Besonderheiten und den Wuenschen nach einem effektiven Montage- und Pruefprozesz Rechnung tragend, wurde eine Einrichtung geschaffen, bei der die Hauptbaugruppen des Erzeugnisses mit Hilfe spezieller Montagehilfen rationell auf dieser Einrichtung komplettiert, mit dieser Einrichtung elektrisch und mechanisch verbunden, der Einschleif- und Justierprozesz vollzogen und nachfolgend der Pruefprozesz nach einem vorgegebenen Programm vollzogen wird. Anschlieszend wird das fertige Erzeugnis, ohne Teilmontagen durchfuehren zu muessen, von der Pruefeinrichtung entnommen.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung ist vorzugsweise bei der Durchführung der Montage und Funktionsprüfung sowie Erfassung der Kenndaten von Reibungsbremsen und schaltbaren Reibungskupplungen kleiner und mittlerer Größen, weitgehend unabhängig von der Art ihrer Betätigung, anwendbar. Im besonderen ist diese Lösung für Erzeugnisse geeignet, bei denen mehrere Montageschritte mit Hilfe der Prüfeinrichtung bzw. prüfeinrichtungseigener Mittel in Vorbereitung der Funktionsprüfung vollzogen werden müssen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im allgemeinen werden Montage und Funktionsprüfung von Reibungsbremsen an getrennten Arbeitsplätzen ausgeführt. Dafür werden für die spezifischen Arbeitsgänge entsprechende Vorrichtungen oder Hilfsmittel geschaffen, die unabhängig voneinander eingesetzt werden. Für den im Rahmen der Montage durchzuführenden Einschleifprozeß der Reibpaarung werden

spezielle Einrichtungen geschaffen, die den Einsatzbedingungen angepaßt sind und zur Nachbildung der Reibarbeit Massenträgheitsmomente beim Beschleunigen und Bremsen in höheren Drehzahlen nutzen. Der Nachweis des schaltbaren und des übertragbaren Drehmoments wird auf einer weiteren gesonderten Einrichtung oder durch Einsatz eines drehzahlvariablen Antriebes vorgenommen. Die Prozeßsteuerung des Glättens der Reibpaarung ist eine Taktsteuerung, die für die durchgängige Erfassung aller Funktionsparameter und für die Ansteuerung der dazu erforderlichen Einrichtungen nicht nutzbar ist. In der DD-PS 134145, G 01M /13/00 wird eine Einrichtung zur automatisierten Prüfung elektromagnetisch schaltbarer Kupplungen beschrieben. Gegenüber den bis dahin bekannten Lösungen, die für einzelne Meßgrößen zugeordnete Einrichtungen verwenden, gestattet diese Einrichtung, den Prozeß der Meßwertbildung, Meßwerterfassung und Prozeßsteuerung für alle nachzuweisenden Parameter geschlossen an einem Arbeitsplatz zu vereinen. Das wird im wesentlichen gelöst durch eine zentrale Steuereinheit, zwei elektromotorische Antriebe, massebelastete Hebelarme und hydraulisch geschaltete Anschläge für den einzelnen Meßgrößen zugeordnete Meßwertgeber.

Diese Einrichtung umfaßt nur den Prozeß der Funktionsprüfung. Die erforderliche lageorientierte Anordnung der zu bearbeitenden Erzeugnisse auf der Einrichtung setzt eine manuelle Einlage und Herausnahme aus der Prüfeinrichtung voraus. Die Wahl der zwei auf eine Welle wirkenden Antriebe ist nachteilig bezüglich der Gestaltung des Schaltablaufes, der Meßzeit, der Variabilität der Winkelgeschwindigkeit und der Spielfreiheit der Übertragungselemente. Das hydraulische Schalten mehrerer Anschläge und der massebelasteten Hebelarme verlängert den Prozeßablauf und schließt Einschwingvorgänge nicht aus. Die Wahl ihrer Antriebssysteme zwingt zu einer für eine detaillierte Montage der Prüflinge in der Prüfeinrichtung ungünstigen horizontalen Anordnung der Wellen. Die zentrale Steuereinheit realisiert einen vorgegebenen Prozeßablauf und beinhaltet für zwei zu prüfende Erzeugnisse im Prozeßablauf eine serielle und parallelserielle Einordnung von Teilprozeßschritten. Die Bewertung der Meßwerte erfolgt im Vergleich mit festen Soll-Werten und führt bei Überschreitung der Grenzwerte zum Prozeßstopp. Eine meßwertabhängige Korrektur der Soll-Werte von einander funktionell abhängiger Größen ist nicht möglich. Des gleichen ist ein Anschluß an eine Fertigungssteuerung nicht gegeben.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einem Verfahren und einer Einrichtung, die es ermöglichen, die Prozeßschritte des Montierens und der Funktionsprüfung von Reibungsbremsen an einem Arbeitsplatz zu vereinen, den Nachweis der Funktionsparameter zu sichern und den Anschluß an eine Fertigungssteuerung zu gestatten.

Wesen der Erfindung

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Prozeßschritte des Montierens der Hauptbaugruppen zu einem kompletten Erzeugnis mit denen der folgenden Funktionsprüfung derart zu verbinden, daß ein minimaler Aufwand an Arbeitszeit für die Montage und Vorbereitung zum Prüfen sowie ein optimaler Einsatz von Hilfs- und Prüfeinrichtungen gewährleistet sind und ein zügiger Ablauf der Arbeitsschritte: Verschraubungen der Hauptbaugruppen, auf Prüfeinrichtung aufsetzen und Einschleif-, Prüf- und Justierprozeß durchführen und Abnahme des kompletten Prüflings von der Einrichtung als geschlossenes Erzeugnis angestrebt wird, löst eine Einrichtung, die sich auszeichnet durch

- eine in einer massiven Grundplatte mit auswechselbaren Prüflingsaufnahmen und einer Schnellspanneinrichtung ausrüstbaren, in einem begrenzten Schwenkbereich drehbar gelagerter Flanschbuchse in Senkrechtanordnung mit hieran angreifendem Drehmomentgeber,

- eine in dieser Flanschbuchse mit Hilfe einer Lagerbuchse und Wälzlagern frei drehbar gelagerte Antriebswelle, an deren unterem Ende ein elektromotorischer Antrieb angeordnet ist,

- eine an einer freien Stelle der Welle vorgesehene elektromagnetisch schaltbare Reibungskupplung, von der ein Teil drehfest mit der Welle verbunden und der andere Teil, über Wälzlager frei drehbar gelagert, jedoch über einen angelenkten Hebel mittels hydraulischen Arbeitszylinders nur um einen begrenzten Winkel schwenkbar ist,

- einen über der Prüflingsaufnahme angeordneten dreh- und senkbaren, mit einem elektromotorischen Antrieb und Einrichtungen zur Verschraubung der Bremsenteile miteinander sowie Verspannung der Bremsscheibe mit dem auf dem freien Ende der Antriebswelle verbundenen Wellenzapfen sowie

- eine Steueranlage, die mit einer Anzeigeeinrichtung, Datenübernahmeeinrichtung und einem zentralen Rechner elektrisch gekoppelt ist.

Für einen optimalen Montage- und Prüfablauf ist die Einrichtung zur Aufnahme mehrerer Prüflinge gleichzeitig als Mehrfacheinrichtung gestaltet, wobei für jedes Erzeugnis eine Anzeigeeinrichtung, aber nur eine Steueranlage und Meßwerterfassung für einen parallelen und/oder seriellen Ablauf der Arbeitsprozesse auf den einzelnen Stationen und eine Anpassung der Steueranlage an einem den Fertigungsablauf steuernden Rechner vorgesehen ist.

Die beschriebene Einrichtung ermöglicht einen Verfahrensablauf zur Montage und Funktionsprüfung, bei dem die Vereinigung der Prozeßschritte der Komplettmontage auf der Einrichtung und mit Hilfe einrichtungsgebundener Antriebselemente mit den Prozeßschritten der Funktionsprüfung in einem geschlossenen Prozeßablauf vollzogen wird, welcher das Erfassen des schaltbaren Drehmoments bei geschlossener und gelüfteter Reibpaarung und der durch den elektromotorischen Antrieb erzeugten Reibgeschwindigkeit, das Stillsetzen des Antriebes, das Erregen der schaftbaren Kupplung, das Aufprägen eines dem übertragbaren Drehmoment entsprechenden, in der Anstiegsgeschwindigkeit variablen Drehmoments über den Hebelantrieb und das Hydrauliksystem, das Erfassen des Maximalwertes des übertragbaren Drehmoments, der Schaltzeiten über die Funktion m(t) und der Isolationsfestigkeit, das Anzeigen und Speichern der Werte in logischer Folge zur Steuerung und Meßwerterfassung gestattet, wobei die einzelnen Verfahrensschritte jeweils vom Ergebnis des Ablaufes des vorangegangenen Teilschrittes und der Bewertung durch Vergleich der Ist-Werte mit vorgegebenen Soll-Werten einander folgen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Einrichtung und Verfahrensweise für die Montage und Funktionsprüfung von Reibungsbremsen werden an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1: eine Prüfeinrichtung mit gestrichelt dargestelltem Prüfling im Schnitt und Fig. 2: in Draufsicht und gemäß dem Schnittverlauf A-A in Fig. 1 den Kraftverlauf bei der Bremskraftmessung.

In einem Arbeitstisch 1 ist als zentrales Führungselement eine Lagerbuchse 2 mit vertikal verlaufender Drehachse angeordnet, welche, auf ihrem Außendurchmesser durch Wälzlager zentriert und positioniert, die Flanschbuchse 3 trägt. Mit dieser Flanschbuchse ist ein der Größe der zu montierenden und zu prüfenden Bremse zugeordneter Flansch 4 verschraubt, der mit einem Spannring 5, Griffen und Spannklauen zur Arretierung des Bremsflansches B ausgerüstet ist.

Konzentrisch zur Lagerbuchse 2 ist im Innenraum, ebenfalls durch Wälzlager geführt, die Antriebswelle 6 gelagert, die nach oben durch den der Größe der zu montierenden und zu prüfenden Bremse zugeordneten Wellenzapfen 7 verlängert, bis in den Prüflingsraum hineinragt und dort die Reibscheibe R aufnimmt.

Auf der Antriebswelle 6 ist unterhalb des Arbeitstisches eine elektromagnetisch schaltbare Reibungskupplung angeordnet, von der der Abtriebsteil 8 mit der Welle 6 drehfest verbunden und der Antriebsteil 9 mit Hilfe von Wälzlagern frei drehbar angeordnet ist. Der Antriebsteil 9 ist mit einem Hebelantrieb 10 verbunden, dem ein hydraulischer Arbeitszylinder 11 zugeordnet ist. Die Antriebswelle 6 ist durch den am unteren Wellenende angreifenden elektromotorischen Antrieb 12 antreibbar.

Auf dem Arbeitstisch 1 ist der heb- und senk- sowie schwenkbare Werkzeugträger 15 befestigt, an dem an sich bekannte Elektroschrauber 16 angeordnet sind.

An der Flanschbuchse 3sind Drehmomentgeber 14 vorgesehen, die auf hydraulisch in Eingriff bringbare Anschläge 13 wirken und mit ihrer Anordnung am Umfang gleichzeitig den Schwenkbarkeitswinkel der Flanschbuchse einschließlich des Bremsflansches B bestimmen.

Der Prüfling, dessen Hauptbauteile mit Großbuchstaben gekennzeichnet sind, ist durch seinen Bremsflansch B mit Hilfe eines bekannten Spannringes 5 drehfest mit der den jeweiligen Prüflingsabmessungen angepaßten Flanschbuchse 3 verbunden.

Zwischen dem Bremsflansch B und dem Magnetkörper M liegt die unter dem Druck von Federn stehende Ankerscheibe A, welche die Reibscheibe R gegen den Bremsflansch B preßt. Die Reibscheibe R ist auf den auswechselbaren Wellenzapfen 7 aufgesetzt und durch eine Spannmutter S mit diesem drehfest verbunden. Durch die Verschraubung des Magnetkörpers M mit dem Bremsflansch B unter Zwischenlage von Distanzelementen entsteht bei Unterstromsetzung der Erregerspule E und Anziehen der Ankerscheiben A an den Magnetkörper M ein Luftspalt zwischen den Reibpaarungen, der Reibungsschluß zwischen den Reibsegmenten der Reibscheibe R mit der Ankerscheibe und mit dem Bremsflansch wird aufgehoben, wodurch eine ungehinderte Drehung der Reibscheibe R gestattet wird.

Zur Funktion des Montage- und Prüfprozesses:

Das Zusammenfügen der Hauptbaugruppen des Erzeugnisses erfolgt auf der Prüfeinrichtung unter Ausnutzung verschiedener Funktionalorgane, für die bei üblichen separaten Montageprozessen gesonderte Vorrichtungen erforderlich wären.

Nach Auflage des Bremsflansches Bund drehfester Befestigung mit dem Flansch 4 werden die Reibscheibe R auf den Wellenzapfen 7 und anschließend die Ankerscheibe A sowie der Magnetkörper M darüber gesteckt. Durch Verschraubung des Magnetkörpers M mit dem Bremsflansch B unter Zwischenlage von längenverstellbaren Distanzelementen erfolgt das Vorspannen der im Magnetkörper angeordneten Druckfedern bei gleichzeitiger Anpressung der Ankerscheibe A an die Reibscheibe R und an den Bremsflansch B. Damit ist die Reibscheibe gegen Verdrehung gesichert und kann nunmehr mittels der Spannmutter Sund des einschwenkbaren Werkzeugträgers 15 mit dem Elektroschrauber 16, auch mit dem Wellenzapfen 7 drehfest verbunden werden. Die Länge der Distanzelemente ist so bemessen, daß nach dem Verschrauben des Magnetkörpers mit dem Bremsflansch zwischen Magnetkörper und Ankerscheibe ein definierter Luftspalt verbleibt, welcher beim Stromdurchgang durch die Erregerspule kleiner wird und eine freie Drehung der Reibscheibe R gestattet.

Mit Hilfe des elektromotorischen Antriebes 12 ist es möglich, bei gelöster elektromagnetischer Kupplung und ausgeschaltetem Erregerstrom der Bremse, die Ankerscheibe liegt also an der Reibscheibe R, die Reibflächen einzuschleifen. Zur Vermeidung einer thermischen Überbeanspruchung der Reibpaarung erfolgt das Einschleifen bei intervallmäßigen Lüften und Schließen der Bremse bei konstanter Winkelgeschwindigkeit mit einem Tastverhältnis 1:1.1m Anschluß an die Montage der Bremse, das Einschleifen und Justieren kann das Messen des übertragbaren Drehmoments durch Aufprägen eines Drehmoments nach dem Einschalten der schaltbaren Reibungskupplung 8; 9 mit Hilfe des hydraulischen Arbeitszylinders 11 und dem dazugehörigen Hebelantrieb 10 erfolgen. Der Drehmomentgeber 14, an den die den Prüfling aufnehmende Flanschbuchse 3 angreift, liefert einen zu dem Drehmoment analogen Meßwert, der in der Steueranlage 17 erfaßt und bewertet, in der Anzeigeeinrichtung 18 angezeigt und dem zentralen Rechner 20 über die Datenübernahmeeinrichtung 19 übertragen wird.

Alle elektrisch und elektrohydraulisch betätigten Bauelemente der Einrichtung und der zu prüfenden Erzeugnisse sowie alle Meßgrößengeber und Meßgrößenwandler sind mit der Steueranlage 17 elektrisch verbunden.

Nach dem Montage-, Einschleif- und Prüfprozeß erfolgt nur noch das Lösen der Spannmutter S und des Bremsflansches B durch Zurückdrehung des Spannringes 5, womit die Bremse als kompettes Erzeugnis von der Einrichtung abzunehmen ist.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Montage und Funktionsprüfung von schaltbaren, vorzugsweise elektromagnetisch schaltbaren Reibungsbremsen, die die Durchführung der Teilverfahrensschritte der Montage, des Justierens und des Messens, des Bewertens, des Speicherns und des Ausgebens der erzeugnisgebundenen Funktionsparameter eines Erzeugnisgrößenbereiches in einer Einzeleinrichtung oder bei paralleler Nutzung mehrerer Einrichtungen prozeßabhängig in einem geschlossenen Verfahrensablauf ermöglicht, gekennzeichnet durch

- eine in einer massiven Grundplatte mit auswechselbaren Prüflingsaufnahmen und einer Schnellspanneinrichtung ausrüstbaren, in einem begrenzten Schwenkbereich drehbar gelagerter Flanschbuchse (3) in Senkrechtanordnung mit hieran befestigtem Drehmomentgeber (14),

- eine in dieser Flanschbuchse (3) mit Hilfe einer Lagerbuchse (2) und Wälzlagern frei drehbar gelagerte Antriebswelle, an deren unterem Ende ein elektromotorischer Antrieb angeordnet ist,

- eine an einer freien Stelle der Welle vorgesehene elektromagnetisch schaltbare Reibungskupplung (8; 9), von der ein Teil drehfest mit der Welle verbunden und der andere Teil über Wälzlager frei drehbar gelagert, jedoch über einen angelenkten Hebel mittels hydraulischen Arbeitszylinders nur um einen begrenzten Winkel schwenkbar ist,

- einen über der Prüflingsaufnahme angeordneten dreh- und senkbaren, mit einem elektromotorischen Antrieb und Einrichtungen zur Verschraubung der Bremsenteile miteinander sowie Verspannung der Reibscheibe mit dem auf dem freien Ende der Antriebswelle (6) verbundenen Wellenzapfen (7) sowie

- eine Steueranlage (17), die mit einer Anzeigeeinrichtung (18), Datenübernahmeeinrichtung (19) und einen zentralen Rechner (20) elektrisch gekoppelt ist.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Mehrfacheinrichtung zur Bearbeitung mehrerer Prüflinge ausgebildet ist, für jedes zu prüfende Erzeugnis aber nur eine Anzeigeeinrichtung, eine Steueranlage und Meßwerterfassung für einen parallelen und/oder seriellen Ablauf der Prüfprozesse vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anpassung der Steueranlage an einen den Fertigungsprozeß steuernden Rechner.

4. Verfahren zur Montage und Funktionsprüfung von Reibungsbremsen auf einer Einrichtung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Vereinigung der Prozeßschritte der Komplettmontage auf der Einrichtung und mit Hilfe einrichtungsgebundener Antriebselemente mit den Prozeßschritten der Funktionsprüfung in einem geschlossenen Prozeßablauf, der das Erfassen des schaltbaren Drehmoments bei geschlossener und gelüfteter Reibpaarung und der durch den elektromotorischen Antrieb erzeugten Reibgeschwindigkeit, das Stillsetzen des Antriebes, das Erregen der schaltbaren Kupplung, das Aufprägen eines dem übertragbaren Drehmoment entsprechenden, in der Anstiegsgeschwindigkeit variablen Drehmoments über den Hebelantrieb und das Hydrauliksystem, das Erfassen des Maximalwertes des übertragbaren Drehmoments, der Schaltzeiten über der Funktion m(t) und der Isolationsfestigkeit, das Anzeigen und Speichern der Werte in logischer Folge zur Steuerung und Meßwerterfassung gestattet, wobei die einzelnen Verfahrensschritte jeweils vom Ergebnis des Ablaufes des vorangegangenen Teilschrittes und der Bewertung durch Vergleich der Ist-Werte mit den vorgegebenen Soll-Werten einander folgen.