DE10137133A1 - Hilfsvorrichtung zum Halten und Montieren einer Druckfeder sowie Montageverfahren - Google Patents
Hilfsvorrichtung zum Halten und Montieren einer Druckfeder sowie MontageverfahrenInfo
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung zum Halten und Montieren einer Druckfeder, insbesondere der zwischen Hinterachse und Karosserie einzusetzenden tonnenförmig gewickelten Hinterfeder eines Kraftfahrzeuges, bei der während der Hochzeit von Fahrgestell und Karosserie die untere Endwindung der aufrecht stehenden Druckfeder auf der an der Hinterachse vorgesehenen Auflage positioniert ist und die Hinterachse auf einem Montageträger aufliegt, sowie ein Montageverfahren unter Verwendung einer solchen Hilfsvorrichtung.
- Aus der DE 196 09 250 ist es bekannt, zylinderförmig oder tonnenförmig gewickelte Druckfedern vor dem Einbau zwischen Karosserie und Fahrzeugachse mit ihren Endwindungen auf Auflagen der Fahrzeugachse elastisch abzustützen und in ihrer Einbaulage zentriert zu halten. Weil es sich gezeigt hat, dass es bei dieser Art der Abstützung zu Problemen bei der Montage der Druckfedern führen kann, wenn nicht sichergestellt wird, dass alle Teile exakt zueinander gerichtet sind und währen des Einbaus in der gerichteten Lage gehalten werden können, schlägt die DE 196 09 250 eine einfache und kostengünstige Halterung vor, durch die die Druckfeder am Einbauort bis zum Vorliegen von Federspannung gehalten werden kann.
- Die Halterung besteht aus einer auf dem Federteller der Achse aufgelegten elastischen Federendauflage, die die Endwindung der Feder zentriert und formschlüssig dadurch hält, dass sich ein an der Federendauflage angeformter Kragen an die Federwindung anpresst.
- Der vorgeschlagene Lösungsweg kann aber aus konstruktiven fahrzeugtechnischen Gründen nicht immer angewendet werden und führt auch nicht immer zum Erfolg, weil über die im Durchmesser relativ kleinen Endwindungen häufig nicht die im Gesamtdurchmesser deutlich größere und schwere tonnenförmig gewickelte Druckfeder durch die elastischen Bauteile sicher gehalten werden kann. Eine herunterfallende Federn störten jedoch erheblich den Montageablauf, sie stellt auch eine Gefährdung der mit der Montage betrauten Werker dar.
- Man hat nach einem internen Stand der Technik in einigen Fällen versucht, das Problem dadurch zu umgehen, dass man die Druckfedern zunächst in der Aufrüststrecke aus einem Behälter auf dem Montageband bereitstellte, um sie im Bereich der Hochzeit von Fahrgestell und Karosserie erneut aufzunehmen und auf der dafür vorgesehenen Auflage auf Achse zu platzieren. Im Folgenden wurden die Federn manuell festgehalten und exakt positioniert, bis die Karosserie die Druckfeder erreicht hatte. Das zweimalige Aufnehmen der Federn kostete jedoch Montagezeit, das Halten der Federn bis zur Hochzeit von Fahrgestell und Karosserie war ergonomisch ungünstig für die Werker.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von den Nachteilen und Problemen des beschriebenen Standes der Technik, eine Hilfsvorrichtung zum Halten und Montieren einer Druckfeder, insbesondere der zwischen Hinterachse und Karosserie einzusetzenden tonnenförmig gewickelten Hinterfeder eines Kraftfahrzeuges, zu schaffen, mit der diese Druckfeder vor und während der Hochzeit von Fahrgestell und Karosserie sicher positioniert und ohne manuelle Hilfe gehalten wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Montageverfahren für eine solche Druckfeder der angegebene Art am angegebene Ort unter Anwendung der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung vorzuschlagen.
- Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Hilfsvorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen sich seitlich neben der Druckfeder etwa parallel zu deren Längsachse erstreckenden, an dem Montageträger angeordneten verschwenkbaren Haltearm, der in seiner Betriebsposition mindestens eine der Windungen der Druckfeder hintergreifend, die Druckfeder gegen die Auflage an der Hinterachse verspannt.
- Mit einer solchen erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung kann die Druckfeder, in der Regel die Hinterfeder des Kraftfahrzeuges, im Bereich der Aufrüststrecke direkt auf der Auflage der Hinterachse abgestellt werden, ohne dass sie während des Transportes durch den Hochzeits-Montageblock zur Hochzeit herunterfällt. Kurz vor dem Kontakt zwischen Hinterfeder und Karosserie wird die Druckfeder von einem Werker, wenn erforderlich, in die endgültige Position gebracht, ein zweites Aufnehme der Druckfeder ist nicht mehr erforderlich; denn die Druckfeder steht von Anfang an in der richtigen Positiv. Durch diese Maßnahme vereinfacht sich die Montage deutlich und die Montagezeit verkürzt sich.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Haltearm um eine im Bereich seines unteren Endes vorgesehene horizontale Achse verschwenkbar an dem Montageträger gelagert ist und aus einer Ruheposition seitlich neben und außerhalb der Druckfeder in eine Betriebsposition bewegbar ist, in der ein am oberen Ende quer zur Richtung der Schwenkachse vorspringende Andrückstück hinter die Windung der Druckfeder greift. Der Haltearm nach der Erfindung hält die Druckfeder in einer günstigeren Halteposition, als das beim Stand der Technik der Fall ist, wodurch eine deutlich verbesserte Lage-Stabilität zu erwarten ist und ein unbeabsichtigtes Herunterfallen der Druckfeder sicher verhindert wird. Dadurch, dass der Haltearm erfindungsgemäß an dem die Hinterachse bis zur erfolgten Hochzeit tragenden Montageträger schwenkbar gelagert ist, kann die Druckfeder schon frühzeitig eingesetzt und zusammen mit der Hinterachse und dem Montageträger verfahren werden.
- Günstigerweise ist das Andrückstück entsprechend dem Querschnittsprofil der Druckfederwindung profiliert ist und umgreift die Windung teilweise. Die durch die Profilierung entstehende Auskehlung am Andrückstück wirkt wie ein Haken, der die Windung übergreift und der eine sichere Befestigung gewährleistet.
- In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Haltearm aus einem einerseits quer zur Druckfederlängsachse und einem andererseits in Richtung Druckfederlängsachse verlaufenden Winkelarm besteht, wobei die verschwenkbare Lagerung im Endbereich des quer verlaufenden Winkelarmes unterhalb der Auflage der Druckfeder vorgesehen ist und das vorspringende Andrückstück am oberen Ende des in Richtung Druckfederlängsachse verlaufenden Winkelarm angeordnet ist. Auf diese Weise werden die Haltekräfte des Haltearmes etwa in der Federwirkrichtung übertragen, d. h. die unterste Federwindung wird von dem Andrückstück nahezu gleichmäßig auf die Auflage der Hinterachse gedrückt, sobald der Haltearm um die unterhalb der Auflage vorgesehene verschwenkbare Lagerung in die Betriebsstellung bewegt wurde.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die verschwenkbare Lagerung des Haltearmes an einem von einer Schwenkachse durchdrungenen Halteblock vorgesehen ist, der zwischen zwei die Enden der Schwenkachse in Bohrungen aufnehmenden, am Montageträger befestigten Lagerbockhälften beweglich angeordnet ist und an dem der quer verlaufende Winkelarm des Haltearmes starr befestigt ist. Der Halteblock zwischen den Lagerblockhälften stellt einen stabilen Träger für den eigentlichen Haltearm dar, der an diesem Halteblock, beispielsweise durch Schweißen, starr befestigt ist. Der Halteblock kann aus einem massiven rechteckigen Block bestehen, durch den die Schwenkachse geführt ist, es können aber auch Achsbolzen koaxial beidseitig aus dem Haltebolzen ragen, die in den Bohrungen der Lagerblockhälften aufgenommen werden.
- Vorzugsweise sind die Bohrungen in den Lagerbockhälften als vertikal orientierte Langlöcher ausgestaltet, die eine Vertikalbewegung des Halteblock mit dem daran befestigten Haltearm ermöglichen. Dadurch kann der Haltearm bzw. das daran angeordnete Andrückstück von oben auf die jeweilige Windung der festzuhaltenden Druckfeder geführt werden. Besonders günstig ist es, wenn der Halteblock mit dem daran befestigten Haltearm gegen die Kraftwirkung einer Feder nach unten drückbar ist, so dass stets eine Anpresskraft von dem Andrückstück auf die Windung wirkt und damit eine Haltekraft der Druckfeder gegen die Auflage hervorgerufen wird.
- Eine andere besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in den Lagerbockhälften unterhalb der Feder und oberhalb der Schwenkachse jeweils korrespondierende Kulissenführungen für die Enden einer zur Schwenkachse parallelen, den Halteblock durchdringenden weiteren Achse vorgesehen sind, die in der untersten Stellung der Schwenkachse des Haltebockes in den Langlöchern der Lagerbockhälften eine Verschwenkbewegung des Haltearmes nach außen ermöglichen und begrenzen. Der in den Langlochbohrungen in Vertikalrichtung geführte und um die Schwenkachse schwenkbare Halteblock wird durch die Kulissenführung so gelenkt, dass der an dem Halteblock befestigte Haltearm in seiner untersten Stellung seitlich ausweichen und dabei in seine Ruhestellung schwenken kann. Dabei bewegt sich der Haltearm aus der Betriebsstellung heraus, sobald die Druckfeder, beispielsweise von der aufsetzenden Karosserie, etwas zusammengedrückt wird. Dann nämlich senkt sich der Haltearm aufgrund seines Eigengewichts bzw. unter der Kraft der auf ihn drückenden Feder innerhalb der Langlöcher ab, bis das Andrückstück frei kommt und die Kulissenführung der Lagerbockhälften die Seitwärtsbewegung des Haltearmes gestattet. Da der Halteblock in den vertikal orientierten, die Schwenklagerung bildenden Langlöchern der Lagerbockhälften in Querrichtung weiter festgelegt ist, schwenkt der Haltearm durch sein Eigengewicht nach außen, und zwar soweit, wie es die Kulissenführung zulässt. Selbstverständlich ist auch eine kinematische Umkehr der Lagerung dadurch möglich, dass die Schwenkachse und die weitere Achse in den Lagerhälften festgelegt sind und die Langloch- und Kulissenführungen in dem Halteblock vorgesehen sind.
- Zusätzlich kann nach einem anderen Merkmal der Erfindung die Verschwenkbewegung des Haltearmes in der untersten Stellung der Schwenkachse des Haltebockes in den Langlöchern der Lagerbockhälften durch mindestens eine zwischen dem unteren Ende des Halteblockes und dem Montageträger angreifende Feder herbeigeführt und/oder unterstützt werden.
- Ein Arbeitsverfahren zum Halten und Montieren einer zwischen Hinterachse und Karosserie einzusetzenden, tonnenförmig gewickelten Hinterfeder eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung ist durch die Abfolge der folgenden Arbeitsschritte gekennzeichnet:
- a) die Hinterfeder wird aufgenommen und auf der an der Hinterachse vorgesehenen Auflage positioniert,
- b) der in seiner Ruheposition positionierte Haltearm wird manuell in Richtung Hinterfeder verschwenkt, bis das Andrückstück über einer der Windungen steht,
- c) das Andrückstück wird auf der Oberseite der Windung zur Anlage gebracht,
- d) die Hinterachse wird auf dem Montageträger aufliegend zur Hochzeit von Fahrgestell und Karosserie in Fügeposition gebracht,
- e) nachdem die Hinterfeder von der zur Auflage kommenden Karosserie um eine geringen Federweg zusammengedrückt wurde, schwenkt der freigewordene Haltearm in seien Ruheposition zurück.
- Günstigerweise wird die Hinterfeder zum Andrücken des Andrückstückes auf der Oberseite der Windung auf der Auflage solange um ihre Längsmittelachse gedreht, bis das Andrückstück fest auf der Windung aufliegt.
- Alternativ dazu kann aber auch zum Andrücken des Andrückstückes auf der Oberseite der Windung der Halteblock mit dem daran befestigten Haltearm gegen die Kraftwirkung der Feder nach oben bewegt werden, beispielsweise indem er durch einen Werker gleichzeitig angehoben und gegen die Druckfeder geschwenkt wird, bis das Andrückstück die Windung der Druckfeder vom oben hintergreift.
- Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen der Erfindung lässt sich die Montagezeit einer Druckfeder, insbesondere einer Hinterfeder in der Fertigung eines Kraftfahrzeuges mit einfachen Mitteln deutlich verkürzen. Durch nur einmaliges Aufnehmen der Druckfeder und nur im Bedarfsfall geringfügige Korrektur der Position des Druckfeder ist der Werker nicht mehr von Beginn bis zum Ende der Hochzeit gebunden. Hingegen erhöht die verbesserte Ergonomie seine Leistungsfähigkeit und beugt Ermüdungserscheinungen vor. Die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung ist sehr einfach und benötigt weder Druckmittelantriebe oder Elektromotoren.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer schematisch vereinfachten Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
- Die erfindungsgemäße Hilfsvorrichtung ist in der einzigen Zeichnungsfigur insgesamt mit 1 bezeichnet. Sie besteht aus dem Haltearm 2, der aus zwei zueinander rechtwinklig verlaufenden Winkelarmen gebogen ist, von denen einer in Richtung der Druckfederlängsachse verläuft und mit 2a bezeichnet ist und der andere quer zur Druckfederlängsachse verläuft und mit 2b bezeichnet ist. Die Druckfeder selbst ist mit 4 bezeichnet. Der Winkelarm 2b ist an seinem freien Ende 5 an dem Halteblock 6angeschweißt, der seinerseits zwischen aus zwei Platten (von denen nur eine dargestellt ist) gebildeten Lagerbockhälften 7 schwenkbar gelagert ist. Dazu ist die Schwenkachse 8 durch den Halteblock 6 hindurchgesteckt und beidseitig in den sich in den beiden Lagerbockhälften gegenüber liegenden, vertikal orientierten Langlöchern 9 7 senkrecht geführt. Oberhalb der Langlöcher 9 sind in den Lagerbockhälften 7 sich ebenfalls gegenüberliegende Kulissenführungen 10 vorgesehen, in denen eine weitere, ebenfalls durch den Halteblock 6 hindurchgesteckte Achse 11, beidseitig geführt ist. Die Langlöcher 9 und die Kulissenführungen 10 sind derartig ausgerichtet, das sich der Halteblock 6 und damit der daran befestigte Haltearm 2 zunächst begrenzt vertikal bewegen können. Zusätzlich ermöglichen die Kulissenführungen in der untersten Stellung der Schwenkachse 8 in den Langlöchern 9 ein Ausweichen der Achse 11 (in der Zeichnung) nach rechts, so dass sich der Haltearm 2 um die Schwenkachse 8 nach der der Druckfeder abgekehrten Seite neigen kann und der Haltearm 2 in seine Ruheposition gelangen kann.
- Oberhalb des Halteblocks 6 ist bei 12 eine Druckfeder dargestellt, die bestrebt ist, den Haltearm stets in die beschriebene unterste Stellung zu drücken. Dies wird aber in der Betriebsstellung des Haltearmes 2 dadurch verhindert, dass sich das am oberen Ende des Winkelarmes 2a in Richtung Druckfeder 4 auskragende Andrückstück 13 von oben auf eine Windung 14 der Druckfeder 4 legt und letztere mit der untersten Windung auf die Auflage 15 drückt, die an der Hinterachse 16 angeformt ist. Das Andrückstück 13 ist zusätzlich zur besseren Anlage an der Windung 14 entsprechend der Windungskontur teilkreisförmig konturiert.
- Auf der dem Andrückstück 13 abgewandten Seite des Haltearmes 2 ist ein Handgriff 17 angeformt, an dem der Werker den Haltearm anfassen kann. Schließlich ist am unteren Ende des Halteblockes 6 bei 18 eine Feder 19 angelenkt, deren anderes Ende bei 20 am Lagerbock 7 befestigt ist. Die Feder 19 ist als Zugfeder ausgebildet, sie ist bestrebt, den Haltebock 6 mit dem Haltearm 2 in die Ruhestellung zurückzuführen, sobald nach dem Zusammendrücken der Druckfeder 4 die Schwenkachse 8 in der unteren Stellung der Langlöcher 9 positioniert ist und die Kulissenführungen 10 ein Ausweichen der Achse 11 (in der Zeichnung nach rechts) zulassen.
- Im Folgenden wird die Funktionsweise der Hilfsvorrichtung 1 beschrieben:
Auf dem Montageträger 21 einer nicht dargestellten Montagestraße ist die Hinterachse 16 (von der nur ein Teil dargestellt ist) aufgelegt und fixiert. Auf der an der Hinterachse 16 angeformten Auflage 15 für die Hinterfeder (Druckfeder 4) wird die Druckfeder 4 mit der untersten Windung manuell aufgesetzt und zunächst durch eine kegelförmige Erhebung der Auflage 15 zentriert. Um ein Herabfallen der Druckfeder 4 im Folgenden bis zum Einbau zu verhindern, wird der in einer Ruhestellung seitlich neben der Druckfeder 4 befindliche Haltearm 2 am Handgriff 17 von einem Werker ergriffen und um die Schwenkachse 8 in Richtung Druckfeder geschwenkt. Dabei übergreift das Andrückstück 13 die Windung 14 der Druckfeder 4. Der Haltearm wird während des Verschwenkens entweder von dem Werker leicht gegen die Wirkung der Feder 12 angehoben und mit dem Andrückstück von oben auf die Windung 14 aufgesetzt, oder die Druckfeder 4 wird auf der Auflage 15 so weit gedreht, bis das Anlagestück 13 an der Windung 14 anliegt. In dieser Position des Haltearmes 2 ist die Druckfeder 4 sicher zwischen der Auflage 15 und dem die Windung hintergreifenden Anlagestück 13 eingespannt und kann nun mit dem Montageträger 21 und der Hinterachse 16 weiter transportiert werden. Dadurch, dass der Haltearm 2 aus den Winkelarmen 2a und 2b besteht und der Winkelarm 2b unter die Auflage 15 reicht, ergibt sich eine kippsichere Auflage der Druckfeder 4; denn der untere Druckpunkt des Haltearmes liegt etwa in Richtung der Druckfederlängsachse 3. - Sobald bei der Hochzeit von Fahrgestell und Karosserie die auf die Druckfeder 4 aufsetzende Karosserie ein Zusammendrücken der in Montagestellung positionierten Druckfeder 4 bewirkt, verschiebt die Druckfeder 12 den Halteblock 6 mit dem Haltearm 2 in den Langlöchern 9 nach unten. Dadurch gelangt die Achse 11 in den nach seitlich geöffneten Bereich der Kulissenführung 10. Wird danach die Druckfeder 4 weiter zusammengedrückt, so kommt das Anlagestück 13 von der Windung 14 frei. Durch das Eigengewicht des Haltearmes und von der Feder 19 unterstützt, verschwenkt der Haltearm 2 aus dem Bereich der Druckfeder 4 heraus, durch die Kulissenführung geführt, in seine Ruhestellung. In dieser Position ist die Druckfeder von der am Montageträger 21 befestigten Hilfsvorrichtung frei, so dass das Fahrgestell nach erfolgter Hochzeit mit der Karosserie von dem Montageträgcr 21 gelöst werden kann. Bezugszeichenliste 1 Hilfsvorrichtung
2 Haltearm
2a quer verlaufender Winkelarm
2b längs verlaufender Winkelarm
3 Längsachse der Druckfeder
4 Druckfeder
5 freies Ende des Winkelarmes 2b
6 Halteblock
7 Lagerblockhälfte
8 Schwenkachse
9 Langlöcher
10 Kulissenführungen
11 Achse
12 Feder
13 Andrückstück
14 Windung
15 Auflage
16 Hinterachse
17 Handgriff
18 Befestigungspunkt
19 Feder
20 Befestigungspunkt
21 Montageträger
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