DE102005043191A1

DE102005043191A1 - Automatische Orientierung einer oberen Befestigung

Info

Publication number: DE102005043191A1
Application number: DE102005043191A
Authority: DE
Inventors: Kris Schuyten
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2006-04-13
Also published as: GB2417932A; GB2417932B; US20060049592A1; BRPI0504591A; US7314224B2; GB0518498D0; FR2874984A1

Abstract

Die obere Befestigung einer Federbeineinheit kann in unterschiedlichen Positionen ausgerichtet werden, um verschiedene Anordnungen in einem Fahrzeug anzunehmen. Eine Ausrichtungseinheit beinhaltet eine Spanneinheit für die obere Befestigung, die die obere Befestigung in der Federbeineinheit ergreift. Die Spanneinheit für die obere Befestigung ist innerhalb eines oberen Werkzeugs angeordnet. Die obere Befestigung und die Spanneinheit für die obere Befestigung werden in eine erste Richtung gedreht, bis ein Blockadeanschlag auf dem oberen Werkzeug erreicht wird. Die obere Befestigung und die Spanneinheit für die obere Befestigung werden in die entgegengesetzte Richtung gedreht, bis ein Positionierungsanschlag auf dem oberen Werkzeug erreicht wird, um die obere Befestigung richtig zu orientieren. Zum oberen Werkzeug können zusätzliche Positionierungsanschläge zugefügt werden, um zusätzliche Ausrichtungen der oberen Befestigung zu ermöglichen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine McPherson Federbeineinheit für ein Kraftfahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Ausrichtung der oberen Befestigung der McPherson Federbeineinheit, die eine Verwendung herkömmlicher Komponenten an beiden Seiten des Fahrzeugs ermöglicht.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Federbeinartige Aufhängungssysteme sind in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein bekannt. Ein Teleskopfederbein, das gewöhnlicherweise einen hydraulischen Dämpfer beinhaltet, wird als eines der Führungselemente für das Rad des Kraftfahrzeugs verwendet. Die gebräuchlichste Form einer federbeinartigen Aufhängung ist das McPherson Federbein-Aufhängungssystem. Die McPherson Federbeineinheit beinhaltet eine Spiralfeder, die konzentrisch um das Teleskopfederbein, das der Stoßdämpfer ist, angeordnet ist. Das obere Ende der McPherson Federbeineinheit beinhaltet eine obere Befestigungseinheit, die in einem Dom befestigt ist, der durch den Fahrzeugkörper in einer Position oberhalb des Radkastens des Fahrzeugs ausgebildet ist.

Die obere Befestigungseinheit beinhaltet gewöhnlicherweise einen Rückstoßdämpfer, der durch eine Schmutzhaube geschützt ist, einen oberen Federsitz zur genauen Positionierung einer Spiralfeder der McPherson Federbeineinheit und ein Lager, das eine Rotation der Kolbenstange bezüglich einer oberen Befestigung ermöglicht. Diese beinhaltet Bolzen, die dazu verwendet werden, die obere Befestigungseinheit in dem durch die Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Dom zu befestigen.

In Folge des Bestrebens nach Standardisierung und der damit verbundenen Kosteneinsparungen ist es wünschenswert, symmetrische Teile auszubilden. Im Falle der oberen Befestigungseinheit sind der Rückstoßdämpfer, die Schmutzhaube, der obere Federsitz und das Lager gewöhnlicherweise symmetrische Komponenten, die sowohl auf der rechten als auch der linken Seite des Fahrzeugs verwendet werden können. Die obere Befestigung ist keine symmetrische Komponente, obwohl sie in einem ähnlichen Design für die linke und die rechte Seite des Fahrzeugs ausgebildet ist. Während die obere Befestigung keine symmetrische Komponente ist, kann die identische Komponente auf der rechten und der linken Seite des Fahrzeugs verwendet werden, falls die Ausrichtung der oberen Befestigung spezifisch auf eine erste Orientierung eingestellt werden kann, wenn sie auf der rechten Seite des Fahrzeugs positioniert ist und spezifisch auf eine zweite Orientierung eingestellt werden kann, wenn sie auf der linken Seite des Fahrzeugs positioniert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung liefert dem Stand der Technik ein System, das eine Ausrichtungsvorrichtung beinhaltet, die in der Lage ist, die obere Befestigung in der ersten Position für die rechte Seite des Fahrzeugs und in der zweiten Position für die linke Seite des Fahrzeugs automatisch auszurichten. Das System beinhaltet ein Werkzeug, das einen ersten ortsfesten Anschlag für die rechte Seite des Fahrzeugs und einen zweiten, federbefestigten Anschlag für die linke Seite des Fahrzeugs beinhaltet.

Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Es sollte verstanden werden, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifische Beispiele, die die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anzeigen, zum ausschließlichen Zwecke der Darstellung gedacht sind und den Bereich der Erfindung nicht einschränken.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser hervorgehen, in denen:
1 eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs ist, in dem die McPherson Federbeineinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
2 eine Seitenansicht einer der Vorderaufhängungseinheiten ist, die die McPherson Federbeineinheit gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten,
3 eine vergrößerte Schnittansicht der oberen Befestigungseinheit der vorliegenden Erfindung mit einem in die obere Befestigung eingreifenden Ausrichtungwerkzeug ist und
4 eine Aufsicht auf die obere Befestigungseinheit und die Orientierungseinrichtung ist, die in 3 dargestellt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist ausschließlich beispielhafter Natur und soll die Erfindung und deren Anwendung oder Verwendung keinesfalls einschränken.
In 1 ist ein Fahrzeug dargestellt, das ein Aufhängungssystem mit einer Federbeineinheit gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet und allgemein mittels der Bezugsnummer 10 gekennzeichnet ist. Das Fahrzeug 10 weist eine hintere Aufhängung 12, eine vordere Aufhängung 14 und eine Karosserie 16 auf. Die hintere Aufhängung 12 besitzt eine quer verlaufende Hinterachseneinheit (nicht dargestellt), die dazu vorgesehen ist, operativ die Hinterräder 18 des Fahrzeugs zu tragen. Die Hinterachseneinheit ist operativ mittels eines Paars Stoßdämpfer 20 und eines Paars Schraubenfedern 22 mit der Karosserie 16 verbunden. In ähnlicher Weise beinhaltet die vordere Aufhängung 14 eine quer verlaufende Vorderachseneinheit (nicht dargestellt), um die Vorderräder 24 des Fahrzeugs operativ zu tragen. Die Vorderachseneinheit ist mittels eines zweiten Paars Stoßdämpfer 26 und eines Paars spiralförmig geformter Spiralfedern 28 mit der Karosserie 16 verbunden. Die Stoßdämpfer 20 und 26 dienen dazu, die Relativbewegung des ungefederten Bereiches (das heißt der Vorder- und Hinteraufhängungen 12 bzw. 14) und des gefederten Bereichs (das heißt die Karosserie 16) des Fahrzeugs 10 zu dämpfen. Während das Fahrzeug 10 als ein Personenwagen mit Vorder- und Hinterachseinheiten dargestellt ist, können die Stoßdämpfer 20 und 26 mit anderen Fahrzeugarten und/oder in anderen Anwendungsarten wie Fahrzeugen verwendet werden, die unabhängige Vorder- und/oder unabhängige Hinteraufhängungssysteme beinhalten. Der hier verwendete Begriff „Stoßdämpfer" bezeichnet Dämpfer im Allgemeinen und beinhaltet daher McPherson Federbeine. Während die vordere Aufhängung 14 als ein Paar McPherson Federbeine oder Stoßdämpfer 26 aufweisend dargestellt ist, liegt es im Bereich der vorliegenden Erfindung, dass die hintere Aufhängung 12 ein Paar McPherson Federbeine oder Stoßdämpfer 26 beinhaltet, falls dieses gewünscht ist.
In 2 ist die Vorderradeinheit des Fahrzeugs 10 genauer dargestellt. Die Karosserie 16 bildet einen Dom 32 aus dem Blech des Fahrzeugs 10 aus, innerhalb dessen eine McPherson Federbeineinheit 34 befestigt ist, die eine Teleskopeinheit in Form eines Stoßdämpfers 26, einer Spiralfeder 28 und einer oberen Befestigungseinheit 36 aufweist. Die McPherson Federbeineinheit 34, die den Stoßdämpfer 26, die Spiralfeder 28 und die obere Befestigungseinheit 36 beinhaltet, ist mit dem Fahrzeug 10 unter Verwendung des Doms 32 verbunden. Die obere Befestigungseinheit 36 umfasst eine obere Befestigung 38, eine Lagereinheit 40 und einen oberen Federsitz 42. Die obere Befestigung 38 umfasst einen einteilig gepressten Körper und ein festes Körperelement, welches herkömmlicherweise aus Schmiedestahl besteht. Die obere Befestigungseinheit 36 ist mittels Bolzen 48 an dem Dom 32 befestigt. Die Lagereinheit 40 sitzt reibschlüssig innerhalb des aufgepressten Körpers der oberen Befestigung 38, so dass eine Seite der Lagereinheit 40 relativ zur oberen Befestigung 38 und dem Dom 32 fest ist. Die zweite Seite der Lagereinheit rotiert frei bezüglich der ersten Seite der Lagereinheit 40, der oberen Befestigung 38 und des Doms 32.
Die frei rotierende Seite der Lagereinheit 40 trägt den oberen Federsitz 42, der zum äußeren Durchmesser der Lagereinheit 40 spielgepasst ist. Zwischen dem oberen Federsitz und dem Stoßdämpfer 26 ist ein Federpuffer 50 angeordnet. Der Federpuffer 50 umfasst eine elastomeren Werkstoff, der mittels einer Kunststoffschmutzhaube 52 geschützt ist. Auf dem Stoßdämpfer 26 ist eine Pufferkappe 54 angeordnet, um den Federpuffer 50 und die Kunststoffschmutzhaube 52 zu verbinden.
An dem Stoßdämpfer 26 ist ein unterer Federsitz 60 befestigt. Zwischen dem oberen Federsitz 42 und dem unteren Federsitz 60 ist eine Spiralfeder 28 angeordnet, um die Karosserie 16 von der Aufhängung 14 zu isolieren. Der Stoßdämpfer 26 umfasst ein Druckrohr 62, eine Kolbeneinheit 64 und eine Teleskopstange oder Kolbenstange 66. Während der Stoßdämpfer 26 als Einrohrausführung dargestellt ist, liegt es im Bereich der vorliegenden Erfindung, einen Doppelrohrstoßdämpfer als Stoßdämpfer 26 zu verwenden. Während mit 2 der Stoßdämpfer 26 beschrieben ist, ist es ebenfalls beabsichtigt, dass der Stoßdämpfer 20 auch die hier hinsichtlich des Stoßdämpfers 26 beschriebenen Merkmale beinhalten kann.
Vor der Montage der McPherson Federbeineinheit 34 in dem Fahrzeug 10 wird die Vormontage der McPherson Federbeineinheit 34 durchgeführt. Die Pufferkappe 54, der Federpuffer 50 und die Schmutzhaube 52 werden an den Stoßdämpfer 26 montiert. Die Spiralfeder 28 wird über den Stoßdämpfer montiert und innerhalb des unteren Federsitzes 60 positioniert. Der obere Federsitz 42 wird auf den Stoßdämpfer 26 montiert und bezüglich der Spiralfeder 28 korrekt positioniert. Die Lagereinheit 40 wird auf dem oberen Federsitz 42 positioniert und die obere Befestigung 28 auf der Lagereinheit 40 positioniert. Die gesamte Einheit wird innerhalb einer Montagemaschine positioniert, die die Spiralfeder 28 derart komprimiert, dass das Ende der Kolbenstange 66 durch eine innerhalb der oberen Befestigungseinheit 36 angeordnete Bohrung ragt. Auf das Ende der Kolbenstange 66 wird eine Haltemutter 68 mittels eines Gewindes aufgenommen, um die Montage der McPherson Federbeineinheit 34 zu sichern.
Die obere Befestigung 38 ist für die linke und rechte Seite des Fahrzeugs als eine identische Komponente ausgebildet, besitzt allerdings eine unterschiedliche Ausrichtung bezüglich des Stoßdämpfers 26 und ihrer verbundenen Abstützung (bracketry), wenn sie auf der rechten oder linken Seite des Fahrzeugs angeordnet ist.
In den 3 und 4 ist eine Ausrichtungsvorrichtung in Form eines Werkzeugs 80 dargestellt, die das obere Befestigung 38 automatisch ausrichtet. Das Werkzeug 80 umfasst eine Spanneinheit 82 für die obere Befestigung und ein unteres Werkzeug 84, das eine Basisplatte 86, ein Lager 88 und eine Führung 90 zusammendrückt. Die Führung 90 ist innerhalb einer Öffnung, die in der Basisplatte 86 ausgebildet ist, rotierbar angeordnet, während das Lager 88 zwischen der Führung 90 und der Basisplatte 86 angeordnet ist.
Die obere Befestigung 38 wird durch die Spanneinheit 82 für die obere Befestigung ergriffen. Die obere Befestigung 38 wird zusammen mit der Spanneinheit 82 innerhalb des unteren Werkzeugs 84 positioniert, wobei die Spanneinheit 82 in die Führung 90 eingreift. Das Lager 88 wird zwischen der Führung 90 und der Basisplatte 86 angeordnet, um eine Rotation der oberen Befestigung 38, der Spanneinheit 82 und der Führung 90 bezüglich der Basisplatte 86 zu ermöglichen, um die obere Befestigung 38 richtig bezüglich des Stoßdämpfers 26 auszurichten. Die Basisplatte 86 beinhaltet einen blockierenden Anschlag 92, einen ersten Positionsanschlag 94 und einen zweiten Positionsanschlag 96. Ein Positionierungsanschlag 98, der ein Teil der Spanneinheit 82 ist, greift in die Anschläge 92, 94 und 96 ein, um die obere Befestigung 38 bezüglich des Stoßdämpfers 26 richtig auszurichten.
Während der Montage der McPherson Federbeineinheit 34 und des Anziehens der Haltemutter 68 greift der Positionierungsanschlag 98 in den Blockieranschlag 92 ein, um eine Rotation der oberen Befestigung 38 zu verhindern, bis das richtige Drehmoment der Haltemutter 68 erreicht ist. Wenn die Montage abgeschlossen ist und die Haltemutter 68 angezogen ist, ist die obere Befestigung 38 in einer gegen den Uhrzeiger gerichteten Richtung ausgerichtet, wie in 4 dargestellt ist. Die obere Spanneinheit 38 und die Befestigung 82 werden gegen den Uhrzeigersinn gedreht, bis der Positionierungsanschlag 98 gegen den ersten Positionierungsanschlag 94 stößt. Der zweite Positionierungsanschlag 96 ist ein federbefestigter Positionierungsanschlag, der sich aus dem Weg des Positionierungsanschlags 98 herausbewegt, wenn sich dieser gegen den Uhrzeigersinn bewegt, allerdings agiert der zweite Positionierungsanschlag 96 als ein Anschlag für den Positionierungsanschlag 98, wenn dieser, wie in 4 dargestellt ist, sich im Uhrzeigersinn dreht. Falls der Positionierungsanschlag 98, der gegen den ersten Positionierungsanschlag 94 stößt, die korrekte Ausrichtung für die obere Befestigung 38 in deren Position im Fahrzeug auf dessen rechter Seite ist, sind die Überwachung des Drehmomentwertes der Haltemutter 68 und eine Positionierungsüberwachung abgeschlossen und der Montageprozess fertiggestellt. Falls die Rotation der oberen Befestigung 38 und der Spanneinheit 82 in deren Stellung, in der der Positionierungsanschlag 98 gegen den ersten Positionierungsanschlag 94 stößt, nicht die korrekte Stellung ist, wie auf der linken Seite des Fahrzeugs, werden die obere Befestigung 38 und die Spanneinheit 82 im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag gegen den zweiten Positionierungsanschlag 96 gedreht, der die korrekte Stellung für die gegenüberliegende Ausrichtung der oberen Befestigung 38 darstellt. Die Überwachung des Drehmomentes der Haltemutter 68 und eine Positionierungsüberwachung sind abgeschlossen und der Montageprozess fertiggestellt.
Während das Werkzeug 80 als einen Blockadeanschlag 92 und erste und zweite Positionierungsanschläge 94 und 96 aufweisend dargestellt ist, liegt es im Bereich der vorliegenden Erfindung, zusätzliche federgetragene mechanische Anschläge zu haben, die mit der Drehwinkelanweisung des Mutterschraubers kombiniert werden können, um zusätzliche Endstellungsanschläge zu ermöglichen, falls dieses gewünscht wird.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur, weshalb Variationen, die nicht von der Idee der Erfindung abweichen, in den Bereich der Erfindung fallen. Derartige Variationen dürfen nicht als Abweichung von der Idee und dem Bereich der Erfindung betrachtet werden.
Falls die Ausbildung der oberen Befestigung es ermöglicht, eines oder mehrere Teile der oberen Befestigung zu verwenden, um die Funktion des Positionierungsanschlags 88 in einem oder mehreren Schritten des Prozesses zu erfüllen, vereinfacht dieses in gewünschter Weise den Aufbau. Diese Anwendung wird als innerhalb des Bereiches der Erfindung liegend betrachtet.

Claims

Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit, aufweisend: ein oberes Werkzeug, das einen blockierenden Anschlag und einen ersten Positionierungsanschlag ausbildet, eine Spanneinheit für einen Eingriff mit dem oberen Werkzeug, wobei die Spanneinheit einen Positionierungsanschlag ausbildet, wobei die Spanneinheit dazu vorgesehen ist, mit einer oberen Befestigung der Federbeineinheit in Eingriff zu stehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungsanschlag mit dem Blockadeanschlag in Eingriff steht, wenn die obere Befestigungsklammer in eine erste Richtung gedreht wird, um das Anziehen einer Haltemutter der Federbeineinheit zu vereinfachen, und der Positionierungsanschlag mit einem ersten Positionierungsanschlag in Eingriff steht, wenn die obere Befestigungsführung in eine zweite Richtung entgegen der ersten Richtung gedreht wird, um die obere Befestigung in der Federbeineinheit in einer ersten Stellung richtig auszurichten.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Werkzeug einen zweiten Positionierungsanschlag ausbildet, wobei der Positionierungsanschlag mit dem zweiten Positionierungsanschlag in Eingriff steht, um die obere Befestigung der Federbeineinheit in eine zweite Stellung auszurichten.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Positionierungsanschlag ein Einweganschlag ist, der mit dem Positionierungsanschlag nur in Eingriff steht, wenn die obere Befestigung in einer der ersten und zweiten Richtungen gedreht wird.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Positionierungsanschlag ein federbelasteter Anschlag ist.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Positionierungsanschlag ein Einweganschlag ist, der mit dem Positionierungsanschlag nur in Eingriff steht, wenn die obere Befestigung in einer der ersten und zweiten Richtungen gedreht wird.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Werkzeug aufweist: eine Basisplatte, die den Blockadeanschlag und den ersten Positionierungsanschlag ausbildet, eine Führung, die rotierbar innerhalb einer Öffnung angeordnet ist, die in der Basisplatte ausgebildet ist, und ein Lager, das zwischen der Basisplatte und der Führung angeordnet ist.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisplattenwerkzeug einen zweiten Positionierungsanschlag ausbildet, wobei der Positionierungsanschlag mit dem zweiten Positionierungsanschlag in Eingriff steht, um die obere Führung der Federbeineinheit in einer zweiten Stellung auszurichten.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Positionierungsanschlag ein Einweganschlag ist, der mit dem Positionierungsanschlag nur in Eingriff steht, wenn die obere Führung in einer der ersten und zweiten Richtungen gedreht wird.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Positionierungsanschlag ein federbelasteter Anschlag ist.
Ausrichtungseinheit für eine Federbeineinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Positionierungsanschlag ein Einweganschlag ist, der mit dem Positionierungsanschlag nur in Eingriff steht, wenn die obere Führung in einer der ersten und zweiten Richtungen gedreht wird.
Verfahren zur Ausrichtung einer oberen Befestigung einer Federbeineinheit, aufweisend: Ergreifen der oberen Befestigung mit einer Spanneinheit für die obere Befestigung, Drehen der oberen Befestigung unter Verwendung des Spanneinheit in eine erste Richtung bis zu einem Eingriff mit einem Blockadeanschlag, Drehen der oberen Befestigung in eine zweite Richtung entgegen der ersten Richtung, nachdem der Eingriff mit dem Blockadeanschlag erreicht ist, bis ein Eingriff mit einem ersten Positionierungsanschlag erreicht ist.
Verfahren zur Ausrichtung einer oberen Befestigung einer Federbeineinheit nach Anspruch 11, des weiteren aufweisend: Anordnen des Blockadeanschlags und des ersten Positionierungsanschlags an einem oberen Werkzeug und Ineingriffbringen der Spanneinheit der oberen Befestigung mit dem oberen Werkzeug vor dem Drehen der oberen Befestigung unter Verwendung der Spanneinheit.
Verfahren zur Ausrichtung einer oberen Befestigung einer Federbeineinheit nach Anspruch 11, des weiteren aufweisend ein Drehen der oberen Befestigung in eine erste Richtung, bis ein Eingriff mit einem zweiten Positionierungsanschlag erreicht ist, nachdem die obere Befestigung in der zweiten Richtung gedreht wurde.
Verfahren zur Ausrichtung einer oberen Befestigung einer Federbeineinheit nach Anspruch 13, des weiteren aufweisend: Anordnen des Blockadeanschlags und des ersten sowie zweiten Positionierungsanschlags an einem oberen Werkzeug und Ineingriffbringen der Spanneinheit der oberen Befestigung mit dem oberen Werkzeug vor dem Drehen der oberen Befestigung unter Verwendung der Spanneinheit.