DE102009010571B4

DE102009010571B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Montage einer Feder

Info

Publication number: DE102009010571B4
Application number: DE102009010571.9A
Authority: DE
Inventors: Adrian Fischer; Hans-Dieter Knigge; Günter Poetsch; Wilhelm Frasch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-02-14
Filing date: 2009-02-14
Publication date: 2024-08-01
Anticipated expiration: 2029-02-15
Also published as: DE102009010571A1

Abstract

Vorrichtung zur Montage einer Feder (1), umfassend eine Schraubenfeder (2), die sich oben an einer Karosserie und unten über ein Widerlager (4) an einem Lenker (5) abstützt, mit einem Spannmittel, das die Schraubenfeder (2) während der Montage der Feder (1) in die Karosserie unter Vorspannung hält, wobei das Spannmittel die Schraubenfeder (2) konzentrisch durchsetzt, wobei das Spannmittel (12) mit seinem oberen Ende an einem dafür vorgesehenen Befestigungselement (21) befestigbar ist und wobei durch Aufbringen einer axialen Zugkraft an dem dem Befestigungselement (21) gegenüberliegenden Ende des Spannmittels (12) eine Relativbewegung der Schraubenfeder (2) in Richtung des unteren Widerlagers (4) bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schraubenfeder (2) oben über eine obere Federauflage (3) an einem Federbeindom (18) der Karosserie abstützt, wobei die obere Federauflage (3) das Befestigungselement (21) aufweist,.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage einer Feder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechendes Montageverfahren.
In der Serienfahrzeugfertigung ist es üblich, die zu fertigenden Fahrzeuge hängend zu fördern und das Fahrwerk von unten in die hängende Karosserie einzubringen. Dazu kann es notwendig sein, die Schraubenfeder eines zum Fahrwerk gehörenden Federbeins vorzuspannen. Dies erfolgt in der Regel mit Montagehilfen oder durch Verspannen der Karosse gegen die Feder.
So greift eine in der DE 91 15 048 U1 offenbarte Spannvorrichtung an den Windungen der Schraubenfeder an, um diese zu spannen.
Aus der DE 33 02 057 C2 ist ein Montageverfahren für ein Federbein bekannt geworden, bei dem die Federbeine von unten in eine hängende Karosserie montiert werden. Dazu ist auf dem oberen Ende des Teleskopstoßfängers ein elastischer Lagerkörper montiert, dessen oberer kegelförmiger Gummi durch eine karosserieseitige verjüngte Ausnehmung gedrückt werden muss. Hierbei werden keine zusätzlichen Montagehilfen benötigt, wie sie beispielsweise in der DE 91 15 048 U1 beschrieben sind.
Schließlich ist aus der EP 0 281 173 A2 bekannt, mittels eines konzentrisch durch ein Federpaket, bestehend aus zwei Federn, verlaufenden Bolzen eine Schraubenfeder zu verspannen.
Aus der gattungsgemäßen DE 91 15 048 U1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ebenfalls eine Relativbewegung der Schraubenfeder in Richtung des unteren Widerlagers bewirkt wird. Hierzu muss jedoch ein Gewindezapfen durch die Karosserie hindurchgeführt werden und dort mittels eines Spannorgans fixiert werden. Dies ist gerade bei neueren Fahrzeugen, die bauraumoptimiert konstruiert sind und zudem meist eine notwendige Bohrung in der Karosserie überhaupt nicht aufweisen, sehr schwierig beziehungsweise unmöglich.
Aus der DE 198 58 419 B4 ist ein Federspanner für eine Schraubenfeder bekannt, welcher über eine Gewindespindel am freien Ende der Kolbenstange eine Teleskopstoßdämpfers befestigt wird.
Aus der DE 101 37 133 A1 ist eine Hilfsvorrichtung zum Halten und Montieren einer Druckfeder bekannt, welche die Druckfeder während der Montage der Hinterachse in Position hält.
Aus der EP 1 462 343 B1 ist eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug bekannt.
Aus der DE 88 15 706 U1 ist eine Vorrichtung zum Ein- und Ausbauen großer Schraubendruckfedern an Kraftfahrzeugachsen bekannt, welche unter anderem aus einer Gewindespindel und einem Gewindezapfen besteht wobei der Gewindezapfen ein drehstarr jedoch axial verschiebbares Spannorgan aufweist welches am Achskörper eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist.
Aus der US 4 237 594 A ist ein Federkompressionswerkzeug bekannt, welches eine Gewindespindel mit Endplatte besitzt welche die Gewindespindel in Position hält während die Feder komprimiert wird.
Aus der DE 78 00 663 U1 ist eine Vorrichtung zum Spannen großer Schraubendruckfedern bekannt, welches einen Gewindestab und eine tellerartige Federauflageplatte besitzt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung zur Montage einer Feder unter Beibehaltung der vorteilhaften gleichmäßigen Spannwirkung eines konzentrisch durch eine Schraubenfeder verlaufenden Spannmittels zu vereinfachen. Zudem soll das Montageverfahren entsprechend weiterentwickelt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Das entsprechende Montageverfahren ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.
Ein Federbein umfasst eine Schraubenfeder, die konzentrisch durch einen beispielsweise teleskopierbaren Stoßdämpfer durchsetzt wird. Die Schraubenfeder ist mit ihrem oberen Ende an einer oberen Federauflage und am unteren Ende über ein Widerlager am Lenker befestigt. Die obere Federauflage der Schraubenfeder ist im sogenannten Federbeindom in der Karosserie gelagert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Spannmittel die Schraubenfeder konzentrisch durchsetzt und mit seinem oberen Ende an der Federauflage befestigbar ist. Um die Schraubenfeder für den Montageprozess vorzuspannen, wird das Spannmittel an einem entsprechend an der Federauflage vorgesehenen Befestigungselement befestigt. Durch Aufbringen einer axialen Zugkraft am gegenüberliegenden Ende des Spannmittels wird eine Relativbewegung der oberen Federauflage in Richtung des unteren Widerlagers bewirkt. Ggf. kann dies in Zusammenwirken mit einer unteren Abstützung erreicht werden. Die Schraubenfeder wird dadurch entsprechend komprimiert. Das Spannmittel sollte vorzugsweise kraftfrei und momentenfrei an der oberen Federauflage befestigt werden. Die Vorrichtung ist insbesondere deshalb einfach zu handhaben, da sie als obere Federauflage der Schraubenfeder und Bestandteil der Achse nach der Montage im Fahrzeug verbleibt. Sobald die vorgespannte Schraubenfeder in den Federbeindom eingebracht ist und das Eigenwicht des Fahrzeugs auf die Schraubenfeder wirkt, wird diese durch das Fahrzeuggewicht komprimiert, wodurch sich die Zugkraft des Spannmittels verringert. Die verbleibende Zugbelastung des Spannmittels wird durch Lösen der Befestigung abgebaut und das Spannmittel kann als Montagehilfe entnommen werden. Anschließend kann der Stoßdämpfer anstelle des Spannmittels in die Schraubenfeder platziert werden. Dabei lässt sich für die Befestigung des Stoßdämpfers das selbe Befestigungselement nutzen, mit dem auch das Spannmittel an der oberen Federauflage befestigt ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform kann das Spannmittel ein Gewindebolzen sein, der mit dem als Gewindeaufnahme ausgebildeten Befestigungselement der Federauflage verschraubbar ist, wobei die Gewindeaufnahme koaxial zur Achse der Schraubenfeder angeordnet ist. Dadurch kann in einfacher Weise das Spannmittel an der Federauflage befestigt werden.
Bei einer koaxialen Erstreckung der Längsachse des Spannmittels zur Achse der Schraubenfeder kann eine gleichmäßige Spannwirkung auf die Schraubenfeder erzeugt werden.
Kostengünstig kann die Federauflage einen Lagerkörper aus Kunststoff umfassen, in den die Gewindeaufnahme eingeformt ist.
Für eine automatische Montage ist es empfehlenswert, dass die axiale Zugkraft für die Dauer der Montage am Spannmittel konstant anliegt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Federbeins mit einem Spannmittel in einer schematischen Darstellung sowie
2 ein in einen Federbeindom einer Fahrzeugkarosserie montiertes Federbein mit Stoßdämpfer in einer schematischen Darstellung.

In 1 ist ein für den Einbau in ein hängendes Kraftfahrzeug vormontiertes Federbein 1 dargestellt.
Das Federbein 1 umfasst hier eine Schraubenfeder 2, die mit einer oberen Federauflage 3 versehen ist. Unten ist die Schraubenfeder 2 mit über ein unteres Widerlager 4 am Lenker 5 befestigt.
Die obere Federauflage 3 umfasst ein gummielastisches Bauteil 6, das in einen vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Lagerkörper 7 eingepasst ist. Etwa mittig ist in dem Lagerkörper 7 ein Befestigungselement 21 vorgesehen. In dieser bevorzugten Ausgestaltung ist das Befestigungselement 21 als in den Lagerkörper 7 eingeformte Gewindeaufnahme 8 ausgebildet, die koaxial zur Längsachse der Schraubenfeder verläuft. Ein umlaufender Befestigungsflansch 9 dient zur Befestigung der oberen Federauflage 3 an einem hier nicht dargestellten Federbeindom einer Fahrzeugkarosserie.
Das untere Widerlager 4 umfasst ebenfalls ein gummielastisches Bauteil 10, das über einen Federteller 11 mit der Schraubenfeder 2 verbunden ist und sich am Lenker 5 abstützt.
Für das Vorspannen des Federbeins 1 wird ein Spannmittel 12 von unten konzentrisch durch die Schraubenfeder 2 geführt. Das Spannmittel 12 ist dabei zumindest in seinem oberen Bereich als Gewindebolzen 20 ausgeführt, der in die Gewindeaufnahme 8 bis zu einem definierten Anschlag eingeschraubt werden kann.
Anschließend wird eine Zugkraft gemäß Pfeilrichtung A auf das Spannmittel 12 aufgebracht. Dies kann manuell aber auch automatisiert erfolgen. Dadurch wird die obere Federauflage 3 gemäß Pfeilrichtung A in Richtung des Widerlagers 4 bewegt und dabei die Schraubenfeder komprimiert. Hilfreich kann dabei eine Abstützung 13 sein, gegen die der Lenker 5 entsprechend gepresst wird. Die Größe der einwirkenden Zugkraft richtet sich nach der gewünschten Vorspannung der Schraubenfeder. Für die Dauer der Montage wird die Vorspannung der Schraubenfeder 2 durch eine konstant anliegende axiale Zugkraft gehalten. Sobald das Federbein 1 in das Fahrzeug eingebracht ist, wird entsprechend 2 der Befestigungsflansch 9 der oberen Federauflage 3 am Federbeindom 18 mittels Schraubverbindungen 16 und 17 fixiert.
Die Schraubenfeder 2 wird durch das Eigengewicht des Fahrzeugs komprimiert, sobald dieses aus seiner hängenden Position auf die Räder abgestellt wird. Hierbei wird die anliegende axiale Zugkraft reduziert.
Danach kann der Gewindebolzen 20 aus der Gewindeaufnahme 8 gelöst werden. Anstelle des Spannmittels kann nun ein Kolben 14 eines Teleskopstoßdämpfers 15 mittels eines geeigneten Werkzeugs in der Gewindeaufnahme 8 des Lagerkörpers 7 verschraubt werden. Dazu wird der Teleskopstoßdämpfer 15 durch eine axiale Kraft entgegen der Pfeilrichtung A gegen die oberer Federauflage 3 gedrückt und mittels eines nicht dargestellten Bolzens am unteren Lenker 5 befestigt.
Abschließend wird noch darauf hingewiesen, dass die Befestigung des Spannmittels 12 bzw. des Teleskopstoßdämpfers 15 an bzw. in der oberen Federauflage 3 auch mit anderen Befestigungsmitteln erfolgen kann. Hierbei sind beispielsweise Bajonett- oder andere Schnellverschlusstechniken denkbar.

Claims

Vorrichtung zur Montage einer Feder (1), umfassend eine Schraubenfeder (2), die sich oben an einer Karosserie und unten über ein Widerlager (4) an einem Lenker (5) abstützt, mit einem Spannmittel, das die Schraubenfeder (2) während der Montage der Feder (1) in die Karosserie unter Vorspannung hält, wobei das Spannmittel die Schraubenfeder (2) konzentrisch durchsetzt, wobei das Spannmittel (12) mit seinem oberen Ende an einem dafür vorgesehenen Befestigungselement (21) befestigbar ist und wobei durch Aufbringen einer axialen Zugkraft an dem dem Befestigungselement (21) gegenüberliegenden Ende des Spannmittels (12) eine Relativbewegung der Schraubenfeder (2) in Richtung des unteren Widerlagers (4) bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schraubenfeder (2) oben über eine obere Federauflage (3) an einem Federbeindom (18) der Karosserie abstützt, wobei die obere Federauflage (3) das Befestigungselement (21) aufweist,.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (12) ein Gewindebolzen (20) ist, der mit dem als Gewindeaufnahme (8) ausgebildeten Befestigungselement (21) der Federauflage (3) verschraubbar ist, wobei die Gewindeaufnahme (8) koaxial zur Achse der Schraubenfeder (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsachse des Spannmittels (12) koaxial zur Achse der Schraubenfeder (2) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federauflage (3) einen Lagerkörper (7) aus Kunststoff umfasst, in den ein formschlüssiges Widerlager (8) eingeformt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Zugkraft für die Dauer der Montage am Spannmittel (12) konstant anliegt.
Verfahren zur Montage einer Feder (1), umfassend eine Schraubenfeder (2), die sich oben über eine obere Federauflage (3) an einem Federbeindom (18) einer Karosserie und unten über ein Widerlager (4) an einem Lenker (5) abstützt, mit einem Spannmittel, durch das die Schraubenfeder (2) während der Montage der Feder (1) in die Karosserie unter Vorspannung gehalten wird, wobei das Spannmittel die Schraubenfeder (2) konzentrisch durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (12) mit seinem oberen Ende an einem dafür vorgesehenen Befestigungselement (21) der Federauflage (3) befestigt wird und eine axiale Zugkraft an dem dem Befestigungselement (21) gegenüberliegenden Ende des Spannmittels (12) eine Relativbewegung der oberen Federauflage (3) in Richtung des unteren Widerlagers (4) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (12) ein Gewindebolzen (20) ist, der mit dem als Gewindeaufnahme (8) ausgebildeten Befestigungselement (21) der Federauflage (3) verschraubt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Zugkraft für die Dauer der Montage am Spannmittel (12) konstant anliegt.
Feder für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Federauflage (3) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.