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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage eines Lenkerelements gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zur Montage eines Lenkerelements gemäß Patentanspruch 10.
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Ein solches Lenkerelement ist aus dem Serienkraftwagenbau hinlänglich bekannt. Es stellt eine Komponente des Fahrwerks für einen Personenkraftwagen dar, mittels welchem ein zugehöriges Rad geführt wird. Im Rahmen der Endmontage des Personenkraftwagens wird das Lenkerelement, beispielsweise in Form eines Querlenkers an der Karosserie befestigt.
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Eine Vorrichtung zur Montage eines Lenkerelements an einer Karosserie eines Kraftwagens ist aus der gattungsbildenden
DE 10 2004 041 412 B3 bekannt.
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DE 199 40 676 C1 offenbart eine Vorrichtung zur Einstellung eines Maßes, insbesondere zur Vorspureinstellung der Räder an Achsen von Kraftfahrzeugen, die grundsätzlich auch zur Montage eines Lenkerelements an der Karosserie von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden könnte.
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Das Lenkerelement weist zumindest zwei Lagerstellen auf, die über jeweils eine Schraubverbindung mit der Karosserie des Personenkraftwagens verschraubt und somit an dieser befestigt werden. Diese Befestigung beziehungsweise Verschraubung stellt einen nicht unerheblichen Zeit- und damit Kostenaufwand während der Montage dar, was somit auch die Gesamtkosten des Personenkraftwagens ansteigen lässt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Montage eines solchen Lenkerelements bereitzustellen, durch welche eine vereinfachte Montage ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Montage eines Lenkerelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Montage eines Lenkerelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Montage eines Lenkerelements, insbesondere eines Querlenkers eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, an einer Karosserie des Kraftwagens, weist eine erste Aufnahmeeinrichtung sowie zumindest eine zweite Aufnahmeeinrichtung auf, mittels welchen gleichzeitig ein erstes, zu der ersten Aufnahmeeinrichtung korrespondierendes Befestigungselement, insbesondere ein Schraubelement, für das Lenkerelement sowie ein zweites, zu der zweiten Aufnahmeeinrichtung korrespondierendes Befestigungselement, insbesondere ein Schraubelement, für das Lenkerelement gegen eine jeweilige Verdrehung abstützbar sind.
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Diese gleichzeitige Abstützung der Befestigungselemente gegenüber einer jeweiligen Verdrehung ermöglicht eine schnellere Montage des Lenkerelements an der Karosserie, insbesondere in einem Radlauf des Kraftwagens, da die zumindest beiden Befestigungselemente gleichzeitig durch die Vorrichtung sowohl gehalten als auch insbesondere gegen die Verdrehung abgestützt werden. Somit können Drehmomente für beide Befestigungselemente beim Befestigen des Lenkerelements, welches beispielsweise als oberer Querlenker ausgebildet ist, abgestützt werden, und zwar in ein und demselben Schritt. Ein Halten des einen Befestigungselements, ein Beenden dieses Haltens und ein erneutes Halten des anderen Befestigungselements ist somit nicht vonnöten, was den Montageprozess deutlich vereinfacht und damit Zeit und Kosten einspart.
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Darüber hinaus ist die Befestigung des Lenkerelements durch lediglich einen Monteur ermöglicht, und dies vom Motorraum des Kraftwagens aus, wodurch eine Notwendigkeit des Befestigens durch den besagten Radlauf obsolet ist. Dies erlaubt nicht nur eine wesentlich schnellere Montage, sondern auch eine deutlich ergonomischere Haltung des Monteurs, da dieser das Lenkerelement nun aufrecht stehend montieren kann. Somit ist durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur eine zeit- und kostenunaufwändigere Montage des Lenkerelements ermöglicht, was die Gesamtkosten des Kraftwagens absenkt, sondern auch wesentlich günstigere Arbeitsbedingungen für den Monteur geschaffen.
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Die Abstützung der Vorrichtung selbst erfolgt dabei beispielsweise derart, dass die Vorrichtung eine erste Abstützeinrichtung aufweist, mittels welcher die Vorrichtung gegen ein Verdrehen an der Karosserie des Kraftwagens abstützbar ist. Eine solche Abstützung kann beispielsweise an einem Längsträger des Kraftwagens und/oder aber auch an einem Federdom erfolgen. In jeglicher Hinsicht ist eine definierte und sichere Abstützung der Vorrichtung an der Karosserie ermöglicht, was auch hohe Kräfte und/oder Momente zur besonders festen Befestigung des Lenkerelements an der Karosserie beziehungsweise an dem Kraftwagen erlaubt.
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Eine weitere Verbesserung der Montage des Lenkerelements an der Karosserie ist dadurch ermöglicht, dass die Vorrichtung eine Führungseinrichtung mit zumindest einem Führungselement aufweist, an welchem zumindest eine Aufnahmeeinrichtung in Längserstreckungsrichtung der Führungseinrichtung zwischen zumindest einer Feststellung und zumindest einer Losstellung verschiebbar gehalten ist, wobei sich die Feststellung auf einen Zustand der Vorrichtung bezieht, bei welcher die Befestigungselemente des Lenkerelements abgestützt sind und somit das Lenkerelement montierbar ist. Die Losstellung bezieht sich dabei auf einen Zustand der Vorrichtung, bei welchem die Vorrichtung von dem Lenkerelement beziehungsweise von den Befestigungselementen gelöst beziehungsweise an diese verbracht werden kann. Das bedeutet also, dass ausgehend von der Losstellung der Vorrichtung die Vorrichtung entsprechend am Lenkerelement in dessen Befestigungsbereich positioniert wird, woraufhin die Vorrichtung in ihrer Feststellung verbracht wird und das Lenkerelement befestigt werden kann. Nach der Befestigung des Lenkerelements wird die Vorrichtung wieder in ihre Losstellung verbracht, von dem Lenkerelement gelöst und kann dann zur Montage eines weiteren Lenkerelements eingesetzt werden.
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Die verschiebliche Halterung zumindest einer Aufnahmeeinrichtung an dem Führungselement weist dabei den Vorteil auf, dass Abstandstoleranzen und/oder Lagetoleranzen der Befestigungselemente kompensierbar sind aber nichtsdestotrotz die Befestigungselemente gleichzeitig und fest gegen die Verdrehung abstützbar sind.
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Die Vorrichtung weist ein erstes zu der ersten Aufnahmeeinrichtung korrespondierendes Griffelement und ein zweites zu der zweiten Aufnahmeeinrichtung korrespondierendes Griffelement auf, mittels welchen die Aufnahmeeinrichtungen entlang der Führungseinrichtung, insbesondere aufeinander zu, verschiebbar sind. Das bedeutet also, dass die Vorrichtung beispielsweise als Zange ausgebildet ist, die durch zusammendrücken einen gespannten Zustand und damit in ihre Losstellung und durch auseinander bewegen der Griffelemente in ihre Feststellung zur Befestigung des Lenkerelements verbringbar ist.
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Um das Auseinanderbringen der Griffelemente zu unterstützen, kann vorteilhafter Weise zumindest ein Federelement vorgesehen sein, gegen dessen Federkraft die Griffelement zusammengedrückt und somit auch die Aufnahmeeinrichtungen aufeinander zu verschoben werden können. Die Federkraft des Federelements ermöglicht es dann, die Aufnahmeeinrichtungen auseinander zu schieben und somit einen jeweiligen, festen Kontakt mit dem korrespondierenden Befestigungselement zu gewährleisten.
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Vorteilhafterweise sind die Aufnahmeeinrichtungen mittels eines jeweiligen Bolzens gegen eine Verdrehung am korrespondierenden Griffelement abgestützt, wobei diese Abstützung der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung am korrespondierenden Griffelement über eine Fläche erfolgt, welche mit der Richtung, in welche die jeweilige Aufnahmeeinrichtung verschiebbar ist, einen Winkel einschließt, der beispielsweise im Wesentlichen 15° beträgt. Dies ermöglicht ein einfaches Lösen der Vorrichtung, also eine Verbringung von ihrer Feststellung in ihre Losstellung.
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Der genannte Winkel stellt einen Reibwinkel dar, der so bemessen ist, dass die Vorrichtung während der Befestigung der Befestigungselemente sperrt, also diese gegen eine Verdrehung abstützt sowie sich selbst an der Karosserie abstützt, wobei allerdings bei dem besagten Lösen der Vorrichtung ein Gegenhaltemoment auf Null gesetzt werden kann, und das in einfacher Art und Weise, d.h. ohne große Kraftanstrengung des Monteurs, woraufhin die Vorrichtung von dem befestigten Lenkerelement entfernt werden kann.
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Dies vereinfacht die Montage für den Monteur um ein weiteres Maß, wodurch somit einerseits die Montagebedingung weiterhin verbessert und andererseits eine noch unaufwändigere und damit kostengünstigere Montage realisiert ist.
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Zur Realisierung der beschriebenen Verschieblichkeit ist der Bolzen beispielsweise in einer Aussparung, insbesondere in einem Langloch, gehalten.
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Ein weiterer Vorteil, der aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung resultiert, ist der, dass die Vorrichtung ein Halten des Lenkerelements in dessen Befestigungsposition während dessen Befestigung ermöglicht, wodurch also zusätzliche Halteeinrichtungen obsolet sind. Dies reduziert den Aufwand und damit die Kosten für die Montage um ein weiteres Maß.
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Die genannten Aufnahmeeinrichtungen für die Befestigungselemente sind beispielsweise als Innensechskantaufnahmen ausgebildet, durch welche Muttern und/oder Schraubenköpfe gegen ein Verdrehen abstützbar sind.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Befestigung des Lenkerelements an der Karosserie auf einfache, schnelle und damit kostengünstige Art und Weise erlaubt bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ergonomisch günstigen Haltung des Monteurs, der das Lenkerelement aufrecht stehend vom Motorraum aus montieren kann. Auch ist dadurch eine aufwändige Verbringung beziehungsweise Positionierung des Kraftwagens beziehungsweise dessen Karosserie vermieden. Die Karosserie kann dabei in einer normalen, aufrechten Position verbleiben, in welcher die Befestigung beziehungsweise Montage des Lenkerelements auf die beschriebene Art und Weise ermöglicht ist. Dies ist dem Handling der Montage zuträglich, was die Kosten ebenso in einem geringen Rahmen hält.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Montage eines Lenkerelements, insbesondere eines Querlenkers, eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, an einer Karosserie des Kraftwagens, bei welchem eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und umgekehrt anzusehen.
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Durch das erfindungsgemäß Verfahren sind alle, bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Vorteile einer einfachen, schnellen und kostengünstigen Montage realisierbar bei gleichzeitiger Schaffung der erwähnten, günstigen ergonomischen Haltung des Monteurs.
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Nachdem der Monteur die Vorrichtung, beispielsweise in Form der beschriebenen Zange, auf Muttern beziehungsweise Schraubenköpfen der Befestigungselemente in Form von Schraubelementen für das Lenkerelement aufgesetzt hat, kann er mittels einer Schraubvorrichtung, beispielsweise eines Akkuschraubers, zu den Schraubelementen korrespondierende Kontermittel, beispielsweise Gegenmuttern, befestigen, also festschrauben. Die Zange stellt dabei sicher, dass die Muttern beziehungsweise Schraubenköpfe fixiert sind und sich beim Festschrauben der Gegenmuttern nicht drehen können.
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Sind die Gegenmuttern auf ein gewünschtes Moment angezogen, so kann es sein, dass die Zange verspannt ist und gegebenenfalls nur mit einem erhöhten Kraftaufwand zu lösen ist, falls keine anderweitigen Vorkehrungen getroffen sind. Um das Lösen zu vereinfachen, ist der ebenfalls in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebene Reibwinkel vorgesehen, der beispielsweise im Wesentlichen 15° beträgt und so bemessen ist, dass die Zange während des Festziehens der Gegenmuttern sperrt, dass aber beim Lösen der Zange das Gegenhaltemoment auf Null gesetzt werden kann, so dass die Zange einfach und ohne hohe Kraftaufwendung gelöst werden kann.
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Die Zeichnungen zeigen in:
- 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Montage eines oberen Querlenkers eines Personenkraftwagens an einer Karosserie desselbigen, wobei die Vorrichtung zwei Aufnahmeeinrichtungen aufweist, mittels welchen gleichzeitig jeweils ein Schraubelement für das Lenkerelement gegen eine Verdrehung abstützbar ist;
- 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1;
- 3 ausschnittsweise eine vergrößerte Draufsicht auf einen Bereich der Vorrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren, welche in einem Radlauf des Kraftwagens zur Montage des oberen Querlenkers positioniert ist und sich in ihrer Feststellung befindet, und
- 5 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß 4 in ihrer Losstellung.
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Während die 1 bis 3 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Montage eines oberen Querlenkers eines Personenkraftwagens zeigen, welche eine besonders einfache und für einen Monteur ergonomisch günstige Montage des oberen Querlenkers an einer Karosserie des Kraftwagens ermöglicht, zeigen die 4 und 5 eine leicht modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung, wobei in der 4 eine Feststellung der Vorrichtung gezeigt ist, in welcher der obere Querlenker befestigbar ist, und wobei in 5 eine Losstellung der Vorrichtung gezeigt ist, in welcher die Vorrichtung von dem oberen Querlenker lösbar beziehungsweise an diesem positionierbar ist.
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung in Form einer Zange 10 mittels welcher ein Lenkerelement in Form eines oberen Querlenkers 12 (4) eines Personenkraftwagens an der Karosserie desselbigen montierbar ist. Die Zange 10 weist dazu eine erste Aufnahmeeinrichtung 16 sowie eine zweite Aufnahmeeinrichtung 18 auf, mittels welchen gleichzeitig ein erstes, zu der ersten Aufnahmeeinrichtung 16 korrespondierendes Befestigungselement in Form einer Schraube 20 sowie ein zweites, zu der zweiten Aufnahmeeinrichtung 18 korrespondierendes Befestigungselement in Form einer Schraube 22 für das Lenkerelement 12 gegen eine Verdrehung abstützbar sind. Dazu weisen die Aufnahmeeinrichtung 16 und 18 jeweils einen Innensechskant auf, in welchem ein jeweiliger Schraubenkopf der Schraube 20 beziehungsweise 22 aufnehmbar und gegen eine Verdrehung abstützbar ist.
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Zur Befestigung des Querlenkers 12 an der Karosserie des Personenkraftwagens durchdringen die Schrauben 20 und 22 jeweils eine Lagereinrichtung 28 beziehungsweise 30 des oberen Querlenkers 12 und werden von einer dem jeweiligen Schraubenkopf gegenüber liegenden Seite 24 beziehungsweise 26 von einem Motorraum des Personenkraftwagens aus mit einem jeweiligen Kontermittel in Form einer Gegenmutter verschraubt, wodurch also der Querlenker 12 an der Karosserie festgelegt wird.
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Bei eben dieser Verschraubung sind die Schrauben 20 und 22 gegen ein Verdrehen durch die Zange 10 abgestützt.
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Zur Positionierung der Zange 10 am Querlenker 12 wird die Zange 10 über Griffelemente 32 und 34 gegen die Kraft eines Federelements 36 zusammengedrückt, wodurch die an einem jeweiligen Führungselement in Form einer Führungsstange 38 beziehungsweise 40 einer Führungseinrichtung 42 verschiebbar gehaltenen Aufnahmeeinrichtungen 20 und 22 gemäß Richtungspfeilen 44 und 46 aufeinander zu bewegt werden.
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Die Zange 10 ist somit gespannt und befindet sich in ihrer Losstellung, in welchem sie frei positionierbar ist. In dieser Stellung wird die Zange 10 beziehungsweise werden die Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 in Überdeckung der Schraubenköpfe der Schrauben 20 und 22 positioniert, woraufhin das zusammendrücken der Griffelemente 32 und 34 aufgehoben wird. Unter der Federkraft des Federelements 36 werden die Griffelement 32 und 34 auseinander gedrückt sowie die Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 entgegen Richtungspfeilen 44 und 46 auseinander verschoben, wodurch der jeweilige Innensechskant über den jeweiligen Schraubenkopf der Schrauben 20 und 22 gestülpt wird. Durch die Federkraft des Federelements 36 sind somit die Schraubenköpfe der Schrauben 20 und 22 fest in den Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 aufgenommen, woraufhin ein Verschrauben der Gegenmuttern erfolgen kann.
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Zur Abstützung der Zange 10 an dem Kraftwagen beziehungsweise an der Karosserie weist die Zange 10 eine Abstützeinrichtung in Form eines Abstützbügels 48 auf, über welchen die Zange 10 beispielsweise an einem Längsträger 50 (2) der Karosserie abstützbar ist.
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Des Weiteren weist die Zange 10 eine zweite Abstützeinrichtung in Form eines Abstützbügels 52 auf, mittels welchen ein Einbauwinkel des Querlenkers 12 festlegbar ist. Der Abstützbügel 52 ist dabei individuell auf die spezifische Abstützung des jeweiligen Querlenkers abzustimmen.
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Wie aus der bisherigen Beschreibung deutlich wird, kann es bei dem Verschrauben zu einer Verspannung der Zange 10 kommen, die ein Lösen der Zange 10 von dem Querlenker 12, also ein Verbringen der Zange 10 von der in den 1, 2 und 4 gezeigten Feststellung in die in der 5 gezeigte Losstellung nur unter erhöhtem Kraftaufwand möglich ist, falls keine anderweitigen Vorkehrungen getroffen sind. Zur Vereinfachung dieser Verbringung, also zur Vereinfachung des Lösens der Zange 10 von dem Querlenker 12 nach Verschraubung, erfolgt eine Abstützung der Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 über in Aussparungen 54 und 56 der Griffelemente 32 und 34 aufgenommene Steckbolzen 58 und 60 auf die durch die 3 verdeutlichte Art, wobei diese anhand des Absteckbolzens 58 beziehungsweise der Aussparung 54 gezeigt ist. Analoges gilt für den Absteckbolzen 60 beziehungsweise die Aussparung 56.
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Die Abstützung der Aufnahmeeinrichtung 16 über den Absteckbolzen 58 in der Aussparung 54 erfolgt nun über eine Fläche, welche mit der Richtung, in welche die Aufnahmeeinrichtung 16 gemäß einem Richtungspfeil 44 beziehungsweise entgegen dem Richtungspfeil 44 verschiebbar ist, einen Winkel α einschließt, der beispielsweise im Wesentlichen 15° beträgt. Je flacher dieser Winkel gewählt wird, desto höher ist der Kraftaufwand zum Lösen der Zange 10. Ein Richtungspfeil 56 in der 3 deutet dabei eine Richtung einer Krafteinleitung an.
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Die 4 und 5 zeigen die Zange 10 in einer alternativen Ausführungsform, wobei diese Zange 10' nun eine Abstützbügel 48' aufweist, über welchen die Zange 10' nicht mehr am Längsträger 50 sondern an einem Federdom des Kraftwagens abstützbar ist.
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Die 4 zeigt die Zange 10' dabei in ihrer Feststellung, in welcher sie entspannt ist und das Federelement 36 die Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 auseinander und somit über die Schraubenköpfe drückt. Diese Feststellung ist auch in den 1 und 2 dargestellt.
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Die 5 zeigt die Zange 10' in ihrer Losstellung, in welcher sie zusammengedrückt, also gespannt ist. Das Zusammendrücken der Zange 10' über die Griffelemente 32 und 34 erfolgt dabei entgegen der Federkraft des Federelements 36, wodurch also auch die Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 entlang der jeweiligen Führungsstange 38 und 40 aufeinander zu verschoben sind. Beim Loslassen der Griffelemente 32 und 34 drückt die Federkraft des Federelements 36 die Griffelemente 32 und 34 sowie die Aufnahmeeinrichtungen 16 und 18 auseinander, bis beispielsweise die in der 4 gezeigte Feststellung der Zange 10' erreicht ist. Analoges gilt natürlich auch für die in den 1 und 2 dargestellte Zange 10.
