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Die Erfindung betrifft eine Einpressvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Einpressvorrichtungen und Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der
DE 10 2004 053 743 A1 geht eine Anordnung aus einem Achsschenkel und einer von dem Achsschenkel aufgenommenen Achsfaust hervor, bei der ein Achsschenkelbolzen mit Übermaß als Presspassung in eine Durchgangsbohrung in der Achsfaust eingepasst ist. Zur Montage des Achsschenkelbolzens wird dieser typischerweise mittels flüssigem Stickstoff gekühlt und anschließend von Hand in zueinander fluchtende Bohrungen des Achsschenkels und der Achsfaust gesteckt. Der Achsschenkelbolzen fällt dabei so lange, bis die steigende Temperatur den sich ausdehnenden Achsschenkelbolzen daran hindert, weiter zu fallen. Hierbei erreicht er nicht zwingend seine vorherbestimmte Endposition. Vielfach ist ein aufwendiges Nachpressen mit einer Werkstattpresse erforderlich, was insbesondere eine hohe Unfallgefahr bedingt. Auch die Verwendung von flüssigem Stickstoff, der eine Temperatur von ungefähr –196°C aufweist, bringt eine erhöhte Unfallgefahr mit sich. Um den Achsschenkelbolzen mit Übermaß in seinen Presssitz in der Achsfaust einzupressen, ist typischerweise eine Kraft von ungefähr 25 t beziehungsweise 250 kN nötig. Theoretisch könnte hierzu zwar eine stationäre Presse verwendet werden, allerdings ist es kaum möglich, die sperrige, vielfältige Störkonturen aufweisende Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust inklusive einem Lenkhebel, Spurhebel oder sogar einem kompletten Radkopf, in ausreichendem Zeittakt unter eine solche Presse zu bekommen. Hinzu tritt das Problem, dass herkömmliche Werkstattpressen typischerweise O-förmig ausgebildet sind, also geschlossene Systeme darstellen, die sich nicht für eine Serienmontage eignen, weil die zu montierenden Teile nicht seitlich in sie eingeführt werden können.
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Letztlich bleibt für eine Serienmontage also in Hinblick auf bekannte Einpressvorrichtungen und Verfahren lediglich die wenig exakte, unfallanfällige Einbaumethode unter Verwendung flüssigen Stickstoffs übrig, die gegebenenfalls eine aufwändige und teure Nachbearbeitung mit sich bringt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einpressvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche die Unfallgefahr beim Einpressen des Achsschenkelbolzens deutlich verringern beziehungsweise minimieren, wobei zugleich eine Serienmontage in einem Takt von vorzugsweise 2 Minuten ohne Weiteres möglich ist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Einpressvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird.
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Dadurch, dass die Einpressvorrichtung einen im Wesentlichen C-förmigen Einpressbügel aufweist, ist sie einseitig offen ausgebildet. Es ist also ohne Weiteres möglich, im Rahmen einer Serienmontage die sperrige Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust in der Einpressvorrichtung anzuordnen und wieder aus ihr zu entnehmen. Die Einpressvorrichtung weist an einem ersten Ende des C-förmigen Einpressbügels ein erstes Krafteinleitungsmittel zum Aufbringen einer in einer Einpressrichtung wirkenden Einpresskraft, und an einem zweiten Ende desselben – in Einpressrichtung dem ersten Krafteinleitungsmittel gegenüberliegend – ein zweites Krafteinleitungsmittel auf. Die Richtung der Einpresskraft erstreckt sich demnach zwischen dem ersten und dem zweiten Krafteinleitungsmittel im Wesentlichen von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des C. Der Kraftfluss wird durch den C-förmigen Einpressbügel geschlossen. Damit ist die Presse zugleich stabil und einfach handhabbar, so dass eine Unfallgefahr – auch durch Verzicht auf die Verwendung flüssigen Stickstoffs – minimiert wird. Durch die sehr stabile C-Form kann die Einpressvorrichtung außerdem vergleichsweise leicht ausgebildet sein.
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Es wird eine Einpressvorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das erste Krafteinleitungsmittel als – in Einpressrichtung gesehen – verlagerbarer Pressstempel ausgebildet ist. Das zweite Krafteinleitungsmittel ist bevorzugt als Gegenlager zur Abstützung des Achsschenkels ausgebildet. Vorzugsweise wirkt der Pressstempel auf den Achsschenkelbolzen, während das Gegenlager den Achsschenkel an einer der Einpressrichtung gegenüberliegenden, distalen Seite abstützt. In dem Achsschenkel ist die Achsfaust angeordnet, in welche der Achsschenkelbolzen eingepresst wird. Diese stützt sich also beim Einpressen auf dem Achsschenkel und hierüber wiederum mittelbar an dem Gegenlager ab.
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Es wird auch eine Einpressvorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Einpressbügel einstückig ausgebildet ist, besonders bevorzugt ist er einstückig aus dem Vollen gefertigt, also nicht aus verschiedenen Teilen gefügt, insbesondere nicht als Schweißkonstruktion ausgelegt. Hierdurch ist er besonders stabil. Vorzugsweise ist er – im Querschnitt gesehen – T-förmig ausgebildet, weist also letztlich eine Form auf, die durch Biegen eines T – entlang einer Richtung, die senkrecht auf einem Querbalken und auf einem Längsbalken des T steht, gesehen – zu einem C entsteht. Eine solche Form ist zur Aufnahme hoher Presskräfte besonders geeignet.
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Der Einpressbügel ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass durch das erste und das zweite Krafteinleitungsmittel eine Presskraft von 25 t beziehungsweise 250 kN aufbringbar ist.
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Aufgrund seiner sehr stabilen geometrischen Auslegung, wobei die Form insbesondere mit Hilfe einer Finite-Elemente-Methode berechnet ist, ist der Einpressbügel in der Lage, bei einem vergleichsweise geringen Gewicht von vorzugsweise nur ungefähr 200 kg eine sehr hohe Presskraft von vorzugsweise 250 kN beziehungsweise 25 t aufzunehmen.
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Es wird eine Einpressvorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Pressstempel durch einen hydraulischen Presszylinder antreibbar ist, der – in Einpressrichtung gesehen – hinter dem Pressstempel an dem ersten Ende des C-förmigen Einpressbügels angeordnet ist. Der hydraulische Presszylinder ist also so angeordnet, dass er den Pressstempel quasi von hinten in die Einpressrichtung schiebt beziehungsweise drückt oder presst. Vorzugsweise weist die Einpressvorrichtung Spann-Hydraulik-Komponenten auf, die bei einem Druck von ungefähr 500 bar auf eine Kolbenfläche von nur ungefähr 80 mm wirken. Dabei werden bevorzugt Presskräfte von 250 kN beziehungsweise 25 t aufgebracht, die von dem vergleichsweise leicht, jedoch sehr stabil ausgebildeten Einpressbügel aufgenommen werden können.
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Es wird auch eine Einpressvorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Einpressbügel hängend gelagert ist. Hierdurch ist die Einpressvorrichtung sehr flexibel insbesondere in der Serienfertigung einsetzbar, weil sie bei hängender Lagerung ohne weiteres an die geometrische Ausrichtung der Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust anpassbar ist. Bevorzugt ist der Einpressbügel in mindestens eine, vorzugsweise in zwei, besonders bevorzugt in drei aufeinander senkrecht stehende Richtungen verlagerbar und ganz besonders bevorzugt um eine vertikale Achse drehbar gelagert, so dass er ohne Weiteres auf eine konkrete Position und Orientierung der Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust anpassbar ist. Es ist dann nicht nötig, im Rahmen der Serienfertigung die sperrige Anordnung in Hinblick auf eine Position der Einpressvorrichtung exakt auszurichten, was zeitraubend und schwierig wäre. Stattdessen kann der vergleichsweise klein und leicht ausgebildete Einpressbügel passgenau zu der Anordnung verlagert werden.
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Vorzugsweise ist er an einer Justiereinrichtung aufgehängt, mittels derer ein Winkel einstellbar ist, den die Einpressrichtung mit einer gedachten Vertikalen einnimmt. Durch die Justiereinrichtung kann berücksichtigt werden, dass die Anordnung aus Achsschenkel und Achsbolzen typischerweise einen Sturz von insbesondere ungefähr 7° aufweist, um die eine Ausrichtung des Achsbolzens relativ zu einer Vertikalen abweicht. Es ist nun nicht nötig, die Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust aufwändig und zeitraubend so zu verkippen, dass dieser Sturz ausgeglichen wird, damit die Einpressrichtung parallel zu einer Vertikalen verläuft, sondern vielmehr kann der vergleichsweise klein und leicht ausgebildete Einpressbügel mit Hilfe der Justiereinrichtung auf den entsprechenden Sturz abgestimmt werden, so dass die Einpressrichtung relativ zur Vertikalen um den Sturzwinkel geneigt ist.
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Dabei spricht eine Vertikale eine Richtung an, die senkrecht zu einer Erdbeziehungsweise Hallenoberfläche beziehungsweise zu einem Hallenboden orientiert ist, in einem Bereich, in welchem die Einpressvorrichtung angeordnet ist. Die Vertikale gibt also insbesondere auch die Richtung der Gravitationskraft an, so dass sich ohne die Justiereinrichtung der Einpressbügel und damit auch die Einpressrichtung ohne Weiteres parallel zu der Vertikalen einstellt. Vorzugsweise sind Abstimmplatten vorgesehen, mit Hilfe derer die Justiereinrichtung auf jeden beliebigen Winkel, vorzugsweise von mindestens 0° bis höchstens 10° zur Vertikalen eingestellt werden kann.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Einpressen eines Achsschenkelbolzens in eine Anordnung aus einem Achsschenkel und einer von diesem aufgenommenen Achsfaust mit den Merkmalen des Anspruchs 6 geschaffen wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Achsschenkelbolzen mittels einer Einpressvorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele in die Achsfaust eingepresst wird. Hierdurch verwirklichen sich die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der Einpressvorrichtung ausgeführt wurden.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Achsschenkelbolzen mittels einer an dem Pressstempel verlagerbar angeordneten Schiebehülse zentriert wird. Insbesondere wird die auf dem Pressstempel verlagerbar angeordnete Schiebehülse vor dem Einpressen zumindest bereichsweise über den Achsschenkelbolzen geführt, um dessen zentrale Lage in Hinblick auf die Einpressrichtung zu gewährleisten. Insbesondere werden hierdurch die Einpressvorrichtung und der Achsschenkelbolzen – ganz besonders in Hinblick auf einen Sturz des Achsschenkelbolzens – relativ zueinander ausgerichtet, mithin die Einpressrichtung festgelegt. Der Achsschenkel wird vorzugsweise mittels eines an dem Gegenlager vorgesehenen Zentrierstücks zentriert, welches besonders bevorzugt während des Einpressvorgangs in eine Bohrung des Achsschenkels eingreift und bei Abschluss des Einpressvorgangs durch den in die Bohrung eindringenden Achsschenkelbolzen aus derselben herausgedrängt wird. Insgesamt werden so jedenfalls der Achsschenkelbolzen und der Achsschenkel durch die Schiebehülse einerseits und das Zentrierstück andererseits relativ zu dem Einpressbügel zentriert beziehungsweise positioniert. Vorzugsweise ist es auch möglich, mit Hilfe des relativ zu dem zweiten Ende des C-förmigen Einpressbügels verlagerbaren, insbesondere in dieses versenkbaren und in die Bohrung des Achsschenkels einführbaren Zentrierstücks eine genaue Einpresstiefe des Achsschenkelbolzens festzulegen, insbesondere indem ein Ende des Einpressvorgangs dadurch bestimmt wird, dass das Zentrierstück aus der Bohrung des Achsschenkels herausgedrängt wird.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass zugleich mit dem Achsschenkelbolzen auch ein diesen umgreifendes Lager in dem Achsschenkel montiert wird. Dieses ist vorzugsweise als Nadellager ausgebildet und wird vorzugsweise zugleich mit dem Achsschenkelbolzen in einem genau vorherbestimmen Abstand von vorzugsweise 0,5 mm zu einer dem Pressstempel zugewandten Endfläche des Achsschenkelbolzens in dem Achsschenkel montiert. Das Lager wird dabei in einer dem Pressstempel zugewandten, proximalen Bohrung des Achsschenkels angeordnet. In einer dem Pressstempel abgewandten, distalen Bohrung des Achsschenkels ist bevorzugt ebenfalls ein Lager, insbesondere ein Nadellager angeordnet, welches vor dem Einpressen mit einem Nadelhülsenschutz in Form einer Kunststoffhülse versehen ist. Dieser wird bevorzugt durch den in die Bohrung eindringenden Achsschenkelbolzen verdrängt und letztlich ausgeworfen. Dabei dient das Gegenlager des Einpressbügels bevorzugt auch einer Aufnahme des Nadelhülsenschutzes, der beim Einpressvorgang von dem Gegenlager aufgenommen wird und danach aus diesem entnommen werden kann.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass ein abgesetzter Achsschenkelbolzen in den Achsschenkel und die Achsfaust eingesetzt wird, wobei der Begriff „abgesetzt” bedeutet, dass ein distales Ende des Achsschenkelbolzens, welches in der distalen Bohrung des Achsschenkels angeordnet wird, bezüglich seines Durchmesser so bearbeitet ist, dass bei einem Durchführen durch die Achsfaust in dessen Bereich keine zusätzlichen Presskräfte auftreten.
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Der Achsschenkelbolzen weist einen Bereich auf, der bezüglich seiner Toleranzen auf Presspassung mit einer Bohrung in der Achsfaust bearbeitet ist. Hierdurch wird im Wesentlichen die zum Einpressen erforderliche Einpresskraft bestimmt. Das distale Ende des Achsschenkelbolzens ist nun vorzugsweise abgesetzt in dem Sinne ausgebildet, dass in dessen Bereich keine Presspassung, sondern vielmehr eine Spielpassung in Bezug auf die Bohrung in der Achsfaust vorgesehen ist. Daher kann das distale Ende des Achsschenkelbolzens locker durch die Bohrung der Achsfaust geführt werden, ohne dass hier zusätzliche Press- beziehungsweise Reibungskräfte auftreten. Dies erleichtert den Einpressvorgang im Vergleich zu bekannten Achsschenkelbolzen, welche entlang ihrer gesamten axialen Länge auf Presspassung mit einer Bohrung der Achsfaust bearbeitet sind.
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Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass in einem Bereich des Achsschenkelbolzens und/oder der Achsfaust, in dem eine Presspassung zwischen diesen Elementen vorgesehen ist, vor dem Einspannen eine Montagepaste aufgebracht wird. Es ist möglich, dass die Montagepaste lediglich auf eine äußere Umfangsfläche des Achsschenkelbolzens aufgebracht wird. Ebenso ist es möglich, dass die Montagepaste sowohl auf eine innere Umfangsfläche der Achsfaust als auch auf die äußere Umfangsfläche des Achsschenkelbolzens aufgebracht wird. Vorzugsweise wird jedoch die Montagepaste nur auf die innere Umfangsfläche der Achsfaust aufgebracht. Hierdurch kann die Reibung in dem auf Presspassung bearbeiteten Bereich des Achsschenkelbolzens beziehungsweise der Achsfaust verringert werden, so dass der Einpressvorgang erleichtert oder überhaupt erst ermöglicht wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 Eine dreidimensionale Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Einpressvorrichtung;
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2 einen Teillängsschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß 1;
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3 einen Längsschnitt durch eine Anordnung aus einem Achsschenkel und einer Achsfaust, in welcher ein Achsschenkelbolzen eingepresst ist;
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4 eine Darstellung eines ersten Verfahrensschritts zur Positionierung des Achsschenkelbolzens;
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5 eine Darstellung eines weiteren Verfahrensschritts zum Einpressen des Achsschenkelbolzens in die Achsfaust, und
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6 eine Darstellung eines weiteren Verfahrensschritts, in welchem der Achsschenkelbolzen seine Endposition in der Achsfaust und in dem Achsschenkel erreicht.
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1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Einpressvorrichtung 1. Diese dient dem Einpressen eines nicht dargestellten Achsschenkelbolzens in einer Anordnung aus einem ebenfalls nicht dargestellten Achsschenkel und einer von diesem aufgenommenen, ebenfalls nicht dargestellten Achsfaust.
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Die Einpressvorrichtung 1 weist einen im Wesentlichen C-förmigen Einpressbügel 3 auf, wobei an einem ersten Ende desselben ein erstes Krafteinleitungsmittel 5 und an einem zweiten – in Einpressrichtung dem ersten Krafteinleitungsmittel gegenüberliegend – ein zweites Krafteinleitungsmittel 7 angeordnet ist. Die beiden Krafteinleitungsmittel 5, 7 dienen dem Aufbringen einer Einpresskraft, welche entlang einer die beiden Krafteinleitungsmittel 5, 7 verbindenden Achse orientiert ist.
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Das erste Krafteinleitungsmittel 5 ist als – in Einpressrichtung gesehen – verlagerbarer Pressstempel 9 ausgebildet, und das zweite Krafteinleitungsmittel 7 ist als Gegenlager 11 ausgebildet, welches beim Einpressvorgang den Achsschenkel im Bereich eines distalen Schenkels abstützt.
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Es zeigt sich, dass der Einpressbügel 3 einstückig und – im Querschnitt, beispielsweise entlang einer Linie A, A' gesehen – T-förmig ausgebildet ist. Er ist entlang einer Richtung, die senkrecht auf einem Längsbalken 12 und senkrecht auf einem Querbalken 13 des T steht, zur C-Form gekrümmt und weist so letztlich eine optimale, mit Hilfe einer Finite-Elemente-Methode optimierte Geometrie zur Aufnahme der beim Einpressen wirkenden Kräfte auf. Es wird auch deutlich, dass der Einpressbügel 3 zu der – in 1 – rechten Seite hin offen ist, so dass hier ohne Weiteres in kurzen Montagetaktzeiten die Anordnung aus Achsschenkel und darin aufgenommener Achsfaust einbringbar ist. Vorzugsweise wird dabei der Einpressbügel 3 in seiner Position relativ zu der Anordnung verlagert, wozu Handgriffe 15, 15' vorgesehen sind. Ebenfalls sind bevorzugt unmittelbar an dem Einpressbügel 3 Bedienelemente 17 angeordnet, mit denen ein Werker den Einpressbügel 3 verlagern beziehungsweise die Einpressvorrichtung 1 sowie den Einpressvorgang steuern kann.
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Der Pressstempel 9 wird durch einen hydraulischen Presszylinder 19 angetrieben, der – in Einpressrichtung gesehen – hinter dem Pressstempel 9 angeordnet ist.
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Der Einpressbügel 3 ist hängend gelagert und an einer Justiereinrichtung 21 aufgehängt, wobei mit Hilfe der Justiereinrichtung ein Winkel einstellbar ist, den die Einpressrichtung mit einer gedachten – in 1 von oben nach unten verkaufenden – Vertikalen einnimmt. Die Justiereinrichtung 21 ist vorzugsweise als Kipptisch, besonders bevorzugt mit zwei Schwenkachsen 23, 23' ausgebildet, wobei die Schwenkachsen 23, 23' aufeinander und jeweils auf der Vertikalen senkrecht stehen. Mit Hilfe der Justiereinrichtung ist es möglich, die Einpressrichtung auf einen Sturz des Achsschenkelbolzens beziehungsweise der Bohrung in der Achsfaust, die in dem Achsschenkel aufgenommen ist, einzustellen, ohne dass es einer aufwändigen Verkippung der gesamten Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust bedarf.
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An dem Pressstempel 9 ist eine relativ zu diesem – in Einpressrichtung gesehen – verlagerbare Schiebehülse 25 angeordnet, welche den Pressstempel 9 – in Umfangsrichtung gesehen – umgreift. Dabei spricht eine Umfangsrichtung eine Richtung an, welche die Einpressrichtung entlang einer Umfangslinie umgreift. Vorzugsweise ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, mit Hilfe derer die Schiebehülse 25 in ihrer in 1 dargestellten Position und relativ zu dem Pressstempel 9 festgelegt werden kann. Die Verriegelungseinrichtung kann gelöst werden, um die Schiebehülse 25 – in Einpressrichtung gesehen – zu verlagern und über das distale Ende eines Achsschenkelbolzens, vorzugsweise auch über ein an diesem angeordnetes Lager führen zu können. Auf diese Weise ist es möglich, den Achsschenkelbolzen relativ zu dem Pressstempel 9 beziehungsweise zu dem Einpressbügel 3 auszurichten. Dabei ist hier eine relative Ausrichtung angesprochen, es ist also möglich, den Achsschenkelbolzen und/oder den Einpressbügel 3 auszurichten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird allerdings der Einpressbügel 3 ausgerichtet, während der Achsschenkelbolzen und insbesondere auch die Anordnung aus Achsschenkel und Achsfaust raumfest verbleiben.
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2 zeigt eine Längsschnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dargestellt sind hier insbesondere ein Achsschenkel 27 und ein Achsschenkelbolzen 29. Der Achsschenkel 27 weist einen proximalen Schenkel 31 auf, der mit einer Bohrung 33 versehen ist, in welche der Achsschenkelbolzen 29 bereichweise eingeführt dargestellt ist. Weiterhin umfasst der Achsschenkel 27 einen distalen Schenkel 35, der eine mit der Bohrung 33 fluchtende Bohrung 37 aufweist.
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Weiterhin dargestellt ist eine während es Einpressvorgangs zwischen den Schenkeln 31, 35 angeordnete Achsfaust 49, die ebenfalls eine Bohrung 51 aufweist, die zum Einpressen des Achsschenkelbolzens 29 mit der proximalen Bohrung 31 und der distalen Bohrung 37 fluchtet.
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Die Einpressrichtung ist in 2 durch eine vertikale Achse E dargestellt. Ein distales Ende beziehungsweise eine distale Bohrung oder ein distaler Schenkel spricht an, dass das entsprechende Element – in Einpressrichtung gesehen – auf einer dem Pressstempel 9 abgewandten Seite angeordnet ist. Entsprechend spricht ein proximales Ende, eine proximale Bohrung oder ein proximaler Schenkel an, dass das entsprechende Element – in Einpressrichtung gesehen – auf einer Seite des Pressstempels 9 angeordnet ist.
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In dem Gegenlager 11 ist ein Zentrierstück 39 entlang der Einpressrichtung verlagerbar angeordnet, welches während des Einpressvorgangs mit dem distalen Schenkel 35, und vorzugsweise mit der distalen Bohrung 37 des Achsschenkels 27 so zusammenwirkt, dass der Einpressbügel 3 und der Achsschenkel 27 relativ zueinander zentriert werden. Bevorzugt greift hierzu das Zentrierstück 39 in die Bohrung 37 ein.
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In dieser ist ein Lager, vorzugsweise ein Nadellager 41 vorgesehen, welches durch einen als Kunststoffhülse 42 ausgebildeten Nadelhülsenschutz geschützt wird. Die Kunststoffhülse 42 wird beim Einpressen des Achsschenkelbolzens 29 ausgeworfen und von dem Gegenlager 11 aufgenommen. Zugleich wird das Zentrierstück 39 aus der distalen Bohrung 37 verdrängt.
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Ein Ende des Einpressvorgangs beziehungsweise das Erreichen einer korrekten Einpressposition durch den Achsschenkelbolzen 29 wird bestimmt durch einen Abstand D, den eine distale Endfläche 57 der Schiebehülse 25 – entlang der Einpressrichtung gesehen – von einer distalen Endfläche 59 des Presstempels 9 aufweist, wenn die Schiebehülse 25 mit einer proximalen Endfläche 61 an einer Schulter 63 des Pressstempels 9 anschlägt. Beim Einpressen stützt sich nämlich die Schiebehülse 25 mit der distalen Endfläche 57 an einer proximalen Stützfläche 65 des proximalen Schenkels 31 ab, so dass der Achsschenkelbolzen 29 nicht weiter in Einpressrichtung verlagert werden kann, wenn die Schulter 63 an der proximalen Endfläche 61 anschlägt. Die Endposition des Achsschenkelbolzens 29 wird mithin dadurch bestimmt, dass der Pressstempel 9 und die Schiebehülse 25 quasi auf Block fahren. Die Endfläche 45 des Achsschenkelbolzens 29 weist dann zu der proximalen Stützfläche 65 des Achsschenkels 27 gerade den Abstand D auf. Auf diese Weise ist ohne Weiteres ein Ende des Einpressvorgangs bestimmbar, und eine korrekte Einpressposition des Achsschenkelbolzens 29 ist toleranzarm über eine gesamte Serie darstellbar.
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Der Achsschenkelbolzen 29 weist an seinem proximalen Ende ein Lager 43 auf, welches ebenfalls bevorzugt als Nadellager ausgebildet ist. Dieses wird gemeinsam mit dem Achsschenkelbolzen montiert und in der proximalen Bohrung 33 des proximalen Schenkels 31 positioniert. Dabei wird es vorzugsweise passgenau so angeordnet, dass es einen definierten Abstand – in Einpressrichtung gesehen – von einer dem Pressstempel 9 zugewandten, axialen Endfläche 45 des Achsschenkelbolzens 29 aufweist. Dieser beträgt in eingepresstem Zustand vorzugsweise 0,5 mm.
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In einer Detailvergrößerung von 2 ist dargestellt, wie der definierte Abstand des Lagers 43 von der axialen Endfläche 45 gewährleistet wird. Hierzu weist der Pressstempel 9 an seiner distalen Endfläche 59 einen – in Umfangsrichtung gesehen – umlaufenden, über die distale Endfläche 59 – entlang der Einpressrichtung gesehen – vorstehenden Bund 67 auf, wobei der Bund 67 genau um einen Abstand d über die distale Endfläche 59 übersteht, der dem vorherbestimmten Abstand entspricht, welches das Lager 43 von der axialen Endfläche 45 aufweisen soll. Wenn beim Einpressen nun die axiale Endfläche 45 an der distalen Endfläche 59 anliegt, liegt das Lager 43 an dem Bund 67 und somit definiert durch den Abstand d von der axialen Endfläche 45 beabstandet an dem Pressstempel 9 an. Somit ist es ohne Weiteres möglich, die Einhaltung des vorherbestimmten Abstands d toleranzarm zu gewährleisten, wobei dieser vorzugsweise 0,5 mm beträgt.
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Die Schiebehülse 25 ist vorzugsweise zum Zweck der Zentrierung des Achsschenkelbolzens 29 auch über das Lager 43 führbar.
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3 zeigt eine Anordnung 47 des Achsschenkels 27 und einer zwischen dessen proximalem Schenkel 31 und dessen distalem Schenkel 35 angeordneten Achsfaust 49. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorgegangene Beschreibung verwiesen wird. Eine Bohrung 51 der Achsfaust 49 fluchtet mit der proximalen Bohrung 33 und der distalen Bohrung 37.
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Der Achsschenkelbolzen 29 ist hier in seiner montierten Position nach dem Einpressen dargestellt. Zumindest ein mittlerer Bereich 53 des Achsschenkelbolzens 29 ist auf Presspassung mit der Bohrung 51 bearbeitet. Die erforderlichen Einpresskräfte ergeben sich vorzugsweise durch die Presspassung. Eine Überdeckung beträgt dabei bevorzugt von mindestens 0,031 mm bis höchsten 0,058 mm. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Achsschenkelbolzen 29 sich nach der Montage in der Bohrung 51 nicht mehr verschiebt. Die Auslegung der Presspassung zwischen dem Achsschenkelbolzen 29 und der Bohrung 51 bestimmt die erforderliche Einpresskraft, die durch die Einpressvorrichtung 1 beziehungsweise den Einpressbügel 3 aufzubringen ist. Zumindest in einem proximalen Bereich des mittleren Bereichs 53, vorzugsweise bis etwa zu einer Hälfte der axialen Erstreckung der Bohrung 51, wird vor dem Einpressen des Achsschenkelbolzens 29 eine Montagepaste auf eine innere Umfangsfläche der Bohrung 51 aufgebracht. Hierdurch werden in Zusammenhang mit beziehungsweise unter Berücksichtigung der zwischen dem Achsschenkelbolzen 29 und der Bohrung 51 vorliegenden Toleranzen in besonders bevorzugter Weise die erforderlichen Einpresskräfte für die Einpressvorrichtung 1 beziehungsweise den Einpressbügel 3 reduziert.
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Bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens ein sogenannter „abgesetzter” Achsschenkelbolzen 29 verwendet, bei welchem ein distales Ende 55 so bearbeitet ist, dass hier keine Presspassung, sondern vielmehr eine Spielpassung mit der Bohrung 51 verwirklicht wird. Es ist dann nicht nötig, bereits beim Einführen des distalen Endes 55 in die Bohrung 51 Presskräfte aufzubringen, beziehungsweise es werden in dem Bereich des distalen Endes 55 bei dem Einpressen des mittleren Bereichs 53 keine zusätzlichen Press- oder Reibungskräfte erzeugt. Hierdurch werden die erforderlichen Presskräfte in vorteilhafter Weise reduziert.
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4 zeigt eine Darstellung eines Verfahrensschritts, bei welchem zunächst der Einpressbügel 3 relativ zu dem Achsschenkelbolzen 29 und auch zu dem Achsschenkel 27 ausgerichtet wird. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Zunächst wird die Achsfaust 49 in den Achsschenkel 27 zwischen den distalen Schenkel 35 und den proximalen Schenkel 31 eingesetzt. Anschließend wird der Achsschenkelbolzen 29 durch die Bohrung 33 des proximalen Schenkels 31 mit dem abgesetzten, distalen Ende 55 locker in die Bohrung 51 der Achsfaust 49 eingesetzt. Hierdurch ist die Achsfaust 49 lose an dem Achsschenkel 27 fixiert. Der Achsschenkelbolzen 29 kann dabei mit dem distalen Ende 55 locker in die Bohrung 51 eingeführt werden, weil in diesem Bereich keine Presspassung sondern vielmehr eine Spielpassung realisiert wird. Anschließend wird der Einpressbügel 3 relativ zu der Anordnung aus der Achsfaust 49, dem Achsschenkelbolzen 29 und dem Achsschenkel 27 zentriert. Hierzu wird die Schiebehülse 25 über den Achsschenkelbolzen 29 und auch über das Lager 43 gefahren, so dass sie schließlich in der in 4 dargestellten, nach unten verlagerten Position angeordnet ist. Das Zentrierstück 39 wird mit Hilfe einer hydraulischen Vorrichtung 69 – entlang der Einpressrichtung gesehen – nach oben aus dem Gegenlager 11 herausgefahren, wobei es in die distale Bohrung 37 des Achsschenkels 27 eingreift.
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5 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. 5 zeigt quasi eine Momentaufnahme während des Einpressvorgangs. Dabei sitzt die Schiebehülse 25 mit ihrer distalen Endfläche 57 auf der proximalen Stützfläche 65 auf. Durch den hydraulischen Presszylinder 19 wird eine Kraft erzeugt, durch welche der Pressstempel 9 relativ zu der Schiebehülse 25, zu dem Achsschenkel 27, der Achsfaust 49 und dem Gegenlager 11 – in 5 – nach unten verlagert wird. Hierdurch wird der Achsschenkelbolzen 29 mit dem Bereich 53 in die Bohrung 51 eingepresst. Erreicht er dabei – wie in 5 dargestellt – mit dem distalen Ende 55 das Lager 41, drängt er beim weiteren Einpressen die Kunststoffhülse 42 aus diesem heraus. Hierdurch wird eine Kraft auf das Zentrierstück 39 ausgeübt, die dieses in das Gegenlager 11 – in 5 nach unten – hineindrängt. Die Kunststoffhülse 42 wird demnach aus dem Nadellager 41 heraus und in das Gegenlager 11 hineingedrängt, während sie von dem Zentrierstück 39 aufgefangen beziehungsweise gestützt wird.
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6 zeigt das Erreichen der Endposition des Achsschenkelbolzens 29 zum Ende des Einpressvorgangs. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Endposition wird dadurch bestimmt, dass die Schiebehülse 25 und der Pressstempel 9 auf Block gefahren sind, wobei die proximale Endfläche 61 an der Schulter 63 anschlägt. Zugleich stützt sich die Schiebehülse 25 weiterhin an der proximalen Stützfläche 65 ab. Der Achsschenkel 27 stützt sich wiederum weiterhin mit seinem distalen Schenkel 35 an dem Gegenlager 11 ab. Daher ist eine weitere Verlagerung des Pressstempels 9 und somit auch des Achsschenkelbolzens 29 nicht mehr möglich. Der Achsschenkelbolzen 29 ist so in einer definierten Einpressposition angeordnet, in welcher seine axiale Endfläche 45 definiert von der Stützfläche 65 – in Einpressrichtung gesehen – beabstandet ist, nämlich um den Abstand D.
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In 6 ist auch dargestellt, dass die Kunststoffhülse 42 aus dem Lager 41 herausgedrängt ist, wobei sie auf dem Zentrierstück 39 aufliegt und zumindest bereichsweise in dem Gegenlager 11 angeordnet ist. Mit Hilfe der hydraulischen Vorrichtung 69 wird nun ausgehend von der in 6 dargestellten Position das Zentrierstück 39 aktiv noch weiter – in 6 – nach unten verlagert, so dass die Kunststoffhülse 42 vollständig in dem Gegenlager 11 angeordnet wird. Der Pressstempel 9 wird durch den hydraulischen Presszylinder 19 – in 6 – nach oben verlagert, so dass schließlich weder das Zentrierstück 39 noch der Pressstempel 9 mit der Anordnung aus dem Achsschenkel 27, der Achsfaust 49 und dem eingepressten Achsschenkelbolzen 29 in Eingriff kommen. Die Anordnung kann dann in einfacher Weise mühelos aus dem Einpressbügel 3 entnommen werden.
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Insgesamt zeigt sich, dass mit Hilfe der Einpressvorrichtung und des Verfahrens eine seriengerechte Einpressung eines Achsschenkelbolzens in einer Anordnung auf Achsschenkel und Achsfaust in kurzen Montagetaktzeiten möglich ist, wobei eine Unfallgefahr minimiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004053743 A1 [0002]
