DE19614246C1 - Vorrichtung mit zwei druckfedergekoppelten Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit zwei Bautei­ len, die gegeneinander durch eine zwischenliegende Schrauben­ druckfeder abgestützt sind. Eine solche Vorrichtung stellt bei­ spielsweise die Achs- bzw. Lenkerabstützung an der Karosserie bei Fahrwerken von Kraftfahrzeugen dar.

Zur Fahrwerkmontage von Kraftfahrzeugen werden gemäß einer her­ kömmlichen Vorgehensweise die Achsen auf einem Montagerahmen in Konstruktionslage vormontiert. Die Konstruktionslage entspricht einer definierten Einfederstellung, in der die Gummilager der Lenker des Fahrzeugs bei vormontierter Achse torsionsfrei sind. Des weiteren werden auf dem Montagerahmen die Tragfedern, die Stoßdämpfer sowie diverse Anbauteile aufgerüstet und in Fügepo­ sition gehalten. In der Fügeposition werden Karosserie und Mon­ tagerahmen verspannt, wobei die Federkräfte aufgenommen werden müssen. Da die hohen Federkräfte nirgends an der Karosserie auf­ genommen werden können, sind zu deren Abstützung komplexe Vor­ richtungen vorgesehen. Am Vorbau besteht die Möglichkeit, die jeweilige Federaufnahme mittels eines Schwertes abzustützen. Am Heckboden ist dies nicht möglich, weshalb dort beispielsweise zusätzliche Federspanner erforderlich sind, was die Montage durch umlaufende Teile und wegen des Platzbedarfs erschwert. Erst nach dem Fügen und Abstützen der Federaufnahmen sowie dem Vorspannen der Federn ist eine Verschraubung der Achsen an die Karosserie möglich.

Es ist insbesondere auch im Fahrzeugbereich bekannt, bei Schrau­ bendruckfederabstützungen die Unterlage, über welche sich die Schraubendruckfeder gegen das eine der beiden Bauteile abstützt, als einen in axialer Richtung verstellbaren Federteller auszule­ gen, um eine Nachverstellungsmöglichkeit für die Schraubendruck­ feder zur Verfügung zu stellen. Derartige Anordnungen sind in der Auslegeschrift DE 10 09 442 und in der Offenlegungsschrift DE 26 56 707 A1 beschrieben.

In der Offenlegungsschrift GB 2 141 808 A ist eine für ein Ein­ spritzsystem einer Brennkraftmaschine verwendete Vorrichtung mit zwei druckfedergekoppelten Bauteilen beschrieben, die eine zwi­ schen das erste und das zweite Bauteil durch eine Öffnung im er­ sten Bauteil von der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite her eingebrachte Schraubendruckfeder umfaßt. Die Feder stützt sich gegen das erste Bauteil über einen Federteller mit flacher Fe­ derauflagefläche ab, der seinerseits auf einer hülsenförmigen Einstellschraube aufliegt, die über ein Außengewinde höhenver­ stellbar an einem Innengewinde einer die Feder aufnehmenden Ein­ satzhülse gehalten ist. Die Einsatzhülse ist ihrerseits über ein Außengewinde in die Bohrung eines ortsfesten Bauteils einge­ schraubt und in dieser Position durch eine Gegenmutter gesi­ chert.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, bei der sich die im Einsatz druckbelastete Schraubendruckfeder ver­ gleichsweise einfach montieren läßt.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 4. Bei dieser Vorrichtung wird die Schraubendruckfeder dadurch montiert, daß sie durch eine Öffnung in einem ersten Bauteil von der dem ande­ ren, zweiten Bauteil abgewandten Seite her hindurchgesteckt und anschließend eine Unterlage, über die sich die Schraubendruckfe­ der nach Montage an dem ersten Bauteil abstützt, lösbar an die­ sem ersten Bauteil festgelegt wird. Ein wichtiger Anwendungsfall der Erfindung ist die Schraubendruckfederabstützung eines Len­ kerbauteils gegenüber einem Karosseriebauteil bei der Anbindung eines Fahrwerks an die Karosserie eines Fahrzeugs.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 1 ist die Unterlage mittels eines Bajonettverschlusses am Randbereich der zur Durchführung der Schraubendruckfeder dienenden Öffnung des ersten Bauteils festgelegt. Der vorgesehene Bajonettverschluß macht sowohl die Montage als auch die Demontage der Schraubendruckfeder ver­ gleichsweise einfach.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 beinhaltet der Bajonettverschluß treppenartig mehrere in Bajonettdrehrich­ tung aufeinanderfolgende Höhenstufen, was es ermöglicht, die Schraubendruckfeder durch Drehen des Bajonettverschlusses in ei­ ne jeweils geeignete Stellung auf einen gewünschten Spannungszu­ stand einzustellen.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 4 wird die Einstellung des Spannungszustands der Schraubendruckfeder in einer konstruktiv günstigen Weise dadurch erreicht, daß die Unterlage zweiteilig aus einem gegen die Schraubendruckfeder anliegenden Federteller und einem am ersten Bauteil mittels eines Bajonettverschlusses oder mehrerer Schraubverbindungen lösbar festgelegten Auflage­ teil besteht, wobei der Federteller hutförmig gestaltet ist und über ein Innengewinde verfügt, das höhenverstellbar mit einem am hülsenförmigen Auflageteil vorgesehenen Außengewinde zusammen­ wirkt. Zudem besitzt der Federteller als Stützfläche für die Fe­ der einen radial äußeren Ringflansch, der mit einer Steigung versehen ist, so daß das betreffende Ende der Schraubendruckfe­ der sehr sicher und über den Federtellerumfang hinweg gleichmä­ ßig gegen den Federteller anliegt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnun­ gen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zei­ gen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Federlenker mit Druckfeder­ durchführungsöffnung für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Durchführungsöffnungs­ bereichs des Federlenkers von Fig. 1 beim Einsetzen einer Schraubendruckfeder mit bajonettverschlußartig gehaltener Federtellerabstützung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Durchführungsöffnungsbereich des Federlenkers mit daran über einen Bajonettverschluß fest­ legtem Federteller,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 2, jedoch für eine Varian­ te mit bajonettverschlußartig gehaltenem Auflageteil und daran höhenverstellbar angeordnetem Federteller,

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4, jedoch mit einer schraubbar am Federlenker festlegbaren Variante des Auf­ lageteils,

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Federlenker entsprechend Fig. 1, jedoch mit modifizierter Bajonettverschlußgestaltung, und

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII von Fig. 6.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Draufsicht einen für das Fahr­ werk eines Kraftfahrzeuges verwendbaren Federlenker (1). Der Fe­ derlenker (1) weist eine Druckfederdurchführungsöffnung (2) auf. Der zugehörige Öffnungsrandbereich (3) besitzt eine Mehrzahl von Bajonettverschlußeinschnitten (3a), um mittels eines Bajonett­ verschlusses eine Schraubendruckfederunterlage festlegen zu kön­ nen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel besteht diese Schrau­ bendruckfederunterlage aus einem kreisringförmigen Federteller (4), der umfangsseitig eine Mehrzahl von radial abstehenden Ba­ jonettverschlußvorsprüngen (4a) aufweist. Zur Schraubendruckfe­ dermontage wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die zugehörige Schraubendruckfeder (5) von unten durch die Durchführungsöffnung (2) des Federlenkers (1) hindurchgeführt. Dazu wird sie auf den Federteller (4) aufgelegt, dessen Vertiefung zur Zentrierung der Druckfeder (5) beiträgt. Der Federteller (4) wird dann zusammen mit der Schraubendruckfeder (5) mittels eines Hubkolben-Werk­ zeugs (6) nach oben geführt, bis sich die Druckfeder (5) an ih­ rem oberen Ende in nicht gezeigter Weise gegen ein über dem Fe­ derlenker (1) befindliches Karosseriebauteil abstützt. Unter Zu­ sammendrücken der Schraubendruckfeder (5) wird die Hubbewegung mittels des Kolbens (6) fortgesetzt, bis der Federteller (4) mit seinen Bajonettverschlußvorsprüngen (4a) fluchtend durch die Ba­ jonettverschlußeinschnitte (3a) des Öffnungsbereichs (3a) des Federlenkers (1) hindurchtritt. Anschließend wird zur Bewirkung des Bajonettverschlusses der Federteller (4) mittels des Hubkol­ bens (6) um einen entsprechenden Winkel gedreht. Nachdem der Hubkolben (6) zurückgefahren wurde, stützt sich folglich die Schraubendruckfeder (5) unterseitig am Boden des Federtellers (4) ab, der seinerseits über den Bajonettverschluß vom Öffnungs­ randbereich (3) des Federlenkers (1) getragen wird. Zur Stabili­ tätserhöhung ist der Öffnungsrandbereich (3) mittels eines fest aufgebrachten Verstärkungsrings (3b) verstärkt, wobei der Öff­ nungsrandbereich (3) gegenüber dem benachbarten Federlenkerbe­ reich vertieft ausgebildet ist. Der Verstärkungsring (3b) ist an geeigneten Stellen im Bereich zwischen je zwei Bajonettver­ schlußeinschnitten (3a) mit einer hochgebogenen Bordkante (3c) versehen, die zur Fixierung des Bajonettverschlusses und damit des Federtellers (4) am Federlenker (1) dient.

Fig. 3 zeigt in der Draufsicht den Bajonettverschluß, mit wel­ chem der ringförmige Federteller (4) über seine durch die Bajo­ nettverschlußeinschnitte (3a) des Öffnungsrandbereichs (3) hin­ durchgeführten und dann relativ zu diesen verdrehten Bajonett­ verschlußvorsprüngen (4a) auf dem Öffnungsrandbereich (3) aufsitzt.

Mit dieser gezeigten Anordnung ist es möglich, die Montage der Schraubendruckfeder (5) samt Beilagen von der eigentlichen Fahr­ werksmontage zu trennen und die Feder (5) erst am Ende der Fahr­ zeugmontage im Fahrzeug zu montieren. Um ein exaktes Fahrzeugni­ veau zu erreichen, kann das Fahrzeug zuvor gewogen werden, wo­ nach abhängig davon die jeweils geeignete Schraubendruckfeder (5) mit Beilagen ausgewählt und ins Fahrzeug montiert wird. Die­ se Wahl der geeigneten Beilagen beinhaltet insbesondere die Aus­ wahl eines Federtellers (4) mit geeigneter Tiefe, wozu ein Satz mehrerer Federteller mit unterschiedlichen Tiefen bereitgestellt wird. Dies erlaubt es, das jeweils richtige Fahrzeugniveau zu erreichen.

Das in Fig. 4 gezeigte Beispiel entspricht bis auf eine anders­ artige Gestaltung der die Schraubendruckfeder (5) unterseitig abstützenden Unterlage demjenigen von Fig. 2, so daß insoweit gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Die Unterlage ist in die­ sem Fall zweiteilig aus einem Federteller (7) mit Steigung und einem Auflageteil (8) gebildet. Das Auflageteil (8) besitzt ra­ dial nach außen abstehende Bajonettverschlußvorsprünge (8a), mit denen es entsprechend dem Federteller (4) von Fig. 2 am Öff­ nungsrandbereich (3) des Federlenkers (1) in Form eines Bajo­ nettverschlusses festgelegt ist. An seiner Innenseite ist das hülsenförmige Auflageteil (8) mit einem Innengewinde (8b) verse­ hen, in welches der Federteller (7) verdrehbar eingesetzt ist. Zur Montage drückt der Hubkolben (6) das Auflageteil (8) nach oben, bis es mit seinen Bajonettverschlußvorsprüngen (8a) durch den Öffnungsrandbereich (3) hindurchtritt, wonach durch Drehen des Auflageteils (8) der Bajonettverschluß bewirkt wird. Ein Verdrehen des Federtellers (7) gegenüber dem Auflageteil (8) hat nach erfolgter Montage eine Höhenverstellung des Federtellers (7) und damit eine Änderung des Spannungszustands der Schrauben­ druckfeder (5) zur Folge, was es ermöglicht, das Fahrzeugniveau nach erfolgter Druckfedermontage stufenlos auf einen gewünschten Wert einzustellen. Nach einer solchen Niveaueinstellung werden dann zweckmäßigerweise die Spur-, Sturz- und Nachlaufwerte der Radaufhängung kontrolliert und ggf. passend verstellt.

Eine analoge stufenlose Einstellbarkeit des Fahrzeugniveaus ist beim Beispiel von Fig. 5 gegeben. Bei dieser Ausführungsform be­ steht die Unterlage zur unterseitigen Abstützung der Schrauben­ druckfeder (5) ebenfalls wieder aus einem Federteller (9) und einem Auflageteil (10), an dem einerseits der Federteller (9) verdrehbar und damit höhenverstellbar gehalten ist und das ande­ rerseits am Öffnungsrandbereich (3) des Federlenkers (1) festge­ legt ist. Dabei dient in diesem Fall zur Befestigung des Aufla­ geteils (10) am Öffnungsrandbereich (3) eine Mehrzahl von Schraubverbindungen (11), von denen in Fig. 5 eine zu erkennen ist. Das hülsenförmige Auflageteil (10) besitzt dazu im unteren Endbereich einen radial nach außen abgewinkelten Befestigungs­ ringflansch (10a), der bei der Montage wiederum unter Verwendung eines Hubkolbens von unten gegen den Öffnungsrandbereich (3) des Federlenkers (1) angelegt und dann mit diesem verschraubt wird. In seinem Hülsenbereich ist das Auflageteil (10) mit einem Au­ ßengewinde versehen, das mit einem Innengewinde des hutförmig gestalteten Federtellers (9) zusammenwirkt. Zur Abstützung der Schraubendruckfeder (5) besitzt der Federteller (9) einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch (9a) mit Steigung. Entspre­ chend Fig. 4 kann auch bei dieser Ausführungsform der Federtel­ ler (9) nach erfolgter Schraubendruckfedermontage gegenüber dem Auflageteil (10) verdreht und damit zwecks Einstellen eines ge­ wünschten Fahrzeugniveaus höhenverstellt werden.

Fig. 6 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 1 für einen Feder­ lenker (12), dessen Randbereich (13) der Durchführungsöffnung modifiziert zur Bereitstellung eines treppenförmigen Bajonett­ verschlusses gestaltet ist. Dieser Öffnungsrandbereich (13) be­ inhaltet drei im Abstand von je 120° voneinander angeordnete Ba­ jonettverschlußeinschnitte (13d), durch welche korrespondierende Bajonettverschlußvorsprünge an der hier nicht gezeigten Druckfe­ derunterlage hindurchgeführt werden können. Zwischen je zwei Ba­ jonettverschlußeinschnitten (13d) besteht der Öffnungsrandbe­ reich (13) aus drei aufeinanderfolgenden Treppenstufenabschnit­ ten (13a, 13b, 13c). Wie aus Fig. 7 zu erkennen, nimmt die Höhe ausgehend vom Niveau (14) einer ersten Treppenstufe (13a) für die im Uhrzeigersinn nachfolgenden beiden Treppenstufenabschnit­ te (13b, 13c) jeweils um einen vorgegebenen Wert zu. Auf diese Weise ergibt sich durch den Bajonettverschluß eine Höhenein­ stellbarkeit für eine von einem Federteller ggf. mit zusätzli­ chem Auflageteil entsprechend der Fig. 2 und 4 gebildete Druckfederunterlage, die anstelle oder zusätzlich zu einer Hö­ henverstellbarkeit des Federtellers gegenüber einem Auflageteil vorgesehen sein kann.

Die gezeigten Anordnungen erlauben einen vorteilhaft einfachen Montageablauf bei der Fahrwerkmontage. So sind keine komplexen Vorrichtungen zur Federkraftabstützung und keine Federspanner für die Hinterachsfedern erforderlich. Aufgrund des geschilder­ ten Montageablauf ist ein Verschrauben der Achsen problemlos möglich, insbesondere können auch Achsen einfach verschraubt werden, bei denen der Lenker direkt an der Karosserie befestigt ist. Bei prozeßsicherer Feder-/Beilagenzuordnung kann auf eine Niveaumessung an Quer- und Federlenkern verzichtet werden. Zur Spur-, Sturz- und Nachlaufbeurteilung und Einstellung derselben können Niveautoleranzen unberücksichtigt bleiben. Niveauabhängi­ ge Einstellungen eines Niveaureglers, der Fahrzeugscheinwerfer, einer automatischen Leuchtweitenregulierung und einer elektri­ schen Rundumniveauregulierung können in die Montage verlagert werden oder ganz entfallen. Durch die erzielbaren geringen Ni­ veautoleranzen ergibt sich stets eine günstige Optik im Radaus­ schnittbereich. Die Kotflügel-Radlauf-Konzeption kann optisch und funktionell in verbesserter Weise dargestellt werden. Nach­ trägliche Änderungen des Fahrzeugniveaus auf Kundenwunsch oder wegen einer Reparatur können vergleichsweise einfach und kosten­ günstig ausgeführt werden. Des weiteren ist aufgrund der lösba­ ren Anbindung der Unterlage für die unterseitige Druckfederab­ stützung eine einfache Austauschbarkeit der Schraubendruckfeder samt Beilagen gegeben.

Es versteht sich, daß Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Art nicht nur, wie beschrieben, bei Fahrwerkabstützungen, sondern überall dort auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und anderen Ge­ bieten verwendet werden können, wo zwischen zwei Bauteilen eine sich gegen diese abstützende Druckfeder vorzusehen ist.

Claims (4)

1. Vorrichtung mit zwei druckfedergekoppelten Bauteilen, die

• - eine zwischen das erste und das zweite Bauteil eingebrachte Schraubendruckfeder (5) umfaßt, wobei
• - die Schraubendruckfeder (5) durch eine Öffnung (2) im ersten Bauteil (1, 12) von der dem zweiten Bauteil abgewandten Seite her eingesetzt ist und sich gegen das erste Bauteil über eine Unterlage (4) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Unterlage (4) mittels eines Bajonettverschlusses (3a, 4a) am Öffnungsrandbereich (3, 13) des ersten Bauteils festgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Bajonettverschluß treppenförmig gestaltet ist, indem der Öffnungsrandbereich (13) des ersten Bauteils (12) zwischen je zwei Bajonettverschlußeinschnitten (13d) mehrere aufeinanderfol­ gende Treppenstufen (13a, 13b, 13c) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (4) ein mittels des Bajonettverschlusses (4a) am Öffnungsrandbereich (3) des ersten Bauteils festgelegtes Auflageteil (8) und einen Federteller (7) beinhaltet, der höhenverstellbar am Auflageteil gehalten ist.

4. Vorrichtung mit zwei druckfedergekoppelten Bauteilen, die

• - eine zwischen das erste (1) und das zweite Bauteil durch eine Öffnung (2) im ersten Bauteil von der dem zweiten Bauteil abge­ wandten Seite her eingebrachte Schraubendruckfeder (5) umfaßt, die sich gegen das erste Bauteil über eine Unterlage abstützt, die ein lösbar am Öffnungsrandbereich (3) des ersten Bauteils festgelegtes hülsenförmiges Auflageteil (10) und einen Federtel­ ler (9) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß
• - das Auflageteil (10) mit einem radial nach außen abgewinkelten Befestigungsringflansch (10a) am Öffnungsrandbereich (3) mittels eines Bajonettverschlusses oder einer Mehrzahl von Schraubver­ bindungen (11) festgelegt ist und
• - der Federteller (9) hutförmig gestaltet ist, mit einem Innen­ gewinde an einem Außengewinde des Auflageteils höhenverstellbar gehalten ist und zur Federabstützung einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch (9a) mit Steigung aufweist.