DE19851019C1 - Verfahren zur Herstellung eines Federträgers - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Montage eines Federträgers, umfassend einen Träger mit einem Federteller, wobei der Federteller mit einem tragenden Hülsenabschnitt in Wirkverbindung steht, der in Achsrichtung des Trägers verläuft und sich axial zumindest mittelbar am Träger abstützt, wobei der Federteller in Abhängigkeit einer Federkraft einer Feder, die sich auf dem Federteller abstützt in seiner axialen Stellung zum Träger fixiert wird, wobei nach dem Meßvorgang für die Axialeinstellung zur Fixierung des Federtellers ein Prägewerkzeug eine radiale Arbeitsbewegung ausübt und damit eine Formschlußverbindung zwischen dem Träger und dem Hülsenabschnitt des Federtellers herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Federträgers entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solcher Federträger in der Ausführung eines Federbeins ist aus der DE 37 30 177 A1 bekannt. Bei diesem Federbein wird der Federteller verdreht, so daß gestuft angeordne­ te Rastmittel eingreifen. Das Verdrehen des Federtellers kann insbesondere bei einer bewußt eingesetzten Schrägstellung zur Kompensation der Federkräfte den Nachteil mit sich bringen, daß die konstruktiv optimale Schrägstellung nach einer Axialverstellung eines Federtellers nicht eingenommen wird mit der Folge, daß die angestrebte Kompen­ sation nicht mehr erreicht wird. Ähnliches gilt für den Fall, wenn Federn mit bogenför­ miger Längsachse zur Anwendung kommen, die ebenfalls eine Querkraftkompensation bewirken. Muß der Federteller verdreht werden, so ist eine Mitnahme der Feder durch den Federteller nicht ausgeschlossen, so daß die Querkraftkompensation nicht mehr gewährleistet ist.

Aus der DE-AS 10 09 442 ist ein Federträger mit einem ersten und einem zweiten Trä­ ger bekannt, wobei mindestens ein Federteller axial verstellbar ausgeführt ist, so daß die Federspannung der Feder zwischen den Federtellern veränderbar ist. Es sind Rastmittel zwischen dem Träger und dem verstellbaren Federteller wirksam, die zur Axialverstellung gelöst werden können, so daß der Federteller unabhängig von den Rastmitteln von ei­ ner beliebigen Lage in eine andere bewegt werden kann. Nachteilig an dem Federträger ist, daß bei der Verstellung der Stellscheibe die Schraube im Federteller eingedreht und, was ganz wichtig ist, bei der Verstellung der Stellscheibe gehalten werden, um ein Mit­ drehen des Federtellers über die Schraube zu vermeiden.

Die DE-PS 40 21 314 zeigt eine Art der Befestigung, bei der die Befestigung durch eine Schraubverbindung sichergestellt wird. In diesem Falle ist die zentrale Bohrung des Fe­ dertellers mit einem Innengewinde versehen. Das gleiche Gewinde befindet sich auf dem Dämpferrohr, so daß der Federteller stufenlos einjustiert werden kann. Zur Siche­ rung wird eine Mutter gegengekontert. Diese Ausführungsform läßt die beschriebene Federtellerproblematik hinsichtlich der Querkraftkompensation unberücksichtigt. Diesel­ be Schrift stellt in der Fig. 4 eine Ausführungsform dar, bei der der Federteller von ei­ nem Sprengring gehalten wird, der in einer von mehreren Ausnehmungen im Dämpfer­ rohr angeordnet ist. Damit kann der Federteller gestuft in seiner Lage eingestellt wer­ den.

In der DE-OS 26 56 707 werden mehrere Varianten von Federtellerhalterungen be­ schrieben, wobei insbesondere die Ausführung nach Fig. 7 eine Möglichkeit darstellt, bei der der Federteller axial verschoben werden kann, ohne daß für die Verschiebebe­ wegung eine Rotationsbewegung vom Federteller ausgeführt werden muß. Ein profilier­ ter Hülsenabschnitt in Verbindung mit einem einstückigen Haltering in der Ausführung eines Spreng- oder Sicherungsringes übernimmt die Haltefunktion für den Federteller. Bei Fahrzeugen mit Breitreifen stellt sich das Problem der Verstellarbeit ein. Der durch die Reifen stark eingeschränkte Arbeitsraum im Radkasten erschwert den Zugang für ein Werkzeug, das den Sicherungsring aus dem Profil entfernt. Dabei kann man den Siche­ rungsring radial aus den Sicken ziehen, wobei zumindest der Radius der Sicke als Ar­ beitsweg zur Verfügung stehen muß. Alternativ kann man auch über ein Spreizwerk­ zeug den Eingriff des Sicherungsringes lösen. Für beide Vorgehensweisen steht bei un­ günstigen Raumverhältnissen nicht genügend Arbeitsraum zur Verfügung.

Die DE 43 40 494 A1 beschreibt einen Federträger, umfassend einen ersten Träger mit einem Federteller und einen zweiten Träger mit einem Federteller, wobei mindestens ein Federteller axial verstellbar ist, so daß die Federspannung einer Feder zwischen den Fe­ dertellern veränderbar ist, Rastmittel, die zwischen dem verstellbaren Federteller und dem zugehörigen Träger wirksam sind, wobei die Rastmittel zur Axialverstellung des Federtellers gelöst werden, so daß der Federteller bei der Axialverstellung unabhängig von den Rastmitteln von einer beliebigen Lage in eine andere verdrehfrei bewegt wird und in dieser Position die Rastmittel arretiert werden, daß die Rastmittel aus einem pro­ filierten Hülsenabschnitt des Trägers und einem in das Profil einrastbaren Haltering be­ stehen, wobei der Haltering mehrfach geteilt und als Winkelring ausgeführt ist und der Federteller einen Rohrkörper aufweist, der den Haltering im Profil kammert, wobei am Rohrkörper des Federtellers mehrere am Umfang verteilte Nasen ausgeführt sind, die in entsprechende Ausnehmungen des Halteringes eingreifen. Diese Ausführungsform ei­ nes Federträgers ermöglicht nur eine gestufte Einstellung des Federtellers.

Häufig werden die beschriebenen Federträger bei Sportwagen eingesetzt, die für jedes Rennen hinsichtlich der Fahrzwerksabstimmung neu eingestellt werden. Auch bei kon­ ventionellen Fahrzeugen besteht das Bedürfnis nach höheneinstellbaren Federtellern bei Federträgern, um die Federkrafttoleranzen der am Federträger angreifenden Feder über eine geänderte Vorspannung auszugleichen oder auch, wenn Fahrzeuge eine umfang­ reiche Zusatzausstattung aufweisen können und dem entsprechend Schwankungen beim Fahrzeuggewicht auftritt, daß die Niveaulage des Fahrzeugs beeinflußt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für die Montage eines höhen­ verstellbaren Federträgers zu realisieren, die möglichst einfach und kostengünstig ist und das Ziel hat, eine einmalige Einstellung der Federteller zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Meßvorgang für die Axialeinstellung des Federtellers zur Fixierung ein Prägewerkzeug eine radiale Arbeits­ bewegung ausübt, und damit eine Formschlußverbindung zwischen dem Träger und dem Hülsenabschnitt des Federtellers herstellt. Mit diesem Verfahren sind mehrere Vor­ teile verbunden. Zum einen ist es nicht notwendig, zusätzliche Sicherungsmittel für den Federteller bzw. die Positionierung des Federtellers einzusetzen. Des weiteren kann ein Hobbybastler keine Veränderung an der Lage des Federtellers relativ zum Träger vor­ nehmen. Eine mit einem Prägewerkzeug hergestellte Formschlußverbindung kann zu­ dem sehr hohe Axialkräfte aufnehmen.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird der Federträger vor der Montage mit dem Federteller mit mindestens einem Formschlußprofil versehen. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, daß zum einen der Umformaufwand für das Prägewerkzeug bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Formschlußverbindung geringer ist. Ein nicht auszuschließender Verzug des Trägers wird minimiert.

Es ist vorgesehen, daß die Arbeitsbewegung des Profilwerkzeugs von radial außen nach radial innen bezogen auf den Federträger ausgeführt wird. Dadurch besteht die Mög­ lichkeit, daß der Federträger bis auf die Montage des Federtellers vollständig montiert ist. Insbesondere bei einem Federträger in der Ausführungsform eines Federbeins mit einer axial beweglichen Kolbenstange, einem Kolben und einer Kolbenstangenführung ergeben sich Vorteile für die weitere Montage, da ein bereits montierter Federteller für die Handhabung im Fertigungsprozeß nachteilig wäre. Im Hinblick auf eine einfache Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Hülsenab­ schnitt eine Länge auf, die mindestens so groß ist wie der maximal vorgesehene Ver­ schiebebereich des Federtellers. Die Vorrichtung vereinfacht sich ganz wesentlich, da das Prägewerkzeug nur eine radiale aber keine axiale Arbeitsbewegung ausführen muß, um die Formschlußbewegung an der vorgesehenen Stelle ausführen zu können.

Des weiteren kann der Federteller als ein mehrteiliges Bauteil ausgeführt sein, wobei der Hülsenabschnitt ein eigenständiges Bauteil darstellt, an dem eine Stützfläche für den eigentlichen Federteller angeformt ist. Es läßt sich eine Massenreduzierung des Federtel­ lers erreichen, da die Gestaltungsfreiheit für den Federteller insgesamt vergrößert wird. Im übrigen können der Federteller und der Hülsenabschnitt hinsichtlich der Materialstär­ ke und des Werkstoffs gezielt ausgewählt werden.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird die Formschlußverbindung von mehre­ ren, in Umfangsrichtung abschnittsweise angeordneten Formschlüssen gebildet. Damit wird unter allen Betriebsbedingungen sichergestellt, daß der Federteller keine Relativ­ bewegung in Umfangsrichtung zum Träger ausführen kann.

Bei Federträgern mit sehr dünnwandigen Trägern, oder wenn die Innenwandung des Trägers eine Führung darstellt, wird auf dem Träger vor der Montage des Federtellers ein Tragring aufgefädelt, der mit dem Federteller die Formschlußverbindung eingeht. Als ein konkretes Anwendungsbeispiel ist ein Einrohrschwingungsdämpfer zu nennen.

Für die Befestigung des Tragrings auf den Träger bestehen mehrere Möglichkeiten. So kann der Tragring mit dem Federträger verschweißt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, daß für die axiale Befestigung des Tragrings ein Sicherungsring auf den Träger montiert wird. Man kann in den Trägern auch mindestens eine Sicke einformen, in die der Tragring mit mindestens einem, zumindest abschnittsweise ausgeführtem Vorsprung eingreift. Bei einem Tragring aus einem metallischen Werkzeug, der eine ela­ stische Aufweitbewegung ausführen muß, wird der Tragring mit einem Axialschlitz ver­ sehen.

Man kann den Tragring auch mit einer umlaufenden Nut an seiner Innenwandung ver­ sehen, in die mindestens ein abschnittsweise ausgeführter Vorsprung des Trägers ein­ greift.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Federträger mit einem angeschweißten Tragring;

Fig. 2 Federträger mit einem Tragring, gestützt auf einen Sicherungsring;

Fig. 3 und 4 Federträger mit einem Haltering, der von einem Vorsprung in einer Sicke des Trägers gehalten wird.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Federträger 1, wie er beispielsweise bei ei­ nem Kraftfahrzeug in einem Fahrwerk eingesetzt wird.

Der Federträger 1 umfaßt einen Träger 3, der rohrförmig ausgebildet ist. Auf den Trä­ ger 3 ist ein Federteller 5 aufgefädelt, der eine Feder z. B. eine Fahrzeugtragfeder 13 trägt. Der Federteller 5 steht über eine Stützfläche 15 mit einem Hülsenabschnitt 7 in Wirkverbindung. Der Hülsenabschnitt 7 hat dieselbe axiale Ausrichtung wie der Trä­ ger 3.

An dem Träger 3 ist ein Tragring 11 über eine Schweißnaht 17 befestigt. Der Tragring 11 ist auf der Arbeitshöhe eines symbolisch dargestellten Prägewerkzeugs 19 angeordnet. Der Hülsenabschnitt 7 hüllt den Tragring 11 im wesentlichen ein.

Zur Höheneinstellung des Federtellers 5 wird in einer nicht dargestellten Vorrichtung der Träger 3 mit dem bereits angeschweißten Tragring 11 axial fixiert. Anschließend wird der Hülsenabschnitt auf den Tragring gefädelt, dem sich der Federteller 5 anschließt. Danach wird die Feder 13 montiert, die den Federteller axial vorspannt. Gegen die Kraft der Feder wird eine Einstellkraft in der Figur, symbolisch durch einen Kraftvektor F dar­ gestellt, aufgebracht. Dadurch verschiebt sich der Hülsenabschnitt zusammen mit dem Federteller 5 axial, wobei sich der Abstand zwischen dem Federteller 5 und dem Tragring 11 vergrößern kann. Nach dem Einstellvorgang wird ein Prägewerkzeug 19 mit einer radialen Arbeitsbewegung in den Hülsenabschnitt 7 getrieben, wodurch eine Formschlußverbindung 9 zwischen dem Träger 3 über den Tragring 11 erzeugt wird. Für den Einstellvorgang ist der Hülsenabschnitt 7 deutlich länger ausgeführt als die Höhe des Tragrings 11, nämlich um einen möglichen Verschiebebereich 7a.

Bei einem Federträger in der Anwendung bei einem Fahrzeug, wird zur Fixierung des Trägers die Fahrzeugachse relativ zum Fahrzeugaufbau fixiert, wobei eine bestimmte Niveaulage des Fahrzeugaufbaus eingestellt wird. Danach erfolgt die Messung und Ein­ stellung des Federtellers 5 mit der anschließenden Arbeitsbewegung des Prägewerk­ zeugs für die Formschlußverbindung. Bei Anwendung dieses Montageverfahrens für einen Federträger werden die durch stark unterschiedliche Ausstattungsvarianten, aber auch Schwankungen hinsichtlich der Federkraft der Fahrzeugtragfeder 13 auftretenden Toleranzen, zuverlässig ausgeglichen. Dabei wird über die Länge des Hülsenabschnitts der mögliche Verschiebebereich 7a bzw. der mögliche Toleranzbereich der Federtellerla­ ger bestimmt.

In der Fig. 1 sind der Federteller 5 und der Hülsenabschnitt 7 jeweils als ein selbständi­ ges Bauteil ausgeführt. Selbstverständlich kann man bei entsprechenden Abmessungen auch einen einteiligen Federteller vorsehen.

Die Fig. 2 ist bis auf die Anbindung des Tragrings 11 am Träger 3 identisch mit der Fig. 1. Abweichend wird ein Sicherungsring 21 eingesetzt, der in einer umlaufenden Nut des Trägers 3 gekammert ist. Man kann bei dieser Ausführungsform den Federteller 5 bzw. den Hülsenabschnitt 7 vom Träger 3 entfernen, doch wird sich durch die Kraft der Fe­ der 13 nach einer Demontage die alte Stellung des Federtellers wieder einstellen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform, bei der zwischen dem Träger 3 und dem Haltering 11 jeweils eine aus einer Sicke 23 und einem Vorsprung 25 gebildeten Halte­ verbindung besteht. Dazu ist in der Fig. 3 im Träger 3 die Sicke 23 eingeformt. Zur Mon­ tage des Halterings 11 ist ein Axialschlitz 27 vorgesehen, der eine radiale Aufweitbewe­ gung des Tragrings zuläßt damit wenigstens eine Vorsprung 25 des Tragrings auf den Träger 3 gefädelt, und in die Sicke 23 des Trägers einschnappen kann.

In der Fig. 4 wird der Tragring, der die Sicke 23 aufweist, auf den Träger 3 aufgefädelt, bis eine vorbestimmte Position des Halterings 11 in etwa erreicht ist. Danach wird von radial innen nach radial außen über ein nicht dargestelltes Umformwerkzeug ein Vor­ sprung in den Träger 3 gedrückt, der von der Sicke 23 des Halterings aufgenommen wird. Damit ist der Haltering für das weitere Montageverfahren des Federtellers 5 befe­ stigt.

Es bleibt noch anzumerken, daß der Teil der Formschlußverbindung, der im Haltering notwendig ist, bereits vor der Montage des Hülsenabschnitts 7 ausgeführt sein kann, um den Umformvorgang für das Prägewerkzeug 19 zu minimieren.

Claims (12)

1. Verfahren zur Montage eines Federträgers, umfassend einen Träger mit einem Fe­ derteller, wobei der Federteller mit einem tragenden Hülsenabschnitt in Wirkverbin­ dung steht, der in Achsrichtung des Trägers verläuft und sich axial zumindest mit­ telbar am Träger abstützt, wobei der Federteller in Abhängigkeit einer Federkraft ei­ ner Feder, die sich auf dem Federteller abstützt, in seiner axialen Stellung zum Trä­ ger fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Meßvorgang für die Axialeinstellung des Federtellers (5) zur Fixierung ein Prägewerkzeug (19) eine radiale Arbeitsbewegung ausübt und damit eine Form­ schlußverbindung (9) zwischen dem Träger (3) und dem Hülsenabschnitt (7) des Fe­ dertellers (5) herstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federträger (1) vor der Montage mit dem Federteller (5) mit mindestens ei­ nem Formschlußprofil für die Formschlußverbindung (9) versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbewegung des Profilwerkzeugs (19) von radial außen nach radial in­ nen bezogen auf den Federträger (1) ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenabschnitt (7) eine Länge aufweist, die mindestens so groß ist wie der maximal vorgesehene Verschiebebereich (7a) des Federtellers (5).

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (5) als ein mehrteiliges Bauteil ausgeführt wird, wobei der Hül­ senabschnitt (7) ein eigenständiges Bauteil darstellt, an dem eine Stützfläche (15) für den eigentlichen Federteller (5) angeformt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußverbindung (9) von mehreren in Umfangsrichtung abschnittswei­ se angeordneten Formschlüssen gebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Träger (3) vor der Montage des Federtellers (5) ein Tragring (11) aufgefä­ delt wird, der mit dem Federteller (5) die Formschlußverbindung (9) eingeht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (11) mit dem Träger (3) verschweißt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die axiale Befestigung des Tragrings (11) ein Sicherungsring (21) auf dem Träger (3) montiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Träger (3) mindestens eine Sicke (23) eingeformt wird, in die der Tragring (11) mit einem zumindest abschnittsweise ausgeführtem Vorsprung ein­ greift.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (11) mit einem Axialschlitz (27) versehen wird, der eine elastische Aufweitbewegung des Tragrings ermöglicht.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (11) mit einer umlaufenden Nut versehen wird, in die mindestens ein abschnittsweise ausgeführter Vorsprung (25) des Trägers (3) eingreift.