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Die Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung für Montage- und Demontagearbeiten an einem Achslenker eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Arbeiten sind insbesondere der Ausbau benutzter Silentlager sowie der Einbau neuer Silentlager. Dazu war es bislang unumgänglich, den mit Radträger und daran befestigtem Rad 100 kg und mehr wiegenden Achslenker komplett ausbauen zu müssen. Bereits diese Maßnahme war mit einem erheblichen technischen und zeitlichen Aufwand unter Beachtung der notwendigen Arbeitssicherheit verbunden. Anschließend musste der Achslenker in einer speziellen Vorrichtung eingespannt werden, so dass dann die Demontage der benutzten Silentlager und der Einbau neuer Silentlager vorgenommen werden konnte. Im Anschluss daran war es erforderlich, den Achslenker wieder einzubauen. Dies erforderte einen weiteren nicht unerheblichen technischen und zeitlichen Aufwand.
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In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass bei einem für den Aus- und Einbau notwendigen Anheben eines Kraftfahrzeugs mittels eines in der Regel einen Gabelkopf aufweisenden Stativs die Achslenker mit den Rädern aufgrund der vorgespannten Achsfedern, welche beispielsweise aus Schraubendruckfedern oder auch aus Luftfedern bestehen können, maßgeblich in Z-Richtung des Kraftfahrzeugs ausfedern (Zugrunde gelegt wird hierbei das zentrale Kraftfahrzeugkoordinatensystem mit den X-, Y- und Z-Koordinaten). Aufgrund der kinematischen Kopplung einer komplexen Achsaufhängung ist es jedoch auch möglich, dass Bewegungen in X- und Y-Richtung erfolgen. Die Radaufhängungen selber sind meistens mit einem Endanschlag versehen, der ein vollständiges Ausfedern verhindert.
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In diesem Zustand unterliegen die Achslenker aber immer noch einer Restvorspannung, welche gegebenenfalls mehrere hundert Newton betragen kann. Würden jetzt die Verbindungsbolzen der Silentlager gelöst werden, bestünde die Gefahr, dass aufgrund der Federkraft die Achslenker blitzartig hervorschnellen und einen Monteur verletzen könnten.
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Zur Kompensation der Federvorspannkraft sind zwar zum Beispiel Innenfederspanner bekannt. Ihr Einsatz ist aber mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden.
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Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Hilfsvorrichtung für Montage- und Demontagearbeiten an einem Achslenker eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die den Ausbau des Achslenkers für die Durchführung derartiger Arbeiten vermeidet.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens sind Bestandteil der Ansprüche 2 bis 8.
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Die Erfindung sieht demnach ein Universalwerkzeug in Form eines Zentrieradapters vor, der einerseits an dem Achslenker festlegbar ist und andererseits mit einem in der Länge veränderbaren Stützelement exakt lageeinstellbar gekoppelt wird. Der Zentrieradapter bildet demzufolge ein Sicherheitsglied zwischen dem Achslenker und dem Stützelement, das beispielsweise aus einem hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Aggregat, aus einem Spindelantrieb oder auch aus einem Stativ mit zueinander relativ verlagerbaren Stangen mit Feststellschraube bestehen kann.
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Diese spezifische Zuordnung eines Zentrieradapters sowohl zum Achslenker als auch zum Stützelement gewährleistet ein einwandfreies Ausrichten und sicheres Abstützen des wenigstens teileingebaut bleibenden Achslenkers nicht nur in Z-Richtung der Kraftfahrzeugkoordinaten, sondern auch in X- und Y-Richtung. Insbesondere die Fixierung in X- und Y-Richtung ist für die Demontage beziehungsweise Montage von Silentlagern essenziell notwendig, da hier Druckkräfte von 10 t und mehr sowie durch die Montage- und Demontagearbeiten Drehmomente auf die Achslenker aufgebracht werden, welche durch ein Abgleiten oder Herausfallen gegenüber konventionellen Getriebehebern mit Gabelkopf nicht abgefangen würden.
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Somit wird unter Vermeidung des Ausbaus und Wiedereinbaus eines Achslenkers bei erheblich verringertem Zeitaufwand eine außerordentlich hohe Arbeitssicherheit erzielt. Die Monteure müssen nicht mehr das erhebliche Gewicht eines Achslenkers beachten oder diesen gar ganz ausbauen. Sie können sich vielmehr nach dem Abfangen des Achslenkers und dem Freilegen der benutzten Silentlager voll auf deren Ausbau und den anschließenden Einbau neuer Silentlager konzentrieren. In diesem Zusammenhang ist es von besonderer Bedeutung, dass auch die Wirkung der auf den Achslenker lastenden Achsfeder unbeachtet bleiben kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Zentrieradapter einen am Achslenker orientierbaren Fixierzapfen und einen diesem gegenüberliegenden, mit dem Stützelement schwenkbeweglich koppelbaren Zentrierzapfen aufweist. Für die Lageorientierung des Fixierzapfens kann zweckmäßig eine der grundsätzlich am Achslenker vorgesehenen Öffnungen herangezogen werden, wobei dies sinnvollerweise eine Öffnung im Zentralbereich des Achslenkers sein sollte, also in dem Bereich, wo die endseitig die Silentlager tragenden Lenkerarme und der eine Radlagerung tragende Schenkel zusammentreffen. Die schwenkbewegliche Kopplung des Zentrieradapters über einen Zentrierzapfen mit dem Stützelement gewährleistet einen einwandfreien Ausgleich bei einem Verkanten der Längsachse des Zentriezapfens zur Längsachse des Stützelements.
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Von Vorteil ist es ferner, dass sowohl der Fixierzapfen als auch der Zentrierzapfen an einer Adapterplatte befestigt sind. Diese Adapterplatte kann dann mittels des Fixierzapfens in einer Öffnung des Achslenkers exakt positioniert und beispielsweise an einer Lageraufnahme für den Querstabilisator einer Achse mit Hilfe zumindest einer Schraube befestigt werden.
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Zur Lageorientierung des Fixierzapfens an der Adapterplatte ist dieser mit einem zentralen zylindrischen Fortsatz versehen, welcher in eine an ihn angepasste Ausnehmung in der Adapterplatte greift. Mittels zumindest einer sich neben dem Fortsatz durch eine Bohrung in der Adapterplatte und eine Gewindebohrung im Fixierzapfen erstreckenden Schraube wird dann der Fixierzapfen an der Adapterplatte festgelegt. Sowohl die Ausdehnung, als auch die Bohrung in der Adapterplatte sind bevorzugt als Langlöcher ausgebildet. Hierüber ist der Fixierzapfen auf der Adapterplatte verlagerbar, was ihn einem breiten Einsatzspektrum zugänglich macht.
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Um eine Verdrehung des Zentrierzapfens gegenüber der Adapterplatte zu verhindern, ist der Zentrierzapfen zweckmäßig mit wenigstens zwei um 180° zueinander versetzten Schrauben bezogen auf eine Mittellängsachse des Zentrierzapfens an der Adapterplatte festgelegt.
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Auch der Zentrierzapfen kann über Langlöcher mit der Adapterplatte gekoppelt werden, sodass auch der Zentrierzapfen auf der Adapterplatte verlagerbar ist. Im Rahmen der Erfindung wird der Fixierzapfen sowohl über den Fortsatz als auch über die Schraube und der Zentrierzapfen über die zwei zum 180° zueinander versetzten Schrauben nach dem Fixieren durch Anziehen der Schrauben zusätzlich formschlüssig durch die jeweils doppelte Anordnung von Eingriffmitteln lagefixiert. Somit ist eine schnelle Verlagerbarkeit, ein einfacher Aufbau und zugleich eine hohe Arbeitssicherheit mit dem erfindungsgemäßen Hilfswerkzeug erzielbar.
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Das erfindungsgemäße Universalwerkzeug ist entsprechend dem jeweiligen Fahrzeugtyp flexibel einsetzbar, wenn die Adapterplatte Langlöcher zur variablen Festlegung des Fixierzapfens und/oder des Zentrierzapfens aufweist. Die Anpassung an die Achslenker diverser Fahrzeugtypen ist somit ohne Schwierigkeiten möglich.
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Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, dass der Fixierzapfen einen konischen Verlauf aufweist. Er ist somit nicht nur an einem Montageloch eines Achsschenkeltyps einsetzbar, vorzugsweise ohne Spiel, sondern durch einen konischen Verlauf universal auf verschiedene Montagelöcher verschiedener Achsschenkel von diversen Fahrzeugtypen einsetzbar.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Zentrierzapfens wird darin gesehen, dass dieser aus einem von einer Anschlagscheibe abstehenden zylindrischen Schaft sowie einem Kugelkopf an dem der Anschlagscheibe abgewandten Ende des Schafts besteht. Der Kugelkopf erlaubt folglich einen sicheren Ausgleich bei einem Verkanten der Längsachse des Zentrierzapfens zur Längsachse des Stützelements. Es wird eine gute Arbeitserleichterung erreicht, da zusätzlich zur Fixierung in Z-Richtung auch eine sichere Fixierung in X- und Y-Richtung der Fahrzeugkoordinaten derart erfolgt, dass ein Umfallen des Stützelements und eine damit verbundene Auslenkung nicht möglich ist.
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In einer besonders bevorzugten Anwendungsvariante der vorliegenden Erfindung erfolgt der Arbeitsablauf in der nachfolgend beschriebenen Reihenfolge, wobei einzelne Arbeitsschritte in der Reihenfolge veränderbar sind, abänderbar sind oder gegebenenfalls je nach Fahrzeug Spezifikationen wegfallen können, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Zunächst wird das Fahrzeug auf einer Arbeitsbühne aufgebockt und das Rad, an welchem die Hilfsvorrichtung für Montage- und Demontagearbeiten an einem Achslenker angesetzt werden soll, wird demontiert und abgenommen. Im Anschluss hieran wird ein in der Länge veränderbares Stützelement, beispielsweise in Form eines Getriebehebers, mit dem erfindungsgemäßen Universalwerkzeug an dem Achslenker angesetzt. Ein gegebenenfalls am Achslenker montierter Wank-Stabilisator wird demontiert und abgenommen bzw. aus dem Arbeitsraum wegbewegt. Ein ebenfalls gegebenenfalls am Achslenker montierter Stoßdämpfer wird gelöst und demontiert bzw. aus dem Arbeitsraum weggeschwenkt. Der Achslenker wird nun mit Hilfe des in der Länge veränderbaren Stützelementes abgesenkt und eine Kraftfahrzeugfeder, beispielsweise in Form einer Schraubendruckfeder, wird entnommen. Im Anschluss hieran wird der Achslenker mit Hilfe des Stützelementes wieder angehoben und der Stoßdämpfer wird wiederum am Achslenker befestigt.
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An diese Vorarbeiten anschließend werden die Lagerbolzen der Gummimetalllager bzw. Silentlager entfernt. Hieran anschließend wird wiederum der Stoßdämpfer am Achslenker gelöst. Hierbei ist der Achslenker nicht mehr mit dem Achshilfrahmen des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Gegebenenfalls ist der Achslenker ausschließlich am Radträger gehalten, sodass er durch das Universalwerkzeug gestützt und durch den Radträger fixiert wird, sodass das längenveränderbare Stützelement nicht umkippen kann. Der gesamte Achslenker wird nun mit Hilfe des Getriebehebers abgesenkt, wodurch die seitlichen Flächen der Gummimetalllager erreichbar sind. Hier kann nun mit verschiedensten Montage- oder Demontagewerkzeugen eine Instandsetzung, Wartung oder aber ein Austausch der Gummimetalllager durchgeführt werden.
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In bevorzugter Ausführungsvariante werden die Gummimetalllager ausgezogen und neue Gummimetalllager werden eingezogen und/oder eingepresst. Im Anschluss hieran erfolgt ein Zusammenbau in umgekehrter Reihenfolge. Der Achslenker wird wiederum angehoben und die Lagerbolzen werden in die Gummimetalllager eingesetzt. Anschließend wird in umgekehrter zu der zuvor beschriebenen Reihenfolge die Schraubendruckfeder montiert, der Stoßdämpfer montiert und anschließend das Rad sowie das Kraftfahrzeug abgesenkt. Insbesondere kommt hierdurch der Vorteil zustande, dass zu keinem Zeitpunkt der gesamte Achslenker ausgebaut werden muss. Darüber hinaus kann optional eine weitere Sicherung des Universalwerkzeuges an den Montageorten des Querstabilisators erfolgen.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der folgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den schematischen Figuren dargestellt, wobei diese lediglich dem einfachen Verständnis der Erfindung dienen. Es zeigen:
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1 in einer Seitenansicht im Schema einen Achslenker zusammen mit einem Stützelement, teilweise im Schnitt;
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2 in der Perspektive eine Ansicht auf den Achslenker der 1, in Richtung des Pfeils II gesehen;
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3 im vergößerten Maßstab in der Perspektive einen im Zentralbereich des Achslenkers angeordneten Zentrieradapter;
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4 den Zentrieradapter der 3 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt und
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5 im vergrößerten Maßstab den Ausschnitt V der 1 In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung entfällt.
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In den 1 und 2 ist mit 1 ein Achslenker als Bestandteil einer ansonsten nicht näher veranschaulichten Hinterachse eines Kraftfahrzeugs bezeichnet.
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Der Achslenker 1 weist im Wesentlichen zwei Lenkerarme 2, 3 mit endseitigen Lageraugen 4 zur Aufnahme von aus der 2 im Schema erkennbaren Silentlagern 5 und einen weiteren Schenkel 6 mit einer angedeuteten Radlagerung 7 auf.
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Insbesondere zum Entfernen von benutzten Silentlagern 5 aus den Lageraugen 4 und zum Einbau neuer Silentlager 5 in die Lageraugen 4 bei zumindest teileingebaut bleibendem Achslenker 1 dient eine aus den 1 und 5 erkennbare Hilfsvorrichtung in Form eines Universalwerkzeugs 8, das sich aus einem aus den 1 und 3 bis 5 ersichtlichen Zentrieradapter 9 sowie einem in den 1 und 5 angedeuteten Stützelement 10 zusammensetzt.
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Was in diesem Zusammenhang das Stützelement 10 anlangt, so ist hiervon lediglich ein vertikal verlagerbarer Abschnitt eines ansonsten nicht näher dargestellten hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Aggregats erkennbar. Hierbei kann es sich aber auch um einen vertikal verlagerbaren Abschnitt eines Spindelantriebs oder aus einem Stativ mit zueinander teleskopierbaren Stangen handeln, die mittels einer Feststellschraube in der jeweiligen Relativposition fixiert werden können.
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Wie die 1 und 3 bis 5 erkennen lassen, besteht der Zentrieradapter 9 aus einer rechteckigen Adapterplatte 11, aus einem mit dem Stützelement 10 schwenkbeweglich koppelbaren Zentrierzapfen 12 auf einer Seite 13 der Adapterplatte 11 und aus einem zur Mittelachse 14 des Zentrierzapfens 12 in Längsrichtung der Adapterplatte 11 versetzten Fixierzapfen 15 auf der anderen Seite 16 der Adapterplatte 11.
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Der zylindrisch ausgebildete und am freien Ende mit einer umfangsseitigen Fase 17 versehene Fixierzapfen 15 besitzt einen zentralen zylindrischen Fortsatz 18, mit welchem er in eine an den Fortsatz 18 angepasste zylindrische Ausnehmung 19 in der Adapterplatte 11 greift. Die Ausnehmung 19 kann auch aus einem Langloch bestehen. Die Festlegung des Fixierzapfens 15 an der Adapterplatte 11 erfolgt mit Hilfe einer aus der 3 erkennbaren Schraube 20 in Form einer Zylinderkopfschraube mit Innensechskant, welche von der Seite 13 der Adapterplatte 11 her eine Durchgangsbohrung 21 in der Adapterplatte 11 durchsetzt und in eine exzentrisch zur Mittelachse 22 des Fixierzapfens 15 angeordnete Gewindebohrung 23 im Fixierzapfen 15 gedreht wird, so dass der Fixierzapfen 15 gegen die Seite 16 der Adapterplatte 11 gezogen wird (1 und 3 bis 5).
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Bei einem statt der Ausnehmung 19 vorgesehenen Langloch würde sich die Schraube 20 neben dem Langloch erstrecken.
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Der auf der anderen Seite 13 der Adapterplatte 11 vorgesehene Zentrierzapfen 12 (siehe insbesondere die 3 und 4) umfasst eine Anschlagscheibe 24, einen von dieser abstehenden Schaft 25 sowie einen Kugelkopf 26 an dem der Anschlagscheibe 24 abgewandten Ende des Schafts 25. Anschlagscheibe 24 und Schaft 25 sind zylindrisch gestaltet.
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Die Festlegung des Zentrierzapfens 12 auf der dem Fixierzapfen 15 gegenüberliegenden Seite 13 der Adapterplatte 11 erfolgt mit Hilfe von zwei um 180° zueinander versetzten Schrauben 27 in Form von Zylinderkopfschrauben mit Innensechskant, welche Stufenbohrungen 28 in der Adapterplatte 11 durchsetzen und in randseitig des Schafts 25 mündende Gewindebohrungen 29 des Zentrierzapfens 12 eingedreht werden, so dass der Zentrierzapfen 12 gegen die Seite 13 der Adapterplatte 11 gezogen wird.
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Statt der Stufenbohrung 28 können auch Langlöcher vorgesehen sein, so dass bei dem Universalwerkzeug 8 der Zentrierzapfen 12 in verschiedenen Relativpositionen an der Adapterplatte 11 festlegbar ist.
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Zur Festlegung des Zentrieradapters 9 im Zentralbereich 30 des Achslenkers 1 kann eine Öffnung 31 in dem Zentralbereich 30 sowie eine von zwei Gewindebohrungen 32 einer Lageraufnahme 33 für einen nicht näher dargestellten Querstabilisator verwendet werden (2 und 3). Hierfür muss der Querstabilisator vorab entfernt werden. Dann wird der Fixierzapfen 15 des Zentrieradapters 9 in die Öffnung 31 eingeführt und eine Sicherungsschraube 34, insbesondere in Form einer Zylinderkopfschraube mit Innensechskant, über eine Durchgangsbohrung 35 in der Adapterplatte 11 (4) in eine der Gewindebohrungen 32 der Lageraufnahme 33 gedreht, so dass der Zentrieradapter 9 in der aus den 1, 3 und 5 erkennbaren Weise einwandfrei am Achslenker 1 fixiert ist. Diese Maßnahme ist problemlos bei eingebautem Achslenker 1 möglich.
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Nunmehr wird das Stützelement 10 von unten zentrierend über den Zentrierzapfen 12 hochgefahren, bis dass der Kugelkopf 26 im Endbereich 36 einer von der Stirnseite 37 des Stützelements 10 her eingebrachten Sackbohrung 38 liegt (1 und 5). Damit ist der Achslenker 1 unter Berücksichtigung aller Arbeitssicherheitsaspekte einwandfrei unterfangen, so dass der Ausbau benutzter Silentlager 5 und im Anschluss daran der Einbau neuer Silentlager 5 problemlos durchgeführt werden kann.
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Die in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten, insbesondere in 2 und 3, sind im Rahmen der Erfindung auch spiegelbildlich anzuwenden. So kann es bei einer Achse, mit jedoch linkem und rechtem Rad von Vorteil sein, wenn für ein in der Länge veränderbares Stützelement zwei spiegelbildlich aufgebaute Universalwerkzeuge, eines passend für die linke Achsseite und eines passend für die rechte Achsseite, Bestandteil der Erfindung sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achslenker
- 2
- Lenkerarm v. 1
- 3
- Lenkerarm v. 1
- 4
- Lageraugen an 2, 3
- 5
- Silentlager in 4
- 6
- Schenkel v. 1
- 7
- Radlagerung an 6
- 8
- Universalwerkzeug
- 9
- Zentrieradapter v. 8
- 10
- Stützelement v. 8
- 11
- Adapterplatte v. 9
- 12
- Zentrierzapfen v. 9
- 13
- Seite v. 11
- 14
- Mittelachse v. 12
- 15
- Fixierzapfen v. 9
- 16
- Seite v. 11
- 17
- Fase an 15
- 18
- Fortsatz an 15
- 19
- Ausnehmung in 11
- 20
- Schraube
- 21
- Durchgangsbohrung in 11
- 22
- Mittelachse v. 15
- 23
- Gewindebohrung in 15
- 24
- Anschlagscheibe v. 12
- 25
- Schaft v. 12
- 26
- Kugelkopf v. 12
- 27
- Schrauben
- 28
- Stufenbohrungen in 11
- 29
- Gewindebohrungen in 12
- 30
- Zentralbereich v. 1
- 31
- Öffnung in 30
- 32
- Gewindebohrungen in 33
- 33
- Lageraufnahme an 1
- 34
- Sicherungsschraube
- 35
- Durchgangsbohrung in 11
- 36
- Endbereich v. 38
- 37
- Stirnseite v. 10
- 38
- Sackbohrung in 10
