DE2910210A1

DE2910210A1 - Wagenheber

Info

Publication number: DE2910210A1
Application number: DE19792910210
Authority: DE
Inventors: Franz Hafner
Original assignee: EA Storz GmbH and Co KG
Current assignee: EA Storz GmbH and Co KG
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1979-03-15
Publication date: 1980-09-25
Also published as: FR2451339A1; FR2451339B1; DE2910210C2; GB2045205B; ES249375U; GB2045205A; US4366948A; ES249375Y

Description

DR.-ING. D1PL.-1NG. M. SC. DIPI PHYS. DR. DIPL.-PHYS. Πίθ1 — Pil*'

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER Dr. Böhme

PATENTANWÄLTE IN STUTTSART

A 43 3o9 b Anmelder: Fa. E.A. Storζ GmbH & Co KG

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Beschreibung

Wagenheber

Die Erfindung betrifft einen Wagenheber mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Die die Standsäule, den Tragarm sowie die Kippfußplatte bildenden Metallprofile bestehen bei den bekannten Wagenhebern aus Stahl.

Bisher war man ständig bemüht, das Eigengewicht, solcher Wagenheber zu verkleinern,

was unter anderem in wesentlichem Umfange auch dadurch gelang, ' daß man die Schenkel der Metallprofile in deren Längsrichtung entsprechend profilierte. Dadurch wurde es möglich, die Wanddicken der Metallprofile entsprechend zu vermindern.

Im Automobilbau werden aber neuerdings Forderungen hinsichtlich einer Gewichtsreduzierung erhoben, die sich mit den bis jetzt eingesetzten Stahlprofilen nicht mehr realisieren lassen. Man hat deshalb bereits versucht, das geforderte, stark herabgesetzte Maximalgewicht solcher Wagenheber durch Einsatz anderer Materialien, nämlich Leichtmetall, zu erreichen, wobei man auch zu recht günstigen Resultaten gelangte. Bei diesen Versuchen hatte es sich allerdings gezeigt, daß ein einfacher Werkstoffaustausch_} unter Beibehaltung des bisherigen konstruktiven Aufbaus,nicht

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geeignet ist,um eine ausreichende Eigen- und Verwindungssteifigkeit zu erzielen, und zwar auch dann nicht, wenn man zu diesem Zweck die Wanddicken der Metallprofile erheblich vergrößerte.

Als Schwachstelle einer solchen Konstruktion hatte sich dabei die Kippfußplatte erwiesen. Sie bleibt auch bei entsprechender Materialdicke und Profilierung bei extremen Belastungsfällen, aufgrund ihrer relativ geringen Festigkeit so elastisch nachgiebig, daß die Schenkel der Standsäule, in deren Längsrichtung gesehen, durch Verschränken der Standsäule unter Umständen um einen Betrag von mehreren Millimetern relativ zueinander verlagert werden können. Ein solcher Belastungsfall kann beispielsweise eintreten, wenn ein angehobenes Fahrzeug auf leicht abschüssiger Straße steht. In diesem Falle muß ein solcher Gelenkheber derart an der Karosserie angesetzt werden, daß sich dessen Standsäule im wesentlichen in einer zur Bodenfläche senkrechten Ebene befindet. Wird dann das Fahrzeug angehoben und treten in Längsrichtung des Fahrzeuges gerichtete Kräfte auf, die beispielsweise durch Windeinwirkung oder durch eine sich an die Karosserie des angehobenen Fahrzeuges anlehnende Person erzeugt werden können, so wird sich in Kraftrichtung, aufgrund der dem Leichtmetall eigenen Elastizität, die Standsäule entsprechend neigen, obgleich die Kippfußplatte ihrer plane Aufstellage auf der Bodenfläche im wesentlichen beibehält. Aus diesem sich Schrägstellen der Standsäule resultiert die gegenseitige Verlagerung ihrer Profilschenkel in Längsrichtung, was auch eine entsprechende Verlagerung der Querschwenkachse des Tragarmes und damit eine Verwindung des letzteren mit sich bringt, weil dessen Last-

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kopf bei aufgenommener Last an der Fahrzeugkarosserie festgelegt ist. Dieses Verschränken der Standsäule relativ zur Kippfußplatte sowie das Verwinden des Tragarmes kann, obgleich diese Teile, wenn sie lastfrei sind, wieder ihre ursprüngliche Form annehmen, aus Sicherheitsgründen nicht hingenommen werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wagenheber in einer konstruktiven Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, dessen Konstruktion es ermöglicht, diesen aus Leichtmetall mit gegenüber konventionellen Wagenhebern dieser Art erheblich vermindertem Gewicht herzustellen bei dem im belasteten Zustand und bei unter Krafteinwirkung erfolgender Neigung seiner Standsäule parallel zur Fahrzeuglängsrichtung, die Standsäule und der Tragarm keine Verschränkung bzw. Verwindung in sich erfahren werden.

Diese Aufga.be wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei einer derartigen Ausbildung der Kippfußplatte hat deren Abstützfläche in angehobenem Zustand eines Fahrzeuges lediglich noch mit ihrer Erhöhung Kontakt mit der den Wagenheber abstützenden Bodenfläche, so daß die Kippfußplatte bei Auftreten von die Fahrzeugkarosserie verlagernden Kräften in jeweils dieser Richtung kippen kann, in welcher diese Kräfte wirken. Damit ist sichergestellt, daß,in jeder Relativstellung der Standsäule zur Bodenfläche,die Kippfußplatte zur Standsäule bei jedem Belastungszustand des Wagenheuers zu dieser ihre ursprüngliche Lage beibehält, so daß an der Verbindungsstelle zwischen diesen beiden Teilen keine die Stand-

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säule verschränkenden Biegekräfte enstehen können.

Die Erhöhung der Abstützfläche der Kippfußplatte kann gemäß Anspruch 2 durch eine im Querschnitt beispielsweise kreisförmige Ausprägung gebildet sein. Sie kann außerdem in Art eines sich in der Ebene von Tragarm und Standsäule erstreckenden geprägten Längswulstes ausgebildet sein. In jedem Falle ist es hierbei günstig, wenn die Erhöhung gemäß Anspruch 3 gegenüber dem übrigen Teil der Abstützfläche erhöht druckfest ist. Eine solche partielle Erhöhung der Druckfestigkeit an der Abstützfläche läßt sich in einfacher Weise gemäß Anspruch 4 erzielen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist die Konstruktion gemäß den Ansprüchen 5 und 6 getroffen, wodurch sich die Auflage des Kippfußes auf der Bodenfläche besonders rutschfest gestalten läßt.

Dabei lassen sich die insbesondere durch Stahlniete gebildeten Erhöhungen bzw. Haltekrallen vorteilhaft zugleich dazu verwenden, Kippfußplatte und Standsäule durch gegenseitiges Vernieten miteinander starr zu verbinden.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in der sich anschließenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung und/oder in den Patentansprüchen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 einen Gelenkwagenheber in Leichtmetallaus-

führung, dessen Konstruktion identisch derjenigen eines Gelenkwagenhebers in Stahlaus-

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entspricht, wobei sich dessen Tragarm in seiner maximalen Hubstellung befindet, in welcher die Standsäule auf der Abstützfläche der Kippfußplatte gehalten ist;

Figur 2 eine Vorderansicht des unteren Teilstückes

der Standsäule des Gelenkwagenhebers gemäß Figur 1, in größerem Maßstab als Figur 1, deren Standsäule und Kippfußplatte aufgrund von in Längsrichtung eines angehobenen Personenkraftfahrzeuges wirkenden Kräften verzogen sind;

Figur 3 eine Draufsicht auf das die Kippfußplatte

tragende Endstück der Standsäule eines erfindungsgemäßen Gelenkwagenhebers;

Figur 4 einen Schnitt durch die Kippfußplatte und

ein Teilstück der Standsäule,entlang der Linie 4-4 der Figur 3 gesehen;

Figur 5 eine Seitenansicht des die Kippfußplatte

tragenden unteren Endstückes der Standsäule des erfindungsgemäßen Wagenhebers;

Figur 6 eine Darstellung entsprechend Figur 4, wobei

jedoch der Gelenkheber auf einer schräg abfallenden Bodenfläche aufgestellt ist;

Figur 7 eine Darstellung ähnlich Figur 3 zur Veranschaulichung einer Konstruktionsvariante der Kippfußplatte. Q₃₀₀₃₉ /020 3

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Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Gelenkheber soll zum besseren Verständnis der Erfindung verdeutlichen, daß ein Gelenkwagenheber in Leichtmetallbauweise in identischer Ausführung eines Gelenkwagenhebers in Stahlbauweise nicht die Verwindungssteifigkeit eines solchen Gelenkwagenhebers hat_f auch dann, wenn dessen Profile für die Standsäule und den Tragarm entsprechend stärker dimensioniert werden.

Der gezeigte Gelenkheber weist eine im Querschnitt U-förmig ausgebildete Standsäule 1o auf, die an ihrem unteren Ende eine Kippfußplatte 12 trägt, die in bekannter Weise eine hintere Anstellfläche 14 und in stumpfem Winkel zu dieser eine vordere Abstützfläche 16 aufweist.

Ungefähr im mittleren Teil der Standsäule ist mit seinem einen Ende ein mit 17 bezeichneter Tragarm um eine Querschwenkachse verschwenkbar gelagert, an dessen freiem Hebelende in bekannter Weise ein Lastkopf 2o vorgesehen ist, mit dem sich der Tragarm an der Karosserieunterseite eines anzuhebenden, strichpunktiert angedeuteten Fahrzeuges 21 ansetzen läßt.

Der Lastkopf 2o, der beispielsweise durch ein massives Formteil aus Kunststoff gebildet ist, weist z.B. an seiner Lastaufnahmeseite eine sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckende und in der Mitte des Lastkopfes vorgesehene nutartige Vertiefung 22 auf, die zur Aufnahme eines durch eine Schwellernaht gebildeten Karosseriesteges dient.

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Die Querschwenkachse 18 ist in den mit 28 und 3o bezeichneten Schenkeln der Standsäule to im Abstand von einem mit 32 bezeichneten, die beiden Schenkel miteinander verbindenden Verbindungssteg der Standsäule angeordnet.

Der Tragarm 17 ist um die Querschwenkachse 18 mit Hilfe einer Gewindespindel 34 verschwenkbar, die mit ihrem einen Endstück den Lastkopf 2o durchdringt und darin drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert ist, wobei sich beim Hochschwenken des Tragarmes 17 die Gewindespindel 34 an einem Drucklager 36 abstützt.

Die zur Verschwenkung des Tragarmes 17 erforderliche Axialbewegung der Gewindespindel 34 ist durch eine Gewindemutter 38 bewerkstelligt, die in einer am oberen Ende der Standsäule 1o angeordneten Lagerbuchse vorgesehen ist. Mit 44 ist eine am oberen j Ende der Gewindespindel 34 drehfest angeordnete Handkurbel, vorzugsweise eine Taumelkurbel, zum Verdrehen der Gewindespindel bezeichnet.

Auch der Tragarm 17 besitzt im Querschnitt ü-förmiges Profil,und dessen beiden Schenkel sind in. einem solchen Abstand voneinander vorgesehen, daß der Tragarm mit geringem seitlichen Spiel zwischen den Schenkeln 28, 3o der Standsäule auf der Querschwenkachse 18 ' lagerbar ist. In seiner unteren Ausgangsstellung befindet sich der Tragarm über den größten Teil seiner Länge zwischen den Schenkeln 28, 3o der Standsäule.

Standsäule 1o und Kippfußplatte 12 sind durch Schweißen fest miteinander verbunden.

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Der Unterschied dieses in Leichtbauweise ausgebildeten Gelenkhebers zu einem bekannten Gelenkheber in Stahlausführung besteht lediglich darin, daß Standsäule, Tragarm und Kippfußplatte anstatt aus Stahlprofilen bzw. Stahlblech aus entsprechenden Aluminiumprofilen bzw. Aluminiumblech hergestellt sind. Ein solcher Materialaustausch ermöglicht eine erhebliche Verringerung des Gewichtes solcher Gelenkheber. Bei Versuchen hat sich jedoch gezeigt, daß die hohe Verwindungssteifigkeit von Gelenkhebern in Stahlausführung, was die gegenseitige Zuordnung von Standsäule und Kippfußplatte betrifft ,auch dann nicht erreicht wird, wenn die Schenkel der Kippfußplatte, anstatt eine ebene Ausbildung, eine entsprechend profilierte Gestaltung haben. Aus Gründen der angestrebten Gewichtseinsparung können jedoch die Wanddicken von Standsäule und Kippfußplatten nicht beliebig erhöht werden.

Figur 2 veranschaulicht, inwiefern lediglich eine Materialvertauschung, nämlich die Verwendung von Aluminium anstelle von Stahl, allein nicht ausreicht, um einen im Gewicht wesentlich reduzierten, und ausreichend verwindungssteifen Gelenkheber zu schaffen.

Bezüglich der Darstellung gemäß Figur 2 sei beispielsweise angenommen, daß auf das angehobene Fahrzeug 21 in dessen Längsrichtung gerichtete Kräfte einwirken, sei es durch Windeinfluß oder dadurch, daß sich das Fahrzeug auf einer abschüssigen Straße befindet. Wie durch eingehende Versuche festgestellt wurde, stellt sich die Standsäule 1o unter der Wirkung solcher Kräfte in erheblichem Maße schräg zur Kippfußplatte, während deren Abstützfläche 16 selbsttunter dem Einfluß der aufgenommenen Last,ihre Lage relativ zur Bodenfläche im wesentlichen beibehält. Abgesehen davon, daß diese Nachgiebigkeit zwischen Standsäule und Kippfußplatte bei sich verstärkender Krafteinwirkung zu einem Umschlagen des Wagenhebers führen kann, wird dadurch die Standsäule in sich derart verzogen, daß deren Schenkel in Längsrichtung zueinander ent-

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sprechend verlagert werden. Dies führt wiederum dazu, daß die Querschwenkachse 18 entsprechend verlagert und dadurch der Tragarm in sich verwunden wird, nachdem der Lastkopf 2o an der Karosserie festgelegt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kippfußplatte, wie sie nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 5 beschrieben wird, läßt sich erreichen, daß die gegenseitige Zuordnung von Kippfußplatte und Standsäule ,trotz der materialbedingten Elastizität₉im Bereich ihrer gegenseitigen Verbindung bei auftretender Verlagerung des Lastangriffspunktes erhalten bleibt und somit an der Verbindungsstelle von Standsäule und Kippfußplatte die Entstehung schädlicher Biege- und Verwindungsmomente wirksam verhindert wird.

Zu diesem Zweck weist die Abstützfläche 16 der Kippfußplatte 12 beispielweise im Abstand hintereinander zwei vorzugsweise durch in die Kippfußplatte eingebrachte Stahlniete 46, 48 gebildete Erhöhungen auf, die symmetrisch zu einer Ebene a-a angeordnet sind, in der die Längsachen von Standsäule 1o und Tragarm 17 liegen. Die durch die beiden Niete gebildeten Erhöhungen sind in bezug auf die Ausdehnung der Abstützfläche 16 nach beiden Seiten dieser Ebene a-a begrenzt. Sie definieren somit Auflagepunkte, die sicherstellen, daß bei einer von der Senkrechten zur Bodenfläche abweichenden Stellung der Standsäule.bei angehobenem Fahrzeug und bei gegebenenfalls nicht planer Bodenfläche,dennoch ein mittiger Kraftangriff an der Abstützfläche der Kippfußplatte zustande kommt, so daß gegebenenfalls nur geringe einseitige Belastungsmomente an der Kippfußplatte auftreten können. Damit ist vermieden, daß sich der Gelenkheber im Bereich der Kippfuß-

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platte in der in Figur 2 veranschaulichten Art und Weise verschränken und dadurch die Standsäule entsprechend verziehen kann.

Auch dann, wenn ein Fahrzeug auf abschüssiger Straße anzuheben ist, wie dies beispielsweise die Figur 6 verdeutlicht, ist eine zur erwähnten Ebene a-a symmetrische Lastaufnahme gewährleistet.

Sollte dabei der Fall eintreten, daß einmal ein Längsrandstück der Abstützflache jmit der Bodenfläche in Berührung kommt, so wird zwar auch dann eine elastische Verformung stattfinden, jedoch in solch unbedeutendem Umfange, daß daraus keine nachteiligen Veränderungen an der Standsäule resultieren werden, überdies wird in diesem Falle die Materialfestigkeit dazu führen, daß nach Absetzen der Last sich der erfolgte Verzug von Kippfußplatte und Standsäule wieder ausgleicht.

Anstelle der beiden Niete 46, 48 kann auch lediglich eine einzige, durch eine entsprechende Ausprägung der Kippfußplatte gebildete Erhöhung vorgesehen sein. Ferner kann die Erhöhung durch eine sich in der Ebene a-a erstreckende Längssicke gebildet sein.

Durch Verwendung von Stahlnieten 46, 48, die zur Vermeidung von Elektrokorrossion in der vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Kippfußplatte isoliert anzuordnen sind, wird außerdem eine hohe Rutschfestigkeit des Gelenkhebers auf der betreffenden Bodenfläche erzielt.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind Anstellflache 14 und Abstützfläche 16 der Kippfußplatte außerdem entlang ihren Länqsrandteilen

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mit im Abstand voneinander angeordneten, Haltekrallen bildenden Stahlnieten 5o ausgestattet, wobei diejenigen der Abstützfläche 16, gegenüber denen sich in der Ebene a-a von Tragarm und Standsäule befindenden Stahlnieten 46, 68 in der Höhe entsprechend zurückversetzt sind. Zu diesem Zweck ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel z.B. die Abstützfläche 16 quer zur Längsrichtung der Kippfußplatte nach außen konvex gewölbt. Dabei ist die Anordnung der beiden mittleren Stahlnieten 46, 48 an der Abstützfläche so getroffen, daß sich die hintere Stahlniete 48 ungefähr in der Ebene der beiden äußeren Stahlnieten 5o befindet, überdies dienen die Stahlniete 5o zugleich zur Befestigung der Kippfuß-, platte 12 an der Standsäule 1o, indem diese mit entsprechenden Seitenflanschen 52, 54 bzw. 56, 58 auf die Kippfußplatte aufgenietet ist.

Wie Figur 7 zeigt, kann an der Abstützfläche 16 auch lediglich der Stahlniet 46 vorgesehen sein. Ferner können die seitlichen Niete 5o von der Ebene a-a einen geringeren Abstand haben als die an der Anstellfläche 14 vorgesehenen Niete 5o. Durch eine solche Nietanordnung läßt sich der Freiheitsgrad der Abstützfläche 16 ^zur Bodenfläche noch wesentlich erhöhen.

Es ist klar, daß die Gestaltung der Kippfußplatte zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe noch in vielfacher Weise abgewandelt werden kann; wesentlich ist nur, daß die erfindungsgemäße Konstruktion, bei Schrägstehen der Standsäule zur Bodenfläche bzw. bei Schräggestelltwerden, sicherstellt, daß sich dabei der Lastangriffspunkt an der Abstützfläche nicht bzw. lediglich in unerheblichem Maße in seitlicher Richtung zur Ebene a-a verlagert..

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Patentansprüche

1, Wagenheber mit einer an ihrem unteren Ende starr mit einer Kippfußplatte verbundenen Standsäule, und mit einem Tragarm, der auf einer an der Standsäule festliegenden Querschwenkachse gelagert, an seinem freien Ende mit einem am Fahrzeugboden angreifenden Lastkopf ausgestattet und mittels einer durch eine Handkurbel verdrehbaren Gewindespindel verschwenkbar ist, wobei die Kippfußplatte in spitzem Winkel zur Standsäule eine Anstellfläche sowie in stumpfem Winkel zur letzteren eine Abstützfläche aufweist und Tragarm und Standsäule durch ein im Querschnitt U-förmiges Metallprofil gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Standsäule (1o), Tragarm (17) und Kippfußplatte (12) aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, bestehen und daß die Abstützfläche (16) der Kippfußplatte (12) mindestens eine Erhöhung aufweist, die symmetrisch zu einer Ebene (a-a) angeordnet ist, in der die Längsachsen von Standsäule und Tragarm liegen und die nach beiden Seiten dieser Ebene, in bezug auf die Ausdehnung der Abstützfläche (16) in diesen Richtungen, begrenzt ist.
2. Wagenheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Äbstützflache (16) der Kippfußplatte (12) durch eine im Querschnitt kreisförmige Ausprägung

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gebildet oder in Art eines sich in der Ebene von Tragarm (17) und Standsäule (1o) erstreckenden geprägten Längswulstes ausgebildet ist.
3. Wagenheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung gegenüber dem übrigen Teil der Abstützfläche (16) erhöht druckfest ist.
4. Wagenheber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung durch eine auf die Abstützfläche (16) der Kippfußplatte (12) aufgenietete Haltekralle (46 oder 48) aus Stahl gebildet ist, die im Leichtmetall isoliert angeordnet ist.
5. Wagenheber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Abstützfläche (16) und Anstellfläche (14) der Kippfußplatte (12) entlang ihrer Längsrandteile ebenfalls im Abstand voneinander angeordnete, insbesondere durch Stahlniete (5o) gebildete Erhöhungen bzw. Haltekrallen aufweisen, wobei diejenigen der Abstutzfläche (16) gegenüber der sich in der Ebene von Tragarm (17) und Standsäule (1o) befindenden Erhöhung bzw. Haltekralle (46 oder 48) in der Höhe zurückversetzt sind.
6. Wagenheber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ebene von Tragarm (17) und Standsäule (1o) liegende Erhöhung ungefähr im Schnittpunkt der Katheten

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eines stumpfwinkligen Dreiecks liegt und daß ungefähr an den Schnittpunkten der Katheten und der Hypothenuse dieses Dreiecks jeweils die vorderste Haltekralle (5o)^der Längsrandteile der Kippfußplatte (12) vorgesehen ist.
7. Wagenheber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kippfußplatte (12) und Standsäule (1o) durch eine genietete Flanschverbindung aneinander gehalten sind.
8. Wagenheber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur gegenseitigen Vernietung von Standsäule (1o) und Kippfußplatte (12) vorgesehenen Niete (5o) mit einem ihrer Nietköpfe zugleich eine der an den Längsrandteilen der Kippfußplatte (12) vorgesehenen Haltekrallen bilden.

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