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VORRICHTUNG ZUM VORSPANNEN VON DRUCKFEDERN DER FAHRWERKS-
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FEDERUNG BEI DER MONTAGE VON KRAFTFAHRZEUGEN.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorspannen von Druckfedern
der Fahrwerksfederung bei der Montage von Kraftfahrzeugen,mit den weiteren,im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen.
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Im Automobilbau werden zur federnden Abstützung der Fahrzeugachsen
oder Teile derselben rn der Karosserie schwere Federn eingesetzt,die,einzeln für
sich gesehen,im Fahrbetrieb Stöße auffangen,bzw.Rückstellkräfte entfalten müssen'die
in der Größenordnung des Fahrzeuggewichts liegen.
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Um unter den Bedingungen einer band-seriellen Fertigung eine hinreichend
einfache Montage z.B.der vorderen Schwingachsen eines Personenkraftwagens in dem
engen Vorderbau der Karosserie zu ermöglichen,müssen die Federn annähernd auf Block
gespannt werden.
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Zu diesem Zweck wird als Spannvorrichtung ein Hydraulik-Zylinder verwendet,dessen
Kolbenstange durch eine Aussparung der Karosserie hindurch entlang der Achse der
Feder verlaufend in den Federdom eingeführt wird'in den die Feder lose
eingesetzt
ist.Zur achsnahen Abstützung der Feder,die zunächst von Hand in Anlage mit ihrer
karosserieseitigen Abstützstelle gehalten werden muß,wird sodann am achsnahen,innern
Endabschnitt,der Kolbenstange ein die Feder zwischen zwei Windungen radial durchsetzender
Querriegel befestigt,wonach die Feder durch Ausführung des Arbeitshubes des Hydraulik-Zylinders
gespannt wird.Nach der Befestigung des achsnahen Endes der Feder an dem dazu vorgesehenen
Federteller der Achse wird durch erneutes Ausfahren der Kolbenstange die Feder wieder
entspannt', wonach der Querriegel gelöst werden kann.
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Wesentliche Nachteile der insoweit erläuterten Spannvorrichtung und
der durch diese bedingten Arbei sweise sind zumindest die folgenden: das Ansetzen
und Abnehmen des Querriegels sind zeitaufwendige Arbeitsgänge,die sich vielfach
nicht -innerhalb eines einzigen Taktintervalls der Bandmontage durchführen lassen.Diese
Arbeitsgänge werden dadurch erschwert,daß z.B.bei der Vorderachsmontage der den
Querriegel ansatzende Monteur in den Vorderbau der Karosserie einsteigen ui d die
genannten Arbeiten in hockender oder knieerder Stellung durchführen muß.Es kommt
hinzu,daß dieser Monteur im Falle eines Bruchs der gespannten Feder bzw.des Querriegels
oder im alle eines unkorrekten Ansetzens des Querriegels einer erheblichen Verletzungsgefahr
ausgesetzt ist.Weiter kommt hinzu,daß das montagegerechte Ansetzen des Hydraulik-Zylinders
einerseits und des Querriegels andererseits in jedem Falle den koordinierten Einsatz
zweier Monteure erfordert,die die ihnen zugewiesenen Arbeitsgänge zeitlich genau
aufeinander abstimmen müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher,eine Vorrichtung der eingangs
genannten
Art zu schafien,die das Vorspannen der Feder und damit die Achsmontage wesentlich
vereinfacht und beschleunigt und auch unter Gesichtspunkten des Arbeitsschutzes
deutlich erhöhte Sicherheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermittelt eine Mechanisierung und
Beschleunigung gerade derjenigen Arbeitsgänge -achsseitige Abstützung der Feder
und Aufhebung dieser Abstützung -, die bei der manuellen Ausführung besonders zeitaufwendig
und für den ausführenden Monteur mit einem erheblichen Gefahrenmoment belastet sind.Damit
einhergehend wird auch eine kostensparende Verminderung des Personaleinsatzes erzielt.Darüber
hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einen mit gängigen technischen
Mitteln realisierbaren einfachen Aufbau aus,sodaß die für ihre Erstellung erforderlichen
Investitionen nur unerheblich größer sind als für die bekannte Vorspann-Vorrichtung
und in Anbetracht der genannten Gebrauchsvorteile eine rasche Amortisation gewährleistet
ist.
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Weitere durch die Merkmale der Unteransprüche erzielbare Vorteile
der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zumindest die folgenden: Die durch die Merkmale
des Anspruchs 2 angegebene Kontur der Abstützflächen der Spreizhebel vermittelt
zum einen die exakte Zentrierung der Feder beim Ansetzen der Spreizhebel bzw. in
der ersten Phase des Spannhubes und verhindert zuverlässig radiale Ausweichbewegungen
des achsnahen Federendes beim Spannen der Feder.
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Die axiale Versetzung der Spreizhebel gemäß Anspruch 3 gewährleistet
eine gleichmäßige Belastung der Spreizhebel im Verlauf der Spann- und Entspannhübe
und erleichtert sowohl das Ansetzen der Spreizhebel an der jeweils unterstützten
Federwindung wie auch das Zurückklappen der Spreizhebel in ihre Ruhestellung.
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Die Gestaltung des Spreizkopfes gemäß den Merkmalen des Anspruchs
4 vermittelt eine besonders raumspar.ende ,versenkte Anordnung der Spreizhebel und
der diese mit dem verschiebbaren Führungsstück koppelnden Spreizlenker in deren
Ruhestellung.Das Spanrglied kann dadurch sehr schlank gestaltet werden,sodaß die
zu seiner Einführung in den Federdom erforderliche Karosserie-Aussparung günstig
klein gehalten werden kann.
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Durch die gemäß Anspruch 5 vorgesehene Gestaltung des die Aufspreizbewegung
der Spreizhebel begrenzenden Anschlags wird eine die Spreizhebel schonende Einleitung
der axialen Last über die Spreizlenker in den starren Teil des Spreizkopfes erzielt,die
den Verschleiß dieser Teile minimal hält,sodaß diese in der durch den Anspruch 6
angegebenen einfachen Gestaltung die erforderliche Stabilität vermitteln.
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Mit einer gemäß Anspruch 7 vorgesehenen Jteuer-Antriebsvorrichtung,gegebenenfalls
in der durch die Merkmale des Anspruchs 8 näher umrissenen Gestaltung läßt sich
eine weitgehende Automation des Vorspannvorcanges erzielen.Die Vorspann-Vorrichtung
kann in dieser Gestaltung in eine vollautomatische Achs-Montagestation integ:-iert
sein,die auch das Einführen des Spanngliedes in den Fedfrdom selbsttätig ausführt.
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Eine zu diesem Zweck geeignete Gesaltung der Vospann-Vor-Richtung
ist durch die Merkmale des Anspruchs 9 angegeben.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 ist eine als"leichtes"handgeführtes
gerät geeignete Ausführungsform einer erfindungsgeraäßen Feder-Vorspar.nvor-r-achtung
umrissentdie z.B.einer vorstehend erläuteiten, automatisierten Montageeinrichtung
nachgeschaltet sein kann,um bei einem Störfall derselben die Aufrechterhaltung der
Produktion zu gewährleisten,die aber auch für einen Einsatz in einer Kfz-Werkstatt
geeignet ist.
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die durch die Merkmale des Anspruchs 12 angegebene und durch diejenigen
des Anspruchs 13 näher spezifizierte, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung hat den Vorteil,daß eine mit nur geringem Raumbedarf behaftete Untereinheit
zur Verfügung steht,die die Feder in ihrer gespannten Lage zu halten vermag und
über mehrere Arbeitstakte hinweg am Fahrzeug angesetzt bleiben kann.Bei dieser Gestaltung
der Vorrichtung kann die Feder auch gegen das zu montierende Teil gespannt und zusammen
mit disem und der angesetzten Untereinheit in den Montageraum verbracht werden.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 14 und 15 sind vorteilhaft einfache
Gestaltungen der für das funktionsgerechte An-und abkoppeln der Untereinheit von
der Antriebseinheit der Vorrichtung vermittelnden Einrichtungen angegeben.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.Es zeigen:
Fig.1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Einsatz bei der Vorderachsmontage an einem
Personenkraftwagen, in stark vereinfachter,schematischer,abgebrochener Darstellung,
Fig.2 das in den Federdom der Fahrzeugkarosserie einführbare Spannglied der Vorrichtung
gemäß Fig.1,inteilweise geschnittener Ansicht, Fig.3 Einzelheiten des am inneren
Ende des Spanngliedes gemäß Fig.2 angeordneten Ankerkopfes zur achsseitigen Unterstützung
der zu spannenden Feder'im Maßstab 1:1, Fig.4 das außenseitig am Federdom ansetzbare
Stütz-und Antriebsteil der Vorrichtung gemäß Fig.1,gesehen in Richtung des Pfeils
I der Fig.1, Fig.5 das Antriebsteil gemäß Fig.1,teilweise in einer die zentrale
Achse der Vorrichtung enthaltenden,in der Zeichenebene der Fig.5 verlaufenden Schnittebene,
Fig.6 eine zur Gestaltung der Vorrichtung gemäß Fig.1 alternative Gestaltung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung als mobiles Handgerät,im Längsschnitt und Fig.7 eine
weitere,bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in stark
vereinfachter, abgebrochener Teildarstellung.
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Gebrauchszweck der in der Fig.1 dargestellten erfir.dungsgemäßen Vorsiann-Vorrichtung
10 ist es,zur Fahrwerksfederung eines Kr aftfahrzeuges eingesetzte,schwere Druck-Wendelfedern
11 so weit vorspannen bzw.zusammendrücken zu können,daß die montage der über diese
Federn 11 an der Karosserie 12 abzustützenden Fahrwerksachsen oder Teile derselben
auf einfache Weise möglich ist und gleichzeitig den Federn 11 die für die gewünschte
Federwirkung erforderliche Vorspannung erteilt wird.
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Bei dem in der Fig.1 veranschaulichten typischen Einsatzbeispiel der
Vorrichtung 10 zur Montage einer insgesamt mit 13 bezeichneten Vorderachshälfte
eines Personenkraftwagens muß die in einem Federdom 14 angeordnete Feder 11,wie
dargestellt,auf dem größten Teil ihrer Länge nahezu auf Block vorgespannt werden,damit
die Vorderachshälfte 13 mit etwa der aus der Fig.1 ersichtlichen Anordnung ihres
Achsschenkels 16 und eines oberen und eines unteren Querlenkers 17 bzw.18 an den
karosseriefesten Schwenkgelenken 19 und 21 montiert werden kann.Im fertig montierten
Zustand der Vorderachshälfte 13 stützt sich die Feder 11,unter einer Mindestvorspannung
stehend,achsseitig an (einem Federteller 22 des unteren Querlenkers 18 und karosse-ieseitig
an der ringflanschförmigen oberen Begrenzungswand 23 des Federdomes 14 ab,die mit
einer zentralen Aussparung 24 versehen ist.
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Die Vorrichtung 10 umfaßt ein in der Fig.1 gestrichelt angedeutetes,im
einzelnen in der Fig.2 dargestelltes Spannglied 26, das durch die Aussparung 24
hindurchtretend entlang der zentralen Achse 27 der Federil,bzw.der Vorrichtung 10
in deren Gebrauchslage,in den Federdom 14 einführbar und mittels radial ausschwenkbarer
Spreizhebel 28 an einer gemäß Fig.1 achsnahen Windung 29 der Feder 11 verankerbar
ist.Diese Spreizhebel,die an einem am achsnahen Ende des Spanngliedes 26 vorgesehenen
Ankerkopf 31 angelenkt sind,können durch gerichtete axiale Verschiebunc eines das
Spannglied 26 in dessen Längsrichtung durchsetzenden Steuerstabes 32 in ihre die
Federwindung 29 unterstützende Arbeitsstellung aufgespreizt und bei entspannter
bzw.teilweise entspannter Feder 11 durch eine entgegengesetzt gerichtete axiale
Verschiebung des Steuerstabes 32 wieder zusammengeklappt werden,sodaß das Spannglied
26 wieder aus dem Federdom 14 bequem herausgezogen werden kann.
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Dieses Spannglied 26 ist in Richtung der Längsachse 27 der Vorrichtung
10 geführt verschiebbar an einer schlanken Stütze 33 gelagert,die an der der Abstützstelle
der Feder11 gegenüberliegenden ringförmigen Außenfläche der oberen Begrenzungswand
23 des Federdomes 14 in der aus der Fig.1 ersichtlichen Anordnung abstützbar ist.An
dieser Stütze 33 ist eine mit dem Spannglied 26 koppelbare Spann-Antriebsvorrichtung
34 vorgesehen,mit der sowohl der auswärts gerichtete Spannhub wie auch die zur Achs-und
Federmontage erforderlichen Einwärtsbewegungen des Spanngliedes 26 steuerbar sind.
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Die insoweit erläuterte erfindungsgemäße Vorspann-Vorrichtung10 kann
z.B.im Rahmen einer bei Fließband-Fertigung vorgesehenen Achs-Montagestation wie
folgt eingesetzt werden:
Nachdem die Feder 11 von unten hei- manuell
oder mittels einer geeigneten Zuführungseinrichtung n den Federdom 14 eingeführt
und ihr oberes Ende in Anlage mit der ringflanschförmigen oberen Begrenzungswand
23 des Federdomes 14 gebracht worden ist,wird das Spannglied 26 in den Federdom
14 eingeführt und durch Aufspreizen der Spreizhebel 28 an der Feder 11 verankert.Danach
wird durch Betätigung der Antriebsvorrichtung 34 der Spannhub ausgeführt,wobei der
oberhalb der von den Spreizhebeln 28 unterstützten 'Federwindung 29 angeordnete
Anteil der Feder 11 nahezu auf Block gespannt wird.Dieser extrem vorgespannte Zustand
der Feder 11 ist in der Fig.1 dargestellt.Die Vorderachshälfte 13 kann jetzt,von
unten her herangeführt,bequem an der Karosserie 12 montiert werden,wobei gleichzeitig
auch mit etwa parallelem Verlauf zur Feder 11 der als anharmonisches Federungsglied
vorgesehene,nicht dargestellte Stoßdämpfer eingesetzt und an der Karosserie 12 und
am unteren Querlhker 18 der Vorderachshälfte 13 gelenkig festgelegt wird.
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Danach wird das Spannglied 26 abgesenkt,bis die Feder unter gleichmäßiger
Soll-Vorspannung stehend am Federteller 22 abgestützt ist und die Spreizhebel 28
entlastet sind,sodaß sie durch Zurückziehen des Steuerstabes 32 in ihre Ruhestellung
zurückgeklappt werden können und das Spannglied 26 zum Absetzen der Vorrichtung
10 aus dem Federdom 14 herausgezogen werden kann.
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Im folgenden werden anhand der Figuren 2-5,auf deren Einzelheiten
ausdrücklich verwiesen sei,konstruktive Details der vorstehend anhand eines speziellen
Einsatzfalles hinsichtlich ihrer wesentlichen funktionellen Eigenschaften beschriebenen
Vorrichtung 10 näher erläutert: Die Fig.2 zeigt in einer Gesamtansicht das den Ankerkopf
31
und ein an diesen angeschraubtes,mit der Antriebsvorrichtung34
koppelbares Verlängerungsrohr 36 umfassende schaftförmigeSpannglied 26 mit dem das
Verlängerungsrohr 36 in axialer Richtung durchsetzenden Steuerstab 32.
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Der Ankerkopf 31 umfaßt einen zum freien Ende hin sich konisch verjüngenden
Gelenkblock 37,an dem am besten in der aus der Fig.3 ersichtlichen Anordnung insgesamt
drei Spreizhebel 28 angelenkt sind,deren radiale Schwenkebenen in 1200-Winkelabständen
axialsymmetrisch um die Längsachse 27 des Spanngliedes 26 bzw.der Vorrichtung 10
gruppiert sind.In der Fig.3 sind nur zwei dieser Spreizhebel 28 wiedergegeben, deren
Schwenkebene der Einfachheit der Darstellung halber in die Zeichenebene geklappt
ist.An den Gelenkblock 37 schließt sich ein mit diesem einstückig ausgebildetes
Führungs-Rohrstück 38 an,das an seinem dem Verlängerungsrohr 36 zugewandter Endabschnitt
mit einem Innengewinde 39 zur schraubbaren Verbindung mit demVerlängerungsrohr 36
versehen ist.In dem an das Verlängerungsrohr 36 angrenzenden Abschnitt des Rohrstückes
36 ist einmassives,zylindrisches Führungsstück 41 in Längsrichtung hin und her verschiebbar
geführt.An diesem Führungsstück 41 sind Spreizlenker 42 angelenkt,die zusammen mit
je einem der Spreizhebel 28 ein Gelenkdreieck bilden.Die Schwenkgelenke 43 bzw.44
der Spreizhebel 28 bzw.der mit diesen durch die Spreizgelenke 46 verbundenen Spreizlenker
42 siid in nach außen offenen Längsnuten 47 bzw.48 des Gelenkblocks 37 bzw.des Führungsstückes
41 angeordnet,zwischen denen Längsschlitze 49 des Führungs-Rohrstückes 38 verlaufen,durch
die die Spreizlenker 42 und die mit diesen gekoppelten Abschnitte der Spreizebel
28 in deren Arbeitsstellung radial austreten;in der Ruhestellung der Spreizhebel
28 und der Spreizlenker 42,die durch die zurückgezogene Endstellung des Führungsstückes
41 in rückwärtige Anlage mit der inneuen
Endstirnfläche 51 des
VerlängeruIgsrohres 36 markiert ist,sind die Spreizhebel 28 und die Stützlenker
42 versenkt in den Nuten 47 und 48 des Gelenkblocks 37 und des Führungsstückes 41
bzw. in den Schlitzen 49 des Führungs-Rohrstückes 38 angeordnet.
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Zum Aufrichten der Spreizhebel 28 in ihre z.B.die Federwindung 29
unterstützende Arbeitsstellung wird das Führungstück 41 mittels des Steerstabes
32 in Richtung auf den Gelenkblock 37 hin verschoben.Das Führungsstück 41 hat einen
radial abstehenden Flansch 52,durch dessen Anlage an einem inneren Ringflansch 53
des Führungs-Rohrstückes 38 die Aufspreizbewegung der Spreizhebel begrenzt und deren
Arbeitsstellung markiert ist.Die zwischen dem Spreizgelenk 46 und den jeweiligen
Schwenkgelenken43 und 44 gemessenen Lenkerlängen der Spreizhebel verhalten sich
etwa wie 2:5;in der Arbeitsstellung beträgt der von der zentralen Achse 27 aus gemessene
Anstellwinkel der Spreizhebel ca.650'derjenige der Spreizlenker ca.2O0.rtm einen
die Aufspreizbewegung hemmenden Totpunkt zu vermeiden,ist die bereits erwähnte Anschlaggebrenzung
51 der Rückzugsbewegung des Führungsstückes 41 vorgesehen,durch die eine Aufweitung
des Scheitelwinkels des Gelenkdreiecks auf maximal 1700 in der Ruhelage begrenzt
ist.
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Die Spreizhebel 28 haben über die äußeren Rückenkanten 54 der Spreizlenker
bzw. ihrer Gelenkgabeln 56 hinausragende Stütznasen mit insgesamt konkav verlaufenden
Anlageflächen,an denen die unterstützte Federwindung 29 beim Spannen der Feder 11
satt anliegt.
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Diese Anlageflächen haben in der Arbeitsstellung der Spreizhebel 28
radialtd.h.rechtwinklig zur Längsachse 27 verlaufende
äußere Abschnitte
57,an die sich mit dem Radius des Federdrahtes gekrümmte innere Abschnitte 58 anschließen,die
die Federwindung auf einem etwa dem Spreizwinkel entsprechenden Sektorbereich ihrer
Ma:ltelflächen umgreifentund die durch die äußeren Rückenkanten 54 der Spreizlenker
42 etwa tangential fortgesetzt werden.Die flach gegen die Längsachse 27 des Spanngliedes
26 geneigten äußeren Rückenkanten 54 der Spreizlenker 42 vermitteln die insbesondere
beim Ansetzen der Spreizhebel 28 erforderliche exakte Zentrierung der Feder;durchdenradialenVerlauf
der äußeren Abschnitte 57 der Abstützflächen ist sichergestellt,daß auch bei einer
aus der erheblichen Vorspannung resultierenden Aufweitung der unterstützten Federwindung
29 die Spreizhebel 28 nur in axialer Richtung belastet sind.
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Um das Ansetzen der Spreizhebel 28 an der abzustützenden Federwindung
29 zu erleichtern,sowie um eine möglichst gleichmäßige Einleitung der von der vorgespannten
Feder 11 auf die Spreizhebel 28 ausgeübten axialen Kräfte in das Spannglied 26 zu
ermöglichen,sind die Spreizhebel 28 und die mit diesen gekoppelten Spreizlenker
42 in Längsrichtung des Spanngliedes, z.B.einer mittleren Steigung der Federwindungen
folgend,versetzt angeordnet.Dabei ist es zweckmäßig,diesen axialen Versatz gleich
dem halben Windungsabstand Z 1 wählen,der nach der Fertigmontage dem weitest möglich
entppcannten Zustand der Feder entspricht,sodaß bei dem vor dem Ab etzen der Vorrichtung
10 erforderlichen Entspannen der Feder 11 eine gleichmäßige Entlastung der Spreizhebel
28 gewährleistet ist.
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Im folgenden werden anhand der Figuren 4 und 5 Einzelheiten des die
Stütze 33 und die Spann-Antriebsvorrichtung 34 umfassenden Oberteils der Vorrichtung
10 gemäß Fig.1 erläutert:
Die Stütze 33 umfaßt zwei schmale,para:lele,sich
zur karosserieseitigen Abstützstelle 23 hin traEezförmig verjüngende Stahlplatten
61 und 62,die an ihrer karosserienahen schmäleren Basisseite mit einem kurzen Rohrstück
63 verschweißt sind,das als Stützfuß und gleichzeitig als Führungselement für das
aus dem Federdom 14 austretende und durch das Rohrstück 63 hindurchtretende schaftförmige
Spannglied 26 dient.
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Zur Anpassung an die Form der Abstützfläche und der diese umgebenden
Karosserieteile ist das Rohrstück 63 in einen Kunststoff-Formkörper 64 eingesetzt.An
der dem Stützrohrstück 63 gegenüberliegenden Seite sind die Platten 61 und 62 mittels
eines ebenfalls angeschweißten Flansches 66 miteinander verbunden,an dem die Spann-Antriebsvorrichtung
34 montiert ist.
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Diese ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel 10 als Hydraulik-Zylinder
67 ausgebildet,dessen Kolbenstange 68 durch eine zentrale Aussparung des Flansches
66 hindurchtritt und sich entlang der Längsachse 27 der Vorrichtung 10 erstreckt.
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Zur zug-und schubfesten Verbindung des Spanngliedes 26 mit der Kolbenstange
68 ist ein insgesamt mit 69 bezeichnetes Zwischenstück vorgesehen,an dem das Spannglied
26 und die Kolbenstange 68 in axialem Abstand voneinander lösbar ankoppelbar sind.
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Das Zwischenstück 69 ist als einseitig offenes U-Profil ausgebildet,dessen
parallele Profilschenkel 71 und 72 ihrerseits parallel zu den Stützenplatten 61
und 62 verlaufen.Die Führung des Zwischenstücks 69 an den Stützenplatten 61 und
62 vermitteln an dem Zwischenstück 69 befestigte Gleitkörper 73 und 74, die in flachen
Längsnuten 76 und 77 der Stützenplatten 61 und 62 geführt sind.Zur zug/schubfesten
Ankopplung des Spanngliedes 26 an das Zwischenstück 69 sind an diesem festlegbare
Nutensteine 78 und 79 vorgesehen,die formschlüssig in eine Ringnut 81 (vglFig.2)des
in das Zwischenstück 69 hineinragenden Endabschnittes
82 des Verlängerungsrohres
36 des Spanngliedes 26 eingreifen.
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Zur Verbindung der Kolbenstange 68 mit dem Zwischenstück 69 dient
eine T-Nutkupplung,mit der ein z.B.durch Fertigungs-oder Montagetoleranzen bedingter
Versatz der Längsachsen der miteinander zu koppelnden Teile ausgeglichen werden
kann.Die T-Nut ist'an dem Zwischenstück vorgesehen;der von der offenen Seite des
U-Profils her in die T-Nut einführbare T-Nutenstein ist als eine Flanschhülse 84
mit Innengewinde ausgebildet,die auf einen Gewinde-Endabschnitt 86 der Kolbens tange
68 aufschraubbar ist.An ihrer Imlenseite ist die T-Nut 83 durch einen in das Zwischenstück
eingec;etzten Stahlblock 87 begrenzt,der sich an rechtwinklig zur Längsachse 27
verlaufenden Innenfalzen 88 und 89 des Zwischenstücks 69 abstützt.Der Durchmesser
des -kreisringförmigen- Flansches 91 der Flanschhülse 84 ist etwas kleiner als die
in Querrichtung gemessene lichte Weite der T-Nut 83 und die Weite des Nutenschlitzes
92 zwischen den den Flansch 91 hintergreifenden Nutwangen 93 und 94 ist etwas größer
als der Außendurchmesser des durch den Nutenschlitz 92 hindurchtretenden Teils der
Gewindehülse 84.
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In dem sich zwischen den Kopplungseinrichtungen 78,79 und 83, 84 für
das Spannglied 26 und die Kolbenstange 68 des Spannantriebs-Hydraulikzylindrs 67
erstreckenden mittleren Teil des Zwischenstück-U-Profils 69 ist als Steuer-Antrieb
für die Betätigung des Steuerstabes 32 ein kleiner Hydraulik-Zylinder 96 angeordnet,der
an dem massiven Joc:h 97 des mittleren Teils des Zwischenstücks 69 festgeschraurt
ist.Seine Kolbenstange 9S ist koaxial mit dem Steuerstab 32 angeordnet und mit diesem
mittels einer insgesamt mit 98 bezeichneten Kugelkupplung lösbar fest koppelbar
Die
Kugelkupplung 98 umfaßt in der am besten aus der Fig.4 ersichtlichen Anordnung eine
mit der Kolbenstange 95 des Steuer-Antriebszylinders 96 fest verbundene'topfförmige
Hülse 99,in die der aus dem Verlängerungsrohr 36 des Spanngliedes 26 herausragende
Endabschnitt 82 des Steuerstabes 32 einführbar ist,dessen Querschnitt dem lichten
Innenquerschnitt der Hülse 99 entspricht.Die Pulse 99 ist als Käfig für eine Anzahl
von Kupplungskugeln 101 ausgebildet,die in axial-symmetrischer Verteilung in Aussparungen
des Hülsenmantels angeordnet sind,aus denen sie mit einem etwa 150°-Kalotten-Abschnitt
radial nach innen austreten und dadurch in formschlüssigen Eingriff mit einer an
dem von der Hülse 99 aufgenommenen Endabschnitt des Steuerstabes 32 vorgesehenen
Ringnut 102 gelangen,deren Nutquerschnitt ebenfalls etwa einem 15O0Kreisabschnitt
entspricht.Die topfförmige Hülse 99 ist außenseitig von einem in axialer Richtung
verschieblichen Kupplungsring 103 umgeben,dessen innere Mantelfläche einen zum Spannglied
26 hin sich erweiternden konischen Abschnitt 104 hat,auf dem der Innendurchmesser
des Kupplungsrings 103 von einem dem Außendurchmesser der topfförmigen Hülse 99
entsprechenden Wert bis auf einen um etwa den Kugeldurchmesser vergrößerten Wert
zunimmt.Der Kupplungsring 103 ist an der benachbarten Stirnplatte 106 mittels einer
vorgespannten Druck-Wendelfeder 107 abgestützt,die durch ihre Vorspannung den konischen
Abschnitt 104 der inneren Mantelfläche des Kupplungsringes 103 in Anlage mit den
aus den Käfig-Aussparungen der inneren Hülse 99 herausragenden Kalottenabschnitten
der Kupplungskugeln 101 und diese dadurch in ihre Eingriffstellung mit der Ringnut
102 drängt.
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Der Kupplungsring 103 ist um eine etwa der axialen Ausdehnung seines
konischen Innenmantelabschnitts 104 entsprechende Strekke gegen die Wirkung der
Druckfeder 107 zurückschiebbar,sodaß die Kupplungskugeln 101 beim An- und Abkoppeln
des Steuerstabes
32 in radialer Richtung hinreichend weit ausweichen
können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eignet sich insbesondere für einen
Einsatz im Rahmen einer in der Fig.1 schematisch angedeuteten ortsfesten Montagestation,die
die zum lagerichtigen Einsetzen der Vorrichtung 10 an der Karosserie 12 erforderlichen
Hub- und Positioniereinrichtungen sowie die für die Betätigung der Hydraulik-Zylinder
67 und 96 notwendigen Hilfseinrichtungen umfaßt.Ein zur Halterung der Vorrichtung
10 an der Montagestation geeigneter Seitenflansch der Stütze 33 ist mit 108 bezeichnet.
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Die Fig.6 zeigt demgegenüber in einer Gesamtansicht eine erfindungsgemäße
Vorspann-Vorrichtung 110,die speziell für einen Einsatz als handgeführtes,mobiles
Gerät ausgelegt,das gegebenenfalls über mehrere Takte einer Fließbandfertigung,selbsthaltend
an der Karosserie fixiert'dem Fahrzeug beigegeben bleiben kann.
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Das Spannglied 26 der Vorspannvorrichtung 110 ist in seinem Aufbau
demjenigen der vorstehend beschriebenen Vorrichtunglo völlig analog,sodaß insoweit
auf die diesbezüglichen Beschreibungsteile verwiesen werden kann.Die Stütze 111
umfaßt ein Stahlrohr 112,dessen Länge dem maximalen Spannweg entspricht.
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Der lichte Innendurchmesser des Stahlrohres 112,das einen kreisrunden
lichten Querschnitt hat,ist geringfügig größer als der AuXendurchmesser des Verlängerungsrohres
36 des Spanngliedes 26.An das,in Arbeitsstellung der Vorrichtung 110 gesehen,untere,karosserienahe
Ende des Stützrohres 112 ist in axialer Verlängerung desselben eine sich über den
Kunststoff-Formkörper 64 am Federdom 14 abstützende Führungshülse 113
angesetzt,an
deren innerer Mantelfläche 114 das Verlängerungsrohr 36 des Spanngliedes 26 gleitend
verschiebbar geführt ist.
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In den oberen Endabschnitt 116 des Verlängerungsrohres 36 ist, mit
diesem fest verbunden,eine Spindelmutter 117 eingesetzt, mit der eine das Stützenrohr
112 und dessen Führungshülse 113 in axialer Richtung durchsetzende Zug-Schubspindel
118 mit Trapezgewinde 119 in kämmendem Eingriff steht.Die Spindel 118 ist in einem
an das obere Ende des Stützenrohres 112 eingesetzten, insgesamt mit 121 bezeichneten
Lager- und Getriebeblock mittels als Wälzlager ausgebildeter Radiallager 122 und
Axiallager 123 zug-schubfest drehbar gelagert und mittels eines Druckluftmotors
124 über einen einfachen Stirnradtrieb 126,127 mit reversierbarem Drehsinn antreibbar.Eine
in die Führungshülse113 eingesetzte Gleitfeder 128,die in eine äußere Längsnut 129
des Verlängerungsrohres 136 des Spanngliedes 26 hineinragt,verhindert,daß dieses
sich bei rotierender Antriebsspindel mitdrehen kann.Ein radialer Flansch 131 einer
in den obersten Teil des Verlängerungsrohrabschnittes 116 eingesehraubten Hülse.
132 begrenzt durch seine Anlage an einem Innenfalz 133 die Ausfahrbewegung des Spanngliedes
26 und vermittelt eine zusätzliche Führung desselben an der inneren Mantelfläche
134 des Stützenrohres 112.
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Die Steigung des Spindelgewindes 119 ist hinreichend niedrig gewählt,daß
das Spannglied auch bei unter erheblicher Vorspannung stehender Feder 11 selbsthaltend
in seiner jeweiligen Stellung verharrt.Dadurch ist es möglich,z.B.bei abgekoppeltem
Antriebsmotor 124,die Vorrichtung 110 in Vorspann-Arbeitsstellung am Fahrzeug angesetzt
zu lassen und sie über mehrere Montagetakte hinweg am Fahrzeug mitzuführen.
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Bei der Vorrichtung 110 wird das Ausschwenken der Spreizhebel28
in
deren die Federwindung 29 unterstützende Arbeitsstellung und das Zurückklappen in
ihre im Ankerkopf 31 versenkte Ruhestellung von Hand gesteuert.Hierzu ist ein das
Spannglied 26 und die Antriebsspindel 1:18 koaxial durchsetzender langer Steuerstab
136 vorgesehen,der an seinem aus dem Lager- und Getriebeblock 121 austretenden Endabschnitt
mit einem geeigneten Betätigungsknopf 137 versehen ist.
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Ergänzend . seien einige für die Vorrichtungen 10 bzw. 110 charakteristische
Dimensionen angegeben,anhand derer den maßstäblichen Darstellungen der Figuren 2-6
die weiteren Abmessungen ohne weiteres entnommen werden können: solche charakteristischen
Längen sind mit Bezug auf die Vorrichtung 10 gemäß den Figuren 1-5 die Länge 1 des
Verlängerungs -rohres 36 des Spanngliedes 26 von 455 mm,die Höhe h der Stütze 33
mit 655 mm,die Länge s des Steuerstabes 32 von 475 mm,die Länge des Zwischenstücks
69 von 280 mm und die LängeLdes Spann-Antriebs-Hydraulikzylinders 67 von 447 mm.Für
die Vorrichtung 110 gemäß Fig.6 charakteristische Dimensionen sind die Länge 1'
des die Spindelmutter 117 enthaltenden Verlängerungsrohres 36 von 420 mm,die Gesamtlänge
h' des Stützenrohres 112 und der Führungshülse 113 von insgesamt 380 mm,und die
Länge s' des Steuerstabes 136 von 900 mm.Bei beiden Vorrichtungen 10 und 110 sind
die Länge a des Ankerkopfes von 255 mm,der Spreizhub von 25 mm und der maximale
Spannhub von 250 mm jeweils gleich.Weiter betragen bei beiden Vorrichtungen 10 und
110 die Gelenkabstände der Spreizhebel 28 jeweils 39 mm und diejenigen der Spreizlenker
42 jeweils 100 mm,wobei diese Teile aus flachstabförmigen Vergütungsstählen gefertigt
und ihre mit der unterstützten Federwindung 29 zur Anlage kommenden Flächen 57,
58,bzw.54 geschliffen sind.
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Die im vorigen beschriebenen,erfindungsgemäßen Vorspann-Vorrichtungen
10 und 110 wurden anhand des Einsatzbeispiels erläutert,bei dem das Spannglied von
"oben"durch eine Karosserie-Aussparung in den Federraum eingeführt und die Feder
gegen die Karosserie gespannt wird,um das zu montierende Teil bequem in die Karosserie
einführen und montieren zu können.Grundsätzlich ist es aber acuh möglich,die Feder
11 gegen den Federteller des einzubauenden Teils vorzuspannen und das Montageteil
mit der vorgespannten Feder mittels der Vorspann-Vorrichtung von unten her in den
Montageraum zu verbringen.Dabei wäre allerdings die relativ große Baulänge der Vorrichtungen
10 und 110 störend und es wäre auch bei abgekoppelter Antriebsvorrichtung 124, wie
im Falle der Vorrichtung 110 gemäß Fpg.6 vorgesehen, praktisch nicht möglich,die
nach unten aus der Karosserie herausragende Vorrichtung 110 während mehrerer aufeinander
folgender,an verschiedenen Arbeitsstationen durchzuführender Arbeitstakte am Fahrzeug
zu belassen,was aus montagetechnischen Gründen oftmals erforderlich ist.
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Die Fig.7 zeigt eine insbesondere für einen solchen Einsatz geeignete
Ausfürhungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 140,bei der das Spannglied 26
durch koaxiale öffnungen des Federteller 141,gegen den die Feder 11 gespannt wird,
und des den Federteller tragenden Teils 142,z.B.eines Achsschenkels , hindurchtritt.Hi.nsichtlich
der Gestaltung ihres Spanngliedes 96 ihrer - nicht darsestellten - hydraulischen
Spann-Antriebsvorr chtung und eines zur zug/schubfestenVerbindunq der Kolbenstange
68 des Spann-Antriebszylinders mit dem Spannglied 26 vorgesehenen Zwischenstücks
69,an dem auch eine hydraulische Steuer-Antriebsvorrichtung für das Aufspreizen
und Zusammenklappen der Spreizhebel 28 vorgesehen
ist,ist die Vorrichtung
140 gemäß Fig.7 der Vorrichtung 10 gemäß den Figuren 1-5 weitgehend analcg,sodaß
insoweit auf die diesbezüglichen Beschreibungsteile verwiesen werden kann.
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Im Unterschied zur Vorrichtung 10 ist jedoch bei der Vorrichtung 140
die die Spann-Antriebsvorrichtung tragende und die Führung des Spannglieds vermittelnde
Stütze zwei-teilig ausgebildet mit einem den Spann-Antriebslinder tragenden äußerenSützenteil
141 und mit einem das Spannglied 26 führenden und auf einem Abschnitt seiner Länge
aufnehmenden inneren Stützenteil 144,die lösbar aneinander koppelbar sind.
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folie zur lösbaren Verbindung der beiden Stützenteile 143 und 144
vorgesehenen Zinrichtu!zgcr:,die auf verschiedene,dem Fachmann geläufige Weise -
handbetätigt oder automatisch gesteuert - realisiert sein können,sind der Einfachheit
der Darstellung halber in der Fig.7 nicht wiedergegeben.
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Das für die Funktion der Vorspann-Vorrichtung 140 charakteristische
innere Stützenteil 144 ist mit einer Sperrklinken-Vorrichtung 146,147 versehen,mit
der das Spannglied 26 in der dargestellten Lage,in der die Feder 11 auf die für
die Montage erforderliche minimale Länge zusammengedrückt ist, lösbar fixierbar
ist;das äußere Stützenteil 143 samt Zwischenstück 69 und Spann-Antriebseinheit 68
können,sobalddas Spannglied 26 fixiert ist,abgekoppelt werden,sodaß am Fahrzeug
lediglich die das innere Stützenteil 144 und das Spannglied 26 umfassende Untereinheit
verbleibt.Diese,im Vergleich mit den Vorrichtungen 10 oder 110 wesentlich kürzere
Untereinheit 26,144 der Vorrichtung 140 kann wegen ihres kleinen Raumbedarfs ohne
weiteres über mehrere Stationen hinweg am Fahrzeug verbleiben.
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Beim speziell dargestellten Ausführungsbeispiel hat das innere Stützenteil
144 den aus der Fig.7,auf deren diesbezügliche Einzelheiten ausdrücklich verwiesen
sei,ersichtlichen Aufbau: eine vom Spannglied 26 in axialer Richtung durchsetzte
Führungshülse 148 hat einen massiven,flanschförmigen Kopf 149, mit dem das Stützenteil
144 an der dem Federteller 141 gegenüberliegenden Seite des Montageteils 142 abstützbar
ist.
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An die Führungshülse 148 ist eine sich in radialer Richtung erstreckende
Flanschplatte 151 angesetzt,an die sich in axialer Richtung erstreckende Stützenstäbe
152 und 153 angeschweißt sind.Diese Stützenstäbe sind paarweise einander diametral
gegenüberliegend angeordnet,wobei die beiden Stabpaare jeweils nur durch einen Sttzenstab
152 bzw.153 repräsentiert sind.An jedem der beiden Stützenstabpaare 152 bzw.153
ist eine der beiden Sperrklinken 146 und 147 schwenkbar gelagert,deren gemeinsame
Schwenkebe eine die zentrale Achse 27 enthaltende Längsmittelebene der Vorrichtung
140 ist.Die Sperrklinken 146 und 147 sind als Winkelhebel mit einem in der dargestellten
Lage radial nach außen weisenden kurzen Hebelarm 54 und einem sich etwa in axialer
Richtung erstreckenden,zum äußeren Stützenteil 143 hin weisenden längeren Hebelarm
156 ausgebildet.Zwischen einem zur Längsachse 27 hin flach geneigten inneren Abschnitt
159 bzw.161 und einem mit ca.450 steil nach außen hin ansteigenden äusseren Endabschnitt
162 bzw.163 ihrer aufeinander zuweisenden Innenkanten sind die längeren Hebelarme
156 je mit einer Rastnase 164 bzw.einem Rastvorsprung 166 versehen,die in ihrer
dargestellten Eingriffstellung mit zugeordneten Rast-Ausnehmungen 167 bzw.168 eines
am inneren Ende des Spanngliedes 26 vorgesehenen,massiven Halteblocks 169 dieses
in
der Spannstellung fixieren.Mittels vorgespannter Druck-Wendelfedern
171,die an den radial abstehenden Hebelarmen 154 angreifen,werden die Rastglieder
164,166 in die dargestellte Eingriffstellung mit den Rastausnehmnungen 167,168 des
Halteblocks 169 gehalten,der sich mit radialen Stützflächen 170 bzw.172 an den radialen
Rastkanten 173 bzw.174 der Rastglieder 164,166 abstützt.Durch axiale Verschiebung
an dem äußeren Stützenteil 143 vorgesehener Gleitrollen 175 die an den schräg ansteigenden
Anlaufkanten 162 und 163 der Sperrklinken 146 und 147 angreifen,können diese aus
ihrer Eingriffstellung mit dem Halteblock 169 des Spanngliedes 26 ausgerückt werden.
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Zur zug/schubfesten Ankopplung des Spanngliedes 26 an das Zwischenstück
69 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Halteblock 169 mit einer radialen
Sackbohrung 176 versehen,in die ein die Ankopplung an das Zwischenstück vermittelnder
Querbolzen einführbar ist,z.B.die Kolbenstange eines gestrichelt angedeuteten hydraulischen
Zylinders 177,dessen Gehäuse festmi't-dem Zwischenstück 69 verbunden ist und radial
zwischen den Stützstabpaaren 152 und 153 nach außen ragt.
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Wenn,wie im oberen Teil der Fig.7 dargestellt,das Rastglied als Rastnase
164 ausgebildet ist,an die sich stumpfwinklig die Innenkante 159 des Hebelarms 156
anschließt,kann die Sperrklinke 146 selbsttätig in ihre Sperrstellung einfallen,
wenn sich der' Halte block im Verlauf des Spannhubes aus seiner gestrichelt angedeuteten
Stellung in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung bewegt;Demgegenüber
muß die im unteren Teil der Fig.7 dargestellte Sperrklinke 147 beieiner entsprechenden
Hub-Bewegung des Spanngliedes 26 mindestens
so lange in der ausgerückten
Stellung gehalten werden,bis die äußere Stirnkante 178 des Halteblocks 169 die rückwärtige
radiale kante 179 des Rastvorsprungs 166 passiert hat.
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