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Die vorliegende Erfindung betrifft die Federspannvorrichtungen, die zum
Montieren oder Demontieren der Stoßdämpfer von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
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Die Federspannvorrichtung hat einen Arbeitszylinder, dessen Gehäuse und
dessen Stange jeweils mit einer Klemmbacke versehen sind, die im allgemeinen
relativ zur Achse des Arbeitszylinders versetzt ist, wobei jede Klemmbacke in Eingriff
mit zwei Windungen der Feder angeordnet ist. Diese Klemmbacken werden relativ
zueinander durch Einwirken auf den Arbeitszylinder verschoben, um die Feder zu
komprimieren oder zu dekomprimieren.
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Die Befestigung dieser Klemmbacken am Gehäuse und an der Stange des
Arbeitszylinders ist deshalb von großer Bedeutung, da sie die Sicherheit des
Vorgangs bedingt. In der Tat entwickelt eine zwischen zwei Klemmbacken
komprimierte Feder auf diese eine enorme Kraft, die ein Moment im Bereich ihrer
Befestigung am Arbeitszylinder erzeugt. Dieses Moment stellt eine sehr starke
Beanspruchung der Befestigung in der Halterichtung der Klemmbacke relativ zum
Arbeitszylinder dar.
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Es ist daher erforderlich, eine mechanische Befestigung jeder Klemmbacke am
Arbeitszylinder sicherzustellen. Derzeit erfolgt diese Befestigung durch
mechanische Mittel zum Festspannen oder Verkeilen, wobei bei jedem
Klemmbackenwechsel ein Hantieren mit diesen mechanischen Mitteln notwendig ist.
Diesbezüglich wird das Dokument EP-A-393 375 angeführt, das Mittel zum Befestigen einer
Klemmbacke an einem Arbeitszylinder zeigt, die aus einer geteilten Öse der
Klemmbacke gebildet sind, wobei die Öse auf eine Auflagefläche mit
entsprechender Form durch eine Mutter gegen eine Schulter gespannt wird.
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Die Kräfte, die diese Befestigungsmittel aufnehmen müssen, erfordern als ihren
Werkstoff den Einsatz von Stahl, was die Vorrichtung deutlich schwerer macht.
Schließlich ist es niemals sicher, daß das Befestigen vollständig ausgeführt wurde
und aus diesem Grunde können sich Unfälle ereignen.
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Die vorliegende Erfindung schlägt vor, in einer Federspannvorrichtung neuartige,
einfachere Befestigungsmittel einzusetzen, die von seiten des Benutzers nur eine
einfache, elementare Handhabung erfordern, um die Klemmbacken an einem
Arbeitszylinder anzukuppeln oder von diesem zu entkoppeln, wobei diese
Befesti
gungsmittel aus einem Material, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung
hergestellt werden können, die leichter ist als Stahl, und folglich die Herstellung einer
Federspannvorrichtung ermöglicht wird, die leichter handzuhaben ist, ohne daß
die Festigkeit der Verbindung Klemmbacke - Arbeitszylinder verringert wird.
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Zu diesem Zweck ist das Ziel der vorliegenden Erfindung folglich eine
Federspannvorrichtung mit einem Arbeitszylinder und zwei Klemmbacken, wobei jede
Klemmbacke ein Befestigungsteil zur Befestigung am Arbeitszylinder in Form
eines Bügels hat, der in mindestens eine zylindrische Aussparung mit einem
Durchmesser mündet, der größer ist als der Abstand, der die zwei Schenkel des
Bügels voneinander trennt. Erfindungsgemäß ist der entsprechende
Befestigungsabschnitt des Zylinders aus einer zylindrischen Auflagefläche gebildet, die
zwei axial voneinander beabstandete Flansche hat, wobei eines der Elemente
(Auflagefläche und mindestens ein Flansch) mit parallelen Abflachungen
versehen ist, so daß dieser Befestigungsabschnitt durch den Bügel in einer Lage, in der
die Abflachungen parallel zu den Schenkeln des Bügels sind, gabelförmig umfaßt
werden kann, während eine Abmessung dieses Elements, die nicht senkrecht zu
den Abflachungen ist, im wesentlichen gleich dem Durchmesser der zylindrischen
Aussparung ist, wobei die Flansche in axialer Richtung Stop-Anschläge für die
Klemmbacke auf der Auflagefläche bilden.
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Die Befestigung einer Klemmbacke an einem Arbeitszylinder einer
Federspannvorrichtung erfolgt zusammengefaßt dann so, daß man die Auflagefläche von dem
Bügel umgreifen läßt - wobei die Auflagefläche oder mindestens einer der
Flansche dann in der zylindrischen Aussparung untergebracht ist - und man die
Klemmbacke relativ zur Auflagefläche so dreht, daß man eine Blockierung
erzeugt, die jegliche seitliche Trennung der beiden so zusammengefügten Elemente
untersagt. Die Flansche schließen den Befestigungsteil der Klemmbacke relativ
zur Auflagefläche in axialer Richtung ein, so daß keine andere Möglichkeit einer
Bewegung der Klemmbacke relativ zur Auflagefläche außer einer Drehung um die
Achse dieser Auflagefläche besteht.
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Vorzugsweise hat man Indexierungsmittel zwischen den beiden in Eingriff
stehenden Befestigungsteilen vorgesehen, die jeweils zu jeder Klemmbacke und zum
Arbeitszylinder gehören, um diese relative Bewegungsfreiheit einzuschränken und
eine Lage zu begünstigen, in der sich die in Eingriff stehenden Teile nicht
selbsttätig trennen können.
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In einem ersten Ausführungsbeispiel ist die zylindrische Aussparung durch eine
Vertiefung gebildet, die in mindestens einer der Endflächen ausgebildet ist, d. h.
einer Fläche senkrecht zur Ebene der Schenkel des Bügels des
Befestigungsteiles jeder Klemmbacke, wobei der Durchmesser der Auflagefläche im
wesentlichen gleich dem Abstand ist, der die Schenkel des Bügels voneinander trennt,
während die parallalen Abflachungen an dem Flansch vorgesehen sind, der mit
der Vertiefung zusammenwirkt.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel erstreckt sich die zylindrische
Aussparung über die gesamte Breite des Befestigungsteiles der Klemmbacke, wobei die
Abflachungen dann an der Auflagefläche selbst vorgesehen sind und die
Flansche um eine Länge voneinander beabstandet sind, die im wesentlichen gleich
der obengenannten Breite ist, wobei der Durchmesser dieser Flansche größer als
der der zylindrischen Aussparung ist.
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Ferner ist es in einem dritten Ausführungsbeispiel möglich, einen
Befestigungsabschnitt zum Befestigen jeder Klemmbacke an dem Arbeitszylinder vorzusehen,
der die eine oder die andere der Klemmbacken aufnehmen kann.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. In denen zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Federspannvorrichtung,
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Fig. 2 und 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Befestigungsabschnittes
zum Befestigen einer Klemmbacke an der Stange einer
erfindungsgemäßen Spannvorrichtung,
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Fig. 4 und 5 Ansichten des Befestigungsteils der Klemmbacke, die an der
Vorrichtung der Fig. 2 und 3 befestigt werden kann,
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Fig. 6 und 7 eine Ausführungsvariante der Fig. 2 und 3,
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Fig. 8 und 9 gleichermaßen die Ansicht einer Ausführungsvariante der Fig. 4
und 5,
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Fig. 10 ein besonderes Ausführungsbeispiel der Befestigungsmittel zum
Befestigen einer Klemmbacke am Gehäuse eines Arbeitszylinders
einer Federspannvorrichtung.
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Die in der Fig. 1 gezeigte Federspannvorrichtung hat einen Arbeitszylinder, der im
vorliegenden Fall mechanisch ist und aus einem Gehäuse 1 und einer Stange 2
gebildet ist, eine Betätigungsmutter 3, die sich an dem der Stange 2
entgegengesetzten Ende des Gehäuses 1 befindet und das Drehen einer Schraube im
Inneren des Gehäuses 1 ermöglicht, in dem die Schraube gegenüber einer
Translationsbewegung festliegt, um eine Mutter zu drehen, die an der Stange 2
befestigt ist, und gegenüber einer Drehung relativ zum Gehäuse 1 festliegt, so daß
sich der Arbeitszylinder wie ein System aus Schraube - Mutter verhält. An dem der
Schraube 3 entgegengesetzten Ende des Gehäuses 1 hat das letztgenannte
Befestigungsmittel 4 für eine Klemmbacke 5, die relativ zur Achse des
Arbeitszylinders versetzt ist. Die Stange 2 hat an ihrem Ende ebenfalls Befestigungsmittel 6
zum Befestigen einer zweiten Klemmbacke 7, die ebenfalls relativ zur Achse des
Arbeitszylinders versetzt ist, so daß sie gegenüber der Klemmbacke 5 angeordnet
ist. Es versteht sich, daß, wenn die Klemmbacken 5 und 7 in Eingriff mit einer
Windung einer Feder 8 stehen, die Betätigung des Arbeitszylinders die
Kompression oder die Dekompression dieser Feder 8 ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft die Befestigungsmittel 4, 6 zum Befestigen der
Klemmbacken am Arbeitszylinder. In der Fig. 2 hat man den Befestigungsabschnitt 6a
dargestellt, mit dem die Stange 2 an ihrem Ende versehen ist. Dieser
Befestigungsabschnitt ist aus einer zylindrischen Hülse gebildet, die eine Auflagefläche 9
festlegt, die von zwei Flanschen 10 und 11 begrenzt ist, die in axialer Richtung der
Hülse um einen vorgegebenen Abstand d voneinander getrennt sind. Die Fig. 3,
die eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der Fig. 2 ist, zeigt, daß der Flansch
10 zwei parallele Abflachungen 10a, 10b hat, die zueinander um einen Wert
beabstandet sind, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Auflagefläche 9
ist. Im Falle der Fig. 2 hat der Flansch 11 ebenfalls zwei identische Abflachungen,
von denen in der Figur nur die Abflachung 11b sichtbar ist.
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Die Befestigungsmittel 6 zum Befestigen der Stange 2 an der Klemmbacke 7
haben ferner einen Abschnitt 6b, der fest mit der Klemmbacke 7 verbunden ist, die in
den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Die Fig. 5 ist eine Ansicht gemäß Pfeil F in der Fig.
4. Dieser Abschnitt 6b hat die Form eines Bügels mit halbkreisförmigem Boden
mit einem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser der Auflagefläche 9 ist und
dessen Breite e gleich dem Abstand d ist, der die Flansche 10 und 11 des
Abschnittes 6a voneinander trennt. Auf jeder dieser einander abgwandten Flächen
hat der Abschnitt 6b eine Vertiefung 12, 13, wobei die Vertiefung 12
beispielsweise eine in der Fig. 5 sichtbare zylindrische Aussparung bildet, deren Durchmesser
im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Flansches 10 ist. Die zylindrische
Wand 15 dieser Aufnahme 14 ist oberhalb der zentralen Aussparung des
Abschnittes 6b unterbrochen, wobei die beiden Enden 15a und 15b dieser
zylindrischen Wand 15 die Schenkel eines Bügels bilden, der in die zylindrische
Aussparung mündet. Der Abstand, der diese beiden Enden 15a und 15b, die sich
gegenüberliegen, voneinander trennt, ist im wesentlichen gleich dem oder leicht
größer als der Abstand, der die beiden Abflachungen, mit denen der Flansch 10
versehen ist, trennt, d. h. gleich dem Durchmesser der Auflagefläche 9. Das
gleiche gilt im Falle der Fig. 4 und 5 für die Vertiefung 13 bezüglich des Flansches 11
und seinen Abflachungen.
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Es ist leicht zu verstehen, daß es zum Zusammenfügen der Abschnitte 6a und 6b
ausreicht, die Auflagefläche 9 so ins Innere des Bügels einzuführen, daß die
Breite e des Abschnittes 6b zwischen den Flanschen 10 und 11 angeordnet ist,
wobei die Abflachungen den Flanschen 10 und 11 ein Eindringen in die
Vertiefungen 12 und 13 ermöglichen. Durch eine relative Drehung der Abschnitte 6a
und 6b um die Achse der Auflagefläche 9 sind die Flansche 10 und 11 von der
zylindrischen Wand 15 jeder Vertiefung eingeschlossen, wodurch jegliche seitliche
Trennung der Abschnitte 6a und 6b verhindert wird. Der einzige Freiheitsgrad
zwischen diesen beiden Abschnitten ist eine Drehung des einen relativ zum anderen
um die Längsachse der Auflagefläche 9. Dieser Freiheitsgrad kann nur genutzt
werden, wenn die Klemmbacke 7 keiner Beanspruchung der Feder 8 ausgesetzt
ist. Wenn die Feder 8 eine Kraft auf die Klemmbacke 7 ausübt, wird sich dagegen
der Boden der Vertiefung 12 fest auf die radiale Oberfläche des benachbarten
Flansches 10 der Auflagefläche 9 stützen. Die Reibung, die aus dieser Auflage
hervorgeht, muß überwunden werden, um die Klemmbacke 7 relativ zur Stange 2
drehen zu können. Bei Belastung ist das gewünschte Ergebnis, diese Drehung zu
verhindern, und, um diese Reibung zu erhöhen, kann der Boden der Vertiefung 12
mit radialen Riefen versehen sein, wie beispielsweise diese mit 16 bezeichneten,
die in der Fig. 5 dargestellt sind, während die entsprechende radiale Oberfläche
des Flansches 10 ebenfalls mit homologen Riefen versehen sein kann.
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Bei einer Ausführungsvariante dieser Befestigungsmittel kann der Flansch 11
ohne Abflachungen sein und der Abschnitt 6b, der fest mit der Klemmbacke 7
verbunden ist, kann ohne Vertiefung 13 sein. In diesem Fall ist es dann
notwendig, daß der Abstand d, der die beiden Flansche 10 und 11 voneinander trennt,
gleich der Breite e1 des Abschnittes 6b ist, die zwischen dem Boden der
Vertiefung 12 und der Außenfläche ohne Abflachungen gemessen wird.
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In den Fig. 6 und 7 hat man auf gleiche Weise wie in den Fig. 2 und 3 eine
Ausführungsvariante des von der Stange 2 getragenen Befestigungsabschnittes 6c
dargestellt. Bei dieser Ausführungsvariante trägt die Auflagefläche 9 ebenfalls
zwei Flansche 10 und 11, die hier wie im vorstehend genannten Fall mit
Abflachungen versehen sind, die jedoch weggelassen werden können. Dagegen hat
die Auflagefläche 9 aber zwei parallele Abflachungen 18a und 18b, die zwischen
sich deren Breite auf einen Wert E verringern.
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Der zur Klemmbacke 7 gehörende Befestigungsteil 6d ist in den Fig. 8 und 9
dargestellt. Dieser Befestigungsteil 6d hat die Form eines geschlitzten Ringes,
dessen Innendurchmesser D dem Durchmesser der Auflagefläche 9 entspricht. Der
Schlitz 19 dieses Ringes hat zwei einander zugewandte Flächen 19a, 19b, die mit
einem Abstand voneinander getrennt sind, der gleich der Breite E der
Auflagefläche 9 zwischen diesen Abflachungen ist. Der geschlitzte Ring bildet daher einen
Bügel in Höhe des Schlitzes 19 aus, der in die zylindrische Aussparung mit dem
Durchmesser D mündet. Die Stärke B (Fig. 8) des Abschnittes 6d ist gleich dem
Abstand, der die beiden Flansche 10 und 11 des Befestigungsabschnittes 6c ·
voneinander trennt.
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Um die Abschnitte 6c und 6d zusammenzufügen, führt man die Auflagefläche 9 in
den geschlitzten Ring ein, indem man diese Abflachungen entlang der Flächen
19a und 19b des Schlitzes 19 gleiten läßt, und danach die beiden Abschnitte 6c
und 6d gegeneinander dreht, um die Anordnung zu verriegeln. Mit den
Bezugszeichen 20 und 21 (Fig. 7 und 9) hat man Rastmittel zum Verrasten der beiden
Abschnitte 6c und 6d dargestellt, die beispielsweise im Falle der Mittel 20 von
einer federbelasteten Kugel gebildet sind, die von der zum Flansch 11 zeigenden
Fläche des Flansches 10 vorspringt, und im Falle der Mittel 21 von einer
Aussparung gebildet sind, die auf der entsprechenden Endfläche des Abschnittes 6d
ausgebildet ist. Auf diese Weise erzeugt man eine Indexierung der Abschnitte 6c
und 6d in einer ihrer relativen Winkelpositionen, beispielsweise wenn sie um 90º
gedreht sind, nachdem sie in Eingriff gebracht wurden. Wenn die Flansche 10 und
11 wie in der vorstehend genannten Figur Abflachungen haben, kann der
Befestigungsabschnitt 6c auch ein zu dem Befestigungsteil 6b der Fig. 4 und 5
identisches Befestigungsteil aufnehmen, wenn die Breite e dieses Befestigungsteiles
gleich der Breite B des Befestigungsteiles gemäß den Fig. 8 und 9 ist. Der fest mit
der Stange 2 des Arbeitszylinders verbundene Befestigungsabschnitt 6c kann
somit zwei Arten von Klemmbacken aufnehmen.
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Die Auflagefläche 9 und ihre Flansche 10 und 11 werden mittels jeder bekannter
Mittel am Ende der Stange 2 befestigt, beispielsweise durch Verschraubung,
Schweißen...
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In der Fig. 10 hat man das Ende des Gehäuses des Arbeitszylinders dargestellt,
das mit den erfindungsgemäßen Befestigungsmitteln versehen ist, die im
vorliegenden Fall aus zwei Ringen 22 und 23 bestehen, die mit Abstand zueinander auf
dem Ende des Gehäuses des Arbeitszylinders befestigt sind, das dem Kopf der
Betätigungsschraube 3 entgegengesetzt ist, wobei das Gehäuse 1 des
Arbeitszylinders zwischen diesen Ringen 22 und 23 die Auflagefläche 9 der vorstehend
beschriebenen Befestigungsmittel ausbildet. Die Ringe 22 und 23 haben ebenfalls
jeweils ein Paar von Abflachungen, von denen nur ein Paar 22a und 23a in der
Fig. 10 zu sehen ist, wobei der Ring 23 auf der Auflagefläche durch Frettieren mit
einem Verschlußring 24 befestigt wird, während beispielsweise der Ring 22 durch
Verschrauben oder jedes andere adäquate, gleichwertige Mittel auf dem Gehäuse
des Arbeitszylinders befestigt wird. Wie vorher auch kann der Ring 23 radiale
Riefen auf seiner in Richtung des Ringes 22 zeigenden Fläche haben, um die
Klemmbacke, die mit ihm gekuppelt wird, gegenüber einer Drehung festzuhalten,
wenn diese Klemmbacke einer Kraft ausgesetzt wird, die von der komprimierten
oder durch die Dekompressionseinrichtung dekomprimierten Feder entwickelt
wird. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Auflagefläche und ihre
Flansche einstückig mit dem Gehäuse 1 des Arbeitszylinders ausgebildet, und
beispielsweise durch Gießen einer Aluminiumlegierung hergestellt. Auf diese
Weise hat man eine viel leichtere Spannvorrichtung im Vergleich zur derzeitigen
Vorrichtung aus Stahl.
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Es ist interessant anzumerken, daß die Befestigungsmittel zum Befestigen einer
Klemmbacke an einem Arbeitszylinder einer Federspannvorrichtung, wie
beispielsweise die oben beschriebenen, die Modelle eines Trägers für die
Klemmbacken bilden können, die nicht im Gebrauch sind. In der Tat kann man eine
vertikale Platte vollkommen mit Trägern in der Form von Hülsen mit Flanschen wie
diese, die weiter oben beschrieben wurden, versehen, welche die
Aufhängevorrichtungen für alle Klemmbacken eines Satzes aus Klemmbacken bilden, die dazu
bestimmt sind, einen Arbeitszylinder einer Federspannvorrichtung auszustatten.
Indem man diese Hülsen zur Aufhängung so anordnet, daß die Abflachungen
horizontal sind, kann man auf diese Weise die Klemmbacken an jeder dieser Hülsen
aufhängen, indem sie diese Hülsen horizontal gabelförmig umfassen und man sie
nach unten hin unter der Wirkung der Schwerkraft schwenken läßt, wodurch die
Aufhängung verriegelt wird.