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Die Erfindung betrifft einen Werkzeugsatz zur Demontage eines Silentlagers aus einem Achsschenkel gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Silentlager werden unter anderem im Kraftfahrzeugbau verwendet, insbesondere an Stabilisatoren, Schubstreben, Blattfederaugen, Federböcken und diversen Achsaufhängungsteilen. Es handelt sich um Gummimetalllager, bestehend aus einer Metallhülse mit einem Radialkragen an einem Ende und einer Gummi-Metalleinlage mit einer elastischen Dichtlippe am anderen Ende. Zur Montage eines Silentlagers gelangt bislang ein Werkzeugsatz zum Einsatz, welcher eine Druckscheibe, eine topfförmige Stützhülse und eine die Druckscheibe sowie die Stützhülse durchsetzende Koppelstange mit endseitig aufgebrachten Muttern umfasst.
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Beim Einbau in ein Lagerauge wird das Silentlager zunächst von Hand mit der endseitigen Dichtlippe in das Lagerauge eingedreht, bis die Metallhülse die Mündung der zylindrischen Aufnahme im Lagerauge kontaktiert. Hierbei muss von einem Monteur rein visuell auf eine axiale Ausrichtung des Silentlagers mit der Aufnahme im Silentlager geachtet werden. Anschließend werden an den Radialkragen des Silentlagers die Druckscheibe und auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerauges die Stützhülse angesetzt, wobei die Koppelstange durch die Druckscheibe, das Silentlager und die Stützhülse geschoben wird. Danach werden auf endseitig der Koppelstange vorgesehene Gewindeabschnitte Muttern gedreht, bis diese an der dem Silentlager abgewandten Stirnseite der Druckscheibe beziehungsweise an der Außenseite des Bodens der Stützhülse zur Anlage gelangen. Über mindestens eine der Muttern kann dann eine Axialkraft aufgebracht werden, mit welcher das Silentlager in die Aufnahme im Lagerauge eingezogen wird.
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Bei diesem Einziehvorgang ist nicht nur genau darauf zu achten, dass die Dichtlippe am Silentlager einwandfrei in die Aufnahme des Lagerauges greift, sondern auch darauf, dass die Metallhülse präzise axial in das Lagerauge eingezogen wird. Dies verlangt eine extrem große Sorgfalt beim Ansetzen des Werkzeugsatzes an das Lagerauge. Verkantungen bei der Positionierung der Stützhülse am Lagerauge sowie beim Einfädeln der Metallhülse in die Aufnahme des Lagerauges können leicht zu Beschädigungen des Silentlagers und folglich zu einer gegebenenfalls deutlich verkürzten Lebensdauer bei seinem Einsatz führen. Auch die Handhabung der die Druckscheibe, das Silentlager und den Boden der Stützhülse durchsetzenden Koppelstange unter Einbeziehung der endseitigen Muttern erfordert eine große Geschicklichkeit sowie Sensibilität eines Monteurs zur Vermeidung von Verkantungen und Beschädigungen.
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Beim Ausziehvorgang ist es jedoch ebenfalls zwingend notwendig, das Lager aus dem Lagerauge geradlinig auszuziehen, so dass keine Kerben oder sonstige Beschädigungen an der Innenwandung des Lagerauges erfolgen. Ebenfalls ist ein geradliniger Auszug besonders wichtig, da so das Lager in Gänze, also die innere Öffnung des Lagers, der Elastomer- bzw. Gummikern sowie die Lagerhülse ausgezogen werden. Im Falle einer Verkantung würden unter Umständen nur Teile des Lagers ausgezogen werden, was einen entsprechend großen Nachbearbeitungsaufwand mit sich bringen würde, um das Lagerauge von den Resten des Lagers zu befreien.
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Zusätzlich zu der Problematik beim präzisen geradlinigen Einziehen oder Ausziehen des Silentlagers in das Lagerauge bzw. aus dem Lagerauge tritt noch die Beherrschung der Kräfte, welche durch die an die endseitigen Muttern angesetzten Werkzeuge und die dadurch aufgebrachten Drehmomente an der Werkzeuganordnung erzeugt werden. Bildet die Koppelstange den Bestandteil eines hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Aggregats kommt das Gewicht des Aggregats hinzu, welches ab ca. 15 kg aufwärts betragen kann, wodurch ein Moment um das Lagerauge aufgebracht wird, welches sich gegebenenfalls kontraproduktiv auf das geradlinige Einziehen bzw. Ausziehen des Silentlagers auswirkt.
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Beispielsweise ist aus der
DE 20 2011 100 815 U1 ein entsprechendes Montage- bzw. Demontagewerkzeug für ein Silentlager bekannt.
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Im Zuge konsequenter Leichtbauvorgaben im Kraftfahrzeugbau sind die Wandstärken eines Lagerauges unter Umständen derart gewichtsoptimiert ausgebildet, dass sie kleiner als 3 mm, insbesondere kleiner als 2 mm und unter Umständen kleiner als 1,5 mm sind. Ein Ansatz von entsprechenden Druckschreiben oder aber Distanzhülsen wäre hier nicht mehr möglich, da zur Aufnahme der Kräfte von bis zu mehreren hundert Newton während des Ein- bzw. Ausziehvorganges eine Arbeitssicherheit nicht hinreichend gegeben wäre und das Werkzeug abrutschen kann oder das Lagerauge beschädigt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik, einen Werkzeugsatz bereitzustellen, der insbesondere für Demontagearbeiten von Silentlagern einsetzbar ist, bei denen ein direkter Ansatz des Werkzeuges an dem Lagerauge nicht oder nur unzureichend möglich ist.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einem Werkzeugsatz zur Demontage eines Silentlagers aus einem Achsschenkel gelöst, wobei der Werkzeugsatz eine Druckscheibe zum Ausziehen des Silentlagers aus einem Lagerauge und eine Zug-Druckstange sowie eine Stützhülse zum Abstützen eines Antriebes an dem Lagerauge aufweist, wobei die Stützhülse optional über einen Adapterring und über eine Abstützung an einem Lagerarm des Achsschenkels abstützbar ist, wobei die Abstützung das Lagerauge abschnittsweise umfassend ausgebildet ist.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Werkzeugsatzes ist es somit möglich, bei einem nur sehr dünnwandigen Lagerauge mit einer Wandstärke von weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1,5 mm und/oder bei einem endseitig umgestülptem Silentlager, die Werkzeuganordnung zur Demontage arbeitssicher und ausreichend zur Aufnahme der Anziehkräfte an dem Lagerarm abzustützen. Eine Abstützung an der Stirnseite des Lagerauges ist aus zuvor genannten Gründen nicht möglich, weshalb mit dem erfindungsgemäßen Aufbau eine Abstützung an dem Achsschenkel, insbesondere an einem Lagerarm des Achsschenkels, möglich ist. Es kann somit ein handelsüblicher Werkzeugsatz mit dem Adapterring sowie der Abstützung ergänzt werden, weshalb sich der Platzbedarf eines solchen Werkzeugsatzes in einer Werkstatt gering hält. Zudem sind die Anschaffungskosten relativ günstig, so dass ein breites Spektrum von zusätzlichen Kraftfahrzeugtypen mit dem entsprechenden Werkzeugsatz gewartet und/oder Instand gesetzt werden kann.
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Die Abstützung erfolgt, wie aus dem Eingangs zum Stand der Technik genannten Werkzeugsatz mittels eines Stützrings, der jedoch nicht direkt an die Stirnfläche des Lagerauges angesetzt wird, sondern optional über einen Adapterring, welcher vorzugsweise eine Nut zur formschlüssigen Aufnahme des Stützringes aufweist, und einer zusätzlichen Abstützung an dem Lagerarm des Kraftfahrzeugschenkels abgestützt wird. Am Ende des Lagerarms ist das Lagerauge mit diesem stoffschlüssig gekoppelt. Zum zentrischen und auch arbeitssicheren Sitz weist die Abstützung eine der Außenform des Lagerarms entsprechende Geometrie auf, so dass die Abstützung formschlüssig an dem Lagerarm zur Anlage kommt. Auf der dem Lagerarm gegenüberliegenden Seite des Lagerauges umgreift der Adapterring mit einem Fortsatz das Lagerauge und stützt das Werkzeug über den Fortsatz ebenfalls an dem Lagerauge außenseitig ab. Die Abstützung durch den Fortsatz erfolgt jedoch maßgeblich in radialer Richtung, wohingegen an der Abstützung selber eine Stützung in Axialer Richtung erfolgt. Das Zusammenspiel zwischen Axialer und radialer Abstützung ist derart durch die geometrische Bemessung von Adapterring und Abstützung ausgebildet, dass das Silentlager aus dem Lagerauge Axial präzise ausgezogen werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die Abstützung halbschalenförmig und/oder halbmondförmig ausgebildet, so dass sie auf dem Außenumfang des Lagerauges in Radialrichtung zumindest abschnittsweise zur Anlage kommend ausgebildet ist. Die Abstützung umfasst dabei das Lagerauge in Radialrichtung in einem Winkelbereich zwischen 90° und 250°. Bevorzugt umfasst die Abstützung das Lagerauge in einem Winkelbereich zwischen 120° und 190°. Abhängig ist dies von der geometrischen Ausgestaltung der Anbindung des Lagerarms an die äußere Mantelfläche des Lagerauges.
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Hierzu ist die Abstützung in Axialrichtung weiterhin vorzugsweise der geometrischen Form des Lagerarms angepasst ausgebildet, so dass die Abstützung formschlüssig an dem Lagerarm in Axialrichtung anliegt. Im Rahmen der Erfindung ist es beispielsweise vorstellbar, das die Abstützung mittig in Axialrichtung bis zu 10 mm oder gar 20 mm Abstand zwischen dem Lagerarm und dem Adapterring überbrückt und dann zu ihren jeweiligen Enden hin in Axialrichtung dünner werdend ausgebildet ist. Die Abstützung stellt somit eine Abstützstirnfläche für den Adapterring her, so dass der Adapterring an der Stirnfläche im Wesentlichen orthogonal zur Axialauszugsrichtung zur Anlage kommend ausgebildet ist.
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Um die Arbeitssicherheit des erfindungsgemäßen Werkzeugsatzes weiter zu steigern, weist die Abstützung an einer Adapterringseite einen Stufenabsatz auf. Die Abstützung greift an dem Stufenabsatz formschlüssig in eine Nut des Adapterringes und/oder der Stützhülse, so dass ein Abrutschen und/oder ein Verkanten verhindert ist. Der anwendende Monteur kann ebenfalls leicht durch optische Überprüfung nachvollziehen, ob er seinen Werkzeugsatz korrekt angesetzt hat.
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Zur weiteren Steigerung der Arbeitssicherheit weist die Stützhülse und/oder der Adapterring an einer Lageraugenseite umfangsseitig zumindest abschnittsweise eine Aussparung auf. In die Aussparung selbst greift die Abstützung ein, bzw. wird die Abstützung angeordnet. Der Adapterring umgreift somit die Abstützung bzw. nimmt diese im Bereich der Aussparung auf, was ein weiteres formschlüssiges Ineinandergreifen ermöglicht. Auch hierdurch wird ein Abrutschen und/oder ein Verkanten des erfindungsgemäßen Werkzeugsatzes während des Demontagevorganges verhindert.
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Weiterhin bevorzugt weist die Stützhülse und/oder der Adapterring einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Silentlagers. Hierdurch ist es möglich, dass das Silentlager in den Adapterring und schließlich in die Stützhülse hin aus dem Lagerauge ausgezogen wird. Das Silentlager kann somit vollständig in den Adapterring und in die Stützhülse eingezogen werden, ohne dabei zu verkanten oder anderweitig zu blockieren. Auch ist der erfindungsgemäße Werkzeugsatz entsprechend gut bei einem Silentlager mit umgestülpter Lagerhülse nutzbar. Die umgestülpte Lagerhülse bietet bei eingepresstem Silentlager einen formschlüssigen Anschlag, so dass das Silentlager nicht weiter in das Lagerauge eingezogen werden kann. Bei der Demontage ist folglich die umgebördelte Kante der Lagerhülse als erstes in Axialrichtung aus dem Lagerauge auszuziehen. Der erfindungsgemäße Werkzeugsatz ermöglicht dies durch die Nutzung der Abstützung, da nicht an der Stirnseite des Lagerauges direkt angesetzt werden muss, sondern weiter an dem Lagerarm.
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Hierzu stützt sich der Werkzeugsatz erfindungsgemäß mit der Abstützung an dem Lagerarm formschlüssig ab und bietet dem Adapterring radial umlaufend, zumindest abschnittsweise, eine entsprechende Stirnfläche, so dass die Ausziehachse und die Mittellängsachse des Silentlagers fluchtend verlaufen. Der Adapterring weist zur zusätzlichen Arretierung an einer der Aussparung zur Aufnahme der Abstützung, gegenüberliegenden Seite, eine Verlängerung auf, die das Lagerauge außenseitig umfasst und den Werkzeugsatz abstützt. Hierdurch erfolgt im Zusammenspiel mit der Abstützung ein bewusstes Verkanten, das einen sicheren Sitz des Werkzeuges und eine sichere Ausführung des Demontagevorganges realisiert.
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Der Adapterring weist weiterhin einen radial nach innen zeigenden Fortsatz auf, wobei der Fortsatz an dem Lagerauge, bzw. auf der äußeren Mantelfläche des Lagerauges, zur Anlage kommend vorgesehen ist. Durch den Fortsatz wird eine Hebelwirkung erzeugt, die positiv das bewusste Verkanten zwischen Abstützung und Adapterring beeinflusst.
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Für Fahrzeuge, die gegebenenfalls an der äußeren Kante des Lagerauges eine Wulst oder aber eine umgestellte Kante aufweisen, ist zusätzlich zwischen dem Fortsatz und dem Innendurchmesser des Adapterringes in Axialrichtung eine umlaufende Nut ausgebildet. Zwischen der äußeren Mantelfläche des Lagerauges und der Nut entsteht somit ein genügender Freiraum, so dass ein falsches Ansetzen des Werkzeugsatzes oder aber ein Verkanten vermieden ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Aspekte und Varianten der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der folgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den schematischen Figuren beschrieben. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Werkzeugsatz während der Demontage eines Silentlagers.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Werkzeugsatz 1 zur Demontage eines Silentlagers 2 aus einem Lagerauge 3 eines Achsschenkels 4. Das Lagerauge 3 ist am Ende eines Lagerarms 5 des Achsschenkels 4 angeordnet und mit diesem stoffschlüssig gekoppelt. Das Silentlager 2, ist ausgeführt als Gummi-Metall-Lager mit einer innenliegenden Lageröffnung 6, einer die Lageröffnung 6 umgebenden Elastomerschicht 7 und einer Lagerhülse 8. Die Lagerhülse 8 hat an einem Ende 9 eine umgebördelte Kante 10, die einen Auszug des Silentlagers 2 ausschließlich in Auszugrichtung 11 ermöglicht.
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Die umgebördelte Kante 10 verhindert ein Abstützen eines Demontagewerkzeuges an einer Stirnfläche 12 des Lagerauges 3. Erfindungsgemäß ist daher eine Abstützung 13 vorgesehen, die sich an dem Lagerarm 5 formschlüssig abstützt. Die Abstützung 13 liegt dabei auf der äußeren Mantelfläche 14 des Lagerauges 3 auf und weist in Axialrichtung A die hier in der Schnittansicht größte Breite 15 auf. Die Breite 15 wird um das Lager laufend dünner, so dass sie in ihren Endbereichen 16 eine Breite 15 aufweist, die in Relation zu der Breite 15 des Mittelschnitts dünner ausgebildet ist. Weiterhin weist die Abstützung 13 eine auf ihr verlaufenden Stufenabsatz 18 auf, in die ein Adapterring 19 einsetzbar ist. Der Adapterring 19 selbst weist hierzu eine Aussparung auf, und greift formschlüssig in den Stufenabsatz 18 der Abstützung 13 ein. Hierdurch wird ein formschlüssiger abrutschsicherer Eingriff ermöglicht. Auf der der Aussparung und/oder der Abstützung 13 gegenüberliegenden Seite 20 des Adapterrings 19 weist dieser einen Fortsatz 21 auf. Der Fortsatz 21 ist derart ausgebildet, dass er an der äußeren Mantelfläche 14 des Lagerauges 3 formschlüssig zur Anlage kommt.
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Weiterhin weist der Adapterring 19 einen Innendurchmesser 22 auf, der größer ist als der Außendurchmesser 23 des Silentlagers 2 bzw. der umgebördelten Kante 10, so dass das Silentlager 2 in Auszugrichtung 11 in einem Innenraum 24 des Adapterrings 19 ausziehbar ist. Zwischen dem Innenraum 24 bzw. dem Innendurchmesser 22 und dem Fortsatz 21 weist der Adapterring 19 weiterhin zumindest abschnittsweise umlaufend eine Nut 25 auf, so dass nur der Fortsatz 21 an einer äußeren Mantelfläche 14 des Lagerauges 3 zur Anlage kommt.
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In dem Adapterring 19 ist weiterhin eine Stützhülse 26 formschlüssig eingesetzt, wobei die Stützhülse 26 eine topfförmige Konfiguration aufweist und zur Aufnahme eines Spindelantriebs 27 dient. Die Stützhülse 26 selbst ist mit ihrem Ende in einer umlaufenden Aufnahmenut 29 des Adapterrings 19 eingesetzt. Der erfindungsgemäße Werkzeugsatz 1 ist jedoch beispielsweise auch mit einem hydraulischen Druckzylinder oder aber mit einem anderweitigen Aktuator, beispielsweise einem elektromechanischen oder aber pneumatischen Aktuator bedienbar und nicht auf einen Spindelantrieb 27 begrenzt.
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Die Stützhülse 26 weist weiterhin eine Aufnahme für ein Axialwälzlager 30 auf, wobei das Axialwälzlager 30 ein einfacheres Drehen des Spindelantriebs 27 zum Auszug des Silentlagers 2 ermöglicht. Die Zug-Druckstange 31 des Spindelantriebs 27 durchsetzt dabei die Stützhülse 26, den Adapterring 19, das Silentlager 2 und eine an einem der Stützhülse 26 gegenüberliegenden Ende 32 des Silentlagers 2 befindliche Druckscheibe 33. Die Druckscheibe 33 umgreift das Ende 32 des Silentlagers 2 formschlüssig und überträgt die Ausziehkraft in Axialrichtung A, sodass das Silentlager 2 über den Werkzeugsatz 1, der sich über die Abstützung 13 am Lagerarm 5 abstützt, ausziehbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeugsatz
- 2
- Silentlager
- 3
- Lagerauge
- 4
- Achsschenkel
- 5
- Lagerarm
- 6
- Lageröffnung
- 7
- Elastomerschicht
- 8
- Lagerhülse
- 9
- Ende zu 8
- 10
- Kante
- 11
- Auszugrichtung
- 12
- Stirnfläche zu 3
- 13
- Abstützung
- 14
- Mantelfläche zu 3
- 15
- Breite
- 16
- Endbereich zu 13
- 17
- Breite zu 16
- 18
- Stufenabsatz zu 13
- 19
- Adapterring
- 20
- Seite zu 19
- 21
- Fortsatz
- 22
- Innendurchmesser zu 19
- 23
- Außendurchmesser zu 10
- 24
- Innenraum zu 19
- 25
- Nut zu 19
- 26
- Stützhülse
- 27
- Spindelantrieb
- 28
- Ende zu 27
- 29
- Aufnahmenut zu 19
- 30
- Axialwälzlager
- 31
- Zug-Druckstange
- 32
- Ende zu 2
- 33
- Druckscheibe
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011100815 U1 [0007]