DE10136336B4

DE10136336B4 - Montagehilfe zur Montage und Demontage einer Schenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10136336B4
Application number: DE10136336.2A
Authority: DE
Inventors: Josef Schmid
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: DE10136336A1

Abstract

Verfahren zur Montage einer Schenkelfeder (1) mit einer Montagehilfe (11) für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach dem Patent DE 101 22 152, wobei die Schenkelfeder (1) aus zumindest einer ersten und einer zweiten Schenkelfeder (2, 3), die weitestgehend koaxial zu einer gemeinsamen Federachse (1a) angeordnet sind, dargestellt ist und die erste Schenkelfeder (2) einen ersten Federschenkel (4) und die zweite Schenkelfeder (3) einen zweiten Federschenkel (5) aufweisen, wobei die Wicklungsrichtungen der ersten und der zweiten Schenkelfeder (2, 3) entgegengesetzt sind und die erste und die zweite Schenkelfeder (2, 3) im Bereich der Umkehr der Wicklungsrichtung miteinander einen gemeinsamen Zwischenschenkel (6) bilden, der mit einem Abschnitt des Zylinderkopfes verbindbar ist, wobei der Zwischenschenkel (6) von einem Positionierelement (8) mit einem Haken (10) und mit einer Befestigungsbohrung (9) umhüllt ist und der Ventiltrieb zumindest eine Nockenwelle mit zumindest einem Nocken und einer Drehachse, zumindest einem, von zumindest einer, zur Drehachse parallel angeordneten Steuerwelle gesteuert, verschwenkbaren Schwenkhebel mit einer zur Drehachse parallel angeordneten ersten Schwenkachse, beinhaltet, wobei der Schwenkhebel, von zumindest einem Federschenkel (4, 5) in Wirkposition, mit einer ersten Seite in Wirkkontakt mit dem Nocken und mit einer zweiten Seite in Wirkkontakt mit der Steuerwelle gedrückt ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – die Montagehilfe (11) wird an dem Zylinderkopf befestigt, die Schenkelfeder (1) wird in ihrer Wirkposition in den Zylinderkopf eingelegt, – mit der Montagehilfe (11) wird der Haken (10) ergriffen und mit Hilfe der Montagehilfe die Schenkelfeder 1 vorgespannt, – dann wird das Positionierelement (8) an dem Zylinderkopf angeschraubt, – die Montagehilfe (11) aus dem Haken (10) ausgehängt und von dem Zylinderkopf wieder gelöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Montagehilfe zur Montage und Demontage einer Schenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach dem Hauptpatent DE 101 22 152 B4 .
Die US 6029 330 A beschreibt ein zangenförmiges Werkzeug zur Montage eines Kühlkörpers mittels einer Torsionsfeder. Die erste Zangenwange verfügt über eine erste schwenkbewegliche Basis, um die Torsionsfeder in horizontaler Richtung und die zweite Zangenwange verfügt über eine zweite schwenkbewegliche Basis, um die Torsionsfeder bei der Montage des Kühlkörpers auf einem Mikrochip auf einer elektronischen Platine in vertikaler Richtung zu verbiegen.
In dem Patent DE 101 22 152 B4 wird eine Montagehilfe vorgeschlagen, mit der die Schenkel einer Schenkelfeder in vorgespannter Lage gehalten werden. Aufgrund dieser Montagehilfe ist eine einfache Montage und Demontage der Schenkelfeder in einem hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine möglich. Die vorgeschlagene Montagehilfe ist für die Serienproduktion von Brennkraftmaschinen sehr gut geeignet, im Bereich des Kundendienstes könnte unter Umständen die Gefahr bestehen, dass bei zu starken Erschütterungen, wie sie beispielsweise bei Transporten vorkommen können, von vorgespannten Schenkelfedern ein Federschenkel aus der Montagehilfe schnappt. Aufgrund der sehr hohen Vorspannkraft von ca. 110 N je Federschenkel können beim Ausrasten eines Federschenkels Verletzungen am Menschen nie ganz ausgeschlossen werden. Daher ist speziell im mobilen Kundendiensteinsatz der Transport von ungespannten Schenkelfedern unbedingt notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Montage und Demontage und eine Montagehilfe zur Montage und Demontage für eine Schenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine darzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
In vorteilhafter Weise lässt sich eine ungespannte Schenkelfeder mit dieser Montagehilfe in einem völlig gefahrlosen Arbeitsgang greifen und während Montage am Zylinderkopf bzw. an der Lagerbrücke in gespannte Position bringen. Darüber hinaus fallen keine zusätzlichen separaten Bauteile an, die nach der Verbauung der Schenkelfeder im Zylinderkopf der Produktion zurückgeführt werden müssen. Ausserdem ist ein gefahrloser Versand von Schenkelfedern weltweit möglich, da von ungespannten Federn kein Verletzungsrisiko durch Entspannungsvorgänge ausgeht.
Durch eine Anordnung gemäß Anspruch 2 ist die Montagehilfe ein ausgesprochen einfaches Werkzeug. Eine Fehlbedienung ist aufgrund der einfachen Handhabung weitgehend ausgeschlossen.
Die Merkmale in den Ansprüchen 3 mit 8 gewährleisten eine einfache Montage der Montagehilfe am Zylinderkopf sowie eine präzise und einfache Positionierung des Montagewerkzeugs an der Schenkelfeder. Fehlbedienungen sind sowohl bei der Montage als auch bei der Demontage von Schenkelfedern aufgrund der einfachen Bauweise weitgehend ausgeschlossen.
Bei einer Ausgestaltung der Montagehilfe gemäß der Ansprüche 9 und 10 wird die Lage der Schenkelfeder bei der Verbauung im Zylinderkopf in vorteilhafter Weise automatisch in Richtung der Federachse justiert und gleichzeitig ein Verdrehen bei der Endmontage vermieden. Ein nicht zulässiger seitlicher Versatz der Schenkelfeder bzw. eine Verdrehung der Schenkelfeder wird somit wirksam vermieden.
Eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 11 ermöglicht ein einfaches und sicheres Greifen der Schenkelfeder, da nur ein Griff der Montagehilfe beim Montagevorgang bewegt werden muss, während der zweite Griff ortsfest zum Ventiltrieb bleibt.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand von zwei Figuren näher erläutert.
1: Perspektivische Darstellung einer Schenkelfeder
2: Teilgeschnittene Schemadarstellung einer Montagehilfe
1 zeigt perspektivisch eine Schenkelfeder 1 mit einer Federachse 1a, die einstückig aus einer ersten Schenkelfeder 2 und einer zweiten Schenkelfeder 3 hergestellt ist, deren Wicklungsrichtungen gegenläufig sind. Ein Federende der ersten Schenkelfeder 2 bildet einen ersten Federschenkel 4 und ein Federende der zweiten Schenkelfeder 3 bildet einen zweiten Federschenkel 5. Am gemeinsamen Federende, der Bereich in dem auch die Richtungsumkehr der Wicklungen stattfindet, ist ein gemeinsamer Zwischenschenkel 6 ausgebildet. Der erste Federschenkel 4 und der zweite Federschenkel 5 spannen eine erste Ebene in Richtung der Federachse 1a auf. Der gemeinsame Zwischenschenkel 6 spannt eine zweite Ebene, auf der der Federachse 1a gegenüberliegenden Seite auf.
Der Zwischenschenkel 6 ist von einem Positionierelement 8 umschlossen, der eine Verlängerung des Zwischenschenkels 6 darstellt. Das Positionierelement 8 verfügt über eine Bohrung 9, die zur Montage der Schenkelfeder an einem nicht dargestellten Zylinderkopf dient. Die Bohrung 9 ist in dem Positionierelement 8 derart angeordnet, dass der Zwischenschenkel 6 die Bohrung 9 im Inneren des Positionierelementes 8 umschlingt. Das Positionierelement 8 ist hierbei wie ein Käfig um den Zwischenschenkel 6 angeordnet. An der, der Federachse 1a abgewandten Seite ist das Positionierelement 8 derart ausgeformt, dass es einen Haken 10 bildet.
In diesen Haken 10 wird eine Montagehilfe 11, die nachfolgend näher erläutert wird, bei einer Demontage bzw. Montage der Schenkelfeder 1 eingehängt. Das Positionierelement 8 ist aus Blech gefertigt. Die axiale Führung der Schenkelfeder 1 ist ebenso wie der Haken 10 durch Randumformung des Bleches entstanden. Das Positionierelement 8 umschließt aufgrund dieser Bearbeitung den Zwischenschenkel 6 wie amen Käfig.
2 zeigt eine teilgeschnittene schematische Darstellung der Montagehilfe 11, bestehend aus einem zangenartigen Greifstück 12 mit einer ersten Greifbacke 12a und einer zweiten Greifbacke 12b. Die Bezugszeichen von 1 gelten auch in 2. Die erste Greifbacke 12a ist über eine Schwenkachse 14 gelenkig mit einer Aufrage 13 verbunden. Die Auflage 13 ist im wesentlichen ein an die Geometrie des hier nicht dargestellten Zylinderkopfes bzw. Ventiltriebs angepasster Körper mit zumindest einer Ausnehmung 20, in der die erste Greifbacke 12a schwenkbeweglich um die Schwenkachse 14 gelagert ist. Auf der, der Ausnehmung 20 gegenüberliegenden Seite ist eine Konturanpassung 18 angeordnet, die im vorliegenden Fall wiederum eine Ausnehmung ist. Zur Konturanpassung 18 benachbart, auf derselben Seite der Schwenkachse 14, ist eine Arretierung 19, die zur Lagefixierung der Auflage 13 auf dem Zylinderkopf bzw. einer Lagerbrücke, die Bestandteil des Zylinderkopfes ist, angeordnet. Die Arretierung 19 besteht im vorliegenden Fall aus einer Stiftverbindung zwischen Auflage 13 und dem Zylinderkopf. Auf der der Schwenkachse 14 gegenüberliegenden Seite ist eine Schraubverbindung 17 in die Auflage 13 eingeschraubt. Diese besteht aus einer Gewindestange 17a und einer Mutter 17b. Die Gewindestange 17a dient in Verbindung mit der Mutter 17b bei der Montage einer Schenkelfeder 1 als Gegenlager zu der zum Spannen der Schenkelfeder 1 aufzubringenden Kraft. Zwischen der Schraubverbindung 17 und der zweiten Greifachse 12b mit einem Dorn 15, ist eine weitere Ausnehmung, eine Führung 16, in die Auflage 13 eingearbeitet.
Die Montagehilfe 11 ist vorzugsweise aus Stahl oder Edelstahl gefertigt, kann jedoch auch aus anderen Metallen oder aus faserverstärkten Kunststoffen gefertigt werden. Als zangenartiges Greifstück kann auch eine Standardzange, die nach dem Spannzangenprinzip arbeitet, wie beispielsweise eine Grip-Zange verwendet werden, bei der die erste Greifachse 12a und die zweite Greifachse 12b entsprechend den Erfordernissen umgearbeitet werden. Die Konturanpassung 18 ist an die vorliegende Geometrie des Zylinderkopfes angepasst, sodass von Ventiltrieb zu Ventiltrieb unterschiedliche Ausgestaltungen möglich sind. Anstelle von Materialausnehmungen können auch Materialanhäufungen als Konturanpassung dienen.
Die Arretierung 19 ist ein in die Auflage 13 eingepresster Stahlstift, hier ein Passstift, auch Passhülsen sind verwendbar. Ebenso wie die Konturanpassung 18 sind die Länge, die Größe und die Lage der Schraubverbindung 17 an die jeweilige Geometrie des vorliegenden Zylinderkopfes angepasst.
Die Führung 16 bildet mit dem Positionierelement 8 eine Spielpassung, so dass eine saubere Führung des Positionierelementes 8 in der Führung 16 stets gewährleistet ist. Die Tiefe der Führung 16 in Richtung der Schwenkachse 14 entspricht mindestens der Dicke des Positionierelementes 8, kann bei weiteren Ausführungen auch flacher gestaltet werden.
Bei der Montage einer Schenkelfeder 1 wird in einem ersten Arbeitsschritt die Mutter 17b von der Schraubverbindung 17 entfernt. Anschließend wird die Montagehilfe 11 auf die entsprechende Lagerbrücke aufgesetzt, bei der die Schenkelfeder 1 zu verbauen ist. Nach dem Aufsetzen der Auflage 13 auf der Lagerbrücke ragt die Gewindestange 17a durch den Ventiltrieb. Die Arretierung 19 bildet einen Formschluss mit einer Bohrung in der Lagerbrücke. Die Konturanpassung 18 ist derart ausgeformt, dass sie die hier nicht dargestellte Steuerwelle nicht berührt. Nachdem die Arretierung 19 mit der Lagerbrücke einen Formschluss gebildet hat, wird die Mutter 17b auf die Gewindestange 17a aufgeschraubt, so dass die Montagehilfe 11 in Richtung der Gewindestange 17a keine Bewegungsfreiheit mehr hat. Sodann wird die Schenkelfeder in ihrer Wirkposition derart in den Ventiltrieb eingesetzt, dass der Zwischenschenkel 6 zur zweiten Greifbacke 12b ragt und der erste Federschenkel 4 und der zweite Federschenkel 5 in Richtung der ersten Greifbacke 12a ragen. Im nächsten Schritt wird das zangenartige Greifstück 12 in Richtung des Zwischenschenkels 6 geschwenkt und anschließend wird mit einer gegenläufigen Schwenkbewegung der Dorn 15 in den Haken 10 eingehängt. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Zwischenschenkel 6 in der Führung 16 einwandfrei geführt ist. Beim nächsten Schritt wird das zangenartige Greifstück weiter in Richtung der Arretierung 19 geschwenkt, wobei in diesem Verfahrensschritt die Federschenkel 4 und 5 vorgespannt werden, bis die Befestigungsbohrung 9 mit einer Gewindebohrung im Zylinderkopf bzw. in der Lagerbrücke fluchtet. In dieser vorgespannten Lage wird nun die Schenkelfeder 1 mit einer Schraube am Zylinderkopf bzw. der Lagerbrücke verschraubt. Als nächstes wird das zangenartige Greifstück 12 wieder in Richtung des Zwischenschenkels 6 geschwenkt, so dass der Dorn 15 aus dem Haken 10 gleitet, anschließend wird die Mutter 17b von der Gewindestange 17a geschraubt und die gesamte Montagehilfe 11 wird wieder vom Zylinderkopf bzw. der Lagerbrücke entfernt.
Bei der Demontage einer Schenkelfeder 1 aus einem Zylinderkopf wird analog zum Einbau die Montagehilfe 11 auf dem Zylinderkopf aufgesetzt und befestigt, der Dorn 15 wird wie oben beschrieben in den Haken 10 eingeführt, anschließend wird das zangenartige Greifstück 12 in Richtung der Arretierung 19 geschwenkt und in dieser Position gehalten. Anschließend wird die Schraubverbindung zwischen dem Zwischenschenkel 6 und dem Zylinderkopf bzw. der Lagerbrücke gelöst und die Schraube entfernt. Anschließend wird das zangenartige Greifstück 12 wieder in Richtung des Zwischenschenkels 6 geschwenkt, wobei dieser Schwenkvorgang durch die Entspannung der Feder unterstützt wird. Ist die Federspannung vollständig abgebaut, wird der Dorn 15 durch Weiterschwenken des zangenartigen Greifstückes 12 aus dem Haken 10 entfernt und die Schenkelfeder 1 aus dem Zylinderkopf entnommen. Im Anschluss daran wird analog dem Einbau einer Schenkelfeder die Montagehilfe 11 aus dem Zylinderkopf wieder entfernt.
Bezugszeichenliste

1: Schenkelfeder
1a: Federachse
2: Erste Schenkelfeder
3: Zweite Schenkelfeder
4: Erster Federschenkel
5: Zweiter Federschenkel
6: Zwischenschenkel
8: Positionierelement
9: Befestigungsbohrung
10: Haken
11: Montagehilfe
12: Zangenartiges Greifstück,
12a: Erste Greifbacke
12b: Zweite Greifbacke
13: Auflage
14: Schwenkachse
15: Dorn
16: Führung
17: Schraubverbindung
17a: Gewindestange
17b: Mutter
18: Konturanpassung
19: Arretierung
20: Ausnehmung

Claims

Verfahren zur Montage einer Schenkelfeder (1) mit einer Montagehilfe (11) für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine nach dem Patent DE 101 22 152, wobei die Schenkelfeder (1) aus zumindest einer ersten und einer zweiten Schenkelfeder (2, 3), die weitestgehend koaxial zu einer gemeinsamen Federachse (1a) angeordnet sind, dargestellt ist und die erste Schenkelfeder (2) einen ersten Federschenkel (4) und die zweite Schenkelfeder (3) einen zweiten Federschenkel (5) aufweisen, wobei die Wicklungsrichtungen der ersten und der zweiten Schenkelfeder (2, 3) entgegengesetzt sind und die erste und die zweite Schenkelfeder (2, 3) im Bereich der Umkehr der Wicklungsrichtung miteinander einen gemeinsamen Zwischenschenkel (6) bilden, der mit einem Abschnitt des Zylinderkopfes verbindbar ist, wobei der Zwischenschenkel (6) von einem Positionierelement (8) mit einem Haken (10) und mit einer Befestigungsbohrung (9) umhüllt ist und der Ventiltrieb zumindest eine Nockenwelle mit zumindest einem Nocken und einer Drehachse, zumindest einem, von zumindest einer, zur Drehachse parallel angeordneten Steuerwelle gesteuert, verschwenkbaren Schwenkhebel mit einer zur Drehachse parallel angeordneten ersten Schwenkachse, beinhaltet, wobei der Schwenkhebel, von zumindest einem Federschenkel (4, 5) in Wirkposition, mit einer ersten Seite in Wirkkontakt mit dem Nocken und mit einer zweiten Seite in Wirkkontakt mit der Steuerwelle gedrückt ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – die Montagehilfe (11) wird an dem Zylinderkopf befestigt, die Schenkelfeder (1) wird in ihrer Wirkposition in den Zylinderkopf eingelegt, – mit der Montagehilfe (11) wird der Haken (10) ergriffen und mit Hilfe der Montagehilfe die Schenkelfeder 1 vorgespannt, – dann wird das Positionierelement (8) an dem Zylinderkopf angeschraubt, – die Montagehilfe (11) aus dem Haken (10) ausgehängt und von dem Zylinderkopf wieder gelöst.
Verfahren zur Demontage einer Schenkelfeder mit einer Montagehilfe von einem Zylinderkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch folgende Schritte: die Montagehilfe (11) wird an dem Zylinderkopf befestigt, – mit der Montagehilfe (11) wird der Haken (10) ergriffen und die Schenkelfeder 1 wird vom Zylinderkopf losgeschraubt, – mit der Montagehilfe (11) wird die Schenkelfeder (1) entspannt, – anschließend wird die Montagehilfe (11) aus dem Haken (10) wieder ausgehängt und vom Zylinderkopf gelöst – und die Schenkelfeder (1) aus dem Zylinderkopf entnommen.
Montagehilfe zur Montage und Demontage einer Schenkelfeder nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (11) aus zumindest einem zangenartigen Teil (12) und zumindest einer Auflage (13) besteht, wobei das zangenartige Teil (12) mit der Auflage (13) gelenkig verbunden ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zangenartige Teil (12) über eine erste Greifbacke (12a) und eine zweite Greifbacke (12b) verfügt, wobei die erste Greifbacke (12a) über eine Schwenkachse (14) mit der Auflage (13) verbunden ist und an die zweite Greifbacke (12b) in Richtung der Auflage (13) ein Dorn (15) angeordnet ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (13) lösbar mit dem Zylinderkopf und das zangenartige Teil (12) lösbar mit dem Zwischenschenkel (6) verbindbar ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (13) mit einer Schraubverbindung (17) mit dem Zylinderkopf verbindbar ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach den Ansprüchen 3 bis 5, wobei an den Zwischenschenkel (6) ein Haken (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Haken (10) der Dorn (15) einrastbar ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die Auflage (13) eine Kontur (18) aufweist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (18) eine Materialausnehmung oder ein erhabener Bereich ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (13) über eine zusätzliche Arretierung (19) mit dem Zylinderkopf verbindbar ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die Auflage (13) im Bereich der zweiten Greifbacke (12b) eine Führung (16) angeordnet ist, in der der Zwischenschenkel (6) bei der Montage in Richtung der Federachse (1a) geführt ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (16) eine Nut ist.
Montagehilfe für eine Schenkelfeder nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zangenartige Teil (12) nach dem Spannzangenprinzip arbeitet.