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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Drehen einer mit
axial hervorstehenden stirnseitigen Befestigungselementen versehenen Kurbelwelle
eines Motors gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Zur
Einstellung von Komponenten eines Motors eines Kraftfahrzeugs, die
an die Kurbelwelle des Motors ankoppeln, wie beispielsweise Ventilantriebe, Zündsysteme,
Pumpen-Düsenaggregate
oder dergleichen ist häufig
eine manuelle Drehung der Kurbelwelle um zum Teil kleine Winkelgrade
erforderlich. Für
eine manuelle Rotation einer Kurbelelle mit einer zentral angeordneten
Dämpfungsscheibe
ist bereits in der
US
5,123,314 A ein Werkzeug vorgeschlagen worden, welches
mittels Schrauben in Befestigungsöffnungen der Dämpfungsscheibe
verankert wird. Ferner ist aus der
US 3,395,588 A ein Werkzeug zur Rotation einer
Schwungscheibe einer Kurbelwelle bekannt, bei der mit einem anflanschbaren
Ritzel ein auf dem Schwungrad angeordneter Zahnkranz angetrieben
und auf diese Weise das Schwungrad bewegt werden kann. Für den Einsatz
bei Motoren mit einem verkapselten Schwungrad ist in der
US 3,321,985 A eine
Zusatzvorrichtung vorgeschlagen worden, die an einen gegebenenfalls
vorhandenen Starterzahnkranz angreifen kann. Aus der
US 4,072,063 A ist eine Motorstruktur
mit einem Schwungrad bekannt, auf dem ein Zahnkranz zur Durchführung einer
Rotation des Schwungrades montiert ist. Ein Kurbelwellen-Adapter
soll dabei eine Rotationskraft über
ein Ritzel auf das Schwungrad übertragen.
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Auch
aus der
US 2002/0092385
A1 ist ein bogenförmig
ausgebildetes Werkzeug bekannt, das mit konzentrisch zur Mittenachse
der Dämpfungsplatte
angeordneten Schrauben festgeschraubt wird. Ein Hebelwerkzeug greift
in eine viereckige Bohrung des Werkzeugs ein, während zum Kontern ein Innenmehrkantschlüssel auf
eine Mittenschraube der aufgesetzt wird.
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Die
US 4,171,653 A offenbart
ein Werkzeug, das mit einem Führungszapfen
in eine zentrale Aufnahmeöffnung
der Kurbelwelle einführbar
ist.
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Aus
der
US 4,068,544 A ist
ein ringförmiges Werkzeug
bekannt, das mit seinem Innenumfang eine Kupplungsnabe umgibt und
mit seinem Außenumfang
in Ausnehmungen am Rand der Kupplungsscheibe eingreift.
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Aus
der
DE 198 13 671
C1 ist eine Vorrichtung für ein Prüfverfahren von Verbrennungsmotoren bekannt,
mit einer Schraubspindel, die an das schwungradseitige Ende der
Kurbelwelle ankoppelbar ist. Die Schraubspindel weist einen Koppelflansch
auf, der mehrere axial hervorstehende Mitnahmestifte aufweist, die
in entsprechende axiale Bohrungen des Schwungrades oder einer Flexplatte der
Kurbelwelle einführbar
sind.
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Die
aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Drehen einer
Kurbelwelle setzen aufwendige Adapter zur Übertragung des Drehmoments
auf die Kurbelwelle ein, die montiert und demontiert werden müssen. Soweit
die Drehmomentübertragung über das
Schwungrad erfolgt, ist ferner ein erhöhter Aufwand erforderlich,
um den Zugang zu diesem zu ermöglichen.
Darüber
hinaus setzen die bekannten Vorrichtungen speziell ausgebildete
Adapterteile am Schwungrad oder anderen Bauteilen zum Erreichen
einer sicheren Ankopplung des Werkzeugs voraus.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Werkzeugs, mit
dem eine einfache, genaue und sichere Drehmomentübertragung an eine Kurbelwelle
erreicht werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug
zum Drehen einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeuges weist ein Kopplungselement
zur Drehmomenteinleitung und ein Bauelement zur Drehmomentübertragung auf
die Kurbelwelle auf, wobei letztere stirnseitige axial hervortretende
Befestigungselemente vorzugsweise für eine Riemenscheibe aufweist.
Erfindungsgemäß weist
das Bauelement zur Drehmoment-Übertragung
Aktuatorflächen
an seinem Außenbereich
auf, die sich im Gebrauchszustand an den in seinem Außenbereich
angeordneten Befestigungselementen abstützen. Zum Drehen der Kurbelwelle
wird ausgenutzt, dass wenn die Aktuatorflächen sich an den Befestigungselementen
erfindungsgemäß abstützen, eine Übertragung
von Drehmoment über
die Befestigungselemente auf die Kurbelwelle erfolgen kann. Um die
Abstützung
zu erreichen, muss das Werkzeug lediglich durch eine axiale Bewegung
in den Bereich der Befestigungselemente gebracht werden. Sobald
dies geschehen ist, kann Drehmoment über das Kopplungs element des
Werkzeugs eingeleitet werden, was zu einer Beaufschlagung der stirnseitig
axial hervorstehenden Befestigungselemente mit Drehmoment führt. Eine
Montage des Werkzeugs ist dabei nicht erforderlich. Nach Beendigung
der Drehmomenteinleitung kann das Werkzeug ohne aufwendige Demontageschritte,
wie zum Beispiel das Lösen
von Schrauben oder dergleichen, aus dem Bereich der Befestigungselemente
entfernt werden.
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Das
Werkzeug ist besonders vorteilhaft einsetzbar für neuere Motoren bzw. Kurbelwellen,
die keine Mittenschraube oder Zentralschraube aufweisen. Eine Drehung
der Kurbelwelle eines derartigen Motors ist erfindungsgemäß möglich, obwohl
kein zentraler Angriffspunkt zum Durchdrehen vorhanden ist. Das
Werkzeug ist jedoch auch vorteilhaft für Kurbelwellen mit Mittenschrauben
oder dergleichen einsetzbar, da die Aktuatorflächen auch dann an den Befestigungselementen
angreifen können.
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Bevorzugt
ist das Werkzeug für
konzentrisch zur Achse der Kurbelwelle angeordnete Befestigungselemente
verwendbar, da eine durch diese Anordnung eine höhere Stabilität bei der
Drehmomentübertragung
durch das Werkzeug sowie eine einfachere Auswuchtung der rotierenden
Kurbelwelle erreicht werden können.
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Die
Aktuatorflächen
bilden erfindungsgemäß ein Polygon,
wobei im Gebrauchszustand die Befestigungselemente im Außenbereich
des Polygons liegen. Damit lässt
sich eine gute Passung auch für
unterschiedliche Anordnungen von Befestigungselementen, da diese üblicherweise
motorspezifisch sind, mit ein und demselben Werkzeug erreichen. Besonders
günstig
sind einfache Polygone mit einem Vierkant-, Sechskant-, Achtkantoder
Zwölfkantquerschnitt,
da sie eine besonders einfache Einführung in den Bereich der Befestigungselemente
ermöglichen.
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Wenn
die Kurbelwelle eine zentrale Aufnahmeöffnung aufweist und das Bauelement
zur Drehmomentübertragung
mit einem in die Aufnahmeöffnung
einführbaren
Führungszapfen
versehen ist, wird eine sichere Ankopplung der Aktuatorflächen erleichtert.
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Eine
erhöhte
Vielseitigkeit bei der Anwendung des Werkzeugs ergibt sich, wenn
der Führungszapfen
lösbar
an dem Bauelement zur Drehmomentübertragung
befestigt ist, da dann ohne weiteres auch Kurbelwellen mit einer
Mittenschraube gedreht werden können.
Ein weiterer Vorteil eines lösbaren Führungszapfens
besteht in der Möglichkeit,
denselben wechselseitig angepasst in Aufnahmeöffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern
zum Einsatz zu bringen. Ein einfaches Umdrehen des Führungszapfens,
so dass dieser unterschiedlich zum Bauelement zur Drehmomentübertragung
orientiert ist, erlaubt dann die Verwendung des Werkzeugs für zumindest zwei
verschieden dimensionierte Aufnahmeöffnungen.
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Erfindungsgemäß ist der
lösbare
Führungszapfen
axial in einer Befestigungsöffnung
des Bauelements befestigt, was sowohl eine einfache Herstellung
als auch eine einfache Anpassung des Werkzeugs an unterschiedliche
Aufnahmeöffnungen
ermöglicht.
Vorzugsweise wird ein sicherer Sitz des Führungszapfens erreicht, wenn
dieser zur Befestigung am Bauelement ein federbelastetes Druckstück aufweist,
welches mit einer Arretieröffnung
in der Befestigungsöffnung
zusammen wirken kann. Der Führungszapfen
kann zur Befestigung in die Befestigungsöffnung axial eingeführt, beziehungsweise
zur Entfernung axial herausgenommen werden.
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Bei
unterschiedlich dimensionierten Aufnahmeöffnungen der Kurbelwelle ist
es zweckmäßig, mehrere
Führungszapfen
mit jeweils unterschiedlicher Länge
und/oder unterschiedlichem Durchmesser vorzusehen und damit eine
vielseitige Anwendbarkeit sicherzustellen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Befestigungselemente
zur Befestigung einer Riemenscheibe zur Drehmomentübertragung
an zumindest ein Nebenaggregat auf der Kurbelwelle vorgesehen sind.
Damit erübrigt
sich auch im Gebrauchszustand eine gesonderte Montage beziehungsweise
Demontage der Befestigungselemente, da diese bereits zur Fixierung
der Riemenscheibe montiert sind.
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Das
Kopplungselement zur Drehmomenteinleitung kann erfindungsgemäß drehfest
mit einem Hebelwerkzeug mit einem korrespondierenden Kopplungsteil
verbunden werden. Vorzugsweise ist das Hebelwerkzeug ein Schraubenschlüssel oder
ein langsam drehender Elektromotor. Das Werkzeug hat damit einen
geringeren Platzbedarf, ist vielseitiger anwendbar und erlaubt gleichzeitig
eine genau dosierte Drehmomenteinleitung. Konstruktiv einfach sind
Kopplungselement und Kopplungsteil jeweils als Außenvielkant
und zugeordneter Innenvielkant ausgebildet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit mit
Hilfe von Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben,
aus denen auch unab hängig
von der Zusammenfassung in den Patentansprüchen weitere Aspekte, Merkmale
und Vorteile der Erfindung zu entnehmen sind.
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Dabei
zeigen
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1 einen
Motorblock mit einer mit stirnseitigen axial hervorragenden Befestigungselementen versehenen
Kurbelwelle;
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2 Darstellungen des erfindungsgemäßen Drehwerkzeugs
mit befestigten beziehungsweise unbefestigten Führungszapfen;
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3 das
erfindungsgemäße Werkzeug
im Teilschnitt;
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4 eine
Ansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs
mit einer Riemenscheibe, und
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5 eine
Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs im Gebrauchszustand.
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In 1 ist
schematisch ein Motor für
beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder dergleichen mit einem Zylinderkopf 1a und
einem Motorblock 1b dargestellt. Im Inneren des Motorblocks 1b ist
eine Kurbelwelle 2 angeordnet, von der zur Vereinfachung
der Darstellung lediglich die mit 2a bezeichnete Achse zeichnerisch
angedeutet ist. Stirnseitig ist an der Kurbelwelle 2 mittels
Befestigungselementen 4, vorzugsweise Schrauben oder dergleichen,
eine Riemenscheibe 13 angeordnet, mit der eine Drehmomentübertragung
an zeichnerisch nicht dargestellte Nebenaggregate erfolgen kann.
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug
dient zum vorzugsweise manuellen Drehen der Kurbelwelle 2 um
die Achse 2a. Hierzu wird das Werkzeug an den Bereich der
Befestigungselemente 4 herangeführt. Voraussetzung für die Funktion
des Werkzeugs ist, dass die stirnseitigen Befestigungselemente 4 axial hervorstehen,
unabhängig
davon, ob die Riemenscheibe montiert oder nicht montiert ist. Die
Kurbelwelle 2 kann mittenschraubenfrei ausgebildet sein, aber
auch eine Mittenschraube oder eine Zentralschraube aufweisen. Falls
die Kurbelwelle mittenschraubenfrei ausgebildet ist, kann sie ferner
an ihrem freien Ende eine Aufnahmeöffnung 8 aufweisen. Die
Aufnahmeöffnung 8 kann
gewindefrei sein. Die Befestigungselemente 4 sind konzentrisch
zur Achse der Kurbelwelle 2 angeordnet. Vorzugsweise sind
3 bis 12 Befestigungselemente vorgesehen.
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2a, 2b zeigen
bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Werkzeugs 3 mit
einem Kopplungselement 5 zur Drehmomenteinleitung und einem
Bauelement 6 zur Drehmomentübertragung auf die Kurbelwelle.
Das Bauelement 6 zur Dreh momentübertragung weist Aktuatorflächen 6a auf,
die sich im Gebrauchszustand zur Drehmomentübertragung an den Befestigungselementen 4 abstützen. Im
vorliegenden Fall bilden die Aktuatorflächen 6a ein quadratisches
Polygon. Im Gebrauchszustand liegen die Befestigungselemente 4 im
Außenbereich
des durch die Aktuatorflächen 6a gebildeten
Vierecks. Statt der dargestellten Ausführungsform können die
Aktuatorflächen
auch ein anderes Polygon, beispielsweise ein Sechs-, Acht-, oder
Zwölfeck
bilden. Axial versetzt zu dem Bauelement 6 zur Drehmomentübertragung 6 ist
das Kopplungselement zur Drehmomenteinleitung 5 angeordnet.
Das Kopplungselement 5 und das Bauelement 6 sind
durch einen Mittelteil 5a miteinander fest verbunden. Das
Kopplungselement 5 zur Drehmomenteinleitung kann drehfest
mit einem Hebelwerkzeug, vorzugsweise einem Schraubenschlüssel oder
einem Elektromotor verbunden werden, wobei letztere ein korrespondierendes
Kopplungsteil aufweisen. In dem in den 2a, 2b dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist das Kopplungselement 5 als Sechskantkopf ausgebildet.
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Der
nicht dargestellte Kopplungsteil eines zugeordneten Hebelwerkzeugs
ist in diesem Fall als zugeordneter Schraubenschlüssel ausgebildet.
Es versteht sich, dass auch eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der das Kopplungselement 5 als Innensechskant und das Kopplungsteil
als Innensechskantschlüssel
ausgebildet sind, von der Erfindung umfasst wird. Das das Kopplungselement 5 zur
Drehmomenteinleitung mit dem Bauelement 6 zur Drehmomentübertragung
verbindende Mittelteil 5a ist im vorliegenden Fall zylinderförmig ausgebildet.
Die Stirnflächen
dieses Zylinders umschreiben jeweils den Querschnitt des drehmomentübertragenden Bauelements 6 beziehungsweise
des drehmomenteinleitenden Kopplungselements 5. Damit steht eine
Abstützschulter
zur Verfügung.
Das Bauelement 6 weist ferner einen in eine gegebenenfalls
vorhandene Aufnahmeöffnung 8 der
Kurbelwelle 2 einführbaren
Führungszapfen 7 auf,
der von dem Bauelement 6 lösbar ist, wie 2b zeigt.
Der Führungszapfen 7 kann
in eine Befestigungsöffnung 9 am
Bauelement 6 eingeführt
werden, wobei zur sicheren Befestigung ein Druckstück 10 an
der Mantelfläche
des Führungszapfen 7 angeordnet
ist. Die Befestigungsöffnung 9 weist
eine in 2b nicht sichtbare Arretieröffnung 12 auf,
die vorzugsweise als Bohrung oder als Nut ausgebildet ist. Bei der
in 2b gezeigten Ausführungsform ist ersichtlich,
dass der Führungszapfen 7 wechselseitig
einsetzbar ist mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser beziehungsweise
Länge,
damit unterschiedlichen Aufnahmeöffnungen 8 von
Kurbelwellen 2, zuordenbar.
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Es
versteht sich, dass auch einfachere Ausführungsformen des Werkzeugs,
beispielsweise mit nicht lösbaren
oder nicht wechselseitig verwendbaren Führungszapfen 7 be ziehungsweise
ohne Führungszapfen 7 zu
der Erfindung gehören.
Bevorzugt sind jedoch Ausführungsformen
mit einer Vielzahl von Führungszapfen 7,
da damit die Vielseitigkeit der Anwendung des Werkzeugs erhöht werden
kann. Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
das Bauelement 6 und das Kopplungselement 5 mit
einem zylindrischen Mittelteil 5a axial aneinandergrenzend
angeordnet.
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In 3 ist
das erfindungsgemäße Werkzeug 3 im
Teilschnitt dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass das Druckstück 10 als
Kugel ausgebildet ist, das von einer Feder 11 belastet
ist. Das Druckstück 10 wechselwirkt
mit einer Arretieröffnung 12 zur
sicheren lösbaren
Befestigung des Führungszapfen 7 in
Bauelement 6.
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In 4 und 5 ist
das Werkzeug 3 zusammen mit einer Riemenscheibe 13,
einem mit Befestigungselementen 4 und einer Aufnahmeöffnung 8 versehenen
Kurbelwelle 2 dargestellt. Der Führungszapfen 7 ermöglicht dabei
eine besonders einfache Positionierung des Werkzeugs 3 im
Bereich der Befestigungselemente 4, wenn er in seiner Dimensionierung
der Aufnahmeöffnung 8 entsprechend
ausgebildet ist.
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Im
Gebrauchszustand stützen
sich die Aktuatorflächen 6a so
an den Befestigungselementen 4 ab, dass letztere im Außenbereich
des von den Aktuatorflächen 6a gebildeten
Polygons liegen. Eine ausreichend sichere und stabile Ankopplung
des Werkzeugs 3 an eine Kurbelwelle 2 ist zumindest
dann gewährleistet,
wenn die Aktuatorflächen 6a ausreichend
tief in den Bereich der Befestigungselemente 4 eingebracht
sind. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Aktuatorflächen 6a und
die Befestigungselemente 4 in axialer Richtung der Kurbelwelle 2 eine
entsprechende Dimensionierung aufweisen. Wie bereits erwähnt, kann
ein Führungszapfen 7 die
Ankopplung des Werkzeugs an die Kurbelwelle 2 erleichtern.
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Das
Werkzeug 3 ist vorzugsweise aus einem hochbelastbaren Werkzeugstahl
gefertigt.
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- 1a
- Zylinderkopf
- 1b
- Motorblock
- 2
- Kurbelwelle
- 2a
- Achse
- 3
- Werkzeug
- 4
- Befestigungselement
- 5
- Kopplungselement
- 5a
- Mittelteil
- 6
- Bauelement
- 6a
- Aktuatorfläche
- 7
- Führungszapfen
- 8
- Aufnahmeöffnung
- 9
- Befestigungsöffnung
- 10
- Druckstück
- 11
- Feder
- 12
- Arretieröffnung
- 13
- Riemenscheibe