DE102006009616A1

DE102006009616A1 - Gegeneinander verspannte Bauteile

Info

Publication number: DE102006009616A1
Application number: DE200610009616
Authority: DE
Inventors: Martin Hanke
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-09-06

Abstract

Bauteile, die gegeneinander, vorzugsweise mittels Verschraubung, verspannt sind, insbesondere ein Zahnrad (2) und/oder eine Schwungscheibe (3) mit einer Kurbelwelle (1) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei zwischen den Bauteilen zur Erhöhung der Haftreibung mit Reibbelägen versehene Scheiben, insbesondere diamantbeschichtete Reibscheiben (8, 8a), eingebaut sind und wobei die Reibscheiben (8, 8a) zusätzlich einen Stoff aufweisen, der mittels eines Messgerätes feststellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bauteile, die gegeneinander, vorzugsweise mittels Verschraubung, verspannt sind, insbesondere ein Zahnrad und/oder eine Schwungscheibe mit der Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei zwischen den Bauteilen zur Erhöhung der Haftreibung mit Reibbelägen versehene Scheiben, insbesondere diamantbeschichtete Reibscheiben, eingebaut sind.

Derartige Bauteile, insbesondere die Verspannung eines Zahnrades und einer Schwungscheibe mit dem Ende einer Kurbelwelle, sind allgemein bekannt. Auch ist es bekannt, zur Erhöhung der Reibung zwischen Bauteilen diamantbeschichtete Reibscheiben einzubauen, so dass eine sichere Verbindung des Zahnrades und der Schwungscheibe mit der Kurbelwelle gegeben ist.

Es besteht jedoch das Problem, sicherzustellen, dass zwischen den Bauteilen, d. h. zwischen dem Kurbelwellenflansch und dem Zahnrad sowie dem Zahnrad und der Schwungscheibe, je eine diamantbeschichtete Reibscheibe auch tatsächlich eingebaut wurde. Je nach Konzentration des Monteurs kann es geschehen, dass er versehentlich eine Reibscheibe vergisst, wodurch ein Motorschaden mit erheblichen Zusatzschäden bis zu Personenschäden entstehen kann. Die Reibscheiben, die unter Umständen nur eine Dicke von 0,2 mm mit einer Beschichtung von 5–20 μm aufweisen, sind so dünn, dass es nachträglich nicht mehr möglich ist, den Einbau bzw. das Vorhandensein der Reibscheiben zwischen den Bauteilen festzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Bauteile bzw. die Reibscheiben so auszubilden, dass auch nachträglich festgestellt werden kann, ob sie auch eingebaut wurden. Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem die Überprüfung erfolgen kann, wobei das Verfahren zu der Montageeinrichtung im Fertigungsprozess passen soll.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Reibscheibe(n) zusätzlich zu der Diamantbeschichtung einen Stoff aufweisen, der mittels eines Messgerätes feststellbar ist. Dadurch ist es möglich, auch nachträglich mittels des Messgerätes den Stoff festzustellen, woraus der Schluss gezogen werden kann, dass auch die Reibscheibe bzw. Reibscheiben eingebaut sind.

Es hat sich gezeigt, dass der Stoff fluoreszierende Nanopartikel aufweisen kann bzw. aus entsprechenden Nanopartikeln besteht, die mittels eines Spektralanalysegerätes feststellbar sind.

Von Bedeutung ist weiterhin, dass der Stoff, insbesondere die fluoreszierenden Nanopartikel, gleichzeitig mit der Matrix der Diamantbeschichtung auf die Scheibe aufgebracht werden, damit auch der Schluss zulässig ist, dass eine Reibscheibe eingebaut ist, wenn das Spektralanalysegerät die fluoreszierenden Nanopartikel feststellt.

Ein Verfahren zum Erkennen der Reibscheiben im eingebauten Zustand zwischen Bauteilen gemäß den Patentansprüchen 1 oder 2, wobei die Verschraubung der Bauteile, insbesondere des Zahnrades und der Schwungscheibe an der Kurbelwelle, durch Schrauben erfolgt, die die Bauteile und die Reibscheibe durchdringen, ist gekennzeichnet durch einen mit dem Messgerät verbundenen Sensor zur Ermittlung des Stoffes, insbesondere der fluoreszierenden Partikel, wobei der Querschnitt des Sensors kleiner ist als ein oder alle Schraubenlöcher. Dadurch ist es möglich, vor der Endverschraubung mittels des Sensors festzustellen, ob die Reibscheiben zwischen den Bauteilen eingebaut sind.

Dazu wird der Sensor entlang zumindest eines Schraubenloches, in das keine Schraube eingedreht ist, geführt, wobei der Sensor ein Erkennungssignal für das Vorhandensein des Stoffes, insbesondere der fluoreszierenden Nanopartikel, an das Messgerät übermittelt. Dabei reicht es aus, dass zur Messung ein Schraubenloch frei und für den Sensor zugänglich ist.

Das Messgerät, das elektrisch bzw. elektronisch mit einem Montagerechner der Fertigungseinrichtung verbunden ist, leitet das Erkennungssignal des Sensors an den Montageleitrechner weiter. Dabei ist der Montageleitrechner so programmiert, dass er das oder die Erkennungssignale des Sensors für beide Reibscheiben je nach Arbeitsschritt als Freigabekriterium für die weitere Montage wertet. Das heißt, der Montageleitrechner gibt die weitere Montage frei bzw. sperrt diese, wenn nicht die vorgesehene Reibscheibe bzw. die beiden Reibscheiben zwischen dem Flansch der Kurbelwelle und dem Zahnrad bzw. dem Zahnrad und der Schwungscheibe eingebaut sind.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
1 einen Teilschnitt durch eine Kurbelwelle, ein Zahnrad und eine Schwungscheibe, die miteinander verschraubt sind.
In 1 ist mit 1 eine Kurbelwelle bezeichnet, die an ihrem Ende einen Absatz aufweist, auf der ein Zahnrad 2 und anschließend eine Schwungscheibe 3 angeordnet sind. Das Zahnrad 2 und die Schwungscheibe 3 sind mittels Schrauben 4 mit der Kurbelwelle ver schraubt. Über den Umfang verteilt sind bei der vorgesehenen Schraubverbindung der Bauteile mehrere Schrauben vorgesehen. Je nach Ausgestaltung der Bauteile können auch noch zusätzlich zu der Schwungscheibe eine Scheibe 6 befestigt werden. Weiterhin ist zwischen der Kurbelwelle 1 und dem Zahnrad 2 eine Reibscheibe 8 und zwischen dem Zahnrad 2 und der Schwungscheibe 3 eine weitere Reibscheibe 8a eingebaut und kann eine Dicke von ca. 0,2 mm aufweisen. Die Reibscheiben 8, 8a weisen eine Beschichtung mit einer Schichtdicke von ca. 15 μm auf, so dass beim Verspannen des Zahnrades 2 mit der Kurbelwelle 1 und der Schwungscheibe 3 mit dem Zahnrad 2 die diamantbesetzte Schicht sich in die Oberfläche dieser Bauteile eindrückt und eine wesentliche Reiberhöhung erzeugt.
Zusätzlich zu der Diamantbeschichtung weisen die Reibscheiben 8 und 8a zumindest auf einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten, fluoreszierende Nanopartikel auf, die in der Nickelmatrix der haftreibungserhöhenden Diamantbeschichtung eingebunden sind. Diese Partikel leuchten in einer bestimmten Wellenlänge bei Anregung durch einen Laserstrahl. Der Sensor eines Messgerätes, der kleiner ist als der Durchmesser der Schraubenbohrungen, kann so problemlos durch die Bohrung im teilmontierten bzw. fertigmontierten Zustand eingeschoben werden, wobei der Sensor das Vorhandensein der Partikel detektiert und damit das Vorhandensein der entsprechenden Reibscheiben 8 und 8a feststellt.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Verfahren mit jedem anderen Stoff bzw. Substanz durchgeführt werden kann, der durch Sensoren detektiert werden kann, so dass die Reibscheiben statt mit fluoreszierenden Nanopartikeln auch mit anderen Stoffen bzw. Substanzen beschichtet werden können.
Es sei weiterhin ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei den Bauteilen, die gegeneinander verschraubt bzw. verspannt sind, nicht nur um ein Zahnrad, eine Schwungscheibe und eine Kurbelwelle handeln muss. Es können auch beliebige andere Bauteile mit Reibscheiben versehen und detektiert werden, zum Beispiel ein Zahnrad auf einer Nockenwelle bzw. andere Schraubverbindungen oder sonstige Bauteile, die verspannt werden und aufeinander Kräfte übertragen sollen, die durch Reibelemente erhöht werden.

1: Kurbelwelle
2: Zahnrad
3: Schwungscheibe
4: Schrauben
6: Scheibe
8, 8a: Reibscheiben

Claims

Bauteile, die gegeneinander, vorzugsweise mittels Verschraubung, verspannt sind, insbesondere ein Zahnrad (2) und/oder eine Schwungscheibe (3) mit einer Kurbelwelle (1) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei zwischen den Bauteilen zur Erhöhung der Haftreibung mit Reibbelägen versehene Scheiben, insbesondere diamantbeschichtete Reibscheiben (8, 8a), eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe(n) (8, 8a) zusätzlich einen Stoff aufweisen, der mittels eines Messgerätes feststellbar ist.
Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff fluoreszierende Nanopartikel aufweist, die mittels eines Spektralanalysegerätes feststellbar sind.
Bauteile nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff, insbesondere die fluoreszierenden Nanopartikel, gleichzeitig mit der Matrix der Diamantbeschichtung auf die Reibscheibe (8, 8a) aufgebracht wird.
Verfahren zum Erkennen der Reibscheiben (8, 8a) im eingebauten Zustand zwischen Bauteilen gemäß den Patentansprüchen 1 oder 2, wobei die Verschraubung der Bauteile durch Schrauben (4) erfolgt, die die Bauteile und die Reibscheiben (8, 8a) durchdringen, gekennzeichnet durch einen mit dem Messgerät verbundenen Sensor zur Ermittlung des Stoffes, insbesondere der fluoreszierenden Nano partikel, wobei der Querschnitt des Sensors kleiner ist als ein oder alle Schraubenlöcher.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor entlang zumindest eines Schraubenloches geführt wird und der Sensor ein Erkennungssignal für das Vorhandensein des Stoffes, insbesondere der fluoreszierenden Nanopartikel, an das Messgerät übermittelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät elektrisch/elektronisch mit einem Montageleitrechner der Fertigungseinrichtung verbunden ist und das Erkennungssignal des Sensors an den Montageleitrechner weiterleitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageleitrechner das oder die Erkennungssignale des Sensors je nach Arbeitsschritt als Freigabekriterium für die weitere Montage bewertet.