DE102009037219A1

DE102009037219A1 - Montieren eines Zylinderkopfes auf einem Zylindergehäuse

Info

Publication number: DE102009037219A1
Application number: DE200910037219
Authority: DE
Inventors: Robert Kuda; Werner Micheler
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2011-02-17

Abstract

Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfes (3) auf einem Zylindergehäuse (2) eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Großdieselmotors (1), umfassend die folgenden Verfahrensschritte; Befestigen eines ersten Ausrichtmittels, insbesondere eines Ausrichtwerkzeugs (6), an einem von zwei zueinander auszurichtenden Bauteilen, nämlich dem Zylinderkopf (3) oder einem Bezugsbauteil (5); Befestigen eines zweiten Ausrichtmittels, insbesondere einer Führungsleiste (7), an dem anderen der zueinander auszurichtenden Bauteile, nämlich dem Bezugsbauteil (5) oder dem Zylinderkopf (3); Anordnen des Zylinderkopfes auf dem Zylindergehäuse (2) in einer Montageposition; Anlegen des ersten Ausrichtmittels an das zweite Ausrichtmittel; Aufsetzen des Zylinderkopfs (3) zumindest mittelbar auf das Zylindergehäuse (2); Festlegen des Zylinderkopfs (3) am Zylindergehäuse (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Montieren eines Zylinderkopfs auf einem Zylindergehäuse.
Aus der DE 103 32 226 A1 ist ein Großdieselmotor bekannt. Der Großdieselmotor weist einen Zylinder auf, der in eine in das Motorgestell eingesetzten Zylinderbüchse aufgenommen ist. Auf der Zylinderbüchse ist ein Zylinderkopf aufgenommen.
Aus der DE 32 10 377 A1 ist ein Verfahren zur Positionierung einer Zylinderkopfdichtung bekannt. Dabei wird die Zylinderkopfdichtung zunächst auf den Zylinderblock aufgelegt. Anschließend wird diese mittels einer Zentriervorrichtung zu den Zylinderbohrungen des Zylinderblockes ausrichtend zentriert. Dann wird die Zylinderkopfdichtung bis zur Befestigung des Zylinderkopfes auf dem Zylinderblock festgelegt.
Großdieselmotoren können derart ausgebildet sein, dass für jeden Zylinder ein separater Zylinderkopf vorgesehen ist. Der Zylinderkopf kann bei derartigen Motoren koaxial zu einer Zylinderachse in verschiedenen Drehstellungen ausgerichtet sein. Am Zylindergehäuse sind auch weitere Bauteile, insbesondere Abgasleitungen, insbesondere Abgassammelleitungen, oder Luftleiter, insbesondere Ladeluftleiter angeordnet. Dabei ist die Ausrichtung von Zylinderkopf und Bauteilen relativ zueinander problematisch. Wenn der Zylinderkopf und/oder ein Bezugsbauteil mit montage- oder fertigungsbedingter Toleranz am Zylindergehäuse festgelegt wird kann die Ausrichtung zwischen Zylinderkopf und Bezugsbauteil ungenau werden.
Zylinderköpfe werden, wenn überhaupt, bisher über Führungsstifte zu angrenzenden Bauteilen ausgerichtet. Dabei ergeben sich stets Ungenauigkeiten in der Ausrichtung, die mit Kompensatoren ausgeglichen werden. Derartige Kompensatoren sind beispielsweise aus der EP 0 145 020 A2 bekannt und dienen zum Überbrücken von zwei sich mit Abstand gegenüberstehenden Leitungsenden.
Der Kompensator ist biegsam, so dass ein Axialversatz bei zu verbindenden Leitungsenden kein Montagehindernis darstellt. Um den Einsatz von Kompensatoren zu verringern oder vollständig zu vermeiden, werden Zylinderköpfe gegenüber den Bezugsbauteilen ausgerichtet, wenn die Zylinderköpfe bereits vollständig auf dem Zylinderkopf aufgesetzt sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Montieren eines Zylinderkopfs zu ermöglichen. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfes auf einem Zylindergehäuse gemäß Anspruch 1, eine Ausrichtanordnung gemäß Anspruch 7 bzw. eine Montageanordnung nach Anspruch 15 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Ausrichtmittel, welches ein Ausrichtwerkzeug sein kann, an einem der zueinander auszurichtenden Bauteile ausgerichtet. Bei den zueinander auszurichtenden Bauteilen handelt es sich zum einen um den Zylinderkopf und zum anderen um ein Bezugsbauteil, welches insbesondere eine Abgasleitung oder ein Luftleiter sein kann. Das Bezugsbauteil kann ferner jedes Bauteil sein, gegenüber welchem eine Ausrichtung des Zylinderkopfs nach dem Anordnen des Zylinderkopfs von Bedeutung ist. Ferner wird ein zweites Ausrichtmittel, insbesondere eine Führungsleiste, an dem anderen der zueinander auszurichtenden Bauteile befestigt. Unter Befestigen sind insbesondere lösbare und nicht lösbare Befestigungsmöglichkeiten umfasst. Ferner können Ausrichtmittel mit dem Zylinderkopf bzw. dem Bezugsbauteil auch integral verbunden sein, d. h. insbesondere einstückig ausgebildet und dadurch im Sinne der Erfindung befestigt sein.
Anschließend wird der Zylinderkopf zumindest mittelbar auf dem Zylindergehäuse in einer Montageposition angeordnet. Zumindest mittelbar bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere, dass der Zylinderkopf nicht zwangsläufig unmittelbar auf dem Zylindergehäuse angebracht wird. Vielmehr kann zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylindergehäuse ein Zwischenbauteil angeordnet sein, welches zum einen fest mit dem Zylindergehäuse verbunden werden kann und zum anderen fest mit dem Zylinderkopf verbunden werden kann. In der Regel wird dieses Zwischenbauteil zunächst fest auf dem Zylinderkopf angebracht. Anschließend wird der Zylinderkopf zusammen mit dem Zwischenbauteil auf das Zylindergehäuse aufgesetzt. Es kann aber auch das Zwischenbauteil zuerst auf dem Zylindergehäuse montiert werden und anschließend der Zylinderkopf auf das Zwischenbauteil aufgesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Lehre bezieht sich insbesondere auf das Aufsetzen des Zylinderkopfs auf das Zwischenbauteil, das Aufsetzen des Zylinderkopfs gemeinsam mit dem Zwischenbauteil auf das Zylindergehäuse und das Aufsetzen des Zylinderkopfs auf das Zylindergehäuse unmittelbar. Das Zwischenbauteil kann insbesondere ein Wassermantel oder ein Stützring sein, welcher insbesondere koaxial zur Zylinderbohrung ausgerichtet ist.
Eine Montageposition ist insbesondere dann vorhanden, wenn der Zylinderkopf noch nicht mit dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil verbunden ist, aber derart zum Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil ausgerichtet ist, dass ein Zusammenfügen von Zylinderkopf und Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil aus dieser Montageposition erfolgen kann. Insbesondere sind die Längsachsen von Zylinderkopf und Zylindergehäuse in der Montageposition bereits im Wesentlichen zueinander ausgerichtet.
Anschließend wird das erste Ausrichtmittel an das zweite Ausrichtmittel angelegt. Hierdurch kann insbesondere eine Ausrichtung von Zylinderkopf und Bezugsbauteil bezüglich zumindest eines Freiheitsgrades, nämlich insbesondere einer Winkelausrichtung und/oder einer Positionsausrichtung erfolgen. Anschließend wird der Zylinderkopf auf das Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil aufgesetzt, d. h. der Zylinderkopf wird insbesondere in eine Bohrung des Zylindergehäuses bzw. des Zwischenbauteils eingeschoben. Alternativ kann auch ein Stützringabschnitt, welcher von dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil hervorragt in eine Bohrung des Zylinderkopfs eintauchen.
Die vorgenannten Verfahrensschritte müssen nicht zwangsläufig in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Dabei können ohne weiteres einzelne Verfahrensschritte zeitlich miteinander vertauscht werden. Dabei kann insbesondere das Befestigen der Ausrichtmittel an den zueinander auszurichtenden Bauteilen erst nach dem Anordnen des Zylinderkopfs in der Montageposition erfolgen. Ferner kann das Anlegen der Ausrichtmittel aneinander auch erst während des Aufsetzens des Zylinderkopfs auf dem Zylindergehäuse erfolgen. Das Anlegen der Ausrichtmittel erfolgt vorzugsweise erst dann, wenn die Ausrichtmittel jeweils bereits an zueinander auszurichtenden Bauteilen befestigt sind. Insbesondere ist es jedoch von Vorteil, wenn die Ausrichtmittel aneinander angelegt sind, bevor der Zylinderkopf vollständig auf das Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil aufgesetzt ist. Anschließend, insbesondere nachdem der Zylinderkopf vollständig auf dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil aufgesetzt ist, wird der Zylinderkopf zumindest mittelbar am Zylindergehäuse festgelegt und damit insbesondere in seiner Lage und Orientierung gegenüber dem Zylindergehäuse und vorzugsweise damit auch dem Bezugsbauteil fixiert.
Unter vollständigem Aufsetzen des Zylinderkopfs auf das Zylindergehäuse ist dabei insbesondere gemeint, dass in diesem Zustand der Zylinderkopf in der gewünschten Endposition auf der Zylinderbohrung angeordnet ist, zumindest bezüglich einer axialen Ausrichtung gegenüber einer Achse der Zylinderbohrung. Die richtige Winkelorientierung kann, muss aber nicht zwangsläufig eingenommen sein. Dies kann vorzugsweise dann der Fall sein, wenn ein Abschnitt des Zylinderkopfes in die Zylinderbohrung oder einer Bohrung des Zwischenbauteils bis zu einem Anschlag eingetaucht ist. Ferner kann umgekehrt auch das Zwischenbauteil in eine Bohrung des Zylinderkopfes bis zu einem Anschlag eingetaucht sein. Vorzugsweise ist aber grundsätzlich vorgesehen, dass eines der Bauteile in eine Bohrung des anderen Bauteils bis zur endgültigen Position eingetaucht ist.
Für eine exakte Ausrichtung ist es vorteilhaft, wenn zumindest eines der Ausrichtmittel, insbesondere beide Ausrichtmittel, in einer vorgegebenen Position, insbesondere an vorgegebenen Befestigungspunkten, jeweils an einem der zueinander auszurichtenden Bauteile befestigt sind. Dies kann insbesondere mittels Passstiften oder Befestigungsschrauben durchgeführt werden. Diese sind vorzugsweise an einem Befestigungsabschnitt des einen Ausrichtmittels angeordnet.
Durch die Führung und Ausrichtung des Zylinderkopfs bereits vor dem vollständigen Aufsetzen auf das Zylindergehäuse kann insbesondere ein nachträgliches Ausrichten entfallen. Gegenüber dem nachträglichen Ausrichten des Zylinderkopfs kann das Ausrichten während des Aufsetzens mit verringertem Kraftaufwand und erhöhter Genauigkeit erfolgen. Hierdurch kann die Montage des Zylinderkopfs ergonomischer gestaltet werden. Ferner kann eine ungünstige Beanspruchung von Dichtungen durch das nachträgliche Ausrichten verringert oder vermieden werden.
Vorzugsweise wird das erste Ausrichtmittel entlang des zweiten Ausrichtmittels geführt, insbesondere durch formschlüssiges Entlanggleiten, bevor der Zylinderkopf vollständig auf dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil aufgesetzt ist. Dafür weist ein Ausrichtabschnitt des Ausrichtwerkzeugs vorzugsweise eine, zwei oder mehr Ausrichtkanten oder Ausrichtflächen auf, welche in Anlage zum zweiten Ausrichtmittel bringbar sind. Eine Ausrichtkante oder eine Ausrichtfläche ist dabei vorzugsweise eine mittels spanender Bearbeitung hergestellte Kante oder Fläche, welche zumindest einen linienförmigen Kontaktbereich zum zweiten Ausrichtmittel bereitstellen kann. Der linienförmige Kontaktbereich ist vorzugsweise in einer Ebene angeordnet. Dabei kann während des Aufsetzens, also insbesondere vor einem vollständigen Aufsetzen des Zylinderkopfs auf dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil, das erste Ausrichtmittel entlang eines Ausrichtweges an dem zweiten Ausrichtmittel entlang geführt werden, insbesondere dort entlanggleiten, wobei der Ausrichtweg eine erste Länge aufweist, die vorzugsweise nicht kleiner ist als eine zweite Länge eines Fügeweges zwischen Zylinderkopf und Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil. Der Ausrichtweg wird dabei insbesondere durch die Länge der Ausrichtkante oder der Ausrichtfläche definiert. Der Fügeweg ist insbesondere der Weg, welcher von dem Zylinderkopf durchlaufen wird, ausgehend von einer Position, in der der Zylinderkopf nicht in Kontakt mit dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil ist und der Position, in der der Zylinderkopf vollständig auf dem Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil aufgesetzt ist. Dadurch, dass der Ausrichtweg zumindest genauso lang ist wie der Fügeweg, kann sichergestellt werden, dass während des gesamten Fügeweges die Ausrichtmittel miteinander in Anlage sein können und somit eine Ausrichtung während des gesamten Fügeprozesses, nämlich dem Prozess des Aufsetzens des Zylinderkopfes am Zylindergehäuse bzw. dem Zwischenbauteil, möglich sein kann.
Vorzugsweise sind ein, zwei oder mehr Ausrichtkanten oder Ausrichtflächen parallel zu einer Achse der Zylinderbohrung ausgerichtet, wenn das Ausrichtwerkzeug an insbesondere einer vorgegebenen Position auf einem der zueinander auszurichtenden Bauteile befestigt ist. Hierdurch kann eine Führung des Zylinderkopfs parallel zur Zylinderbohrungsachse sichergestellt werden.
Dabei wird vorzugsweise der Zylinderkopf durch die Ausrichtmittel in einer Richtung geführt, die im Wesentlichen parallel zu einer Zylinderachse verläuft. Hierfür kann vorzugsweise eine Ausrichtkante oder Ausrichtfläche im Wesentlichen parallel zu einer Achse einer Befestigungsbohrung des ersten Ausrichtmittels angeordnet sein. Insbesondere wenn die Befestigungsmittel, welche durch die Befestigungsbohrung hindurchgeführt werden, wiederum in parallel zur Zylinderachse angeordnete Bohrungen am Zylinderkopf ragen, kann eine parallele Ausrichtung der Ausrichtkante oder der Ausrichtfläche gegenüber der Zylinderachse erreicht werden.
Vorzugsweise umfasst das Ausrichtmittel zumindest zwei Ausrichtkanten oder Ausrichtflächen, die vorzugsweise voneinander beabstandet sind. Dabei sind die Ausrichtkanten oder die Ausrichtflächen vorzugsweise winklig bezüglich einer Zylinderachse versetzt zueinander angeordnet. Der Winkel zwischen einer Verbindung der ersten Ausrichtfläche oder Ausrichtkante zur Zylinderachse bzw. einer zweiten Verbindungsstrecke zwischen zweiter Ausrichtfläche oder Ausrichtkante liegt vorzugsweise bei mehr als 30°, insbesondere mehr als 45°, insbesondere in etwa bei 90°. Die Ausrichtkanten oder Ausrichtflächen werden an das zweite Ausrichtmittel angelegt. Durch die winklige Ausrichtung der Ausrichtkanten oder Ausrichtflächen zueinander bezüglich der Zylinderachse kann eine genauere Ausrichtung bezüglich der Winkelorientierung erreicht werden.
Das zweite Ausrichtmittel, welches vorzugsweise als eine Ausrichtleiste ausgestaltet ist, weist vorzugsweise eine Führungsfläche auf, welche vorzugsweise gekrümmt, insbesondere abgerundet ist. Durch die Krümmung kann eine insbesondere definierte Anlagekante geschaffen werden, welche in Anlage mit dem ersten Ausrichtmittel geraten kann. Dabei ist die Führungsfläche vorzugsweise zumindest abschnittsweise koaxial ausgebildet und zwar um eine Führungsflächenachse, die vorzugsweise senkrecht zu einer Achse der Zylinderbohrung ausgerichtet ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das zweite Ausrichtmittel auf einem der auszurichtenden Bauteile befestigt ist.
Die Montageanordnung, welche zum Durchführen des genannten Verfahrens geeignet sein kann, umfasst neben der Ausrichtanordnung, nämlich erstes und zweites Ausrichtmittel, auch den Zylinderkopf, der ausgerichtet werden soll, ein Zylindergehäuse, auf welchem der Zylinderkopf zumindest mittelbar befestigbar ist und das Bezugsbauteil, gegenüber dem der Zylinderkopf auszurichten ist.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1: ausschnittsweise einen Großdieselmotor in perspektivischer Ansicht;
2: ausschnittsweise den Großdieselmotor aus 1 in Draufsicht vor der Montage;
3: ausschnittsweise den Großdieselmotor aus 1 in Draufsicht nach der Montage.
Die 1 bis 3 werden nachfolgend gemeinsam beschrieben. Es ist ausschnittsweise ein Großdieselmotor 1 zu erkennen, der ein Zylindergehäuse 2 aufweist. Das Zylindergehäuse 2 weist eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 23 auf, deren Öffnungen sich an einer Oberseite des Zylindergehäuses 2 befinden. Auf jeweils einer Zylinderbohrung 23 ist ein Zylinderkopf 3 montiert. Zwischen dem Zylinderkopf 3 und dem Zylindergehäuse 2 ist als Zwischenbauteil ein Wasserleitmantel 4 angeordnet. Der Wasserleitmantel 4 ist bereits vor der Montage des Zylinderkopfes 3 fest mit dem Zylindergehäuse 2 verbunden und korrekt gegenüber dem Zylindergehäuse 2 ausgerichtet. Zur Montage wird der Zylinderkopf 3 nicht unmittelbar auf das Zylindergehäuse 2 aufgesetzt. Vielmehr wird der Zylinderkopf 3 unmittelbar auf den Wasserleitmantel 4 aufgesetzt und damit mittelbar auf das Zylindergehäuse 2 aufgesetzt. Der Zylinderkopf 3 weist dabei an seiner Unterseite eine Montagebohrung 18 auf, welche auf einen Stützringabschnitt 19 des Wasserleitmantels 4 aufgesetzt wird. Dabei taucht der Stützringabschnitt 19 während des Aufsetzens bis zu einem Anschlag 22 in die Montagebohrung 18 des Zylinderkopfs 3 ein, wodurch dann der Zylinderkopf 3vollständig auf dem Wasserleitmantel 4 aufgesetzt ist und damit vollständig auf dem Zylindergehäuse 2, wenn auch mittelbar, aufgesetzt ist.
Der Zylinderkopf 3 kann in verschiedenen Drehstellungen koaxial zu einer Zylinderachse Z der Zylinderbohrung ausgerichtet sein. Jedoch ist es wünschenswert, dass der Zylinderkopf 3 bereits während der Montage insbesondere während des Aufsetzens korrekt ausgerichtet wird. Nach der Montage kann der Zylinderkopf 3 auf dem Zylindergehäuse 2 mittels Zugankern 8 festgeschraubt werden, von denen vier umfangsverteilt um den Zylinderkopf 3 angeordnet sind.
Es ist ein Bezugsbauteil 5 zu erkennen, welches beispielsweise ein Ladeluftverteiler oder ein Abgassammler sein kann. Es kann auch ein Bauteil sein, welches die Funktion beider vorgenannter Bauteile übernimmt. Ein Einlasskanal 12 des Zylinderkopfs 3 ist mit einem Stutzen 11 des Bezugsbauteils 5 verbunden. Durch den Zylinderkopf 3 verdeckt ist ferner ein Auslasskanal 13 mit einem weiteren Stutzen des Bezugsbauteils 5 verbunden. Um die Kanäle 12, 13 auf die Stutzen 11 auszurichten, muss der Zylinderkopf 3 relativ gegenüber dem Bezugsbauteil 5 ausgerichtet werden. Dies wird vorliegend bereits während der Montage des Zylinderkopfs 3 auf das Zylindergehäuse 2 vorgenommen.
Zunächst wird eine Ausrichtanordnung auf dem Zylinderkopf 3 und dem Bezugsbauteil 5 angebracht. Die Ausrichtanordnung umfasst ein Ausrichtwerkzeug 6. Das Ausrichtwerkzeug 6 ist ein gegossenes Werkstück, welches einen Befestigungsabschnitt 15 und einen Ausrichtabschnitt 16 aufweist.
Der Befestigungsabschnitt 15 dient zur Befestigung des Ausrichtwerkzeugs 6 an dem Zylinderkopf 3. Dafür weist der Befestigungsabschnitt 15 mehrere Befestigungsbohrungen auf, durch die Befestigungsschrauben 10 hindurchgeführt werden können. Die Befestigungsschrauben 10, von denen insgesamt drei vorgesehen sind, werden in nicht dargestellten Gewindebohrungen des Zylinderkopfs 3 festgeschraubt. Die Gewindebohrungen des Zylinderkopfs 3 sind an einer oberen Begrenzungsfläche des Zylinderkopfs 3 angeordnet und weisen Achsen auf, welche parallel zu einer Zylinderachse Z aufgerichtet sind. Eine weitere Befestigungsbohrung des Befestigungsabschnitts 15 ist durch eine Ankerbohrung 17 dargestellt. Die sie durchgreifende Befestigungsschraube ist im vorliegenden Fall durch einen Zuganker 8 dargestellt. Die Achsen der Gewindebohrungen und die Achsen B der Befestigungsbohrungen sind im montierten Zustand von Ausrichtwerkzeug 6 und Zylinderkopf 3 parallel zueinander ausgerichtet.
Das Ausrichtwerkzeug 6 weist ferner zwei voneinander beabstandete Ausrichtabschnitte 16 auf. Die Ausrichtabschnitte 16 erheben sich senkrecht vom Befestigungsabschnitt 15 empor, parallel zur Ausrichtung der Zylinderachse Z. An einer Stirnfläche der Ausrichtabschnitte 16 ist jeweils eine Ausrichtfläche 14 vorgesehen. Die Ausrichtfläche 14 ist dabei dem Bezugsbauteil 5 zugewandt.
Die Ausrichtanordnung umfasst ferner eine Führungsleiste 7. Die Führungsleiste 7 ist ein länglich ausgebildetes Bauteil, welches die geometrische Form eines Halbzylinders aufweist. Die Grundfläche des Halbzylinders ist dabei aus einem Halbkreis gebildet, an welches sich ein Rechteck anschließt. Die Führungsleiste 7 spannt dabei über die Grundfläche eine abschnittsweise kreiszylindrische Führungsfläche auf, die koaxial zu einer Führungsflächenachse F angeordnet ist.
Die Führungsleiste 7 wird vor dem Aufsetzten des Zylinderkopfes 3 auf das Zylindergehäuse 2 an dem Bezugsbauteil 5 befestigt. Dabei ist die Führungsfläche 9 senkrecht zu der Ausrichtfläche 14 angeordnet. Anschließend wird das Ausrichtwerkzeug 6 mit seiner Führungsfläche 9 an die Führungsleiste 7 angelegt. Hierdurch ergibt sich bereits eine bestimmte Winkelorientierung des Zylinderkopfs 3, welcher fest mit dem Ausrichtwerkzeug 6 verbunden ist. Nun kann der Zylinderkopf 3 auf den Wasserleitmantel 4 aufgesetzt werden. Dabei wird der Stützringabschnitt 19 um einen Fügeweg in die Montagebohrung 19 des Zylinderkopfs 3 hineinbewegt, wobei der Fügeweg eine Länge L₂ aufweist. Zugleich werden untere Gewindeabschnitte 20 der Zuganker 8 in entsprechende Befestigungsbohrungen 21 des Zylindergehäuses 2 um die gleiche axiale Länge L₂ des Fügeweges eingesetzt. Dabei gleitet das Ausrichtwerkzeug 6 anhand der Ausrichtflächen 9 entlang der Führungsfläche 9 der Führungsleiste 7. Durch das Entlanggleiten der Ausrichtflächen 14 an der Führungsfläche 9 ist der Zylinderkopf 3 in der korrekten Ausrichtung gegenüber dem Bezugsbauteil 5 und somit gegenüber dem Zylindergehäuse 2. Dabei gleitet das Ausrichtwerkzeug 6 entlang eines Ausrichtweges an der Führungsleiste 7 entlang, die eine Länge L₁ aufweist.
Die Länge L₁ des Ausrichtweges ist zumindest genauso groß wie die Länge L₂ des Fügeweges. Dadurch ist sichergestellt, dass zumindest über den gesamten Fügeweg eine Ausrichtung des Zylinderkopfs 3 gegenüber dem Bezugsbauteil 5 gewährleistet sein kann.
Nachdem der Fügeweg komplett durchlaufen wurde sitzt der Zylinderkopf 3 in seiner endgültigen Position auf dem Wasserleitmantel 4 und damit mittelbar auf dem Zylindergehäuse 2 auf. Dabei ist immer noch das Ausrichtwerkzeug 6 an der Führungsleiste 7 angelegt und folglich der Zylinderkopf 3 in der korrekten Ausrichtung über dem Bezugsbauteil 5. Nun wird der Zylinderkopf 3 am Zylindergehäuse 2 festgelegt, indem die vier Zuganker 8 auf dem Zylindergehäuse 2 festgeschraubt werden, wodurch Zylinderkopf 3, Wasserleitmantel 4 und Zylindergehäuse 2 fest gegeneinander verspannt werden.
Damit die Führung des Ausrichtwerkzeugs 6 durch die Führungsleiste 7 während des gesamten Fügeprozesses gewährleistet bleibt, ist die Ausrichtfläche 14 parallel zu der Zylinderachse Z angeordnet. Ferner ist die Führungsflächenachse F senkrecht zu der Zylinderachse Z ausgerichtet.
In einer alternativen Ausführungsform ist kein separater Wasserleitmantel, der sich außerhalb der Zylinderbohrung befindet, vorgesehen. Der Wasserleitmantel kann dabei integral in dem Zylindergehäuse angeordnet sein. Dabei taucht ein Stützringabschnitt des Zylinderkopfs unmittelbar in die Zylinderbohrung des Zylindergehäuses ein. In einem solchen Fall liegt nun ein unmittelbares Aufsetzen des Zylinderkopfs auf dem Zylindergehäuse vor.
Bezugszeichenliste

1: Motor
2: Zylindergehäuse
3: Zylinderkopf
4: Wasserleitmantel
5: Bezugsbauteil
6: Ausrichtwerkzeug
7: Führungsleiste
8: Zuganker
9: Führungsfläche
10: Befestigungsschraube
11: Stutzen
12: Einlasskanal
13: Auslasskanal
14: Ausrichtfläche
15: Befestigungsabschnitt
16: Ausrichtabschnitt
17: Ankerbohrung
18: Montagebohrung
19: Stützringabschnitt
20: Gewindeabschnitt
21: Befestigungsbohrung
22: Anschlag
23: Zylinderbohrung
L: Länge
Z: Zylinderachse
B: Achse der Befestigungsbohrung
F: Führungsflächenachse
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10332226 A1 [0002]
- DE 3210377 A1 [0003]
- EP 0145020 A2 [0005]

Claims

Verfahren zum Montieren eines Zylinderkopfes (3) auf einem Zylindergehäuse (2) eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Großdieselmotors (1), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: – Befestigen eines ersten Ausrichtmittels, insbesondere eines Ausrichtwerkzeugs (6), an einem von zwei zueinander auszurichtenden Bauteilen, nämlich dem Zylinderkopf (3) oder einem Bezugsbauteil (5), – Befestigen eines zweiten Ausrichtmittels, insbesondere einer Führungsleiste (7), an dem anderen der zueinander auszurichtenden Bauteile, nämlich dem Bezugsbauteil (5) oder dem Zylinderkopf (3), – Anordnen des Zylinderkopfes zumindest mittelbar auf dem Zylindergehäuse (2) in einer Montageposition, – Anlegen des ersten Ausrichtmittels an das zweite Ausrichtmittel, – Aufsetzen des Zylinderkopfs (3) zumindest mittelbar auf das Zylindergehäuse (2). – Festlegen des Zylinderkopfs (3) am Zylindergehäuse (2).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, zumindest eines der Ausrichtmittel, insbesondere beide Ausrichtmittel, in einer vorgegebenen Position, insbesondere an vorgegebenen Befestigungspunkten, jeweils an einem der zueinander auszurichtenden Bauteile befestigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem vollständigen Aufsetzen des Zylinderkopfs (3) zumindest mittelbar auf das Zylindergehäuses (2) das erste Ausrichtmittel (6) mittels des zweiten Ausrichtmittels (7) geführt wird, insbesondere in wenigstens einer Richtung formschlüssig an dem zweiten Ausrichtmittel entlang gleitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem vollständigen Aufsetzens des Zylinderkopfs (3) zumindest mittelbar auf das Zylindergehäuse (2) das erste Ausrichtmittel entlang eines Ausrichtweges an dem zweiten Ausrichtmittel geführt wird, insbesondere entlang gleitet, wobei der Ausrichtweg eine erste Länge (L₁) aufweist, die nicht kleiner ist als eine zweite Länge (L₂) eines Fügeweges zwischen Zylindergehäuse (2) und Zylinderkopf (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufsetzens der Zylinderkopf (3) durch das erste Ausrichtmittel und das zweite Ausrichtmittel in einer Richtung geführt wird, die im Wesentlichen parallel zu einer Zylinderachse (Z) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass das erste Ausrichtmittel zumindest zwei Ausrichtkanten oder Ausrichtflächen aufweist, die bezüglich einer Zylinderachse (Z) um einen Winkel (α) zueinander versetzt angeordnet sind, wobei der Winkel (α) vorzugsweise größer als 30°, insbesondere größer als 45°, insbesondere in etwa 90° beträgt, wobei die Ausrichtkante oder die Ausrichtflächen (14) an das zweite Ausrichtmittel angelegt werden.
Ausrichtanordnung, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein erstes Ausrichtmittel, insbesondere ein Ausrichtwerkzeug (6), welches einen Befestigungsabschnitt (15) zur Befestigung des ersten Ausrichtmittels an einem der zueinander auszurichtenden Bauteile, nämlich Zylinderkopf (3) oder Bezugsbauteil (5), und zumindest ein Ausrichtabschnitt (16) aufweist, sowie ein separates zweites Ausrichtmittel, insbesondere eine Führungsleiste (7), welches an dem anderen der zueinander auszurichtenden Bauteile, nämlich dem Bezugsbauteil (5) oder dem Zylinderkopf (3) zu befestigen ist, wobei das erste Ausrichtmittel (6) in Anlage mit dem zweiten Ausrichtmittel (7) bringbar ist.
Ausrichtanordnung (6) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (15) zumindest eine, insbesondere zwei Befestigungsbohrungen aufweist, durch welche insbesondere Passstifte oder Befestigungsschrauben (10) hindurchgeführt werden können.
Ausrichtanordnung (6) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrichtabschnitt (16) wenigstens eine Ausrichtkante oder Ausrichtfläche (14) aufweist, welche in Anlage zum zweiten Ausrichtmittel (7) bringbar ist.
Ausrichtanordnung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtkante oder Ausrichtfläche (14) im Wesentlichen parallel zu einer Achse (B) einer Befestigungsbohrung des ersten Ausrichtmittels (6) angeordnet ist.
Ausrichtanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, die Ausrichtfläche (14) im Wesentlichen parallel zu einer Achse (Z) der Zylinderbohrung ausgerichtet ist, wenn das Ausrichtwerkzeugs (6) auf einem der zueinander auszurichtenden Bauteile befestigt ist.
Ausrichtanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtfläche (14) eine erste Länge (L₁) aufweist, die größer oder gleich einer zweiten Länge (L₂) eines Fügeweges zwischen dem Zylinderkopf (3) und dem Zylindergehäuse (2) ist.
Ausrichtanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ausrichtmittel eine Führungsfläche (9) aufweist, welche insbesondere gekrümmt, insbesondere abgerundet ist.
Ausrichtanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (9) zumindest abschnittsweise koaxial um eine Führungsflächenachse (F) angeordnet ist, wobei die Führungsflächenachse (F) im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse (Z) ausgerichtet ist, wenn das zweite Ausrichtmittel (7) auf dem anderen der auszurichtenden Bauteile befestigt ist.
Montageanordnung, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen Zylinderkopf (3), ein Zylindergehäuse (2), auf welchem der Zylinderkopf (3) zumindest mittelbar befestigbar ist, ein Bezugsbauteil, gegenüber dem der Zylinderkopf (3) auszurichten ist, gekennzeichnet durch eine Ausrichtanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14.