DE102016014618A1

DE102016014618A1 - Ausrichtvorrichtung und Verfahren zum Ausrichten einer Kurbelwelle relativ zu einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine

Info

Publication number: DE102016014618A1
Application number: DE102016014618.4A
Authority: DE
Inventors: Alex Neustroew
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Neustroew Alex De
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2017-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ausrichtvorrichtung (10) zum Ausrichten einer Kurbelwelle (12) relativ zu einem Kurbelgehäuse (14) einer Hubkolbenmaschine (16), mit einer koaxial zu der Kurbelwelle (12) an deren Stirnseite (18) anordenbaren Welle (20), mit einer Koppeleinrichtung (22), mittels welcher die Welle (20) in ihrem koaxial zu der Kurbelwelle (12) und an deren Stirnseite (18) angeordneten Zustand drehfest mit der Kurbelwelle (12) verbindbar ist, mit einem Betätigungselement (24) zum Drehen der Welle (20) und über diese der Kurbelwelle (12) relativ zu dem Kurbelgehäuse (14), und mit einem mit der Welle (20) und der Kurbelwelle (12) mitdrehbaren Stiftelement (32), welches relativ zu der Welle (20) translatorisch bewegbar, einerseits zumindest mittelbar an dem Kurbelgehäuse (14) abstützbar und andererseits an der Welle (20) über ein Federelement (34) abgestützt ist, das unter Bewegen des Stiftelements (32) in Richtung der Welle (20) zu spannen ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher bei Erreichen einer mit einem oberen Totpunkt wenigstens eines Kolbens der Hubkolbenmaschine (16) korrespondierenden Drehstellung der Welle (20) und der Kurbellwelle (12) das Stiftelement (32) in eine korrespondierende Ausnehmung des Kurbelgehäuses (14) bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausrichtvorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten einer Kurbelwelle relativ zu einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Die DE 10 2011 121 860 A1 umfasst einen als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungsmotor mit einem als Kurbelgehäuse ausgebildeten Motorgehäuse und einer als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle, die an dem Kurbelgehäuse um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Ferner umfasst die Hubkolbenmaschine wenigstens einen Zylinder und einen translatorisch bewegbar in dem Zylinder aufgenommenen Kolben, welcher über ein Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. Dadurch können die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle um ihre Drehachse umgewandelt werden.
Der Kolben ist dabei zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) in dem Zylinder bewegbar. Beispielsweise im Rahmen der Herstellung, einer Wartung und/oder einer Reparatur der Hubkolbenmaschine ist es wünschenswert, die Kurbelwelle um ihre Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse auszurichten und dabei relativ zu dem Kurbelgehäuse zu drehen und dadurch in eine solche Drehstellung zu bewegen, in der der Kolben seinen oberen Totpunkt einnimmt. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, die Kurbelwelle um ihre Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse derart zu drehen, dass durch Drehen der Kurbelwelle der Kolben über das Pleuel derart translatorisch in dem Zylinder bewegt wird, dass der Kolben in seinen oberen Totpunkt kommt. Üblicherweise ist diese Ausrichtung der Kurbelwelle relativ zu dem Kurbelgehäuse besonders aufwändig und somit zeit- und kostenintensiv.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ausrichtvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mittels welchen eine Kurbelwelle auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise relativ zu einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine gedreht und dadurch ausgerichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausrichtvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten einer Kurbelwelle relativ zu einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise einem Kraftwagen, zeichnet sich durch eine koaxial zu der Kurbelwelle an deren Stirnseite anordenbare Welle sowie durch eine Koppeleinrichtung aus, mittels welcher die Welle in ihrem koaxial zu der Kurbelwelle und an deren Stirnseite angeordneten Zustand drehfest mit der Kurbelwelle verbindbar ist.
Außerdem umfasst die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung ein beispielsweise als Hebel beziehungsweise Griff ausgebildetes Betätigungselement, mittels welchem die Welle in ihrem koaxial zu der Kurbelwelle und an deren Stirnseite angeordneten und drehfest mit der Kurbelwelle verbundenen Zustand relativ zu dem Kurbelgehäuse gedreht werden kann. Da dabei beispielsweise die Welle über die Koppeleinrichtung drehfest mit der Kurbelwelle verbunden ist, kann die Kurbelwelle über die Welle mittels des Betätigungselements relativ zu dem Kurbelgehäuse gedreht und dadurch beispielsweise ausgerichtet werden. Die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung weist ferner ein mit der Welle und der Kurbelwelle mitdrehbares Stiftelement auf, welches beispielsweise zumindest mittelbar drehfest mit der Welle beziehungsweise mit dem Betätigungselement verbunden ist. Das Stiftelement ist dabei relativ zu der Welle translatorisch bewegbar. Ferner ist das Stiftelement einerseits zumindest mittelbar an dem Kurbelgehäuse abstützbar und andererseits an der Welle über ein Federelement abgestützt, das unter Bewegen des Stiftelements in Richtung der Welle zu spannen ist beziehungsweise gespannt wird.
Mit anderen Worten, wird das Stiftelement translatorisch relativ zu der Welle und dabei in Richtung der Welle beziehungsweise auf die Welle zubewegt, so wird das Stiftelement gespannt, insbesondere komprimiert. Durch Spannen des Federelements stellt das Federelement eine Federkraft bereit, mittels welcher das Stiftelement translatorisch von der Welle wegbewegbar ist. Somit ist beispielsweise mittels der Federkraft bei Erreichen einer mit einem oberen Totpunkt wenigstens eines Kolbens der Hubkolbenmaschine korrespondierenden Drehstellung der Welle und somit der Kurbelwelle das Stiftelement in eine korrespondierende Ausnehmung des Kurbelgehäuses bewegbar. Mit anderen Worten, ist beispielsweise die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung über die Koppeleinrichtung auf die beschriebene Weise drehfest mit der Kurbelwelle verbunden und befindet sich dabei die Kurbelwelle in einer solchen Drehstellung, in welcher der Kolben seinen oberen Totpunkt (OT) nicht einnimmt, so greift das an dem Kurbelgehäuse zumindest mittelbar abgestützte Stiftelement nicht in die korrespondierende Ausnehmung des Kurbelgehäuses ein, sondern das Stiftelement wird infolge seiner Abstützung an dem Kurbelgehäuse in einer solchen Stellung relativ zu der Welle gehalten, dass das Federelement gespannt ist und somit die Federkraft bereitstellt.
Werden dann die Welle und mit dieser die Kurbelwelle und das Stiftelement mittels des Betätigungselements relativ zu dem Kurbelgehäuse derart beziehungsweise so lange bewegt, dass beziehungsweise bis die Kurbelwelle eine Drehstellung erreicht, in der der über ein Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle verbundene Kolben seinen oberen Totpunkt einnimmt, so erreicht beispielsweise das Stiftelement die Ausnehmung beziehungsweise das Stiftelement kommt in Überdeckung mit der Ausnehmung. Dann kann sich beispielsweise das Federelement zumindest teilweise entspannen, sodass das Stiftelement mittels der von dem zunächst gespannten Federelement bereitgestellten Federkraft zumindest teilweise in die Ausnehmung bewegt wird. Das Stiftelement rastet somit beispielsweise in die Ausnehmung beziehungsweise in das Kurbelgehäuse ein.
Dies ist beispielsweise für eine das Ausrichten der Kurbelwelle durchführende Person ein optisches und/oder akustisches und/oder haptisches Zeichen dafür, dass die Kurbelwelle ihre mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierende Drehstellung erreicht hat beziehungsweise dass der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Ferner wirken beispielsweise das Stiftelement und somit die Ausrichtvorrichtung insgesamt dadurch formschlüssig mit dem Kurbelgehäuse zusammen, dass das Stiftelement in die korrespondierende Ausnehmung eingreift. Dadurch werden beispielsweise das Stiftelement und über dieses die Welle und das Betätigungselement der Ausrichtvorrichtung gegen eine weitere Drehung relativ zum Kurbelgehäuse gesichert, sodass beispielsweise die Kurbelwelle in die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierende Drehstellung, jedoch nicht darüber hinaus gedreht werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung ist es möglich, die Kurbelwelle besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig auszurichten und dabei besonders präzise zu positionieren, sodass beispielsweise Steuerzeiten der Hubkolbenmaschine, welche insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig eingestellt werden können. Hierdurch können besonders schnelle beziehungsweise kurze Rüst- und Taktzeiten realisiert werden.
Vorzugsweise umfasst die Ausrichtvorrichtung einen Freilauf, über den das Betätigungselement mit der Welle gekoppelt ist. Der Freilauf lässt beispielsweise eine Relativdrehung zwischen der Welle und dem Betätigungselement in eine erste Richtung zu, wobei der Freilauf eine Relativdrehung zwischen der Welle und dem Betätigungselement in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung sperrt. Dadurch kann beispielsweise die Kurbelwelle mittels des Betätigungselements lediglich in die zweite Drehrichtung, jedoch nicht in die erste Drehrichtung gedreht werden, sodass eine ungünstige und insbesondere unzulässige Drehung der Kurbelwelle sicher vermieden werden kann. Ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Kurbelwelle bei ihrem Ausrichten nur entgegen des Uhrzeigersinns gedreht werden darf, so kann dies durch den beispielsweise als Komplettfreilauf ausgebildeten Freilauf sichergestellt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten einer Kurbelwelle relativ zu einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine;
2 ausschnittsweise eine schematische Vorderansicht der Hubkolbenmaschine, an welcher die Ausrichtvorrichtung angeordnet ist; und
3 eine schematische Schnittansicht der Ausrichtvorrichtung.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten einer in 3 ausschnittsweise erkennbaren Kurbelwelle 12 relativ zu einem in 2 und 3 erkennbaren Kurbelgehäuse 14 einer Hubkolbenmaschine 16. Die Hubkolbenmaschine 16 ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und wird auch als Verbrennungsmotor bezeichnet. Dabei weist die Hubkolbenmaschine 16 wenigstens einen in den Fig. nicht erkennbaren, als Zylinder ausgebildeten Brennraum auf, welcher beispielsweise durch das Kurbelgehäuse 14 begrenzt beziehungsweise gebildet ist. In vollständig hergestelltem Zustand der Hubkolbenmaschine 16 ist die Kurbelwelle 12 um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 drehbar an dem Kurbelgehäuse 14 gelagert. Ferner umfasst die Hubkolbenmaschine 16 wenigstens einen Kolben, welcher translatorisch bewegbar in dem Zylinder angeordnet ist. Außerdem umfasst die Hubkolbenmaschine 16 ein Pleuel, über das der Kolben gelenkig mit der Kurbelwelle gekoppelt ist. Dadurch werden die translatorischen Bewegungen des Kolbens in dem Zylinder in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 12 um ihre Drehachse umgewandelt.
Der Kolben ist dabei zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) bewegbar. Im Rahmen der Herstellung der Hubkolbenmaschine 16 und/oder zu Wartung- beziehungsweise Reparaturzwecken kann es wünschenswert sein, die Kurbelwelle 12 in eine solche Drehstellung zu bringen beziehungsweise relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 derart zu drehen, dass der über das Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle 12 verbundene Kolben seinen oberen Totpunkt einnimmt. Mit anderen Worten kann es wünschenswert sein, die Kurbelwelle 12 relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 auszurichten und dabei relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 derart zu drehen, dass der Kolben über das Pleuel und die Kurbelwelle 12 in seinen oberen Totpunkt kommt. Der obere Totpunkt des Kolbens korrespondiert somit mit einer Drehstellung der Kurbelwelle 12, die in diese Drehstellung zu drehen und somit relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 auszurichten ist, um den Kolben in seinen oberen Totpunkt zu bewegen.
Diese Ausrichtung der Kurbelwelle 12 ist – wie im Folgenden erläutert wird – mittels der Ausrichtvorrichtung 10 auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise realisierbar. Mit anderen Worten kann die Kurbelwelle 12 mit Hilfe der Ausrichtvorrichtung 10 besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig in die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierende Drehstellung gebracht und somit relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 ausgerichtet werden.
Hierzu umfasst die Ausrichtvorrichtung 10 eine koaxial zu der Kurbelwelle 12 an deren Stirnseite 18 zumindest mittelbar anordenbare beziehungsweise abstützbare Welle 20 sowie eine Koppeleinrichtung 22, mittels welcher die Welle 20 in ihrem koaxial zu der Kurbelwelle 12 und an deren Stirnseite 18 angeordneten, in 2 und 3 gezeigten Zustand drehfest mit der Kurbelwelle 12 verbindbar ist. Außerdem umfasst die Ausrichtvorrichtung 10 ein Betätigungselement 24, mittels welchem die Welle 20 und über diese die Kurbelwelle 12 um die Drehachse der Kurbelwelle 12 relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 gedreht und dadurch ausgerichtet werden können. Besonders gut aus 1 ist erkennbar, dass das Betätigungselement 24 als Kurbel mit einem Hebel 26 und einem drehbar an dem Hebel 26 gehaltenen Griff 28 ausgebildet ist. Das Betätigungselement 24 ist beispielsweise ein Handbetätigungshebel um die Kurbelwelle 12 einfach drehen zu können.
Die Drehachse der Kurbelwelle 12 fällt mit ihrer axialen Richtung zusammen, sodass die Welle 20 in ihrem drehfest mit der Kurbelwelle 12 verbundenen Zustand zusammen mit der Kurbelwelle 12 um die Drehachse drehbar ist. Dabei weist der Hebel 26 eine Längserstreckungsrichtung auf, welche senkrecht zur axialen Richtung der Welle 20 verläuft. Der Griff 28 ist um eine zweite Drehachse relativ zu dem Hebel 26 drehbar an dem Hebel 26 gehalten, wobei die zweite Drehachse zumindest im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse beziehungsweise zur axialen Richtung der Welle 20 verläuft. Dadurch kann beispielsweise eine die beschriebene Ausrichtung der Kurbelwelle 12 durchführende Person den Griff 28 umgreifen und über den Griff 28 den Hebel 26, die Welle 20 und die Kurbelwelle 12 auf besonders einfache Weise um die erste Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 drehen, während die Person den Griff 28 umgriffen hält und dabei um die zweite Drehachse relativ zu dem Hebel 26 dreht.
Die Ausrichtvorrichtung 10 umfasst beispielsweise ein Gehäuse 30, welches mit der Welle 20 mitdrehbar ist und somit beispielsweise mittels des Betätigungselements 24 um die erste Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 gedreht werden kann. Außerdem umfasst die Ausrichtvorrichtung 10 ein Stiftelement 32, welches auch als Schwertstift bezeichnet wird. Das Stiftelement 32 ist mit der Welle 20 und somit mit der Kurbelwelle 12 mitdrehbar, da beispielsweise das Stiftelement 32, insbesondere über das auch als Platte bezeichnete Gehäuse 30, zumindest mittelbar drehfest mit der Welle 20 verbunden ist.
Dabei ist das Stiftelement 32 entlang einer Bewegungsrichtung relativ zu der Welle 20 translatorisch bewegbar. Die Bewegungsrichtung verläuft dabei senkrecht zur ersten Drehachse beziehungsweise senkrecht zur axialen Richtung der Welle 20. Wie besonders gut aus 2 und 3 erkennbar ist, ist das Stiftelement 32 einerseits zumindest mittelbar an dem Kurbelgehäuse 14 abstützbar und andererseits über ein beispielsweise als Druckfeder ausgebildetes Federelement 34 zumindest mittelbar an der Welle 20 abgestützt.
Wird das Stiftelement 32 somit entlang der Bewegungsrichtung auf die Welle 20 zubewegt, so wird das Federelement 34 gespannt, insbesondere komprimiert. Dadurch stellt das Federelement 34 eine Federkraft bereit, mittels welcher das Stiftelement 32 entlang der Bewegungsrichtung von der Welle 20 wegbewegt werden kann. Das Stiftelement 32 ist somit ein federbelasteter Stift.
Aus 3 ist erkennbar, dass beispielsweise ein als Zylinderstift ausgebildeter Stift 36 vorgesehen ist, welcher jeweils teilweise in das beispielsweise als Bolzen ausgebildete Stiftelement 32 und in das Federelement 34 eingreift. Ferner ist das Federelement 34 zumindest teilweise in einer korrespondierenden Aufnahme des Gehäuses 30 aufgenommen, wodurch das Federelement 34 geführt wird. Ferner ist besonders gut aus 1 und 3 erkennbar, dass das Stiftelement 32 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Gehäuse 30 aufgenommen und dabei entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 30 translatorisch bewegbar ist. Dabei ist das Stiftelement 32 über wenigstens eine Buchse 38 translatorisch bewegbar beziehungsweise verschiebbar an dem Gehäuse 30 gelagert. Das Gehäuse 30 weist einen beispielswiese als Langloch und/oder als Durchgangsöffnung ausgebildeten Schlitz 40 auf, welcher von einem beispielsweise als Kugel- und/oder Einschraubgriff ausgebildeten Griff 42 durchdrungen ist. Der Griff 42 ist mit dem Stiftelement 32 verbunden, indem der Griff 42 beispielsweise mit dem Stiftelement 32 verschraubt ist. Mittels des Griffes 42 kann das Stiftelement 32 entlang der Bewegungsrichtung auf die Welle 20 zubewegt werden, indem beispielsweise der Griff 42 in dem Schlitz 40 beziehungsweise entlang des Schlitzes 40 auf die Welle 20 zubewegt wird. Dadurch wird das Federelement 34 gespannt. Der beispielsweise als Längsbohrung ausgebildete Schlitz 40 ist dabei in einem auskragenden Arm 41 der Ausrichtvorrichtung 10, insbesondere des Gehäuses 30, ausgebildet.
Die Ausrichtvorrichtung 10 umfasst darüber hinaus eine beispielsweise als Bronzescheibe ausgebildete Rolle 44, welche über eine Achse 46 drehbar an dem Stiftelement 32 gehalten ist. Dabei ist beispielsweise die Achse 46 entlang ihrer axialen Richtung mittels eines Sicherungsringes 48 an dem Stiftelement 32 gesichert. Die Rolle 44 ist somit um eine mit der axialen Richtung der Achse 46 zusammenfallende dritte Drehachse relativ zu dem Stiftelement 32 drehbar an dem Stiftelement 32 gehalten, wobei die dritte Drehachse zumindest im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung der Welle 20 beziehungsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse verläuft, um welche die Welle 20 und die Kurbelwelle 12 relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 drehbar sind. Dabei ist das Stiftelement 32 über die Rolle 44 an dem Kurbelgehäuse 14 abstützbar.
Das Kurbelgehäuse 14 weist an einer in 2 veranschaulichten Stelle 50 eine beispielsweise als Bohrung ausgebildete Ausnehmung auf, welche beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. In der an der Stelle 50 angeordneten Ausnehmung des Kurbelgehäuses 14 kann wenigstens ein Sensor zumindest teilweise aufgenommen werden, wobei mittels des Sensors beispielsweise eine Drehzahl der Kurbelwelle 12 und/oder die Drehstellung der Kurbelwelle 12 erfassbar ist. Insbesondere ist beispielswiese mittels des Sensors die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierende Drehstellung der Kurbelwelle 12 erfassbar. Die beispielsweise als Bohrung ausgebildete Ausnehmung wird auch als Sensorbohrung bezeichnet, mit welcher – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – das Stiftelement 32 verrastend zusammenwirken kann.
Um die Kurbelwelle 12 in die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierende Drehstellung zu bringen, wird beispielsweise zunächst das Stiftelement 32 mittels des Griffes 42 auf die Welle 20 zubewegt, wodurch das Federelement 34 gespannt wird Dann wird die Ausrichtvorrichtung 10 derart an der Hubkolbenmaschine 16 angeordnet, dass die Welle 20 an der Stirnseite 18 angeordnet und dabei zumindest mittelbar an der Stirnseite 18 abgestützt wird, und dass die Welle 20 drehfest mit der Kurbelwelle 12 verbunden wird. Befindet sich dabei beispielsweise die Kurbelwelle 12 in einer von der mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierenden Drehstellung unterschiedlichen, weiteren Drehstellung, wobei die mit dem oberen Totpunkt des Kolbens korrespondierende Drehstellung im Folgenden auch als erste Drehstellung bezeichnet wird, und wird dann beispielsweise der Griff 42 losgelassen, sodass das Federelement 34 zumindest teilweise entspannen kann oder könnte, so wird mittels der von dem Federelement 34 bereitgestellten Federkraft das Stiftelement 32 unter Vermittlung der Rolle 44 mit dem Kurbelgehäuse 14 gehalten beziehungsweise das Federelement 34 wird gespannt gehalten.
Dann werden beispielsweise die Kurbelwelle 12 und das Stiftelement 32 über die Welle 20 und das Betätigungselement 24 von der zuvor genannten Person relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 um die erste Drehachse gedreht, wobei die Rolle 44 an dem Kurbelgehäuse 14 abrollt. Dabei wird die Kurbelwelle 12 solange gedreht, bis das Stiftelement 32 mittels der von dem Federelement 34 bereitgestellten Federkraft zumindest teilweise in die genannten Ausnehmung des Kurbelgehäuses 14 hineinbewegt wird. Dann hat die Kurbelwelle 12 ihre erste Drehstellung erreicht, sodass der Kolben seinen oberen Totpunkt einnimmt. Somit ist das Stiftelement 32 mittels der von dem Federelement 34 bereitgestellten Federkraft bei Erreichen der ersten Drehstellung der Kurbelwelle 12 in die an der Stelle 50 angeordnete Ausnehmung bewegbar. Mit anderen Worten wird die Kurbelwelle 12 mittels des Betätigungselements 24 so lange gedreht, bis das Stiftelement 32 des mit der Welle mitdrehenden beziehungsweise mitlaufenden Arms 41 in die Sensorbohrung einrastet. Somit ist die erste Drehstellung eine Verrastungsstellung, in der die Kurbelwelle 12 so ausgebildet ist, dass der Kolben seinen oberen Totpunkt einnimmt.
Dadurch, dass das Stiftelement 32 mittels der Federkraft zumindest teilweise in die korrespondierende Ausnehmung bewegt wird, rastet der Schwertstift in die Ausnehmung ein. Dies ist eine akustische und/oder optische und/oder haptische Rückmeldung für die Person, welche anhand der Rückmeldung erkennen kann, dass die Kurbelwelle 12 ihre erste Drehstellung beziehungsweise der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht hat.
Die Koppeleinrichtung 22 ist bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Spanneinrichtung ausgebildet, mittels welcher die Welle 20 mit der Kurbelwelle 12 verspannbar und dadurch kraftschlüssig drehfest verbindbar ist. Hierzu umfasst die Koppeleinrichtung 22 ein beispielsweise als Ringspannelement 52 ausgebildetes Spannelement, welches beispielsweise in axialer Richtung der Welle 20 einerseits an einem Federteller 54 und andererseits an einem beispielsweise als Aufnahme ausgebildeten Gehäuseelement 56, insbesondere des Gehäuses 30, abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Die Koppeleinrichtung 22 umfasst ferner einen Spannbolzen 58, mittels welchem beispielsweise das Ringspannelement 52 gespannt werden kann, um dadurch die Welle 20 drehfest mit der Kurbelwelle 12 zu verbinden. Hierzu wird beispielsweise der Spannbolzen 58, insbesondere relativ zu der Welle 20 und/oder relativ zu der Kurbelwelle 12, translatorisch bewegt, insbesondere von der Kurbelwelle 12 wegbewegt. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine Mutter 60 vorgesehen, welche beispielsweise als Rändelmutter ausgebildet und auf den Spannbolzen 58 aufgeschraubt ist.
Wird die Mutter 60 relativ zu dem Spannbolzen 58 gedreht, so kommt die Mutter 60 in axialer Richtung der Welle 20 in zumindest mittelbare Stützanlage mit der Welle 20. Wird dann die Mutter 60 weiter relativ zu dem Spannbolzen 58 gedreht, so wird beispielsweise der Spannbolzen 58 relativ zu der Welle 20 translatorisch bewegt, wodurch das Ringspannelement 52 gespannt wird. Ferner ist beispielsweise eine als Sechskantmutter ausgebildete Mutter 62 vorgesehen, mittels welcher eine translatorische Relativbewegung zwischen der Mutter 60 und dem Spannbolzen 58 begrenzt werden kann. Außerdem ist beispielsweise eine als Sechskantmutter ausgebildete Mutter 64 vorgesehen, mittels welcher das Betätigungselement 24 auf der Welle 20, insbesondere in deren axialer Richtung, gesichert ist.
Die Ausrichtvorrichtung 10 umfasst darüber hinaus einen beispielsweise als Komplettfreilauf ausgebildeten Freilauf 66, über den das Betätigungselement 24 mit der Welle 20 gekoppelt ist. Der Freilauf 66 lässt eine Relativdrehung zwischen der Welle 20 und dem Betätigungselement 24 in eine erste Drehrichtung zu, wobei der Freilauf 66 eine Relativdrehung zwischen der Welle 20 und dem Betätigungselement 24 in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung sperrt.
Beispielsweise sollte die Kurbelwelle 12 bezogen auf die Bildebene von 2 lediglich entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Eine Drehung der Kurbelwelle 12 nach rechts beziehungsweise im Uhrzeigersinn sollte vermieden werden. Der Freilauf 66 ist nun beispielsweise derart ausgebildet, dass er eine Relativdrehung zwischen dem Betätigungselement 24 und der Welle 20 zulässt, wenn das Betätigungselement 24 im Uhrzeigersinn relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 gedreht wird. Der Uhrzeigersinn ist somit beispielsweise die zuvor genannte erste Drehrichtung. Wird hingegen das Betätigungselement 24 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 gedreht, so sperrt der Freilauf 66, sodass die Welle 20 über das Betätigungselement 24 im Gegenuhrzeigersinn relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 gedreht werden kann. Somit ist beispielsweise der Gegenuhrzeigersinn die zuvor genannte zweite Drehrichtung, und die Kurbelwelle 12 kann nur im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden.
An Ihrer Stirnseite 18 weist die Kurbelwelle 12 eine Aufnahme 68 auf, in welcher die Ausrichtvorrichtung 10, insbesondere die Koppeleinrichtung 22, zumindest teilweise aufnehmbar ist. Insbesondere ist das Spannelement (Ringspannelement 52) in der Aufnahme 68 anordenbar, sodass die Ausrichtvorrichtung 10 mittels des Ringspannelements 52 in der Aufnahme 68 der Kurbelwelle 12 drehfest mit dieser verbunden werden kann. Mit anderen Worten kann die Ausrichtvorrichtung 10 mit Hilfe des Ringspannelements 52 in der Aufnahme 68 der Kurbelwelle 12 mit dieser verspannt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011121860 A1 [0002]

Claims

Ausrichtvorrichtung (10) zum Ausrichten einer Kurbelwelle (12) relativ zu einem Kurbelgehäuse (14) einer Hubkolbenmaschine (16), mit einer koaxial zu der Kurbelwelle (12) an deren Stirnseite (18) anordenbaren Welle (20), mit einer Koppeleinrichtung (22), mittels welcher die Welle (20) in ihrem koaxial zu der Kurbelwelle (12) und an deren Stirnseite (18) angeordneten Zustand drehfest mit der Kurbelwelle (12) verbindbar ist, mit einem Betätigungselement (24) zum Drehen der Welle (20) und über diese der Kurbelwelle (12) relativ zu dem Kurbelgehäuse (14), und mit einem mit der Welle (20) und der Kurbelwelle (12) mitdrehbaren Stiftelement (32), welches relativ zu der Welle (20) translatorisch bewegbar, einerseits zumindest mittelbar an dem Kurbelgehäuse (14) abstützbar und andererseits an der Welle (20) über ein Federelement (34) abgestützt ist, das unter Bewegen des Stiftelements (32) in Richtung der Welle (20) zu spannen ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher bei Erreichen einer mit einem oberen Totpunkt wenigstens eines Kolbens der Hubkolbenmaschine (16) korrespondierenden Drehstellung der Welle (20) und der Kurbellwelle (12) das Stiftelement (32) in eine korrespondierende Ausnehmung des Kurbelgehäuses (14) bewegbar ist.
Ausrichtvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (22) als Spanneinrichtung ausgebildet ist, mittels welcher die Welle (20) mit der Kurbelwelle (12) verspannbar und dadurch kraftschlüssig drehfest verbindbar ist.
Ausrichtvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (24) mit der Welle (20) über einen Freilauf (66) gekoppelt ist, welcher eine Relativdrehung zwischen der Welle (20) und dem Betätigungselement (24) in eine erste Drehrichtung zulässt und in eine der ersten Drehrichtung entgegensetzte zweite Drehrichtung sperrt.
Ausrichtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stiftelement (32) senkrecht zur axialen Richtung der Welle (20) relativ zu dieser translatorisch bewegbar ist.
Ausrichtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stiftelement (32) wenigstens eine Rolle (44) drehbar gehalten ist, über welche das Stiftelement (32) an dem Kurbelgehäuse (14) abstützbar ist.
Verfahren zum Ausrichten einer Kurbelwelle (12) relativ zu einem Kurbelgehäuse (14) einer Hubkolbenmaschine (16) mittels einer Ausrichtvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.