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Die Erfindung betrifft eine Ausgleichszahnradmontagevorrichtung zum Einbau und Ausbau von Ausgleichszahnradpaaren für Ausgleichswellen von Verbrennungsmotoren.
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Aus dem Stand der Technik ist ein Einbau und Ausbau von Ausgleichszahnradpaaren für Ausgleichswellen von Verbrennungsmotoren allgemein bekannt.
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In der
DE 10 2013 017 544 A1 werden eine Nockenwellenverstellvorrichtung und ein Sicherungselement beschrieben. Das Sicherungselement für die Nockenwellenverstellvorrichtung ist für eine Montagesicherung dazu vorgesehen, ein Hauptrad und ein Ausgleichsrad drehfest zueinander zu fixieren. Es umfasst einen Grundkörper, ein erstes Formschlusselement, das zur formschlüssigen Kopplung mit dem Hauptrad vorgesehen ist, ein zweites Formschlusselement, das zur formschlüssigen Kopplung mit dem Ausgleichsrad vorgesehen ist, und ein Hebelelement, das zur Demontage dazu vorgesehen ist, werkzeugfrei betätigt zu werden. Die Nockenwellenverstellvorrichtung ist dazu vorgesehen, während einer Montage mittels des Sicherungselements gesichert zu werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ausgleichszahnradmontagevorrichtung zum Einbau und Ausbau von Ausgleichszahnradpaaren für Ausgleichswellen von Verbrennungsmotoren anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ausgleichszahnradmontagevorrichtung zum Einbau und Ausbau von Ausgleichszahnradpaaren für Ausgleichswellen von Verbrennungsmotoren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Ausgleichszahnradmontagevorrichtung zum Einbau und Ausbau von Ausgleichszahnradpaaren für Ausgleichswellen, insbesondere Lanchesterwellen, von Verbrennungsmotoren umfasst mindestens ein Gabelstück zum Halten der beiden Ausgleichswellen in einer vorgegebenen Drehposition, insbesondere in einer OT-Position (OT = oberer Totpunkt), und eine Haltesperre zum synchronisierten Positionieren und Halten von Ausgleichszahnrädern des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares für ein gleichzeitiges Einbauen oder Ausbauen beider Ausgleichszahnradpaare, wobei die Haltesperre für jedes Ausgleichszahnradpaar einen feststehenden Haltezahn zum Halten des einen Ausgleichszahnrads des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars und einen verschiebbaren Haltezahn zum Positionieren und Halten des anderen Ausgleichszahnrades des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars synchron zu demjenigen Ausgleichszahnrad des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars, welches mittels des feststehenden Haltezahns gehalten wird, aufweist, wobei zum Verschieben der verschiebbaren Haltezähne jeweils ein Schraubelement vorgesehen ist.
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Die erfindungsgemäße Ausgleichszahnradmontagevorrichtung bildet somit ein Montagewerkzeug-Set, welches die Haltesperre und ein Gabelstück oder mehrere Gabelstücke für unterschiedliche Verbrennungsmotoren, vorteilhafterweise zwei Gabelstücke, umfasst. Diese erfindungsgemäße Ausgleichszahnradmontagevorrichtung kann zum Aus- und Einbau der Ausgleichszahnräder an einem Kurbelwellenlagerdeckel an den Ausgleichswellen, insbesondere Lanchesterwellen, im Service verwendet werden.
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Mit der Haltesperre werden die Ausgleichszahnräder des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars zueinander synchronisiert. Mit Verblockung der Haltesperre auf dem Kurbellwellenlagerdeckel kann dann das Aus- und Einbauen der Ausgleichszahnräder auf ein Stirnrad einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors durchgeführt werden. Das Synchronisieren der Ausgleichszahnräder des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars erfolgt mittels des verschiebbaren und des festen Haltezahns an der jeweiligen Seite der Haltesperre. Dadurch können die entspannten Ausgleichszahnräder des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars vorgespannt werden. Dies erfolgt durch Verschieben des verschiebbaren Haltezahns mittels des jeweiligen Schraubelements. Hierfür weist das jeweilige Schraubelement, um es drehen und dadurch den verschiebbaren Haltezahn verschieben zu können, vorteilhafterweise einen Rändelschraubengriff und/oder einen Sechskantabschnitt, insbesondere für einen Schraubenschlüssel, auf.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch Explosionsdarstellungen zweier Ausgleichzahnradpaare,
- 2 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Haltesperre einer Ausgleichszahnradmontagevorrichtung,
- 3 schematisch eine weitere perspektivische Darstellung einer Haltesperre einer Ausgleichszahnradmontagevorrichtung,
- 4 schematisch zwei Gabelstücke der Ausgleichszahnradmontagevorrichtung,
- 5 schematisch die Haltesperre mit Ausgleichzahnradpaaren an einem Kurbelwellenlagerdeckel während eines Einsetzens in einen Verbrennungsmotor,
- 6 schematisch die Haltesperre mit Ausgleichzahnradpaaren am Kurbelwellenlagerdeckel nach dem Einsetzen in den Verbrennungsmotor,
- 7 schematisch die Haltesperre mit Ausgleichzahnradpaaren am Kurbelwellenlagerdeckel nach dem Einsetzen in den Verbrennungsmotor und in den Verbrennungsmotor eingesetzte und mittels des Gabelstücks positionierte Ausgleichswellen, und
- 8 schematisch der Verbrennungsmotor nach einem fertiggestellten Einbau der Ausgleichszahnradpaare und Ausgleichswellen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung zweier Ausgleichszahnradpaare 1 für zwei Ausgleichswellen 2, insbesondere Lanchesterwellen, eines Verbrennungsmotors 3. Die Ausgleichszahnradpaare 1 umfassen jeweils zwei Ausgleichszahnräder 4, einen Federring 5 und einen Sprengring 6. Sie werden zusammengesetzt, indem das eine Ausgleichszahnrad 4 auf eine Zahnradwelle des anderen Ausgleichszahnrads 4 aufgeschoben und mittels des Sprengrings 6 gesichert wird. Dabei wird der Federring 5 zwischen den beiden Ausgleichszahnrädern 4 angeordnet und mit diesen gekoppelt, d. h. ein Endbereich mit einem der Ausgleichszahnräder 4 und der andere Endbereich mit dem anderen Ausgleichszahnrad 4.
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Dieser Federring 5 dient einem Verspannen der Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 in Drehrichtung gegeneinander. Sie werden dabei zueinander synchronisiert ausgerichtet, wobei der Federring 5 gespannt wird. In diesem verspannten Zustand werden sie im dargestellten Beispiel mittels eines als Zylinderstift ausgebildeten Blockierstifts 7, welcher in beide Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 eingesetzt wird, gesichert.
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Vorteilhafterweise werden die Ausgleichszahnradpaare 1 in diesem verspannten Zustand geliefert, um in einen jeweiligen Verbrennungsmotor 3 eingebaut zu werden, wie in den 5 bis 8 dargestellt ist und im Folgenden beschrieben wird.
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Für diesen Einbau der Ausgleichszahnradpaare 1 ist eine Ausgleichszahnradmontagevorrichtung 8 erforderlich, welche in den 2 bis 4 dargestellt ist. Diese Ausgleichszahnradmontagevorrichtung 8 zum Einbau und Ausbau der Ausgleichszahnradpaare 1 für die Ausgleichswellen 2, insbesondere Lanchesterwellen, des Verbrennungsmotors 3, umfasst mindestens ein Gabelstück 9 zum Halten der beiden Ausgleichswellen 2 in einer vorgegebenen Drehposition, insbesondere in einer OT-Position (OT = oberer Totpunkt), und eine Haltesperre 10 zum synchronisierten Positionieren und Halten der Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares 1 für ein gleichzeitiges Einbauen oder auch Ausbauen beider Ausgleichszahnradpaare 1.
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Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst die Ausgleichszahnradmontagevorrichtung 8 zwei verschiedene Gabelstücke 9, wie in 4 gezeigt, so dass diese Ausgleichszahnradmontagevorrichtung 8 für zwei verschieden ausgebildete Verbrennungsmotoren 3 verwendbar ist. Hierfür ist lediglich die Auswahl des jeweils geeigneten Gabelstücks 9 erforderlich.
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Das jeweilige Gabelstück 9 weist zwei Aufnahmeausformungen 11 auf, welche bei einer korrekten Position, insbesondere der OT-Position, der Ausgleichswellen 2 auf diese aufsetzbar sind und die Ausgleichswellen 2 dann in dieser Position halten. D. h. die Ausgleichswellen 2 sind entsprechend auszurichten und das Gabelstück 9 aufzusetzen oder sie sind entsprechend ausgerichtet in den Verbrennungsmotor 3 und das Gabelstück 9 einzuschieben, wie in 7 gezeigt und im Folgenden noch beschrieben wird.
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Die Haltesperre 10 ist in den 2 und 3 aus zwei verschiedenen Perspektiven dargestellt. Sie weist für jedes Ausgleichszahnradpaar 1 einen feststehenden Haltezahn 12 zum Halten des einen Ausgleichszahnrads 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 und einen verschiebbaren Haltezahn 13 zum Positionieren und Halten des anderen Ausgleichszahnrades 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 synchron zu demjenigen Ausgleichszahnrad 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1, welches mittels des feststehenden Haltezahns 12 gehalten wird, auf. Hierzu greifen die Haltezähne 12, 13 jeweils in einen Zahnzwischenraum zwischen zwei benachbarten Zähnen des jeweiligen Ausgleichszahnrads 4 ein und an einer Flanke eines dieser Zähne an.
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Dadurch wird es ermöglicht, die bereits synchronisierten und verspannten Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 in dieser synchronisierten Position zu halten oder, durch Verschieben des jeweiligen verschiebbaren Haltezahns 13, die Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 zunächst in diese synchronisierte und verspannte Position zu bringen und dann entsprechend in dieser synchronisierten Position zu halten. Dies ist für den Einbau der Ausgleichszahnradpaare 1 erforderlich.
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Zum Verschieben der verschiebbaren Haltezähne 13 ist jeweils ein Schraubelement 14 vorgesehen, welches vorteilhafterweise einen Rändelschraubengriff 15 und/oder einen Sechskantabschnitt 16, insbesondere für einen Schraubenschlüssel, aufweist. Im hier dargestellten Beispiel weisen die Schraubelemente 14 jeweils beides auf, so dass sie beispielsweise per Hand und/oder mittels des Schraubenschlüssels zum Verschieben des jeweiligen verschiebbaren Haltezahns 13 drehbar sind.
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Bei den bereits synchronisiert und verspannt angelieferten Ausgleichszahnradpaaren 1 ist vor dem Einbau in den Verbrennungsmotor 3 das Entfernen des Blockierstifts 7 erforderlich. Dies erfolgt zweckmäßigerweise nach dem Aufsetzen der Haltesperre 10 auf die Ausgleichszahnradpaare 1 und dem erfolgten Halten der Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 in der synchronisierten Position.
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Im dargestellten Beispiel weist die Haltesperre 10 zusätzlich für jedes Ausgleichszahnradpaar 1 eine Verschiebeeinrichtung 17 auf. Mittels dieser Verschiebeeinrichtungen 17 können der jeweilige feststehende Haltezahn 12 und verschiebbare Haltezahn 13 zusammen seitlich verschoben werden, d. h. die beiden Haltezahnpaare, umfassend jeweils den feststehenden Haltezahn 12 und den verschiebbaren Haltezahn 13, können mittels der Verschiebeeinrichtungen 17 aufeinander zubewegt oder voneinander wegbewegt werden. Dadurch wird eine Anpassung der Stellung der Haltezahnpaare, insbesondere des Abstands der Haltezahnpaare zueinander, an einen jeweiligen Abstand der Ausgleichswellen 2 ermöglicht.
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Die jeweilige Verschiebeeinrichtung 17 umfasst ein Verschiebeelement 18, welches an einem Grundkörper 19 der Haltesperre 10 seitlich verschiebbar ist, und ein im dargestellten Beispiel als Verriegelungsstift ausgebildetes Verriegelungselement 20 zum Halten der jeweils eingestellten Stellung des jeweiligen Verschiebeelements 18 durch Verriegeln am Grundkörper 19 der Haltesperre 10. Im dargestellten Beispiel ist somit das jeweilige Haltezahnpaar an dem Verschiebeelement 18 der jeweiligen Verschiebeeinrichtung 17 angeordnet, wobei der feststehende Haltezahn 12 daran fest angeordnet ist und der verschiebbare Haltezahn 13 auf die oben beschriebene Weise verschiebbar daran angeordnet ist, d. h. mittels des Schraubelementes 14 relativ zum Verschiebeelement 18 verschiebbar und somit auch relativ zum Grundkörper 19 der Haltesperre 10 verschiebbar.
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Die 5 bis 8 zeigen schematisch einen beispielhaften Ablauf des Einbaus der Ausgleichszahnradpaare 1 in den Verbrennungsmotor 3. Hierzu sind die Ausgleichszahnradpaare 1 in 5 bereits in der Haltesperre 10 auf die oben beschriebene Weise eingespannt und, zusammen mit der Haltesperre 10, an einem Kurbelwellenlagerdeckel 21 des Verbrennungsmotors 3 angeordnet.
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Beispielsweise werden hierfür zunächst die Ausgleichszahnradpaare 1 am Kurbelwellenlagerdeckel 21 angeordnet, insbesondere mit der Zahnradwelle des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 in jeweils einem hierfür vorgesehenen Lager am Kurbelwellenlagerdeckel 21, und anschließend wird die Haltesperre 10 aufgesetzt, wobei mittels der Schraubelemente 14 die verschiebbaren Haltezähne 13 derart verschoben werden, dass der jeweilige verschiebbare Haltezahn 13 an einem Zahn des einen Zahnrads 4 und der jeweilige feststehende Haltezahn 12 an einem Zahn des anderen Zahnrads 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 anliegt und die beiden Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 zueinander synchronisiert ausgerichtet sind. Werden die Ausgleichszahnradpaare 1 bereits synchronisiert angeliefert, erfolgt entsprechend kein Verdrehen der Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1, sondern der Blockierstift 7 wird nach dem beschriebenen Anordnen der Haltesperre 10 entfernt. Sind sie vor dem Anordnen der Haltesperre 10 noch nicht synchronisiert ausgerichtet, so werden sie durch das Verschieben des jeweiligen verschiebbaren Haltezahns 13 entsprechend relativ zueinander verdreht, d.h. der verschiebbare Haltezahn 13 dreht das Ausgleichszahnrad 4, an welchem er angreift, während das andere Ausgleichszahnrad 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 durch den feststehenden Haltezahn 12 gehalten wird, so dass der Federring 5 gespannt wird.
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Die Haltesperre 10 ist beispielsweise am Kurbelwellenlagerdeckel 21 verschraubt oder mittels Haltebolzen an ihm gesichert. Hierzu weist der Grundkörper 19 der Haltesperre 10 entsprechende Halteöffnungen 22 auf.
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Die Ausgleichswellen 2 sind in 5 noch nicht im Verbrennungsmotor 3 angeordnet.
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In 6 ist der Kurbelwellenlagerdeckel 21 mit den Ausgleichszahnradpaaren 1 und der Haltesperre 10 bereits am Verbrennungsmotor 3 angeordnet, wobei die Ausgleichszahnräder 4 jeweils in ein an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 3 angeordnetes Stirnrad 23 kämmend eingreifen. Dabei ist jeweils ein Zahn beider Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 im selben Zahnzwischenraum des Stirnrads 23 angeordnet.
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Dadurch wird erreicht, dass nach fertiggestelltem Einbau der Ausgleichszahnradpaare 1 und Ausgleichswellen 2 und nachdem die Haltesperre 10 entfernt wurde, die verspannten Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares 1 sich durch die Federbelastung des gespannten Federrings 5 soweit gegeneinander verdrehen, bis im Zahnzwischenraum des Stirnrads 23, in welchen die Zähne beider Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 auf die oben beschriebene Weise eingreifen, der Zahn des einen Ausgleichszahnrads 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 an der Flanke des einen diesen Zahnzwischenraum bildenden Zahns des Stirnrads 23 anliegt und der Zahn des anderen Ausgleichszahnrads 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 an der Flanke des anderen diesen Zahnzwischenraum bildenden Zahns des Stirnrads 23 anliegt. Auf diese Weise wird ein Toleranzausgleich zwischen den Zähnen des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 und den Zähnen des Stirnrads 23 erreicht, wodurch die Zähne des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 immer an den Zähnen des Stirnrads 23 anliegen, wenn sie kämmend ineinandergreifen. Es wird somit insbesondere eine Geräuschentwicklung durch ein Anschlagen der Zahnflanken der Zähne des Ausgleichszahnradpaars 1 an die Zähne des Stirnrads 23 vermieden.
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Die Ausgleichswellen 2 sind in 6 noch nicht im Verbrennungsmotor 3 angeordnet.
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In 7 ist das Gabelstück 9 am Verbrennungsmotor 3 positioniert und die Ausgleichswellen 2 sind bereits im Verbrennungsmotor 3 angeordnet. Beispielsweise wird hierzu zunächst das Gabelstück 9 am Verbrennungsmotor 3 positioniert und anschließend werden die Ausgleichswellen 2 jeweils von einer vom Stirnrad 23 abgewandten Stirnseite des Verbrennungsmotors 3 aus in diesen eingeschoben und spätestens bei Erreichen der jeweiligen Aufnahmeausformung 11 derart in die vorgegebene Drehposition, insbesondere OT-Position, gedreht, dass sie durch die jeweilige Aufnahmeausformung 11 im Gabelstück 9 hindurchführbar sind, oder die Ausgleichswellen 2 werden zuerst jeweils von der vom Stirnrad 23 abgewandten Stirnseite des Verbrennungsmotors 3 aus in diesen eingeschoben und anschließend wird das Gabelstück 9 aufgesetzt, wobei die Ausgleichswellen 2 soweit gedreht werden, bis die vorgegebene Drehposition, insbesondere OT-Position, erreicht ist und das Gabelstück 9 mit seinen Aufnahmeausformungen 11 auf die Ausgleichswellen 2 aufgleitet.
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Anschließend können die Ausgleichszahnradpaare 1 auf der jeweiligen Ausgleichswelle 2 angeordnet werden, beispielsweise durch Einschieben der jeweiligen Ausgleichswelle 2 in das jeweilige Ausgleichszahnradpaar 1, insbesondere durch Einschieben in die Zahnradwelle des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares 1 oder durch Aufschieben auf die Zahnradwelle des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares 1, und/oder durch Aufschieben des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1, insbesondere mittels des Kurbelwellenlagerdeckels 21, auf die jeweilige Ausgleichswelle 2, insbesondere durch Einschieben der Zahnradwelle des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares 1 in die jeweilige Ausgleichswelle 2 oder durch Aufschieben der Zahnradwelle des jeweiligen Ausgleichszahnradpaares 1 auf die jeweilige Ausgleichswelle 2.
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Nun können, wie in 8 gezeigt, das Gabelstück 9 und die Haltesperre 10 entfernt werden. Durch dieses Entfernen der Haltesperre 10 werden die Zähne der gegeneinander verspannten Ausgleichszahnräder 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 mittels des Federrings 5 auf die oben beschriebene Weise gegen die Zahnflanken benachbarter Zähne des Stirnrads 23 gepresst, wodurch der Toleranzausgleich erfolgt ist und ein geräuschvolles Anschlagen der Zähne des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 an die Zähne des Stirnrads 23 vermieden wird.
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Der Ausbau der Ausgleichszahnradpaare 1 erfolgt entsprechend auf die umgekehrte Weise, wobei hierzu das Gabelstück 9 nicht unbedingt erforderlich ist. Die Haltesperre 10 wird am Kurbelwellenlagerdeckel 21 angeordnet und beispielsweise mit diesem verschraubt. Der jeweilige feststehende Haltezahn 12 liegt nun an einem Zahn des einen Ausgleichszahnrads 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 an. Der jeweilige verschiebbare Haltezahn 13 wird nun mittels des jeweiligen Schraubelements 14 soweit verschoben, bis er an einem Zahn des anderen Ausgleichszahnrads 4 des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 anliegt.
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Vorteilhafterweise wird er nun weiter verschoben, bis er das Ausgleichszahnrad 4, an dem er angreift, soweit relativ zum anderen Ausgleichszahnrad 4 des Ausgleichszahnradpaars 1 verdreht hat, dass diese zueinander synchronisiert ausgerichtet sind. Dadurch wird eine durch den Federring 5 verursachte mechanische Spannung aus dem kämmenden Eingriff des jeweiligen Ausgleichszahnradpaars 1 mit dem Stirnrad 23 der Kurbelwelle genommen.
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Anschließend können nun die Ausgleichswellen 2 auf einfache Weise vom jeweiligen Ausgleichszahnradpaar 1 abgezogen und aus dem Verbrennungsmotor 3 herausgezogen und dann die Ausgleichszahnradpaare 1 aus dem Verbrennungsmotor 3 entnommen werden, indem sie zusammen mit dem Kurbelwellenlagerdeckel 21 und der darauf angeordneten Haltesperre 10 vom Verbrennungsmotor 3 entfernt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013017544 A1 [0003]
