DE19503105C1 - Montageeinheit eines Steuertriebes zur vorpositionierten Montage an einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageeinheit eines Steuertriebs zur vorpositionierten Montage an einem Verbrennungsmotor mit einem aus mindestens einem vorderen Gehäuseteil und einem hinteren Gehäuseteil bestehenden Getriebegehäuse und den darin untergebrachten Elementen des Steuertriebs, die mindestens ein auf einer Kurbelwelle aufsetzbares Kurbelwellenrad, mindestens ein auf einer Nockenwelle aufsetzbares Nockenwellenrad, ein die Räder verbindendes Zugmittel und gegebenenfalls ein Spannelement und weitere Nebenaggregate umfassen, wobei die Vorpositionierung des Steuertriebs mittels an einem der Gehäuseteile vorgesehene Einrichtungen erfolgt.

Ein ähnlicher Steuertrieb ist als komplett vormontierte Einheit aus der FR 2 545 193 bekannt. Der Steuertrieb soll gewährleisten, daß die Nockenwelle eines Verbrennungsmotors synchron mit der Kurbelwelle angetrieben wird. Über ihn können weitere Baugruppen, wie beispielsweise eine Einspritzpumpe oder eine Wasserpumpe betrieben werden. Bei dem bekannten Steuertrieb erfolgt der synchrone Antrieb der Nockenwelle über eine das Kurbelwellenrad mit dem Nockenwellenrad verbindende Kette. In der mit der Stirnwand des Motors zu verbindenden Gehäusehälfte sind in der vormontierten Einheit Rippen angebracht, die der Kontur der Zahnräder entsprechen. Zum Vormontieren werden die Zahnräder in diese Rippen eingelegt und sollen beim Transport der vormontierten Einheit an ihrem Platz gehalten werden. Die­ se Rippen können aber nur die seitliche Verschiebung und nicht eine axiale Lageveränderung oder eine Drehung der Zahnräder verhindern. Da die Steuerzeiten durch die relative Lage der Zähne des Kurbelwellenrades und des Nockenwellenrades zuein­ ander beeinflußt werden, müssen beide Räder vor der endgülti­ gen Montage auf der Nockenwelle bzw. der Kurbelwelle noch ent­ sprechend justiert werden. Hierzu wird beispielsweise eine Kunststoffschablone mit zylindrischer Kontur vorgeschlagen, die in die Paßfedernuten der Zahnräder eingreift und dadurch die Zahnräder ausrichtet. Bei der Montage der Steuereinheit wird das Getriebegehäuse dann so mit der Motorstirnwand ver­ bunden, daß die Zahnräder positioniert auf die entsprechende Welle aufgesteckt werden. Die Schablone muß vor dem endgülti­ gen Zusammenbau entfernt werden.

Nachteilig hieran ist, daß die Steuertrieb-Einheit zunächst mit einer Schablone vorpositioniert, vor der Montage mit dem Verbrennungsmotor endgültig ausgerichtet und die Schablone anschließend entfernt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montageeinheit eines Steuertriebs zu schaffen, die mit dem komplett positionierten Steuertrieb an die Motorstirnseite anflanschbar ist und bei dem eine Verstellung des Kurbelwellenrades und des Nockenwellenrades nach der Positionierung und vor der Montage sicher ausgeschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elemente des Steuertriebs zwischen den Gehäuse­ teilen durch nach innen ragende Vorsprünge und entsprechende Ausnehmungen an den Elementen des Steuertriebs formschlüssig vorpositionierbar sind (Transpartposition A) und durch axiale Verschiebung der Gehäuseteile bei der Montage der Montageein­ heit am Verbrennungsmotor die Elemente des Steuertrieb frei­ legbar sind (Betriebsposition B).

Hierdurch können die Zahnräder praktisch in das entsprechende Gehäuseteil eingelegt werden. Dabei werden diese nicht nur axial sondern auch in Umfangsrichtung fixiert, da ein Verdre­ hen sicher ausgeschlossen ist. Auf die so in ihrer Lage fixierten Räder kann das Zugmittel in bekannter Weise unge­ spannt aufgelegt werden.

Das hintere Gehäuseteil weist vorzugsweise eine Ausnehmung auf, in die ein Spannelement für das Zugmittel einsteckbar ist. Wenn die Ausnehmung koaxial zu einer der Befestigungsboh­ rungen für das Spannelement ist und an dem Montageexzenter des Spannelements ein dem Durchmesser der Ausnehmung entsprechen­ der Ansatz ausgebildet ist, ist auch das Spannelement axial fixierbar.

In der Transportposition A können in vorteilhafter Ausbildung die Räder zwischen und durch die beiden Gehäuseteile gehalten werden, in dem der Abstand zwischen den Innenseiten der Gehäu­ seteile in der Transportposition A der Breite der Räder ent­ spricht.

Zur Erzielung der Betriebsposition B werden beide Gehäuseteile in Axialrichtung relativ verschoben, bis sie vollständig außer Eingriff mit den Rädern sind.

Das erfindungsgemäße Komplettmodul bietet also den Vorteil, daß der ohne Positionierungsschablone vollständig positionier­ te und vormontierte Steuertrieb mit kleinster Bauhöhe (Trans­ portposition A) an das Montageband angeliefert werden kann, dort mit der Stirnseite des Motors verschraubt wird und durch anschließendes Auseinanderziehen der vorderen und hinteren Ge­ häusehälfte, Spannen des Zugmittels, das sowohl als Kette als auch als Zahnriemen ausgebildet sein kann, sowie nach Einset­ zen von Abstandshaltern der Steuertrieb betriebsbereit ist.

Vorzugsweise können in dem Gehäuse in derselben oder ähnlichen Art weitere Nebenaggregate wie beispielsweise eine Wasserpumpe oder eine Einspritzpumpe untergebracht sein. Das Spiel der Bauteile in der Abdeckung ist so bemessen, daß Fertigungstole­ ranzen vollständig durch die Verschiebung der Teile ausgegli­ chen werden können, aber die Steuerzeiten eindeutig definiert sind, wobei die endgültige Position für den Betrieb nach Ein­ setzen von geeigneten Abstandshaltern selbständig gefunden wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorsprünge bolzenförmig ausgebildet und können für jedes der Räder wenigstens paarig so angeordnet sein, daß ein um 180° versetztes Aufstecken der Räder ausgeschlossen ist.

Weiterhin vorzugsweise können die Gehäuseteile eine an sich bekannte schalldämmende Beschichtung aufweisen.

Eine besonders einfache Fixierung der Räder wird erreicht, wenn in dem hinteren, der Stirnwand des Motors zugeordneten Gehäuseteil profilierte Bohrungen vorgesehen werden, und das Bohrungsprofil dem Verzähnungsprofil der Räder entspricht. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn zumindest das Kurbelwellen­ rad durch eine solche profilierte Bohrung fixierbar ist.

Eine besonders rationelle Befestigungsmöglichkeit für das Spannelement ist gegeben, wenn dieses über eine in dem der Stirnwand des Motors zugeordneten Gehäuseteil befestigte Blindnietschraube vormontierbar ist.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung nachfol­ gend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 den schematischen Querschnitt eines erfindungs­ gemäßen Steuertriebs in Transportposition,

Fig. 2 den schematischen Querschnitt eines erfindungs­ gemäßen Steuertriebs in Betriebsposition,

Fig. 3 die Draufsicht auf den Steuertrieb mit abgenomme­ nem vorderen Gehäuseteil,

Fig. 4 den Schnitt durch den Steuertrieb entlang der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Einzelheit des Steuertriebs in Transportpo­ sition,

Fig. 6 die schematische Darstellung der Befestigung des Spannelements im hinteren Gehäuseteil,

Fig. 7 ein Kurbelwellenrad in Seitenansicht,

Fig. 8 eine teilgebrochene Ansicht des hinteren Gehäuse­ teils bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 den Schnitt entlang der Linie IX-IX,

Fig. 10 eine vergrößerte Teildarstellung aus Fig. 8,

Fig. 11 den Schnitt entlang der Linie XI-XI nach Fig. 10.

Das Steuertrieb-Komplettsystem besteht im wesentlichen aus dem ein vorderes Gehäuseteil 4a und ein hinteres Gehäuseteil 4b aufweisenden Gehäuse 4 mit dem darin untergebrachten Kurbel­ wellenrad 1 und dem Nockenwellenrad 2, die über einen Zahnrie­ men 3 miteinander gekoppelt sind. Das Gehäuse 4 wird zur Mon­ tage des positionierten Steuertriebs mit dem hinteren Gehäuse­ teil 4b an der Stirnseite 20 des Verbrennungsmotors befestigt. Das hintere Gehäuseteil 4b weist in das Innere des Gehäuses 4 hineinragende Vorsprünge 5, 6 auf, die beispielsweise bolzen- oder stiftförmig ausgebildet sein können. Sowohl das Kurbel­ wellenrad 1 als auch das Nockenwellenrad 2 sind mit einer zu den Vorsprüngen 5, 6 korrespondierenden Anzahl von Ausnehmun­ gen 7, 8 versehen. Zur Positionierung werden die Räder 1, 2 so auf das Gehäuseteil 4b aufgelegt, daß die Vorsprünge 5, 6 in die entsprechenden Bohrungen 7, 8 eingreifen. Zur exakten Po­ sitionierung der Räder 1, 2 zueinander müssen ihre Zähne 1a, 2a eine definierte relative Lage zueinander einnehmen. Hierzu sind die Vorsprünge 5, 6 bzw. die als Bohrungen ausbildbaren Ausnehmungen 7, 8 so auf einem Teilkreis angeordnet, daß die Räder 1, 2 nur in einer einzigen Position aufsteckbar sind. Hierzu können die Vorsprünge 5, 6 beispielsweise unregelmäßig auf einem Teilkreis oder auf verschiedenen Teilkreisen ver­ teilt angeordnet sein.

Wie den Fig. 3 und 4 entnehmbar ist, ist außerdem in dem hinteren Gehäuseteil 4b ein Spannelement 11 befestigt, mit dem der Zahnriemen 3 nach der Montage des Steuertriebes am Ver­ brennungsmotor gespannt werden kann.

Beide Gehäuseteile 4a, 4b sind topfförmig ausgebildet, wobei die Innenkontur des vorderen Gehäuseteils 4a der Außenkontur des hinteren Gehäuseteils 4b entspricht, so daß die Gehäuse­ teile 4a, 4b zur Bildung des Gehäuses 4 ineinander schiebbar sind, wobei das vordere Gehäuseteil 4a das hintere Gehäuseteil 4b übergreift. Bei der in Fig. 1 gezeigten Transportposition A sind die beiden Gehäuseteile 4a, 4b so ineinander geschoben, daß sie am Kurbelwellenrad 1 und Nockenwellenrad 2 anliegen. Die Gehäuseteile 4a, 4b können in dieser Position beispiels­ weise durch Klammern 16 fixiert werden. Neben den Rädern 1, 2 dem Zahnriemen 3 und dem Spannelement 11 können außerdem in dem Gehäuse auch noch die Wasserpumpe 17 und weitere Nebenag­ gregate, wie beispielsweise eine Öl- und/oder Lenkhilfpumpe, integriert sein.

Das Gehäuse 4 kann komplett auf die Stirnwand 20 des Motors so aufgesetzt werden, daß das Kurbelwellenrad 1 auf die Kurbel­ welle 21 und gleichzeitig das Nockenwellenrad 2 auf die Nockenwelle 22 aufgesteckt werden. Hierzu müssen natürlich zuvor die Kurbelwelle 21 und die Nockenwelle 22 zueinander ausgerichtet worden sein, das heißt ungefähr in die Lage des Zünd-OT des ersten Zylinders gedreht worden sein. Die Wellen 21, 22 können in bekannter Weise über eine Paßfeder mit den Rädern 1, 2 verbunden werden. Anschließend werden die Klammern 16 gelöst und das vordere Gehäuseteil 4a abgezogen. Das hinte­ re Gehäuseteil 4b wird mit der Stirnwand 20 des Motors-bei­ spielsweise verschraubt. Dabei wird das Gehäuseteil 4b bis zur Anlage an die Stirnwand 20 angezogen, wodurch die Vorsprünge 5, 6 außer Eingriff mit den Ausnehmungen 7, 8 der Räder 1, 2 kommen. In bekannter Weise können die Räder 1, 2 dann auf den Wellen 21, 22 befestigt und der Zahnriemen 3 über das Spann­ element 11 gespannt werden. Abschließend wird das vordere Ge­ häuseteil 4a wieder über das hintere Gehäuseteil 4b geschoben und über die Klammern 16 sowie die Abstandshalter 51 in der Betriebsposition B, in der zwischen der Innenseite des Gehäu­ seteils 4a und den sich drehenden Bauteilen ein ausreichender Abstand eingehalten ist, fixiert.

Fig. 6 zeigt, wie das Spannelement 11 schon bei der Vormonta­ ge am Gehäuseteil 4b befestigt werden kann. Das motorseitige Gehäuseteil 4b trägt eine Gewindebohrung 15, in der das Spann­ element 11 mittels einer hier nicht dargestellten Schraube befestigbar ist. Die Gewindebohrung 15 weist eine Aufbohrung 14 auf. Am Montageexzenter 12 des Spannelements 11 ist ein Ansatz 13 ausgebildet, dessen Außendurchmesser dem Innendurch­ messer der Aufbohrung 14 entspricht. Hierdurch kann das Spann­ element 11 einfach in das hintere Gehäuseteil 4b eingesteckt werden. Damit das Spannelement während des Transports nicht herausfällt, kann die Innenseite des vorderen Gehäuseteils 4a einen Vorsprung aufweisen, der am Spannelement in der Trans­ portposition A anliegt.

Vorteilhaft ist, wenn das Spannelement 11 auf einer Blindniet­ schraube 19 vormontierbar ist, die an dem hinteren Gehäuseteil 4b befestigt wurde. Eine solche Ausbildungsform ist den Fig. 10 und 11 entnehmbar. Zur Verstärkung des hinteren Gehäu­ seteils 4b ist an der Stelle, wo die Blindnietschraube 19 be­ festigt werden soll, eine Platte 24 über Stanznieten 23 mit dem hinteren Gehäuseteil 4b, der mit einer entsprechenden Aus­ nehmung versehen ist, vernietet. Das Gewinde 19a der Blind­ nietschraube 19 ragt in das Innere des Gehäuses 4, so daß das Spannelement 11 hieran festgeschraubt werden kann.

Die Fig. 5 und 7 zeigen eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kurbelwellenrades 1, das mit einem Flansch zur Ausbildung ei­ ner topfförmigen Halterung 10 versehen sein kann, die in der Transportposition A am vorderen Gehäuseteil 4a anliegt. Wenn im vorderen Gehäuseteil 4a eine Ausnehmung vorhanden sein muß, weil beispielsweise weitere Aggregate mit dem Kurbelwellenrad verbunden werden müssen, kann diese Ausnehmung in der Trans­ portposition A durch eine nicht näher dargestellte Ab­ deckhaube, die in das Innere des Gehäuses 4 eingelegt wird, verschlossen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Anstatt die Elemente des Steuertriebs zwischen den Gehäuseteilen 4a, 4b durch nach innen ragende Vorsprünge 5, 6 und entsprechende Ausnehmungen 7, 8 an den Elementen zu positionieren ist es ebenfalls möglich, zumindest das Kurbel­ wellenrad 1 in dem hinteren Gehäuseteil 4b durch eine entspre­ chend dem Verzahnungsprofil des Kurbelwellenrades 1 profilier­ te Bohrung 18 zu fixieren.

Claims (14)

1. Montageeinheit eines Steuertriebs zur vorpositionierten Montage an einem Verbrennungsmotor mit einem aus minde­ stens einem vorderen Gehäuseteil (4a) und einem hinteren Gehäuseteil (4b) bestehenden Getriebegehäuse (4) und den darin untergebrachten Elementen des Steuertriebs, die mindestens ein auf einer Kurbelwelle aufsetzbares Kurbel­ wellenrad (1), mindestens ein auf einer Nockenwelle auf­ setzbares Nockenwellenrad (2), ein die Räder (1, 2) ver­ bindendes Zugmittel (3) und gegebenenfalls ein Spannele­ ment (11) und weitere Nebenaggregate umfassen, wobei die Vorpositionierung des Steuertriebs mittels an einem der Gehäuseteile (4a, 4b) vorgesehene Einrichtungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des Steuertriebs zwischen den Gehäuseteilen (4a, 4b) durch nach innen ra­ gende Vorsprünge (5, 6) und entsprechende Ausnehmungen (7, 8) an den Elementen des Steuertriebs formschlüssig vorpositionierbar sind (Transportposition A) und durch axiale Verschiebung der Gehäuseteile (4a, 4b) bei der Mon­ tage der Montageeinheit am Verbrennungsmotor die Elemente des Steuertriebs freilegbar sind (Betriebsposition B).

2. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Fixierung die Räder (1, 2) in der Trans­ portposition (A) zwischen und durch die Gehäuseteile (4a, 4b) gehalten werden.

3. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (5, 6) bolzenförmig ausgebildet sind.

4. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der Räder (1, 2) wenigstens zwei Vorsprünge (5, 6) vorgesehen sind.

5. Montageeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (5, 6) unregelmäßig auf einem Teilkreis angeordnet sind.

6. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Kurbelwellenrad (1) durch eine topf­ förmige Halterung (10) fixiert wird.

7. Montageeinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwellenrad (1) mit seinem axialen Flansch (10) in der Transportposition (A) an das Oberteil (4b) anstößt.

8. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Gehäu­ seteil (4b) eine Ausnehmung (14) aufweist, in die das Spannelement (11) für das Zugmittel (3) einsteckbar ist.

9. Montageeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) koaxial zu einer Befestigungsboh­ rung (15) für das Spannelement (11) ist.

10. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Montageexzenter (12) des Spannelements (11) ein Ansatz (13) ausgebildet ist, des­ sen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Ausnehmung (14) entspricht.

11. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (3) ein Zahnriemen oder eine Kette ist.

12. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (4a, 4b) eine schalldämmende Beschichtung aufweisen.

13. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Kurbelwellenrad (1) anstatt über nach innen ragende Vorsprünge (5) und entsprechende Ausnehmun­ gen (7) durch eine entsprechend dem Verzahnungsprofil des Kurbelwellenrades (1) profilierte Bohrung fixierbar ist.

14. Montageeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (11) über eine in dem der Stirnwand (20) des Motors zu­ geordneten Gehäuseteil (4b) befestigte Blindnietschraube (19) vormontierbar ist.