DE4317090A1 - Verfahren zum Montieren eines Triebwerkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines aus Kurbelwelle, zumindest einer Pleuelstange und einem Kolben bestehenden Triebwerkes in das Zylinderkurbelge­ häuse einer Hubkolbenmaschine, insbesondere einer Brenn­ kraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.

Bei herkömmlichen Hubkolbenmaschinen wird das Triebwerk so montiert, daß zunächst die Kolben mit den Pleuelstan­ gen mittels des Kolbenbolzens verbunden und dann in die Zylinder des Zylinderkurbelgehäuses von der Zylinder­ kopfseite her eingeschoben werden. Anschließend werden die an dem großen Pleuelauge geteilten Pleuellagerstan­ gen an der ebenfalls separat montierten Kurbelwelle bzw. den Hubzapfen von der Kurbelgehäuseseite her montiert.

Dieses Verfahren ist aber nicht anwendbar, wenn z. B. eine gebaute Kurbelwelle mit bereits montierten Pleuel­ stangen eingesetzt werden soll. Hier müßten Kurbelgehäu­ se und Zylindergehäuse geteilt ausgeführt sein, um dann nach montiertem Triebwerk die Zylinder auf die Kolben aufschieben zu können, oder aber es müßten die Zylinder­ bohrungen nach unten in das Kurbelgehäuse durchgearbei­ tet werden, um die Kolben von unten her einschieben zu können. Dies würde bei Maschinen mit engem Zylinderab­ stand bzw. bei möglichst kurzer Baulänge aber bewirken, daß diese Bohrungsverlängerungen in die Lagerstühle einschneiden und somit deren Auflageflächen verringern würden (dies ist beispielsweise bei Nockenwellenlagerun­ gen in Verbindung mit Tassenstößeln als Ventilbetäti­ gungselemente eine bekannte Maßnahme, hier sind aber die Bauteilbelastungen und Wellendrehzahlen nicht so hoch).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Ver­ fahren zur Montage des Triebwerkes aufzuzeigen, welches schnell und einfach durchführbar ist und eine weitestge­ hend automatisierte Montage ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhaf­ te Weiterbildungen des Verfahrens sind den weiteren Pa­ tentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, in dem Zylinderkur­ belgehäuse in dessen Wänden Durchbrüche vorzusehen, durch die hindurch nach dem Einsetzen der Kurbelwelle mit den Pleuelstangen in das Kurbelgehäuse von unten und nach dem Einschieben der Kolben von oben in die Zylinder die Kolbenbolzen montierbar sind. Durch dieses Verfahren können die Kurbelwelle mit den Pleuelstangen als eine Montageeinheit vormontiert oder gefertigt werden und auch die Kolben in herkömmlicher Weise von oben von der Zylinderkopfseite her montiert werden. Anschließend wer­ den die kleinen Pleuelaugen der Pleuelstangen mit den Kolbenbolzen-Bohrungen in den Kolben in eine Flucht ge­ bracht und die Kolbenbolzen durch die Durchbrüche hin­ durch montiert.

Bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine liegen da­ bei die Durchbrüche bevorzugt in einer axialen Flucht, so daß entweder von beiden Stirnseiten des Zylinderkur­ belgehäuses, bevorzugt jedoch von einer Stirnseite her alle Kolbenbolzen montierbar sind. Dabei wird von der von dieser Stirnseite am weitesten entfernt liegenden Verbindung begonnen und dann hintereinander alle Verbin­ dungen zwischen Kolben und Pleuelstangen hergestellt. Dabei wird alternierend jeweils ein Kolbenbolzen und dann der entsprechende Sicherungsring montiert. Jeweils ein Sicherungsring kann bereits vor dem Einschieben der Kolben in die Zylinder vormontiert werden.

Zur Erzielung einer schnellen und einfachen Montage kön­ nen in dem Zylinderkurbelgehäuse Anschläge vorgesehen sein, die eine Position der Kolben vorgeben, in denen diese ohne zusätzliche Ausrichtung oder Justierung in einer Flucht mit den in dem Zylinderkurbelgehäuse vorge­ sehenen Durchbrüchen liegen. Ferner kann zur Erzielung einer schnellen Montage bei Maschinen mit in einer Ebene liegenden Kurbelwellenkröpfungen die Kurbelwelle in einer Montagestellung so in das Kurbelgehäuse eingesetzt werden, daß ohne eine weitere Verdrehung der Kurbelwelle sämtliche Kolbenbolzen nur durch entsprechendes Inposi­ tionbringen der Pleuelstangen montiert werden können. Es braucht lediglich nach Montage des einen Kolbens die nächste Pleuelstange in Position gebracht, der Kolben darübergeschoben und der Kolbenbolzen montiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die anliegen­ de Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung ein Zylinder­ kurbelgehäuse einer Vierzylinder-Hubkol­ ben-Reihenbrennkraftmaschine in einem Längsschnitt entlang den Zylinderachsen, und

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II des Zylinderkurbelgehäuses nach Fig. 1 mit Einbaulage der Kurbelwelle mit montierten Pleuelstangen.

Die Figuren zeigen ein einteiliges gegossenes Zylinder­ kurbelgehäuse 10 für eine Vierzylinder-Hubkolben-Rei­ henbrennkraftmaschine mit vier Zylindern 1, 2, 3, 4 in einem oberen Zylindergehäuse 12 und einem daran ange­ formten nach unten offenen Kurbelgehäuse 14.

Das Zylinderkurbelgehäuse 10 weist zwei Stirnwände 15, 16 und drei Zwischenwände 18, 20, 22 auf, die nach unten in das Kurbelgehäuse 14 ragen bzw. stirnseitig dieses abschließen und die halbkreisförmigen Lagerstühle (all­ gemein mit 24 bezeichnet) für die Hauptlager 26 der in Fig. 2 schematisch dargestellten Kurbelwelle 28 tragen.

In der Fig. 1 sind in das Zylinderkurbelgehäuse 10 in die Zylinderbohrungen 1, 2, 3, 4 Hubkolben 30 üblicher Bauart eingeschoben, bis sie mit ihren unteren Stirnflä­ chen an Anschlägen 32 an den Lagerstühlen 24 anstehen. Die Anschläge 32 können beispielsweise durch an die La­ gerstühle 24 angegossene Nasen gebildet sein. In der durch die Anschläge 32 in Verbindung mit den Stirnflä­ chen der Kolbenmäntel vorgegebenen Position der Kolben 30 liegen diese in einer axialen Flucht mit kreissymme­ trischen Durchbrüchen 34 in der Stirnwand 15 und in den Zwischenwänden 18, 20, 22.

Wie der Querschnitt Fig. 2 zeigt, wird die Kurbelwelle 28 mit den vier montierten Pleuelstangen 38 von unten so in das Kurbelgehäuse 14 eingesetzt, daß deren um 180° zueinander versetzte Hubzapfen 36 bzw. deren Mittelach­ sen 40 in einer Ebene 42 liegen, die senkrecht zur Zy­ linder-Längsmittelebene 44 des Zylinderkurbelgehäuse 10 liegt. Mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung wird die Kurbelwelle 28 in ihrer Höhe so positioniert, daß die Pleuelaugen 46 bei einer umgekehrt V-förmigen Anstellung der Pleuelstangen 38 in einer axialen Flucht mit den Durchbrüchen 34 liegen.

Bei der Montage des Triebwerkes mit Kurbelwelle, Pleuel­ stangen und Kolben wird wie folgt verfahren:

Zunächst wird die Kurbelwelle 28 mit den Pleuelstangen 38 montiert oder gefertigt. Dies kann bei geteilten Pleuelstangen durch entsprechendes Montieren der großen Pleuelaugen auf den Hubzapfen der Kurbelwelle erfolgen oder bei einer gebauten Kurbelwelle mit geschlossenen großen Pleuelaugen durch eine entsprechende integrierte Fertigung.

Ferner werden die Kolben 30 in die Zylinder 1, 2, 3, 4 eingeschoben, wobei an jedem Kolben 30 jeweils ein Si­ cherungsring 50, wie in der Fig. 1 dargestellt, bereits vormontiert ist. Es versteht sich, daß die Kolben 30 bzw. deren Kolbenbolzen-Bohrungen 52 in einer axialen Flucht zueinander liegen müssen.

Sodann wird der von der Stirnwand 15 am weitesten ent­ ferntliegende Kolben 30 soweit in den Zylinder 4 einge­ schoben, daß dessen Kolbenmantel an dem Anschlag 32 an­ liegt. Anschließend wird die entsprechende Pleuelstange 38 wie in der Fig. 2 gezeigt verschwenkt, bis deren Pleuelauge 46 wie die Bohrungen 52 des Kolbens 30 in einer Flucht mit den Durchbrüchen 34 liegen. Dann wird von der Stirnwand 15 her der auf eine Pinole aufgescho­ bene Kolbenbolzen 51 (vgl. Fig. 2) durch die Durchbrüche 34 hindurch in den hintersten Kolben 30 eingetrieben und in einem weiteren Arbeitsgang der noch nicht montierte Sicherungsring 50 montiert. Dies kann ebenfalls mit einem pinolenähnlichen Werkzeug erfolgen.

In gleicher Weise wird der nächste Kolben 30 nach unten bis zum Anschlag 32 geschoben und wie vorbeschrieben der Kolbenbolzen und der Sicherungsring nach entsprechendem Verschwenken der korrespondierenden Pleuellagerstange montiert. Das gleiche geschieht mit den Kolben- und Pleuelstangen für den Zylinder 2 und schließlich für den Zylinder 1. Abschließend kann der Durchbruch 34 in der Stirnwand 15 mittels eines Verschlußstopfens 54 aus Kunststoff verschlossen werden.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungs­ beispiel beschränkt. So können auch Hubkolbenmaschinen mit mehr oder weniger Zylindern und auch mit mehreren Zylinderreihen, z. B. in V-Anordnung, entsprechend mon­ tiert werden. Ferner können in beiden Stirnwänden 15, 16 Durchbrüche vorgesehen sein und von beiden Seiten her die Kolbenbolzen montiert werden. Ggf. können auch nur in den Zwischenwänden 18, 20, 22 Durchbrüche vorgesehen sein und die Kolbenbolzen von innerhalb des Kurbelgehäu­ ses 14 aus montiert werden. Die Durchbrüche 34 können eigens zu diesem Zweck gebohrte Durchbrüche sein oder aber es können in Hubkolbenmaschinen, insbesondere in Brennkraftmaschinen, insbesondere in den Zwischenwänden ohnehin vorhandene Durchbrüche verwendet sein, deren Geometrie dann beliebig sein kann, sofern ein Kolbenbol­ zen durchschiebbar ist. Die Anordnung der Durchbrüche 34 richtet sich unter anderem nach den baulichen Gegeben­ heiten, sie wird jedoch vorzugsweise unterhalb den Zy­ linderlaufbahnen und oberhalb der Lagerstühle liegen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Montieren eines aus Kurbelwelle, zumin­ dest einer Pleuelstange und einem Kolben bestehenden Triebwerkes in das Zylinderkurbelgehäuse einer Hub­ kolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, da­ durch gekennzeichnet, daß

• - die Pleuelstangen (38) auf Hubzapfen (36) der Kur­ belwelle (28) montiert werden,
• - die Kolben (30) ohne Kolbenbolzen in die Zylinder eingeschoben werden,
• - die Kurbelwelle (28) mit Pleuelstangen (38) in das Zylinderkurbelgehäuse (10) eingesetzt wird, und
• - die Kolbenbolzen zum Verbinden der Pleuelstangen (38) mit den Kolben (30) durch Durchbrüche (34) in Wänden (15, 18, 20, 22) des Zylinderkurbelgehäuses hindurch montiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderkurbelgehäuse (10) Anschläge (32) für die Kolben (30) vorgesehen sind, die eine Kolbenposi­ tion bestimmen, in der die Kolbenbolzen-Bohrungen (52) der Kolben (30) mit den Durchbrüchen (34) in einer axialen Flucht liegen.

3. Verfahren nach den Ansprüche 1 und 2 an einem Zylin­ derkurbelgehäuse mit Stirnwänden und Zwischenwänden, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Stirnwand (15) und die Zwischenwände (18, 20, 22) mit Durchbrüchen (34) versehen werden und daß die Kolbenbolzen begin­ nend mit dem von der Stirnwand (15) mit Durchbruch (34) am weitesten entfernt liegenden Zylinder (4) hintereinander durch diesen Durchbruch (34) hindurch­ montiert werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einer Kurbelwelle (28) mit 180° zueinander versetzen Hubzapfen (36) die Kurbelwelle (28) in einer Position eingesetzt wird, bei der eine gedachte Ebene (42) entlang den Mittelachsen (40) der Hubzapfen (36) senkrecht zur Zylinderachsenebene (44) liegt und die umgekehrt V-förmig angestellten Pleuel­ stangen (38) bzw. deren die Kolbenbolzen aufnehmenden Pleuelstangenaugen (46) in einer Flucht mit den Durchbrüchen (34) liegen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Kol­ ben (30) mit bereits einseitig montiertem Sicherungs­ ring (50) in die Zylinder eingeschoben wird.