Technisches Gebiet

Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Nockenwellenantriebes, insbesondere eines Kettennockenwellenantriebes mit einem Triebstrang. Bei dem Triebstrang kann es sich im Prinzip um einen Zahnriemen oder um eine Nockenwelle handeln, die später beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen allerdings Nockenwellenantriebe mit Steuerkette. Insbesondere betrifft die Offenbarung ein Verfahren zur Montage eines Nockenwellenantriebes, der eine Einlassnockenwelle und eine Auslassnockenwelle aufweist. Bei diesen Nockenwellenantrieben verläuft die Steuerkette V-förmig von einem Kurbelwellenrad zu zwei Nockenwellenantriebsrädern.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 36 36 918 A1 bettrifft einen Kettenspanner für einen Verbrennungsmotor. Bei diesem Kettenspanner ist ein in einem Gehäuse geführter Dämpfungskolben von einer Feder in Kettenspannrichtung axial beaufschlagt. Der Dämpfungskolben ist mittels eines Montageringes im Gehäuse blockierbar. Um den Dämpfungskolben mittels eines Werkzeugs von außen in Blockierstellung bringen zu können und die Blockierung leicht ohne Werkzeug lösen zu können, ist der Montagering in eine mit einer Schräge und einer Rastfläche versehene Nut des Dämpfungskolbens eingeschnappt. Unter Verwendung eines in einen Spalt einsteckbaren Werkzeugs gelangt der Montagering auf die Rastfläche. Dabei greift er in eine Rille des Gehäuses und blockiert die Bewegung des Dämpfungskolbens.

Nach der Montage ist der T riebstrang lose, der Kettenspanner hat keinen Kontakt zu der Spannschiene und eine darauf wirkende federbelastete Spanneinrichtung ist blockiert bzw. verriegelt. Dies kann zu einer Lücke zwischen dem Kurbelwellenrad und dem Triebstrang führen, da der Triebstrang nach unten durchhängt und dabei außer Eingriff mit dem Kurbelwellenrad gelangen kann. Die Nockenwellenräder können nicht fixiert werden, da sich der Triebstrang relativ zu dem Kurbelwellenrad bewegen kann. Es kann zu einem Steuerzeitenfehler kommen, weiterhin kann das Kurbelwellenrad beim Verschrauben mit der Kurbelwelle durchdrehen, was mitunter bei der Montage nicht auffällt und bei der Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors zu Motorschäden führen kann. Beschreibung

In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung soll ein Verfahren angegeben werden, das die Montage eines Nockenwellenantriebs ohne Werkzeug zur Entriegelung der Spanneinrichtung ermöglicht.

Diesem Aspekt begegnen die unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Offenbarung aus. Die Unteransprüche können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Offenbarung zusätzlich.

Offenbart ist demgemäß ein Verfahren zur Montage eines Nockenwellenantriebs eines Verbrennungsmotors, aufweisend die Schritte: i. Bereitstellung des auf einer Grundplatte vormontierten Nockenwellenantriebs mit einem Triebstrang, welcher formschlüssig an einem ersten Nockenwellenantriebsrad, einem zweiten Nockenwellenantriebsrad und einem Kurbelwellenrad anliegt, die Grundplatte ferner aufweisend eine Spanneinrichtung, welche von einer Montagestellung, in welcher sie den Triebstrang nicht belastet, in eine Spannstellung, in welcher sie den Triebstrang unter Spannung hält, bringbar ist, ii. verdrehfestes Blockieren des zweiten Nockenwellenantriebsrads und des Kurbelwellenrads, iii. Drehen des ersten Nockenwellenantriebsrads in einer ersten Drehrichtung, bei der ein zwischen dem ersten Nockenwellenantriebsrad und dem zweiten Nockenwellenantriebsrad befindlicher Abschnitt des Triebstrangs gelockert wird und der Triebstrang in Anlage mit einer Spanneinrichtung gelangt, iv. Lösen einer zwischen dem Kurbelwellenrad und dem ersten Nockenwellenantriebsrad vorgesehenen, auf den Triebstrang wirkenden Spanneinrichtung, v. Drehen des ersten Nockenwellenantriebsrads in einer zweiten, zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung, so dass die Spannvorrichtung den Triebstrang spannt; und vi. Fixieren des ersten Nockenwellenantriebsrads mit einer ersten Nockenwelle, des zweiten Nockenwellenantriebsrads mit einer zweiten Nockenwelle und des Kurbelwellenrads mit einer Kurbelwelle. Gattungsgemäße Triebstränge wie Zahnriemen und Steuerketten können als Einheit, gebildet aus einem Nockenwellenantriebsrad für die Einlassnockenwelle und einem Nockenwellenantriebsrad für die Auslassnockenwelle und einem Kurbelwellenrad vormontiert werden. Diese Einheit, gebildet aus einem Nockenwellenantriebsrad für die Einlassnockenwelle und einem Nockenwellenantriebsrad für die Auslassnockenwelle und einem Kurbelwellenrad ist auf einer Grundplatte vormontiert. Die Grundplatte erleichtert das Einführen der Einheit in die entsprechende Position stirnseitig am Verbrennungsmotor.

Die Grundplatte mit der so ausgestalteten Spannvorrichtung kann in Verbrennungsmotoren verbaut werden, bei der die Spannvorrichtung nach der Montage der Grundplatte im Verbrennungsmotor gar nicht mehr zugänglich ist. Die Spannvorrichtung wird aktiviert beziehungsweise gelöst, indem sie einmal in eine Richtung entgegengesetzt zur späteren Spannrichtung eingedrückt wird, bis sich eine Entriegelungsvorrichtung mit einem Rasthaken oder dergleichen löst. Diese Spannvorrichtung ist wie gesagt im Zustand nach dem Einführen der Grundplatte in den Verbrennungsmotor nicht mehr zugänglich.

In einer Ausgestaltung wird die die Spanneinrichtung haltende Entriegelungsvorrichtung alleine durch Aufbringen einer Kraft entgegen einer späteren Wirkrichtung gelöst, wobei ein Moment, mit welchem das erste Nockenwellenrad in die erste Drehrichtung gedreht wird, so hoch gewählt wird, dass die Spanneinrichtung entsprechend durch eine Straffung des Triebstrangs die Kraft zum Lösen der Spanneinrichtung aufbringt, wobei die Spanneinrichtung im gelösten Zustand in einer Wirkrichtung entgegen der Kraft auf den Triebstrang wirkt und diesen somit spannt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Grundplatte mit einem vormontierten Nockenwellenantrieb und mit einem Triebstrang angegeben. Der Triebstrang liegt formschlüssig an einem ersten Nockenwellenantriebsrad, einem zweiten Nockenwellenantriebsrad und einem Kurbelwellenrad an. Die Grundplatte weist ferner die Spanneinrichtung auf, welche von einer Montagestellung, in welcher sie den Triebstrang nicht belastet, in eine Spannstellung, in welcher sie den Triebstrang unter Spannung hält, bringbar ist. Dabei wird die Spanneinrichtung alleine durch Aufbringen einer Kraft entgegen einer späteren Wirkrichtung gelöst (entriegelt). Hierfür ist auf das erste Nockenwellenantriebsrad ein Moment aufbringbar, welches durch eine Straffung des Triebstrangs die Kraft zum Entriegeln einer die Spanneinrichtung in der Montagestellung haltenden Entriegelungsvorrichtung aufbringt.

Die Montage des Nockenwellenantriebs am Verbrennungsmotor ist dadurch vereinfacht, wodurch Fehler ausgeschlossen werden können. Es ist kein Werkzeug zur Entriegelung der Spanneinrichtung bzw. der Entriegelungsvorrichtung notwendig, die Entriegelung kann von außen erfolgen.

Die Grundplatte mit einem vormontierten Nockenwellenantrieb ist somit an einem Verbrennungsmotor verwendbar, weicher eine Montageposition aufweist, an welchen die Grundplatte nur anbringbar ist, wenn eine an der Grundplatte angeordnete Spanneinrichtung in eine Montagestellung geschwenkt und in dieser verriegelt ist, i. wobei die Spanneinrichtung in der Montagestellung keine Spannkraft auf den Triebstrang ausübt und wobei ii. zur Überführung der Spanneinrichtung von der Montagestellung in eine betriebsbereite Stellung, in welcher eine die Spanneinrichtung haltende Entriegelungsvorrichtung entriegelt ist und in der die Spanneinrichtung in einer Wirkrichtung auf den Triebstrang drückt und diesen somit spannt, iii. eine Kraft entgegen der späteren Wirkrichtung aufzubringen ist, iv. wobei die Kraft mangels Zugänglichkeit der Spanneinrichtung an der Montageposition auch durch eine Zugspannung im Triebstrang, hervorgerufen durch ein Verdrehen eines Nockenwellenantriebsrads gegenüber einem Kurbelwellenrad, aufgebracht werden kann.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken. Es zeigen:

Fig. 1 A: schematisch einen Nockenwellenantrieb mit einem V-förmig verlaufenden Steuertrieb in einer Grundstellung;

Fig. 1 B: schematisch den Nockenwellenantrieb aus Figur 1 A mit einem zwischen einem ersten und einem zweiten Nockenwellenantriebsrad befindlichen Abschnitt eines Triebstrangs, welcher durchhängt, da das erste Nockenwellenantriebsrad im Uhrzeigersinn gedreht wird;

Fig. 1C den Nockenwellenantrieb aus den Figuren 1A und 1 B in einer dritten Lage, in welcher das erste Nockenwellenantriebsrad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, so dass der zwischen dem ersten und dem zweiten Nockenwellenantriebsrad befindliche Abschnitt in Anlage mit einer Gleitschiene gelangt und der T riebstrang gespannt wird; und Fig. 2 schematisch in sechs Schritten ein Verfahren zur Montage eines Nockenwellenantriebs für einen Verbrennungsmotor.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend. Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen zur Bezeichnung ähnlicher Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.

Ein Triebstrang 41 ist in den Figuren 1A bis 1C schematisch dargestellt. Der Triebstrang 41 ist Teil eines Nockenwellenantriebes 40. Der Triebstrang 41 ist dazu ausgestaltet, eine Drehbewegung bei einem gleichbleibenden Übersetzungsverhältnis zwischen einem Kurbelwellenrad 30 und einem ersten Nockenwellenantriebsrad 10 und einem zweiten Nockenwellenantriebsrad 20 zu übertragen. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei 1 zu 2, das heißt, dass eine vollständige 360° Umdrehung des Kurbelwellenrads 30 eine halbe 180°

Drehung der Nockenwellenantriebsräder 10 und 20 bewirkt. Es sollte möglichst gar kein Schlupf auftreten, weshalb hierfür formschlüssige Zahnriemen und Kettenantriebe etabliert sind. In einer dargestellten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Triebstrang 41 um eine Steuerkette, welche über eine Spannschiene 44 unter Spannung gehalten wird. Der Triebstrang 41 betätigt Nockenwellen 11 und 12 eines nur schematisch angedeuteten Verbrennungsmotors 60.

In kompakten Verbrennungsmotoren 60 herrschen beengte Platzverhältnisse. Der Nockenwellenantrieb 40 ist auf einer Grundplatte 45 montiert, so dass die gesamte Einheit aus dem ersten Nockenwellenantriebsrad 10, dem zweiten Nockenwellenantriebsrad 20 und dem Kurbelwellenrad 30 mit dem diese V-förmig umschlingenden Triebstrang 41 und der Spannschiene 44 an einen entsprechenden Montageposition 61 am Verbrennungsmotor 60 angebracht werden kann. Das Anbringen gelingt jedoch nur, wenn eine Spanneinrichtung 43 zur Vorspannung des Triebstrangs 41 in einer Montagestellung 46 befindlich ist. In der späteren Spannstellung 47 ist die Spannvorrichtung 43 nicht mehr zugänglich bzw. der Triebstrang 41 kann nicht mehr mit Keilen blockiert werden.

Die Figuren 1A bis 1C zeigen drei Grundstellungen, in welchen sich der Nockenwellenantrieb 40 während der Montage im Verbrennungsmotor 60 befindet. Die Grundplatte 45 weist einen vormontierten Nockenwellenantrieb 40 und mit einem Triebstrang 41 auf, welcher formschlüssig an einem ersten Nockenwellenantriebsrad 10, einem zweiten Nockenwellenantriebsrad 20 und einem Kurbelwellenrad 30 anliegt. Die Grundplatte 45 weist ferner die besagte Spanneinrichtung 43 auf, welche von einer Montagestellung 46, in welcher sie den Triebstrang 41 nicht belastet, in eine Spannstellung 47, in welcher sie den Triebstrang 41 unter Spannung hält, gebracht werden kann. Dabei wird die Spanneinrichtung 43 alleine durch Aufbringen einer Kraft F entgegen einer späteren Wirkrichtung 48 (Federkraft der Spanneinrichtung 43) gelöst. Hierfür ist auf das erste Nockenwellenantriebsrad 10 über einen nicht dargestellten Drehmomentschlüssel ein Moment M51 aufbringbar, welches durch eine Straffung des Triebstrangs 41 die Kraft F zum Entriegeln einer die Spanneinrichtung 43 in der Montagestellung 46 haltenden Entriegelungsvorrichtung 49 aufbringt. Die entsprechende Situation ist in Figur 1 B dargestellt. Der Abschnitt 42 des Triebstranges 41 ist durchhängend dargestellt, der Triebstrang 41 ist zwischen dem Kurbelwellenrad 30 und dem ersten Nockenwellenantriebsrad 10 gespannt.

Man kann in dieser Lage das erste und das zweite Nockenwellenantriebsrad 10, 20 bewegen und auch fixieren, üblicherweise über Schrauben. Die entsprechenden nicht dargestellten Schrauben sind für Werkzeuge noch zugänglich. Ebenfalls sind Abschnitte des Triebsstrangs 41 noch zugänglich, um diese ggf. festzuhalten.

Figur 1 A zeigt eine Grundplatte 45 mit einem vormontierten Nockenwellenantrieb 40 an einem Verbrennungsmotor 60, weicher eine Montageposition 61 aufweist, an welchen die Grundplatte 45 nur anbringbar ist, wenn eine an der Grundplatte 45 angeordnete Spanneinrichtung 43 in eine Montagestellung 46 geschwenkt und in dieser verriegelt ist.

Die Spanneinrichtung 43 übt in der Montagestellung 46 keine Spannkraft auf den Triebstrang 41 aus. Zur Überführung der Spanneinrichtung 43 von der Montagestellung 46 in eine betriebsbereite Stellung 47, in weicher eine die Spanneinrichtung 43 haltende Entriegelungsvorrichtung 49 entriegelt ist und in der die Spanneinrichtung 43 in einer Wirkrichtung 48 auf den Triebstrang 41 drückt und diesen somit spannt, ist eine Kraft F entsprechend Figur 1 B aufzubringen. Die Kraft F ist dabei entgegen der späteren Wirkrichtung 48 aufzubringen. Es ist nun vorgesehen, dass die Kraft F mangels Zugänglichkeit der Spanneinrichtung 43 an der Montageposition 61 auch durch eine Zugspannung im Triebstrang 41 , hervorgerufen durch ein Verdrehen eines Nockenwellenantriebsrads 10 gegenüber einem Kurbelwellenrad 30, aufgebracht werden kann.

Somit kann ein Verfahren entsprechend der Figur 2 zur Anwendung kommen, bei dem in einem ersten Schritt 101 ein auf einer Grundplatte 45 vormontierter Nockenwellenantriebs 40 bereitgestellt wird. Dieser weist einen Triebstrang 41 auf, welcher formschlüssig an einem ersten Nockenwellenantriebsrad 10, einem zweiten Nockenwellenantriebsrad 20 und einem Kurbelwellenrad 30 anliegt. Die Grundplatte 45 weist ferner eine Spanneinrichtung 43 auf, welche von einer Montagestellung 46, in welcher sie den Triebstrang 41 nicht belastet, in eine Spannstellung 47, in welcher sie den T riebstrang 41 unter Spannung hält, bringbar ist. Die Spanneinrichtung 43 hält den Triebstrang mit einer nicht dargestellten Feder unter Spannung. Die Kraft F muss demnach die von der Feder ausgeübte Spannkraft (in Wirkrichtung 48, siehe Figur 1C) überwinden.

In einem zweiten Schritt 103 erfolgt ein verdrehfestes Blockieren des zweiten Nockenwellenantriebsrads 10 und des Kurbelwellenrads 30. Das Blockieren erfolgt durch Keile oder gar nur durch ein Festhalten der Räder 10, 20, 30.

In einem dritten Schritt 103 erfolgt Drehen des ersten Nockenwellenantriebsrads 10 in einer ersten Drehrichtung 51 , bei der ein zwischen dem ersten Nockenwellenantriebsrad 10 und dem zweiten Nockenwellenantriebsrad 20 befindlicher Abschnitt 42 des Triebstrangs 41 gelockert wird und der T riebstrang 41 in Anlage mit einer Spanneinrichtung 43 gelangt. Die erste Drehrichtung 51 ist in der dargestellten Ansicht im Uhrzeigersinn. Der Abschnitt 42 hängt dann durch, die übrigen Abschnitte zwischen dem Kurbelwellenrad 30 und dem ersten Nockenwellenantriebsrad 10 und zwischen dem Kurbelwellenrad 30 und dem zweiten Nockenwellenantriebsrad 20 sind gespannt. Das Drehmoment wird mit einem Werkzeug, insbesondere einem Drehmomentschlüssel aufgebracht.

In Schritt 104 erfolgt ein Lösen einer zwischen dem Kurbelwellenrad 30 und dem ersten Nockenwellenantriebsrad 10 vorgesehenen, auf den Triebstrang 41 wirkenden Spanneinrichtung 43. Das Lösen erfolgt durch Entriegeln der Entriegelungsvorrichtung 49.

In Schritt 105 erfolgt ein Drehen des ersten Nockenwellenantriebsrads 10 in einer zweiten, zur ersten Drehrichtung 51 entgegengesetzten Drehrichtung 52, so dass die Spannvorrichtung 43 Triebstrang 41 spannt. Dies erfolgt wiederum vorzugsweise mit dem Drehmomentschlüssel.

In Schritt 106 erfolgt ein Fixieren des ersten Nockenwellenantriebsrads 10 mit einer ersten Nockenwelle 11 , des zweiten Nockenwellenantriebsrads 20 mit einer zweiten Nockenwelle 21 und des Kurbelwellenrads 30 mit einer Kurbelwelle 31 . Das Fixieren erfolgt über nicht dargestellte Schrauben, welche die Räder 10, 20 und 30 durchdringen und diese an den Wellen 11 , 21 , 31 reibschlüssig halten. Die Entriegelungsvorrichtung 49 wird dabei wie gesagt alleine durch Aufbringen einer Kraft F entgegen einer späteren Wirkrichtung 48 gelöst. Ein Moment M51 , mit welchem das erste Nockenwellenrad 10 in die erste Drehrichtung 51 gedreht wird (siehe Figur 1 B) wird so hoch gewählt, dass die Spanneinrichtung 43 entsprechend durch eine Straffung des Triebstrangs 41 die Kraft F zum Entriegeln der Entriegelungsvorrichtung 49 entgegen der Federkraft der Spanneinrichtung 43 aufbringt. Die Spanneinrichtung 43 wirkt im gelösten Zustand in einer Wirkrichtung 48 entgegen der Kraft F auf den Triebstrang 41 wirkt und spannt diesen somit.

Gleichwohl zumindest ein Ausführungsbeispiel in der vorangegangenen Beschreibung sowie der Figurenbeschreibung dargestellt wurde, sollte man anerkennen, dass eine hohe Anzahl an Variationen existiert. Weiterhin sollte man anerkennen, dass das Ausführungsbeispiel bzw. die Ausführungsbeispiele nur Beispiele sind und dass sie nicht dazu dienen, den Schutzbereich, die Anwendbarkeit oder die genaue Ausgestaltung in irgendeiner Art und Weise zu beschränken. Vielmehr stellen die Beschreibung sowie die Figurenbeschreibung für den Fachmann eine nützliche Anleitung zur Implementierung mindestens einer Ausführungsform bereit, dabei sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen in der Form und Funktion der beschriebenen

Merkmale vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Ansprüche und deren Äquivalente zu verlassen.

Bezugszeichenliste:

10 erstes Nockenwellenantriebsrad

11 Nockenwelle

20 zweites Nockenwellenantriebsrad

21 Nockenwelle

30 Kurbelwellenrad

31 Kurbelwelle

40 Nockenwellenantrieb

41 Triebstrang

42 Abschnitt

43 Spanneinrichtung

44 Spannschiene

45 Grundplatte

46 Montagestellung

47 Spannstellung

48 Wirkrichtung

51 erste Drehrichtung

52 zweite Drehrichtung

60 Verbrennungsmotor

61 Montageposition

101 Schritt

102 Schritt

103 Schritt

104 Schritt

105 Schritt

106 Schritt

F Kraft

M51 Drehmoment