Technisches Gebiet

Um insbesondere einen Nockenwellenantrieb an einer schwer zugänglichen Stirnseite ei ner Brennkraftmaschine zu montieren, wird in DE 4025 126 A1 ein Montageträger vorge schlagen, auf dem die einzelnen Getriebeelemente des Nockenwellenantriebes vormon tiert werden. Dieser Montageträger wird danach an der Stirnseite der Brennkraftmaschine entsprechend positioniert, so dass die Getriebeelemente am Maschinengehäuse fixiert werden können. Hiernach wird der Montageträger abgezogen. In einer bevorzugten Aus führungsform ist der Montageträger mit federnden Haltern versehen, die die Schäfte der einzelnen Getriebeelemente zumindest teilweise umgreifen.

Aus dem Stand der Technik sind die Dokumente DE 102018 109239 A1 sowie die DE 201 206 56 U1 bekannt

Beschreibung

Entsprechend einer Aufgabe der vorliegenden Offenbarung soll ein Montageträger ange geben werden, der eine vereinfachte Handhabung ermöglicht. Entsprechend einer weite ren Aufgabe soll ein Montageträger angegeben werden, der unter beengten Bauraumver hältnissen angewendet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Unter ansprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Offenbarung aus. Die Unteransprüche können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschrei bung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Offenbarung zusätzlich.

Vorgesehen ist demgemäß ein Montageträger für bewegliche Komponenten, insbeson dere rotierbar lagerbare Komponenten eines Verbrennungsmotors, wobei die Komponen ten außerhalb des Verbrennungsmotors zumindest durch Halteabschnitte an dem Monta geträger in einer Montageposition gehalten werden, in der die Komponenten korrespon dierend zu Komponentenaufnahmen am Verbrennungsmotor ausgerichtet sind, wobei die Komponenten in eine betriebsbereite Position bringbar sind, in der die Komponenten die Halteabschnitte nicht mehr berühren und zumindest relativ zu dem Verbrennungsmotor an den Komponentenaufnahmen translatorisch oder rotatorisch gelagert sind.

Mit der betriebsbereiten Position ist eine Position der Räder gemeint, in der sie im Betrieb des Verbrennungsmotors ihre jeweilige Funktion erfüllen. Die Räder können einen Rie men, Zahnriemen oder eine Kette antreiben. Die Räder können auch von dem Riemen, Zahnriemen oder der Kette angetrieben werden. Bewegliche Komponenten können trans versal und rotatorisch gelagerte und bewegbare Komponenten sein. In der betriebsberei ten Position erfüllen die beweglichen Komponenten eine Funktion, beispielsweise durch Übertragung einer Bewegung auf ein anderes Bauteil. Als nicht abschließende Liste kann es sich bei den Komponenten um folgende Bauteile handeln: Nockenwellenantriebsrad, Spannschiene, Zahnriemenantriebsrad an einer Kurbelwelle, Antriebsrad einer Ölpumpe, Antriebsrad eines Kompressors, Antriebsrad einer hydraulischen oder teilhydraulischen Servolenkung, einer Wasserpumpe oder einer Vakuumpumpe.

Erfindungsgemäß ist der Montageträger aus einem flächigen Blech mit einer Stirnseite und einer Rückseite gebildet, wobei die Halteabschnitte aus zur Stirnseite und zur Rück seite umgebogenen Laschen gebildet sind. Dadurch wird eine Montageplatte bereitge stellt, die sehr einfach in einem Tiefziehverfahren hergestellt werden kann.

In einer Ausgestaltung sind einige der Komponenten Räder, an denen ein umlaufender, geschlossener Triebstrang anliegt, wobei die Räder in der Montageposition zwischen den Halteabschnitten und dem Triebstrang gehalten sind.

Bei Riementrieben, Zahnriementrieben, Steuerkettenantrieben und dergleichen kann es mitunter zu Fehlmontagen durch einen Winkelversatz zwischen Antriebsrädern gegenüber den Abtriebsrädern kommen. Dadurch können beispielsweise bei Nockenwellenantrieben die Steuerzeiten des Verbrennungsmotors falsch eingestellt sein. Dies kann weitestge hend ausgeschlossen werden, wenn der die Einheit am Verbrennungsmotor montierende Monteur die gesamte Einheit von Antriebsrad, Triebstrang und Abtriebsrädern sowie den umlaufenden Zahnriemen oder die umlaufende Kette in Augenschein nehmen kann, um eine richtige Winkellage kontrollieren zu können.

In einerweiteren Ausgestaltung ist der Triebstrang eine Steuerkette eines Nockenwellen antriebs, wobei die Räder eine Außenverzahnung aufweisen, welche mit der Steuerkette in Eingriff bringbar sind, wobei die Steuerkette durch eine Spannschiene in Umfangsrich tung auf einer Zugspannung gehalten werden, so dass die Räder in einer radialen Rich tung einwärts gegen die Halteabschnitte gedrückt werden.

Es wird somit eine Fixierung der beweglichen Komponenten durch spätere funktionelle Bauteile realisiert, nämlich durch den Triebstrang, also einen Zahnriemen, einen Flachrie men, einen Poly-V Riemen oder eine Steuerkette.

Aus einem Blech können ohne Hinterschnitte Laschen angeformt werden, welche die Komponenten vorder- und rückseitig umgreifen und so halten können.

In einer Ausgestaltung sind die Laschen versetzt zueinander angeordnet und sie definie ren eine Innenkontur, welche an eine Außenkontur der Räder angepasst ist, so dass die Räder gegen ein Kippen zu der Stirnseite oder Rückseite gesichert sind.

Beispielsweise können für jedes Rad drei Laschen an dem Montageträger angeordnet sein, die einen Halteabschnitt ausbilden. Eine Lasche kann einer Stirnseite des Montage trägers zugewandt sein und eine Lasche einer Rückseite.

Vorgesehen ist ferner ein Verfahren zum Montieren von gegenüber einem Verbrennungs motor beweglich angeordneten Komponenten mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Montageträgers mit daran angeordneten Halteabschnitten, wel che die Komponenten in einer Montageposition halten, wobei die Komponenten in der Montageposition gegenüber jeweils korrespondierenden Komponentenaufnahmen ausge richtet sind, wobei der Montageträger aus einem flächigen Blech mit einer Stirnseite und einer Rückseite gebildet ist und wobei die Halteabschnitte aus zur Stirnseite und zur Rückseite umgebogenen Laschen gebildet sind, b) Einführen der Montageplatte in eine entsprechende Aufnahme am Verbrennungs motor, c) Fixieren der Komponenten an den Aufnahmeabschnitten, wobei während des Fi xierens die Komponenten zumindest so weit von den Laschen entfernt werden, dass sie translatorisch oder rotatorisch beweglich sind, wobei der Montageträger im Verbrennungs motor verbleibt.

Wie bereits erwähnt, kann es sich bei den Komponenten um Räder handeln, an denen ein umlaufender geschlossener Triebstrang anliegt, wobei das Verfahren den folgenden Schritt aufweisen kann, welcher vor den oben genannten Schritten a) bis c) erfolgt: Vor spannen des Triebstrangs in Umfangsrichtung, so dass die Räder gegen ein Verlieren nach Außen gehalten werden.

Dadurch, dass der Montageträger am Motorblock verbleibt, muss kein konstruktiver Frei raum zur Entnahme des Montageträgers bereitgestellt werden. Der Freiraum muss nur so groß sein, dass er den Montageträger mit den daran befindlichen Komponenten in sich aufnehmen kann. Der Verbrennungsmotor kann dadurch insgesamt kompakter ausgeführt werden. Es versteht sich, dass dadurch auch eine Gewichtsersparnis erzielt wird.

Kurzbeschreibung der Figuren

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

Fig. 1: eine Ansicht eines flächigen Montageträgers mit daran angeordneten Rädern und einem umlaufenden Triebstrang;

Fig. 2: einen Verbrennungsmotor mit einer Aufnahme für einen Montageträger und zwei Nockenwellen;

Fig. 3: eine perspektivische Darstellung eines Nockenwellentriebs mit einem eingeführten Nockenwellenantrieb; und

Fig. 4: schematisch vier Schritte eines Verfahrens zur Montage eines Nockenwellenan triebs

Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend. Der Klarheit halber sind in den Zeichnungen zur Bezeichnung ähnlicher Elemente dieselben Bezugs zeichen verwendet. In der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zu verstehen, dass Orientierungs- oder Positionsbeziehungen, die durch die Begriffe "zentral", "längs", "quer", "Länge", "Breite", "Dicke", "oben", "unten", "vorne", "hinten", "links", "rechts", "verti kal", "horizontal", "oben", "unten", "innen", "außen", "rechts", "gegen den Uhrzeigersinn" bezeichnet werden. Orientierungs- oder Positionsbezeichnungen dienen lediglich der Er leichterung und Vereinfachung der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung, anstatt darauf hinzuweisen oder hinzuweisen, dass die erwähnten Vorrichtungen oder Elemente spezifische Orientierungen aufweisen und in bestimmten Orientierungen konstruiert und betrieben werden sollten, und können daher nicht als Einschränkung der vorliegenden Of fenbarung ausgelegt werden.

Der Einfachheit halber umfassen begrifflich im Folgenden Komponenten: Spannschienen, Steuerketten, Nockenwellenantriebsräder und Kurbelwellenräder. Der Begriff „Räder“ um fasst, Nockenwellenantriebsräder und Kurbelwellenräder, ein Antriebsrad einer Wasser pumpe, ein Antriebsrad eine Vakuumpumpe etc.

Figur 1 zeigt einen Montageträger 10 für einen zum Antreiben von zwei obenliegenden Nockenwellen 31 und 32 eines Verbrennungsmotors 20. An dem Montageträger 10 sind Räder, nämlich ein erstes Nockenwellenantriebsrad 11 und ein zweites Nockenwellenan triebsrad 12 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Nocken wellenantriebsräder 11 und 12 eine Außenverzahnung 14 auf, die sich in Eingriff mit einer vorgespannten umlaufenden Steuerkette 13 befinden. Es sind jedoch auch alternative, an einem Montageträger 10 montierbare Nockenwellenantriebe denkbar. Beispiele für alter native Nockenwellenantriebe sind Zahnriemenantriebe oder Außenverzahnungsgetriebe, die miteinander in direktem Eingriff stehende Zahnräder aufweisen. Weiterhin kann nicht nur der für den Antrieb der Nockenwellenantriebsräder 11 und 12 vorgesehene Antrieb ei nen erfindungsgemäßen Montageträger 10 aufweisen.

Außenverzahnungen oder Zahnriemen, die an einem Montageträger 10 vormontiert sind, beispielsweise Antriebe für eine Ölpumpe können ebenfalls an dem offenbarungsgemä ßen Montageträger 10 montiert sein. Weiterhin kann auch ein nicht dargestelltes Phasen verstellungsmodul in die Nockenwellenantriebsräder 11 und 12 integriert sein.

Der Montageträger 10 dient zum verliersicheren Transportieren und zum Einführen für be wegliche Komponenten. In einer betriebsbereiten Position sind die Komponenten des Ver brennungsmotors rotierbar gegenüber dem Verbrennungsmotor gelagert. Bei den Kompo nenten handelt es sich in dem Ausführungsbeispiel um Nockenwellenantriebsräder 11 und 12, sowie eine Steuerkette 13 und eine Spannschiene 15. Die Spannschiene 15 wird in nicht dargestellter Weise um die Z-Achse im Uhrzeigersinn vorgespannt, um die Steu erkette 13 unter einer in Umfangsrichtung 16 wirkenden Vorspannung zu halten. Eines der Räder ist ein Kurbelwellenrad 17, welches drehmomentübertragend mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden wird, um den Zahnriemen in der Umfangsrichtung 16 anzutreiben und dadurch eine Drehung mit halber Motordrehzahl auf die Nockenwellenan triebsräder 11 und 12 zu übertragen.

Die Komponenten, also die Nockenwellenantriebsräder 11 und 12, die Steuerkette 13 und das Kurbelwellenrad 17 werden außerhalb des Verbrennungsmotors zumindest durch Halteabschnitte 1, 2 und 7 an dem Montageträger 10 in einer Montageposition M gehal ten. In der Montageposition M sind die Komponenten 11 , 12, 15, 17 korrespondierend zu den Komponentenaufnahmen 21 , 22, 25, 27 am Verbrennungsmotor 20 ausgerichtet. Die exakte Ausrichtung der Komponenten 11 , 12, 25, 27 relativ zu den Komponentenaufnah men 21, 22, 25, 27 erfolgt bei der Befestigung der Komponenten 11, 12, 15, 17 an den Komponentenaufnahmen 21, 22, 25, 27. In der exakten Ausrichtung befinden sich die Komponenten 11 , 12, 25, 27 jeweils in einer betriebsbereiten Position B. Die betriebsbe reite Position B ist gestrichelt dargestellt leicht außerhalb der Montageposition P. Der Zahnriemen 13 hat aufgrund der durch die Spannschiene 15 herrschenden Vorspannung Spiel nach Außen, um die Bewegung der Komponenten 11, 12, 15 und 27 von der Monta geposition M in die betriebsbereite Position B zu ermöglichen.

Zumindest eine Lage der Komponentenaufnahmen 21 , 22, 25, 27 ist in Figur 2 dargestellt. Die Komponenten können außerhalb des Verbrennungsmotors an dem Montageträger 10 vormontiert in eine entsprechende Aufnahme 23 eingeführt werden und direkt mit den Komponentenaufnahmen 21 , 22, 25, 27 verbunden werden. An dem Verbrennungsmotor 20 sind dementsprechend Montagezugänge 24 angeordnet. Die Aufnahme 23 ist auch in X-Richtung betrachtet so schmal, dass eine Entfernung des Montageträgers 10 nicht mehr möglich ist, weil die Nockenwellenantriebsräder 11 und 12 nicht überwunden wer den können.

Eine erste Komponentenaufnahme 21 ist drehmomentübertragend mit einer linken No ckenwelle 31 verbunden. Die erste Komponentenaufnahme 21 weist nicht dargestellte Mittel auf, welche eine drehmomentübertragende Befestigung des Nockenwellenantriebs rads 11 mit der Komponentenaufnahme 21 ermöglichen.

Analog hierzu ist eine zweite Komponentenaufnahme 22 drehmomentübertragend mit ei ner rechten Nockenwelle 32 verbunden. Die zweite Komponentenaufnahme 22 weist nicht dargestellte Mittel auf, welche eine drehmomentübertragende Befestigung des Nocken wellenantriebsrads 11 mit der Komponentenaufnahme 22 ermöglichen. Analog hierzu ist eine dritte Komponentenaufnahme 27 drehmomentübertragend mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden. Die dritte Komponentenaufnahme 27 weist nicht dargestellte Mittel auf, welche eine drehmomentübertragende Befestigung des No ckenwellenantriebsrads 11 mit der dritten Komponentenaufnahme 27 ermöglichen.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Spannschiene 15 eine Achse 5 aufweist, die am Verbrennungsmotor in einer entsprechenden Komponentenaufnahme 25 fixierbar ist.

Bei der Montage der Komponenten 11, 12, 15, 17 an dem Verbrennungsmotor 21 in der oben beschriebenen Weise werden die Komponenten 11, 12, 15, 17 von der Montagepo sition M in eine betriebsbereite Position B gebracht.

Die Komponenten 11, 12, 15 und 27 werden bei der Montage in eine betriebsbereite Posi tion 2 gebracht, in der die Komponenten 11 , 12, 15 und 27 die Halteabschnitte 1 , 2 und 7 nicht mehr berühren und zumindest relativ zu dem Verbrennungsmotor an den Kompo nentenaufnahmen 21, 22, 25, 27 translatorisch oder rotatorisch gelagert sind.

Mit der betriebsbereiten Position B ist eine Position der Räder gemeint, in der sie im Be trieb des Verbrennungsmotors 20 ihre jeweilige Funktion erfüllen. In der betriebsbereiten Position B erfüllen die beweglichen Komponenten 11 , 12, 15 und 27 eine Funktion, näm lich die Übertragung einer Bewegung auf ein anderes Bauteil.

Es wird somit eine Fixierung der beweglichen Komponenten 11, 12, 15 und 27 durch spä tere funktionelle Bauteile realisiert, nämlich durch die Steuerkette 13.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Montageträger 10 aus einem flächigen Blech mit einer Stirnseite 6 und einer Rückseite 8 gebildet, wobei die Halteabschnitte 1, 2 und 7 aus zur Stirnseite 6 und zur Rückseite 8 umgebogenen Laschen 3 gebildet sind.

Die Laschen 3 sind voneinander beabstandet, jeweils eine mittlere Lasche 3 erstreckt sich in X- Richtung über die Stirnseite 6 und jeweils äußere Laschen 3‘ erstrecken sich entge gen der X-Richtung zur Rückseite 8. Die Laschen 3, 3‘ bilden zwischen sich eine Kontur aus, welche einer Außenkontur der Räder 11, 12, 17 entspricht.

Figur 4 zeigt ein Verfahren zum Montieren von gegenüber einem Verbrennungsmotor 20 beweglich angeordneten Komponenten 11, 12, 13, 15 17 mit einem Montageträger 10 in vier Schritten. Es wird auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen.

In Schritt 41 wird der Triebstrang (die Steuerkette 13) in Umfangsrichtung 16 vorgespannt, so dass die Räder 11, 12, 17 gegen ein Verlieren nach Außen gehalten werden. In X- Richtung werden die Räder 11, 12, 17 durch Halteabschnitte 1, 2, 7 in Position gehalten. Die Position außerhalb des Verbrennungsmotors 20 ist die Montageposition M.

In einem Schritt 42 wird der vormontierte Montageträger 10 für die Einführung in eine Auf- nähme 23 am Verbrennungsmotor 20 bereitgestellt. Die Komponenten 11, 12, 15 17 sind in der Montageposition M gegenüber jeweils korrespondierenden Komponentenaufnah men 21, 22, 25, 27 am Verbrennungsmotor 20 grob positioniert. Ein Monteur oder ein Ro boter kann den Montageträger 10 vor der Einführung in Schritt 43 kontrollieren, um einen Winkelversatz oder einen Versatz in X-Richtung der Räder 11, 12 und 17 korrigieren zu können.

In Schritt 43 erfolgt das Einführen der Montageplatte 10 in eine entsprechende Aufnahme am Verbrennungsmotor 20. In Schritt 44 erfolgt das Fixieren der Komponenten 11, 12, 15 und 17 an den Komponentenaufnahmen 21, 22, 25, 27, wobei während des Fixierens die Komponenten 11, 12, 15, 17 zumindest so weit von den Halteabschnitten 3, 3‘ entfernt werden, dass sie translatorisch oder rotatorisch beweglich sind, wobei der Montageträger 10 nach Schritt 44 im Verbrennungsmotor 20 verbleibt.

Bezugszeichenliste:

1 Halteabschnitt

2 Halteabschnitt

3 Lasche

3‘ Lasche

5 Achse

6 Stirnseite

7 Halteabschnitt

8 Rückseite

10 Montageträger

11 Nockenwellenantriebsrad

12 Nockenwellenantriebsrad

13 Steuerkette

14 Außenverzahnung

15 Spannschiene

16 Umfangsrichtung

17 Kurbelwellenrad

20 Verbrennungsmotor

21 Komponentenaufnahmen

22 Komponentenaufnahmen

23 Aufnahme

25 Komponentenaufnahmen

27 Komponentenaufnahmen

31 Nockenwelle

32 Nockenwelle

B betriebsbereite Position

M Montageposition