DE3875123T2

DE3875123T2 - Vorrichtung und verfahren zur regelung von nokkenwellen.

Info

Publication number: DE3875123T2
Application number: DE8888904695T
Authority: DE
Inventors: Bernt Ejbyfeldt
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1988-05-10
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2008-05-11
Also published as: DE3875123D1; ATE81186T1; EP0417086B1; JPH02503459A; EP0417086A1; WO1988008918A1; SE8701959D0; SE458137B; SE8701959L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den jeweiligen Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3.
Wie dies allgemein bekannt ist, ist die Zusammenarbeit zwischen den Bewegungen des Kolbens und der Ventile in einem Verbrennungsmotor von entscheidender Wichtigkeit ftir die Wirksamkeit des Motors in bezug auf den Wirkungsgrad, den Brennstoffverbrauch und das Ausstoßen unverbrannter Gase. Demzufolge ist eine genaue Einstellung der winkelmäßigen Stellung der Nockenwelle in bezug auf die winkelmäßige Einstellung der Kurbelwelle zum Vermindern von Betriebskosten und der Einwirkung auf die Umwelt sehr wichtig.
Bei den meisten bekannten Einstellverfahren, bei denen die Kraft-Übertragung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle oder den Nockenwellen aus einem Zahnriemen oder einer Kette besteht, die jeweils mit Übertragungsrädern zusammenwirken, die fest mit der jeweiligen Welle verbunden sind, werden die Zahnriemen zunächst abgenommen und die Übertragungsräder werden dann in Einstell-Stellungen verdreht, die durch Marken, z.B. in Form von Keilnuten, auf den Übertragungsrädern angegeben sind, die mit gegenüberliegenden Marken auf benachbarten Teilen des Zylinderblockes und des Kurbelgehäuses in Übereinstimmung gebracht werden. Die Zahnriemen werden dann wieder aufgelegt und gespannt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Einstellen nur durch Augenschein durchgeführt wird, wodurch eine geringere Einstell-Genauigkeit erzeugt wird, als diejenige, die durch Herstellungstoleranzen ermöglicht werden könnte, die während der Produktion der erwähnten Markierungen erzielbar ware. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Zahnriemen, die auf den in Stellung gebrachten Antriebsrädern befestigt worden sind, relativ große Grundfehler-Toleranzen haben, die die Gesamtabweichung in hohem Maß so beeinflussen, daß die genaue Einstellung schwierig zu erreichen ist.
In der DE-A-3 131 278 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3 für einen Verbrennungsmotor mit nur einer Kurbelwelle bekannt und in der DE-A-3 029 858 ist eine Kraft-Übertragung bekannt, die ähnlich derjenigen ist, die in den Ansprüchen definiert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen des Verbrennungsmotors in einem Auto mit doppelter Nockenwelle anzugeben, das die erwähnten Nachteile nicht aufweist und das einfach auszuführen ist und das es darüber hinaus ermöglicht, die Einstellung durch eine einzige Person durchführen zu lassen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die im Anspruch 1 offenbarten, unterscheidenden Merkmale aufweist. Da die Wellen von den Übertragungsrädern gelöst werden können, wird die Einstellung mit einem gespannten Synchronisierungsriemen durchgeführt, der, unabhängig von der Verminderung der Anzahl der Verfahrensschritte, im Vergleich mit den bekannten Verfahren, bei denen die Riemen entfernt werden, auch dazu führt, daß die Wirkung der Riemen-Toleranzen beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschaltet ist. Durch die Verwendung genau bestimmter, maschinell bearbeiteter Flächen an Kurbel- und Nockenwellen können die Fehlertoleranzen im Vergleich zur Benutzung von Keilnuten oder dergleichen auf den Übertragungsrädern und damit zusammenwirkender Markierungen auf dem Zylinderblock oder dem Kurbelgehäuse vermindert werden und die Verwendung von Werkzeugen führt dazu, daß Abweichungen aufgrund von Arbeiten mit dem Auge ausgeschaltet werden. Auf diese Weise wird es ermöglicht, daß die Einstellungsgenauigkeit um mehr als das erhöht wird, was sich nur auf das Abnehmen der Herstellungstoleranzen bezieht.
Die unterscheidenden Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, sind im Anspruch 3 offenbart.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nach der Durchsicht der folgenden, genauen Beschreibung einer Anwendung des Verfahrens bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung leichter verstanden werden können, wobei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist. Es zeigen:
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht von hinten der Vorrichtung nach Fig. 1; und
Fig. 3 und 4 stellen ein Werkzeug zur winkelmäßigen Einstellung der Nockenwellen bei einem Verbrennungsmotor dar, der zwei Nockenwellen aufweist.
In Fig. 1 ist ein üblicher Verbrennungsmotor dargestellt, wie er sich bei Betrachtung von vorne zeigt. Die Kurbelwelle hat ein Übertragungsrad 1, welches dann, wenn der Motor in Betrieb ist, über einen Zahnriemen 2 zwei Nockenwellen durch Zusammenarbeit mit deren Übertragungsrädern 3, 4 antreibt. Der Zahnriemen 2 läuft ferner über ein Führungsrad 5 und über einen hydraulischen Riemenspanner 6, der automatisch sicherstellt, daß eine korrekte Zahnriemenspannung aufrecht erhalten wird.
Die Übertragungsräder 3 und 4 sind an den Nockenwellen durch eine geeignete Bauart einer lösbaren Reibungsverbindung so befestigt, daß die Räder leicht in bezug auf die jeweilige Welle verdrehbar gemacht werden können. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, durch Verwendung bearbeiteter Flächen an den Wellen eine genauere Einstellung zu erreichen. Wie dies aus dem geschnittenen Abschnitt in Fig. 1 hervorgeht, wird dort ein Anschlag 7 am hinteren Gegengewicht 8 der Kurbelwelle zum Einstellen der winkelmäßigen Einstellung der Kurbelwelle verwendet. In Fig. 1 ist dieser Anschlag so dargestellt, daß er im Eingriff mit einem Werkzeug 9 ist, das in eine Bohrung im Kurbelgehäuse eingeschoben worden ist. Selbstverständlich können auch andere Flächen an einer Kurbelwelle zusammen mit einem entsprechenden Werkzeug zum Einstellen der Kurbelwelle 1 in eine genau bestimmte Winkelstellung benutzt werden. Der Anschlag am hinteren Gegengewicht der Kurbelwelle 1 ist jedoch eine besonders geeignete Fläche, da dies auch eine Bezugsfläche bei der Herstellung der Kurbelwelle darstellt.
Wie aus den Figuren ersehen werden kann, hat der Motor, bei dem die Erfindung angewendet wird, zwei Nockenwellen 10, 11. Obgleich dasselbe Prinzip sowohl für Nocken- aus auch für Kurbelwellen für ihre jeweilige Einstellung verwendet werden kann, z.B. dadurch, daß es einer Nocken-Fläche der Nockenwelle ermöglicht wird, mit einem entsprechenden Werkzeug zusammenzuwirken, das in eine Öffnung des Zylinderblockes eingeschoben wird, wird ein Kombinationswerkzeug 12 zum gleichzeitige Einstellen der winkelmäßigen Stellung beider Nockenwellen 10, 11 benutzt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Das Kombinationswerkzeug 12 ist in einem größeren Maßstab in den Fig. 3 und 4 dargestellt und umfaßt im wesentlichen zwei Hebel 13, 14 mit rechteckigem Querschnitt, deren einander gegenüberliegende Endabschnitte unverdrehbar mit den hinteren Enden der jeweiligen Nockenwellen 10, 11 verbunden sind, während die anderen Endabschnitte dieser Hebel in der Einstellage der Nockenwellen flach aneinander liegen, wodurch eine genau bestimmte winkelmäßige Stellung der Nockenwellen erzielt wird. Die unverdrehbare Verbindung zwischen dem Nockenwellenende und dem Hebel kann durch ein Nockenwellenende erreicht werden, das mit einem Querschlitz versehen ist, der seinerseits mit einem entsprechenden, quer verlaufenden Vorsprung 16 zusammenwirkt, der auf dem entsprechenden Hebel-Endabschnitt angebracht ist; das Hebelende wird dann mit einem Gewinde im Nockenwellenende verschraubt, um den Hebel axial festzulegen. Wie dies aus Fig. 2 hervorgeht, können die Nockenwellen in ihren Einstell-Stellungen mit Hilfe einer Mutter 18 festgelegt werden, die auf einem Bolzen 17 aufgeschraubt wird, der von einem Hebel 14 absteht und in einem Loch des anderen Hebels 13 aufgenommen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der winkelmäßigen Stellung der Nockenwellen in Verbindung mit der Stellung der Kurbelwelle ist extrem einfach und wird nun anhand der Vorrichtung beschrieben, die in den Figuren dargestellt ist.
In der Ausgangsstellung sind die Übertragungsräder 3 und 4 fest mit ihren jeweiligen Wellen verbunden und der Riemen ist gespannt. Der erste Verfahrensschritt des Verfahrens besteht darin, die Reibungsverbindung an den Nockenwellen so zu lösen, daß diese relativ zu den Übertragungsrädern gedreht werden können. Die winkelmäßigen Stellungen der Nockenwellen werden dann mit Hilfe der Hebel 13, 14 eingestellt, die miteinander in Eingriff gebracht worden sind, wie dies in Fig. 2 in durchgezogenen Linien dargestellt ist; danach werden die Hebel in dieser Stellung mit Hilfe der Mutter 18 aneinander festgelegt.
Danach wird die Kurbelwelle in die Stellung gedreht, die in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der Anschlag 7 gegen das Werkzeug 9 anliegt. Bei Aufrechterhaltung der Einstell-Stellung der Kurbelwelle werden die Reibungs-Verbindungen zwischen den Übertragungsrädern 3 und 4 und den Nockenwellen dann angezogen und die Werkzeuge 9 und 12 werden entfernt. Die Einstellung der Nockenwellen ist nun beendet.
Bei dem beschriebenen Verfahren braucht das Übertragungsrad 1 auf der Kurbelwelle relativ zur Kurbelwelle nicht verdrehbar zu sein, da die Verdrehung der Übertragungsräder 3 und 4, die durch dieses Rad verursacht wird, die Einstellung der Nockenwellen nicht berührt. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß eines der Nockenwellen-Übertragungsräder fest bleibt und daß das Übertragungsrad auf der Kurbelwelle gelöst wird oder daß alle Übertragungsräder im ersten Schritt des Verfahrens gelöst werden. Da die Wellen während der Einstellung relativ zu den Übertragungsrädern gedreht werden können, kann eine große Zahnriemen-Toleranz die Einstellgenauigkeit nicht mehr beeinflussen. Eine Einstellung nach Augenmaß wird beim erfindungsgemäßen Verfahren darüber hinaus vollständig vermieden und die Genauigkeit ist ausschließlich von den Herstellungstoleranzen für die maschinell bearbeiteten Einstellflächen auf den Wellen und bei den Werkzeugen abhängig und es ist daher möglich, eine sehr hohe Einstellgenauigkeit zu erzielen.
Durch die Erfindung wird mithin mit einfachen Mitteln ein Verfahren ermöglicht, das eine sehr genaue Einstellung der winkelmäßigen Stellungen der Kurbel- und Nockenwellen ermöglicht und das sehr einfach auszuführen ist. Durch Verwendung derjenigen Fläche, die bei der Herstellung der Kurbelwelle als Bezugsfläche verwendet wird, wird darüber hinaus eine extrem genau bestimmte Einstellfläche an der Kurbelwelle erhalten.

Claims

1. Verfahren zur winkelmäßigen Einstellung der Nockenwellen (10, 11) eines Automobil-Motors mit zwei Nockenwellen in bezug auf die winkelmäßige Stellung der Kurbelwelle, wobei die Nockenwellen von der Kurbelwelle über eine Kraft-Übertragung angetrieben werden, die Übertragungsräder 1, 3, 4 umfaßt, die ihrerseits mit den jeweiligen Wellen verbunden sind und wobei wenigstens die Übertragungsräder (3, 4), die mit den Nockenwellen (10, 11) verbunden sind, mit ihren Wellen lösbar so verbunden sind, daß diese Wellen relativ zu ihren Räder verdreht und die Räder relativ zu ihren Wellen in optimaler Winkel-Stellung festgelegt werden können, umfassend die Verfahrensschritte des Lösens der Wellen von ihren zugeordneten Übertragungsrädern (1, 3, 4), des nachfolgenden Verdrehens der Wellen zu einer vorbestimmten Halte-Stellung mit Hilfe eines Kombinationswerkzeuges, das in vorbestimmter Weise mit einer genau bestimmten, maschinell bearbeiteten Fläche (7, 15) der Welle zusammenarbeitet und des nachfolgenden Festlegens des jeweiligen Übertragungsrades auf seiner Welle, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Werkzeug (12), das zwei an den Nockenwellen angebrachte Hebel (13, 14) hat, ein Endabschnitt jedes Hebels unverdrehbar mit einer genau bestimmten, maschinell bearbeiteten Fläche der jeweiligen Nockenwelle in vorbestimmter Richtung unverdrehbar verbunden ist, während die anderen Endabschnitte der Hebel aufeinander zu gerichtet und in Eingriff miteinander sind, wodurch die Halte-Stellung der Nockenwellen erzielbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (7) durch Drehen der Kurbelwelle in Eingriff mit einem Werkzeug (9) gebracht wird, das in eine Bohrung im Kurbelgehäuse gegenüber dem Anschlag eingeschoben wird, wobei der Anschlag am hinteren Gegengewicht (8) der Kurbelwelle angeordnet ist und als Bezugsfläche beim Herstellen der Kurbelwelle benutzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem Automotor mit zwei Nockenwellen, die durch die Kurbelwelle des Motors über eine mit den jeweiligen Wellen verbundene Übertragungsräder (1, 3, 4) umfassende Kraftübertragung angetrieben werden, von denen wenigstens die mit den Nockenwellen (10, 11) verbundenen Übertragungsräder (3, 4) lösbar mit ihren jeweiligen Wellen verbunden und in optimaler Winkelstellung relativ zur Welle wieder festlegbar sind, gekennzeichnet durch ein Kombinationswerkzeug (12) aus zwei Hebeln (13, 14), von denen ein Endabschnitt jedes Hebels mit einer genau bestimmten, maschinell bearbeiteten Fläche der jeweiligen Nockenwelle (10, 11) in vorbestimmter Stellung undrehbar verbindbar ist, während die anderen Endabschnitte zusammenarbeitende Flächen aufweisen, die eine Haltestellung für die Einstellung der Nockenwelle dann bilden, wenn sie im Eingriff miteinander gebracht worden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Bohrung im Kurbelgehäuse, die direkt gegenüber dem hinteren Gegengewicht der Kurbelwelle liegt, und in die ein Werkzeug (9) zur Zusammenarbeit mit einem Anschlag (7) an diesem Gegengewicht eingeschoben werden kann.