CH620276A5

CH620276A5 - Connection between a piston rod and a cross head pin for a piston machine, in particular for a cross head diesel engine

Info

Publication number: CH620276A5
Application number: CH622577A
Authority: CH
Inventors: Alois Bitterli
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1980-11-14
Also published as: DK147382B; ATA375677A; SU772496A3; DK213178A; IT7823243A0; DE2724042C3; DK147382C; DE2724042A1; BR7803168A; JPS53143819A; GB1589138A; JPS5738811B2; AT370218B; DE2724042B2; IT1095124B

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einer Kolbenstange und einem Kreuzkopfzapfen für eine Kolbenmaschine, insbesondere für einen Kreuzkopf-Dieselmotor, wobei die Kolbenstange einen mit ihr fest verbundenen Kolbenstangenzapfen aufweist.

Die Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen ist ein hochbeanspruchter Teil eines Kreuz-kopf-Dieselmotors und muss strengen Anforderungen genügen. Einerseits muss sie genügend Festigkeit besitzen, um die Gas-und Massenkräfte von der Kolbenstange auf den Kreuzkopfzap- , fen zu übertragen, andererseits ist es für gewisse Anwendungen wie für RoRo-Schiffe, d.h. solche mit durchgehender Ladeebene, oder stationäre Anlagen zwingend, das System Kolben-Kolbenstange kurz zu gestalten, damit die Höhe des Maschinenraumes niedrig gehalten werden kann.

Häufig wird die genannte Verbindung mittels eines als Verlängerung der Kolbenstange ausgebildeten Kolbenstangenzapfens bewerkstelligt, welcher durch eine in Querrichtung des Kreuzkopfzapfens verlaufende Bohrung hindurchdringt. Die Befestigung des Kreuzkopfzapfens auf dem Kolbenstangenzap- , fen wird dann mit einer am freien Ende des letzteren aufgeschraubten Schraubenmutter gewährleistet. Eine solche Verbindung ist z.B. in der CH-PS 540 442 dargestellt.

Diese Verbindung besitzt den wesentlichen Nachteil, dass die Gesamtlänge des Systems Kolben-Kolbenstange länger ist, als bei manchen Anwendungen geduldet werden kann, da mit dieser insbesondere die für einen Ausbau erforderlichen Höhe des Maschinenraumes unzulässig hoch wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei günstigen Festigkeitseigenschaften eine niedrigere Ausbauhöhe ermöglicht.

Eine Verbindung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich i dadurch aus, dass ein durch den Kreuzkopfzapfen hindurch dringender, von der Kolbenstange demontierbarer Verbindungsbolzen mit der Kolbenstange eine Schraubenverbindung bildet, von deren Länge sich zumindest 50% auf der Kurbelwellenseite der Wurzelebene des Kolbenstangenzapfens befindet.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die tragenden Gewindegänge der Schraubenverbindung zum gröss-ten Teil in einen Bereich gelegt werden, der ausserhalb des durch die Gaskräfte verursachten Haupt-Kraftflusses liegt. Damit wird die Beanspruchung der Schraubenverbindung durch 1 den wechselnden Gaskraftfluss erheblich reduziert, so dass bei gleich grossen Gaskräften die Verbindung kleiner dimensioniert werden kann. Mit einer solchen Verbindung kann die Ausbauhöhe ebenfalls reduziert werden.

Vorzugsweise ist der Kolbenstangenzapfen als Verlängerung der Kolbenstange ausgebildet und koaxial mit der Schraubenverbindung geführt. Damit wird eine Zentrierung der Schraubenverbindung gewährleistet und diese vom Standpunkt der Wechselfestigkeit besser geschützt.

Es sind zwei Varianten der Schraubenverbindung möglich, und zwar eine, bei welcher sie durch ein Aussengewinde des Verbindungsbolzens und ein Innengewinde der Kolbenstange, und eine zweite, bei welcher sie durch ein Aussengewinde der Kolbenstange und ein Innengewinde des Verbindungsbolzens gebildet ist.

Die Kolbenstange kann unmittelbar mit dem Kreuzkopfzapfen in Berührung stehen. Wenn die Ausbauhöhe jedoch noch mehr reduziert werden soll, kann ein Zwischenstück zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen vorgesehen sein, wobei dann die Kolbenstange mit dem Zwischenstück in Berührung steht.

Der Verbindungsbolzen kann an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung aufweisen. Der Gewindedurchmesser derselben ist vorzugsweise um 20 bis 40% grösser als der Gewindedurchmesser der erstgenannten Schraubenverbindung. Damit wird eine annähernd konstante Wechselfestigkeit des Verbindungsbolzens bezweckt. Die auf dieses Ende des Verbindungsbolzens aufgeschraubte Schraubenmutter liegt dann auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuz-i kopfzapfens auf. Der Verbindungsbolzen kann ferner eine Kopfschraube sein, deren Kopf auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfes aufliegt.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Kreuzkopf eines Dieselmotors mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Aussengewinde eines Verbindungsbolzens in ein Innengewinde der Kolbenstange eingeschraubt ist ;

Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einer zweiten I Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Aussengewinde der Kolbenstange in ein Innengewinde des Verbindungsbolzens eingeschraubt ist ;

Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Zwischenstück , zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen angeordnet ist.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

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Die Kreuzköpfe nach den Figuren 1,2,3 enthalten je einen mit der Kolbenstange 1 fest verbundenen Kreuzkopfzapfen 2. Dieser ist im Lagergehäuse 3 und in den Gleitschuhen 4 verdrehbar gelagert, welche in Führungen 5 des Motorgehäuses (nicht gezeigt) verschiebbar angeordnet sind. Das Lagergehäuse 3 ist mit der Pleuelstange 6 fest verbunden und überträgt auf diese die durch die Kolbenstange 1 auf den Kreuzkopfzapfen 2 übertragenen Gas- und Massenkräfte. Die Kolbenstange 1 weist einen als Verlängerung derselben ausgebildeten Kolbenstangenzapfen 11 auf, welcher über die Wurzelebene 7 in die Kolbenstange 1 übergeht.

Der Verbindung der Kolbenstange 1 mit dem Kreuzkopfzapfen 2 dient der Verbindungsbolzen 8, welcher sich durch eine in Querrichtung des Kreuzkopfzapfens 2 verlaufende Bohrung 9 hindurch erstreckt und mit der Kolbenstange 1 eine Schraubenverbindung 10 bildet. In allen drei Figuren liegt die Schraubenverbindung 10 zum grössten Teil auf der Kurbelwel-lenseite der Wurzelebene 7.

In der Fig. 1 ragt der Kolbenstangenzapfen 11 in die Bohrung 9 des Kreuzkopfzapfens 2 hinein und ist in dieser zentral geführt. Das Aussengewinde des Verbindungsbolzens 8 ist in ein mit dem Kolbenstangenzapfen 11 koaxial verlaufendes Innengewinde der Kolbenstange 1 eingeschraubt. Die Kolbenstange 1 steht mit dem Kreuzkopfzapfen 2 in unmittelbarer Berührung.

Der Verbindungsbolzen 8 weist an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung 12 auf, welche aus einem Aussengewinde 13 des Verbindungsbolzens 8 und einer auf dieses aufgeschraubten Schraubenmutter 14 besteht.

Diese liegt auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens 2 auf. Der Gewindedurchmesser der Schraubenverbindung 12 ist vorzugsweise um 20 bis 40% grösser als derjenige der Schraubenverbindung 10, so dass eine annähernd s konstante Wechselfestigkeit des Verbindungsbolzens 8 erzielt wird.

In der Fig. 2 ist der Kolbenstangenzapfen 11 mit einem ein Aussengewinde aufweisenden Zapfen 15 versehen, welcher in ein Innengewinde des Verbindungsbolzens 8 eingeschraubt ist. m Die Kolbenstange 1 steht mit dem Kreuzkopfzapfen 2 auch hier in unmittelbarer Berührung. Die Ausbauhöhe ist bei dieser Ausführungsform grösser als bei derjenigen nach der Fig. 1, jedoch befindet sich die Schraubenverbindung 10 ganz auf der Kurbelwellenseite der Wurzelebene 7.

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In der Fig. 3 ist zwischen der Kolbenstange 1 und dem Kreuzkopfzapfen 2 ein Zwischenstück 16 angeordnet, welches mit dem Kreuzkopfzapfen 2 demontierbar verbunden, beispielsweise verschraubt ist und eine mit der Bohrung 9 des letzteren koaxiale Bohrung 17 zur zentrierten Führung des Kolbenstangenzapfens 11 aufweist. Die Kolbenstange 1 steht mit der oberen Fläche des Zwischenstückes 16 in Berührung. Mit dieser Ausführungsform kann im Notfall eine zusätzliche, der Höhe des Zwischenstücks 16 entsprechende Verkürzung der Ausbau-höhe erzielt werden.

Bei allen drei Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungsbolzen 8 eine Kopfschraube sein (nicht gezeigt), deren Kopf auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens 2 aufliegt.

C

2 Blatt Zeichnungen

Claims

620 276 PATENTANSPRÜCHE

1. Verbindung zwischen einer Kolbenstange und einem Kreuzkopfzapfen für eine Kolbenmaschine, insbesondere für einen Kreuzkopf-Dieselmotor, wobei die Kolbenstange einen mit ihr fest verbundenen Kolbenstangenzapfen aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den Kreuzkopfzapfen (2) hindurch dringender, von der Kolbenstange (1) demontierbarer Verbindungsbolzen (8) mit der Kolbenstange (1) eine Schraubenverbindung (10) bildet, von deren Länge sich zumindest 50% auf der Kurbelwellenseite der Wurzelebene (7) des Kolbenstangenzapfens(l 1) befindet.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenstangenzapfen ( 11 ) als Verlängerung der Kolbenstange ( 1 ) ausgebildet ist und koaxial mit der Schraubenverbindung (10) geführt ist. i

3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenverbindung (10) zwischen einem Aussengewinde des Verbindungsbolzens (8) und einem Innengewinde der Kolbenstange (1) gebildet ist.

4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenverbindung (10) zwischen einem Aussengewinde der Kolbenstange (1) und einem Innengewinde des Verbindungsbolzens (8) gebildet ist.

5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (1 ) unmittelbar mit dem Kreuzkopfzap- : fen (2) in Berührung steht.

6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (1) mit einem Zwischenstück (16) in Berührung steht, welches zwischen derselben und dem Kreuzkopfzapfen (2) angeordnet ist und eine zur Führung des Kolbenstangenzapfens (11) ausgebildete Bohrung (17) aufweist.

7. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (8) an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung (12) aufweist, deren Gewindedurchmesser um 20 bis 40% grösser ist als der Gewin- ■ dedurchmesser der erstgenannten Schraubenverbindung (10) und deren Schraubenmutter (14) auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens (2) aufliegt.

8. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (8) eine Kopfschraube ist, deren -i Kopf auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens (2) aufliegt.