CH647051A5

CH647051A5 - CROSS HEAD IN A PISTON MACHINE.

Info

Publication number: CH647051A5
Application number: CH83182A
Authority: CH
Inventors: Oskar Habegger
Original assignee: Sulzer Burckhardt Maschinenfab
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1984-12-28
Also published as: IT8319486A1; DE3206152A1; IT8319486A0; IT1161569B; WO1983002808A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreuzkopf in einer Kolben-. maschine, der mittels Gleitflächen in einer Führung des Maschinengehäuses hin und her bewegbar ist und der einen Zapfen aufweist, an dem eine Pleuelstange angelenkt ist. The invention relates to a crosshead in a piston. Machine which can be moved back and forth in a guide of the machine housing by means of sliding surfaces and which has a pin to which a connecting rod is articulated.

Kreuzköpfe dieser Art haben einen Zapfen, an dem einerseits das dem Kolben abgewendete Ende der Kolbenstange befestigt ist und an dem andererseits das gegabelte Ende der Pleuelstange angelenkt ist. An beiden Enden des Zapfens ist ausserdem je ein Gleitschuh aufgesteckt, der zwei parallele Gleitflächen aufweist, die an den Gleitbahnen der Führung des Maschinengehäuses anliegen. Da die auf die Zapfenenden gesteckten Gleitschuhe sich auf den Zapfen etwas drehen können, muss die Kolbenstange oder der Kolben geführt sein, um ein Kippen der Kolbenstange und damit des Kolbens um den Kreuzkopfzapfen zu verhindern. Die bekannte Kreuzkopfkonstruktion bringt es mit sich, dass der Abstand der beiden Gleitflächen an jedem Gleitschuh grösser sein muss als der Zapfendurchmesser. Dies bedingt weiter, dass das Laufspiel der Gleitschuhe in der Führung des Maschinengehäuses relativ gross bemessen werden muss. Die bekannte Kreuzkopfkonstruktion eignet sich deshalb nicht gut für Kolbenmaschinen, deren Kolben berührungsfrei, jedoch mit geringem Spiel zur Zylinderwand sich im Zylinder bewegen müssen. Crossheads of this type have a pin on which on the one hand the end of the piston rod facing away from the piston is fastened and on which on the other hand the forked end of the connecting rod is articulated. At both ends of the pin, a sliding block is also attached, which has two parallel sliding surfaces which rest on the slideways of the guide of the machine housing. Since the sliding shoes placed on the pin ends can rotate slightly on the pin, the piston rod or the piston must be guided in order to prevent the piston rod and thus the piston from tilting around the cross-head pin. The well-known crosshead construction means that the distance between the two sliding surfaces on each slide shoe must be greater than the pin diameter. This further means that the running play of the sliding shoes in the guide of the machine housing must be dimensioned relatively large. The known crosshead construction is therefore not well suited for piston machines whose pistons have to move in the cylinder without contact but with little play to the cylinder wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf das Anbringen einer besonderen Führung für die Kolbenstange oder den Kolben verzichtet werden kann und trotzdem ein Kippen der Kolbenstange vermieden ist. The invention has for its object to provide a crosshead of the type mentioned, in which the attachment of a special guide for the piston rod or the piston can be omitted and tilting of the piston rod is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, According to the invention, this object is achieved by

dass der Kreuzkopf aus einem kastenartigen, parallel zur Führung sich erstreckenden, den Lagerzapfen aufnehmenden Körper besteht, an dem die Kolbenstange mit ihrem dem Kolben abgewendeten Ende starr befestigt ist und der die Gleitflächen aufweist. Durch den kastenartigen Körper kann der Zapfen kürzer als bei den bekannten Kreuzköpfen gemacht werden, da er nicht mehr die beiden Gleitschuhe aufnehmen muss, denn die Gleitflächen befinden sich nunmehr am Körper selbst. Zusammen mit der starren Verbindung der Kolbenstange am kastenartigen Körper ergibt sich somit, dass keine Kippbewegung der Kolbenstange mehr auftreten kann. Ausserdem kann wegen des Fehlens der Gleitschuhe der Abstand der Gleitflächen kleiner als bei den bekannten Kreuzköpfen gemacht werden, was zur Folge hat, dass auch das Laufspiel verringert werden kann. that the crosshead consists of a box-like body which extends parallel to the guide and accommodates the journal, to which the piston rod is rigidly attached with its end facing away from the piston and which has the sliding surfaces. Due to the box-like body, the pin can be made shorter than with the known crossheads, since it no longer has to accommodate the two sliding shoes, because the sliding surfaces are now on the body itself. Together with the rigid connection of the piston rod to the box-like body, this results in that the piston rod can no longer tilt. In addition, because of the absence of the sliding shoes, the distance between the sliding surfaces can be made smaller than in the known crossheads, with the result that the running play can also be reduced.

Die Verringerung des Abstandes der Gleitflächen am kastenartigen Körper ermöglicht in weiterer Ausbildung der Erfindung, die Führungsschienen im Maschinengehäuse mit diesem zusammen durch Giessen herzustellen. Bislang waren diese Führungsschienen besondere Bauteile im Maschinengehäuse, die einzeln bearbeitet werden mussten und die zum Einstellen des erforderlichen Laufspiels am Maschinengehäuse angeschraubt sowie durch besondere Passstifte gesichert werden mussten. Diese besonderen Montagearbeiten entfallen also, wenn die Führungsschienen zusammen mit dem Maschinengehäuse gegossen werden. The reduction in the distance between the sliding surfaces on the box-like body makes it possible in a further embodiment of the invention to produce the guide rails in the machine housing together with the latter by casting. Until now, these guide rails were special components in the machine housing that had to be machined individually and that had to be screwed onto the machine housing in order to set the required play and secured with special dowel pins. This special assembly work is therefore not necessary if the guide rails are cast together with the machine housing.

Es ist dann auch möglich, die Gleitbahnen der Führungsschienen in einem Arbeitsgang durch Fräsen zu bearbeiten, was mit einem üblichen Scheibenfräser geschehen kann. It is then also possible to machine the slideways of the guide rails in one operation by milling, which can be done with a conventional side milling cutter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch: An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the drawing. They show schematically:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine zweizylindrige Maschine, wobei in der linken Hälfte der erfindungsgemässe Kreuzkopf vorgesehen ist und in der rechten Hälfte die Bearbeitung der Führungsschienen angedeutet ist, und 1 shows a vertical section through a two-cylinder machine, the cross head according to the invention being provided in the left half and the machining of the guide rails being indicated in the right half, and

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1st

Gemäss Fig. 1 ist im unteren Teil eines Maschinengehäuses 1 eines Kolbenkompressors eine Kurbelwelle 2 gelagert, die an ihrem in Fig. 1 rechten Ende einen Verbindungsflansch 3 aufweist, an dem ein nicht gezeichneter Antriebsmotor angeschlossen werden kann. An der in Fig. 1 linken Kröpfung 4 der Kurbelwelle 2 ist eine Pleuelstange 5 in bekannter Weise lösbar befestigt, die mit ihrem oberen Ende an einem Zapfen 6 eines Kreuzkopfes angelenkt ist. Der Kreuzkopf besteht aus einem kastenartigen, in vertikaler Richtung sich erstrek-kenden Körper 7, in dem der Zapfen 6 gelagert ist. Der kastenartige Körper 7 ist im Bereich des Zapfens 6 und oberhalb davon ringsum geschlossen und weist an seinem in Fig. 1 oberen Ende eine Querwand 8 auf, die ein zentrales Loch enthält. Durch dieses Loch hindurch erstreckt sich das untere Ende einer Kolbenstange 9, die mittels einer Schraubenmutter 10 an der Querwand 8 befestigt ist. 1, a crankshaft 2 is mounted in the lower part of a machine housing 1 of a piston compressor, which has a connecting flange 3 at its right end in FIG. 1, to which a drive motor (not shown) can be connected. On the left cranking 4 of the crankshaft 2 in FIG. 1, a connecting rod 5 is detachably fastened in a known manner, which is hinged at its upper end to a pin 6 of a crosshead. The crosshead consists of a box-like body 7, which extends in the vertical direction and in which the pin 6 is mounted. The box-like body 7 is closed all around in the region of the pin 6 and above it and has at its upper end in FIG. 1 a transverse wall 8 which contains a central hole. The lower end of a piston rod 9 extends through this hole and is attached to the transverse wall 8 by means of a screw nut 10.

An beiden Enden des kastenartigen Körpers 7 weist dieser beiderseits der Kolbenstange 9 bzw. der Pleuelstange 5 je einen in Längsrichtung des Körpers sich erstreckenden Lappen 13 auf, der seitlich gegenüber dem Körper 7 vorsteht und zwischen zwei geraden Führungsschienen 14 des Maschinengehäuses 1 ragt. Die einander zugewendeten ebenen Flächen der Schienen 14 bilden die Gleitbahnen für den Kreuzkopf, der mit den ebenen Gleitflächen der Lappen 13 an den Führungsschienen 14 anliegt. Wie aus Fig. 1 klar ersichtlich, ist der Zapfen 6 nicht länger als die Breite des kastenartigen Körpers 7, der auch den Kopf der Pleuelstange 5 aufnimmt. Im unterhalb des Zapfens 6 befindlichen Abschnitt des Körpers 7 ist dessen Wand auf zwei Seiten unterbrochen, damit im Betrieb des Kompressors die Pleuelstange 5 unbehindert ihre Schwenkbewegung ausführen kann. Der durch die Dicke der Lappen 13 bestimmte Abstand a (Fig. 2) der Gleitflächen ist wesentlich kleiner als der Durchmesser des Zapfens 6. Wegen dieses kleinen Abstandes lässt sich das Laufspiel zwischen den Lappen 13 und den Führungsschienen 14 sehr klein halten. Der aus Fig. 1 ersichtliche Abstand b der Lappen 13, d.h. der Abstand in Längs2 At both ends of the box-like body 7, this has on both sides of the piston rod 9 and the connecting rod 5 each a tab 13 extending in the longitudinal direction of the body, which projects laterally relative to the body 7 and protrudes between two straight guide rails 14 of the machine housing 1. The facing flat surfaces of the rails 14 form the slideways for the crosshead, which rests with the flat sliding surfaces of the tabs 13 on the guide rails 14. 1, the pin 6 is no longer than the width of the box-like body 7, which also receives the head of the connecting rod 5. In the section of the body 7 located below the pin 6, its wall is interrupted on two sides so that the connecting rod 5 can carry out its pivoting movement unhindered during the operation of the compressor. The distance a (FIG. 2) of the sliding surfaces, which is determined by the thickness of the tabs 13, is considerably smaller than the diameter of the pin 6. Because of this small distance, the running play between the tabs 13 and the guide rails 14 can be kept very small. The distance b of the tabs 13, which can be seen from FIG. the distance in longitudinal2

s s

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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richtung des Körpers 7, ist dagegen wesentlich grösser, als bei einem bekannten Kreuzkopf die Länge eines Gleitschuhes. Direction of the body 7, on the other hand, is much larger than the length of a sliding block in a known crosshead.

In Fig. 1 oberhalb des Kreuzkopfes weist das Gehäuse 1 eine von der Kolbenstange 9 durchdrungene Querwand 20 auf, in die eine ringförmige, an sich bekannte Ölabstreifvor-richtung 21 eingebaut ist, die die Kolbenstange nachgiebig umgibt. Die Kolbenstange 9 trägt an ihrem oberen Ende einen Labyrinthkolben 18, der von einem Zylinder 19 umgeben ist. Am unteren Ende des Zylinders ist eine Labyrinthstopfbüchse 22 für die Kolbenstange 9 vorgesehen, die diese Stange berührungslos umgibt. In Fig. 1 above the crosshead, the housing 1 has a transverse wall 20 penetrated by the piston rod 9, into which an annular, known oil scraper device 21 is installed which resiliently surrounds the piston rod. The piston rod 9 carries at its upper end a labyrinth piston 18 which is surrounded by a cylinder 19. At the lower end of the cylinder, a labyrinth stuffing box 22 is provided for the piston rod 9, which surrounds this rod without contact.

Durch die beschriebene Kreuzkopfkonstruktion wird durch den Kreuzkopf allein eine gute Führung der Kolbenstange 9 und des Kolbens erreicht, ohne dass zusätzliche Führungsmittel für die Stange 9 vorgesehen werden müssen. Due to the crosshead construction described, good guidance of the piston rod 9 and the piston is achieved by the crosshead alone, without additional guide means for the rod 9 having to be provided.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bestehen die Führungsschienen 14 und das Gehäuse 1 aus einem Stück, sie sind also zusammen durch Giessen hergestellt. Wegen des geringen Abstandes a lassen sich die Gleitbahnen der Führungsschienen 14 auf einfache Weise in einem Arbeitsgang mit Hilfe eines Scheibenfräsers 16 herstellen. Der Scheibenfräser wird, wie in Fig. 1 links gezeigt ist, von unten nach oben und wieder zurück zwischen den Führungsschienen 14 hindurchgeführt, wobei die vier Gleitbahnen für einen Kreuzkopf entstehen. Der Weg des Scheibenfräsers 16 ist in Fig. 1 mit c bezeichnet und der Durchmesser des Fräsers mit d, wobei dieser Durchmesser die Tiefe der Nut zwischen den Führungsschienen bestimmt. Die Welle 17 des Fräsers 16 bewegt sich während der Fräsbearbeitung durch eine Öffnung 15 im Gehäuse 1, die ausserdem auch der Montage und der War-s tung des Kreuzkopfes dient. Die Öffnung 15 wird während des Betriebes des Kompressors durch einen nicht gezeichneten Deckel verschlossen, ebenso wie die seitlichen Öffnungen im Bereich der Kurbelwelle 2. As can be seen from FIG. 2, the guide rails 14 and the housing 1 consist of one piece, that is to say they are produced together by casting. Because of the small distance a, the slideways of the guide rails 14 can be produced in a simple manner in one operation with the aid of a side milling cutter 16. As shown in FIG. 1 on the left, the side milling cutter is guided from bottom to top and back again between the guide rails 14, the four slideways being created for a crosshead. The path of the side milling cutter 16 is designated in FIG. 1 with c and the diameter of the milling cutter with d, this diameter determining the depth of the groove between the guide rails. The shaft 17 of the milling cutter 16 moves during milling through an opening 15 in the housing 1, which also serves to mount and maintain the crosshead. The opening 15 is closed during operation of the compressor by a cover, not shown, as are the side openings in the region of the crankshaft 2.

Bei Labyrinthkolbenkompressoren, bei denen die Kolben mit sehr engem Spiel zur Zylinderwand, aber berührungsfrei im Zylinder geführt sind, ist es vorteilhaft, ausser den beiden Führungslappen 13 einen weiteren Führungsteil am kastenartigen Körper 7 vorzusehen, der dann in Fig. 2 auf der Oberseite des Körpers 7 angebracht ist und zwischen zwei den Führungsschienen 14 entsprechenden Schienen ragt, die ihrerseits an der Rückwand 1 ' des Gehäuses vorgesehen sind. Durch diese dritte Führung wird sichergestellt, dass der Labyrinthkolben genau in seiner zentralen Lage zum Zylinder geführt wird. In the case of labyrinth piston compressors, in which the pistons are guided with very close play to the cylinder wall, but without contact in the cylinder, it is advantageous to provide a further guide part on the box-like body 7 in addition to the two guide tabs 13, which is then shown in FIG. 2 on the top of the body 7 is attached and protrudes between two rails corresponding to the guide rails 14, which in turn are provided on the rear wall 1 'of the housing. This third guide ensures that the labyrinth piston is guided to the cylinder exactly in its central position.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, anstelle der vier Lappen 13 zwei über die Länge des kastenartigen Körpers 7 durchlaufende Führungsleisten vorzusehen, von denen mindestens eine im Bereich des Zapfens 6 unterbrochen ist, um das Zusammenbauen des Zapfens 6 und des Körpers 7 zu ermöglichen. In a departure from the exemplary embodiment described, it is also possible to provide two guide strips running through the length of the box-like body 7 instead of the four tabs 13, at least one of which is interrupted in the region of the pin 6 in order to assemble the pin 6 and the body 7 enable.

20 20th

25 25th

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

647051 PATENT CLAIMS

1. cross head in a piston machine, which can be moved back and forth by means of sliding surfaces in a guide of the machine housing and which has a pin to which a connecting rod is articulated, characterized in that the cross head consists of a box-like, extending parallel to the guide Bearing journal receiving body, on which the piston rod is rigidly attached with its end facing away from the piston and which has the sliding surfaces.

2. Cross head according to claim 1, characterized in that the box-like body is provided with at least two laterally projecting strips which extend in the longitudinal direction of the body and form the sliding surfaces.

3. Cross head according to claim 1, characterized in that the box-like body is provided at both ends with laterally projecting tabs forming the sliding surfaces.

4. Cross head according to claim 3, characterized in that the thickness of the laterally projecting tabs is smaller than the diameter of the pin.

5. Cross head according to claim 4, characterized in that the guide rails forming the guide for the cross head are made in the machine housing by casting.