[0001] Die Erfindung betrifft einen Kreuzkopf-Grossdieselmotor gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
[0002] Ein Grossdieselmotor der Kreuzkopfbauart, wie er bevorzugt im Schiffsbau oder in stationären Anlagen, beispielsweise zur Erzeugung elektrischer Energie zum Einsatz kommt, umfasst drei grosse Gehäusesegmente, die den Rahmen des Motors bilden. Auf einer Grundplatte, die neben einem Lagersattel mit Kurbelwellenhauptlager zur Aufnahme der Kurbelwelle transversale Stützelemente aufweist, ist, getrennt durch eine Bodenplatte, ein sogenannter Ständer angeordnet. Die aus dem Stand der Technik bekannten Ständer umfassend entsprechend der Anzahl der Zylinder des Grossdieselmotors mehrere gegenüber angeordnete Stützkörper, die jeweils eine senkrecht verlaufende Gleitfläche zur Führung zweier benachbarter Kreuzköpfe, die über Schubstangen mit der Kurbelwelle verbunden sind, aufweisen.
Dabei werden jeweils zwei gegenüberliegende senkrecht verlaufende Gleitflächen durch eine Mittelwand zusätzlich abgestützt. Die einzelnen Stützkörper sind in der Regel durch ein gemeinsames Deckblech miteinander verbunden. Oberhalb des Ständers ist dann am Deckblech eine Zylindersektion, häufig auch Zylindermantel genannt angeordnet, die zur Aufnahme mehrerer Zylinderliner geeignet ist. Die Grundplatte, der Ständer und die Zylindersektion werden dabei durch Zuganker, die sich im Bereich des Ständers in aller Regel innerhalb der Stützkörper erstrecken, miteinander verbunden, indem die Zuganker in oder an der Grundplatte unter erheblicher Vorspannung verschraubt werden.
[0003] Aus der DE 3 512 347 C1 ist ein Ständer mit einer Abstützung für Kreuzkopfgleitbahnen von Kolbenmaschinen bekannt, bei dem die Abstützung doppelwandig ausgestaltet ist. Der Ständer, auf welchem ein Zylindermantel zur Aufnahme von Zylinderlinern platziert ist, ist auf Bodenblechen auf einer Grundplatte angeordnet, wobei die Bodenbleche zusammen mit schräg verlaufenden Aussenwänden und senkrechten Gleitflächen zwei im Querschnitt trapezförmige Rahmen bilden, die durch ein gemeinsames Deckblech miteinander verbunden sind. Zwischen den Aussenwänden und den Gleitflächen sind die trapezförmigen Rahmen durch transversale Stützwände ausgefüllt, so dass sich als Abstützung ein doppelwandig ausgestalteter Stützkörper ergibt.
Die Grundplatte umfasst einen Lagersattel mit einer unteren und einer oberen Lagerschale mit Lagerdeckel, in welcher Lagerschale die Kurbelwelle im Lagersattel der Grundplatte gelagert ist. Zylindermantel, Ständer und Grundplatte des Motors werden von Zugankern zusammengehalten, die unter Vorspannung unterhalb der Kurbelwelle am oder im Lagersattel fixiert sind.
[0004] In der EP 0 774 061 ist ein doppelwandiger Stützkörper mit dreieckigem Querschnitt offenbart, in welchem jeweils zwei Zuganker geführt sind.
[0005] Bei solchen bekannten Kreuzkopf-Grossdieselmotoren sind die doppelwandig ausgestalteten Stützkörper des Ständers auf ebenfalls doppelwandig ausgestalteten Stützelementen in der Grundplatte abgestützt. Das heisst, sowohl der Ständer als auch die Grundplatte sind durch transversale Stützwände doppelwandig ausgestaltet.
[0006] Dabei sind jedoch im Stand der Technik auch Grossdieselmotoren bekannt, bei welchen die Grundplatte durch transversale Stützwände gebildet wird, die einwandig ausgestaltet ist. Eine solche verbesserte Lösung hat die Anmelderin bereits vor einigen Jahren in der EP 1 382 829 B1 vorgeschlagen.
[0007] Der aus diesem Stand der Technik bekannte Aufbau eines Kreuzkopf-Grossdieselmotors hat dabei einige gravierende Nachteile. Die Stützkörper werden im Ständer durch Schweissnähte fixiert. Wenn die Stützkörper durch zwei gegenüber angeordnete Wände zweiwandig ausgestaltet sind, können die Schweissnähte zwischen zwei Wänden, die im Ständer einen doppelwandigen Stützkörper bilden, nicht gegen geschweisst werden, so dass sich entsprechende Probleme mit der Festigkeit bzw. der Stabilität ergeben. Die Ausrichtung der Grundplatte in Bezug auf den Ständer ist schwierig, weil die Wände des Stützelementes der Grundplatte fluchtend in Bezug auf die Stützwände des Stützkörpers im Ständer angeordnet werden müssen.
[0008] Die Stützkörper erstrecken sich dabei im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Ständers, was bei den geschlossenen zweiwandig ausgestalteten Stützkörpern nicht nur zu den erwähnten Problemen beim Schweissen führt, da das Innere der Stützkörper nicht zugänglich ist und diese daher nicht gegen geschweisst werden können. Darüber hinaus verbrauchen die doppelwandigen Stützkörper, die sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Ständers zwischen Bodenplatte oberhalb der Grundplatte und dem Deckblech unterhalb der Zylindersektion erstrecken, eine grosse Menge an Material.
[0009] Das heisst, die bekannten Stützkörper sind nicht nur kompliziert im Ständer zu montieren und können in Bezug auf die Schweissnähte zu Sicherheitsproblemen führen. Die bekannten Lösungen sind wegen des hohen Materialverbrauchs auch teuer und tragen bedeutend zum Gesamtgewicht des Ständers bei.
[0010] Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kreuzkopf-Grossdieselmotor vorzuschlagen, bei welchem die durch die Ausgestaltung des Ständers bekannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll ein Ständer vorgeschlagen werden, der mit weniger Materialaufwand herstellbar ist und damit deutlich weniger Gewicht hat als die bekannten Ständer. Darüber hinaus soll der durch die Erfindung vorgeschlagene Ständer einfacher zu montieren sein, wobei gleichzeitig die bekannten Probleme mit den Schweissnähten vermieden werden, die sich zwangsläufig bei den bekannten Ständern ergeben, die sich als geschlossener Körper über die gesamte Höhe des Ständers zwischen Bodenplatte und Deckblech erstrecken.
[0011] Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gekennzeichnet.
[0012] Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
[0013] Erfindungsgemäss wird somit ein Kreuzkopf-Grossdieselmotor mit einer Grundplatte zur Aufnahme einer Kurbelwelle, sowie einem zwei Aussenwände umfassenden Ständer, welcher auf der Grundplatte angeordnet ist, vorgeschlagen. Auf dem Ständer ist eine Zylindersektion zur Aufnahme von Zylindern angeordnet, wobei die Grundplatte, der Ständer und die Zylindersektion durch einen Zuganker miteinander verbunden sind, der sich im Bereich des Ständers entlang einer transversalen Stützwand erstreckt. Auf der Stützwand ist eine Gleitfläche einer transversalen Höhe zur Abstützung eines Kreuzkopfes ausgebildet, welcher zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt über eine Hubstrecke hin- und her bewegbar angeordnet ist.
Erfindungsgemäss ist an der Stützwand abschnittsweise ein Stützelement derart vorgesehen, dass eine transversale Ausdehnung des Stützelements kleiner ist als die transversale Höhe der Gleitfläche.
[0014] Dadurch, dass an der Stützwand nur abschnittsweise ein Stützelement vorgesehen ist, wird durch die vorliegende Erfindung erstmals ein Ständer für einen Kreuzkopf-Grossdieselmotor vorgeschlagen, der mit weniger Materialaufwand herstellbar ist und damit deutlich weniger Gewicht hat als die bekannten Ständer und in der Herstellung kostengünstiger ist.
[0015] Dadurch, dass das Stützelement nur abschnittsweise an der Stützwand vorgesehen wird, und nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt ein zwischen Bodenblech und Deckblech durchgehenden Stützkörper verwendet wird, ist der erfindungsgemässe Ständer einfacher zu montieren, wobei gleichzeitig die bekannten Probleme mit den Schweissnähten vermieden werden, die sich zwangsläufig bei den bekannten Ständern, die sich als vollständig geschlossener Körper über die gesamte Höhe des Ständers zwischen Bodenplatte und Deckblech erstrecken, ergeben.
[0016] Das Stützelement gemäss der Erfindung ist nämlich höchstens abschnittsweise an der Stützwand vorgesehen. Dadurch kann auch bei einem doppelwandigen Stützelement das Innere des Stützelement mit einer geeigneten Schweissvorrichtung grundsätzlich erreicht werden, so dass das Stützelement gegen geschweisst und somit zuverlässig dauerhaft mit der Stützwand verbunden werden kann.
[0017] Ausserdem ist es möglich die Schweissnähte nach dem Schweissen mit geeigneten Diagnosegeräten, zum Beispiel mit Ultraschallgeräten, zuverlässig auf eventuelle Schäden zusätzlich auch an den inneren Schweissnähten zu untersuchen, so dass in Bezug auf die Schweissnähte des Stützelements ein bisher nicht gekanntes Höchstmass an Qualität und Sicherheit garantiert werden kann.
[0018] Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass die Kraft, die der Kreuzkopf bei seiner Bewegung entlang der transversalen Richtung auf die Gleitbahnen ausübt, erstens in Bezug auf die horizontale Richtung mehr oder weniger stark asymmetrisch ist und zweites entlang der transversalen Richtung stark variiert und sowohl in der Nähe des oberen Totpunktes des Kreuzkopfes, als auch oberhalb des unteren Totpunktes ein Maximum aufweist.
[0019] Zur Klarstellung sei an dieser Stelle kurz erwähnt, dass, wenn im Rahmen dieser Anmeldung Bezug auf bestimmte Raumrichtungen im Grossdieselmotor genommen wird, mit der longitudinalen Richtung grundsätzlich die Richtung gemeint ist, in der die Kurbelwelle des Grossdieselmotors liegt. Die transversale Richtung ist die dazu senkrechte Richtung, die parallel zur Längsachse der Zylinderlinerliner liegt. Die transversale Richtung ist somit die senkrechte Richtung in die sich die Höhe des Grossdieselmotors im Einbauzustand in der Regel erstreckt. Die horizontale Richtung steht dabei gleichzeitig auf der longitudinalen Richtung und der transversalen Richtung senkrecht, ist also im Einbauzustand gewöhnlich die waagerechte Richtung des Motors.
[0020] Dabei ist der oben beschriebene Verlauf der Kraft, die der Kreuzkopf auf die Gleitflächen der Stützwände ausübt, im Prinzip bekannt. Er hat, wie später anhand der Fig. 5 bzw. Fig. 7anoch näher erläutert wird, eine charakteristische Kontur, die etwas an die Kontur eines Fisches erinnert, wobei die Kontur des Kraftverlaufs in Bezug auf die horizontale Richtung nicht symmetrisch ist. Das liegt daran, dass beim Kompressionshub des Kolbens des Grossdieselmotors im Verbrennungsraum nur der Kompressionsdruck anliegt, während im Expansionshub des Kolbens im Verbrennungsraum zusätzlich noch der durch die Verbrennung des Treibstoffs erzeugte zusätzliche Verbrennungsdruck anliegt, so dass im Expansionshub auch die auf die Gleitbahnen resultierende horizontale Kraftkomponente grösser ist als beim Kompressionshub.
[0021] Somit ist die asymmetrische Verschiebung der Kontur des Kraftverlaufs auch charakteristisch für die Drehrichtung in der Motor betrieben wird. Dreht der Motor zum Beispiel von Achtern aus gesehen, also bei Blickrichtung auf die Antriebsseite des Motors, die bei einem Schiff natürlich die Schraubenseite ist, nach links, so spricht man von einem linksdrehenden Motor. Im Fall eines linksdrehenden Motors wird die grössere Kraft in die ebenfalls von Achtern gesehen rechte horizontale Richtung ausgeübt. Bei einem rechts drehenden Motor wir die grössere Kraft entsprechend in die linke horizontale Richtung ausgeübt.
[0022] Oder anders ausgedrückt, da von Achtern betrachtet die Abgasseite des Grossdieselmotors in der Regel rechts liegt und die Aggregate für die Treibstoffzufuhr usw., also die Pumpenseite links liegt, liegt bei einem rechts drehenden Motor die grössere Kraft pumpenseitig an und bei links drehenden Motor liegt die grössere Kraft abgasseitig an.
[0023] Entgegen aller bisher vorherrschenden Meinung ist nun durch die vorliegende Erfindung gezeigt worden, dass die Stützwände nicht über die gesamte Höhe des Ständers mit einem Stützkörper abgestützt werden müssen, sondern dass es im Wesentlichen ausreicht, wenn die Stützwände im Bereich des Maximums der horizontalen Krafteinwirkung des Kreuzkopfes auf die Gleitflächen mit einem erfindungsgemässen Stützelement verstärkt werden.
[0024] Dabei kann es in bestimmten Fällen aus Stabilitätsgründen sinnvoll sein, die Dicke der Stützwand über die gesamte Höhe zu verstärken. Die Geometrie der notwendigen Verstärkung hängt dabei im Einzelfall von verschiedenen Faktoren, insbesondere z.B. von der Baugrösse des Motors, der Leistung des Motors und anderen Faktoren ab. Dabei ist, wie gesagt, eine Verstärkung der Stützwände nicht in allen Fällen erforderlich.
[0025] Versuche mit einem Grossdieselmotor mit 350mm Zylinderbohrung haben zum Beispiel gezeigt, dass es genügt die bekannte Stützwand, die über die gesamte Höhe des Ständers mit einem Stützkörper abgestützt ist, lediglich von ursprünglich 40mm Dicke auf 60mm Dicke zu verstärken, um ein Stützelement der vorliegenden Erfindung vorteilhaft einsetzen zu können.
[0026] Bei Motoren, die zum Beispiel eine geringere Leistung haben oder ohnehin schon über eine genügend Dicke Stützwand verfügen, hat sich gezeigt, dass ein erfindungsgemässes Stützelement auch ohne Verstärkung der Stützwand verwendbar ist.
[0027] In bestimmten Fällen kann es sinnvoll sein, wenn die Belastung durch die horizontale Kraftkomponente im oberen Totpunkt des Kreuzkopfes ein vorgegebenes Mass überschreitet, z.B. auch die Dicke des Deckblechs, das den Ständer von der Zylindersektion trennt, entsprechend zu verstärken. Wobei es selbstverständlich auch möglich ist, ein verstärktes Bodenblech einzusetzen um die Verankerung im Bereich der Grundplatte zusätzlich zu verstärken.
[0028] Bevorzugt ist eine transversale geometrische Mitte des Stützelements maximal 75% der Hubstrecke des Kreuzkopfes vom unteren Totpunkt entfernt, so dass gewährleistet ist, dass das Maximum der horizontalen Krafteinwirkung des Kreuzkopfes durch das Stützelement wirksam kompensiert wird. Dabei ist die transversale geometrische Mitte des Stützelements besonders bevorzugt maximal 50%, im Speziellen maximal 30% der Hubstrecke vom unteren Totpunkt entfernt ist.
[0029] Was die Grösse des Stützelements betrifft, beträgt dessen transversale Ausdehnung maximal 75% der transversalen Höhe der Gleitfläche.
[0030] Bevorzugt beträgt die transversale Ausdehnung des Stützelements dabei 40% bis 75% der transversalen Höhe der Gleitfläche. In speziellen Fällen kann die transversale Ausdehnung des Stützelements zwischen 5% und 40%, insbesondere weniger als 30% der transversalen Höhe der Gleitfläche betragen.
[0031] Wie bereits oben ausführlich erläutert, übt der Kreuzkopf im Betriebszustand eine in Bezug auf eine Zylinderachse eines Zylinderliners asymmetrisch verlaufende horizontale Querkraft auf die transversale Stützwand aus, so dass das Stützelement besonders vorteilhaft im Bereich eines Maximums der Querkraft an der Stützwand vorgesehen wird.
[0032] Dabei kann ein Querschnitt des Stützelement selbst im Prinzip jede bekannte Querschnittsform eines an sich bekannten durchgehenden Stützkörpers haben, aber auch jede andere Form haben, die dazu geeignet ist, die auf die Stützwand wirkenden horizontalen Kräfte geeignet aufzunehmen.
[0033] Bevorzugt ist das Stützelement, wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten durchgehenden Stützkörpern, doppelwandig mit einem dreieckförmigem Querschnitt ausgeführt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Stützelement z.B. doppelwandig mit einem rechteckigen Querschnitt ausgeführt ist. Natürlich kann das Stützelement auch einwandig als kompaktes Stützelement ausgestaltet sein.
[0034] Je nach Anforderung an die Stabilität des Grossdieselmotors als Ganzes bzw. je nachdem welche konkrete Ausführungsform des Stützelements gewählt wird, ist ein Zuganker durch das Stützelement geführt ist. In anderen Fällen können auch mehrere Zuganker, bevorzugt genau zwei Zuganker durch das Stützelement geführt sein.
[0035] Dabei kann z.B. nur an einer Seite des Grossdieselmotors an den Stützwänden ein Stützelement der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein oder es kann beispielsweise an zwei horizontal gegenüberliegenden Stützwänden, die denselben Kreuzkopf führen, jeweils ein Stützelement vorgesehen sein. In speziellen Fällen, in denen die Asymmetrie der horizontal wirkenden Kräfte nicht allzu stark ist, ist es auch möglich, dass zum Beispiel entlang der Kurbelwelle jeweils links und rechts alternierend ein Stützelement vorgesehen wird, wodurch eine höhere Symmetrie der Kraftableitung über die gesamte Länge des Motors erreichbar ist.
[0036] Selbstverständlich ist es auch möglich, dass an ein und derselben Stützwand mindestens zwei oder mehr, eventuell voneinander beabstandete Stützelemente vorgesehen sind, wodurch unter anderem die Steifigkeit der Stützwände erhöht werden kann.
[0037] Es versteht sich von selbst, dass in einem Kreuzkopf-Grossdieselmotor der vorliegenden Erfindung auch ein Stützelement mit einem an sich bekannten Stützkörper, der sich von einem Bodenblech der Grundplatte bis zu einem Deckblech des Ständers durchgehend als transversaler Stützkörper erstreckt, vorteilhaft kombinierbar ist.
So ist es zum Beispiel möglich, dass auf einer Seite der Kurbelwelle, auf der aufgrund der Asymmetrie der horizontalen Kraftverteilung die grösseren Kräfte auf die Gleitbahnen wirken, ein an sich bekannter durchgehender Stützkörper vorgesehen wird, während auf der anderen Seite der Kurbelwelle, wo die horizontalen Kräfte im Vergleich kleiner sind, weil der Motor im Betriebszustand in die entsprechende Richtung dreht, ein erfindungsgemässes Stützelement vorgesehen wird, da dieses bereits genügt um die einwirkenden horizontalen Querkräfte wirksam zu kompensieren.
[0038] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
<tb>Fig. 1<sep>Ansicht eines Kreuzkopf-Grossdieselmotor mit Grundplatte, Ständer und Zylindersektion;
<tb>Fig. 2<sep>einen Schnitt I - I gemäss Fig. 1eines bekannten Kreuzkopf-Grossdieselmotors mit doppelwandigem Stützelement;
<tb>Fig. 3<sep>einen Schnitt II - II gemäss Fig. 1eines bekannten Kreuzkopf-Grossdieselmotors mit doppelwandigem Stützelement;
<tb>Fig. 4<sep>einen Schnitt II - II gemäss Fig. 1eines anderen bekannten Kreuzkopf-Grossdieselmotors mit dreieckförmigem doppelwandigem Stützelement;
<tb>Fig. 5<sep>Verlauf der horizontalen Krafteinwirkung auf die Gleitbahnen als Funktion der transversalen Höhe;
<tb>Fig. 6<sep>ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors mit einem einseitig angeordneten Stützelement;
<tb>Fig. 7a<sep>Verlauf der horizontalen Krafteinwirkung auf die Gleitbahnen bei einem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6;
<tb>Fig. 7b<sep>einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III gemäss Fig. 7a durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stützelements;
<tb>Fig. 7c<sep>einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III gemäss Fig. 7a durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Stützelements;
<tb>Fig. 7d<sep>einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III gemäss Fig. 7a durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Stützelements;
<tb>Fig. 7e<sep>Stützkonzepte mit verbreiterter oder dickerer Stützwand mit Gleitfläche;
<tb>Fig. 8<sep>ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors mit doppelseitig angeordnetem Stützelement;
<tb>Fig. 9<sep>ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors mit einem durchgehenden Stützkörper;
[0039] Der erfindungsgemässe Kreuzkopf-Grossdieselmotor, der im Folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird, ist insbesondere als Zweitakt-Grossdieselmotor 1 mit Längsspülung ausgelegt, wie er beispielsweise im Schiffsbau verbreitet Verwendung findet.
[0040] Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt einen Aufbau eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1 mit Grundplatte 2, Ständer 5 und Zylindersektion 6. Der in Fig. 1dargestellte äussere Aufbau ist dabei im Wesentlichen identisch zum äusseren Erscheinungsbild eines bekannten Grossdieselmotors 1.
[0041] Die Zylindersektion 6 dient in an sich bekannter Weise zur Aufnahme von nicht dargestellten Zylindern. Der Ständer 5, der beispielsweise durch Zusammenschweissen von Stahlblechen entstanden ist, weist ein Bodenblech 12 sowie zwei Aussenwände 4 auf und bildet gemeinsam mit den darstellungsgemäss senkrecht, also transversal verlaufenden Gleitflächen 9 zwei im Querschnitt trapezförmige Rahmen, die durch ein gemeinsames Deckblech 13 miteinander verbunden sind. Die zwei gegenüberliegenden senkrecht verlaufenden Gleitflächen 9 werden durch eine Mittelwand 14, die zwischen den beiden trapezförmigen Rahmen angeordnet ist, abgestützt. Der Ständer 5 ist mit dem Bodenblech 12 auf der Grundplatte 2 angeordnet, die einen Lagersattel mit Lagerschale zur Lagerung einer Kurbelwelle 3 umfasst.
Die Kurbelwelle 3 mit Achse K ist in an sich bekannter Weise mit einem Kreuzkopf 10 über eine in Fig. 1 nicht gezeigte Schubstange 15 verbunden.
[0042] Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in den Fig. 2 bis Fig. 4 verschiedene Ausführungsformen von aus dem Stand der Technik bekannten Ständern schematisch dargestellt. Dabei wurden zur besseren Unterscheidung des Stands der Technik von der vorliegenden Erfindung, die Bezugszeichen zu den Merkmalen aus den Fig. 2bis Fig. 4mit einem Hochkomma versehen, während die Merkmale in den übrigen Figuren, die erfindungsgemässe Ausführungsbeispiele darstellen, mit Bezugszeichen versehen, die kein Hochkomma tragen. Dabei sind die Merkmale erfindungsgemässer Ausführungsbeispiele und die korrespondierenden Merkmale von bekannten Ausführungen jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, die sich nur wie erwähnt durch die Verwendung oder nicht Verwendung eines Hochkommas unterscheiden.
[0043] Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäss Fig. 1entlang der Schnittlinie I - I durch eine bekannte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1, umfassend den Ständer 5, der auf der Grundplatte 2 angeordnet ist, sowie die Zylindersektion 6, die auf dem Ständer 5 platziert ist. Zwischen dem Ständer 5 und der Zylindersektion 6 ist ein Deckblech 13 und zwischen dem Ständer 5 und der Grundplatte 2 ein Bodenblech 12 angeordnet. Die Zylindersektion 6 ist in bekannter Weise zur Aufnahme eines oder mehrerer nicht gezeigter Zylinder geeignet. Der Innenraum des Zylinders bildet in bekannter Weise zusammen mit einem nicht gezeigten Zylinderdeckel und einem ebenfalls nicht gezeigten Kolben, der mittels einer Kolbenstange 16 mit dem Kreuzkopf 10 verbunden und im Zylinder hin- und her bewegbar angeordnet ist, einen Brennraum des Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1.
Der Ständer 5 umfasst einen Stützkörper 11, an dem die transversale Stützwände 8 abgestützt sind. Die Stützwände 8 tragen eine Gleitfläche 9 zur Führung des Kreuzkopfes 10, der mittels der Schubstange 15 mit der Kurbelwelle 3 und mit der Kolbenstange 16 mit einem nicht dargestellten Kolben des Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1 verbunden ist.
[0044] Kennzeichnend für den Stand der Technik ist dabei, dass sich der Stützkörper 11 zwischen dem Bodenblech 12 und dem Deckblech 13 im Wesentlichen über die gesamte Höhe HT' des Ständers 5 erstreckt.
[0045] Die Grundplatte 2 umfasst zur Aufnahme und Lagerung der Kurbelwelle 3 einen Lagersattel sowie ein transversales Stützelement, das hier einwandig ausgestaltet ist; in einem anderen bekannten Beispiel aber auch zweiwandig ausgestaltete sein kann. Zylindersektion 6, Ständer 5 und Grundplatte 2 sind durch einen Zuganker 7 unter Vorspannung miteinander verbunden. Dabei erstreckt sich der Zuganker 7 im Bereich des Ständers 5 entlang den transversalen Stützwänden 8 innerhalb des doppelwandigen Stützkörpers 11 und ist im Lagersattel der Grundplatte 2 in einem Bereich zwischen der Achse K' der Kurbelwelle 3 und dem Ständer 5, also darstellungsgemäss oberhalb der Achse K' der Kurbelwelle 3, in einer Gewindebohrung fixiert.
[0046] Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Wände des Stützkörpers 11 V-förmig in Richtung der Zylindersektion 6, das heisst der gegenseitige Abstand der Wände des Stützkörpers 11 vergrössert sich zunehmend in Richtung zur Zylindersektion 6.
[0047] In dem in Fig. 2 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Zuganker 7 mit seiner Längsachse Z' mittig zwischen den transversalen Wänden des Stützkörpers 11, wobei das einwandig ausgestaltete Stützelement der Grundplatte 2, auf dem sich der Stützkörper 11 in der Grundplatte 2 abstützt, fluchtend zur Längsachse Z' des Zugankers T angeordnet ist. Der Zuganker 7 ist, insbesondere um Deformationen der Lagerschalen zu vermeiden, in einem Bereich zwischen der Achse K' der Kurbelwelle 3 und dem Ständer 5, darstellungsgemäss also oberhalb der Achse K' der Kurbelwelle 3, im Lagersattel in einer Gewindebohrung fixiert.
Dadurch, dass das einwandige Stützelement in der Grundplatte 2 fluchtend zur Längsachse Z' des Zugankers 7 und damit symmetrisch in Bezug auf die Wände des Stützkörpers 11 angeordnet ist, ergibt sich eine besonders hohe Stabilität, ohne dass die Grundplatte 2 eine zu hohe Steifigkeit aufweist.
[0048] Dabei sind durchaus im Stand der Technik auch Ausführungsformen bekannt, bei welchen die Zuganker 7 unterhalb der Achse K' der Kurbelwelle 3 verankert sind, die je nach Belastungsprofil ebenfalls einsetzbar sein können.
[0049] Fig. 3 zeigt einen weiteren Schnitt durch einen bekannten Ständer 5 gemäss Fig. 1 entlang der Linie II - II. Dargestellt sind je zwei im Ständer 5 gegenüber angeordnete Stützkörper 11, die durch die Mittelwand 14 zwischen den Gleitflächen 9 gegeneinander abgestützt sind. Der Kreuzkopf 10 wird zwischen je zwei gegenüberliegenden Gleitflächen 9 von jeweils zwei benachbarten Stützkörpern 11 geführt, die sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe H' des Ständers 5 zwischen der Bodenplatte 12 und dem Deckblech 13 erstrecken. In jedem Stützkörper 11 erstreckt sich zwischen den Wänden genau ein Zuganker 7.
[0050] Die Fig. 4 zeigt schliesslich ein weiteres Beispiel eines bekannten Ständers 5 im Schnitt II - II gemäss Fig. 1, das sich vom Beispiel gemäss Fig. 3 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der Stützkörper 11, der sich natürlich auch hier im Wesentlichen über die gesamte Höhe HT' des Ständers 5 zwischen der Bodenplatte 12 und dem Deckblech 13 erstreckt, dreieckförmig ausgestaltet ist, wobei sich die Mittelwand 14 durch den Stützkörper 11 hindurch erstreckt und diesem dadurch zusätzliche Stabilität verleiht. Ausserdem wird dadurch der Stützkörper 11 in zwei Teilkörper aufgeteilt, in welchem sich jeweils ein Zuganker T erstreckt. Das heisst, im Gegensatz zum Beispiel der Fig. 3sind bei dem dreieckförmigen Beispiel der Fig. 4 jedem Stützkörper 11 zwei Zuganker 7 zugeordnet.
[0051] In den Fig. 5 und Fig. 7a ist für einen erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotor 1 der Verlauf der horizontalen Krafteinwirkung, also der horizontalen Querkraft QK auf die Gleitflächen 9 der Stützwände 8 als Funktion der transversalen Höhe H und in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel KW schematisch dargestellt. Prinzipiell ist der entsprechende Kraftverlauf bei den aus dem Stand der Technik bekannten Grossdieselmotoren 1 im Wesentlichen zu dem der Fig. 5 identisch.
[0052] Wie bereits Eingangs angedeutet, ist der Verlauf der horizontalen Querkraft QK, die der Kreuzkopf 10 bei seiner Bewegung entlang der transversalen Richtung über die Hubstrecke HS zwischen dem oberen Totpunkt OTP und dem unteren Totpunkt UTP auf die Gleitflächen 9 ausübt, erstens in Bezug auf die horizontale Richtung in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel KW mehr oder weniger stark asymmetrisch und variiert anderseits beträchtlich entlang der transversalen Richtung, also entlang der Höhe H, wobei die Querkraft QK sowohl in der Nähe des oberen Totpunktes OTP des Kreuzkopfes 10, als auch oberhalb des unteren Totpunktes UTP ein Maximum aufweist. Die beiden unteren Maxima der Kurve QK, die sich in der Nähe des unteren Totpunktes UTP finden, sind mit M1 und M2 bezeichnet, was deutlich die Asymmetrie der Kurve QK demonstriert.
In Bezug auf die Mittelachse A ist das Maximum M1 der Querkraft QK nämlich deutlich stärker ausgeprägt, entspricht also einer deutlich grösseren Querkraft QK, als das korrespondierende Maximum M2.
[0053] Das liegt daran, dass beim Kompressionshub des Kolbens des Grossdieselmotors 1 im Verbrennungsraum nur der Kompressionsdruck anliegt, während im Expansionshub des Kolbens im Verbrennungsraum zusätzlich noch der durch die Verbrennung des Treibstoffs erzeugte zusätzliche Verbrennungsdruck anliegt, so dass im Expansionshub auch die auf die Gleitbahnen 9 resultierende horizontale Kraftkomponente QK grösser ist als beim Kompressionshub. Das heisst, das Maximum M1 tritt beim Expansionshub des Kolbens auf, also bei der Bewegung des Kolbens von seinem oberen Totpunkt in Richtung zu unteren Totpunkt, während das Maximum M2 beim Kompressionshub des Kolbens auftritt.
[0054] Da die Querkraft QK nicht nur durch den im Zylinder herrschenden Druck, sondern auch durch die Winkelstellung der Schubstange 15 in Bezug auf die Längsachse A wesentlich bestimmt ist, entsteht die für einen kompletten Motorzyklus die in Fig. 5 und Fig. 7a schematisch dargestellte charakteristische Form, die an die Kontur eines Fischs erinnert.
[0055] Die horizontale Richtung der asymmetrische Verschiebung der Kontur QK des Kraftverlaufs, also ob das Maximum M1 bzw. M2 darstellungsgemäss rechts oder links vorliegt, ist dabei charakteristisch für die Drehrichtung in der Motor 1 betrieben wird. Dreht der Motor 1 zum Beispiel von Achtern aus gesehen, also bei Blickrichtung auf die Antriebsseite des Motors 1, die bei einem Schiff natürlich die Schraubenseite ist, nach links, so spricht man von einem linksdrehenden Motor 1. Im Fall eines linksdrehenden Motors 1 wird die grössere Kraft QK in die ebenfalls von Achtern gesehen rechte horizontale Richtung ausgeübt. Bei einem rechts drehenden Motor 1 wir die grössere Kraft QK entsprechend in die linke horizontale Richtung ausgeübt.
[0056] Oder anders ausgedrückt, da von Achtern bzw. der Antriebsseite betrachtet die Abgasseite des Grossdieselmotors 1 in der Regel rechts liegt und die Aggregate für die Treibstoffzufuhr usw., also die Pumpenseite links liegt, liegt bei einem rechts drehenden Motor 1 die grössere Kraft pumpenseitig an und bei links drehenden Motor 1 liegt die grössere Kraft abgasseitig an.
[0057] In Fig. 6 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1 mit einem einseitig angeordneten Stützelement 11 gezeigt.
[0058] Fig. 6 zeigt dabei in Analogie zur Fig. 2einen Schnitt entlang der Schnittlinie I - I durch den erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotor 1 der Fig. 1. Der Kreuzkopf-Grossdieselmotor 1 gemäss Fig. 6umfasst einen Ständer 5, der auf der Grundplatte 2 angeordnet ist, sowie eine Zylindersektion 6, die auf dem Ständer 5 platziert ist. Zwischen dem Ständer 5 und der Zylindersektion 6 ist ein Deckblech 13, und zwischen dem Ständer 5 und der Grundplatte 2 ist ein Bodenblech 12 angeordnet. Die Zylindersektion 6 ist in bekannter Weise zur Aufnahme eines oder mehrerer nicht gezeigter Zylinder geeignet.
Der Innenraum des Zylinders bildet in bekannter Weise zusammen mit einem nicht gezeigten Zylinderdeckel und einem ebenfalls nicht gezeigten Kolben, der mittels einer Kolbenstange 16 mit dem Kreuzkopf 10 verbunden und im Zylinder hin- und her bewegbar angeordnet ist, einen Brennraum des Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1. Erfindungsgemäss ist an der darstellungsgemäss linken Stützwand 8, an der die Gleitfläche 9 für den Kreuzkopf 10 vorgesehen ist, abschnittsweise ein Stützelement 11 derart angeordnet, dass eine transversale Ausdehnung h des Stützelements 11 kleiner ist als die transversale Höhe HT der Gleitfläche 9 bzw. des Ständers 5.
[0059] An der darstellungsgemäss rechten Stützwand 8 ist weder ein aus dem Stand der Technik bekannter Stützkörper 11 vorgesehen, noch ein erfindungsgemässes Stützelement 11, da beim Beispiel der Fig. 6 die grössten Querkräfte QK auf die darstellungsgemäss linke Stützwand 8 wirken. Daher ist zur Erhöhung der Stabilität an der linken Stützwand 8 ein erfindungsgemässes Stützelement 11 vorgesehen, während an der rechten Stützwand 8 vollständig auf eine zusätzliche Abstützung 11, 11 verzichtet werden kann, da hier im Betriebszustand wesentlich kleinere Querkräfte QK wirken.
[0060] Das Stützelement 11 ist dabei so an der Stützwand 8 angeordnet, dass die geometrische Mitte GM des Stützelements 11, die ca. bei der halben transversalen Ausdehnung h des Stützelements 11 liegt, ungefähr im Bereich des Maximums M1 der auf die Stützwand 8 wirkenden Querkraft QK liegt. Dies ist anhand der Fig. 7a nochmals verdeutlicht.
[0061] Wie bereits erwähnt, tragen die Stützwände 8 tragen eine Gleitfläche 9 zur Führung des Kreuzkopfes 10, der mittels der Schubstange 15 mit der Kurbelwelle 3 und mit der Kolbenstange 16 mit einem nicht dargestellten Kolben des Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1 verbunden ist.
[0062] Kennzeichnend für die Erfindung ist dabei, dass sich das Stützelement 11 anders als der aus dem Stand der Technik bekannte Stützkörper 11, sich zwischen dem Bodenblech 12 und dem Deckblech 13 nicht über die gesamte Höhe HT des Ständers 5 erstreckt, sondern nur über eine transversale Ausdehnung h, die kleiner ist als die transversale Höhe HAT der Gleitfläche 9 bzw. des Ständers 5.
[0063] Die Grundplatte 2 umfasst dabei in an sich bekannter Weise zur Aufnahme und Lagerung der Kurbelwelle 3 einen Lagersattel sowie ein transversales Stützelement, das hier einwandig ausgestaltet ist. In einem anderen erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel kann das transversale Stützelement in der Grundplatte 2 aber auch z.B. zweiwandig ausgestaltet sein kann. Wie an sich bekannt, sind Zylindersektion 6, Ständer 5 und Grundplatte 2 durch einen Zuganker 7 unter Vorspannung miteinander verbunden. Dabei erstreckt sich der Zuganker 7 im Bereich des Ständers 5 entlang der transversalen Stützwand 8 und bei der darstellungsgemäss linken Stützwand 8 innerhalb des doppelwandigen Stützelements 11.
Der Zuganker 7 ist in an sich bekannte Weise im Lagersattel der Grundplatte 2 in einem Bereich zwischen der Achse K der Kurbelwelle 3 und dem Ständer 5, also darstellungsgemäss oberhalb der Achse K der Kurbelwelle 3, in einer Gewindebohrung fixiert.
[0064] In dem in Fig. 6 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Zuganker 7 mit seiner Längsachse Z mittig zwischen den transversalen Wänden des Stützelements 11, wobei das einwandig ausgestaltete Stützelement der Grundplatte 2, auf dem sich die Stützwand 8 in der Grundplatte 2 abstützt, fluchtend zur Längsachse Z des Zugankers 7 angeordnet ist. Der Zuganker 7 ist, insbesondere um Deformationen der Lagerschalen zu vermeiden, in einem Bereich zwischen der Achse K der Kurbelwelle 3 und dem Ständer 5, darstellungsgemäss also oberhalb der Achse K der Kurbelwelle 3, im Lagersattel in einer Gewindebohrung fixiert. Dadurch, dass das einwandige Stützelement in der Grundplatte 2 fluchtend zur Längsachse Z des Zugankers 7 angeordnet ist, ergibt sich eine besonders hohe Stabilität, ohne dass die Grundplatte 2 eine zu hohe Steifigkeit aufweist.
[0065] Dabei ist es bei einem anderen erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel durchaus auch möglich, dass die Zuganker 7 unterhalb der Achse K der Kurbelwelle 3 verankert sind. Auch solche Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können je nach Belastungsprofil ebenfalls vorteilhaft eingesetzt werden.
[0066] Fig. 7b zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III gemäss Fig. 7a durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stützelements 11 gemäss der vorliegenden Erfindung.
[0067] Wie der Fig. 7b zu entnehmen ist, ist das Stützelement 11 in einem speziellen Ausführungsbeispiel ein dreieckförmiges Stützelement 11, in welchem zwei Zuganker geführt sind, und die Mittelwand 14 sich bis in das Stützelement 11 erstreckt, wodurch die Stabilität des Ständers 5 weiter erhöht wird.
[0068] Es versteht sich, dass durchaus auch andere dreieckförmige Stützelemente 11 vorteilhaft verwendet werden können. Zum Beispiel solche, bei welchen sich die Mittelwand 14 nicht bis in das Innere des Stützelements 11 erstreckt und / oder wobei jedem dreieckförmigen Stützelement 11 jeweils nur ein Zuganker 7 zugeordnet ist.
[0069] Die Fig. 7c und Fig. 7d zeigen jeweils einen Schnitt entlang der Schnittlinie III - III gemäss Fig. 7a durch ein zweites und ein drittes spezielles Ausführungsbeispiel eines Stützelements 11 gemäss der vorliegenden Erfindung.
[0070] Das Stützelement 11 ist dabei analog zu dem der Fig. 7b als hohler Körper aufgebaut, jedoch mit rechteckigem Querschnitt. Auch hier ist es zum Beispiel möglich, dass ein rechteckiger Querschnitt gewählt wird und z.B. nur ein Zuganker 7 durch das Stützelement 11 geführt wird.
[0071] Die Fig. 7d zeigt ein spezielles Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Stützelements 11, das nicht als hohler Körper, sondern als kompakter Körper ausgestaltet ist, durch den mindestens ein Zuganker hindurch geführt ist.
[0072] Zusätzlich zu den in Fig. 7abis 7d gezeigten Massnahmen, ist es auch möglich ein sogenanntes "Single Wall Konzept" zu verwenden, bei welchem das Gleitbahnblech, d.h. die Stützwand 8 mit Gleitfläche 9 massiv verstärkt ist, also eine im Vergleich zum Stand der Technik eine viel grössere, überproportionale Dicke oder eine viel grössere, überproportionale Breite aufweist, um das notwendige Torsionsmoment der Ständerkonstruktion (aufgrund der exzentrisch angreifenden Gleitschuh kraft) zu erreichen.
[0073] Zusammenfassend ergeben sich somit drei Möglichkeiten um das notwendige Torsionsmoment der Ständerkonstruktion (aufgrund der exzentrisch angreifenden Gleitschuhkraft) zu erreichen: sogenannte "Triangle Plates", wie zum Beispiel anhand Fig. 4 gezeigt, deutliche dickere Gleitbahnen oder aber auch deutlich breitere Gleitbahnen.
[0074] Je nach Anwendung ergeben sich daraus natürlich auch brauchbare Kombinationen. So kann man "Triangle Plates" gemäss Fig. 4 mit dickeren Gleitbahnen oder mit breiteren Gleitbahnen oder auch mit Gleitbahnen verwenden, die gleichzeitig dicker und breiter sind.
[0075] Die zuletzt genannte Kombination von allen drei Massnahmen hat sich als besonders vorteilhaft in der Praxis herausgestellt und wird kurz anhand der Fig. Je noch erläutert. Erstens ist das Gleitblech überproportional dick. Zweitens sind im Bereich der Kraft F2 lokale Versteifungsbleche (butterfly) angebracht. Und drittens hilft im Bereich der Kraft F1 das Deckblech für die Kraftübertragung, wobei zusätzlich die Gleitbahn breiter ausgestaltet ist.
[0076] Natürlich ist es aber auch möglich, bei dem vorgenannten "Single Wall Konzept" das Gleitbahnblech, d.h. die Stützwand 8 mit Gleitfläche 9 dadurch zu verstärken, dass gleichzeitig die Dicke und die Breite des Gleitblechs im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Gleitblechen massiv verbreitert und massiv dicker ausgestaltetet wird.
[0077] In Fig. 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1 mit doppelseitig angeordnetem Stützelement 11 schematisch dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders dann vorteilhaft einsetzbar, wenn auf beiden Seiten des Ständers 5 die an den Stützwänden 8 angreifenden Querkräfte QK so gross sind, dass zur Stabilisierung des Ständers auf beiden Seiten, bevorzugt im Bereich der Maxima M1, M2 der Querkräfte QK ein Stützelement 11 vorgesehen werden muss.
[0078] In Fig. 9 ist ein drittes für die Praxis sehr wichtiges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kreuzkopf-Grossdieselmotors 1 dargestellt, bei dem auf einer Seite des Ständers 5, hier darstellungsgemäss links ein durchgehenden transversaler Stützkörper 110 vorgesehen ist, wie er aus dem Stand der Technik an sich bekannt ist. Dabei ist gemäss der vorliegenden Erfindung an der gegenüber liegenden Stützwand 8 ein erfindungsgemässes Stützelement 11 vorgesehen.
[0079] Dieses sehr spezielle Ausführungsbeispiel kommt besonders dann sehr vorteilhaft zum Einsatz, wenn die Querkräfte QK auf einer Seite des Ständers, im Beispiel der Fig. 9 auf der darstellungsgemäss linken Seite so gross werden können, dass eine Abstützung durch ein erfindungsgemässes Stützelement 11 nicht ausreicht. Da aber auf der gegenüberliegenden Seite die Querkräfte QK deutlich kleiner sind, reicht es hier aus, nur abschnittsweise ein erfindungsgemässes Stützelement 11 der transversalen Ausdehnung h vorzusehen.
[0080] Der Fachmann versteht, dass die Erfindung nicht auf die explizit diskutierten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern entsprechende Weiterbildungen ebenfalls von der Erfindung abgedeckt sind. Insbesondere betrifft die Erfindung selbstverständlich alle geeigneten Kombinationen der diskutierten speziellen Ausführungsformen.
The invention relates to a crosshead large diesel engine according to the preamble of independent claim 1.
A large diesel engine of the crosshead design, as it is preferably used in shipbuilding or stationary equipment, for example, for generating electrical energy used, comprises three large housing segments that form the frame of the engine. On a base plate which has, in addition to a bearing saddle with crankshaft main bearing for receiving the crankshaft transversal support elements, is separated by a bottom plate, a so-called stand arranged. The known from the prior art stand comprising according to the number of cylinders of the large diesel engine a plurality of oppositely disposed support body, each having a vertically extending sliding surface for guiding two adjacent crossheads, which are connected via push rods with the crankshaft.
In each case, two opposite vertical sliding surfaces are additionally supported by a central wall. The individual support bodies are usually connected to each other by a common cover plate. Above the stand is then on the cover plate a cylinder section, often called cylinder jacket arranged, which is suitable for receiving a plurality of cylinder liners. The base plate, the stator and the cylinder section are connected to each other by tie rods which extend in the region of the stator usually within the support body by the tie rods are screwed in or on the base plate under considerable bias.
From DE 3 512 347 C1 a stand with a support for Kreuzkopfgleitbahnen of piston engines is known in which the support is designed double-walled. The stand, on which a cylinder jacket is placed for receiving cylinder liners, is arranged on bottom plates on a base plate, wherein the bottom plates together with oblique outer walls and vertical sliding surfaces form two trapezoidal in cross-section frame, which are interconnected by a common cover plate. Between the outer walls and the sliding surfaces, the trapezoidal frame are filled by transverse support walls, so that there is a double-wall ausgestalteter support body as a support.
The base plate comprises a bearing saddle with a lower and an upper bearing shell with bearing cap, in which bearing shell the crankshaft is mounted in the bearing saddle of the base plate. Cylinder shell, stator and base plate of the engine are held together by tie rods, which are fixed under prestress below the crankshaft on or in the bearing saddle.
In EP 0 774 061 a double-walled support body is disclosed with triangular cross-section, in each of which two tie rods are performed.
In such known cross-head large diesel engines, the double-walled supporting body of the stand are supported on likewise double-walled support elements in the base plate. That is, both the stand and the base plate are designed by double-walled transversal walls.
However, large diesel engines are known in the prior art, in which the base plate is formed by transverse supporting walls, which is configured single-walled. Such an improved solution was proposed by the Applicant several years ago in EP 1 382 829 B1.
The known from this prior art construction of a crosshead large diesel engine has some serious disadvantages. The support bodies are fixed in the stand by welding seams. If the supporting bodies are made double-walled by two walls arranged opposite one another, the weld seams between two walls, which form a double-walled supporting body in the stand, can not be welded against, so that corresponding problems with the strength or the stability result. The orientation of the base plate with respect to the stand is difficult because the walls of the support element of the base plate must be arranged in alignment with respect to the support walls of the support body in the stand.
The support body extend substantially over the entire height of the stand, which not only leads to the mentioned problems in welding in the closed two-walled supporting bodies, since the interior of the support body is not accessible and therefore can not be welded against , In addition, the double-walled support bodies, which extend substantially over the entire height of the stand between the base plate above the base plate and the cover plate below the cylinder section, consume a large amount of material.
That is, the known support body are not only complicated to mount in the stand and can lead to security problems in relation to the welds. The known solutions are also expensive because of the high material consumption and contribute significantly to the overall weight of the stand.
Based on the prior art, it is therefore an object of the invention to propose an improved crosshead large diesel engine, in which the known disadvantages of the design of the stand are avoided. In particular, a stand is to be proposed, which can be produced with less material and thus significantly less weight than the known stand. In addition, the proposed by the invention stand should be easier to assemble, at the same time the known problems with the welds are avoided, which inevitably arise in the known stands that extend as a closed body over the entire height of the stand between the bottom plate and cover plate ,
The objects of the invention that solve these objects are characterized by the features of independent claim 1.
The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.
According to the invention thus a crosshead large diesel engine with a base plate for receiving a crankshaft, and a two outer walls comprehensive stand, which is arranged on the base plate proposed. On the stand, a cylinder section is arranged for receiving cylinders, wherein the base plate, the stator and the cylinder section are interconnected by a tie rod extending in the region of the stator along a transverse support wall. On the support wall, a sliding surface of a transverse height for supporting a crosshead is formed, which is arranged movable back and forth between a top dead center and a bottom dead center over a stroke distance.
According to the invention, a support element is provided in sections on the support wall such that a transverse extent of the support element is smaller than the transversal height of the sliding surface.
Characterized in that on the support wall only partially a support element is provided by the present invention, a stator for a cross-head large diesel engine proposed for the first time, which can be produced with less material and thus significantly less weight than the known stand and in the Production is more cost-effective.
Characterized in that the support member is only partially provided on the support wall, and not known from the prior art, a between bottom plate and cover plate continuous support body is used, the inventive stand is easier to assemble, at the same time the known problems with the Welding seams are avoided, which inevitably result in the known uprights, which extend as a completely closed body over the entire height of the stand between the bottom plate and cover plate.
The support element according to the invention is namely provided at most in sections on the support wall. As a result, even with a double-walled support element, the interior of the support element can in principle be achieved with a suitable welding device, so that the support element can be welded against and thus reliably permanently connected to the support wall.
In addition, it is possible the welding seams after welding with suitable diagnostic equipment, for example, with ultrasound equipment, reliable to examine for any damage in addition to the inner welds, so that with respect to the welds of the support element hitherto unknown maximum quality and security can be guaranteed.
The invention is based on the recognition that the force exerted by the crosshead in its movement along the transverse direction on the slide tracks, firstly with respect to the horizontal direction is more or less strongly asymmetric and second strong along the transverse direction varies and has a maximum both near the top dead center of the crosshead, as well as above the bottom dead center.
For clarity, it should be briefly mentioned at this point that, if in the context of this application reference is made to certain spatial directions in the large diesel engine, with the longitudinal direction is basically meant the direction in which the crankshaft of the large diesel engine is located. The transverse direction is the direction perpendicular thereto, which is parallel to the longitudinal axis of the cylinder liners. The transverse direction is thus the vertical direction in which the height of the large diesel engine in the installed state usually extends. The horizontal direction is at the same time perpendicular to the longitudinal direction and the transverse direction, that is, in the installed state usually the horizontal direction of the motor.
In this case, the course of the force described above, which exerts the crosshead on the sliding surfaces of the support walls, known in principle. He has, as will be explained in more detail later with reference to FIG. 5 or FIG. 7, a characteristic contour that something reminds of the contour of a fish, the contour of the force curve is not symmetrical with respect to the horizontal direction. This is because during the compression stroke of the piston of the large diesel engine in the combustion chamber, only the compression pressure is applied, while in the expansion stroke of the piston in the combustion chamber additionally the additional combustion pressure generated by the combustion of the fuel is applied, so that in the expansion stroke and the horizontal force component resulting on the slideways bigger than during the compression stroke.
Thus, the asymmetric displacement of the contour of the force curve is also characteristic of the direction of rotation is operated in the engine. If, for example, the engine turns from the rear, ie to the left when looking at the drive side of the engine, which of course is the screw side of a ship, this is called a left-handed engine. In the case of a left-handed engine, the greater force is exerted in the right horizontal direction, also viewed from the aft. In the case of a right-handed motor, we apply the greater force in the left horizontal direction.
Or in other words, since viewed from aft the exhaust side of the large diesel engine is usually right and the aggregates for the fuel supply, etc., so the pump side is left, is located at a right-hand motor, the larger force on the pump side and turning left Engine is the greater power exhaust side.
Contrary to all prevailing opinion has now been shown by the present invention that the support walls need not be supported over the entire height of the stand with a support body, but that it is substantially sufficient if the support walls in the region of the maximum of the horizontal Force of the crosshead on the sliding surfaces are reinforced with a support element according to the invention.
It may be useful in certain cases for reasons of stability, to increase the thickness of the retaining wall over the entire height. The geometry of the necessary reinforcement depends in each case on various factors, in particular e.g. on the size of the engine, the power of the engine and other factors. It is, as I said, a reinforcement of the retaining walls not required in all cases.
Experiments with a large diesel engine with 350mm cylinder bore, for example, have shown that it is sufficient to reinforce the known support wall, which is supported over the entire height of the stand with a support body, only from original 40mm thickness to 60mm thickness to a support element of be able to use advantageous present invention.
For motors, for example, have a lower power or already have a sufficiently thick support wall, it has been found that a support element according to the invention can also be used without reinforcement of the support wall.
In certain cases, it may be useful if the load by the horizontal force component at the top dead center of the crosshead exceeds a predetermined level, e.g. Also, the thickness of the cover plate, which separates the stator from the cylinder section, amplify accordingly. Whereby it is of course also possible to use a reinforced base plate to reinforce the anchoring in the base plate in addition.
Preferably, a transverse geometric center of the support element is at most 75% of the stroke distance of the crosshead away from bottom dead center, so that it is ensured that the maximum of the horizontal force of the crosshead is effectively compensated by the support element. In this case, the transverse geometric center of the support element is particularly preferably at most 50%, in particular a maximum of 30% of the stroke distance from bottom dead center.
As far as the size of the support element is concerned, its transverse extent is at most 75% of the transverse height of the sliding surface.
Preferably, the transverse extent of the support element is 40% to 75% of the transverse height of the sliding surface. In special cases, the transverse extent of the support element may be between 5% and 40%, in particular less than 30%, of the transverse height of the sliding surface.
As already explained in detail above, the crosshead in the operating state exerts an asymmetrical with respect to a cylinder axis of a cylinder liner horizontal transverse force on the transverse support wall, so that the support element is particularly advantageous in the region of a maximum of the transverse force on the support wall.
In this case, a cross section of the support element itself in principle have any known cross-sectional shape of a known continuous support body, but also have any other shape which is adapted to suitably absorb the horizontal forces acting on the support wall.
Preferably, the support element, as in the known from the prior art continuous support bodies, double-walled executed with a triangular cross-section. In another embodiment, the support element is e.g. double-walled with a rectangular cross-section is executed. Of course, the support member may also be configured as a single-walled compact support member.
Depending on the requirements of the stability of the large diesel engine as a whole or depending on which specific embodiment of the support element is selected, a tie rod is guided by the support element. In other cases, a plurality of tie rods, preferably exactly two tie rods can be guided by the support element.
In this case, e.g. Only on one side of the large diesel engine on the support walls, a support member of the present invention may be provided or it may be provided, for example, on two horizontally opposite support walls, which carry the same crosshead, each having a support member. In special cases, in which the asymmetry of the horizontally acting forces is not too strong, it is also possible, for example, along the crankshaft left and right alternately a support element is provided, whereby a higher symmetry of the power dissipation over the entire length of the engine is reachable.
Of course, it is also possible that at least two or more, possibly spaced-apart support elements are provided on one and the same support wall, whereby, among other things, the rigidity of the support walls can be increased.
It goes without saying that in a crosshead large diesel engine of the present invention, a support member having a support body known per se, which extends from a bottom plate of the base plate to a cover plate of the stator continuously extending as a transverse support body, can be advantageously combined ,
So it is possible, for example, that on one side of the crankshaft, on the effect of the asymmetry of the horizontal force distribution, the larger forces acting on the slideways, a per se known continuous support body, while on the other side of the crankshaft, where the horizontal Forces are smaller in comparison, because the motor rotates in the operating state in the appropriate direction, a support member according to the invention is provided, since this is already sufficient to compensate for the acting horizontal shear forces effectively.
The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. In a schematic representation:
<Tb> FIG. 1 <sep> View of a crosshead large diesel engine with base plate, stator and cylinder section;
<Tb> FIG. 2 <sep> is a section I - I according to FIG. 1 of a known crosshead large diesel engine with a double-walled support element;
<Tb> FIG. 3 <sep> is a section II - II according to FIG. 1 of a known crosshead large diesel engine with a double-walled support element;
<Tb> FIG. 4 <sep> a section II - II according to Figure 1eines other known crosshead large diesel engine with triangular doppelwandigem support member.
<Tb> FIG. 5 <sep> Course of the horizontal force on the slides as a function of the transversal height;
<Tb> FIG. 6 <sep> a first embodiment of a cross-head large diesel engine according to the invention with a supporting element arranged on one side;
<Tb> FIG. 7a <sep> Course of the horizontal force on the slides in an embodiment of FIG. 6;
<Tb> FIG. 7b <sep> is a section along the section line III - III according to FIG 7a by a first embodiment of a support member.
<Tb> FIG. 7c <sep> a section along the section line III - III according to Figure 7a by a second embodiment of a support member.
<Tb> FIG. 7d <sep> a section along the section line III - III according to FIG 7a by a third embodiment of a support member.
<Tb> FIG. 7e <sep> Supporting concepts with widened or thicker supporting wall with sliding surface;
<Tb> FIG. 8th <sep> a second embodiment of an inventive crosshead large diesel engine with double-sided support element arranged;
<Tb> FIG. 9 <sep> a third embodiment of an inventive crosshead large diesel engine with a continuous support body;
The cross-head large diesel engine according to the invention, which is hereinafter referred to in its entirety by the reference numeral 1, is designed in particular as a two-stroke large diesel engine 1 with rinsing, as it finds widespread use, for example in shipbuilding.
Fig. 1 shows schematically in section a structure of an inventive crosshead large diesel engine 1 with base plate 2, stator 5 and cylinder section 6. The Fig. 1dargestellt external structure is substantially identical to the external appearance of a known large diesel engine first
The cylinder section 6 is used in a conventional manner for receiving cylinders, not shown. The stand 5, which is formed, for example, by welding together of steel sheets, has a bottom plate 12 and two outer walls 4 and together with the representation according to perpendicular, ie transversely extending sliding surfaces 9 two trapezoidal in cross-section frame, which are interconnected by a common cover plate 13 , The two opposite vertically extending sliding surfaces 9 are supported by a center wall 14 which is arranged between the two trapezoidal frames. The stand 5 is arranged with the bottom plate 12 on the base plate 2, which comprises a bearing saddle with bearing shell for supporting a crankshaft 3.
The crankshaft 3 with axis K is connected in a conventional manner with a crosshead 10 via a push rod 15, not shown in FIG.
For a better understanding of the invention, various embodiments of stands known from the prior art are shown schematically in FIGS. 2 to 4. In order to better distinguish the prior art from the present invention, the reference numerals to the features of FIGS. 2 to 4 have been provided with an apostrophe, while the features in the other figures representing embodiments of the invention are denoted by reference numerals Carry comma. The features of embodiments according to the invention and the corresponding features of known embodiments are each denoted by the same reference numerals, which differ only as mentioned by the use or not use of an apostrophe.
Fig. 2 shows a section according to Fig. 1entlang the section line I - I by a known embodiment of an inventive cross-head large diesel engine 1, comprising the stator 5, which is arranged on the base plate 2, and the cylinder section 6, which on the Stand 5 is placed. Between the stator 5 and the cylinder section 6, a cover plate 13 and between the stator 5 and the base plate 2, a bottom plate 12 is arranged. The cylinder section 6 is suitable in a known manner for receiving one or more cylinders, not shown. The interior of the cylinder forms in a known manner, together with a cylinder cover, not shown, and a piston, not shown, which is connected by a piston rod 16 with the crosshead 10 and arranged in the cylinder back and forth, a combustion chamber of the crosshead large diesel engine. 1
The stand 5 comprises a support body 11, on which the transverse support walls 8 are supported. The support walls 8 carry a sliding surface 9 for guiding the crosshead 10, which is connected by means of the push rod 15 with the crankshaft 3 and with the piston rod 16 with a piston, not shown, of the crosshead large diesel engine 1.
Characteristic of the prior art is that the support body 11 extends between the bottom plate 12 and the cover plate 13 substantially over the entire height HT 'of the stator 5.
The base plate 2 comprises for receiving and supporting the crankshaft 3 a bearing saddle and a transverse support member which is designed here single-walled; in another known example but may also be configured zwewandig. Cylinder section 6, 5 stands and base plate 2 are connected by a tie rod 7 under bias. In this case, the tie rod 7 extends in the region of the stator 5 along the transverse support walls 8 within the double-walled support body 11 and is in the bearing saddle of the base plate 2 in a region between the axis K 'of the crankshaft 3 and the stator 5, that is, as shown above the axis K. 'the crankshaft 3, fixed in a threaded hole.
In the embodiment shown in Fig. 2, the walls of the support body 11 extend V-shaped in the direction of the cylinder section 6, that is, the mutual distance of the walls of the support body 11 increases increasingly in the direction of the cylinder section. 6
In the particularly preferred embodiment shown in Fig. 2, the tie rod 7 extends with its longitudinal axis Z 'centrally between the transverse walls of the support body 11, wherein the single-walled support member of the base plate 2, on which the support body 11 in the base plate 2 is supported, in alignment with the longitudinal axis Z 'of the tie rod T is arranged. The tie rod 7 is, in particular to avoid deformation of the bearing shells, fixed in a region between the axis K 'of the crankshaft 3 and the stator 5, as shown above the axis K' of the crankshaft 3, in the bearing saddle in a threaded bore.
The fact that the single-walled support element is arranged in the base plate 2 in alignment with the longitudinal axis Z 'of the tie rod 7 and thus symmetrically with respect to the walls of the support body 11, results in a particularly high stability, without the base plate 2 having too high rigidity.
Embodiments are well known in the prior art, in which the tie rods 7 are anchored below the axis K 'of the crankshaft 3, which can also be used depending on the load profile.
Fig. 3 shows a further section through a known stand 5 according to FIG. 1 along the line II - II. Shown are two each in the stator 5 opposite support body 11, which are supported by the middle wall 14 between the sliding surfaces 9 against each other , The crosshead 10 is guided between each two opposite sliding surfaces 9 of two adjacent support bodies 11, which extend substantially over the entire height H 'of the stator 5 between the bottom plate 12 and the cover plate 13. In each support body 11 extends between the walls exactly one tie rod. 7
Finally, FIG. 4 shows a further example of a known stator 5 in section II-II according to FIG. 1, which differs substantially from the example according to FIG. 3 in that the supporting body 11, which naturally also here in FIG Substantially extends over the entire height HT 'of the stator 5 between the bottom plate 12 and the cover plate 13, is triangular, with the center wall 14 extends through the support body 11 therethrough and this gives additional stability. In addition, thereby the support body 11 is divided into two part body, in each of which a tie rod T extends. That is, in contrast to the example of FIG. 3, in the triangular example of FIG. 4, two tie rods 7 are assigned to each support body 11.
In FIGS. 5 and 7a, for a crosshead large diesel engine 1 according to the invention, the profile of the horizontal force action, ie the horizontal lateral force QK, on the sliding surfaces 9 of the support walls 8 as a function of the transverse height H and in dependence on the crank angle KW shown schematically. In principle, the corresponding force curve in the case of the large diesel engines 1 known from the prior art is substantially identical to that of FIG. 5.
As already indicated at the beginning, the course of the horizontal transverse force QK, which the crosshead 10 exerts on the sliding surfaces 9 during its movement along the transverse direction over the stroke HS between the top dead center OTP and the bottom dead center UTP, is firstly related on the horizontal direction as a function of the crank angle KW more or less strongly asymmetric and on the other hand varies considerably along the transverse direction, ie along the height H, wherein the lateral force QK both in the vicinity of the top dead center OTP of the crosshead 10, and above the lower Dead center UTP has a maximum. The two lower maxima of the curve QK, which are found near the bottom dead center UTP, are designated M1 and M2, which clearly demonstrates the asymmetry of the curve QK.
With regard to the central axis A, the maximum M1 of the transverse force QK is significantly more pronounced, ie corresponds to a significantly greater transverse force QK than the corresponding maximum M2.
This is because during the compression stroke of the piston of the large diesel engine 1 in the combustion chamber, only the compression pressure is present, while in the expansion stroke of the piston in the combustion chamber additionally applied by combustion of the fuel additional combustion pressure is applied, so that in the expansion stroke on the Slideways 9 resulting horizontal force component QK is greater than the compression stroke. That is, the maximum M1 occurs during the expansion stroke of the piston, that is, during the movement of the piston from its top dead center toward bottom dead center, while the maximum M2 occurs during the compression stroke of the piston.
Since the lateral force QK is essentially determined not only by the pressure prevailing in the cylinder, but also by the angular position of the push rod 15 with respect to the longitudinal axis A, the result for a complete engine cycle in Fig. 5 and Fig. 7a schematically illustrated characteristic shape reminiscent of the contour of a fish.
The horizontal direction of the asymmetrical displacement of the contour QK of the force curve, ie whether the maximum M1 or M2 according to the representation is right or left, is characteristic of the direction of rotation in the engine 1 is operated. Turns the engine 1, for example, seen from aft, so when looking at the drive side of the engine 1, which is of course the screw side in a ship to the left, it is called a left-handed engine 1. In the case of a left-handed motor 1 is the greater force QK exerted in the also seen from aft right horizontal direction. In the case of a right-turning motor 1, the larger force QK is exerted in the left horizontal direction.
Or in other words, as viewed from the aft side or the drive side, the exhaust side of the large diesel engine 1 is usually right and the aggregates for the fuel supply, etc., so the pump side is left, is at a right-handed motor 1, the greater force On the pump side and at the left-hand rotating motor 1, the larger force is on the exhaust side.
FIG. 6 schematically shows a first exemplary embodiment of a crosshead large diesel engine 1 according to the invention with a supporting element 11 arranged on one side.
Fig. 6 shows, in analogy to Fig. 2, a section along the section line I - I by the inventive crosshead large diesel engine 1 of Fig. 1. The crosshead large diesel engine 1 according to Fig. 6 comprises a stand 5, on the base plate 2, and a cylinder section 6 placed on the stand 5. Between the stator 5 and the cylinder section 6 is a cover plate 13, and between the stator 5 and the base plate 2, a bottom plate 12 is arranged. The cylinder section 6 is suitable in a known manner for receiving one or more cylinders, not shown.
The interior of the cylinder forms in a known manner, together with a cylinder cover, not shown, and a piston, not shown, which is connected by a piston rod 16 with the crosshead 10 and arranged in the cylinder back and forth, a combustion chamber of the crosshead large diesel engine. 1 According to the invention, a support element 11 is arranged in sections on the left support wall 8 on which the sliding surface 9 for the crosshead 10 is provided such that a transverse extent h of the support element 11 is smaller than the transverse height HT of the sliding surface 9 or of the upright 5th
Neither a supporting body 11 known from the prior art is provided on the right supporting wall 8, nor a supporting element 11 according to the invention, since in the example of FIG. 6 the greatest transverse forces QK act on the left supporting wall 8 as shown. Therefore, a support member 11 according to the invention is provided to increase the stability on the left support wall 8, while on the right support wall 8 can be completely dispensed with an additional support 11, 11, since here in the operating condition much smaller lateral forces act QK.
The support member 11 is arranged on the support wall 8, that the geometric center GM of the support member 11, which is approximately at half the transverse extent h of the support member 11, approximately in the region of the maximum M1 acting on the support wall 8 Transverse force QK lies. This is again clarified with reference to FIG. 7a.
As already mentioned, the support walls 8 carry a sliding surface 9 for guiding the crosshead 10, which is connected by means of the push rod 15 with the crankshaft 3 and the piston rod 16 with a piston, not shown, of the crosshead large diesel engine 1.
Characteristic of the invention is that the support member 11, unlike the known from the prior art support body 11, does not extend between the bottom plate 12 and the cover plate 13 over the entire height HT of the stator 5, but only about a transverse extent h, which is smaller than the transverse height HAT of the sliding surface 9 or of the stator 5.
The base plate 2 comprises in a conventional manner for receiving and supporting the crankshaft 3, a bearing saddle and a transverse support member which is designed here single-walled. In another embodiment according to the invention, however, the transverse support element in the base plate 2 can also be made e.g. can be configured two-walled. As is known per se, cylinder section 6, stator 5 and base plate 2 are connected by a tie rod 7 under bias. In this case, the tie rod 7 extends in the region of the upright 5 along the transverse support wall 8 and in the illustration according to the left support wall 8 within the double-walled support member eleventh
The tie rod 7 is fixed in a manner known per se in the bearing saddle of the base plate 2 in a region between the axis K of the crankshaft 3 and the stator 5, ie according to the representation above the axis K of the crankshaft 3, in a threaded bore.
In the particularly preferred embodiment shown in Fig. 6, the tie rod 7 extends with its longitudinal axis Z centrally between the transverse walls of the support member 11, wherein the single-walled support member of the base plate 2, on which the support wall 8 in the base plate. 2 supported, is arranged in alignment with the longitudinal axis Z of the tie rod 7. The tie rod 7 is, in particular to avoid deformation of the bearing shells, fixed in a region between the axis K of the crankshaft 3 and the stator 5, as shown above the axis K of the crankshaft 3, in the bearing saddle in a threaded bore. The fact that the single-walled support element is arranged in the base plate 2 in alignment with the longitudinal axis Z of the tie rod 7, results in a particularly high stability, without the base plate 2 having too high rigidity.
It is also quite possible in another embodiment according to the invention that the tie rods 7 are anchored below the axis K of the crankshaft 3. Such embodiments of the present invention can also be used advantageously depending on the load profile.
Fig. 7b shows a section along the section line III - III according to Fig. 7a by a first embodiment of a support member 11 according to the present invention.
As can be seen from Fig. 7b, the support member 11 is in a specific embodiment, a triangular support member 11 in which two tie rods are guided, and the center wall 14 extends into the support member 11, whereby the stability of the stator. 5 is further increased.
It is understood that quite other triangular support elements 11 can be used advantageously. For example, those in which the center wall 14 does not extend into the interior of the support member 11 and / or wherein each triangular support member 11 is associated with only one tie rod 7 each.
FIGS. 7c and 7d each show a section along the section line III-III according to FIG. 7a through a second and a third specific exemplary embodiment of a support element 11 according to the present invention.
The support member 11 is analogous to that of Fig. 7b constructed as a hollow body, but with a rectangular cross-section. Again, it is possible, for example, that a rectangular cross-section is chosen and e.g. only one tie rod 7 is guided by the support member 11.
Fig. 7d shows a specific embodiment of a support element 11 according to the invention, which is designed not as a hollow body, but as a compact body through which at least one tie rod is guided.
In addition to the measures shown in Figures 7a to 7d, it is also possible to use a so-called "single wall concept" in which the slideway sheet, i. the support wall 8 is massively reinforced with sliding surface 9, so in comparison to the prior art, a much larger, disproportionate thickness or a much larger, disproportionate width in order to achieve the necessary torsional moment of the stator structure (due to the eccentric acting sliding shoe force).
In summary, there are thus three possibilities to achieve the necessary torsional moment of the stator construction (due to the eccentrically attacking sliding shoe force): so-called "triangular plates", as shown for example with reference to FIG. 4, significantly thicker slideways or also significantly wider slideways.
Of course, depending on the application, this also results in useful combinations. So you can use "Triangle Plates" as shown in FIG. 4 with thicker slideways or with wider slideways or slideways, which are both thicker and wider.
The last-mentioned combination of all three measures has proven to be particularly advantageous in practice and will be explained briefly with reference to FIG. Je. First, the sliding plate is disproportionately thick. Second, in the area of the force F2, local stiffening sheets (butterfly) are attached. And thirdly, in the area of the force F1, the cover plate for the transmission of power is used, with the slideway additionally being made wider.
Of course, it is also possible, in the aforementioned "single wall concept" the slideway plate, i. to reinforce the support wall 8 with sliding surface 9 in that at the same time the thickness and the width of the sliding plate compared to the known from the prior art sliding plates massively broadened and solid is designed thicker.
In Fig. 8, a second embodiment of an inventive crosshead large diesel engine 1 with double-sided support element 11 is shown schematically. This exemplary embodiment can be used particularly advantageously if the transverse forces QK acting on the support walls 8 are so great on both sides of the stator 5 that a support element 11 is used to stabilize the stator on both sides, preferably in the region of the maxima M1, M2 of the transverse forces QK must be provided.
In Fig. 9, a third very important for practice embodiment of an inventive crosshead large diesel engine 1 is shown, in which on one side of the stator 5, here in accordance with the left a continuous transverse support body 110 is provided, as he from the prior Technique is known per se. In this case, according to the present invention, an inventive support element 11 is provided on the opposite support wall 8.
This very special embodiment is particularly advantageous for use when the transverse forces QK on one side of the stand, in the example of FIG. 9 on the left side as shown can be so large that a support by an inventive support member 11 is not sufficient. However, since the transverse forces QK are significantly smaller on the opposite side, it is sufficient here to provide only in sections a support element 11 according to the invention of the transverse extent h.
The skilled person understands that the invention is not limited to the explicitly discussed embodiments, but corresponding developments are also covered by the invention. In particular, the invention, of course, relates to all suitable combinations of the specific embodiments discussed.