DD261628A1

DD261628A1 - Pleuelstange fuer hubkolbenverdichter

Info

Publication number: DD261628A1
Application number: DD30337587A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joachim Lenz; Manfred Pohl
Original assignee: Pumpen & Verdichter Veb K
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1988-11-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange fuer Hubkolbenverdichter, vorzugsweise solcher der mittleren und oberen Leistungsklasse mit ueberaus ungleichmaessigen Masseverteilungen entlang der Pleuellaengsachse. Das Erfindungsmerkmal besteht darin, dass die Pleuelstange aus mindestens zwei masse- und flaechenmaessig Einzelelementen besteht, die je nach gewaehlten herkoemmlichen Fuegeverfahren vor und nach der spanenden Vor- bzw. Endbearbeitung fest miteinander verbunden sind. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange für Hubkolbenverdichter, vorzugsweise solcher der mittleren und oberen Leistungsklasse, mit überaus ungleichmäßigen Masseverteilungen entlang der Pleuellängsachse.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Herkömmliche Pleuelstangen für Hubkolbenverdichter der mittleren und oberen Leistungsklasse bestehen bekanntlich aus Gußeisen, Stahlguß oder werden als Schmiedeteile im Freiform- oder Gesenkschmiedeverfahren hergestellt (DE-AS 11 35613), Die jeweilige Pleuelkonzeption hängt hierbei stark von der Baugröße und dem Einsatzgebiet der Verdichter ab.

Bei den gegossenen Pleuelstangen kommen infolge der hohen dynamischen Beanspruchungen im Pleuelauge, Pleuelkopf und in den Schaftübergangsbereichen nur Gußeisen mit Kugelgraphit und hohen 0,2-Dehngrenzwerten sowie Stahlguß in Frage.

Die Erfahrung mit derartigen Gußteilen hat gezeigt, daß Fehlstellen wie Lunker oder Einschlüsse nie ganz vermieden werden können, so daß diese Gußpleuel hauptsächlich in Verdichtertriebwerken der unteren und mittleren Leistungsklasse zur Anwendung gelangen.

Bei Hubkolbenverdichtern der mittleren und oberen Leistungsklasse, wo Brüche an Pleuelstangen kostspielige Folgeschäden an der gesamten Verdichteranlage oder im entsprechenden Prozeßablauf — in dem die Verdichter integriert sind — verursachen, erfordern gegossene Pleuelstangen einen sehr großen Prüfaufwand, um das Einsatzrisiko überhaupt vertreten zu können. Dieser Prüfaufwand bewirkt eine immense Kostensteigerung, so daß üblicherweise auf geschmiedete Pleuel ausgewichen wird, die infolge des Herstellungsverfahrens eine große Gleichmäßigkeit im Gefügeaufbau besitzen und damit eine größere Sicherheit und Zuverlässigkeit bieten.

Die Anwendung des Gesenkschmiedeverfahrens stößt beiden Pleuelstangen der Triebwerke der mittleren und oberen Leistungklasse auf Ablehnung. Diese Pleuel sind nämlich durch extreme Querschnitts-und Masseunterschiede zwischen Pleuelkopf auf dereinen sowie Pleuelschaft und -auge auf der anderen Seite gekennzeichnet. Das bedeutet, daß das Ausschmieden des langen, schlanken Pleuelschaftes aus einem Ausgangshalbzeug—wegen des masseintensiven Pleuelkopfes entsprechend groß dimensioniert—schrittweise in mehreren, technologisch aufeinanderfolgenden, aufwendigen Vorgesenken erfolgen muß.

Das führt außerdem zu nicht vertretbaren Stillstandszeiten des in der Fertigungslinie an letzter Stelle stehenden mit dem Fertiggesenk bestückten Schmiedehammers.

Da diese Pleuel also infolge der Gesenkkosten sehr kostenintensiv sind, behilft man sich praktisch durch Freiformschmiedeteile, welche durch spanende Bearbeitung fertiggestellt werden. Die Nachteile dieser Technologie bestehen indem hohen

Zerspanungsaufwand und den'daraus resultierenden hohen Fertigungszeiten und den dabei entstehenden Kosten.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, für Hubkolbenverdichter der mittleren und oberen Leistungsklasse eine Pleuelstange zu schaffen, die bei hohem Gebrauchswert einen niedrigen Kostenaufwand bewirkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pleuelstange für Hubkolbenverdichter der mittleren und oberen Leistungsklasse zu schaffen, die die Vorzüge des Gesenkschmiedestückes hinsichtlich dynamischer Beanspruchbarkeit, gleichmäßiger Güte, hoher Genauigkeit und damit geringerem Zerspanungsaufwandes in sich vereinigt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pleuelstange aus mindestens zwei masse- und flächenmäßig sinnvoll vorgewählten Ausgangshalbzeugen —die separat im Gesenkschmiedeverfahren mit hoher Formgenauigkeit weiter verarbeitet werden — besteht, die je nach gewählten herkömmlichen Fügeverfahren vor oder nach der spanenden Vor- bzw. Endbearbeitung fest miteinander verbunden sind.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die Trennebene zwischen Pleuelkopf und Pleuelschaft außerhalb des Übergangsradius, 5 bis 10 mm vom auslaufenden Radius zum Pleulaugehin versetzt angeordnet ist und rechtwinklig zur Pleuellängsachse verläuft.

Ein anderes Erfindungsmerkmal ist, daß die beiden Einzelelemente (Kopf und Schaft) mit Zentrierbohrungen versehen sind. Von der Erfindung wird auch eingeschlossen, daß die Einzelelemente an der Fügestelle Eindrehungen bzw. Ansätze aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Abbildung zeigt das durch zwei Einzelelemente separat im Gesenkschmiedeverfahren hergestellte und spanend vorbearbeitete Pleuel im gefügten Zustand.

Die dargestellte Pleuelstange besteht aus dem Pleuelkopf 1, dem Pleuelschaft inclusive Pleuelauge 2. Der an den eigentlichen Pleuelkopf 1 angeschmiedete Übergangsbereich 3 berücksichtigt den Kraftfluß zum Pleuelschaft 2 hin.

Zur Vermeidung von Kerbwirkungsüberlagerungen istdieTrennebene4zwischen Pleuelkopf 1 und Pleuelschaft 2 außerhalb des Übergangsbereiches, 5 bis 10 mm vom auslaufenden Radius zum Pleuelauge 2 hin versetzt angeordnet und verläuft rechtwinklig zur Pleuellängsachse 5. Die Lage der Trennebene 4 ist deshalb gewählt, da durch Wahl geeigneter geometrischer Ausgangshalbzeuge, wie z. B. Stababschnitte (Scheiben) für den Pleuelkopf 1 und Knüppel bzw. gewalzte Stäbe für den Pleuelschaft mit Pleuelauge 2 mit geringstem Gesenkaufwand und mit leichteren Schmiedeaggregaten die separate Herstellung der beiden Einzelelemente wirtschaftlich erfolgen kann.

Als Fügeverfahren kommen auf Grund der geometrischen Bedingungen und der Zuverlässigkeits- und Qualitätsforderungen hauptsächlich Schweißverfahren und hierbei insbesondere das Elektronenstrahlschweißen oder das Abbrennstumpfschweißen in Frage.

Claims

1. Pleuelstange für Hubkolbenverdichter, vorzugsweise solcher der mittleren und oberen Leistungsklasse mit überaus ungleichmäßigen Masseverteilungen entlang der Pleuellängsachse, gekennzeichnet, daß die Pleuelstange aus mindestens zwei masse- und flächenmäßig sinnvoll vorgewählten Ausgangshalbzeugen — die separat im Gesenkschmiedeverfahren mit hoher Formgenauigkeit weiter bearbeitet werden, besteht, die je nach gewählten herkömmlichen Fügeverfahren vor oder nach der spanenden Vor- bzw. Endbearbeitung fest miteinander verbunden sind.

2. Pleuelstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet, daß die Trennebene (4) zwischen Pleuelkopf (1) und Pleuelschaft (2) außerhalb des Übergangsradius, 5 bis 10mm vom auslaufenden Radius zur Pleuellänge hin versetzt angeordnet ist und rechtwinklig zur Pleuellängsachse (5) verläuft.

3. Pleuelstange nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet, daß an der Trennebene (4) die Einzelelemente Pleuelkopf (1) und Pleuelschaft (2) mit Eindrehung bzw. Ansatz versehen sind.

4. Pleuelstange nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet, daß die Einzelelemente Pleuelkopf (1) und Pleuelschaft (2) mit Zentrierbohrungen versehen sind.