DD261628A1

DD261628A1 - CONNECTING ROD FOR LIFTING PISTON COMPRESSORS

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. FigurThe invention relates to a connecting rod for reciprocating compressors, preferably those of the middle and upper power class with very uneven mass distributions along the Pleuellaengsachse. The feature of the invention is that the connecting rod consists of at least two mass and surface individual elements that are firmly connected to each other depending on the selected conventional Fuegeverfahren before and after the cutting pre- or finishing. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Pleuelstange für Hubkolbenverdichter, vorzugsweise solcher der mittleren und oberen Leistungsklasse, mit überaus ungleichmäßigen Masseverteilungen entlang der Pleuellängsachse.The invention relates to a connecting rod for reciprocating compressors, preferably those of the middle and upper power class, with exceedingly uneven mass distributions along the connecting rod longitudinal axis.

Characteristic of the known technical solutions

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.Conventional connecting rods for reciprocating compressors of the middle and upper power class are known to be cast iron, cast steel or are produced as forgings in free-form or drop forging (DE-AS 11 35613), the respective connecting rod concept depends strongly on the size and the field of application of the compressor.

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.In the cast connecting rods come due to the high dynamic stresses in the connecting rod, connecting rod and in the shank transition areas only cast iron with nodular graphite and high 0,2-Dehngrenzwerten and cast steel in question.

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.The experience with such castings has shown that voids such as voids or inclusions can never be completely avoided, so that these Gußpleuel be mainly used in compressor engines of the lower and middle power class for use.

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.For medium and high-performance reciprocating compressors, where connecting rod breaks cause costly consequential damage to the entire compressor unit or process - where the compressors are integrated - cast connecting rods require a very large amount of testing to fully account for the risk of use. This testing effort causes an immense increase in costs, so that usually forged to forged connecting rods, which have a large uniformity in structural structure as a result of the manufacturing process and thus offer greater safety and reliability.

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.The application of the drop forging method is met with rejection by both connecting rods of the engines of the middle and upper power classes. In fact, these connecting rods are characterized by extreme cross-sectional and mass differences between the connecting rod end on one end and the connecting rod shaft and eye on the other. This means that the ejection of the long, slender connecting rod shank from a starting semi-finished product-because of the mass-intensive connecting rod head correspondingly large-dimensioned-stepwise in several, technologically sequential, costly presetting must be done.

Das führt außerdem zu nicht vertretbaren Stillstandszeiten des in der Fertigungslinie an letzter Stelle stehenden mit dem Fertiggesenk bestückten Schmiedehammers.This also leads to unjustifiable downtime of standing in the production line last place equipped with the finished die forging hammer.

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 hohenSince these connecting rods are therefore very cost-intensive as a result of the cost of the die, it is practically possible to obtain relief by means of open-die forgings, which are finished by machining. The disadvantages of this technology are high

Zerspanungsaufwand und den'daraus resultierenden hohen Fertigungszeiten und den dabei entstehenden Kosten.Machining effort and den'09 resulting high production times and the resulting costs.

Object of the invention

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.The object of the invention is to provide for middle and high-performance reciprocating compressors a connecting rod which causes a low cost at high utility value.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a connecting rod for reciprocating compressors of the middle and upper power class, which combines the advantages of the drop forging in terms of dynamic strength, uniform quality, high accuracy and thus lower cutting costs in itself.

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.According to the invention, this object is achieved in that the connecting rod consists of at least two mass and area wise preselected output semi-finished - which are separately processed in the drop forging process with high dimensional accuracy - which, depending on the selected conventional joining method before or after the cutting pre- or finishing are firmly connected.

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.Another feature of the invention is that the parting plane between the connecting rod and connecting rod outside the transition radius, 5 to 10 mm from the outgoing radius is arranged offset to Pleulaugehin and perpendicular to the connecting rod longitudinal axis.

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.Another feature of the invention is that the two individual elements (head and shaft) are provided with center holes. Of the invention is also included that the individual elements have at the joint recesses or lugs.

embodiment

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Abbildung zeigt das durch zwei Einzelelemente separat im Gesenkschmiedeverfahren hergestellte und spanend vorbearbeitete Pleuel im gefügten Zustand.The figure shows the connecting rod produced by two individual elements in the drop forging process and machined pre-machined in the joined state.

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.The connecting rod shown consists of the connecting rod 1, the connecting rod shaft including connecting rod 2. The forged to the actual connecting rod 1 transition region 3 takes into account the power flow to the connecting rod shaft 2 out.

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.In order to avoid notch effect superpositions, the dividing plane 4 between the connecting rod 1 and connecting rod shaft 2 is offset outside the transitional region, 5 to 10 mm from the outgoing radius to the connecting rod end 2, and extends at right angles to the longitudinal axis 5 of the connecting rod. The position of the parting plane 4 is chosen because, by choosing suitable geometric starting semifinished products, such as B. rod sections (discs) for the connecting rod 1 and billets or rolled rods for the connecting rod shaft with connecting rod 2 with the lowest Gesenkaufwand and lighter forging units separate production of the two individual elements can be done economically.

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.As joining methods, due to the geometric conditions and the reliability and quality requirements, mainly welding methods, in particular electron beam welding or flash butt welding, come into question.

Claims

1. connecting rod for reciprocating compressors, preferably those of the middle and upper power class with exceedingly uneven mass distributions along the connecting rod longitudinal axis, characterized in that the connecting rod of at least two mass and area wise sensibly preselected starting semifinished - which are processed separately in the drop forging process with high dimensional accuracy, there is, Depending on the selected conventional joining method before or after the cutting pre-machining or finishing are firmly connected.

2. connecting rod according to claim 1, characterized in that the parting plane (4) between the connecting rod (1) and connecting rod (2) outside the transition radius, 5 to 10mm from the outgoing radius to the rod end length is arranged offset and perpendicular to the connecting rod longitudinal axis (5).

3. Connecting rod according to claim 1 and 2, characterized in that at the parting plane (4), the individual elements connecting rod (1) and connecting rod shaft (2) are provided with recess or approach.

4. Connecting rod according to claim 1 to 3, characterized in that the individual elements connecting rod end (1) and connecting rod shank (2) are provided with centering holes.