DE1750717A1 - Device for axially clamping a cylinder liner or the like between an outer housing and an associated housing cover - Google Patents
Device for axially clamping a cylinder liner or the like between an outer housing and an associated housing coverInfo
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Wuppertal-Barmen I/OU/I/Wuppertal-Barmen I / OU / I /
Aktieselskabet Burmeister & Wain*s Maskin- og Skibsbyggeri, Kopenhagen, DänemarkAktieselskabet Burmeister & Wain * s Maskin- og Skibsbyggeri, Copenhagen, Denmark
Vorrichtung zum axialen Festspannen einer Zylinderbuchse oder ähnlichem zwischen einem äusseren Gehäuse und einem zugehörigen Gehäusedeckel. Device for axially tightening a cylinder liner or the like between an outer housing and an associated housing cover.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum axialen Festspannen einer mit zwei einander gegenüberliegenden und in der Hauptsache koaxialen, ebenen Anlageflächen ausgebildeten Zylinderbuchse oder ähnlichem zwischen einer Anlagefläche eines äusseren Gehäuses und einem mit dem Gehäuse abnehmbar verbundenen Gehäusedeckel oder -kopf.The invention relates to a device for axially clamping one with two opposing and in the main coaxial, flat contact surfaces formed cylinder liner or the like between a contact surface of an outer housing and a housing cover or head detachably connected to the housing.
Es ist allgemein üblich, Buchsen der angegebenen Art, die z.B. Zylinderbuchsen in Brennkraftmaschinen, Kompressoren oder Pumpen wie Brennstoffpumpen für Brennkraftmaschinen sein können, mit Hilfe einer Anzahl Bolzen festzuspannen, die soweit möglich in einem Kreis um die Achse der Komponente herum angeordnet werden. Insbesondere bei Konstruktionen, bei denen hohe innere Drücke auftreten, ist es ein Nachteil, dass es schwierig ist, beim Festziehen der Bolzen die gleiche Zugkraft in allen diesen Bolzen zu erreichen, so dass die Resultierende der Bolzenkräfte dazu kommen kann, exzentrisch zu liegen, wodurch unerwünschte zusätzliche Biegebeanspruchungen im Deckel hervorgerufen werden. Selbst bei gleich grossen Zugkräften in allen Bolzen ist der spezifische Anlagedruck nicht an jeder Stelle der Anlagefläche derselbe und es besteht daher das Risiko einer Undichtigkeit zwischen den Bolzen.It is common practice to use sockets of the specified type that e.g. cylinder liners in internal combustion engines, compressors or pumps such as fuel pumps for internal combustion engines, with Tighten using a number of bolts, which are arranged as far as possible in a circle around the axis of the component. In particular in constructions where high internal pressures occur, it is a disadvantage that it is difficult to tighten the bolts to achieve the same tensile force in all of these bolts, so that the resultant of the bolt forces can come to be eccentric lying, whereby undesirable additional bending stresses are caused in the lid. Even with the same tensile forces in In all bolts, the specific contact pressure is not the same at every point on the contact surface and there is therefore a risk of leakage between the bolts.
Im Hinblick darauf, die angeführten Nachteile zu beseitigen,With a view to eliminating the disadvantages mentioned,
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besteht die Erfindung darin, dass der Gehäusedeckel ein permanent eingebautes und mit den Anlageflächen in der Hauptsache koaxiales Zylinder-Kolben-Aggregat enthält, dessen Zylinder im Gehäusedeckel ausgebildet ist und das dazu eingerichtet ist, durch hydraulischen Druck die eine*Anlagefläche der Zylinderbuchse mit einem axialen Druck gegen die Anlagefläche des Gehäuses zu pressen, und dass der Gehäusedeckel ein inwendiges Gewinde hat, das sich im Eingriff mit einer mit der Zylinderbuchse koaxialen Ringmutter mit einer Anlagefläche zum Zusammenwirken mit dem Kolben des Aggregates befindet, welcher Kolben eine entgegengesetzte Anlagefläche aufweist, die direkt oder durch ein Zwischendruckstück gegen die dem Gehäusedeckel am nächsten liegende Anlagefläche der Zylinderbuchse anliegt.the invention consists in that the housing cover is permanently installed and is mainly coaxial with the contact surfaces The cylinder-piston unit contains the cylinder in the housing cover is designed and which is set up to use hydraulic pressure to connect the one * contact surface of the cylinder liner with an axial To press pressure against the contact surface of the housing, and that the housing cover has an internal thread that engages with a ring nut coaxial with the cylinder liner is located with a contact surface for interaction with the piston of the unit, which piston has an opposite contact surface, which directly or through an intermediate pressure piece against the housing cover the closest contact surface of the cylinder liner is in contact.
Mit Hilfe des hydraulischen Aggregates kann nach dem Zusammensetzen der Teile eine koaxial wirkende und auf die ganze Anlagefläche gleichmässig verteilte Anlagekraft zwischen dem Gehäusedeckel und der Zylinderbuchse hervorgebracht werden und, nachdem die Mutter festgeschraubt worden ist, verbleibt die Anlagekraft in allem wesentlichen unverändert, wenn der hydraulische Druck wieder aufgehoben wird, da der definitive Spannungszustand schon mit Hilfe des hydraulischen Aggregates hergestellt worden ist. Das hydraulische Zusammenspannen ist leicht auszuführen, z.B. mit Hilfe einer leicht an- und abzubauenden Handpumpe, und das Festziehen der Mutter macht keine Schwierigkeiten, da die Gewinde unbelastet sind, solange der hydraulische Druck aufrechterhalten wird. Die angegebene Vorrichtung kann ohne Schwierigkeit zum Zusammenspannen von Komponenten mit relativ grossen Durchmessern angewendet werden, bei denen ein Befestigen eines Deckels im Gehäuse mit Gewinde anstatt mit Bolzen sonst ausgeschlossen wäre.With the help of the hydraulic unit, after assembly of the parts a coaxially acting contact force evenly distributed over the entire contact surface between the housing cover and the cylinder liner are brought out and, after the nut has been screwed tight, the abutment force remains in all essentials unchanged when the hydraulic pressure is released again, since the definitive state of tension is already achieved with the help of the hydraulic Aggregates has been manufactured. The hydraulic clamping is easy to carry out, e.g. with the help of a slightly tightening and hand pump to be dismantled, and tightening the nut is no problem, since the thread is unloaded as long as the hydraulic Pressure is maintained. The specified device can be used without difficulty for clamping components together with relative Large diameters can be used, in which a fastening of a cover in the housing with a thread instead of a bolt is otherwise excluded were.
Erfindungsgemäss ist es zweckmässig, dass Kolben und Zylinder des hydraulischen Aggregates so ausgebildet sind, dass der According to the invention, it is expedient that the piston and cylinder of the hydraulic unit are designed so that the
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hydraulische Druck auf eine ringförmige Fläche einwirkt, deren mittlere Radius im wesentlichen der gleiche ist wie der mittlere Radius der Anlageflächen der Zylinderbuchse. Hierdurch wird dem Risiko des Auftretens unerwünschter Biegebeanspruchungen vorgebeugt, die von den entgegengesetzt gerichteten Reaktionsdrücken auf die beiden Anlageflächen der Zylinderbuchse herrühren.hydraulic pressure acts on an annular surface, the middle of which Radius is essentially the same as the mean radius of the contact surfaces of the cylinder liner. This reduces the risk of The occurrence of undesired bending stresses is prevented, caused by the oppositely directed reaction pressures on the two contact surfaces the cylinder liner.
Weitere kennzeichnende Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der auf die Zeichnung hingewiesen wird, die einen axialen Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt. Further characterizing features and advantages of the invention emerge from the following description, in which the drawing is pointed out, which shows an axial section through an embodiment of the device according to the invention.
Auf der Zeichnung bezeichnet 1 eine Zylinderbuchse, z.B. in einer Brennstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine, die in einem äusseren Gehäuse 2 gegen eine ringförmige Anlagefläche 3 am Boden des Gehäuses festgespannt werden soll. Die Buchse 1 hat an ihrem entgegengesetzten Ende eine ringförmige Anlagefläche 4» die gegen die Unterseite eines scheibenförmigen Zwischendruckstückes 5 anliegt, dessen Oberseite gegen einen hydraulischen Kolben 6 anliegt und in bezug auf diesen zentriert ist. Der zugehörige hydraulische Zylinder 7 ist an seiner Aussenseite mit einem Gewinde versehen, mit dem der Zylinder 7 im oberen, mit Innengewinde versehenen Ende des Gehäuses 2 befestigt werden kann.In the drawing, 1 denotes a cylinder liner, for example in a fuel pump for an internal combustion engine, which is in a outer housing 2 is to be clamped against an annular contact surface 3 on the bottom of the housing. The socket 1 has on her opposite end an annular contact surface 4 »which rests against the underside of a disk-shaped intermediate pressure piece 5, the top of which rests against a hydraulic piston 6 and is centered with respect to this. The associated hydraulic cylinder 7 is provided on its outside with a thread with which the cylinder 7 in the upper, internally threaded end of the housing 2 can be attached.
Der Zylinder 7 ist inwendig mit zwei abgestuften zylindrischen Dichtungsflächen 8 und 9 ausgebildet und der Kolben 6 ist mit zwei entsprechenden auswendigen Zylinderflächen versehen, die mit den Flächen Ö bzw. 9 dichte Passung haben. Zwischen diesen beiden Flächen wird eine hydraulische Arbeitskammer 10 gebildet, die ringförmig ist und deren Dichtigkeit zusätzlich mit Hilfe von O-Ringen 11 und 12 in den oben erwähnten zylindrischen Flächen am Kolben und im Zylinder gesichert ist. Hydraulikflüssigkeit kann der Arbeitskammer 10 durch einen im Zylinder 7 verlaufenden Kanal 13 zugeführtThe cylinder 7 is internally formed with two stepped cylindrical sealing surfaces 8 and 9 and the piston 6 is with two corresponding external cylinder surfaces provided, which have a tight fit with the surfaces Ö and 9, respectively. Between these two A hydraulic working chamber 10 is formed, which is ring-shaped and its tightness additionally with the help of O-rings 11 and 12 is secured in the above-mentioned cylindrical surfaces on the piston and in the cylinder. Hydraulic fluid can enter the working chamber 10 is supplied through a channel 13 running in the cylinder 7
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werden, der an der Oberseite des Zylinders mündet, wo dieser ein Gewinde zum Anschliessen einer Leitung von einer Pumpe oder einer anderen geeigneten Druckflüssigkeitsquelle hat. Zum Entspannen des hydraulischen Druckes in der Kammer 10 kann ein weiterer Kanal 14 mit Gewinde zum Anschliessen einer Leitung zu einem drucklosen Behälter vorhanden sein. which opens at the top of the cylinder , where this has a thread for connecting a line from a pump or other suitable pressure fluid source. To relieve the hydraulic pressure in the chamber 10, a further channel 14 with a thread for connecting a line to a pressureless container can be provided.
Ueber der Zylinderfläche β ist der hydraulische Zylinder mit einem inwendigen Gewinde versehen, in dem eine ringförmige Mutter 15 festgeschraubt werden kann. Die Mutter 15 hat unten eine ringförmige Anlagefläche 16, die mit einer gegenüberliegenden ringförmigen Fläche am hydraulischen Kolben 6 zusammenwirkt, wenn die Mutter 15 festgespannt ist. Alle Anlageflächen zwischen der Zylinderbuchse und dem Gehäuse 2, zwischen der Buchse und dem Druckstück 5» zwischen diesem und dem Kolben 6 und zwischen dem Kolben und der Mutter 15 sind vorzugsweise koaxial mit der ringförmigen Arbeitskammer 10 zwischen dem Kolben 6 und dem Zylinder 7·The hydraulic cylinder is above the cylinder surface β provided with an internal thread in which an annular nut 15 can be screwed tight. The nut 15 has an annular bottom Contact surface 16 which cooperates with an opposite annular surface on the hydraulic piston 6 when the nut 15 is clamped. All contact surfaces between the cylinder liner and the housing 2, between the liner and the pressure piece 5 »between this and the piston 6 and between the piston and the nut 15 are preferably coaxial with the annular working chamber 10 between the piston 6 and the cylinder 7
Bei Anwendung der beschriebenen Vorrichtung wird zuerst die Zylinderbuchse 1 im Gehäuse 2 angebracht, wo sie mit Hilfe der gezeigten inwendigen Vorsprtinge zentriert und geführt wird. Danach wird das Zwischendruckstuck 5 und das aus dem Kolben 6, dem Zylinder 7 und der Mutter 15 bestehende hydraulische Aggregat angebracht. Diese Teile des Aggregates können schon zusammengesetzt sein, bevor der Zylinder in das Gehäuse 2 eingeschraubt wird. Die Mutter 15 ist hierbei so weit herausgeschraubt, dass sie den Zylinder 7 nicht daran hindert, ganz in das Gehäuse 2 hineingeschraubt zu werden.When using the device described, the cylinder liner 1 is first mounted in the housing 2, where it is shown with the help of internal projections are centered and guided. Then the intermediate pressure piece 5 and that of the piston 6, the cylinder 7 and the nut 15 existing hydraulic unit attached. These parts of the unit can already be put together before the The cylinder is screwed into the housing 2. The nut 15 is screwed out so far that it does not touch the cylinder 7 prevents it from being screwed all the way into the housing 2.
Daraufhin wird die Kammer 10 durch den Kanal 13 unter einen passenden hydraulischen Druck gesetzt und dieser Druck presst den Kolben 6 und durch das Druckstück 5 auch die Buchse 1 so nach unten, dass diese mit einem erwünschten Anlagedruck, der an einem dem Kanal 13 angeschlossenen Manometer abgelesen werden kann, gegen die ring-The chamber 10 is then placed under a suitable hydraulic pressure through the channel 13 and this pressure presses the Piston 6 and through the pressure piece 5 also the bushing 1 downwards in such a way that these with a desired contact pressure, which is applied to one of the channel 13 connected pressure gauge can be read, against the ring
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1750717 förmige Fläche 3 des Gehäuses 2 anliegt. Durch den hydraulischen Druck wird der Kolben 6 in bezug auf den Zylinder 7 axial bewegt und die Mutter 15 wird daraufhin so festgezogen, dass ihre Anlagefläche 16 gegen die gegenüberliegende Anlagefläche des Kolbens 6 anliegt. Wenn dieses geschehen ist, kann der hydraulische Druck in der Kammer 10 durch den Entspannungskanal 14 aufgehoben werden. Der vorher von der Hydraulikflüssigkeit auf den Kolben 6 ausgeübte Druck ist nun von der Mutter 15 übernommen, so dass in allem wesentlichen ständig der vorher hervorgebrachte Anlagedruck zwischen der Zylinderbuchse 1 auf der einen Seite und dem Gehäuse 2 und dem Druckstück 5 auf der anderen Seite besteht. Beim Ausbau der Zylinderbuchse 1 geht man auf analoge Weise vor, und zwar entlastet man durch Zuführen von Druckflüssigkeit zur Kammer 10 die Anlagefläche 16 der Mutter 15 und kann dann die Mutter lösen. Wenn der hydraulische Druck danach wieder aufgehoben wird, ist auch das Gewinde zwischen dem Zylinder 7 und dem Gehäuse 2 entlastet und das hydraulische Aggregat kann entfernt werden.1750717 shaped surface 3 of the housing 2 rests. By the hydraulic Pressure, the piston 6 is moved axially with respect to the cylinder 7 and the nut 15 is then tightened so that its contact surface 16 rests against the opposite contact surface of the piston 6. When this is done, the hydraulic pressure in the chamber can 10 can be lifted by the relaxation channel 14. The pressure previously exerted on the piston 6 by the hydraulic fluid is now taken over by the mother 15, so that in all essentials constantly the previously generated contact pressure between the cylinder liner 1 on one side and the housing 2 and the pressure piece 5 on the other hand consists. When removing the cylinder liner 1 one proceeds in an analogous manner, namely one relieves by supplying Pressure fluid to the chamber 10, the contact surface 16 of the nut 15 and can then loosen the nut. If the hydraulic pressure afterwards again is canceled, the thread between the cylinder 7 and the housing 2 is also relieved and the hydraulic unit can be removed will.
Mit 17 ist ein sich in der Buchse 1 hin- und herbewegender Kolben bezeichnet. Die Buchse 1 ist unter die Anlagefläche 3 des Gehäuses ragend gezeigt, doch ist es einleuchtend, dass sich die Erfindung auch bei Zylinderbuchsen oder ähnlichem anwenden lässt, die nicht aus dem äusseren Gehäuse herausragen. Die Höhe oder der axiale Abstand zwischen den beiden Anlageflächen 3 und 4 braucht, insbesondere wenn vom Festspannen einer Zylinderbuchse, die aus dem äusseren Gehäuse herausragt, die Rede ist, nicht so gross wie auf der Zeichnung gezeigt zu sein. Durch Ausnützen der Prinzipien der Erfindung ist es auch möglich, z.B. Zylinderbuchsen mit relativ niedrigem Bund festzuspannen. Es ist auch keine Bedingung, dass ein Zwiachendruckstück zwischen dem hydraulischen Kolben und der festzuspannenden Bucnae vorhanden ist, und man kann sich sogar denken, dass die BuchseAt 17 a piston reciprocating in the socket 1 is referred to. The socket 1 is under the contact surface 3 of the Housing shown protruding, but it is evident that the invention can also be applied to cylinder liners or the like that do not protrude from the outer housing. The height or the axial distance between the two contact surfaces 3 and 4 needs, in particular when the question of tightening a cylinder liner protruding from the outer housing is not as large as in the drawing to be shown. By utilizing the principles of the invention it is also possible, for example, to have cylinder liners with a relatively low collar to tighten. It is also not a requirement that an intermediate thrust piece is present between the hydraulic piston and the buccnae to be clamped, and one can even imagine that the bushing
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oben als hydraulischer Kolben ausgebildet ist. Dieses kann z.B. bei einer Buchse für ein Brennstoffeinspritzventil der Fall sein, das im Deckel eines Brennkraftmaschinenzylinders montiert werden soll* Es kann jedoch zweckmässig sein, ein Zwischendruckstück wie das gezeigte Organ 5 zu benutzen, wenn in Verbindung mit einer festgespannten Zylinderbuchse Kanäle, die durch den Deckel hinausgeführt werden sollen, und zugehörige Ventile vorgesehen sind. Solche Kanäle können zusammen mit Sitzen für die zugehörigen Ventile im Zwischendruckstück oder, wenn kein solches benutzt wird, direkt im hydraulischen Kolben ausgebildet werden.is designed as a hydraulic piston at the top. This can e.g. a socket for a fuel injector to be mounted in the cover of an internal combustion engine cylinder * However, it can be useful to use an intermediate pressure piece such as the member 5 shown, if in connection with a firmly clamped cylinder liner channels which are led out through the cover and associated valves are provided. Such channels, together with seats for the associated valves, can be in the intermediate pressure piece or, if none is used, directly in the hydraulic Pistons are formed.
An Stelle der auf der Zeichnung gezeigten Gewindeverbindung zwischen dem hydraulischen Aggregat und dem äusseren Gehäuse der Konstruktion könnte man sich auch eine Verbindung mit Hilfe von zylindrischen Passflächen und einem federnden Sperring denken, der das Aggregat gegen eine Schulter im Gehäuse oder eventuell gegen einen anderen Sperring fixiert und der die axiale Spannkraft aufnimmt, die zwischen den genannten zwei Teilen übertragen wird.Instead of the threaded connection between the hydraulic unit and the outer housing of the Construction one could also imagine a connection with the help of cylindrical fitting surfaces and a resilient locking ring, the the unit is fixed against a shoulder in the housing or possibly against another locking ring and which absorbs the axial clamping force that is transmitted between said two parts.
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