DE2414371A1

DE2414371A1 - Vorrichtung zum bearbeiten verschlissener kolbennuten von kolben grosser verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2414371A1
Application number: DE2414371A
Authority: DE
Inventors: Otto Stinner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-26
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1975-10-16

Description

Vorrichtung zum Bearbeiten verschlissener Kolbennuten von Kolben großer Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten verschllssener Kolbennuten von Kolben großer Verbrennungsmotoren insbesondere Schiffs-Dieselmotoren.
Das höhenmäßige Spiel, mit dem die Kolbenringe großer Verbrennungsmotoren, insbesondere Schiffs-Dieselmotoren, in die Kolbonnuten eingepaßt sind, beträgt üblicherweise etwa 0t3 mm. Nach einer Betriebszeit von ca. 1000 bis 1500 StUnden also etwa nach einäährigem Betrieb, sind die olbcnnuten so sehr verschlissen, daß die Kolben überholt werden müssen. Dieses trifft insbesondere für die oberste olbennut eines Kolbens zu, welche bekanntlich am stärksten belastet wird. Aufgrund des Verschleißes 59 tritt nach der vorstehend angegebenen Betriebszeit eine Erhöhung des Spiels auf etwa 0,7 bis 0,8 mm ein, welches für einen weiteren befriedigenden Betrieb zu groß ist.
Dabei ist die Abnutzung selbstverständlich bekanntlich nicht völlig gleichmäßig. Vielmehr tritt im Querschnitt der Kolbennut betrachtet und auch über den Umfang der Kolbennut ein ungleichmäßiger Verschleiß auf. Dabei kommt es im Querschnitt der Kolbennut gesehen zu einer Art Abrundung der Außenkante, wobei in der Literatur im allgemeinen davon ausgegangen wird, daß diese Abrundung an der unteren Kante der Kolbennut am stärksten ist. Beobachtungen haben jedoch gezeigt, daß diese Abnutzung im wesentlichen auch an der Oberseite bzw. oberen Kante der Kolbennut auftreten kann.
Üblicherweise wird der Motor nach der oben angegebenen Betriebszeit in einer Werft überholt. Handelt es sich jedoch beispielsweise um einen Motor von 14 000 PS mit beispielsweise neun Zylinder-Kolben-Einheiten, so ist eine motormäßige Überholung bei einer Liegezeit von beispielsweise zwei Tagen im allgemeinen nicht durchzuführen.
Eine derartige Überholung macht nämlich eine Auftragsschweißung und eine nachfolgende Nachbearbeitung auf das Ursprungsmaß erforderlich, so daß die neuen, scharfkantigen Kolbenringe danach wieder mit einem Spiel von beispielsweise 0,3 mm in den Kolben eingepaßt werden können.
Um die erforderliche Bearbeitung der verschlissenen Kolbennuten dennoch durchführen zu können, muß mithin in derartigen Fällen die Liegezeit entsprechend verlängert werden. Dieses ist jedoch bekanntlich mit ganz erheblichen Kosten verbunden. Außerdem kommen nicht selten Fälle vor, in denen eine Überholung des Motors erfolgen muß ohne daß ein entsprechender Betrieb zur Verfügung steht. So kann es beispielsweise im Falle eines Schiffsmotors erforderlich werden, eine Überholung an einem Ort auszuführen, an dem überhaupt keine Werft vorhanden ist, oder an dem eine vorhandene Werft arbeitsmäßig derart überlastet ist, daß eine Überholung des Motors erst nach einer wirtschaftlich völlig indiskutablen Liegezeit erfolgen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten verschlissener Kolbennuten von Kolben großer Verbrennungsmotoren, insbesondere Schiffs-Dieselmotoren, zu schaffen, die eine diesbezügliche Überholung eines Motors - beispielsweise mit Bordmitteln - gestattet, ohne daß ein entsprechender Reparaturbetrieb, beispielsweise eine Werft, bemüht werden muß, wobei die Bearbeitung von fachlich durchschnittlich geschultem Personal ohne weiteres durchführbar sein soll.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeich--net durch eine radial zur Achse des zu bearbeitenden Kolbens sowie vertikal verstellbare Schleifscheibe, die mit jeweils konstantem radialen Abstand zur Kolbenachse bzw. zu der zu bearbeitenden Kolbennut an einer Führung geführt um den Kolben herumzubewegen ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führung für die Schleifscheibe an einem zwischen zwei Kolbennuten liegenden Steg des zu bearbeitenden Kolbens zu zentrieren ist, wobei die Führung zweckmäßigerweise einen Führungsring aufweisen kann, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zu bearbeitenden Kolbens. Bei einer derartigen Vorrichtung können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an der Innenseite des Führungsringes Halteansätze vorgesehen sein, mittels denen der Führungsring an einem zwischen zwei Kolbennuten liegenden Steg des zu bearbeitenden Kolbens klemmend zu halten ist, wobei es sich für eine einfache Montage der Vorrichtung als besonders vorteilhaft erwiesen hat, wenn die Halteansätze jeweils an ihrer dem zu bearbeitenden Kolben zugekehrten freien Außenseite im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind, und wobei weiterhin der gegenseitige Abstand der Trapezschenkel veränderbar und in seiner Montagestellung feststellbar ausgebildet sein kann.
Um das Herumbewegen der Schleifscheibe um den Kolben bzw.
die zu bearbeitende Kolbennut zu verwirklichen, kann der Führungsring mit einer umlaufenden nutförmigen Ausnehmung versehen sein, in welcher die Schleifscheibe über einen Tragwinkel mittelbar geführt ist. Dabei hat es sich für eine gute und weitgehend spielfreie Führung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die nutförmige Ausnehmung des Führungsringes einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist, in dem ein schwalbenschwanzförmiger Gleitstein des Tragwinkels gleitend geführt ist.
Der Gleitstein des Tragwinkels kann bei einer derartigen Ausgestaltung am Unterteil des Tragwinkels befestigt sein, wobei in weiterer Ausgestaltung das Unterteil des Tragwinkels an seiner Oberseite mit einem radial zum Führungsring verlaufenden Ansatz versehen sein kann, welches in einer am unteren Endabschnitt des Oberteils des Tragwinkels vorgesehenen entsprechenden Ausnehmung radial geführt ist.
Auf diese Weise ist die vorgesehene Radialbewegung der Schleifscheibe zur Kolbenachse in besonders zweckmäßiger Weise zu verwirklichen. Auch hier hat sich eine Schwalbenschwanzführung als besonders zweckmäßig erwiesen, wobei das Oberteil des Tragwinkels relativ zu dessen Unterteil mit einer Spindel verschiebbar sein kann, die zweckmäßigerweise an ihrem freien Endabschnitt mit einer geeigneten Handhabe versehen ist.
Zur Ausführung der Umfangsbewegung der Schleifscheibe um den Kolben bzw. die Kolbennut herum ist der Führungsring bevorzugt mit einer umlaufenden Verzahnung versehen, welche mit einem am Unterteil des Tragwinkels drehbar angeordneten Zahnrad im Eingriff steht, wobei das Zahnrad bevorzugt mit einer von außen her zugänglichen Handhabe drehbar sein kann, die zweckmäßigerweise am unteren Endabschnitt des Unterteils des Tragwinkels angeordnet ist.
Statt dessen kann jedoch in anderer Ausgestaltung der Erfindung der Antrieb des Zahnrades auch mit einem verhältnismäßig langsam laufenden Getriebemotor erfolgen.
Die Schleifscheibe ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zylindrischiusgebildet, wobei ihre Achse vertikal verläuft. Der Antriebsmotor für die Schleifscheibe kann zweckmäßigerweise an einem am Oberteil des Tragwinkels angeordneten Schlitten befestigt sein, welcher mittels einer vertikal verlaufenden Spindel relativ zum Oberteil des Tragwinkels vertikal verstellbar ist.
Um die Schleifscheibe zum Abrichten nicht aus der Vorrichtung ausbauen zu müssen, kann in weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an dem Schlitten ein radial und vertikal einstellbares Abrichtwerkzeug angeordnet sein.
Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung, teilweise im Schnitt, in Richtung des Pfeiles I in Figur 2; und Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1 in Richtung des Pfeiles II in Figur 1.
Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum Bearbeiten verschlissener Kolbennuten 1 von Kolben 2 eines nicht dargestellten großen Schiffs-Dieselmotors. Der Kolben 2 ist in der Zeichnung schematisch im Ausschnitt mit strichpunktierten Linien in einer Schnittdarstellung dargestellt, wobei der Verschleiß der Kolbennut 1 nicht besonders angedeutet ist.
Die Vorrichtung weist eine zylindrisch ausgebildete Schleifscheibe 3 auf, deren Achse 4 vertikal verläuft. Die Schleifscheibe 3 ist in Richtung des Pfeiles 6 radial zur nicht gezeichneten Kolbenachse und damit zur Kolbennut 1 verstellbar, wie dieses weiter unten noch näher beschrieben ist.
Sie ist außerdem in Richtung des Pfeiles 7 vertikal verstellbar. Schließlich ist die Schleifscheibe 3 auch noch in Richtung des Pfeiles 8 (Figur 2) in Umfangsrichtung verstellbar, wie dieses weiter unten noch näher beschrieben ist.
Der Antrieb der Schleifscheibe 3 erfolgt von einem kleinen Elektromotor 9, so daß die Schleifscheibe 3 in Richtung des Pfeiles 11 um ihre Achse 4 rotiert. Die Schleifscheibe 3 kann mithin mit den Wandungen 12 der zu bearbeitenden Kolbennut 1 in Eingriff gebracht werden, wobei sie jeweils mit konstantem radialen Abstand zur Kolbenachse an einer weiter unten noch beschriebenen Führung geführt um den Kolben 2 herumzubewegen ist.
Die Führung weist einen Führungsring 13 auf, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zu bearbeitenden Kolbens 2. An der Innenseite des Führungsringes 13 befinden sich vier symmetrisch angeordnete Halteansätze 14, von denen in Figur 1 lediglich einer zu sehen ist. Mittels der Halteansätze 14 kann der Führungsring 13 an einem zwischen zwei Kolbennuten 1' und 1 " liegenden Steg 16 des zu bearbeitenden Kolbens 2 klemmend zentriert werden. Hierfür sind die Halte ansätze 14 jeweils an ihrer dem Kolben 2 zugekehrten freien Außenseite im Querschnitt trapezförmig ausgebildet (siehe Figur 13wobei der gegenseitige Abstand der Trapezschenkel 17 und 17' veränderbar und in der Zentrierstellung feststellbar ist.
Hierfür ist an jedem Halteansatz 14 eine Innensechskantschraube vorgesehen, mit welcher der Trapezschenkel 17' höhenverstellbar ist. Die Innensechskantschraube ist in Figur 1 lediglich durch ihre Mittellinie 18 angedeutet.
Der Führungsring 13 ist mit einer umlaufenden, schwalbenschwanzförmigen nutförmigen Ausnehmung 19 versehen, in welcher ein entsprechend ausgebildeter Gleitstein 21 geführt ist, der am Unterteil 22 eines Tragwinkels 23 angeordnet ist.
Der Tragwinkel 23 weist außerdem'ein Oberteil 24 auf.
An der Oberseite des Unterteils 22 des Tragwinkels 23 ist ein radial zum Führungsring 13 verlaufender schwalbenschwanzförmiger Ansatz 26 vorhanden, welcher in einer am unteren Endabschnitt des Oberteils 24 des Tragwinkels 23 vorgesehenen entsprechend ausgebildeten Ausnehmung 27 des Oberteils 24 des Tragwinkels 23 radial geführt ist.
Das Oberteil 24 des Tragwinkels 23 ist relativ zum Unterteil 22 des Tragwinkels 23 mittels einer Spindel 28 zu bewegen. Hierfür ist am freien Endabschnitt der Spindel 28 eine Handhabe 29 vorgesehen.
Der Führungsring 13 weist eine umlaufende Verzahnung 31 auf, welche mit einem am Unterteil 22 des Tragwinkels 23 drehbar angeordneten Zahnrad 32 im Eingriff steht. Das Zahnrad 32 ist über eine Welle 33 mit einer von außen her zugänglichen Handhabe 34 zu drehen und am unteren Endabschnitt des Unterteils 22 des Tragwinkels 23 angeordnet.
Der Antriebsmotor 9 für die Schleifscheibe 3 sitzt auf einem am Oberteil 24 des Tragwinkels 23 angeordneten Schlitten 36, der über eine vertikal verlaufende Spindel 37 mittels einer Handhabe 38 relativ zum Oberteil 24 des Tragwinkels 23 vertikal zu verstellen ist, wodurch sich auch die Vertikalstellung der Schleifscheibe 3 entsprechend ändert.
Am Schlitten 36 ist außerdem noch ein mittels einer Spindel 39 und einer Handhabe 41 radial verstellbares Abrichtwerkzeug 42 für die Schleifscheibe 3 angeordnet. Das Abrichtwerkzeug 42 ist mittels eines Gleitstückes 43 zusätzlich im Schlitten 36 geführt. Ein durch das Oberteil 24 des Tragwinkels 23 hindurchgeführter Bügel 44 ist an seinem freien Endabschriitt mit einer Gewindebohrung versehen, in welches das mit einem Außengewinde 46 versehene hbrichtwerkzeug 42 in Richtung des Pfeiles 47 vertikal verstellt werden kann, so daß eine Abrichtung der Schleifscheibe 3 möglich ist, ohne daß dies aus der Vorrichtung ausgebaut werden muß.
Die Wiikungceiss der in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Zur Montage der Vorrichtung am Kolben 2, dessen oberste Kolbennut 1 bearbeitet werden soll, wird zunächst der ührungsring 13 mittels der an ihm fest angeordneten Halteansätze 14 am Steg 16 zentriert, wobei ein Festklemmen durch höhenmäßige Verstellung des ringförmigen Trapezschenkels 17' mittels der Schrauben 18 erfolgt.
Der radiale Vorschub der Schleifscheibe 3 erfolgt sodann mittelbar durch lladialverstellung des Oberteils 24 des Tragwinkels 23 mittels der Spindel 28 in Richtung des Pfeiles 6. Dabei kommt der äußere Randabschnitt der Schleifscheibe 3 in den Bereich der Kolbennut 1. Die vertikale Einstellung der Schleifscheibe 3 erfolgt ebenfalls mittelbar über eins Vertikalverstellung des Schlittens 36 mittels der Spindel 37, wobei jeweils die Handhaben 29 bzw. 38 feinfühlig benutzt werden können. Sodann wird der Antriebsmotor 9 der Schleifscheibe 5 angestellt und die Vorrichtung wird mittels Betätigung der Handhabe 34 und Abwälzung des Zahnrades 32 an der Verzahnung 31 des Führungsringes 13 um den Kolben 2 herumgeführt. Danach erfolgt eine Verstellung des Vertikal- und/oder Radialvorschubes bis die Kolbennut 1 fertig bearbeitet ist.
In die fertig bearbeitete Kolbennut 1 kann sodann ein sogenannter Übermaßkolbenring eingesetzt werden.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht insbesondere darin, daß eine Bearbeitung verschlissener Kolbennuten ohne weiteres von durchschnittlich geschultem technischen Personal vorgenommen werden kann, ohne daß es eines besonderen Reparaturbetriebes, beispielsweise einer Suhiffswerft, bedarf. Vielmehr kann eine derartige Überholung im Falle eines Schiffsmotors mithin ohne weiteres mit Bordmitteln erfolgen.

Claims

Ansprüche

S Vorrichtung zum Bearbeiten verschlissener Kolbennuten von Kolben großer Verbrennungsmotoren, insbesondere Schiffs-Dieselmotoren, gekennzeichnet durch eine radial zur Kolbenachse und vertikal verstellbare angetriebene Schleifscheibe (3), die mit den Wandungen (12) der zu bearbeitenden Nut (1) in Eingriff zu bringen ist und mit jeweils konstantem radialen Abstand zur Kolbenachse an einer Führung (13, 14, 19, 21) geführt um den Kolben (2) herumzubewegen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung ( 13, 14, 19, 21) für die Schleifscheibe (3) an einem zwischen zwei Kolbennuten (1', 1 ") liegenden Steg (16) des zu bearbeitenden Kolbens (2) zu zentrieren ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (13, 14, 19, 21) einen Führungsring (13) aufweist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zu bearbeitenden Kolbens (2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Führungsringes (13) Halteansätze (14) vorgesehen sind, mittels denen der Führungsring (13) an einen zwischen zwei Kolbennuten (1',1 ") liegenden Steg (16) des zu bearbeitenden Kolbens (2) klemmend zu halten ist.

50 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteansätze (14) jeweils an ihrer dem zu bearbeitenden Kolben (2) zugekehrten freien Außens im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind, wobei der gegenseitige Abstand der Trapezschenkel (17, 1783 veränderbar und feststellbar ist, 6» Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (13) mit einer umlaufenden iiutförmigen Ausnehmung (19) versehen ist1 in welcher die Schleifscheibe (3) über einen Trag winkel (23) mittelbar geführt ist.

70 Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nutförmige Ausnehmung (19) des Führungsringes (13) einen schwaltenschwanzförmigen Querschnitt auf weist, in dem ein schwalbenschwanzförmiger Gleitstein (21) des Tragwinkels (23) gleitend geführt ist.

8e Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitstein (21) am Unterteil (22) des Tragwinkels (23) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (22) des Tragwinkels (23) an seiner Oberseite mit einem radial zum Führungsring (13) verlaufenden Ansatz (26) versehen ist, welcher in einer am unteren Endabschnitt des Oberteils (24) des Tragfinkels (23) vorgesehenen entsprechenden Ausnehmung (27) radial geführt ist.

100 Vorriditüng nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (26) am Unterteil (22) des Tragwinkels (23) und die Ausnehmung (27) am Oberteil (24) des Tragwinkels (23) schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (24) des Tragwinkels (23) relativ zum Unterteil (22) des Tragwinkels (23) mittels einer Spindel (28) zu bewegen ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (13) mit einer umlaufenden Verzahnung (31)versehen ist, welche mit einem am Unterteil (22) des Tragwinkels (23) drehbar angeordneten Zahnrad (32) im Eingriff steht.

13. Vorric?itung nach anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (32) mit einer von außen her zugänglichen Fanhabe (?4) zu drehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Handhabe (34) am unteren Endabschnitt des Unterteils 22) des Tragwinkels (23) angeordnet ist.

15. Xrorrichtung nacn Anspruch zl2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad @@ - mi+- einem langsamlaufenden Getriebemotor zu drehen ist.

16. V Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (3) zylindrisch ausgebildet ist, und daß ihre Achse (4) vertikal verläuft.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (9) für die Schleifscheibe (3) an einem am Oberteil (24) des Tragwinkels (23) angeordneten Schlitten (36) befestigt ist, der mittels einer vertikal verlaufenden Spindel (37) relativ zum Oberteil (24) des Tragwinkels (23) vertikal verstellbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitten (36) ein radial und vertikal einstellbares Abrichtwerkzeug (42) für die Schleifscheibe (3) angeordnet ist.