DE2724042A1 - CONNECTION BETWEEN THE PISTON ROD AND THE CROSS-HEAD PIN OF A PISTON MACHINE, IN PARTICULAR A CROSS-HEAD DIESEL ENGINE - Google Patents
CONNECTION BETWEEN THE PISTON ROD AND THE CROSS-HEAD PIN OF A PISTON MACHINE, IN PARTICULAR A CROSS-HEAD DIESEL ENGINEInfo
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Description
P. 5176/Gb/ISP. 5176 / Gb / IS
Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/SchweizSulzer Brothers, Aktiengesellschaft, Winterthur / Switzerland
Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen einer Kolbenmaschine, inbesondere eines Kreuzkopf-Dieselmotors .Connection between the piston rod and the crosshead journal of a piston machine, in particular a crosshead diesel engine.
Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen einer Kolbenmaschine, insbesondere eines Kreuzkopf-Dieselmotors, wobei die Kolbenstange einen mit ihr fest verbundenen Kolbenstangenzapfen aufweist.The invention relates to a connection between the piston rod and the cross-head journal of a piston machine, in particular one Cross-head diesel engine, the piston rod having a piston rod journal firmly connected to it.
Die Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen ist ein hochbeanspruchter Teil eines Kreuzkopf-Dieselmotors und muss strengen Anforderungen genügen. Einerseits muss sie genügend Festigkeit besitzen, um die Gas- und Massenkräfte von der Kolbenstange auf den Kreuzkopfzapfen zu übertragen, andererseits istThe connection between the piston rod and the cross head pin is a highly stressed part of a crosshead diesel engine and must meet strict requirements. On the one hand, it must be sufficient Have strength to transfer the gas and inertia forces from the piston rod to the cross-head pin, on the other hand
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es für gewisse Anwendungen wie für RoRo-Schiffe, d.h. solche mit durchgehender Ladeebene, oder stationäre Anlagen zwingend, das System Kolben-Kolbenstange kurz zu gestalten, damit die Höhe des Maschinenraumes niedrig gehalten werden kann.it for certain applications such as for RoRo ships, i.e. such With a continuous loading level or stationary systems, it is imperative that the piston-piston rod system be short, so that the height of the engine room can be kept low.
Häufig wird die genannte Verbindung mittels eines als Verlängerung der Kolbenstange ausgebildeten Kolbenstangenzapfens bewerkstelligt, welcher durch eine in Querrichtung des Kreuzkopfzapfens verlaufende Bohrung hindurchdringt. Die Befestigung des Kreuzkopfzapfens auf dem Kolbenstangenzapfen wird dann mit einer am freien Ende des letzteren aufgeschraubten Schraubenmutter gewährleistet. Eine solche Verbindung ist z.B. in der CH-PS 540 442 dargestellt.Often the connection mentioned is called an extension the piston rod formed piston rod pin accomplished, which through a running in the transverse direction of the cross head pin Bore penetrates. The attachment of the cross head tenon the piston rod pin is then secured with a screw nut screwed onto the free end of the latter. One Such a connection is shown, for example, in CH-PS 540 442.
Diese Verbindung besitzt den wesentlichen Nachteil, dass die Gesamtlänge des Systems Kolben-Kolbenstange länger ist, als bei manchen Anwendungen geduldet werden kann, da mit dieser insbesondere die für einen Ausbau erforderlichen Höhe des Maschinenraumes unzulässig hoch wird.This connection has the major disadvantage that the total length of the piston-piston rod system is longer than with some applications can be tolerated, as with this in particular the height of the engine room required for expansion becomes unacceptably high.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei günstigen Festigkeitseigenschaften eine niedrigere Ausbauhöhe ermöglirht.The object of the invention is to provide a compound of the aforementioned Art to create that allows a lower extension height with favorable strength properties.
Eine Verbindung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass ein durch den Kreuzkopfzapfen hindurch dringender, von der Kolbenstange demontierbarer Verbindungsbolzen mit der Kolbenstange eine Schraubenverbindung bildet, welche zumindest 50 % ihrer Länge auf der Kurbelwellenseite der Wurzelebene des Kolbenstangen-A connection for solving this problem is characterized in that a penetrating through the cross-head pin, of the piston rod demountable connecting bolt with the piston rod forms a screw connection, which at least 50% of their Length on the crankshaft side of the root plane of the piston rod
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Zapfens aufweist. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine Verbindung geschaffen wird, mit welcher die Ausbauhöhe herabsetzbar ist, wobei ihren Festigkeitseigenschaften dadurch Rechnung getragen wird, dass die Schraubenverbindung zum grösston Teil ihrer Länge in einen Bereich gelegt wird, welcher ausserhalb des durch die Gaskräfte verursachten Haupt-Kraftflusses liegt. Damit wird die Beanspruchung der Schraubenverbindung durch den wechselnden Gaskraftfluss in grossem Mass reduziert.Has pin. The main advantage of the invention is that a connection is created with which the Expansion height can be reduced, their strength properties being taken into account in that the screw connection to the Most of its length is placed in an area which is outside the main force flow caused by the gas forces lies. This greatly reduces the stress on the screw connection due to the alternating flow of gas forces.
Vorzugsweise ist der Kolbenstangenzapfen als Verlängerung der Kolbenstange ausgebildet und mit der Schraubenverbindung geführt. Damit wird eine Zentrierung der Schraubenverbindung gewährleistet und diese vom Standpunkt der Wechselfestigkeit besser geschützt.The piston rod journal is preferably designed as an extension of the piston rod and is guided with the screw connection. This ensures that the screw connection is centered and better protected from the point of view of alternating strength.
Es sind zwei Varianten der Schraubenverbindung möglich, und zwar eine, bei welcher sie durch ein Aussengewinde des Verbindungsbolzens und ein Innengewinde der Kolbenstange, und ein zweite, bei welcher sie durch ein Aussengewinde der Kolbenstange und ein Innengewinde des Verbindungsbolzens gebildet ist.Two variants of the screw connection are possible, namely one in which it is connected by an external thread of the connecting bolt and an internal thread of the piston rod, and a second, in which it is formed by an external thread of the piston rod and an internal thread of the connecting bolt.
Die Kolbenstange kann unmittelbar mit dem Kreuzkopfzapfen in Berührung stehen. Wenn die Ausbauhöhe jedoch noch mehr reduziert werden soll, kann ein Zwischenstück zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen vorgesehen sein, wobei dann die Kolbenstange mit dem Zwischenstück in Berührung steht.The piston rod can be directly connected to the cross head pin in Standing touch. However, if the expansion height is to be reduced even more, an intermediate piece can be placed between the piston rod and the cross head pin, in which case the piston rod is in contact with the intermediate piece.
Der Verbindungsbolzen kann an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung aufweisen. Der GewindedurchmesserThe connecting bolt can have a further screw connection at its end on the crankshaft side. The thread diameter
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derselben ist vorzugsweise um 20 bis 40 % grosser als der Gewindedurchmesser der erstgenannten Schraubenverbindung. Damit wird eine annähernd konstante Wechselfestigkeit des Verbindungsbolzens bezweckt. Die auf dieses Ende des Verbindungsbolzens aufgeschraubte Schraubenmutter liegt dann auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens auf. Der Verbindungsbolzen kann.ferner eine Kopfschraube sein, deren Kopf auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfes aufliegt.the same is preferably 20 to 40% larger than the thread diameter the first mentioned screw connection. This results in an approximately constant alternating strength of the connecting bolt aims. The screw nut screwed onto this end of the connecting bolt then lies on the end face on the crankshaft side of the cross head pin. The connecting bolt can also be a Be head screw, the head of which is on the end face on the crankshaft side of the cross head rests.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch den Kreuzkopf eines Dieselmotors mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Aussengewinde eines Verbindungsbolzens in ein Innengewinde der Kolbenstange eingeschraubt ist;Fig. 1 is a section through the cross head of a diesel engine with a first embodiment of the invention, in which screwed an external thread of a connecting bolt into an internal thread of the piston rod is;
Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Aussengewinde der Kolbenstange in ein Innengewinde des Verbindungsbolzens eingeschraubt ist;Fig. 2 shows a section similar to FIG. 1 with a second embodiment of the invention, in which a External thread of the piston rod is screwed into an internal thread of the connecting bolt;
Fig. 3 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Zwischenstück zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen angeordnet ist.Fig. 3 shows a section similar to FIG. 1 with a third embodiment of the invention, in which a Intermediate piece is arranged between the piston rod and the cross head pin.
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same parts are provided with the same reference numerals.
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Die Kreuzköpfe nach den Figuren 1, 2, 3 enthalten je einen mit der Kolbenstange 1 fest verbundenen Kreuzkopfzapfen 2. Dieser ist im Lagergehäuse 3 und in den Gleitschuhen 4 verdrehbar gelagert, welche in Führungen 5 des Motorgehäuses (nicht gezeigt) verschiebbar angeordnet sind. Das Lagergehäuse 3 ist mit der Pleuelstange 6 fest verbunden und überträgt auf diese die durch die Kolbenstange 1 auf den Kreuzkopfzapfen 2 übertragenen Gas- und Massenkräfte. Die Kolbenstange 1 weist einen als Verlängerung derselben ausgebildeten Kolbenstangenzapfen 11 auf, welcher über die Wurzelebene 7 in die Kolbenstange 1 übergeht. The cross heads according to Figures 1, 2, 3 each contain a cross head pin 2 firmly connected to the piston rod 1. This is rotatably mounted in the bearing housing 3 and in the sliding blocks 4, which are slidably arranged in guides 5 of the motor housing (not shown). The bearing housing 3 is firmly connected to the connecting rod 6 and transmits to this the gas and inertial forces transmitted through the piston rod 1 to the cross-head pin 2. The piston rod 1 has a piston rod journal 11 which is designed as an extension of the same and which merges into the piston rod 1 via the root plane 7.
Der Verbindung der Kolbenstange 1 mit dem Kreuzkopfzapfen 2 dient der Verbindungsbolzen 8, welcher sich durch eine in Querrichtung des Kreuzkopfzapfens 2 verlaufende Bohrung 9 hindurch erstreckt und mit der Kolbenstange 1 eine Schraubenverbiridung 10 bildet. In allen drei Figuren liegt die Schraubenverbindung 10 zum grössten Teil auf der Kurbelwellenseite der Wurzelebene 7.The connection of the piston rod 1 to the cross head pin 2 is used by the connecting bolt 8, which extends through a bore 9 running in the transverse direction of the cross head pin 2 and forms a screw connection 10 with the piston rod 1. In all three figures, the screw connection 10 lies for the most part on the crankshaft side of the root plane 7.
In der Fig. 1 ragt der Kolbenstangenzapfen 11 in die Bohrung 9 des Kreuzkopfzapfens 2 hinein und ist in dieser zentral geführt. Das Aussengewinde des Verbindungsbolzens 8 ist in ein mit dem Kolbenstangenzapfen 11 koaxial verlaufendes Innengewinde der Kolbenstange 1 eingeschraubt. Die Kolbenstange 1 steht mit dem Kreuzkopfzapfen 2 in unmittelbarer Berührung.In FIG. 1, the piston rod pin 11 protrudes into the bore 9 of the cross head pin 2 and is guided centrally therein. The external thread of the connecting bolt 8 is in an internal thread running coaxially with the piston rod pin 11 Piston rod 1 screwed in. The piston rod 1 is in direct contact with the cross head pin 2.
Der Verindungsbolzen 8 weist an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung 12 auf, welche aus einem Aussengewinde 13 des Verbindungsbolzens 8 und einer auf dieses aufgeschraubten Schraubenmutter 14 besteht. Diese liegt auf der The Verindungsbolzen 8 has, on its crankshaft-side end of a further screw connection 12, which consists of the connection bolt 8 and a nut screwed onto this screw nut 14 of a male thread. 13 This is on the
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kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens 2 auf. Der Gewindedurchmesser der Schraubenverbindung 12 ist vorzugsweise um 20 bis 40 % grosser als derjenige der Schraubenverbindung 10, so dass eine annähernd konstante Wechselfestigkeit des Verbindungsbolzens 8 erzielt wird. The end face of the crosshead journal 2 on the crankshaft side. Of the The thread diameter of the screw connection 12 is preferably 20 to 40% larger than that of the screw connection 10, so that an approximately constant alternating strength of the connecting bolt 8 is achieved.
In der Fig. 2 ist der Kolbenstangenzapfen 11 mit einem ein Aussengewinde aufweisenden Zapfen 15 versehen, welcher iη ein Innengewinde des Verbindungsbolzens 8 eingeschraubt ist. Die Kolbenstange 1 steht mit dem Kreuzkopfzapfen 2 auch hier in unmittelbarer Berührung. Die Ausbauhöhe ist bei dieser Ausführungsform grosser als bei derjenigen nach der Fig. 1, jedoch befindet sich die Schraubenverbindung 10 ganz auf der Kurbelwellenseite der Wurzelebene 7.In FIG. 2, the piston rod journal 11 has an external thread provided having pin 15, which iη an internal thread of the connecting bolt 8 is screwed. The piston rod 1 is in direct contact with the cross-head pin 2 here as well. The expansion height is greater than in this embodiment in the case of the one according to FIG. 1, however, the screw connection 10 is located entirely on the crankshaft side of the root plane 7.
In der Fig. 3 ist zwischen der Kolbenstange 1 und dem Kreuzkopfzapfen 2 ein Zwischenstück 16 angeordnet, welches mit dem Kreuzkopfzapfen 2 demontierbar verbunden, beispielsweise verschraubt ist und eine mit der Bohrung 9 des letzteren koaxiale Bohrung zur zentrierten Führung des Kolbenstangenzapfens 11 aufweist. Die Kolbenstange 1 steht mit der oberen Fläche des Zwischenstücks in Berührung. Mit dieser Ausführungsform kann im Notfall eine zusätzliche, der Höhe des Zwischenstücks 16 entsprechende Verkürzung der Ausbauhöhe erzielt werden.In Fig. 3 is between the piston rod 1 and the cross head pin 2 an intermediate piece 16 is arranged, which is detachably connected to the cross-head pin 2, for example screwed and has a bore coaxial with the bore 9 of the latter for the centered guidance of the piston rod journal 11. the Piston rod 1 is in contact with the upper surface of the intermediate piece. With this embodiment, an emergency additional, the height of the intermediate piece 16 corresponding shortening of the expansion height can be achieved.
Bei allen drei Ausführungsformen der Erfindung kann der Verbindungsbolzen 8 eine Kopfschraube sein (nicht gezeigt), deren Kopf auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des KreuzkopfZapfens 2 aufliegt.In all three embodiments of the invention, the connecting bolt 8 be a head screw (not shown), the head of which on the The end face of the crosshead pin 2 on the crankshaft side is supported.
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Claims (8)
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