DE2724042B2 - Connection between the piston rod and the cross-head journal of a piston machine, in particular a cross-head diesel engine - Google Patents

Connection between the piston rod and the cross-head journal of a piston machine, in particular a cross-head diesel engine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen einer Kolbenmaschine, insbesondere eines Kreuzkopf-Dieselmotors, wobei die Kolbenstange mit einem von ihr demontierbaren, durch den Kreuzkopfzapfen in Verlängerung der Kolbenstange hindurchragenden Verbindungsbolzen eine Schraubenverbindung bildet.The invention relates to a connection between the piston rod and the cross-head journal of a piston machine, in particular a cross-head diesel engine, the piston rod with a removable from it, through the cross-head pin in extension of the Connecting bolt protruding through the piston rod forms a screw connection.

Eine solche Verbindung, die aus der CH-PS 1 67 876 bekannt ist, ist ein hochbeanspruchter Teil einesSuch a compound, which is known from CH-PS 1 67 876 is known is a highly stressed part of a Kreuzkopf-Dieselmotors und muß genügend Festigkeil besitzen, um die Gas- und Massenkräfte von der Kolbenstange auf den Kreuzkopfzapfen zu übertragen. Bei der bekannten Verbindung liegen die Gewindegänge der Schraubenverbindung mit dem Verbindungsbolzen in der Kolbenstange. Es hat sich gezeigt, daß diese Lage der Schraubenverbindung ungenügend ist indem im Bereich der Gewindegänge der Kolbenstange Risse entstehen, die sich in der Kolbenstange ausbreiten. Hierdurch wird die Lebensdauer der Kolbenstange erheblich beeinträchtigtCrosshead diesel engine and must have enough wedge have to transfer the gas and inertia forces from the piston rod to the cross head pin. In the known connection, the threads of the screw connection with the connecting bolt lie in the piston rod. It has been shown that this The position of the screw connection is inadequate because there are cracks in the area of the threads of the piston rod arise that spread in the piston rod. This will extend the life of the piston rod significantly impaired

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie sich beanspnichungsmäßig günstiger verhält und damit ihre Lebensdauer erhöht wird.The object of the invention is to provide a connection of the Type mentioned at the beginning so that they can be improved behaves more favorably in terms of claims and thus theirs Lifespan is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ende der Kolbenstange einen in bezug auf den Kreuzkopfzapfen zentrierten Zapfenansatz aufweist und daß zumindest 50% der Länge des Gewindekontaktes zwischen der Kolbenstange bzw. dem Zapfenansatz und dem Verbindungsbolzen zu der Kurbelwellenseite hin bezügExh der Wurzelebene des Kolbenstangenzapfens liegen.According to the invention, this object is achieved by that the end of the piston rod has a pin approach centered with respect to the cross-head pin and that at least 50% of the length of the thread contact between the piston rod or the pin boss and the connecting pin are on the crankshaft side with respect to the root plane of the piston rod journal.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die tragenden Gewindegänge der Schraubenverbindung zum größten Teil in einen Bereich gelegt werden, der außerhalb des durch die Gaskräfte verursachten Haupt-Kraftflusses liegt Damit wird die Beanspruchung der Schraubenverbindung durch den wechselnden Gaskraftfluß erheblich reduziert, so daß bei gleich großen Gaskräften die Verbindung kleiner dimensioniert werden kann.The main advantage of the invention is that the load-bearing threads of the screw connection are for the most part placed in an area which lies outside the main force flow caused by the gas forces the screw connection is considerably reduced by the alternating flow of gas force, so that at the same large gas forces the connection can be made smaller.

Vorzugsweise ist der Zapfenansatz als Verlängerung der Kolbenstange ausgebildet und koaxial mit der Schraubenverbindung geführt Damit wird eine Zentrierung der Schraubenverbindung gewährleistet und diese vom Standpunkt der Wechselfestigkeit aus besser geschütztThe pin shoulder is preferably designed as an extension of the piston rod and is coaxial with the Screw connection guided This ensures that the screw connection is centered and this better protected from the point of view of fatigue 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 eine zweite, bei welcher sie durch ein Außengewinde der Kolbenstange und ein Innengewinde des Verbindungsbolzens gebildet istThere are two variants of the screw connection possible, namely one in which it is through a 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

Der Verbindungsbolzen kann an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung aufweisen. Der Gewindedurchmesser derselben ist vorzugsweise um 20 bis 40% größer 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 aufliegtThe connecting bolt can have a further screw connection at its end on the crankshaft side exhibit. The thread diameter of the same is preferably 20 to 40% larger than the thread diameter of the first-mentioned screw connection. The purpose of this is to achieve an approximately constant alternating strength of the connecting bolt The screw nut screwed on at the end of the connecting bolt then lies on the crankshaft side End face of the cross head pin. The connecting bolt can also be a head screw, the head of which rests on the end face of the cross head on the crankshaft side

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigtSome exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing

F i g. 1 einen Schnitt durch den Kreuzkopf eines Dieselmotors mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Außengewinde eines Verbindungsbolzens in ein Innengewinde eines Zapfenansatzes der Kolbenstange eingeschraubt ist;F i g. 1 shows a section through the cross head of a diesel engine with a first embodiment of FIG Invention, wherein an external thread of a connecting bolt in an internal thread of a pin attachment of the Piston rod is screwed in;

F i g. 2 einen der F i g. 1 ähnlichen Schnitt mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Außengewinde des Zapfenansatzes der Kolbenstange in ein Innengewinde des Verbindungsbolzens einge-F i g. 2 one of the F i g. 1 similar section with a second embodiment of the invention, wherein a External thread of the pin shoulder of the piston rod inserted into an internal thread of the connecting bolt.

schraubt ist;is screwed;

F i g. 3 einen der F i g. 1 ähnlichen Schnitt mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Zapfenansatz in einem Zwischenstück zwischen der Kolbenstangenstirnfläche und dem Kreuzkopfzapfen geführt istF i g. 3 one of the F i g. 1 similar section with a third embodiment of the invention, wherein the Pin approach in an intermediate piece between the piston rod face and the cross-head pin is led

Die Kreuzköpfe nach Fig. 1, 2 und 3 enthalten je einen mit der Kolbenstange 1 fest verbundenen Kreuzkopfrspfen Z Dieser ist im Lagergehäuse 3 und in Gleitschuhen 4 gelagert, welche in Führungen 5 des Motorgehäuses (nicht gezeigt) verschiebbar angeordnet sind. Das Lagergehäuse 3 ist mit einer Pleuelstange 6 fest verbunden und überträgt auf diese die Gas- und Massenkräfte, die durch die Kolbenstange 1 auf den Kreuzkopfzapfen 2 übertragen werden. Die Kolbenstange 1 weist einen als Verlängerung ausgebildeten Zapfenansatz 11 auf, der an der Wurzelebene 7 in die Kolbenstange 1 übergehtThe cross heads according to FIGS. 1, 2 and 3 each contain one firmly connected to the piston rod 1 Crosshead spigot Z This is in the bearing housing 3 and in Mounted sliding shoes 4, which are arranged displaceably in guides 5 of the motor housing (not shown) are. The bearing housing 3 is firmly connected to a connecting rod 6 and transmits to this the gas and Mass forces that are transmitted through the piston rod 1 to the cross-head pin 2. The piston rod 1 has a pin approach 11 designed as an extension, which at the root plane 7 in the Piston rod 1 passes over

Zum Verbinden der Kolbenstange 1 mit dem Kreuzkopfzapfen 2 dient ein Verbindungsbolzen 8, der sich durch eine quer zum Kreuzkopfzapfen 2 verlaufende Bohrung 9 hindurch erstreckt und mit dem Zapfenansatz der Kolbenstange 1 eine Schraubenverbindung 10 bildet In F i g. 1 und 3 liegt die Schraubenverbindung bezüglich der Wurzelebene 7 zum größten Teil zur Kurbelwellenseite hin.To connect the piston rod 1 to the cross-head pin 2, a connecting bolt 8 is used, the extends through a transverse to the cross head pin 2 bore 9 and with the The pin boss of the piston rod 1 forms a screw connection 10 in FIG. 1 and 3 is the Screw connection with respect to the root plane 7 for the most part towards the crankshaft side.

In F i g. 1 ragt der Zapfenansatz 11 in die Bohrung 9 des Kreuzkopfzapfens 2 hinein und ist in dieser zentral geführt Das Außengewinde des Verbindungsbolzen·? 8 ist in ein mit dem Zapfenansatz U koaxial verlaufende: jo Innengewinde eingeschraubt. Die Stirnfläche der Kolbenstange 1 ruht unmittelbar auf dem Kreuzkopfzapfen 1.In Fig. 1, the pin boss 11 protrudes into the bore 9 of the cross head pin 2 and is guided centrally in this. The external thread of the connecting bolt ·? 8th is in a with the pin extension U running coaxially: jo Internal thread screwed in. The end face of the piston rod 1 rests directly on the cross head pin 1.

Der Verbindungsbolzen 8 weist an seinem kurbelweilenseitigen Ende eine weitere Sehraubenverbindung 12 auf, die aus einem Außengewinde 13 des Verbindungsbolzens 8 und einer darauf sitzenden Schraubenmutter 14 besteht Diese liegt auf der Kurbelwellenseite am Kreuzkopfzapfen 2 an. Der Gewir.dedurchmesser der Sehraubenverbindung 12 ist vorzugsweise um 20 bis 40% größer als derjenige der Sehraubenverbindung 10, so daß eine annähernd konstante Wechselfestigkeit des Verbindungsbolzens 8 erzielt wird.The connecting bolt 8 has on its crankshaft side At the end of a further screw connection 12, which consists of an external thread 13 of the connecting bolt 8 and a screw nut seated on it 14 This rests on the crankshaft side on the cross-head pin 2. The diameter of the The very peg connection 12 is preferably 20 to 40% larger than that of the very peel connection 10, so that an approximately constant alternating strength of the connecting bolt 8 is achieved.

In Fig.2 ist der Zapfenansatz 11 mit einem ein Außengewinde aufweisenden Zapfen 15 versehen, der in ein Innengewinde des Verbindungsbolzens 8 eingeschraubt ist Die Stirnfläche der Kolbenstange 1 ruht auch hier unmittelbar auf dem Kreuzkopfzapfen 2. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die Sehraubenverbindung 10 bezüglich der Wurzelebene 7 ganz auf der Kurbelwellenseite.In Figure 2, the pin projection 11 is with a Provided pin 15 which has an external thread and which is screwed into an internal thread of the connecting bolt 8 The end face of the piston rod 1 rests directly on the cross-head pin 2 here as well In this embodiment, the visual cube connection 10 is located entirely on the root plane 7 Crankshaft side.

In F i g. 3 ist zwischen der Stirnfläche der Kolbenstange 1 und dem Kreuzkopfzapfen 2 ein Zwischenstück 16 angeordnet das mit dem Kreuzkopfzapfen 2 demontierbar verbunden, z. B. verschraubt ist und eine mit der Bohrung 9 koaxiale Bohrung 17 zur zentrischen Führung des Zapfenansatzes 11 aufweist Mit dieser Ausführungsform kann eine im Vergleich zu F i g. 1 und 2 kürzere Ausbauhöhe erzielt werden; die Verkürzung entspricht der Höhe des Zwischenstücks 16.In Fig. 3 is an intermediate piece 16 between the end face of the piston rod 1 and the cross-head pin 2 arranged the removable connected to the cross head pin 2, z. B. is screwed and one with the Bore 9 has coaxial bore 17 for the central guidance of the pin boss 11 with this Embodiment can be compared to FIG. 1 and 2 shorter extension heights can be achieved; the shortening corresponds to the height of the intermediate piece 16.

Abweichend von den drei beschriebenen Ausführungsformen kann anstelle des Verbindungsbolzens 8 eine Kopfschraube vorgesehen sein, deren Kopf auf der Kurbelwellenseite am Kreuzkopfzapfen 2 anliegt.In a departure from the three described embodiments, instead of the connecting bolt 8 a head screw can be provided, the head of which rests on the cross-head pin 2 on the crankshaft side.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (8)

1 Patentansprüche:1 claims: 1. Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Kreuzkopfzapfen einer Kolbenmaschine, insbesondere eines Kreuzkopf-Dieselmotors, wobei die s Kolbenstange mit einem von ihr demontierbaren, durch den Kreuzkopfzapfen in Verlängerung der Kolbenstange hindurchragenden Verbindungsbolzen eine Schraubenverbindung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kolben- to stange (1) einen in bezug au? den Kreuzkopfzapfen (2) zentrierten Zapfenansatz aufweist und daß zumindest 50% der Länge des Gewindekontaktes (10) zwischen der Kolbenstange (1) bzw. dem Zapfenansatz und dem Verbindungsbolzen (8) zu der ι s Kurbelwellenseite hin bezüglich der Wurzelebene (7) des Kolbenstangenzapfens (11) liegen.1. Connection between the piston rod and the cross-head journal of a piston machine, in particular a cross-head diesel engine, the s Piston rod with a removable from it, through the cross head pin in extension of the Connecting bolt protruding through the piston rod forms a screw connection, thereby characterized in that the end of the piston rod (1) has a relation to the crosshead tenon (2) has centered pin boss and that at least 50% of the length of the threaded contact (10) between the piston rod (1) or the pin boss and the connecting bolt (8) to the ι s Crankshaft side with respect to the root plane (7) of the piston rod journal (11). 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfenansatz (11) als Verlängerung der Kolbenstange (1) ausgebildet ist und koaxial mit der Schraubenverbindung (10) geführt ist2. A compound according to claim 1, characterized in that the pin extension (11) is designed as an extension of the piston rod (1) and is guided coaxially with the screw connection (10) 3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenverbindung (10) zwischen einem Außengewinde des Verbindungsbol- 2s zens (8) und einem Innengewinde der Kolbenstange (1) gebildet ist3. A connection according to claim 2, characterized in that the screw connection (10) between an external thread of the connecting bolt 2s zens (8) and an internal thread of the piston rod (1) is formed 4. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenverbindung zwischen einem Außengewinde der Kolbenstange (1) und einem Innengewinde des Verbindungsbolzens (8) gebildet ist4. A compound according to claim 2, characterized in that the screw connection between an external thread of the piston rod (1) and an internal thread of the connecting bolt (8) is formed 5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der Kolbenstange (1) unmittelbar auf den Kreuzkopfzapfen (2) einwirkt5. A compound according to claim 1, characterized in that the end face of the piston rod (1) acts directly on the cross-head pin (2) 6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (1) mit einem Zwischenstück (16) in Berührung steht welches zwischen derselben und dem Kreuzkopfzapfen (2) angeordnet ist und eine zur Führung des Zapfenansatzes (U) ausgebildete Bohrung (17) aufweist6. A compound according to claim 1, characterized in that the piston rod (1) with a Intermediate piece (16) which is in contact between the same and the cross-head pin (2) is arranged and has a bore (17) designed to guide the pin shoulder (U) 7. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (8) an seinem kurbelwellenseitigen Ende eine weitere Schraubenverbindung (12) aufweist deren Gewindedurchmes- ser um 20 bis 40% größer ist als der Gewindedurchmesser der erstgenannten Schraubenverbindung (10) und deren Schraubenmutter (14) auf der kurbelwellenseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens (2) aufliegt7. A compound according to claim 1, characterized in that the connecting bolt (8) at his The end of the crankshaft has a further screw connection (12) whose thread diameter water is 20 to 40% larger than the thread diameter of the first-mentioned screw connection (10) and its screw nut (14) rests on the end face of the crosshead journal (2) on the crankshaft side 8. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Verbindungsbolzen (8) eine Kopfschraube ist, deren Kopf auf der kurbelwelienseitigen Endfläche des Kreuzkopfzapfens (2) aufliegt8. A compound according to claim 1, characterized in that the connecting bolt (8) has a The head screw is the head of which rests on the end face of the cross-head pin (2) on the crankshaft side
DE2724042A 1977-05-20 1977-05-27 Connection between the piston rod and the cross-head journal of a piston machine, in particular a cross-head diesel engine Expired DE2724042C3 (en)

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