DE29800522U1

DE29800522U1 - Kolbenkompressor

Info

Publication number: DE29800522U1
Application number: DE29800522U
Authority: DE
Original assignee: Neuman & Esser Maschf
Current assignee: Neuman & Esser Maschf
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2008-01-15

Description

N

13. Januar 1998

mü/fun

F:\0BFUL\FMWWPT\ALLO683

Neuman & Esser

Maschinenfabrik GmbH & Co. KG

Werkstraße o. Nr. 52531 Übach-Palenberg

Kolbenkompressor

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor mit wenigstens einer Kolben-Zylinder-Einheit, bei der das vordere Ende einer Kolbenstange mittels in Hubrichtung angeordneter Spannelemente mit dem Kreuzkopf eines Kurbeltriebs verbunden ist.

Bei Kolbenkompressoren dieser Art, insbesondere bei liegend angeordneten Ausführungen muß der Geradeauslauf der Kolbenstange zum Zylinder, in dem der Kolben arbeitet, sichergestellt sein, damit eine hohe Betriebssicherheit und ausreichende Standzeiten gewährleistet sowie Betriebsunterbrechungen weitgehend vermieden werden können. Dies wird üblicherweise durch das Ausrichten des Kreuzkopfes bewerkstelligt. Dabei geht man im allgemeinen so vor, daß nach erfolgter Montage und Vorjustierung des Kompressors der Kurbeltrieb langsam mindestens so weit durchgedreht wird, daß der Kolben einen vollständigen Hub ausführt. Dabei wird mittels gehäusefester Meßeinrichtungen ermittelt, um welchen Betrag sich die Kolbenstange in zwei senkrecht zueinanderstehenden Richtungen über einen Hub relativ zum Gehäuse bewegt. Aufgrund der ermittelten Meßwerte wird dann eine Nachjustierung vorgenommen.

Da die Messungen bei kalter Maschine und nicht bei Nenndrehzahlen vorgenommen werden, muß die Ausrichtung selbstverständlich unter Berücksichtigung der Einflüsse vorgenommen werden, die die Lage des Kreuzkopfes relativ zum Zylinder verändern können. Solche Einflüsse sind

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insbesondere bei liegend angeordneten Kompressoren zu berücksichtigen, bei denen im allgemeinen das Spiel zwischen Kolben und Zylinder größer ist als das Spiel der Kreuzkopflagerung und bei denen die Erdbeschleunigung permanent senkrecht zur Hubrichtung wirkt. Da sich die Zustände durch Ausbildung von Schmierfilm und die Wirkung dynamischer Kräfte gegenüber den Zuständen beim Meßvorgang in diesen Fällen auf jeden Fall ändern, kann die Ausrichtung nicht so vorgenommen werden, daß eine Bewegung der Kolbenstange relativ zum Gehäuse quer zur Hubrichtung völlig ausjustiert wird. Ausgerichtet wird vielmehr nach Grenzwerttabellen, in denen in Abhängigkeit von der Baugröße, vom Hub und dem Zylinderdurchmesser die zulässigen Abweichungen der Kreuzkopfbahn bzw. der Kolbenstange vom Geradlauf aufgelistet sind.

Dabei wird vielfach der sogenannte API-Standard 618 zugrunde gelegt, in dem das American Petroleum Institut in einem Anhang C den sogenannten "Piston Rod Runout", d.h. die Abweichung der Kolbenstange vom idealen Geradeauslauf für liegende Kolbenkompressoren definiert und limitiert hat.

Die erforderliche Ausrichtung der Kreuzkopfbahn relativ zum Arbeitszylinder des Kompressors wird nach dem Stand der Technik im allgemeinen so vorgenommen, daß die Lage des Kreuzkopfes relativ zu seiner Führung sowohl horizontal als auch vertikal verändert wird, wobei in der Regel mit in der Dicke abgestuften Unterlegblechen gearbeitet wird. Ausnahmsweise hat man zusätzlich oder allein auch die Lage des Arbeitszylinders auf diese Weise verändert. Diese Ausrichtmethoden sind sehr aufwendig, weil Befestigungen gelöst und wieder angezogen werden müssen. Dies u.U. mehrfach, weil es wegen der unvermeidlichen elastischen Verformung der Unterlegbleche im allgemeinen nicht gelingt, die erforderliche Ausrichtung mit einer einzigen Änderung der Unterlegdicke zu erreichen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, bei der der erforderliche Geradeauslauf der Kolbenstange ohne Ausrichtung des Kreuzkopfes mit wesentlich geringerem Aufwand bewerkstelligt werden kann, ohne daß anderweitige konstruktive oder funktioneile Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das vordere Ende der Kolbenstange bei gelockerten Spannelementen senkrecht zur Hubrichtung relativ zum Kreuzkopf verschieblich und ausrichtbar ist.

Der Erfindung liegt die Erwägung zugrunde, daß durch Veränderung der Positionierung des Kolbenstangenendes am Kreuzkopf die Abweichung der Kolbenstange vom Geradeauslauf unter die jeweils gültigen Grenzwerte herabgesetzt werden kann. Da man stets von einer mehr oder weniger guten . Vorjustierung ausgehen kann, liegt das erforderliche Spiel für das Nachjustieren im Bereich von 1 bis höchstens 2 mm, d.h. in einem Bereich, in dem die Kolbenstange ohne irgendwelche funktioneile oder konstruktive Nachteile relativ zum Kreuzkopf "außermittig" positioniert werden kann. Diese Ausrichtmethode hat den Vorteil, daß die Verbindungselemente, mit denen die Kolbenstange am Kreuzkopf befestigt sind, leichter zugänglich und zu handhaben sind als die Mittel, mit. denen die Kreuzkopfposition verändert wird. Anders als bei dem Einbringen von Unterlegblechen müssen die beteiligten Bauteile auch nicht vollständig voneinander getrennt werden, damit sie gegeneinander ausgerichtet werden können. Bei Anwendung des Erfindungsgedankens genügt es vielmehr, die Befestigungsmittel soweit zu lockern, daß die erforderliche Relativverschiebung zwischen Kolbenstange und Kreuzkopf vorgenommen werden kann. Anschließend können die Befestigungsmittel wieder gespannt werden. Die erfindungsgemäße Ausrichtvorrichtung hat den weiteren Vorteil, daß die Befestigungsmittel in Hubrichtung wirken und daher auf eine Ausrichtung senkrecht zur Hubrichtung auch bei elastischer Verformung der Bauteile keinen Einfluß haben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben. Weitere Einzelheiten werden anhand des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Verbindungsstelle zwischen Kolbenstange 1 und Kreuzkopf 3 im Schnitt. Die Kolbenstange ist mittels Spannschrauben 2 über einen Flansch am Kreuzkopf 3 befestigt, wobei die Spannschrauben 2 abgebrochen dargestellt sind, weil sie nicht in der gleichen Ebene liegen wie die Stellschrauben 4, mittels derer das Ende der Kolbenstange 1 relativ zum Kreuzkopf 3 ausgerichtet werden kann, wenn die Spannschrauben 2 entsprechend gelockert sind.

Die Anbindung der Pleuelstange an den Kreuzkopf sowie die Lagerung des Kreuzkopfes entspricht dem Stand der Technik und wird hier nicht weiter erläutert.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im stirnseitigen Ende des Kreuzkopfes 3 eine Ausnehmung 5 ausgebildet, in die das Ende der Kolbenstange 1 eingreift. Auf das Ende der Kolbenstange 1 ist eine Führungsbuchse 6 aufgesteckt, die in der Außenwand Ausnehmungen für den Eingriff der Stellschrauben aufweist. Der erforderliche Freiraum zur Ausrichtung der Kolbenstange 1 relativ zum Kreuzkopf 3 ist zwischen der Ausnehmung 5 und der Führungsbuchse 6 ausgebildet. Mit dem Doppelpfeil ist die Hubrichtung angedeutet, während die dargestellte Meßuhr zeigt, wie die Abweichung der Kolbenstange vom Geradeauslauf quer zur Hubrichtung gemessen wird. Auch insoweit handelt es sich um aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen, die hier nicht weiter erläutert werden müssen. Selbstverständlich wird die Abweichung der Kolbenstange vom Geradeauslauf in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen quer zur Hubrichtung gemessen und es werden die verschiedenen Stellschrauben den Meßergebnissen entsprechend weiter einwärts oder auswärts gedreht. Die Stellschrauben sind entweder

selbsthemmend ausgebildet oder - wie dargestellt - mit einer Kontermutter versehen, um den eingestellten Stellweg zu fixieren.

Zwischen dem Grund der Ausnehmung 5 im Kreuzkopf 3 und der Stirnfläche der Kolbenstange 1 ist noch eine Distanzscheibe 7 dargestellt, die für die axiale Ausrichtung des Kolbens erforderlich ist.

Je nach Größe der Kompressoren sind die Kolbenstangen mit vier oder sechs Spannschrauben am Kreuzkopf befestigt. Dementsprechend werden drei oder vier Stellschrauben in Umfangsrichtung zwischen den Spannschrauben angeordnet. Bei vier Stellschrauben erfolgt die Anordnung in Umfangsrichtung im Winkelabstand von 90°, so daß jeweils zwei Stellschrauben diametral einander gegenüberliegen. Für das Ausrichten in einer Richtung quer zur Hubrichtung müssen nur zwei Stellschrauben betätigt werden.

Bei der Anordnung von drei Stellschrauben beträgt der Winkelabstand in Umfangsrichtung 120° und zur Ausrichtung müssen in jedem Fall alle Stellschrauben betätigt werden.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Ausrichtmethode nicht nur bei liegenden Kompressoren angewendet werden kann, bei denen das Ausrichten wegen der senkrecht zur Hubrichtung wirkenden Erdbeschleunigung von besonderer Bedeutung ist. Die erfindungsgemäßen konstruktiven Mittel zur Ausrichtung sind selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn die Hubrichtung mit der Richtung der Erdbeschleunigung zusammenfällt oder in einem Winkel dazu steht und wenn eine Nachausrichtung der Kreuzkopfbahn relativ zum Arbeitszylinder vorgenommen werden muß.

Claims

Schutzansprüche

1. Kolbenkompressor mit wenigstens einer Kolben-Zylinder-Einheit, bei der das vordere Ende einer Kolbenstange mittels in Hubrichtung angeordneter Spannelemente mit dem Kreuzkopf eines Kurbeltriebs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Kolbenstange (1) bei gelockerten Spannelementen (2) senkrecht zur Hubrichtung relativ zum Kreuzkopf (3) verschieblich und ausrichtbar ist.

2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreuzkopf (3) Stellmittel (4) zum Verschieben und Ausrichten des vorderen Endes der Kolbenstange (1) relativ zum Kreuzkopf (3) vorgesehen sind.

3. Kolbenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmittel (4) in einer Ebene senkrecht zur Hubrichtung in Umfangsrichtung unter verschiedenen Winkeln wirkend angeordnet sind.

4. Kolbenkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellmittel sechs oder vier, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Stellschrauben (4) vorgesehen sind.

5. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Kolbenstange (1) in eine stirnseitige Ausnehmung (5) des Kreuzkopfes (3) eingreift, wobei zwischen der Wand der Ausnehmung (5) und der Kolbenstange (1) ein für das Ausrichten erforderlicher Freiraum vorgesehen ist.

6. Kolbenkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kreuzkopf (3) drei oder vier zur Kolbenstange (1) radiale Gewindebohrungen für Stellschrauben (4) vorgesehen sind, die mit ihren vorderen Enden außen an dem Teil der Kolbenstange (1) anliegen, der. in die Ausnehmung (5) des Kreuzkopfes (3) eingreift.

7. Kolbenkompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf das vordere Ende der Kolbenstange (1) eine Führungsbuchse (6) aufgesetzt, ist und daß der zum Ausrichten erforderliche Freiraum zwischen der Ausnehmung (5) im Kreuzkopf (3) und der Führungsbuchse (6) ausgebildet ist.

8. Kolbenkompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben (4) mit ihren vorderen Enden außen an der Führungsbuchse (6) anliegen.

9. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grund der Ausnehmung (5) und der Stirnfläche der Kolbenstange (1) eine Distanzscheibe (7) angeordnet ist.