DE3206152A1

DE3206152A1 - CROSS HEAD OF A PISTON MACHINE

Info

Publication number: DE3206152A1
Application number: DE19823206152
Authority: DE
Inventors: Oskar 4106 Therwil Habegger
Original assignee: Maschinenfabrik Burckhardt AG; Maschinenfabrik Sulzer Burckhardt AG
Current assignee: Burckhardt Compression AG
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-20
Publication date: 1983-08-25
Also published as: CH647051A5; IT8319486A0; IT8319486A1; IT1161569B; WO1983002808A1

Abstract

The crosshead comprises a box-shaped member (7), parallel to the drive, which extends inside the crank-case (1) and is coupled to the trunnion (6). The end of the rod (9) adjacent to the piston (18) is thoroughly attacheed to a transverse wall (8) of the member (7). The member (7) comprises the moveable sliding surfaces of the drive, which are formed by projecting lugs (13) arranged laterally facing the member. The crosshead allows a good control of the rod without the need for special means for the control of the rod, and it also enables to reduce the friction between the sliding surfaces of the crosshead and the guiding surface of the crank-case.

Description

Kreuzkopf einer KolbenmaschineCross head of a piston machine

Die Erfindung betrifft einen Kreuzkopf einer Kolbenmaschine, der mittels Gleitflächen in einer Führung des Maschinengehäuses hin und her bewegbar ist und der einen Zapfen aufweist, an dem eine Pleuelstange angelenkt ist.The invention relates to a cross head of a piston machine, which by means of Sliding surfaces can be moved back and forth in a guide of the machine housing and which has a pin to which a connecting rod is articulated.

Kreuzköpfe dieser Art haben einen Zapfen, an dem einerseits das dem Kolben abgewendete Ende der Kolbenstange befestigt ist und an dem andererseits das gegabelte Ende der Pleuelstange angelenkt ist. An beiden Enden des Zapfens ist ausserdem je ein Gleitschuh aufgesteckt, der zwei parallele Gleitflächen aufweist, die an den Gleitbahnen der Führung des Maschinengehäuses anliegen. Da die auf die Zapfenenden gesteckten Gleitschuhe sich auf den Zapfen etwas drehen können, muss die Kolbenstange oder der Kolben geführt sein, um ein Kippen der Kolbenstange und damit des Kolbens um den Kreuzkopf zapfen zu verhindern. Die bekannte Kreuzkopfkonstruktion bringt es mit sich, dass der Abstand der beiden Gleitflächen an jedem Gleitschuh grösser sein muss als der Zapfendurchmesser. Dies bedingt weiter, dass das Laufspiel der Gleitschuhe in der Führung des Maschinengehäuses relativ gross bemessen werden muss. Die bekannte Kreuzkopfkonstruktion eignet sich deshalb nicht gut für Kolbenmaschinen, deren Kolben berührungsfrei, jedoch mit geringem Spiel zur Zylinderwand sich im Zylinder bewegen müssen.Cross heads of this type have a tenon on which the dem Piston facing away end of the piston rod is attached and on the other hand the forked end of the connecting rod is hinged. At both ends of the pin is also each a sliding shoe is attached, which has two parallel sliding surfaces that are attached to the slideways of the guide of the machine housing are in contact. Because the on the tenon ends inserted sliding blocks can rotate a little on the pin, the piston rod must or the piston can be guided to tilt the piston rod and thus the piston to prevent the cross head from tapping. The well-known cross head construction brings it means that the distance between the two sliding surfaces on each sliding shoe is greater must be than the journal diameter. This further requires that the Running game the sliding shoes in the guide of the machine housing are dimensioned relatively large got to. The well-known crosshead construction is therefore not well suited for piston engines, their pistons contact-free, but with little play to the cylinder wall in the Need to move cylinders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzkopf der eingangs yenannten Art zu schaffen, bei dem auf das Anbringen einer besonderen Führung für die Kolbenstange oder den Kolben verzichtet werden kann und trotzdem ein Kippen der Kolbenstange vermieden ist.The invention is based on the object of a cross head of the initially y called type to create, in which on attaching a special guide for the piston rod or the piston can be dispensed with and still tilting the piston rod is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kreuzkopf aus einem kastenartigen, parallel zur Führung sich erstreckenden, den Lagerzapfen aufnehmenden Körper besteht, an dem die Kolbenstange mit ihrem dem Kolben abgewendeten Ende starr befestigt ist und der die Gleitflächen aufweist. Durch den kastenartigen Körper kann der Zapfen kürzer als bei den bekannten Kreuzköpfen gemacht werden, da er nicht mehr die beiden Gleitschuhe aufnehmen muss, denn die Gleitflächen befinden sich nunmehr am Körper selbst. Zusammen mit der starren Verbindung der Kolbenstange am kastenartigen Körper ergibt sich somit, dass keine Kippbewegung der Kolbenstange mehr auftreten kann. Ausserdem kann wegen des Fehlens der Gleitschuhe der Abstand der Gleitflächen kleiner als bei den bekannten Kreuzköpfen gemacht werden, was zur Folge hat, dass auch das Laufspiel verringert werden kann.According to the invention, this object is achieved in that the crosshead from a box-like, parallel to the guide extending, the bearing pin receiving body consists on which the piston rod with its turned away from the piston End is rigidly attached and which has the sliding surfaces. Through the box-like Body, the tenon can be made shorter than with the known crossheads, since it no longer has to take up the two sliding blocks because the sliding surfaces are located now on the body itself. Together with the rigid connection of the piston rod on the box-like body there is thus no tilting movement of the piston rod more can occur. In addition, due to the lack of sliding blocks, the distance the sliding surfaces can be made smaller than in the known crossheads, which leads to The consequence is that the running play can also be reduced.

Die Verringerung des Abstandes der Gleitflächen am kastenartigen Körper ermöglicht in weiterer Ausbildung der Erfindung, die Führungsschienen im Maschinengehäuse mit diesem zusammen durch Giessen herzustellen. Bislang waren diese Führungsschienen besondere Bauteile im Maschinengehäuse, die einzeln bearbeitet werden mussten und die zum Einstellen des erforderlichen Laufspiels am Maschinengehäuse angeschraubt sowie durch besondere Passstifte gesichert werden mussten. Diese besonderen Montayearbeiten entfallen also, wenn die Führungsschienen zusammen mit dem Maschinengehäuse gegossen werden.The reduction in the distance between the sliding surfaces on the box-like body allows in a further embodiment of the invention, the guide rails in the machine housing produce with this together by casting. So far, these were guide rails special components in the machine housing that had to be processed individually and the for Setting the required running play on the machine housing had to be screwed on and secured with special dowel pins. This particular one Assembly work is therefore not necessary if the guide rails together with the machine housing to be poured.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist es dann auch möglich, die Gleitbahnen der Führungsschienen in einem Arbeitsgang durch Fräsen zu bearbeiten, was mit einem üblichen Scheibenfräser geschehen kann.In a further embodiment of the invention, it is then also possible that Machining the slide ways of the guide rails in one operation by milling, what can be done with a standard disc milling cutter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine zweizylindrige Maschine, wobei in der linken Hälfte der erfindungsgemässe Kreuzkopf vorgesehen ist und in der rechten Hälfte die Bearbeitung der Führungsschienen angedeutet ist, und Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Linie II - II in Fig. 1.An embodiment of the invention will be described in the following description explained in more detail with reference to the drawing. There are shown schematically: FIG. 1 a vertical section by a two-cylinder machine, with the invention in the left half Cross head is provided and in the right half the machining of the guide rails is indicated, and FIG. 2 shows a cross section corresponding to the line II - II in FIG. 1.

Gemäss Fig. 1 ist im unteren Teil eines Maschinengehäuses 1 eines Kolbenkompressors- eine Kurbelwelle 2 gelayert, die an ihrem in Fig. 1 rechten Ende einen Verbindungsflansch 3 aufweist, an dem ein nicht gezeichneter Antriebsmotor angeschlossen werden kann. An der in Fig. 1 linken Kröpfung 4 der Kurbelwelle 2 ist eine Pleuelstange 5 in bekannter Weise lösbar befestigt, die mit ihrem oberen Ende an einem Zapfen 6 eines Kreuzkopfes angelenkt ist. Der Kreuzkopf besteht aus einem kastenartigen, in vertikaler Richtung sich erstreckenden Körper 7, in dem der Zapfen 6 gelagert ist. Der kastenartige Körper 7 ist im Bereich des Zapfens 6 und oberhalb davon ringsum geschlossen und weist an seinem in Fig. 1 oberen Ende eine Querwand 8 auf, die ein zentrales Loch enthält. Durch dieses Loch hindurch erstreckt sich das untere Ende einer Kolbenstange 9, die mittels einer Schraubenmutter 10 an der Querwand 8 befestigt ist.According to Fig. 1 in the lower part of a machine housing 1 is a Piston compressor layered a crankshaft 2, which at its right end in Fig. 1 has a connecting flange 3 on which a drive motor, not shown can be connected. On the left crank 4 of the crankshaft 2 in FIG. 1 a connecting rod 5 is releasably attached in a known manner, with its upper End is hinged to a pin 6 of a cross head. The cross head consists of a box-like, vertically extending body 7 in which the pin 6 is mounted. The box-like body 7 is in the area of the pin 6 and above it closed all around and points at his in Fig. 1 upper end a transverse wall 8 which contains a central hole. Because of this Hole extends through the lower end of a piston rod 9, which by means of a Screw nut 10 is attached to the transverse wall 8.

An beiden Enden des kastenartigen Körpers 7 weist dieser beiderseits der Kolbenstange 9 bzw. der Pleuelstange 5 je einen in Längsrichtung des Körpers sich erstreckenden Lappen 13 auf, der seitlich gegenüber dem Körper 7 vorsteht und zwischen zwei geraden Führungsschienen 14 des Maschiebenen/ nengehäuses 1 ragt. Die einander zugewendeten Flächen der Schienen 14 bilden die Gleitbahnen für den Kreuzkopf, der mit den ebenen Gleitflächen der Lappen 13 an den Führungsschienen 14 anliegt. Wie aus Fig. 1 klar ersichtlich, ist der Zapfen 6 nicht länger als die Breite des kastenartigen Körpers 7, der auch den Kopf der Pleuelstange 5 aufnimmt.At both ends of the box-like body 7 this has on both sides the piston rod 9 and the connecting rod 5 each one in the longitudinal direction of the body extending tab 13 which protrudes laterally from the body 7 and between two straight guide rails 14 of the machine housing 1 protrudes. The facing surfaces of the rails 14 form the slideways for the Cross head with the flat sliding surfaces of the tabs 13 on the guide rails 14 is present. As can be clearly seen from Fig. 1, the pin 6 is no longer than that Width of the box-like body 7, which also receives the head of the connecting rod 5.

Im unterhalb des Zapfens 6 befindlichen Abschnitt des Körpers 7 ist dessen Wand auf zwei Seiten unterbrochen, damit im Betrieb des Kompressors die Pleuelstange 5 unbehindert ihre Schwenkbewegung ausführen kann. Der durch die Dicke der Lappen 13 bestimmte Abstand a (Fig. 2) der Gleitflächen ist wesentlich kleiner als der Durchmesser des Zapfens 6. Wegen dieses kleinen Abstandes lässt sich das Laufspiel zwischen den Lappen 13 und den Führungsschienen 14 sehr klein halten. Der aus Fig. 1 ersichtliche Abstand b der Lappen 13, d.h. der Abstand in Längsrichtung des Körpers 7,ist dagegen wesentlich grösser, als bei einem bekannten Kreuzkopf die Länge eines Gleitschuhes.In the section of the body 7 located below the pin 6 the wall of which is interrupted on two sides, so that the connecting rod when the compressor is in operation 5 can perform their pivoting movement unhindered. The one through the thickness of the lobes 13 certain distance a (Fig. 2) of the sliding surfaces is much smaller than that Diameter of the pin 6. Because of this small distance, the running play Keep between the tabs 13 and the guide rails 14 very small. The one from Fig. 1 apparent distance b of the flaps 13, i.e. the distance in the longitudinal direction of the body 7, on the other hand, is much greater than the length of a known crosshead Sliding shoe.

In Fig. 1 oberhalb des Kreuzkopfes weist das Gehäuse 1 eine von der Kolbenstange 9 durchdrungene Querwand 20 auf, in die eine ringförmige, an sich bekannte Oelabstreifvorrichtung 21 eingebaut ist, die die Kolbenstange nachgiebig umgibt. Die Kolbenstange 9 trägt an ihrem oberen Ende einen Labyrinth-Kolben 18, der von einem Zylinder 19 umgeben ist. Am unteren Ende des Zylinders ist eine Labyrinthstopfbüchse 22 für die Kolbenstange 9 vorgesehen, die diese Stange berührungslos umgibt.In Fig. 1 above the cross head, the housing 1 has one of the Piston rod 9 penetrated transverse wall 20, in which an annular, known per se Oelabstreifvorrichtung 21 is installed, which surrounds the piston rod resiliently. The piston rod 9 carries at its upper end a labyrinth piston 18, which of a cylinder 19 is surrounded. At the bottom of the cylinder is a labyrinth stuffing box 22nd provided for the piston rod 9, which this rod contactlessly surrounds.

Durch die beschriebene Kreuzkopfkonstruktion wird durch den Kreuzkopf allein eine gute Führung der Kolbenstange 9 und des Kolbens erreicht, ohne dass zusätzliche Führungsmittel für die Stange 9 vorgesehen werden müssen.With the crosshead construction described, the crosshead only a good guidance of the piston rod 9 and the piston is achieved without additional guide means for the rod 9 must be provided.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bestehen die Führungsschienen 14 und das Gehäuse 1 aus einem Stück, sie sind also zusammen durch Giessen hergestellt. Wegen des geringen Abstandes a lassen sich die Gleitbahnen der Führungsschienen 14 auf einfache Weise in einem Arbeitsgang mit Hilfe eines Scheibenfräsers 16 herstellen. Der Scheibenfräser wird, wie in und wieder zurück Fig. 1 links gezeigt ist, von unten nach oben zwischen den Führungsschienen 14 hindurchgeführt, wobei die vier Gleitbahnen für einen Kreuzkopf entstehen. Der Weg des Scheibenfräsers 16 ist in Fig. 1 mit c bezeichnet und der Durchmesser des Fräsers mit d, wobei dieser Durchmesser die Tiefe der Nut zwischen den Führungsschienen bestimmt. Die Welle 17 des Fräsers 16 bewegt sich während der Fräsbearbeitung durch eine Oeffnung 15 im Gehäuse 1, die ausserdem auch der Montage und der Wartung des Kreuzkopfes dient.As can be seen from Fig. 2, the guide rails 14 and the Housing 1 from one piece, so they are made together by casting. Because the small distance a, the slideways of the guide rails 14 can be manufacture easily in one operation with the aid of a side milling cutter 16. The side milling cutter is, as shown in and back again in FIG. 1 on the left, from passed down up between the guide rails 14, the four Slideways for a cross head are created. The path of the side milling cutter 16 is in Fig. 1 is denoted by c and the diameter of the milling cutter with d, this diameter determines the depth of the groove between the guide rails. The shaft 17 of the cutter 16 moves during the milling process through an opening 15 in the housing 1, which is also used for the assembly and maintenance of the cross head.

Die Oeffnung 15 wird während des Betriebes des Kompressors durch einen nicht gezeichneten Deckel verschlossen, ebenso wie die seitlichen Oeffnungen im Bereich der Kurbelwelle 2.The opening 15 is during the operation of the compressor by a Cover not shown closed, as well as the side openings in the Area of the crankshaft 2.

Bei Labyrinthkolbenkompressoren, bei denen die Kolben mit sehr engem Spiel zur Zylinderwand, aber berührungsfrei im Zylinder geführt sind, ist es vorteilhaft, ausser den beiden Führungslappen 13 einen weiteren Führungsteil am kastenartigen Körper 7 vorzusehen, der dann in Fig. 2 auf der Oberseite des Körpers 7 angebracht ist und zwischen zwei den Führungsschienen 14 entsprechenden Schienen ragt, die ihrerseits an der Rückwand 1' des Gehäuses vorgesehen sind. Durch diese dritte Führung wird sichergestellt, dass der Labyrinthkolben genau in seiner zentralen Lage zum Zylinder geführt wird.In labyrinth piston compressors, where the pistons are very tight Play to the cylinder wall, but are guided in the cylinder without contact, it is advantageous to in addition to the two guide tabs 13, a further guide part on the box-like To provide body 7, which is then attached in FIG. 2 on top of body 7 is and protrudes between two of the guide rails 14 corresponding rails, the are in turn provided on the rear wall 1 'of the housing. Through this third tour ensures that the labyrinth piston is exactly in its central position for the cylinder to be led.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, anstelle der vier Lappen 13 zwei über die Länge des kastenartigen Körpers 7 durchlaufende Führungsleisten vorzusehen, von denen mindestens eine im Bereich des Zapfens 6 unterbrochen ist, um das Zusammenbauen des Zapfens 6 und des Körpers 7 zu ermöglichen.Notwithstanding the embodiment described, it is also possible instead of the four tabs 13, two over the length of the box-like body 7 continuous Provide guide strips, at least one of which is interrupted in the area of the pin 6 to enable the pin 6 and body 7 to be assembled.

Claims

Claims cross head of a piston machine, which by means of sliding surfaces is movable back and forth in a guide of the machine housing and the one pin has, on which a connecting rod is articulated, thereby g e k e n n n z e i c h -n e t that the cross head consists of a box-like, parallel to the guide extending, consists of the journal receiving body on which the piston rod with its Piston facing away from the end is rigidly attached and which has the sliding surfaces.

2. Cross head according to claim 1, characterized in that the box-like Body with at least two laterally protruding, extending in the longitudinal direction of the body extending and the sliding surfaces forming strips is provided.

3. Cross head according to claim 1, characterized in that the box-like Body at both ends with laterally protruding, forming the sliding surfaces Flap is provided.

4. Cross head according to claim 3, characterized in that the thickness the laterally protruding tab is smaller than the diameter of the pin.

5. Cross head according to claim 4, characterized in that the Guide for the crosshead-forming guide rails in the machine housing with this are made together by casting.

6. Cross head according to claim 5, characterized in that the slideways the guide rails are machined by milling in one operation.