DE556560C - Verfahren zur spanabhebenden Drehbearbeitung von Tauchkolben oder einseitig eingespannten Kolbenstangen fuer Kolbenmaschinen, insbesondere Hochdruck-verdichter, deren Kolbenbewegung waagerecht oder geneigt verlaeuft - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine neuartige Maßnahme für die Herstellung und den Einbau von Tauchkolben oder einseitig eingespannten Kolbenstangen in Maschinen, insbesondere Höchstdruckverdichter, mit waagerecht oder geneigt verlaufender Kolbenbewegung unter Bedingungen, wie sie der späteren Betriebslage entsprechen, zu dem Zweck, einen klemmungsfreien Lauf und eine

ίο geringste Abnutzung bei höchster Belastung der bewegten Teile herbeizuführen.

Bei den in der bisher üblich gewesenen Art der Bearbeitung und des Einbaues in die Maschine erzeugten Tauchkolben und einseitig eingespannten Kolbenstangen ist es ein großer Ubelstand, daß diese Körper sich nicht genau in der Achse der Bohrung der sie aufnehmenden Zylinder bewegen, sondern infolge ihres Eigengewichts nach unten, am freien Ende am stärksten, durchhängen und dann im Zylinderinnern und in der Stopfbüchsenbohrung, sofern diese Abdichtungsvorrichtung vorgesehen ist, aufliegen und schleifen. Diese nachteilige Wirkung wird noch dadurch gesteigert, daß der besonders in der Endstufe eines Höchstdruckverdichters sehr hohe Druck (bis 1000 atü und mehr) einseitig auf den Kolben bzw. die Stange einwirkt, was zur Folge hat, daß die auf Biegung beanspruchten Teile selbst leicht brechen oder an den harten Oberflächen der Gleitflächen reißen.

Alle vorerwähnten Schwierigkeiten bei Kolbenmaschinen, insbesondere Verdichtern, mit Tauchkolben und Kolbenstangen, die sich in waagerechter oder geneigter Lage bewegen, werden mit der Anwendung der Erfindung wirksam vermieden, indem dann die Zylinder Tauchkolben oder Kolbenstangen eingebaut erhalten, die unter sorgfältigster Rücksichtnahme auf ihren betriebsmäßigen Lauf bearbeitet und in der Einbaulage unbedingt gerade sind, so daß die Kolben- bzw. Stangenachse und die Zylinderachse zusammenfallen.

Gemäß der Erfindung werden die beabsichtigten Vorteile dadurch erreicht, daß die rohen (gegebenenfalls schon vorgearbeiteten) Tauchkolben oder einseitig eingespannten Kolbenstangen durch das Werkstück umkreisende Werkzeuge in einer solchen Auf- oder Einspannlage fertigbearbeitet werden, wie sie der späteren Betriebslage 'entspricht. Nach einem etwa vorgenommenen Ausbau ist dann nur zu beachten, daß die Nachbearbeitung des Körpers und sein Wiedereinbau unter möglichster Wahrung der früheren betriebsmäßigen Einbaulage erfolgt, damit eine ungewollte Krümmung des Kolbens oder der Stange vermieden wird.

Grundsätzlich.ist diese vorgeschlagene Bearbeitungsweise bei der Drehbeanbeitung von an beiden Enden eingespannten langen Kolbenstangen schon bekannt geworden. Für den

vorliegenden Anwendungsfall ist diese Bearbeitungsweise aber neu und führt einen technischen Fortschritt herbei, der insbesondere bei Höchstdruckverdichtern deren störungsfreien Dauerbetrieb gewährleistet. Nach dem vorerwähnten bekannten Vorschlag soll nämlich eine im Betrieb gerade Kolbenstange dadurch erhalten werden, daß bei richtiger Auflagerung an beiden Enden und betriebsmäßiger Belastung mit einem dem später aufzubringenden Kolben entsprechenden Gewicht die rohe Kolbenstange vorher um die zu erwartende Durchbiegung nach oben gekrümmt und hiernach mittels umlaufenden Stichelgehäuses abgedreht wird. Mit der Anwendung dieses bekannten Verfahrens für lange Stangen sind jedoch solche Schwierigkeiten verbunden, daß man in der Praxis zu einfacheren, dafür aber auch weniger genauen Bearbeitungsverfahren übergehen und sich mit dem geringeren Grad der Arbeitsgenauigkeit zufrieden geben mußte, wie er für bestimmte Maschinenarten noch als zulässig betrachtet wird. Für Verdichtermaschinen mit hohem Enddruck sind diese Bearbeitungsverfahren aber nicht anwendbar, weil diese Maschinen mit Rücksicht auf die besonderen Schwierigkeiten in den letzten Druckstufen nicht doppelt, sondern nur einfach wirkend gebaut und daher mit Tauchkolben versehen werden.

Ferner ist es bekannt, daß sich beim Zusammenbau von schweren Rahmen und Zylindern, die auf derselben Bohrbank an den Stirnseiten bearbeitet wurden, auf Durchbiegung der Bohrwerkspindel zurückführbare Bearbeitungsfehler bemerkbar machen, welche eine unerwünschte Knickung der Längsachse an der Stoßstelle der vereinigten Körper erzeugen, die mit der Anzahl der vereinigten Teile größer wird. Um diesem Ubelstand abzuhelfen, hat man vorgeschlagen, ohne den Fehler selbst am einzelnen Werkstück zu beheben, das beim Zusammenbau jeweils zweite, vierte usw. der Werkstücke nicht in der Normal-, sondern in umgekehrter Stellung zu bearbeiten. Die Fehler der Einzelstücke heben sich hierdurch auf, und beim Zusammenbau der verschiedenen Werkstücke wird eine ungebrochene, d. h. gerade Mittellinie erzielt. Dieses bekannte Verfahren ist aber für den mit der Erfindung verfolgten Zweck deshalb nicht anwendbar, weil es eine Durchbiegung der Arbeitsspindel nicht vermeiden hilft.

Die in erfindungsgemäßer Weise bearbeiteten Kolbenstangen oder Tauchkolben werden einseitig in einen sie antreibenden und führenden Tragkörper eingespannt und derartig δο mit dem Verdichter zusammengebaut, daß die Stange oder der Kolben möglichst genau zentrisch zur Stopfbüchse bzw. zum Verdichtungsraum gleitet. Infolge der erfindungsgemäßen Bearbeitung der Kolbenstange oder des Tauchkolbens können diese Teile kleinsten Durchmesser erhalten, da die Gefahr des Ausknickens beseitigt oder doch bedeutend vermindert ist. Die Kolbenstange liegt im Verdichterzylinder zweckmäßig nicht auf, sondern nur die Kolbenringe; ebenso bewegt sich auch der für höchste Drücke vorgesehene Tauchkolben frei im Verdichtungsraum; die Stopfbüchse wird normalerweise nicht mehr, wie früher, durch seitlich auf die Stange oder den Kolben einwirkende Kräfte beansprucht. Sie wird daher, bei zugleich erhöhter Lebensdauer, stets dicht halten.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Verdichteranordnung für hohe Drücke, bei denen noch Kolbenringe allein zum Abdichten genügen; dagegen zeigt Abb. 2 eine ähnliche Verdichterbauart für höchste Drücke mit Abdichtung nur durch 8g eine festliegende Stopfbüchsenpackung.

Es steht jedoch nichts entgegen, diese Stopfbüchsenpackung oder Liderung von für den besonderen Zweck bestgeeigneter Art auch in die sich hin und her bewegende Stange einzubauen und so mitzubewegen, oder beide Bauarten, unter Umständen noch mit den Kolbenringen^ zu kombinieren.

In den Abbildungen sind bezeichnet mit 1 der Verdichterzylinder, mit 2 die Kolbenstange oder der Tauchkolben, mit 3 die Kolbenringe, mit 4 der die Kolbenstange (oder den Tauchkolben) antreibende Tragkörper, der in einer Führung 5 gleitet, mit 6 die einen Tauchkolben abdichtende, im Verdichterzylinder festliegend angeordnete Stopfbüchsenpackung, neben der auch noch Kolbenringe zur Anwendung gelangen können.

Das Grundsätzliche des Erfindungsgedankens besteht, wie schon oben angegeben, darin, daß der schädliche Einfluß der auf eine Biegung oder Knickung der Stange bzw. des Kolbens hinwirkenden Kräfte, die durch die waagerechte oder geneigte Lage eines Verdichters bedingt sind, durch eine besondere, die genannten Fehlerquellen ausschaltende geeignete Beanbeitungsweise der Stange bzw. des Kolbens beseitigt wird, derart, daß letztere nach der Verspannung in den Tragkörpern mit ihren Achsen genau in der Achse des jeweiligen Verdichtungsraumes liegen, so daß sich beide Achsen hierbei decken.

Es ist für den dargelegten Erfindungsgedanken nebensächlich, ob vom Tragkörper der Stange aus, z. B. nach Abb. 1, ein Antrieb des Verdichters derart erfolgt, daß bei der einseitig eingespannten Stange zwei Stu-

fen hintereinander angeordnet sind, von denen jede Stufe einfach wirkend ist, oder ob eine Stufe unterteilt und doppelt wirkend angetrieben wird. Auch kann vom Tragkörper der Stange aus je ein Tauchkolben beiderseitig angeordnet werden, in welchem Falle der Antrieb der Tragkörper dann natürlich nicht axial, sondern nur durch Umführungsstangen herbeigeführt wird.

ίο Eine nur grobe Annäherung an den Erfindungsgedanken stellt es dar, wenn abweichend von der vorstehend in Vorschlag gebrachten neuen Bearbeitungsweise in normaler, bisher geübter Bearbeitungsweise hergestellte Kolbenstangen oder Tauchkolben beim oder vor ihrem Einbau in die sie haltenden und antreibenden Tragkörper unter Anwendung von Seitenkräften bewußt in einem bestimmten, dem einzelnen Anwendungsfall jeweils angepaßten Ausmaß aus der von ihnen eingenommenen natürlichen Lage nach oben hin abgebogen werden, sei es nun durch wirkliches Abbiegen oder durch nicht axialen Einbau der Stange, um hierdurch zu erreichen, daß die letztere unter der Einwirkung ihres Eigengewichts nach unten hin in die Achse des Verdichtungszylinders zurücktritt. Die angestrebte erfindungsgemäße Wirkung kann jedoch auf die vorerwähnte Weise nur unvollkommen herbeigeführt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur spanabhebenden Drehbearbeitung von Tauchkolben oder einseitig eingespannten Kolbenstangen für Kolbenmaschinen, insbesondere Hochdruckverdichter, deren Kolbenbewegung waagerecht oder geneigt verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die rohen Werkstücke durch das Werkstück umkreisende Werkzeuge in einer solchen Aufspannlage bearbeitet werden, wie sie der späteren Betriebslage entspricht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen