DE596257C

DE596257C - Piston machine with reciprocating crosshead

Info

Publication number: DE596257C
Application number: DED64492D
Authority: DE
Original assignee: William Doxford and Sons Ltd
Current assignee: William Doxford and Sons Ltd
Priority date: 1932-02-19
Filing date: 1932-10-20
Publication date: 1934-04-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen,The invention relates to machines

die einen durch die Pleuelstange mit der Kurbel verbundenen hin und her gehenden Kreuzkopf aufweisen. Gewöhnlich wird die Kolbenstange bei solchen Maschinen sowohl mit dem Kolben - als auch mit dem geführten Kreuzkopf starr verbunden. Es hat sich indessen gezeigt, daß infolge der unbeweglichen Vereinigung des Kolbens, der Kolbenstange und des Kreuzkopfes die unvermeidlichen, durch den Spielraum in der Kreuzkopfführung bedingten seitlichen Bewegungen des Kreuzkopfes zu einer Verdrehung des Kolbens innerhalb der Zylinderbahn führen, wodurch die Abnutzung der Zylinderlaufbahn übermäßig erhöht wird.the one reciprocating crosshead connected to the crank by the connecting rod exhibit. Usually the piston rod is used with both the piston in such machines - as well as rigidly connected to the guided cross head. It has been shown, however, that as a result of the immovable union of the piston, piston rod and cross head the inevitable lateral ones caused by the leeway in the crosshead guidance Movements of the cross head to a twisting of the piston within the cylinder path lead, whereby the wear of the cylinder liner is excessively increased.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Abnutzung bei Maschinen mit hin und her gehendem Kreuzkopf zu verringern und dennoch die starre Verbindung zwischen dem Kolben und dem oberen Ende der Kolbenstange beizubehalten. Im nachstehenden soll dies beispielsweise in Anwendung auf eine Maschine stehender Bauart mit obenliegendem Zylinder erläutert werden.The present invention aims to reduce the wear and tear on machines with back and forth to reduce going crosshead and still the rigid connection between the piston and the top of the piston rod. In the following this is intended for example explained in application to a machine of the standing type with an overhead cylinder will.

Bei einer Maschine mit hin und her gehendem Kreuzkopf, einem Zylinder, einer zu dessen Achse parallelen Kreuzkopfführung, einem in den Zylinder mit Gleitsitz eingepaßten Kolben und einer mit diesem an dem einen Ende starr verbundenen Kolbenstange gelangt nach bekannten Vorschlägen ein Kreuzkopf zur Verwendung, der das andere Ende der Kolbenstange umgibt und von einer Verlängerung derselben durchsetzt wird und zu diesem Zwecke einen die Verlängerung aufnehmenden Kanal aufweist, dessen lichte Weite den Durchmesser der Kolbenstange so weit übertrifft, daß diese einen allseitigen Spielraum aufweist, welcher eine kleine Schwingbewegung des Kreuzkopfes am unteren Ende der Kolbenstange gestattet, ohne daß hierdurch die Wandung der Bohrung an die Stange anstößt. Der in dieser Weise ausgebildete Kreuzkopf ist am unteren Ende der Kolbenstange durch eine Gelenkverbindung angebracht, die eine Relativschwingung zwischen Kreuzkopf und Kolbenstange in allen Richtungen um einen gemeinsamen Mittelpunkt gestattet.On a machine with a reciprocating cross head, a cylinder, one to its Axis parallel cross head guide, a piston fitted into the cylinder with a sliding fit and a piston rod rigidly connected to this at one end is provided according to known methods Suggests a cross head for use that surrounds the other end of the piston rod and an extension the same is enforced and for this purpose one receiving the extension Has a channel, the clear width of which exceeds the diameter of the piston rod so far, that this has an all-round clearance, which a small oscillating movement of the Cross head at the lower end of the piston rod without affecting the wall the hole hits the rod. The cross head formed in this way is on lower end of the piston rod attached by an articulated connection that allows a relative vibration between crosshead and piston rod in all directions around a common center.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden bei dieser aus zwei konzentrischen Paaren von Kugelpfannen bestehenden Gelenkverbindung von den beiden Kugelflächen, die an den entgegengesetzten Seiten des Kreuzkopfes vorgesehen sind, eine konvex, die andere konkav ausgebildet; das untere Kugelpfannenpaar ent- 55 , hält die konkave Fläche und hat kleinere Flächenabmessungen als das obere Kugelpfannenpaar, damit die Kugelbewegung des Kreuzkopfes mit geringem Reibungswiderstand erfolgen kann und die Bewegung auf einen kleinen Abschnitt des unteren Kolbenstangenendes beschränkt ist. Der Kreuzkopf legt sichAccording to the present invention, this consists of two concentric pairs of Ball sockets existing articulated connection of the two spherical surfaces to the opposite Sides of the cross head are provided, one convex, the other concave; the lower pair of ball sockets 55, holds the concave surface and has smaller surface dimensions than the upper pair of ball sockets, so that the ball movement of the cross head can take place with little frictional resistance and the movement on one small portion of the lower piston rod end is limited. The crosshead settles

dann init einer verhältnismäßig kleinen konkaven unteren Lagerfläche gegen eine entsprechende konvexe untere Lagerfläche der Kolbenstange, während die größere konvexe Lagerfläche des- Kreuzkopfes mit einer entsprechenden oberen konkaven Lagerfläche der Kolbenstange zusammenspielt. Die Lagerschalen haben die Gestalt von Kugelabschnitten solcher Größe, daß der zwischen ihnen entstehende Druck dem bei Spurlagern gewöhnlich zulässigen spezifischen Druck in der Größenordnung entspricht.then with a relatively small concave lower bearing surface against a corresponding one convex lower bearing surface of the piston rod, while the larger convex Bearing surface of the cross head with a corresponding upper concave bearing surface of the Piston rod interacts. The bearing shells have the shape of spherical sections of such magnitude that the pressure between them is usually that of thrust bearings permissible specific pressure in the order of magnitude.

Es hat sich gezeigt, daß bei dieser gelenkigen Verbindung des Kreuzkopfes am unteren Ende der Kolbenstange, der zufolge der Kreuzkopf gegenüber der Kolbenstange selbst bei voller Belastung frei schwingen kann, eine Übertragung solcher Schwingungen des Kreuzkopfes auf den Kolben höchstens in unerheblichem Maße erfolgt, und daß dadurch die Abnutzpng zwischen dem am oberen Ende der Kolbenstange befestigten Kolben und der Zylinderbahn erheblich geringer wird als die Abnutzung, die sich bei der üblichen starren Befestigung des Kreuzkopfes am unteren Ende der Kolbenstange ergibt.It has been shown that with this articulated connection of the cross head at the lower end the piston rod, according to which the crosshead is opposite the piston rod even at full Load can oscillate freely, a transmission of such oscillations of the cross head on the piston takes place at most to an insignificant extent, and that thereby the Abnutzpng between the at the top of the Piston rod attached piston and the cylinder path is considerably less than that Wear and tear that occurs with the usual rigid attachment of the cross head at the lower end the piston rod results.

In der Zeichnung ist schematisch im Aufriß und teilweise im senkrechten Schnitt eine Maschine veranschaulicht, bei der der Kreuzkopf am unteren Ende der Kolbenstange nach der vorliegenden Erfindung gelenkig befestigt ist.In the drawing is a schematic in elevation and partially in vertical section Machine demonstrates where the cross head at the bottom of the piston rod is after of the present invention is hingedly attached.

Der senkrechte Zylinder 1 mit der Kolbenlaufbahn 2 wird von dem oberen Ende eines Rahmens 3 getragen, durch den er mit den die Kurbelwelle 6 aufnehmenden Lagern 4 und 5 verbunden ist. Am Rahmen 3 ist eine parallel iZur Achse des Zylinders 1 verlaufende Führungsbahn 7 befestigt, auf der ein Kreuzkopf 8 geführt ist. Die Kolbenstange 10 ist mit ihrem oberen Ende 11 starr an dem mit Gleitsitz in den Zylinder eingepaßten Kolben 9 befestigt, während das untere Ende der Kolbenstange durch den Kreuzkopf hindurchgeführt ist. Zu diesem Zweck wird dieses Ende beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel von einem Bolzen 12 gebildet, der in die eigentliche Kolbenstange bei 13 eingeschraubt ist und eine abwärts gerichtete Verlängerung der Kolbenstange bildet. Der Kreuzkopf 8 trägt Zapfen 14 und 15, die von den oberen Lageraugen 16 und 17 der Pleuelstange 18 umgeben sind. Mit ihrem unteren Ende 19 ist die Pleuelstange auf dem Kurbelzapfen 20 der Welle 6 gelagert. Der Kreuzkopf 8 weist in der Mitte eine Bohrung 21 auf, die einen etwas größeren lichten Durchmesser hat als die Verlängerung 12 und dieser daher einen kleinen seitlichen Spielraum gibt, so daß der Kreuzkopf kleine seitliche Schwingungen ausführen kann, ohne daß hierbei die Wandung der Bohrung an den Ansatz anstößt. Der Kreuzkopf 8 ist am unteren Ende der Kolbenstange durch eine Gelenkverbindung angebracht, und zwar wird diese von konzentrischen oberen und unteren Lagerschalen 22 und 23 gebildet, die gleichachsig zueinander angeordnet sind. Die Lagerschale 22 wird von einer konkaven Fläche am unteren Ende der eigentlichen Kolbenstange gebildet, während die Lagerschale 23 die obere Kugelfläche einer Mutter 24 darstellt, die unten auf die Verlängerung 12 aufgeschraubt ist. Weiter wird die Gelenkverbindung durch konzentrische obere und untere Kugellagerschalen 25 und 26 auf dem Kreuzkopf gebildet. Die Schale 25 ist oben am Kreuzkopf befestigt und derart zu der sie mit Spielraum durchdringenden Verlängerung 12 angeordnet, daß der Kugelmittelpunkt der Schale 25 auf der Achse der Verlängerung 12 liegt. Die den Spielraum bildende Bohrung liegt bündig mit der Bohrung 21 des Kreuzkopfes. Die Lagerschale 26 wird von einer kugelförmigen Aussparung im mittleren Teil der Unterfläche des Kreuzkopfes gebildet, wie die Zeichnung zeigt.The vertical cylinder 1 with the piston raceway 2 is from the upper end of a Frame 3 carried, through which he with the crankshaft 6 receiving bearings 4 and 5 connected is. On the frame 3 there is a guide track running parallel to the axis of the cylinder 1 7 attached, on which a cross head 8 is guided. The piston rod 10 is with her upper end 11 rigidly attached to the piston 9 fitted with a sliding fit in the cylinder, while the lower end of the piston rod is passed through the cross head. to for this purpose this end is used in the illustrated embodiment by a Bolt 12 is formed, which is in the actual piston rod is screwed in at 13 and a downward extension of the piston rod forms. The cross head 8 carries pins 14 and 15 which are supported by the upper bearing eyes 16 and 17 the connecting rod 18 are surrounded. With its lower end 19, the connecting rod is on the Crank pin 20 of the shaft 6 is supported. The cross head 8 has a bore 21 in the middle on, which has a slightly larger inside diameter than the extension 12 and this therefore there is a small lateral clearance, so that the crosshead small lateral oscillations can perform without the wall of the bore hitting the approach. The cross head 8 is attached to the lower end of the piston rod by an articulated connection, and this is done by concentric upper and lower bearing shells 22 and 23, which are arranged coaxially to one another. The bearing shell 22 is of a concave surface formed while at the lower end of the actual piston rod the bearing shell 23 represents the upper spherical surface of a nut 24, which is down on the extension 12 is screwed on. Next, the articulation is through concentric upper and lower ball bearing cups 25 and 26 are formed on the cross head. The shell 25 is attached to the top of the cross head and in such a way as to the extension that penetrates them with clearance 12 arranged so that the center of the sphere of the shell 25 is on the axis of the extension 12 lies. The hole forming the clearance is flush with the hole 21 of the cross head. The bearing shell 26 is formed by a spherical recess in the central part of the lower surface of the cross head, as shown in the drawing.

Die konzentrischen oberen und unteren Kugellagerschalen 25, 26 auf dem Kreuzkopf bilden die Gegenstücke der Kugellagerschalen 22 und 23 der Kolbenstange und sind auf diesen mit Gleitsitz aufgepaßt. Durch Aufschrauben der Mutter 24 werden die Kolbenstange 10 und die Teile 25, 8 und 23 zusammengedrückt, so daß praktisch kein Spielraum zwischen ihnen verbleibt. Zwischen die kugeligen Lagerflächen der Schalen 22 und 23 und der Schalen 25 und 26 wird ein Schmiermittel unter hohem Druck von einer beliebigen Quelle durch Rohrleitungen 27 und 28 geleitet.The concentric upper and lower ball bearing cups 25, 26 form on the cross head the counterparts of the ball bearing shells 22 and 23 of the piston rod and are on these with Attention sliding fit. By screwing on the nut 24, the piston rod 10 and the Parts 25, 8 and 23 pressed together so that there is practically no clearance between them. Between the spherical bearing surfaces of the shells 22 and 23 and the shells 25 and 26 a high pressure lubricant is supplied from any source through piping 27 and 28 headed.

Claims

^Claim : 1o °

Piston machine with crosshead and reciprocating along a guide a piston rod rigidly connected to the piston sliding in the cylinder, the free End of a channel of the cross head interspersed with play and attached to it by means of an articulated connection articulated from two pairs of concentric spherical bearing surfaces is, characterized in that two of these bearing surfaces (one convex and one concave) on opposite sides of the cross head are provided and the lower pair of bearing surfaces containing the concave surface has a smaller surface area than the upper pair of bearing surfaces.

1 sheet of drawings