DE69202605T2

DE69202605T2 - Hubkolbenmaschine.

Info

Publication number: DE69202605T2
Application number: DE69202605T
Authority: DE
Inventors: Robert A Bennitt
Original assignee: Dresser Rand Co
Current assignee: Dresser Rand Co
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2012-02-29
Also published as: CA2063698A1; US5062311A; DE69202605D1; CN1031594C; EP0506239A1; CN1065513A; EP0506239B1

Description

Diese Erfindung betrifft Hubkolbenmaschinen, wie z.B. Gasverdichter und dergleichen, und insbesondere eine Baugruppe aus Rahmen, Kurbelwelle und Kreuzkopf sowie einen Rahmen für Kurbelwelle und Kreuzkopf für derartige Maschinen.
Rahmen, Kurbelwellen und Kreuzkopfanordnungen für Hubkolbenmaschinen umfassen typischerweise teure Gußteile und eine Bearbeitung von Komponenten und Teilen unter Materialabtrag und ergeben massige Endprodukte.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, (a) eine Baugruppe aus Rahmen, Kurbelwelle und Kreuzkopf und (b) einen Rahmen für Kurbelwelle und Kreuzkopf für eine Hubkolbenmaschine bereitzustellen, die minimale Kosten und eine leichte Herstellung ermöglichen, eine vereinfachte Schmierung aufweisen und Endprodukte von geringem Gewicht bilden, obgleich sie von einer robusten und zuverlässigen Bauweise sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kurbelwellen- und Kreuzkopf-Rahmen für eine Hubkolbenmaschine mit einem rohrförmigen Gehäuse bereitgestellt, welches Öffnungen aufweist, die dazu dienen, hierin eine Kurbelwelle zu lagern, und die zwischen Fenstern liegen, die auf entgegengesetzten Seiten einer Längsachse des Gehäuses ausgebildet sind und in denen Kästen befestigt sind, welche Stege aufweisen, und dazu dienen, verschiebbar Kreuzköpfe zu lagern, wobei die Kästen im wesentlichen rechteckige Fachwerke aufweisen, die unter Abstand und parallel zueinander ausgerichtet durch die Stege verbunden sind.
Auch bereitgestellt wird eine Baugruppe aus Rahmen, Kurbelwelle und Kreuzkopf für eine Hubkolbenmaschine, die einen erfindungsgemäßen Kurbelwellen- und Kreuzkopf-Rahmen umfaßt, bei dem eine Kurbelwelle in den Öffnungen in dem rohrförmigen gehäuse gelagert ist und eine Kreuzkopf-Untergruppe an die Kurbelwelle gekoppelt ist und verschiebbar auf den Stegen der Kästen getragen wird.
In den Stegen können bogenförmige Bahnen vorgesehen sein, auf welchen die Kreuzköpfe verschiebbar abgestützt sind.
Es folgt nun eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gelesen werden soll. Die Beschreibung wird als Beispiel für die Erfindung gegeben und soll nicht einschränkend verstanden werden.
FIG. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels des neuartigen Rahmens;
FIG. 2 ist eine perspektivische Darstellung des zusammengebauten Rahmens von FIG. 1;
FIG. 3 ist eine Querschnittsansicht des Rahmens von FIG. 2 längs der horizontalen Ebene seiner Längsachse;
FIG. 4 ist eine vergrößerte Ansicht des Querschnitts des erfindungsgemäßen Rahmens von FIG. 3, die zusätzlich die eingebaute Baugruppe aus Kurbelwelle und Kreuzkopf zeigt; und
FIG. 5 ist eine Darstellung im gleichen Maßstab wie FIG. 4, die die Baugruppe aus Kurbelwelle und Kreuzkopf auch geschnitten zeigt, um die Schmiereinrichtung zu zeigen, in der eine Schmierpumpe und eine Antriebseinrichtung dargestellt und von der Antriebsverbindung für die Schmierpumpe in der Kurbelwelle weggezogen wiedergegeben sind.
Wie in FIG. 1 gezeigt, umfaßt der neue Rahmen 10 ein rohrförmiges Gehäuse 12 von im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, das eine Längsachse 14 und Fenster 16 aufweist, die darin auf entgegengesetzten Seiten der Achse 14 ausgebildet sind, sowie Öffnungen 18 auf entgegengesetzten Seiten der Achse 14 und zwischen den Fenstern 16. Die Öffnungen 18 nehmen in sich Ringe 20 auf, die ringförmige Lippen 22 und kreisförmige Schultern 24 aufweisen. Die Lippen 22 werden in die Öffnungen eingepaßt, und die Schultern 24 werden gegen die äußeren Umfänge der Öffnungen 18 gesetzt.
Kästen 26, die auch im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, werden in den Fenstern 16 aufgenommen. Die Kästen 26 umfassen im wesentlichen rechteckige Fachwerke 28, die parallel zueinander und beabstandet durch angeformte Stege 30 verbunden sind. Die Kästen 26 werden in die Fenster 16 eingesetzt, wobei die innersten Kanten, d.h. die einander gegenüberliegenden Kanten, der Fachwerke 28 in den Fenstern 16 ruhen und sich der Rest der Fachwerke 28 von den Fenstern 16 nach außen erstreckt. Folglich überbrücken die Stege 30 das Innere des Gehäuses 12 (FIG. 2).
Das Gehäuse 12 und die Kästen 26 sind kostengünstig aus gewöhnlichen, rohrförmigem Standardmaterial mit gleichförmiger Wandstärke hergestellt. Nachdem die Kästen 26 in die Fenster 16 eingesetzt sind, werden sie an ihrem Platz verschweißt.
Um das Gehäuse 12 auf der Achse 14 zu lagern, ist ein Paar Füße 32 vorgesehen. Die letzteren weisen flache Basisabschnitte 34 und rechteckig sich erstreckende Leisten 36 mit darin ausgebildeten Ausnehmungen 38 auf, in welchen die Gehäuse 12 Aufnahme finden. Die Füße 32 werden ebenfalls an ihrem Platz verschweißt. Wie aus FIG. 1 ersichtlich, sind die Füße 32 ebenfalls aus einem solchen handelsüblichen, rohrförmigen Standardmaterial mit gleichförmiger Wandstärke herstellbar.
Wie gerade beschrieben, wird der Rahmen 10 zusammengebaut, wobei die Ringe 20 an ihrem Platz in den Öffnungen 18 verschweißt werden. Danach werden die Ringe 20 gebohrt und auf ihrer am weitesten außen liegenden Oberfläche mit Gewinde versehen. Aufletzterem werden Befestigungsmittel angebracht, mit denen Lagergehäuse an denselben befestigt werden. Die äußersten Kanten der Fachwerke 28 sind ebenfalls durchbohrt und mit Gewinde versehen, um dort Deckel (in FIG. 1 nicht gezeigt) an denselben anzubringen. Ferner sind die Basisabschnitte 34 der Füße 32 mit Bolzenlöchern versehen, um Befestigungsbolzen aufzunehmen. Ferner weist jeder Steg 30 eine darin ausgebildete bogenförmige Bahn 40 auf, die in Längsrichtung parallel zu der Achse 14 verläuft.
Der zusammengebaute Rahmen 10 ist in FIG. 2 gezeigt; FIG. 3 zeigt den zusammengebauten Rahmen 10 längs der horizontalen Ebene der Achse 14 geschnitten.
FIG. 4 zeigt den in FIG. 3 dargestellten Rahmen 10 in größeren Maßstab und mit der eingebauten Baugruppe aus Kurbelwelle und Kreuzkopf. Die Kurbelwelle 42 weist angeformt mit derselben Gegengewichte 44 auf, und die Gegengewichte 44 sind in den Ringen 20 gelagert, was deshalb möglich ist, weil jedes Gegengewicht einen gegebenen, größten Durchmesser "D" aufweist, der durch einen gemeinsamen Radius "r" festgelegt ist. Jedes Gegengewicht 44 weist einen Wuchtflügel 44a auf, der sich innerhalb des Durchmessers "D" befindet. In Lagergehäusen 48 befestigte Lager 46 lagern die Kurbelwelle 42 ebenfalls, wobei die Gehäuse 48 an den Ringen 20 befestigt sind.
Kreuzkopf/Pleuel-Untergruppen 50 sind an Kurbelzapfen 52 (FIG. 5) gekoppelt und umfassen obere und untere Schuhe 54 mit bogenförmigen Lagerflächen 56. Die letzteren, die Lagerflächen 56, sitzen verschiebbar in den Bahnen 40. Eine Schmierung für den Rahmen, die Kurbelwelle und die Untergruppen 50 ist in FIG. 5 dargestellt. In einem Ende der Kurbelwelle 42 ist eine prismatische Ausnehmung 58 ausgebildet, die das prismatische Ende einer Ölpumpenwelle 60 aufnimmt. Das Ende der Welle 60 wird in die Ausnehmung 58 eingesetzt, und die Ölpumpe 62 und ein Deckel 64 werden jeweils in das Lagergehäuse 48 eingepaßt und dort festgemacht. Die Kurbelwelle 42 weist innerhalb derselben ausgebildete Schmiermittelkanäle 66, die zur Herstellung einer Verbindung mit der Pumpe 62 und zum Zuführen von Schmiermittel zu den Lagern 46 und den Untergruppen 50 dienen. In den letztgenannten Untergruppen sind ähnliche Kanäle 68 vorgesehen, und auch in den Schuhen 54 sind Kanäle 70 ausgebildet, die zum Zuführen von Schmiermittel zu den Lagerflächen 56 dienen. Wie gezeigt (FIG. 5) sind Deckel 72 an den Fachwerken 28 befestigt.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung verkörpert eine kostengünstige Konstruktion, insbesondere wegen der Verwendung von gewöhnlichen, leicht erhältlichem, rohrförmigem Standardmaterial von gleichförniger Wandstärke. Es ist vereinfacht in Hinblick auf Konstruktion und Wartung und weist geringes Gewicht auf. Wie aus dem vorhergehenden ersichtlich, ist bei der Erfindung nur minimale spanende Bearbeitung notwendig.

Claims

1. Kurbelwellen- und Kreuzkopf-Rahmen (10) für eine Hubkolbenmaschine, mit einem rahrförmigen Gehäuse (12), welches Öffnungen (18) aufweist, die dazu dienen, hierin eine Kurbelwelle (42) zu lagern, und die zwischen Fenstern (16) liegen, die auf entgegengesetzten Seiten einer Längsachse des Gehäuses (12) ausgebildet sind und in denen Kästen (26) befestigt sind, welche Stege (30) aufweisen, und dazu dienen, verschiebbar Kreuzköpfe (50) zu lagern, wobei die Kästen (26) im wesentlichen rechteckige Fachwerke (28) aufweisen, die unter Abstand und parallel zueinander ausgerichtet durch die Stege (30) verbunden sind.

2. Rahmen (10) nach Anspruch 1, bei dem die in den Kästen (26) vorgesehenen Stege (30) mit bogenförmigen Bahnen (40) ausgebildet sind, in denen die Kreuzköpfe verschiebbar gelagert sind.

3. Rahmen (10) nach Anspruch 2, bei dem sich die Bahnen (40) auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse (14) und parallel zu dieser in longitudinaler Richtung erstrecken.

4. Rahmen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kästen (26) und das Gehäuse (12) alle aus normalem rohrförmigem Material mit gleichförmiger Dicke hergestellt sind, wobei der Rahmen (10) z. B. ferner am Gehäuse (12) befestigte Mittel (32) aufweist, durch welche das Gehäuse (12) längs der Längsachse (14) abgestützt wird.

5. Rahmen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in den Öffnungen (18) Ringe (20) befestigt sind.

6. Rahmen (10)-, Kurbelwellen (42)- und Kreuzkopf-Einheit (50) für eine Hubkolbenmaschine mit einem Kurbelwellen (42)- und Kreuzkopf-Rahmen (10) gemäß Anspruch 5, bei der eine Kurbelwelle (42) in den in dem rohrförmigen Gehäuse (12) vorgesehenen Öffnungen (18) gelagert ist und mit der Kurbelwelle (42) eine Kreuzkopf-Untereinheit (50) gekoppelt ist, die verschiebbar auf den Stegen (30) der Kästen (26) abgestützt ist, wobei die Untereinheit z. B. Kreuzköpfe mit bogenförmigen Schuhen (54) aufweist, welche in die bogenförmigen Bahnen (40) eingreifen, die in den Stegen (30) ausgebildet sind.

7. Einheit nach Anspruch 6, bei der die Kurbelwelle (42) angeformte Gegengewichte (44) aufweist, von denen jedes einen vorgegebenen größten Durchmesser (D) hat, der durch einen gemeinsamen Radius (r) vorgegeben ist, wobei die Gegengewichte (44) z. B. in den Ringen (20) gelagert sein können, die in den Öffnungen (18) vorgesehen sind.

8. Einheit nach Anspruch 7, die ferner Lager (46) aufweist, die in Lagergehäusen (48) angeordnet sind, welche mit den Ringen (20) fest verbunden sind, und bei der die gegenüberliegenden Enden der Kurbelwelle (42) in diesen Lagern (46) angeordnet sind.

9. Einheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der die Kurbelwelle (42) eine Mehrzahl von Kurbelzapfen (52) und die Untereinheit eine Mehrzahl von Pleueln aufweist, wobei jedes Pleuel mit einem der Kurbelzapfen (52) verbunden ist.

10. Einheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der in der Untereinheit Schmiermittelkanäle (68) ausgebildet sind, die vollständig in der Untereinheit verlaufen, und bei der z. B. ein Ende der Kurbelwelle (42) mit einer Ausnehmung (58) versehen ist, in welcher eine Welle (60) einer Ölpumpe (62) antriebsschlüssig Aufnahme findet, und die Kurbelwelle (42) vollständig in ihrem Inneren ausbildete Schmiermittelkanäle (66) aufweist, die dazu dienen, eine Strömungsmittelverbindung mit der Ölpumpe (62) herzustellen, deren Welle durch die in der Kurbelwelle (42) vorgesehene Ausnehmung angetrieben wird, und ferner dazu dienen, die Strömungsmittelverbindung mit den in der Unterheit vorgesehenen Schmiermittelkanälen (68) herzustellen.