DE7909885U1

DE7909885U1 - CENTER GUIDE FOR THE PISTON ROD OF A LIFTING PISTON MACHINE

Info

Publication number: DE7909885U1
Application number: DE19797909885
Authority: DE
Original assignee: Bauer Kompressoren Heinz Bauer
Current assignee: Bauer Kompressoren Heinz Bauer
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1982-01-14

Description

Mittenführung für die Kolbenstange einer HubkolbenmaschineCenter guide for the piston rod of a reciprocating piston machine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mittenführung für die Kolbenstange einer Hubkolbenmaschine.The invention relates to a central guide for the piston rod of a reciprocating piston machine.

Es ist bekannt, Kolbenstangen von Hubkolbenmaschinen in der Weise mit einer Mittenführung zu versehen, daß die Kolbenstangen starr mit einem Führungskolben verbunden sind, an den dann das Hauptpleuel des Kurbeltriebs angelenkt wird. Durch die vom Hauptpleuel auf den Führungsj kolben ausgeübten Kurbelkräfte läßt sich eine, wenn auchIt is known to provide piston rods of reciprocating engines in such a way with a central guide that the Piston rods are rigidly connected to a guide piston to which the main connecting rod of the crank drive is then hinged will. The crank forces exerted on the guide piston by the main connecting rod can, albeit

\ minimale Kippbewegung des Führungskolbens als auch ein \ minimal tilting movement of the guide piston as well as a

Herausdrücken des Führungskolbens aus der Mittelachse des Zylinders nicht vermeiden. Durch die starre VerbindungDo not avoid pushing the guide piston out of the central axis of the cylinder. Because of the rigid connection

\ des Führungskolbens mit der Kolbenstange werden diese Aus- \ of the guide piston with the piston rod, these

weichbev.-egungen in unerwünschter Weise auf den Hauptkolbensoft movements in an undesirable manner on the main piston

j übertragen, v/as zu entsprechend hohem Verschleiß führt.j transferred, v / as leads to correspondingly high wear.

j Die Kipp- und Querbewegungen des Führungskolbens wirkenj The tilting and lateral movements of the guide piston are effective

sich auch auf die Abdichtung nachteilig aus, indem die Dichtringe diesen Bewegungen folgen müssen. Eine vollständige Ölabstreifung ist dadurch nur mit aufwendigenalso have a detrimental effect on the seal in that the sealing rings have to follow these movements. A complete As a result, oil scraping is only laborious

doppelten Dichtungen und bei beträchtlichem Abstand
zwischen Führungskolben und Hauptkolben möglich. Bei nach
unten geschlossenem Zylinder und Durchführung der Kolbenstange durch eine Stopfbuchse im unteren Zylinderdeckel ergeben sich Deformationen in der Stopfbuchse, die zu Undichtigkeit und damit möglicherweise zu höchst unerwünschter Leckage von Prozeßgas führen kann.double seals and at a considerable distance
possible between guide piston and main piston. At after
When the cylinder is closed at the bottom and the piston rod is passed through a stuffing box in the lower cylinder cover, deformations in the stuffing box result, which can lead to leaks and thus possibly to the most undesirable leakage of process gas.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben aufgezeigten Nachteile zu vermeiden v.nd eine Mittenführung für
Kolbenstangen zu schaffen, die eine exakte Führung der
Kolbenstange ohne Ausweichbewegungen ermöglicht und die [ insbesondere in Achsenrichtung des Zylinders nur geringen | Bauraum*benötigt. ' [The object of the present invention is to avoid the disadvantages indicated above and a center guide for
To create piston rods that guide the
Piston rod made possible without evasive movements and the [ especially only slight | Installation space * required. '[

Zur Lösung dieser Aufgabe soll eine Mittenführung für die \ Kolbenstange einer Hubkolbenmaschine die Merkmale des Kenn- jj Zeichnungsteils des Patentanspruchs 1 aufweisen. jjTo solve this problem, a center guide is to have the characteristics of the ISIN jj drawing part of claim 1 for the \ piston rod of a reciprocating engine. yy

Bei der erfindungsgemäßen Mittenführung beschreibt der |'In the case of the central guide according to the invention, the | '

Mittelpunkt des Führungshebels zwischen den Anlenkpunkten j:Center of the guide lever between the pivot points j:

eine Bewegungsbahn, die exakt der Mittelachse des Zylinders { a trajectory that exactly corresponds to the central axis of the cylinder {

folgt. Hierdurch werden weder Kipp- noch Querbewegungen auf ■follows. As a result, neither tilting nor lateral movements on ■

die Kolbenstange übertragen. Außerdem benötigt die er- Ftransfer the piston rod. In addition, the F

findungsgemäße Mittenführung wenig Platz in Längsrichtung ;.central guide according to the invention little space in the longitudinal direction;.

des Zylinders, da der Abstand der beiden Anlenkpunkte des *of the cylinder, as the distance between the two articulation points of the *

Führungshebels relativ gering sein kann. Bei dieser grund- ,Guide lever can be relatively low. With this basic,

legenden Ausführungsform der Erfindung sind geeignete \ Führungselemente am Arbeitskolben erforderlich, um den Kolben im Zylinder selbst zu führen.laying embodiment of the invention, suitable \ guide elements on the working piston are required to guide the piston in the cylinder itself.

Bei der Weiterbildung der Erfindung entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 2 wird die Kolbenstange an zweiIn the development of the invention according to the features of claim 2, the piston rod is at two

Punkten exakt auf der Mittelachse des Zylinders geführt, so daß der Arbeitskolben selbst keinerlei Führungsfunktion mehr übernehmen muß. Damit ist eine entscheidende Reibungsstelle als Störfaktor ausgeschaltet. Ein Anlaufen des Kolbenhemdes an der Zylinderwand infolge Abnutzung der Führungsringe ist nicht mehr zu befürchten. Wird eine Hubkolbenmaschine mit einer solchen doppelter: Geradführung versehen, so kann ein scheibenförmiger Kolben zur Anwendung kommen. Ein weiterer Vorteil einer solchen doppelten Geradführung besteht darin, daß bei Anwendung abgedichteter Lager eine damit■ausgerüstete Hubkolbenmaschine ohne jegliche Gehäuseölschmierung auskommt, was eine erhebliche Vereinfachung darstellt.Points guided exactly on the central axis of the cylinder, so that the working piston itself does not have any guiding function must take on more. This eliminates a crucial point of friction as a disruptive factor. A tarnishing of the piston skirt on the cylinder wall as a result of wear on the guide rings is no longer to be feared. Becomes a reciprocating engine Provided with such a double straight guide, a disk-shaped piston can be used come. Another advantage of such a double straight line is that sealed when using Storage of a reciprocating piston engine equipped with it does without any housing oil lubrication, which is a considerable simplification.

Weiterhin bietet diese Ausführung den Vorteil besonders guten Massenausgleichs. Auch die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Mittenführung entsprechend den Patentansprüchen 3 und 4 dient dem Ausgleich von Massenkräften.This design also offers the advantage of particularly good mass balancing. Also the formation of an inventive Central guide according to claims 3 and 4 is used to compensate for inertial forces.

Aufgrund des guten Massenausgleichs, der mit der erfindungsgemäßen xlittenführung erzielbar ist, eignet sie sich zur Verwendung in sogenannten Doppelkolbenmaschinen, bei denen jeweils zwei Kolben auf ein und derselben Kolbenstange befestigt sind, in besonderer Weise. Bei diesen Maschinen war bisher das Problem des Massenausgleichs wegen der immer gleich gerichteten Massenkräfte der beiden Kolben besonders schwierig zu lösen, weshalb sich solche Maschinen nicht in dem Maße durchsetzen konnten, wie es aufgrund ihrer raumsparenden Bauweise zu erwarten gewesen wäre. Durch die erfindungsgemäße Mittenführung läßt sich das Problem des Massenausgleichs bei diesen Maschinen in einfachster Weise lösen.Due to the good balance of masses achieved with the inventive xlittenführung is achievable, it is suitable for use in so-called double piston machines, in which two pistons are attached to one and the same piston rod, in a special way. With these Machines has been the problem of balancing masses because of the mass forces of the two, which are always directed in the same direction Pistons are particularly difficult to loosen, which is why such machines could not prevail to the extent that as would have been expected due to its space-saving design. Through the central guide according to the invention the problem of balancing the masses in these machines can be solved in the simplest way.

... - &■-... - & ■ -

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. In den Zeichnungen zeigtExemplary embodiments of the invention are explained with reference to the accompanying drawings. In the drawings shows

Fig. 1 eine einfache Mittenführung für die Kolbenstange einer Hubkolbenmaschine in Seitenansicht schematisch, Fig. 1 shows a simple central guide for the piston rod a reciprocating piston machine in side view schematically,

Fig- 2 dici Anordnung aus Fig, 1 im Schnitt durch die Längsmittelebene 5,Fig. 2 shows the arrangement from Fig. 1 in section through the longitudinal center plane 5,

Fig. 3 eine sogenannte doppelte Geradführung für die Kolbenstange einer Hubkolbenmaschine in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellxmg.3 shows a so-called double straight guide for the piston rod of a reciprocating piston machine in one the Fig. 1 corresponding representation.

Fig. 4 die Anordnung aus Fig. 3 im Längsschnitt.4 shows the arrangement from FIG. 3 in longitudinal section.

In Fig. 1 sind schematisch die wesentlichen Elemente einer Hubkolbenmaschine in Seitenansicht dargestellt. Dabei ist der Zylinder mit 1, der Kolben mit 2, eine an diesem starr befestigte Kolbenstange mit 3, ein Hauptpleuel mit 13 und der Kurbelkreis für das Hauptpleuel 13 mit 14 bezeichnet. Die zur Zeichenebene senkrecht stehende Längsmittelebene durch den Zylinder 1 ist mit 5 bezeichnet. Die Kolbenstange 3 weist im Bereich ihres freien Endes einen Lagerpunkt 4 auf, mit dem sie im Mittelpunkt eines in Achsenrichtung liegenden Führungshebels 6 gelagert ist. Der Führungshebel 6 soll dabei vorzugsweise zwei Laschen 6a, 6b zu beiden Seiten der Kolbenstange 3 umfassen (vergleiche Fig. 2). Der Mittelpunkt bildet dabei genau die Mitte zwischen einem oberen Ar.lenkpunkt 8 und einem unteren Anlenkpunkt 7 des Führungshebels 6, in denen dieser Führungshebel 6 an gleich langen Pleueln 10 und 11 angelenkt ist. Auch die Pleuel 10 und 11 sollen vorzugsweise je ein Paar von Laschen 10a, 10bIn Fig. 1, the essential elements of a reciprocating engine are shown schematically in side view. The cylinder is denoted by 1, the piston by 2 , a rigidly attached piston rod by 3, a main connecting rod by 13 and the crank circuit for the main connecting rod 13 by 14. The longitudinal center plane through the cylinder 1, which is perpendicular to the plane of the drawing, is denoted by 5. In the area of its free end, the piston rod 3 has a bearing point 4 with which it is mounted in the center of a guide lever 6 lying in the axial direction. The guide lever 6 should preferably include two tabs 6a, 6b on both sides of the piston rod 3 (see FIG. 2). The center point forms exactly the middle between an upper articulation point 8 and a lower articulation point 7 of the guide lever 6, in which this guide lever 6 is articulated on connecting rods 10 and 11 of the same length. The connecting rods 10 and 11 should preferably each have a pair of tabs 10a, 10b

• 4 · a · » ■ '• 4 · a · »■ '

und 11a, 11b un.fassen (vergleiche Fig. 2). Das obere Pleuel 10 ist schwenkbar um eine ortsfe..^c Schwenkachse 22 gelagert, das untere Pleuel 11 ist auf einer ortsfesten Schwenkachse 21 gelagert. Der vertikale Abstand a der Schwenkachsen 21 und 22 voneinander ist genauso groß wie der Abstand der Anlenkpunkte 6, 7 voneinander. Außerdem haben die Schwi;,kachson 21, 22 den Kolben Abstand von derand 11a, 11b un. (see Fig. 2). The upper connecting rod 10 is pivotable about a stationary .. ^ c pivot axis 22, the lower connecting rod 11 is mounted on a stationary pivot axis 21. The vertical distance a the Pivot axes 21 and 22 from one another is just as large as the distance between the articulation points 6, 7 from one another. aside from that have the Schwi;, kachson 21, 22 the piston distance from the

dieser Längsmittelebene 5. Durch diese geometrische Zuordnung der Lager- und Schwenkpunkte zueinander wird erreicht, daß der Mittelpunkt 9 des Führungshebels 6 eine Bahnkurve beschreibt, die genau die Mittelachse des Zylinders 1 ist. Im Bereich der ortsfesten Schwenkachse 22 ist am Pleuel 10 ein Ausgleichsgewicht 101 angebracht, im Bereich der Schwenkachse 21 am Pleuel 11 ein entsprechendes Ausgleichsgewicht 110. Die Ausgleichsgewichte sitzen so auf den Pleueln, daß sie im wesentlichen eine Aufwärtsbewegung ausführen, wenn die Pleuel eine Abwärtsbewegung ausführen und umgekehrt, so daß ein erschütterungsfreier Lauf der Maschine erreicht wird.this longitudinal center plane 5. This geometric assignment of the bearing and pivot points to one another achieved that the center 9 of the guide lever 6 describes a trajectory that exactly the central axis of the Cylinder 1 is. In the area of the stationary pivot axis 22, a balance weight 101 is attached to the connecting rod 10, in FIG In the area of the pivot axis 21 on the connecting rod 11, a corresponding counterweight 110. The counterweights are seated in this way the connecting rods that they move substantially upwards when the connecting rods move downwards and vice versa, so that a vibration-free running of the machine is achieved.

Bei der sogenannten doppelten Geradführung gemäß Fig. 3 und 4 sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 versehen. Oberhalb des Führungshebels ist ein zweites Hebelsystem angeordnet, das aus einem zweiten Führungshebel 60 und zugehörigen Pleueln 30, 31 gebildet wird. Der zweite Führungshebel 60 ist baugleich mit dem Führungshebel 6. Die Kolbenstange 3 ist mit einem zweiten Lagerpunkt 40 im Mittelpunkt des zweiten Führungshebels 60 gelagert. Die ortsfesten Lagerpunkte für die Pleuel 30, 31 sowie deren Länge sind derart, daß der zweite Führungshebel 60 eine parallele bzw. koaxiale Lage zum ersten Führungshebel 6 einnimmt. Die Pleuel 30, 31In the so-called double straight guide according to FIGS. 3 and 4, the same components have the same reference numerals as provided in Figs. Above the guide lever, a second lever system is arranged, which consists of a second guide lever 60 and associated connecting rods 30, 31 is formed. The second guide lever 60 is structurally identical with the guide lever 6. The piston rod 3 is supported by a second bearing point 40 in the center of the second guide lever 60. The fixed storage points for the Connecting rods 30, 31 and their length are such that the second guide lever 60 has a parallel or coaxial position to the first guide lever 6 assumes. The connecting rods 30, 31

I· t · t k · tI t t k t

• «If·• «If ·

• ■ ■ I I I I I I /• ■ ■ I I I I I I /

• It iii ■ ι < ■ ι• It iii ■ ι <■ ι

• · lira·· ι• · lira ·· ι

• I · t • I · t

weisen, wie die Pleuel 10, 11/ Ausgleichsgewichte 130, 131 auf. Durch die doppelte Anlenkung der Kolbenstange 3 wird diese ohne jegliche Unterstützung durch den Kolben 2 auf einer Bahnkurve geführt, die die Mittelachse des Zylinders 1 ist, ohne daß hierzu eine Führungsfunktion des Kolbens 2 notwendig wäre.show how the connecting rods 10, 11 / counterweights 130, 131 on. Due to the double articulation of the piston rod 3, it is opened without any support from the piston 2 guided on a trajectory which is the central axis of the cylinder 1, without a guide function of the piston 2 would be necessary.

Claims

■ « »ttft «t t■ «» ttft «t t

Applicant: '! ί *! * *; ·

• · · « · ro t• · · " · Red

DURATION COMPRESSORS
HEINZ BAUER
Wolfratshauser Str. 34

Munich 70

-fe — e — R — t claims

Central guide for the piston rod of a reciprocating piston machine, characterized in that the piston rod (3) one essentially in the area of its free end centrally between two articulation points (7, 8) is mounted in the axial direction of the cylinder (1) aligned guide lever (5), the guide lever (6) is articulated in the two articulation points (7, 8) on connecting rods (10, 11) of the same length, their fixed pivot axes (22, 21) parallel to one another on different sides of a longitudinal center plane (5) through the cylinder (1) and at the same distance lie to this longitudinal center plane and offset in the axial direction of the cylinder (1) by a distance (a) which is equal to the distance between the articulation points (7, 8) of the guide lever (6).

Central guide according to claim 1, characterized in that the piston rod (3) in addition to being mounted in the Area of its free end with a second bearing point (40) on one with the first guide lever (6) the same guide lever (60) is articulated, this second guide lever (60) being mounted in the same way is like the first guide lever (6).

_ 2 -

3. center guide according to claim 1 or claim 2, characterized in that the connecting rods (10, 11, 30, 31) are provided with counterweights (101, 110, 13O, 131) to compensate for inertial forces.

4. center guide according to claim 3, characterized in that that the counterweights (1O1, 110, 130, 131) are in extension of the connecting rods (1O, 11, 30, 31) are arranged to the rear beyond their fixed pivot axis (22, 21).