DK154524B - Af periodiske tryktoppe belastet leje - Google Patents

Description

Opfindelsen angår et af periodiske tryktoppe belastetleje af den i krav l's indledning angivne art. Der ernavnlig tale om et krydshovedleje til totakt-diesel-motorer.

I fig. 3 og 4 i schweizisk patentskrift nr. 390 618er der vist et sådant krydshovedleje til en totakt-dieselmotor, ved hvilket udførelsen af lejet afvigernoget fra den ovenfor angivne byggemåde, idetstempelstangen er tilsluttet direkte til lejetappen,og plejIstangen omgriber lejetappen på begge sider afstempelstangstilslutningen. Ved dette kendte lejefindes der udover kontraventilen en tætningsindret¬ning, der består af to bueformede tætningslister, somstrækker sig i omkredsretningen for tappen, og toretlinede, aksiale tætningslister. Disse tætningslis¬ter er anbragt i passende udformede noter i plejl-stangsboringen og bliver ved hjælp af fjedre trykketmod lejetappen. På denne måde bliver smøremiddelpudenbegrænset til alle sider på den omkredshalvdel aflejetappen, der vender bort fra stemplet, og dermedbliver en bortstrømning af smøremiddel langs lejetap¬pen vanskeliggjort. Der opretholdes således tilstadighed en smøremiddelpude mellem lejefladerne. Dethar dog vist sig, at tætningslisterne er udsat forstærkt slid, så at dels tætningsvirkningen bliverforringet efter en vis tid, dels at vedligeholdel¬sesarbejder må udføres allerede efter en forholdsviskort tids drift.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angiveet leje af den omhandlede art med en tætning forlejet, hvilken tætning under bibeholdelse af en til stadighed forhåndenværende smøremiddelpude er udsatfor et væsentligt mindre slid end tætningen i dekendte lejer.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at lejet er ud¬formet som angivet i krav 1's kendetegnende del.

Ved denne udformning opnår man en tætning, i hvilkende på de ringskiveformede tætningselementer virkendekræfter i det væsentlige er hydrostatisk udlignet, såat der på tætningsfladerne ikke kan optræde nogetnævneværdigt slid. Dermed bliver funktionssikksrhedenaf lejet forøget, så at også vedligeholdelsesarbejdetbliver mindre. Lejet ifølge opfindelsen kræver des¬uden ingen tætningselementer, der svarer til de ret¬linede, aksialt anbragte tætningslister i de kendtelejer, da det har vist sig, at smøremiddelbortstrøm-ningen i omkredsretningen for lejetappen er langtmindre end i aksialretning. Idet sådanne aksiale tæt¬ningslister kan udelades, bliver samtidig sliddet be¬tydeligt nedsat, hvorved lejets driftssikkerhedbliver forøget.

En yderligere understøtning af denne forbedring aflejet kan opnås ved udformning af lejet som angivet iunderkravene.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning tiltegningen, på hvilken fig. 1 viser en udførelsesform for krydshovedlejetdelvist i snit og delvist set forfra, fig. 2 viser et udsnit af fig. 1 i større målestok,og fig. 3 viser et ringskive formet tætningselement set forfra.

Ifølge fig. 1 har krydshovedlejet i en totaktdiesel-motor en lejetap 1, der over en gaffelformet forbin¬delsesdel 2 er omdrejningsfast forbundet med en op¬og nedadbevægelig stempelstang 3. Ved hver af de toender på tappen 1 findes der en glidesko 4, der underop- og nedadbevægelsen af stempelstangen 3 bevægersig på glidebaner 5 i motorhuset. Den gaffelformedeforbindelsesdel 2 har to lejedæksler 6, der griber omlejetappen 1 på den halvdel af omkredsen, der venderbort fra stempelstangen 3. Lejedækslerne 6 er vedhjælp af stiftskruer 7, der er indsat i forbindelses¬delen 2 og møtrikker 8 fastgjort til forbindelsesde¬len. I det midterste område af lejetappen 1 findes enplejIstang 9, der er svingelig om tappens akse, ogsom med en boring 10 omgiver lejetappen og med ennederste, ikke vist ende er forbundet med en krum¬tapaksel. I plejIstangen 9 findes der en smøremiddel¬tilførselsboring 11, der ved sin øverste ende er for¬synet med en kontraventil 12. Efter kontraventilen 12i strømningsretningen findes der i plej Istangen 9 tosmøremiddelkanaler 13, der fører flydende smøremiddeli en lejespalte 14 mellem lejetappen 1 og plejl-stangsboringen 10 på den omkredsside, der vender bortfra det ikke viste, til den øverste ende af stempel¬stangen 3 fastgjorte stempel, i tidsrum med lavlejebelastning. Mellem plej Istangen 9 og den gaffel¬formede forbindelsesdel 2 findes der to identisk op¬byggede tætninger 15 og 15 , der vanskeliggør en und-vigen af smøremiddel fra lejespalten i de tidsrum,hvor lejebelastningen er højere. Tætningen 15 er visttydeligere i fig. 2 og 3 med hensyn til sin opbyg¬ning.

Tætningen 15 har et ringskiveformet tætningselement16, der strækker sig vinkelret på aksen i lejetappen 1 og omgiver denne, og som er anbragt i en uddrejning17 i endefladen af plej Istangen 9. Over en stift 18,der er fastgjort til plej Istangen 9 og med sin i fig.

2 venstre ende indgriber i en tilsvarende radialslids 19 i tætningselementet 16, er dette tætnings¬element 16 forbundet drejningsfast, men aksial be¬vægeligt med plej Istangen 9. På den side, der vendermod lejedækslet 6, har tætningselementet 16 flere iomkredsretning fordelte trykkamre 20, der er åbne modlejedækslet 6, og som kun er anbragt i den nederstehalvdel af tætningselementet, d.v.s. så vidt densmøremiddelpude, der udformer sig i lejespal een 14,når. I den radiale retning af tætningse lemen hi- 16findes der på begge sider af trykkamrene 20 smalletætningsflader 21. Med disse tætningsflader 21 liggertætningselementet 16 an mod en modflade 22 på en pålejedækslet 6 omdrejningsfast holdt ring 23, såledesat der ikke forbliver nogen definerbar spalte mellemfladerne 21 og 22, hvilket sker under påvirkning afen kraft, der dannes som nedenfor beskrevet. Til tæt¬ningsfladerne 21 slutter sig i radial retning ind¬efter og udefter en omkredsnot henholdsvis 24 og 25.Til disse noter slutter der sig forholdsvis bredelejeflader 26 og 27, der strækker sig radialt hen¬holdsvis indefter og udefter. Disse lejeflader 26 og27 ligger i samme plan som tætningsfladerne 21 og be¬rører ligeledes mod fladen 22 på ringen 23. Hverttrykkammer 20 er over en boring 28 forbundet med denside af tætningselementet 16, der vender mod plejl-stangen 9. I tætningsfladerne 21 er der ligesom ilejefladerne 26 og 27 udført smalle, radiale gen¬nemstrømnings- eller smøre- og afvaskningsnoter hen-holdvis 50 og 51.

Mellem tætningselementet 16 og plej Istangen 9 findesen flangeagtig del 30, der strækker sig i radial ret¬ning omtrent indtil halvdelen af bredden af tætnings¬ elementet 16, og til hvilken der i plej Istangen 9findes en yderligere uddrejning 29. Den flangeagtigedel 30 er over en stift 31, fig. 1 og 3, forbundetomdrejningsfast med ringen 23 og over denne med dengaffelformede forbindelsesdel 2. Mellem uddrejningen29 og den op til den liggende flade på delen 30 erder ladt en spalte 32 fri, over hvilken smøremiddelkan nå fra den i lejespalten 14 dannede pude vedtætningselementet 16. Den flangeagtige del 30 overgårved sin nær tappen 1 liggende ende i et hylsteragtigtafsnit 34. Den ydre omkredsflade på det hylsteragtigeafsnit 34 tjener til centrering for den på leje¬dækslet 6 over stiften 35 omdrejningsfast holdte ring23. Mellem denne ring 23 og den flangeagtige del 30findes der en afstandsbøsning 36, der ligeledes sid¬der på det hylsteragtige afsnit 34, og hvis aksialetykkelse er noget større end den aksiale tykkelse aftætningselementet 16. Derved dannes der mellem denflangeagtige del 30 og det radialt indenfor liggendeafsnit af tætningselementet 16 en forholdsvis snæverspalte 33, gennem hvilken smøremiddel, der kommer fraspalten 32, kan strømme radialt indefter. Til bort¬førsel af dette smøremiddel er der i bøsningen 36anbragt en radial boring 37, til hvilken der sluttersig en bortførselskanal 38 i det hyl s ter formede af¬snit 34, hvilken kanal fortsættes af en kanal 39 ilejedækslet 6. Mellem den flangeagtige del 30 oglejetappen 1 findes der en O-ringtætning 40, der for¬hindrer en direkte undvigen af smøremiddel fra pudenlangs lejetappen 1. Desuden findes der en O-ringtæt¬ning 41 mellem uddrejningen 17 og tætningselementet16, hvilken ringtætning ligeledes forhindrer en und¬vigen af smøremiddel gennem den radialt udvendig lig¬gende spalte mellem tætningselementet 16 og plejl-stangen 9.

Under drift af krydshovedlejet strømmer der under lav lejebelastning, d.v.s. under størstedelen af opadbe- vægelsen a£ stemplet, smøremiddel gennem u&iftSM11, kontraventilen 12 og kanalerne 13 til lejespalten14 mellem lejetappen 1 og plejIstangsboringen 10,fordi smøremiddeltrykket i det nævnte tidsrum er hø¬jere i ledningen 11 end trykket i smøremiddelpuden.Kort før et øverste dødpunkt nås, stiger smøremid¬deltrykket i puden op over trykket af smøremidlet iledningen 11, så at kontraventilen lukker sig, og enundvigen af smøremiddel til ledningen 11 bliver for¬hindret. Under denne driftsfase når smøremiddel frapuden gennem spalten 32 mellem uddrejningen 20 denflangeagtige del 30 til tætningselementet 16. Trykketaf smøremidlet i spalten 32 udøver på den flangeagti¬ge del 30 en aksi al kraft P, hvis forløb er vxst ifig. 2, og som trykker delen 30 over bøsningen 36 modringen 23. Det på tætningselementet 16 stående smøre¬middel strømmer til dels over den snævre spalte 33radialt indefter og forlader derefter gennem boringer37,38 og 39 krydshovedlejet. I spalten 33 samt i denradialt udefter tilsluttende spalte 42 mellem uddrej-ningen 17 og tætningselementet 16 opstår en aksialkraft Pa, hvis forløb i det væsentlige er konstant iområdet for spalten 42 og aftager i området for spal¬ten 33. Kraften i spalten 33 modvirker til dels kraf¬ten P. En anden del af det på tætningselementet 16værende smøremiddel når gennem boringerne 28 ind itrykkamrene 20, hvori der opstår en kraft Pa, dermodvirker kraften Pa.

Ved den radiale dimensionering af trykkamrene 20 iforbindelse med anordningen af O-ringen 41 får man,at kraften Pa, bliver noget mindre end kraften Pa,nemlig 5 til 10% mindre end Pa. Herved er det sikret,at tætningselementet 16 med sine tætningsflader 21altid vil ligge an mod modfladen 22 på ringen 23.Gennem gennemstrømningsnoterne 50 i tætningsfladen 21 når en lille mængde smøremiddel fra trykkamrene 20ind i omkredsnoterne 24 og 25, hvorved der sker entilstrækkelig smøring af tætningsfladerne 21 og 22.Det samme gælder med hensyn til lejefladerne 26 og27, da smøre- og aflastningsnoterne 51 udgår fra om¬kredsnoterne 24 og 25.

Foruden den radiale kraft P virker der på den flange-agtige del 30 indefra og udefter en radial kraft PR,der resulterer af smøremiddeltrykket i spalten mellemlejetappen 1 og delen 30. En tilnærmelsesvis lige såstor, radialt udefra og indefter virkende kraft PRvirker på den ydre omkreds af den flangeagtige del30, og denne kraft hidrører fra smøremiddeltrykket iden aksiale spalte mellem delen 30 og uddrejningen29.

Ved den beskrevne konstruktion af tætningerne 15 og15 er kræfterne på tætningselementerne 16 i detvæsentlige hydrostatisk udlignet. Herved er det ogsåvæsentligt, at der på grund af de aksiale kræfter Paog Pa, ikke udøves noget kipmoment på tætnings¬elementerne. Disse er nemlig udformet så tynde sommuligt for at holde termiske udvidelser så små sommuligt. Dette betinger, at tætningselementerne 16 kunhar en lille bøjningsstyrke, så at en undgåen afkipkræfter har en væsentlig betydning.

Idet den flangeagtige del 30 er udformet som en fralejetappen 1 adskilt byggedel, opnår man den fordel,at bøjningsdeformationer af lejetappen 1 ikke over¬føres til den flangeagtige del 30.

Ved anbringelse af afstandsbøsningen 36 fås der enfremstillingsteknisk forenkling ved fremstillingen aftætningsspalten 33. Tætningselementet 16 og bøsningen36 bliver herved først bearbejdet fælles til en aksial tykkelsesmål ved slibning. Derefter blivertætningselementet 16 alene udsat for en såkaldt af-gnistning, hvorved der sker en meget lille for¬mindskelse af den aksiale tykkelse. Ved sammenbygningaf tætningen opstår der derved en meget snæver tæt¬ningsspalte 33.

Claims (7)

1. Ved periodiske trykspidser belastet leje, navnligkrydshovedleje i en totaktdieselmotor, med en leje¬tap, der på midten er omgivet af en i en plej Istangudført boring under dannelse af en lejespalte, og somer omdrejningsfast forbundet med en gaffelformet for¬bindelsesdel af en stempelstang, hvilken del angriberpå begge sider af plejIstangen ved lejetappen, ideten med en kontraventil forsynet smøremiddelledningudmunder således i lejespalten, at der til lejespal¬ten under tidsrum med lav lejebelastning tilføressmøremiddel til dannelse af en smøremiddelpude på denomkredsside af tappen, der vender bort fra stemplet,medens der under tidsrum med højere belastning for¬hindres en nævneværdig undvigen af smøremiddel frapuden, kendetegnet ved, at der nær vedhver af de to aksiale ender af lejespalten (14) mel¬lem plej Istangen (9) og den gaffelformede forbindel¬sesdel (2,6) findes et ringskiveformet tæt¬ ningselement (16), der strækker sig vinkelret på tap¬pens akse, og som er forbundet aksialt bevægeligt,men omdrejningsfast med plej Istangen (9), at hverttætningselement (16) i det omkredsområde, der liggernærved smøremiddelpuden, på den side, der vender modden gaffelformede forbindelsesdel (2,6), har fleretrykkamre (20), der er fordelt i omkredsretning ogåbne hen mod den gaffelformede forbindelsesdel, athvert tætningselement (16) i radial retning på beggesider af trykkamrene (20) har tætnings flader (21),der ligger an mod en modflade (22) på den gaffelfor¬mede forbindelsesdel (2,6), at hvert trykkammer (20)over mindst en åbning (28) er forbundet med den sideaf tætningselementet (16), der vender mod plejl-stangen (9), og gennem denne åbning (28) forsynes medsmøremiddel fra smøremiddelpuden, at der mellem hverttætningselement (16) og plejistangen (9) findes en flangeagtig del (30), der er forbundet med lejetappen(1) og strækker sig i radial retning over en del aftætningselementet (16), og som for den side, der ven¬der mod plejIstangen (9), er udsat for smøremiddel-trykket i smøremiddelpuden, og som med den side, dervender mod tætningselementet (16), sammen med denoverfor liggende side af tætningselementet (16) dan¬ner en snæver spalte (33), der står i forbindelse medsmøremiddelpuden, at der mellem plejIstangen (9) ogden mod denne vendende side af tætningselementet (16)findes en berørende tætning (41), der forhindrerbortflyden af smøremiddel udefter, og at det på denneside af hvert tætningselement (16) virkende smøremi-deltryk udøver en kraft (PA), der modvirker en nogetmindre kraft (PA.), som resulterer af det i trykkam¬rene (20) værende smøremiddel.

2. Leje ifølge krav 1, kendetegnet ved,at den af smøremidlet i trykkamrene (20) resulterendekraft (Pa,) er 5 til 10% mindre end den modsat rette¬de kraft (PA).

3. Leje ifølge krav 1, kendetegnet ved,at den flangeagtige del er udformet som en fra leje¬tappen (1) adskilt byggedel, der over en berørendetætning (40) er aftætnet mod lejetappen (1).

4. Leje ifølge krav 3, kendetegnet ved,at den flangeagtige del (30) på den side, der venderbort fra plej Istangen (9), har et hylsteragtigt af¬snit (34), der omgiver lejetappen (1), og som tjenertil centrering af en ring (23), der har en modflade(22) og er forbundet med den gaffelformede forbindel¬sesdel (2,6).

5. Leje ifølge krav 4, kendetegnet ved,at der på det hylster formede afsnit (34) er anbragt en afstandsbøsning (36), hvis aksiale tykkelse tildannelse af en snæver spalte (33) er noget større endden aksiale tykkelse af tætningselementet (16).

6. Leje ifølge krav 5, kendetegnet ved,at afstandsbøsningen (36), det hylsteragtige afsnit(34) og den gaffelformede forbindelsesdel (2,6) erforsynet med en kanal (henholdsvis 37,38,39) tilbortstrømning af det fra den snævre spalte (33) ud¬strømmende smøremiddel.

7. Leje ifølge et af kravene 1 til 6, kende¬tegnet ved, at den i omkredsretningen for tæt¬ningselementet (16) målte længde af trykkamrene (20)aftager fra plejIstangssiden hen mod stempelstangssi¬den.