DK154665B - Cylinderdaeksellaasekonstruktion - Google Patents

Description

DK 154665 B

Opfindelsen angår en cylinderdæksellåsekonstruktion til motorcylindre, hvor der forekommer højt arbejdstryk.

Almindeligvis er cylinderdæksler fastgjort ved hjælp af bolte, som via boringer i cylinderdækslet er 5 skruet ind i motorhusets vægge, der omgiver cylindrene. Specielt kan der ved hydrauliske motorer imidlertid forekomme meget høje tryk i cylindrene i størrelsesordenen 200 til 300 bar. Endvidere kan der i sådanne motorer anvendes cylindre af forholdsvis store diametre, navnlig 10 ved motorer med såkaldt højt drejningsmoment, f.eks. af den art, der er beskrevet i NL-patentansøgning nr. 8000115.

Med en meget stor cylinderdiameter på 25 cm og et arbejdstryk på omkring 210 bar er belastningen på cylinderdækslet omkring 1 MN. Med mindre cylinderdiametre er 15 cylinderdækslet også underkastet store belastninger. Med en cylinderdiameter på 10 cm er belastningen f.eks. så høj som omkring 160 kN.

Konstruktionen ifølge den foreliggende opfindelse er imidlertid velegnet til en vilkårlig cylinderdækseltype.

20 Nævnte belastning på cylinderdækslet skal optages af cylinderdækselboltene, som hidtil har været anvendt, og af gevindet i motorhusets materiale, der f.eks. er støbestål .

Når der optræder belastninger af ovenfor nævnte 25 størrelsesorden, kræves der relativt mange og tykke bolte, f.eks. 12 M42 bolte pr. cylinder, til sikker fastgørelse af cylinderdækslet.

For en ikke usædvanlig maskinkonstruktion med otte cylindre betyder dette, at der kræves 96 meget tykke 30 bolte, og at der skal skæres gevind i 96 huller i motorhusets væg. Det siger sig selv, at dette er meget arbejdskrævende og medfører høje forarbejdningsomkostninger. Endvidere er der forholdsvis stor risiko for fejl i ethvert af disse gevind, enten ved skæring af gevindet eller ved 35 tilpasning af boltene. I givet fald er motorhuset ofte ikke længere brugeligt.

Et andet problem er, at tilvejebringelsen af gevindskårne huller med tilstrækkelig stor diameter kræver, 2

DK 154665 B

at motorhusets væg skal være forholdsvis tyk i det pågældende område, hvilket gør motorens konstruktion ret klodset og tilmed kræver meget materiale.

Endvidere rager bolthovederne op over cylinderdæks-5 let, som tilmed ofte er gjort ekstra tykt i dette område, således at motoren kan blive mindre kompakt end undertiden ønskeligt.

Det er et formål med den foreliggende opfindelse at eliminere de nævnte ulemper. Dette formål opnås ved en 10 cylinderdæksellåsekonstruktion af nævnte art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at en segmenteret ring er delvist anbragt i en rundtgående not udformet i huset på motoren på tværs af aksen for cylinderdækslet, hvor nævnte ring i drift har en del, der rager ud fra noten og hviler 15 på en tilstødende del af cylinderdækslet, og at der er tilvejebragt en spændering, der ligger rundt om en ophøjet central del på cylinderdækslet, hvilken spændering er fastgjort til cylinderdækslet og presser segmenterne i retning af delen på cylinderdækslet, og samtidig hindrer 20 en radial indadrettet forskydning af segmenterne, og at segmenterne trykkes radialt indad til kontakt med nævnte spændering af et trykkraftafgivende organ.

Det har vist sig, at en konstruktion til fastgørelse af et cylinderdæksel, i hvilket en af segmenter 25 opbygget ring af kileformet tværsnitsform strækker sig ind i en not på en cylinderforing, i og for sig tidligere har været anvendt til hydrauliske cylindre med et stempel med en stempelstang, der forløber gennem cylinderdækslet.

En sådan konstruktion er f.eks. beskrevet i hol-30 landsk patentansøgning nr. 68,06395. Denne kendte konstruktion omfatter en segmenteret ring med en øvre overflade, der skråner udefter og er indrettet til at samvirke med en øvre, ligeledes udefter skrånende overflade af en not udformet i cylindervæggen. Endvidere har den segmenterede 35 ring en konisk indre overflade indrettet til at samvirke med en tilsvarende konisk ydre overflade på en trykring, der er boltet til cylinderdækslet. Ved spænding af boltene tvinges den ydre rings segmenter ind i cylindervæggens 3

DK 154665 B

not. Herunder hviler segmenternes bundside fortsat delvist på oversiden af det dæksel, der fastgøres, således at dette dæksel tvinges ind i cylinderen i kontakt med en dybere, i cylinderen tilvejebragt skulder. En tætningsring 5 er anbragt mellem skulderen og en tilsvarende ringformet cylinderdækself1ade.

Det er en ulempe ved denne kendte konstruktion, at elementerne må fremstilles med meget små tolerancer, da en effektiv fastgørelse og tætning ellers ikke kan opnås 10 Dette skyldes delvist manglende styreorganer for trykringens indre overflade. Hertil kommer, at den ydre rings segmenter er vanskelige at fjerne.

USA-patentskrift nr. 3.847.404 beskriver en lignende konstruktion af et dæksel til en hydraulisk cylinder, som 15 imidlertid er mindre følsom overfor tolerancer, fordi den ydre rings segmenter trækkes ind i cylinderens not ved hjælp af bolte, der forløber radialt indad gennem en krave på cylinderen. Det er imidlertid ikke muligt at bruge sådanne bolte til cylindre, der er anbragt eller udformet 20 i en motorblok.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret i forbindelse med nogle udførelsesformer og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk og i tværsnit viser en første udførelses-25 form for konstruktionen ifølge opfindelsen, og fig. 2 en anden udførelsesform for en konstruktion ifølge opfindelsen.

Figurerne viser halvdelen af konstruktionen for en enkelt cylinder og cylinderdæksel på en hydraulisk motor, 30 idet den anden halvdel er udformet symmetrisk dermed.

En cylinder har et arbejdsrum eller boring 2, hvori et ikke vist stempel kan bevæges op og ned under et cylinderdæksel 3. Cylinderdækslet 3 forløber delvist ind i cylinderens boring med en del 4, som nøjagtigt passer i 35 boringen. En tætningsring 5 er anbragt i en passende not mellem cylinderens indre væg og cylinderdækseldelen 4 og forløber ind i boringen. Endvidere har cylinderdækslet en flange 6 liggende på cylindervæggens øvre kant, eller, 4

DK 154665 B

hvis der ikke anvendes separat cylinderforing, men boringen er udformet direkte i huset 8 på en skulder på huset tilvejebragt på et passende sted.

Ved siden 7, der vender bort fra cylinderforingens 5 kant eller den tilsvarende del af motorhuset, er flangen 6 på cylinderdækslet nøjagtigt afrettet til dannelse af en plan, rundtgående kant rundt om cylinderdækslet.

Endvidere er der ved den plane rundtgående kants niveau udformet en i sideretningen rundtgående not 9 i 10 huset 8, som i dette eksempel set fra midten af cylinderdækslet er af tilspidset form. Den nederste grænseflade af noten er, som vist på tegningen, tilnærmelsesvis i samme plan som den plane, rundtgående kant af cylinderdækslet, og den øvre grænseflade 10 af den tilspidsede not 9 danner 15 en spids vinkel på f.eks. 15° med den nedre grænseflade.

Den plane, rundtgående kant af cylinderdækslet er afgrænset af en lodret flade 12, der er anbragt radialt mere indad mod cylinderaksen, således at en ringformet udsparing er tilvejebragt mellem husets materiale anbragt 20 over den tilspidsede not og den lodrette flade 12, i hvilken udsparing der kan anbringes en segmenteret ring 13. Ringen 13 har en tilspidset tværsnitsform svarende til tværsnitsformen af den tilspidsede not 9. Ringens 13 segmenter har sådanne dimensioner, at de, når de ligger i 25 kontakt med hinanden, kan lægges i den ringformede udsparing mellem fladen 12 og den tilspidsede not 9.

Følgelig forskydes segmenterne radialt udad ind i den tilspidsede not 9, indtil positionen vist på figuren omtrent er nået.

30 For at opnå, at den tilspidsede, segmenterede ring 13 fortsat indtager positionen vist i fig. 1, kan den fastgøres til flangen 6 ved hjælp af ikke viste skruer. Imidlertid er der hensigtsmæssigt tilvejebragt en spænder-ing 15, som er anbragt i rummet mellem den inderste, 35 rundtgående flade 16 af den tilspidsede ring 13 og den lodrette flade 12 af cylinderdækslet. Til sikring af rigtig tilspænding danner den inderste, rundtgående flade 16 en spids vinkel på f.eks. 15° med cylinderdækslets akse 5

DK 154665 B

H.

Den radialt yderste rundtgående flade på spænderingen 15 har en komplementær form til fladen 16, således at spænderingen 15 trykker den tilspidsede ring 13 fast ind i 5 den tilspidsede not 9.

Spænderingen 15 kan derefter fastgøres til cylinderdækslet med nogle få bolte.

Hensigtsmæssigt er spænderingen 15 til dette formål og som vist i figuren forsynet med en flange 17 pegende 10 mod cylinderdækslets akse, hvilken flange hviler på en tilsvarende del 18 af cylinderdækslet og er forsynet med et antal boringer, gennem hvilke skruer 19 kan indsættes og skrues i tilsvarende gevindskårne boringer i cylinderdækslet. Ligesom spænderingen 15 kan den tilspidsede ring 15 13 bestå af segmenter, som forenkler samle- og demonte ringsarbejdet .

Den tilspidsede ring 13 er endvidere øverst forsynet med en ribbe 20, på hvilken der under demonteringsarbejdet og efter fjernelse af spænderingen 15 kan udøves en kraft 20 til at drive den tilspidsede rings segmenter ud af den tilspidsede not.

Det er klart, at en række modifikationer ved den viste· og beskrevne konstruktion vil være indlysende for fagfolk. Således kan f.eks. den lodrette flade 12 på 25 cylinderdækslet være gevindforsynet, og det kan ligeledes den tilsvarende flade på spænderingen 15, således at den kan skrues på cylinderdækslet til låsning af den tilspidsede ring 13. Flangen 17 og skruerne 19 kan derved udela des. Sådanne modifikationer må betragtes som faldende 30 indenfor opfindelsens rammer.

Før segmenterne anbringes i noten 9, anbringes der ifølge opfindelsen først en formstof- eller kautsjuk-O-ring 14 i noten. O-ringens dimensioner er valgt således, at den tilvejebringer en vist kraft for at trykke seg-35 menterne til anlæg mod spænderingen 15.

En O-ring kan også lægges rundt om ribben 20 på segmenterne, som vist i fig. 1 ved 14'. Som et resultat af denne foranstaltning holdes segmenterne til enhver tid i .6

DK 154665 B

kontakt med spænderingen 15. Da beliggenheden af spænderin- gen er bestemt af den lodrette flade 12 på cylinderdæKslet, bestemmer fladen 12 også segmenternes radiale beliggenhed.

Den resulterende konstruktion er ufølsom overfor 5 dimensionsmæssige afvigelser. Hvis f.eks. der er spillerum mellem de tilspidsede flader af segmenterne og noten, eller mellem topfladen 7 af cylinderdækslet og segmenternes bundflade efter samling, så snart der er et overtryk i cylinderen, som det i drift altid er tilfældet, vil 10 cylinderdækslet forskydes opad i en sådan grad, at segmenternes øverste flade presses til kontakt med notens øverste flade. Cylinderdækslet er således "faldet i hak" og vil fortsat indtage denne position. Under denne proces er den af ringen 5 tilvejebragte tætning fuldt opretholdt.

15 I stedet for en O-ring kan anvendes andre organer til at presse ringsegmentet til kontakt med spænderingen, såsom f.eks. en fjederring.

Det foranstående viser, at notens tilspidsede form og overfladen af de med denne samvirkende ringsegmenter 20 ikke er væsentlig.

Fig. 2 viser en anden eksempelvis udførelsesform for opfindelsen, hvor en i det væsentlige rektangulær not anvendes sammen med ringsegmenter af tilsvarende form. Udførelsesformen i fig. 2 har, i stedet for en tilspidset, 25 segmenteret ring, en segmenteret ring 21 svarende til ringen 13 i fig. 1, som, i den udstrækning den er indrettet til at forskydes ind i noten 22 svarende til noten 9 i fig. 1, har rektangulær tværsnitsform. I det viste eksempel har noten 22 parallelle øverste og nederste vægge og en 30 afrundet endevæg.

I den i fig. 2 viste udførelsesform er en O-ring 23 svarende til ringen 14' i fig. 1 lagt mellem ribben 20 på ringens 21 segmenter og det husmateriale, der findes overs noten 22.

35 Ribben 20 kan være afbrudt med jævne mellemrum, således at O-ringen let kan fjernes under demontering. Naturligvis kan ribben også være afbrudt i den i fig. 1 viste udførelsesform. På lignende måde kan en O-ring 14 i 7

DK 154665 B

den i fig. 1 viste udførelseform anbringes i den i. fig. 2 viste position.

Hvis ringen 21 på samme måde som vist i henseende til ringen 13 i fig. 1 er låst ved hjælp af en spændering 5 15, kan ringen igen være skråt affaset på indersiden som vist i fig. 1 til samvirkning med spænderingens tilsvarende overflade. Det er også muligt at udforme en horisontal flade på spænderingen til at presse mod ringens 21 horisontale flade.

10 Fig. 2 viser endvidere, at spænderingen 15 kan have ren flange 25, der ligger over segmenterne. Dette bevirker en glattere overflade for motoren og forebygger afsætning af snavs.

Fig. 2 viser en anden O-ring 24, der ligger i en 15 reces i overfladen på den spændering, der er i kontakt med ringen 21. En sådan O-ring kan anvendes som styreorgan til styring af spænderingen til dens position under samling uden metal-til-metal kontakt.

Claims (14)

1. Cylinderdæksellåsekonstruktion til cylindre udformet eller anbragt i et motorhus, hvor der forekommer høje arbejdstryk, kendetegnet ved, at en segmenteret 5 ring (13, 21) er delvist anbragt i en rundtgående not (9, 22. udformet i huset (8) på motoren på tværs af aksen (H) for cylinderdækslet (3), hvor nævnte ring i drift har en del, der rager ud fra noten og hviler på en tilstødende del (7) af cylinderdækslet, og at der er tilvejebragt en 10 spændering (15), der ligger rundt om en ophøjet central del (18) på cylinderdækslet, hvilken spændering er fastgjort til cylinderdækslet og presser segmenterne i retning af delen (7) på cylinderdækslet, og samtidig hindrer en radial indadrettet forskydning af segmenterne, og at 15 segmenterne trykkes radialt indad til kontakt med nævnte spændering af et trykkraftafgivende organ (14, 14').

2. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den rundtgående not (9) i huset har en tilspidset tværsnitsform, og at mindst den 20 del af ringen (13), der forløber ind i noten, har en dertil komplementær form.

3. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge krav 1, ke ndetegnet ved, at den rundtgående not (22) i huset har en rektangulær tværsnitsform, og at mindst den 25 del af ringen (21), der forløber ind i noten, har en dertil komplementær form.

4. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, k en detegnet ved, at nævnte trykkraftafgivende organ er en O-ring (14) anbragt i den 30 rundtgående not (9, 22).

5. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, ken de te gn et ved, at den segmenterede ring (13, 21) på den bort fra delen (7) DK 154665 B vendende side, for såvidt som den er anbragt udenfor noten (9, 22) i samlet tilstand, er forsynet med en ribbe (20).

6. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, ken de te gn et ved, at det 5 trykkraftafgivende organ er en O-ring (14') anbragt om ribben på den segmenterede ring.

7. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at spænderingen (15) er forsynet med boringer, gennem hvilke skruer 10 kan indsættes og skrues ind i tilsvarende gevindskårne boringer i cylinderdækslet.

8. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at boringerne i spænderingen (15) er tilvejebragt i en flange rettet 15 mod cylinderdækslets (3) akse (H) og ligger an mod en del af cylinderdækslet, der støder op til den opstående grænseflade (12) af cylinderdækslet.

9. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at spænderin- 20 gen (15) er delt i segmenter.

10. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge krav 1-8, ke nd et eg ne t ved, at spænderingen (15) er forsynet med indre gevind indrettet til samvirken med ydre gevind, der er tilvejebragt på grænsefladen (12).

11. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegn et ved, at ribben (20) er afbrudt på et antal steder.

12. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at spænderin-30 gen har en rundtgående yderflade (16), der danner en spids vinkel med cylinderdækslets (3) akse (H) og forløber indad DK 154665 B mod den øverste flade (7) på flangen (6), og at den rundtgående, radialt inderste flade på den segmenterede ring (13, 21) har en dertil komplementær form.

13. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de 5 foregående krav, kendetegnet ved, at en not er tilvejebragt i den rundtgående yderflade af spænderingen (15), der samvirker med den rundtgående inderflade på ringen (13, 21), i hvilken not en O-ring (24) er anbragt.

14. Cylinderdæksellåsekonstruktion ifølge ethvert af de 10 foregående krav, kendetegnet ved, at spænderingen har en rundtgående, radialt udadrettet flange (25), der i det mindste delvist ligger over den segmenterede ring (13, 21).