DK172107B1 - Krydshoved til en totakts stempelmotor og fremgangsmåde til brug ved fremstilling heraf - Google Patents

Description

i DK 172107 B1

Opfindelsen angår et krydshoved til en stor langsomtgående totakts stempelmotor med en til fastgørelse på stempelstangen udformet krydshovedtap, som er understøttet i en lejring omfattende en med plejlstan-5 gen forbundet underpart, der er foret med et egnet le-jemateriale, såsom hvidmetal, og en overpart af et fortrinsvis jernbaseret lejeskalsmateriale, hvor såvel overpart som underpart er forsynet med et galvanisk udfældet gildelag bestemt til anlæg mod krydshovedtappens 10 søleflade.

Pra tysk patentskrift nr. 844 664 er det kendt at forsyne et leje med et glidelag af PbSnCu, som udfældes galvanisk på enten lejeskallen eller lejematerialet, der er af hvidmetal. Da gildelaget pålægges 15 galvanisk i et tyndt lag, giver selve gildelaget ikke anledning til, at der skal foretages efterbearbejdning.

Store langsomtgående dieselmotorer kan enten anvendes til skibsfremdrivning eller som et stationært kraftproducerende anlæg. Sådanne motorer udvikler meget 20 stor effekt, eksempelvis 4000 kW per cylinder, hvilket medfører, at krydshovedet skal overføre meget store kræfter under motorens gang. Derfor er både overparten og underparten i de kendte krydshoveder traditionelt set altid foret med hvidmetal. Hvidmetallet kan være 25 udstøbt direkte på krydshovedparten eller være udstøbt på en forholdsvis tynd ringsegmentformet separat lejeskal, som efter færdigbearbejdning kan indsættes i krydshovedparten.

Når der anvendes en sådan separat lejeskal i un-30 derparten, kan hvidmetallet i overparten enten være udstøbt direkte i overparten eller på en separat lejeskal. I begge tilfælde er pålægningen af hvidmetal en kompliceret og omkostningskrævene proces, der fx kan udføres ved at en krydshovedoverpart varmes op til en 35 temperatur på fra 200 til 400“C, så at dens radiale inderside kan fortinnes. Derefter lægges overparten i en DK 172107 B1 2 støbeform, og en hvidmetalbelægning udstøbes på den radiale inderside. Som følge af varmepåvirkningen fra støbningen og restspændingerne i lejemetallet bliver krydshovedoverparten deformeret, hvilket nødvendiggør 5 en efterfølgende bearbejdning af overpartens anlægsflader, ligesom det påstøbte lejemetal naturligvis skal udbores, så at krydshovedlejet får den ønskede diameter.

Opfindelsen har til formål at forenkle fremstil-10 lingen af krydshovedoverparten under samtidig bibeholdelse af et krydshoved med gode driftsegenskaber.

Med henblik herpå er krydshovedet ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at overpartens galvanisk udfældede gildelag er anbragt direkte på lejeskalsmate-15 rialet.

Opfindelsen bygger på en overraskende erkendelse af, at krydshovedoverparten kan udføres uden foring med lejemetal, hvorved der fremkommer et krydshovedleje, som under gildelaget i underparten er foret med egent-20 ligt lejemateriale, såsom hvidmetal, mens der ikke ligger egentligt lejemateriale under gildelaget i overparten. Under totakts stempelmotorens normale kontinuerte drift er krydshovedoverpartens lejeflade i det væsentlige ubelastet, men krydshovedtappen kan belaste over-25 parten i andre tilfælde, eksempelvis hvis kompressionen i den tilhørende motorcylinder mangler som følge af manglende ventillukning. Det er i så tilfælde vigtigt, at tappens søleflader forbliver ubeskadiget af kontakten med krydshovedets overpart. Gildelaget i overparten 30 fungerer dermed ikke som et traditionelt gildelag, der er i vedvarende kontakt med krydshovedpinden, men derimod som et beskyttelseslag, der kun berøres momentant af krydshovedpinden.

Det direkte på lejeskalsmaterialet udfældede 35 gildelag har helt uventet vist sig at give tilstrækkelig beskyttelse af tappens søleflader, når tappen lej- DK 172107 B1 3 lighedsvis berører overparten, antagelig fordi det bløde gildelag er anbragt direkte på det hårde lejeskalsmateriale, så at belastningerne umiddelbart overføres gennem det tynde gildelag til lejeskalsmaterialet uden 5 risiko for udmattelsessvigt i eller permanent deformation af gildelaget. Da tappen i størstedelen af motorens driftstid ikke berører overparten, sker der ingen egentlig nedslidning af gildelaget. Gildelagets tykkelse er tilstrækkelig til, at det på sædvanlig vis kan 10 give den nødvendige tilpasning mellem tappen og overpartens lejeflader.

Som følge af at hvidmetallet i overparten kan undværes, bliver overparten meget lettere at fremstille, og den tidligere nødvendige efterbearbejdning efter 15 lejefladens pålægning kan helt udelades, idet den galvaniske udfældning kan fortages tilstrækkelig jævnt til at efterbearbejdning er unødvendig.

I en foretrukket udførelsesform har det galvanisk udfældede gildelag en tykkelse på fra 0,075 til 20 0,1 mm. For at dække det hårde lejeskalsmateriale kræ ves en mindstetykkelse af gildelaget på 0,03 mm, men af hensyn til motorens driftssikkerhed er det ønskeligt, at gildelaget er tykkere. Når det galvanisk afsatte lag er ca. 0,075 mm tykt, kan en fortsat materialeafsætning 25 ske ujævnt, og når det afsatte lag overskrider en tykkelse på 0,1 mm, kan variationerne i lagtykkelsen nødvendiggøre en uønsket efterbearbejdning. Det foretrukne tykkelsesinterval angiver dermed de tykkeste jævne lag, der kan afsættes uden behov for efterbear-30 bejdning.

Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til brug ved fremstilling af et krydshoved, hvis overpart fremstilles ud fra et råemne af et fortrinsvis jernbaseret lejeskalsmateriale, hvilken fremgangsmåde er 35 ejendommelig ved, at råemnets flader bortset fra den radiale inderside bearbejdes efter behov til at have de DK 172107 B1 4 ønskede endelige dimensioner, at den radiale inderside udbores til en radius, som i forhold til den ønskede driftsradius har et forudbestemt overmål, og at emnets radiale inderside i et galvanisk bad påføres en til 5 glideflade bestemt belægning i en tykkelse, der hovedsagelig svarer til det nævnte forudbestemte overmål. Hermed opnås en væsentlig forenkling af overpartens fremstilling, idet råemnets mekaniske bearbejdning kan færdiggøres i sammenhæng, hvorefter den præfabrikerede 10 overpart kan overføres til et galvanisk bad for pålægning af gildelaget. Da der kun afsættes en ubetydelig mængde varme i overparten under den galvaniske proces, sker der ingen kastninger eller deformationer af emnet, hvorfor mekanisk efterbearbejdning er unødvendig.

15 Opfindelsen beskrives herefter nærmere med hen visning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 og 2 viser en første udførelsesform for et krydshoved i henholdsvis sidebillede og tværsnit, og fig. 3 og 4 tilsvarende illustrationer af en an-20 den udførelsesform ifølge opfindelsen.

Den i fig. 1-2 viste krydshovedlejring 1 omfatter en underpart 2 og en overpart 3 af et lejeskalsmateriale, såsom stål, støbejern, SG-jern eller et lignende materiale. Lejeunderparten 2, som i den viste 25 udførelsesform er ud i ét stykke med plejlstangen 4, men som også kunne være en særskilt komponent boltet til plejlstangen, støder op til overparten 3 i en plan skilleflade 5 og er sammenspændt til overparten ved hjælp af ikke viste bolte. Underparten er foret med 30 istøbt lejemetal 6 over hele sin radiale inderside.

Lejeoverparten 3 har i sin øverste del en udsparing 7, som giver passage for den ikke viste stempelstang, der er fastgjort til den for overskueligheds skyld ligeledes ikke viste krydshovedtap, som er opta-35 get i lejringen. Overparten bærer på sin radiale inderside et galvanisk pålagt gildelag 8, der udgør en le-jeflade for tappens søleflade.

DK 172107 B1 5 I den i fig. 3-4 viste udførelsesform for lejet er der til elementer af samme art som ovenfor beskrevet blot adderet 10 til henvisningstallet.

Denne udførelsesform adskiller sig ved, at leje-5 fladerne er udført på separate lejeskaller i form af ringsegmentformede indsatse 19, 20 af stål, hvor indersiden af indsatsen 19 i underparten er påstøbt le-jemetal 16, og hvor indersiden af indsatsen 20 bærer det galvanisk pålagte glidelag 18. Anvendelsen af 10 stålindsatsen 19 giver på kendt vis mulighed for at trykforspænde lejematerialet i underparten, så at lejet tåler større specifik belastning. Når lejeparterne spændes sammen, frembringes forspændingen ved, at de to nedadvendte kanter på indsatsen 20 ved skillefladen 15 15 presser ned mod kanterne af indsatsen 19.

Det er muligt at frembringe en tilsvarende forspænding af indsatsen 19 ved at anvende en overpart i ét stykke af den i fig. 1-2 viste art.

Ved fremstilling af glidelejer er det velkendt 20 at foretage galvanisk udfældning af et glidelag som afsluttende lag på en egentlig foring af lejemetal. Som eksempler på anvendelige glidelag kan nævnes belægninger af PbSn eller PbSnCu. Selve udfældningen foretages i et galvanisk bad, som den præfabrikerede overpart er 25 nedsænket i. De overflader på overparten, der ikke skal belægges, er påført en let fjernelig, elektrisk isolerende belægning. Tykkelsen af det galvanisk udfældede glidelag bestemmes bl.a. af holdetiden i badet og badets koncentration og af den på overparten påtrykte 30 spænding.

Claims (4)

1. Krydshoved til en stor langsomtgående totakts stempelmotor med en til fastgørelse på stempelstangen udformet krydshovedtap, som er understøttet i en lejring omfattende en med plej Istangen forbundet underpart 5 (2; 12), der er foret med et egnet lejemateriale (6; 16), såsom hvidmetal, og en overpart (3; 13) af et fortrinsvis jernbaseret lejeskalsmateriale, hvor såvel overpart som underpart er forsynet med et galvanisk udfældet gildelag bestemt til anlæg mod krydshovedtappens 10 søleflade, kendetegnet ved, at overpartens galvanisk udfældede glidelag (8; 18) er anbragt direkte på lejeskalsmaterialet.

2. Krydshoved ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tykkelsen af den galvanisk udfældede be- 15 lægning (8; 18) er fra 0,075 til 0,1 mm.

3. Krydshoved ifølge krav 1 eller 2, hvor overparten (13) omfatter en ringsegmentformet indsats (20) af stål, kendetegnet ved, at belægningen (18) er udfældet på indsatsens radiale inderside. 20

4. Fremgangsmåde til brug ved fremstilling af et krydshoved af den i et af kravene 1-3 angivne art, hvor krydshovedets overpart (3; 13) fremstilles ud fra et støbt eller svejst råemne af et fortrinsvis jernbaseret lejeskalsmateriale, kendetegnet ved, at 25 råemnets flader bortset fra den radiale inderside bearbejdes efter behov til at have de ønskede endelige dimensioner, at den radiale inderside udbores til en radius, som i forhold til den ønskede driftsradius har et forudbestemt overmål, og at emnets radiale inderside i 30 et galvanisk bad påføres en til glideflade bestemt belægning (8; 18) i en tykkelse, der hovedsagelig svarer til det nævnte forudbestemte overmål.