JP2001324023A - 大型ディーゼル機関用スタフィングボックス - Google Patents

大型ディーゼル機関用スタフィングボックス

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JP2001324023A
JP2001324023A JP2001052896A JP2001052896A JP2001324023A JP 2001324023 A JP2001324023 A JP 2001324023A JP 2001052896 A JP2001052896 A JP 2001052896A JP 2001052896 A JP2001052896 A JP 2001052896A JP 2001324023 A JP2001324023 A JP 2001324023A
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Japan
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stuffing box
ring
box according
sliding
land
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JP2001052896A
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English (en)
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Franz Guenther Cantow
フランツ・ギュンター・カントウ
Horst Mueschenborn
ホルスト・ミュッシェンボルン
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Federal Mogul Friedberg GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Friedberg GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/26Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
    • F16J15/28Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings with sealing rings made of metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F2007/0097Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この種のスタフィングボックスを、高い気密
圧力の下での優れた良好な気密特性において、有効で保
守の不要な気密を達成するように更に開発すること。 【解決手段】 大型ディーゼル機関のピストン棒を気密
にするためのスタフィングボックスであって、軸方向に
上下に配置した複数の金属製リング8を有し、そのその
内周面はそれぞれ少なくとも1個のしゅう動ランド1
5,15´を備え、その際しゅう動ランドにはピストン
棒の方向に半径方向の力が掛かっており、前記リングが
それぞれ少なくとも2個のセグメントを有し、その外周
面に配置したばねにより気密にピストン棒に押し付けら
れており、その際リングは鋳鉄製で、また前記しゅう動
ランド15,15´,19は1個の硬い耐磨耗性の被覆
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項1記載の上
位概念による大形ディーゼル機関のピストン棒を気密に
するための一つのスタフィングボックスに関する。
【0002】
【従来の技術】この種のスタフィングボックスは従来の
技術の中で既に公知であり、大形ディーゼル機関、特に
船舶用の大形ディーゼル機関に使用されている。この種
の機関は約25 mの高さを有する。
【0003】この種の機関は特に二サイクル・クロスヘ
ッド形機関に関する。そのスタフィングボックスは機関
とクランクケースとの間のピストン棒の上に配置され、
機関室からの加圧空気と塵埃とがクランクケースに入る
のを防止する。この使用範囲に対しては、既に青銅製の
気密リングが公知であるが、これは非常に剛性が高く屈
曲性に乏しい欠点を有する。さらに機関をしばらく運転
すると、青銅エレメントの中に異物がたい積して、これ
がピストン棒の表面を傷める。英国特許第 721771 号か
ら、スタフィングボックスにも使用可能なピストンリン
グが公知であるが、これはここで取り扱うスタフィング
ボックス用のリングとはその構成と形状とが異なる。
【0004】ピストン棒の取外しは、機関の休止期間と
高い経費とを招来するので、その気密性と磨耗の防止と
を改善する一つのシステムが求められた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、この種のスタフィングボックスを、高い気密圧力の
下での優れた良好な気密特性において、有効で保守の不
要な気密を達成するように更に開発することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本課題は本発明の請求項
1の対象により解決される。
【0007】本発明の一つの構想によれば、配置した複
数のそれぞれのリングは、少なくとも2個のセグメント
から成り、その外周面には1個のばねが配置され、それ
がリングのセグメントのしゅう動ランドないしリップを
気密にピストン棒に押し付けるので、構成的に簡単な手
段で良好な気密作用が達成される。
【0008】前記リングは本発明によれば鋳鉄製である
から、耐久性と耐磨耗性が優れている。
【0009】前記しゅう動ランドは本発明によれば耐磨
耗性の硬い被覆を備え、それは好ましくはクロムを含む
か、クロムから成る。そのため特別優れた耐磨耗性が得
られる。
【0010】前記セグメントは好ましくは半分のリング
の形状で、従ってリング1個当たり2個のセグメントを
必要とするかないし2個のセグメントを備える。
【0011】前記被覆は好ましくは電気めっきしてあ
り、これは製作を容易にする。
【0012】前記リングの直径は好ましくは150mmより
も大きい。
【0013】前記リングのしゅう動ランドの前面の被覆
は好ましくは0.1−0.4mmの間の厚さである。前記被覆が
最小0.15mm、最高0.35mmの厚さを有することが特に好ま
しい。
【0014】前記しゅう動ランドの前面の軸方向の寸法
は、好ましくは1−2.5mm、特に好ましくは1.2−1.8mmの
間である。
【0015】一つのリングの隣接したしゅう動ランドの
軸方向の間隔は、好ましくは6−10mm、特に好ましくは7
−9.5mmである。
【0016】前記リングは好ましくはその外周面に前記
ばねを収容するための一つの溝を有する。
【0017】この配置は前記スタフィングボックスの半
径方向の必要空間をほとんど増やすことがない。
【0018】前記リングは、半径方向にその円周に分布
された窓を有し、これにより換気効果が得られる。
【0019】前記リングは好ましくは、間隔を置いて配
置された2個のしゅう動ランドを備えた1個のかきとり
リングを有する。これにより特に良好な油かき作用が認
められる。
【0020】前記リングは好ましくは、1個のしゅう動
ランドを備えた1個の気密リングを有する。これにより
特に良好な気密作用が認められる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明のその他の長所、特徴およ
び応用の可能性は、図面を用いた次の実施の形態の説明
から明らかにされる。
【0022】図1は、本発明の一つのスタフィングボッ
クスの一つの実施の形態の断面図で、一つのケース1の
中に複数のリングが上下に配置され、統合されている。
これは1個のかきとりリング4と、複数の気密リング6
および同じく複数の油かきリング8に関する。ただし、
図1の配置では軸方向の端部にはそれぞれ1個のかきと
りリング4が設けてあり、その間に2個の気密リング6
と軸方向の幅の異なる3個の油かきリングがある。ケー
ス1には半径方向に突出した複数のランドがありその間
にリングが固定される。外側の部品に対して気密を保持
するために、ケースには向かい合って設けた2個のOリ
ング20と、密閉リング6の高さに設けた1個のOリン
グ21があり、後者は半径方向の外側に接続する止めピ
ン部品13を気密にするために適した手段となる。
【0023】一つの油かきリング8の実施の形態を図2
の断面図に示す。この油かきリング8は軸方向に挿入さ
れる止めピン14によりケース1に連結される。そのピ
ストン棒に向いた気密面には間隔を置いて二つのしゅう
動ランドないしリップ15,15´が設けてあり、それ
ぞれクロム層17を備える。このクロム層17はその厚
さが少なくとも0.15mm で、特にしゅう動ランドの軸方
向の前面にわたって形成され、その際クロムの残りが隣
接したフランクないしプレーナ中間部(両方のしゅう動
ランドの間)に入りこむことは可能でこれは許容され
る。基本的に被覆層の厚さは0.3−0.35mmが可能で、あ
るいは0.15−0.35mmの範囲にある。しゅう動ランド1
5,15´の平均の軸方向の前面は約1.2−1.8mmの軸方
向の寸法、好ましくは1.5±0.1mmの寸法を有する。しゅ
う動ランドの中心間の間隔は9 −11mm、好ましくは9.5
−10.3mmである。しゅう動ランドのフランク部分の角度
は半径方向の平面に対して約25−35°である。このよう
に両方のしゅう動ランド15,15´は油かきリング8
の内周面の間隔の間に配置される。
【0024】前記油かきリング8の内周面に向かい合っ
た外周面には、引張りばね11を収容するための一周す
る溝25が設けてある。
【0025】図3は一つの気密リング6の一つの実施の
形態を示す断面図である。この気密リング6は軸方向に
挿入される止めピン12によりケース1に固定される。
その内周面には、クロム層17´を備えた一つのしゅう
動ランド19が設けられる。このクロム層の厚さは少な
くとも0.13mmであるが、厚さ0.33mmまでのクロム層が可
能である。その内周面に向かい合った外周面には、引張
りばね11を収容するための一周する溝23が設けてあ
る。この溝によりスタフィングボックスの半径方向の寸
法ないしその大きさの増加はほとんど問題にならない。
【0026】図4は、二つのセグメント8a,8bから
成る油かきリング8の斜視図である。この両方のセグメ
ントはそれぞれ半分のリングの形状で、その直径は13−
17cm、好ましくは14−16cmである。両方のセグメント8
a,8bは鋳鉄製で、その内面にクロム被覆で強化した
しゅう動ランド15,15´を有する。
【0027】本発明のスタフィングボックスは、クロム
被覆のリップないししゅう動ランドを備えた鋳鉄製のリ
ングの製造による特色を有し、従来使用されていた青銅
の材料に比べて多くの利点がある。高弾性のリングセグ
メントは、そのクロム被覆のリップの所で高いリップ圧
力を有するので、従来の実施の態様に比べてその気密作
用は明らかに高い。従来の技術に比べて薄く形成された
リップにより、リップを高い圧力で加圧することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 複数のリングを備えた本発明の一つのスタフ
ィングボックスの一つの実施形態の部分断面図である。
【図2】 本発明の一つのリングの断面図である。
【図3】 本発明のもう一つのリングの断面図である。
【図4】 二つのセグメントから成る本発明のリングの
斜視図である。
【符号の説明】
1 ケース 4 かきとりリング 6 気密リング 8 油かきリング 8a リングのセグメント 8b リングのセグメント 11 引張りばね 12 止めピン 13 止めピン部品 14 止めピン 15 しゅう動ランド 15´ しゅう動ランド 17 被覆(クロム層) 17´ 被覆(クロム層) 19 しゅう動ランド 20 Oリング 21 Oリング 23 溝 25 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16J 9/26 F16J 9/26 Z 10/02 10/02 Z 15/28 15/28 Fターム(参考) 3J043 AA13 CA03 CB20 CB30 DA02 3J044 AA02 AA14 BA02 BB15 BC08 CB12 CB18 CB20 CB28 CB37

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大型ディーゼル機関のピストン棒を気密
    にするためのスタフィングボックスであって、軸方向に
    上下に配置した複数の金属製リング(4,6,8)有
    し、その内周面はそれぞれ少なくとも1個のしゅう動ラ
    ンド(15,15´,19)を備え、その際しゅう動ラ
    ンドにはピストン棒の方向に半径方向の力が掛かってい
    る前記スタフィングボックスにおいて、 前記リング(4,6,8)がそれぞれ少なくとも2個の
    セグメント(8a,8b)を有し、その外周面に配置し
    たばね(11)により気密にピストン棒に押し付けられ
    ており、リングは鋳鉄製で、また前記しゅう動ランド
    (15,15´,19)は少なくともその前面に1個の
    耐磨耗性の硬い被覆(17,17´)を備えていること
    を特徴とする大型ディーゼル機関用スタフィングボック
    ス。
  2. 【請求項2】 前記セグメント(8a,8b)が半分の
    リングの形状であることを特徴とする請求項1記載のス
    タフィングボックス。
  3. 【請求項3】 前記被覆(17,17´)がクロムを含
    むことを特徴とする請求項1または2記載のスタフィン
    グボックス。
  4. 【請求項4】 前記被覆(17,17´)が電気めっき
    であることを特徴とする請求項1または3記載のスタフ
    ィングボックス。
  5. 【請求項5】 前記リング(4,6,8)の直径が150m
    mよりも大きいことを特徴とする請求項1から4のいず
    れか1項記載のスタフィングボックス。
  6. 【請求項6】 前記被覆(17,17´)の厚さが0.1m
    mと0.4mmとの間であることを特徴とする請求項1から5
    のいずれか1項記載のスタフィングボックス。
  7. 【請求項7】 前記被覆(17,17´)の厚さが0.15
    −0.35mmであることを特徴とする請求項1から6のいず
    れか1項記載のスタフィングボックス。
  8. 【請求項8】 前記しゅう動ランド(15,15´,1
    9)の前面の軸方向の寸法が1−2.5mmであることを特徴
    とする前記請求項のいずれか1項記載のスタフィングボ
    ックス。
  9. 【請求項9】 前記しゅう動ランドの前面の軸方向の寸
    法が1.2−1.8mmであることを特徴とする請求項8記載の
    スタフィングボックス。
  10. 【請求項10】 一つのリング(8)の隣接したしゅう
    動ランド(15,15´)の軸方向の間隔が6−10mm、
    好ましくは7−9.5mmであることを特徴とする請求項1か
    ら9のいずれか1項記載のスタフィングボックス。
  11. 【請求項11】 前記リングがその外周面にばね(1
    1)を収容するための一つの溝(23,25)を有する
    ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載
    のスタフィングボックス。
  12. 【請求項12】 前記リング(4,6,8)が半径方向
    にその円周に分布された窓を有することを特徴とする請
    求項1から11のいずれか1項記載のスタフィングボッ
    クス。
  13. 【請求項13】 前記リングが、間隔を置いて配置され
    た2個のしゅう動ランド(15,15´)を備えた1個
    のかきとりリング(8)を有することを特徴とする請求
    項1から12のいずれか1項記載のスタフィングボック
    ス。
  14. 【請求項14】 前記リングが1個のしゅう動ランド
    (19)を備えた1個の気密リング(6) を有するこ
    とを特徴とする請求項1から13のいずれか1項記載の
    スタフィングボックス。
JP2001052896A 2000-05-16 2001-02-27 大型ディーゼル機関用スタフィングボックス Withdrawn JP2001324023A (ja)

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