JP2007170380A

JP2007170380A - 内燃機関のエンジンブロックの組み付け、取り外し方法、及びこの方法によって製造された装置

Info

Publication number: JP2007170380A
Application number: JP2006337933A
Authority: JP
Inventors: Kurt Stauder; ストーダーカート
Original assignee: GE Jenbacher GmbH and Co OHG
Current assignee: Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2007-07-05
Also published as: EP1803527A1; US20070143998A1; US7527031B2; EP1803527B1

Abstract

【課題】従来技術の問題を回避できる上位概念に規定した方法を提供すること。
【解決手段】内燃機関のエンジンブロックに対する該エンジンブロックのピストンおよびシリンダライナーの組み付け、および／または組外しを併せて行うための方法が提供される。この方法によれば、前記組み付けおよび／または組み外しの際に、前記シリンダライナー（６）を、当接肩部（１６）で支持または保持するようにし、該当接肩部は、前記ピストン（１）の連接棒（３）および／または前記ピストン（１）に配置され、好ましくは一体的に形成されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のエンジンブロックに対する該エンジンブロックのピストンおよびシリンダライナーの組み付け、および／または組外しを併せて行うための方法に関する。さらに本発明は、シリンダライナーとその中に配置可能なピストンと、そして必要に応じてピストンに配置される連接棒とを備えた装置に関し、さらに、ピストン、連接棒、およびシリンダライナー自体、さらには内燃機関および把持器にも関する。

例えば定置式のガスエンジンのような大型エンジンにおいて特に、安定性の面から、内燃機関のクランク軸を包囲する連接棒のビッグエンドを大きくする必要があるため、ピストンの組み付けおよび／または組み外しの際に連接棒がシリンダライナーを通り抜けることができないという問題が生じる。このような状況に関しては、現在の技術において、ピストン、連接棒、およびシリンダの組み付けおよび／または組み外しを併せて行う方法が既に公知である。したがって、ピストンだけでなくシリンダライナーにも固定される把持器を使用することが既に提案されている。しかし、この方法には、ピストンおよびシリンダライナーに、追加のねじ、小穴、フック、またはそのようなものを設けなければならないという欠点がある。あるいは、シリンダライナー内の拡張部を拡張し、ピストンを減圧状態に保持するという方法も公知である。しかし、この方法には、漏れが原因で、組み付けおよび／または組み外しの際にピストンの保持作用が十分確実ではない危険があるという欠点がある。それだけでなく、もっぱら摩擦に頼ってシリンダライナーを固定することは、シリンダライナーおよびピストンのより軽量な構成にのみ適している。

本発明の課題は、上記の問題を回避できる上位概念に規定した方法を提供することである。

この課題は本発明により、組み付けおよび／または組み外しの際に、シリンダライナーを、当接肩部で支持または保持するようにし、該当接肩部は、ピストンの連接棒および／または連接棒に配置され、好ましくは一体的に形成されるものであることによって解決される。

したがって、本発明の基本的な技術思想は、組み付けおよび／または組み外しの際に、ピストンの連接棒および／または連接棒に配置され得る当接肩部でシリンダライナーを支えることによって、シリンダライナーを安全に保持することである。これによって、シリンダライナーの脱落を防止することができる。

好適な変化実施形態においては、組み付けおよび／または組み外しの際にピストンおよびシリンダライナーを併せて、そして、好ましくは排他的に、前記ピストンに保持させると共に、および／またはエンジンブロックに押し込み、および／またはエンジンブロックから引き出すように設計することができる。小さいシリンダライナーおよびピストンの場合、ピストンを手で把持し保持することができる。しかしとりわけ、大きく重量のある組み付けアセンブリでは通常、ピストンとピストンに掛かる連接棒およびシリンダライナーを保持するために把持器を使用すれば好都合である。これらすべての変形例において、シリンダライナーが連接棒および／またはピストンに掛けられ、アセンブリ全体がピストンで把持されまたは保持される。

本発明のさらなる態様によれば、本発明による方法のために使用できるような装置のピストンを覆って係合把持するための把持器も提供される。

この方法の実施に適している、シリンダライナーおよびその中に配置できるピストンを備えた装置によれば、ピストンおよび／または連接棒は、好ましくは一体となって構成された当接肩部を備え、該当接肩部は、組み付けおよび／または組み外しの際にシリンダライナーを支持または保持し得るものである。したがって、さらなる態様によれば本発明には、また、このような装置構成を有する、これに適したピストン、連接棒、シリンダライナー、および内燃機関も含まれる。内燃機関としては、例えば定置式ガスエンジンが挙げられる。

本発明のさらなる詳細および特徴は、添付図面を参照した説明から明らかになる。

図１、図２、および図４は、図示していない連接棒キャップが連接棒３から解放され、連接棒のビッグエンド１９がクランク軸１１からひき外された状態を示している。連接棒３は、図示の状態において、取り付けロッド１０を用いてシリンダヘッド側にて上方に向かってシリンダライナー６から、把持器８の２つのシェル８’をピストン１に載置して覆って把持できる程度押し出されている。把持器の種類に応じてピストンを付加的に適合させなくても済むように、好適な変形例では、把持器８が、ピストン１上の溝４に係合するための少なくとも１つの突起部を有している。これにより、ピストンリング間の距離に応じて、把持器８を、通常はピストンリングがはまっているピストンリング溝４に直接係合させることが可能になる。代替的に、図３に示したように、好ましくは傾斜した把持面２０を用いてピストン８を後方位置で係合把持するように、把持器を設計することもできる。

図１、図２、および図４に示した状態において、シリンダライナー６は連接棒３の当接肩部１６（図１および図２）または当接肩部１６および１６’（図４）に支えられている。図１および図２による実施例では、当接肩部１６の向かい側において追加の支持面１７がさらに連接棒３に設けられている。この支持面は、取り付け時のみ存在するロッドによって図１および図２に示した位置に連接棒３が押し込まれるとすぐに、シリンダライナー６内での連接棒３のセンタリングを行うために用いられる。この関連での「センタリング」という用語が実質的に表していることは、ピストン１上で引っ張りに際してシリンダライナー６が当接肩部１６から滑り落ちることを防止するような組み付け上の位置合わせの精確な位置関係ということである。図４および図４ａによる実施例においては、両方の当接肩部１６および１６’が共働することによってセンタリングが行われる。連接棒３は、連接棒のビッグエンド１９の領域と、動作状態においてクランク軸１１の方を向く端部領域において、シリンダライナー６の内径より大きい最大直径を有している。図１および図２による当接肩部１６と支持面１７、または図４および図４ａによる当接肩部１６および１６’は、図示した実施例において、この端部領域に配置され、連接棒３において一体的に形成されている。当接肩部１６または当接肩部１６、１６’は、図示したように、組み付け状態においてクランク軸のほうに向いているシリンダライナー６の下端１８に係合する。

以下では、本発明に従って創出された組み付け方法を用いた、ピストン１、連接棒３、およびシリンダライナー６の組み付けについて説明する。まず、ピストン１、ピストンピン２、および連接棒３が組み立てられる。ピストンピン２は止め輪５で固定される。このように前もって組み立てられたユニットが下から、またシリンダライナー６の下端１８の側で、シリンダライナーに差し込まれる。その後、当接肩部１６およびさらなる支持面１７を用いて、あるいは当接肩部１６、１６’を用いて、シリンダライナー６における連接棒３のセンタリングが行われるように、ピストン１および連接棒３から成るユニットが、シリンダライナー６内で上方に押される。これでシリンダライナーは、当接肩部１６または当接肩部１６、１６’の上に載ることになる。次に、ピストンリングがピストン１に装着され、把持器８が取り付けられる。その際、例えば、傾斜した把持面２０が図３に示したようにピストン１を後方位置で係合把持するように両方のシェル８’をピストン１に載置することができる。

開いた連接棒のビッグエンド１９において、連接棒軸受筒１５が、回動しないように図２および図２ａに示した固定ラグ１４で固定されている。図４および図４ａによる第２実施例においては、固定ラグ１４が明示的には示されていないが、固定ラグは第１実施例の場合と同様の方法で形成することができる。その後、外側でシールリング１２がシリンダライナー６の対応する溝にはめ込まれる。対応する、技術水準において公知のシーラントをクランクケース７内の軸受面に施した後で、このように前もって組み立てられた、ピストン、連接棒、シリンダライナー、および把持器から成るユニットが上から、またシリンダヘッドの側で、エンジンブロックまたはクランクケース７に差し込まれる。その後、シリンダライナー６の環状フランジ２１がクランクケース７における対応するはめ合い部に載るまで、このユニット全体が、例えばプラスチックハンマーを用いてエンジンブロック７に打ち込まれる。この状態を示しているのが図１、図２、および図４である。ここで、取り付けロッド１０が横からクランクケース７に取り付けられ、固定ラグ１４において調節または固定され、それによって連接棒３が固定される。図４および図４ａによる第２実施例においては、取り付けロッド１０は、固定ラグ１４ではなく、連接棒３のセンタリングピン２３に係合する。このことが行われると、把持器８を取り外すことができ、ここでは示していないが技術水準において公知のピストン挿入スリーブを上部のシリンダライナーすり合わせにてセンタリングすることができる。把持器８からピストン１が解放された後、取り付けロッド１０を用いて連接棒３をピストン１とともに下に移動させ、開いた連接棒のビッグエンド１９をクランク軸１１に装着することができる。その後、ここでは示していないが技術水準において公知の連接棒クランプを、取り付けた連接棒のビッグエンドと連接棒３とともに初期締め付けトルクで締めることができる。ここでは示していないピストン挿入スリーブを取り外した後、技術水準において公知のように、シリンダライナー６を締め付けるための装置により、さらなる操作が行われる。シーラントの硬化および漏れ試験の後に、この締め付けるための装置を取り外すことができる。シリンダヘッドをシリンダヘッドボルト９に取り付けるためのさらなるステップは、技術水準において公知である。

本発明によれば、組み外しは次のように行われる。まず、図示していない連接棒クランプが軸受筒１５とともに連接棒のビッグエンド１９から取り外される。図１および図２による第１実施例においては、固定ラグ１４が連接棒３に固定される。その後、クランクケース７への取り付けロッド１０の取り付けと、取り付けロッド１０の調整または下の固定ラグ１４への固定が行われ、それによって連接棒３がロッド１０に取り付けまたは固定される。第２実施例においては、取り付けロッド１０は固定ラグ１４ではなくセンタリングピン２３に係合する。ここで、さらなる支持面１７を用いて、あるいはシリンダライナー６内の両方の当接肩部１６、１６’を用いて、シリンダライナー６における連接棒６のセンタリングが行われ、それによってシリンダライナー６が連接棒３の当接肩部１６または当接肩部１６、１６’に自動的に当接する位に、取り付けロッド１０を用いて、連接棒３およびピストン１から成るユニットが上方に、またクランク軸１１から離れる方向に押される。このように上方に押される際に、ピストンリング溝４のピストンリングがシリンダライナー６からスナップ作用で外れ、それによってピストン１および連接棒３が滑り戻らないように、ピストン１がシリンダライナー６から上方に押し出される。その後、把持器８の取り付けが行われる。その際、第１変形においては、図３に示したように両方の把持面２０がピストン１を後方位置で係合把持することができる。代替的に、まずシールリングをピストンリング溝４から外し、それから把持器８上の適切な突起部を用いてピストンリング溝４に直接係合するように設計することもできる。両方の変形例において、いずれにせよ取り付けの後で把持器８、ピストン１、連接棒３、およびシリンダライナーが固定される。前述のステップに続いて、シリンダライナー６をクランクケース７から解放する必要がある。この解放は、連接棒３およびそれに支えられているシリンダライナー６を、取り付けロッド１０を用いてクランクケース７からさらに上に押し出すだけで達成できる。長期間にわたる稼動の後には、シリンダライナー６がクランクケース７内に固着してしまうことが多い。このような事態が生じた場合は、図３に示した液圧シリンダ１３を用いて把持器８、ピストン１、連接棒３、およびシリンダライナー６から成るユニットを上に押すことで、シリンダライナー６とクランクケース７との結合を解離することができる。図３に示したように、液圧シリンダ１３がクランクケース７で支えられ、把持器８上の対応する突起部２２に押し付けられれば好都合である。シリンダライナー６を解放した後、把持器８に掛かっているユニット全体を手で、あるいはユニットが大きい場合はクレーンで、クランクケース７から外に持ち上げることができる。本発明によれば、把持器８がピストン１に接触している間、シリンダライナー６は、解放時にも持ち上げ時にも連接棒に支えられている。取り外しのさらなるステップは、組み付けとは逆の順序で行われるため、再び別個に説明する必要はない。

シリンダライナー、ピストン、および連接棒から成る、本発明による構成の第１実施例を備えるエンジンブロックの断面斜視図である。対応する縦断面図である。組み付けおよび／または組み外しの際にシリンダライナーが連接棒に支えられる領域における、図２の一部の詳細図である。ピストンおよび把持器の領域における詳細断面図である。本発明による第２実施例の縦断面図である。組み付けおよび／または組み外しの際にシリンダライナーが連接棒に支えられる領域における、図４の一部の詳細図である。

符号の説明

１ピストン
２ピストンピン
３連接棒
４ピストンリング溝、溝
５止め輪
６シリンダライナー
７クランクケース、エンジンブロック
８把持器
８’ シェル
９シリンダヘッドボルト
１０取り付けロッド、ロッド
１１クランク軸
１２シールリング
１３液圧シリンダ
１４固定ラグ
１５連接棒軸受筒、軸受筒
１６当接肩部
１６’ 当接肩部
１７支持面
１８下端、端部
１９連接棒のビッグエンド
２０把持面
２２突起部
２３センタリングピン

Claims

内燃機関のエンジンブロックに対する該エンジンブロックのピストンおよびシリンダライナーの組み付け、および／または組外しを併せて行うための方法であって、前記組み付けおよび／または組み外しの際に、前記シリンダライナー（６）を、当接肩部（１６）で支持または保持するようにし、該当接肩部は、前記ピストン（１）の連接棒（３）および／または前記ピストン（１）に配置され、好ましくは一体的に形成されるものであることを特徴とする方法。
前記シリンダライナー（６）の脱落が防止されるように、前記シリンダライナー（６）を、前記当接肩部（１６）によって保持することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記ピストン（１）および前記シリンダライナー（６）を、その組み付けおよび／または組み外しの際に併せて、そして、好ましくは排他的に前記ピストン（１）に保持すると共に、前記エンジンブロック（７）に押し込み、および／または前記エンジンブロック（７）から引き出すようにしたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
前記ピストン（１）および前記シリンダライナー（６）を、組み付けおよび／または組み外しの際に併せて、前記ピストン（１）に係合する把持器（８）に保持すると共に、前記エンジンブロック（７）に押し込み、および／または前記エンジンブロック（７）から引き出すようにしたことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記把持器（８）を前記ピストン（１）に載置された状態において、前記ピストン（１）内の溝（４）に係合させ、該溝は、少なくとも１つの、好ましくはピストンリング用に設けられたものであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記把持器（８）は、前記ピストン（１）を後方位置で係合把持するための好ましくは傾斜した把持面（２０）を有するものであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
組み外しの前に、前記ピストン（１）またはそれの連接棒（３）を、前記内燃機関のクランク軸（１１）から解放し、前記ピストン（１）を、好ましくは前記把持器（８）によって把持し得る位に、前記シリンダライナー（６）から押し出すことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
組み付けおよび／または組み外しの際に、前記シリンダライナー（６）内での、前記連接棒（３）および／または前記ピストン（１）のセンタリングを、前記当接肩部（16）および必要に応じて少なくとも１つのさらなる支持面（１７）によって、好ましくは自動的に、行うことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
組み付けおよび／または組み外しの際に、前記シリンダライナー（６）を、それのエッジ（１８）において前記当接肩部（１６）に支持または保持し、該当接肩部は、組み付け位置において前記クランク軸（１１）のほうに向いているものである、ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
組み付けおよび／または組み外しの際に、前記シリンダライナー（６）を、少なくとも２つの当接肩部（１６、１６’）上で支持または保持するようにし、該当接肩部は、前記ピストン（１）の連接棒（３）上および／または前記ピストン（１）上に配置され、好ましくは一体的に形成されたものであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
シリンダライナーとその中に配置可能なピストンと、そして必要に応じて前記ピストンに配置される連接棒とを備えた装置であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法に特に適した装置において、前記ピストン（１）および／または前記連接棒（３）は、好ましくは一体的に形成された当接肩部（１６）を備え、該当接肩部は、組み付けおよび／または組み外しの際に前記シリンダライナー（６）を支持または保持し得るものであることを特徴とする装置。
前記ピストン（１）および／または前記連接棒（３）は、好ましくは一体的に形成された少なくとも２つの当接肩部（１６、１６’）を備え、該当接肩部は、組み付けおよび／または組み外しの際に前記シリンダライナーを支持または保持し得るものであることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
前記ピストン（１）および／または必要に応じて配設される連接棒（３）に、少なくとも１つのさらなる支持面（１７）が設けられており、該支持面は、好ましくは前記当接肩部（１６）または前記当接肩部（１６、１６’）と相俟って、前記シリンダライナー（６）内で前記ピストン（１）および／または前記連接棒（３）のセンタリングを行うのに適したものであることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の装置。
前記当接肩部（１６）または前記当接肩部（１６、１６’）および／または前記さらなる支持面（１７）は、前記連接棒（３）の端部領域に、好ましくは連接棒のビッグエンド（１９）の領域に配置されており、該領域は、動作状態においてクランク軸（１１）のほうに向いていることを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の装置。
前記連接棒は、前記シリンダライナーの内径よりも大きい最大直径を有することを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置に適したピストン。
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置に適した連接棒。
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置に適したシリンダライナー。
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置を備え、特に静止して稼動する内燃機関。
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置のピストンを覆って係合把持するための把持器。
前記ピストン（１）の溝（４）に係合するための少なくとも１つの突起部と、好ましくは少なくとも２つのシェル（８’）とを有することを特徴とする、請求項２０に記載の把持器（８）。