NL192347C

NL192347C - Meerdelige drijfstang voor een grote dieselmotor.

Info

Publication number: NL192347C
Application number: NL8601143A
Authority: NL
Original assignee: Man B & W Diesel Gmbh
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1986-05-02
Publication date: 1997-06-04
Also published as: NL192347B; FI861904A; NO162356B; NL8601143A; NO162356C; FI80135B; FI861904A0; FR2581721B1; DE3516506A1; FR2581721A1; DE3516506C2; FI80135C; NO861827L

Description

1 192347

Meerdelige drijfstang voor een grote dieselmotor

De uitvinding heeft betrekking op een meerdelige drijfstang, die het verbindingselement vormt tussen een krukas van een grote dieselmotor en een op en neer gaande zuiger, met een eerste scheidingsplaats nabij 5 de kruktap, waarbij een de onderste legerhelft vormend legerdeksel door middel van spanschroeven aan een bovenste, aan het onderste deel van de drijfstang aangebrachte legerhelft is bevestigd, en met een tweede scheidingsplaats nabij de overgang tussen stangkop en drijfstang, waarbij het bovenste, de drijfstangkop dragende deel via een schroefverbinding met het onderste deel van de drijfstang is verbonden, welke schroefverbinding bestaat uit twee gelijk gerichte schroefgangen met verschillende hellingshoeken 10 aan beide delen en een schroefverbinding aan de binnenzijde van een verbindingsmoer die beide delen bij het aantrekken naar elkaar toe bewegen, en beide drijfstangdelen via platte, loodrecht op de langsas van de drijfstang staande aanligvlakken tegen elkaar aanliggen, alsmede inrichtingen voor het kunnen aanbrengen van gereedschappen en tussen de drijfstangdelen aangebrachte middelen voor het centreren en voor het tegen verdraaiing borgen daarvan.

15 Uit het Amerikaanse octrooischrift 1.417.307 is een dergelijke drijfstang bekend, waarvan het onderste drijfstangdeel een pen heeft die in het ondereinde van de aan het bovenste deel aangebrachte huls steekt. Door het aandraaien van verbindingsmoeren wordt met de pen de onderste lagerschaal van de zuiger de bovenste lagerschaal daarvan ingesteld. De verbindingsmoeren moeten door contramoeren worden geborgd. Deze stang kan zowel druk- als trekkrachten opnemen. Echter bij toepassing bij grote dieselmoto-20 ren die volgens het viertact-principe werken, waarbij ook bij de tweede omlaaggaande beweging van de zuiger de stang op trek wordt belast vanwege de massakrachten, is deze drijfstang niet geschikt. Er zal dan tussen de tap en de onderste lagerschaal speling optreden, hetgeen tot een niet te accepteren slijtage leidt. Voorts zullen de vervormingen welke op het bovenste drijfstangdeel inwerken direct invloed uitoefenen op de buitendraad daarvan.

25 De uitvinding beoogt bovengenoemd bezwaar te ondervangen en verschaft daartoe een drijfstang, welke zich onderscheidt doordat boven de tweede scheidingsplaats op enige afstand daarvan aan het bovenste stangdeel van de drijfstang een eerste kraag met een diameter die groter is dan de diameter van de schacht aanwezig is, welke kraag van een buitenschroefdraad is voorzien, 30 onder de tweede scheidingsplaats op een afstand daarvan aan het onderste stangdeel van de drijfstang een tweede kraag aanwezig is, die een grotere diameter heeft dan die van de schacht en die van een buitenschroefdraad is voorzien, de verbindingsmoer tussen de beide schroefgangen een ais rekzone dienend lijfdeel met een kleinere wanddikte dan dat bij de schroefgangen heeft, en 35 door middel van de verbindingsmoer de beide stootvlakken van de drijfstangdelen onder voorspanning tegen elkaar te brengen zijn.

Dankzij het aanbrengen van de tweede scheidingsplaats en de schroefverbinding in de drijfstang vlakbij de zuiger zullen tijdens het bedrijf ten gevolge van de relatief korte hefboom ook relatief kleine roterende en oscillerende massakrachten optreden. De schroefverbinding voor de beide drijfstangdelen ondervindt 40 nauwelijks hinder van de ontstekingskrachten. De drijfstang volgens de uitvinding is zeer robuust gebouwd en maakt derhalve het overdragen van zeer grote ontstekingsdrukken in de grootte-orde van meer dan 150 bar mogelijk. Vanwege de relatief korte lengte van de drijfstang volgens de uitvinding maakt dit het realiseren van een zo groot mogelijke slag/boringverhouding mogelijk in relatie met de bereikte relatief grote uitslaghoek en daardoor een motor met een lange slag, wat een gunstig rendement mogelijk maakt.

45 Opgemerkt wordt dat uit de Nederlandse octrooiaanvrage 7401926 een zuigerstang bekend is, waarbij het tweede scheidingsvlak ongeveer in het midden daarvan ligt. De verbinding van de beide drijfstangdelen gebeurt door bevestigingsbouten welke door flenzen steken. Los van het gegeven dat de drijfstang door meer dan één bout moet worden verbonden, moet ook voldoende demontageruimte daarvoor vrijgehouden worden. De scheidingsplaats moet daarom ver van de zuiger zijn aangebracht. Omdat de diameter van de 50 verbindingsflenzen zo groot is kunnen geen grote hoekuitslagen worden bereikt.

Dankzij de enkele moer volgens de uitvinding kan deze vlak onder de zuiger worden aangebracht, waardoor een zeer kleine uitbouwhoogte noodzakelijk is. Bovendien is de diameter klein en kunnen derhalve grote hoekverdraaiingen van de drijfstang toelaatbaar zijn.

Voorts wordt opgemerkt dat uit de Duitse octrooiaanvrage 3.017.773 een inrichting voor het verbinden 55 van een plunjer met een drijfstang bekend is. Bij deze constructie wordt de plunjer in een klembus vastgehouden. Een en ander gebeurt door spanbouten, welke op kegelvormige vlakken aangrijpen. Omdat de plunjer slechts is ingeklemd, kunnen geen grote massakrachten worden overgedragen.

192347 2

Bovengenoemde en andere kenmerken van de uitvinding zullen aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht. In de tekening tonen:

Figuur 1 een volgens de uitvinding uitgevoerde drijfstang van een grote dieselmotor in het gebied van de verbinding van de beide stangdelen van de drijfstang.

5 Figuur 2 de drijfstang volgens figuur 1 in geheel zijaanzicht voordat de verbinding van de beide stangdelen tot stand is gebracht.

Figuur 3 een zijaanzicht van de drijfstang volgens figuur 2 nadat de verbinding van de beide stangdelen tot stand is gebracht.

10 In de figuren is een meerdelige, het verbindingsorgaan tussen een krukas van een grote dieselmotor en een op en neer gaande zuiger vormende drijfstang weergegeven en is daar in zijn geheel met 1 aangeduid.

Deze drijfstang 1 is in het gebied van een met 2 aangeduide eerste scheidingsplaats (zie figuur 3) in het gebied van het leger van de kruktap gedeeld. Daarbij is een de onderste legerhelft vormend legerdeksel 3 door middel van spanschroeven 4 aan een bovenste legerhelft 5 bevestigd. De bovenste legerhelft 5 is aan 15 het onderste deel 6 van de tweedelige stang van de drijfstang aangebracht.

De delen 3 en 5 van de aandrijfstang 1 omvatten via een in een dwarsboring 7 ingezette, uit twee helften bestaande glijlegerhuls 8 een kruktap 9 van de verder niet weergegeven krukas van de grote dieselmotor.

De tweede, met 10 aangeduide scheidingsplaats aan de drijfstang 1 ligt in het gebied van de stang daarvan. Het bovenste deel 11 van de drijfstang draagt een zuigerpen via een glijlegerbus 13 omvattende drijfstang-20 kop 14, welke met het onderste deel 6 van de stang van de drijfstang door middel van een schroefverbinding verbonden is. Beide stangdelen 6 en 11 hebben naar elkaar toegekeerde, aan de kopzijde aangebrachte vlakke, loodrecht op de langsas van de drijfstang staande aanligvlakken 15, 16 waarover de beide stangdelen 6 en 11 na aanhalen van de schroefverbinding tegen elkaar aanliggen.

De tweede scheidingsplaats 10 van de drijfstang 1 ligt - zoals uit de figuren zichtbaar is - dicht bij de 25 overgang van het stangdeel 11 naar de drijfstangkop 14. De schroefverbinding van de beide stangdelen is daarbij zoals hierna zal worden aangegeven, karakteristiek.

Boven de tweede scheidingsplaats 10 van de drijfstang is op enige afstand daarvan aan het bovenste stangdeel 11 van de drijfstang een eerste kraag 18 met een buitenschroefdraad 19 aanwezig, van welke kraag 18 de diameter groter is dan die van de schacht 17.

30 Onder de tweede scheidingsplaats 10 op enige afstand daarvan is aan het onderste stangdeel 6 een tweede kraag 21 met een buitenschroefdraad 22 aanwezig, welke kraag 21 een grotere diameter heeft dan de schacht 20.

De buitenschroefdraad 22 aan de kraag 21 heeft een andere helling dan de buitenschroefdraad 19 van de kraag 18.

35 Beide stangdelen 6 en 11 van de drijfstang zijn door een verbindingsmoer 23 losmaakbaar met elkaar verbonden. De verbindingsmoer 23 heeft een bovenste binnenschroefdraad 24 en een daarvan door middel van een lijf 25 gescheiden onderste binnenschroefdraad 26. De verbindingsmoer 23 grijpt daarbij met haar bovenste binnenschroefdraad 24 aan op de buitenschroefdraad 19 van de bovenste kraag 18 en met haar onderste binnenschroefdraad 26 op de buitenschroefdraad 22 van de onderste kraag 21. Tengevolge van 40 de verschillende, echter in dezelfde zin hellende schroefdraadhellingen worden bij het aanhalen van de verbindingsmoer 23 de beide stangdelen 6 en 11 naar elkaar toe bewogen, tot zij met hun aan de kopzijde aanwezige aanlegvlakken 15 en 16 tegen elkaar aan komen te liggen.

Teneinde een juiste onderlinge positionering van de beide stangdelen 6 en 11 tijdens het verbindings-proces en tijdens bedrijf te verzekeren, zijn in het gebied van de tweede scheidingsplaats 10 van de 45 drijfstang middelen voor het centreren en voor het borgen tegen verdraaiing van de beide stangdelen 6 en 11 aanwezig.

Bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is als middel voor het centreren van de beide stangdelen 6 en 11 aan één daarvan, hier het stangdeel 6, een centrische, voorbij het aanlegvlak 15 stekende centreertap 27 (zie figuur 2) aanwezig, welke centreertap in een aan het andere stangdeel, hier het stangdeel 11 van de 50 drijfstang, aanwezige centrische eindige boring 28 vormsluitend ingrijpt. Als middel voor het borgen tegen verdraaiing van beide stangdelen 6, 11 zijn bij weergegeven uitvoeringsvoorbeeld in beide stangdelen 6, 11 excentrische, met elkaar in lijn liggende, evenwijdig aan de as van de drijfstang aangebrachte, eindige boringen 29, 30 alsook een daarin vormsluitend grijpende borgpen 31 aanwezig. Hierdoor is verzekerd, dat enerzijds de doorgaande boring 32 voor de zuigerpen 12 en 33 voor de kruktap 9 onderling evenwijdig aan 55 elkaar zijn aangebracht en anderzijds de vlakke zijvlakken 34, 35 aan de drijfstangkop 14 evenwijdig aan de zijvlakken 36, 37 aan de aandrijfstang 1 in het gebied van de legers 3, 5 van de kruktap zijn aangebracht.

De helling van de buitenschroefdraad 19 aan de bovenste kraag 18 is gelijk aan de helling van de

Claims

1. Meerdelige drijfstang, die het verbindingselement vormt tussen een krukas van een grote dieselmotoren 45 een op en neer gaande zuiger, met een eerste scheidingsplaats nabij de kruktap, waarbij een de onderste legerhelft vormend legerdeksel door middel van spanschroeven aan een bovenste, aan het onderste deel van de drijfstang aangebrachte legerhelft is bevestigd, en met een tweede scheidingsplaats nabij de overgang tussen stangkop en drijfstang, waarbij het bovenste, de drijfstangkop dragende deel via een schroefverbinding met het onderste deel van de drijfstang is verbonden, welke schroefverbinding bestaat uit 50 twee gelijk gerichte schroefgangen met verschillende hellingshoeken aan beide delen en een schroefverbinding aan de binnenzijde van een verbindingsmoer, die beide delen bij het aantrekken naar elkaar toe bewegen, en beide drijfstangdelen via platte, loodrecht op de langsas van de drijfstang staande aanliggende vlakken tegen elkaar aanliggen, alsmede inrichtingen voor het kunnen aanbrengen van gereedschappen en tussen de drijfstangdelen aangebrachte middelen voor het centreren en tegen verdraaiing borgen daarvan, 55 met het kenmerk, dat boven de tweede scheidingsplaats (10) op enige afstand daarvan aan het bovenste stangdeel (11) van de drijfstang een eerste kraag (18) met een diameter die groter is dan de diameter van de schacht 192347 4 (17) aanwezig is, welke kraag (18) van de buitenschroefdraad (19) is voorzien, dat onder de tweede scheidingsplaats (10) op een afstand daarvan aan het onderste stangdeel (6) van de drijfstang een tweede kraag (21) aanwezig is, die een grotere diameter heeft dan die van de schacht (20) en die van een buitenschroefdraad (22) is voorzien, 5 dat de verbindingsmoer (23) tussen de beide schroefgangen (24, 26) een als rekzone dienend lijfdeel met een kleinere wanddikte dan dat bij de schroefgangen heeft, en dat door middel van de verbindingsmoer (23) de beide stootvlakken (15, 16) van de drijfstangdelen (6 resp. 11) onder voorspanning tegen elkaar te brengen zijn.

2. Meerdelige drijfstang volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de helling van de buitenschroefdraad 10 (19) aan de bovenste kraag (18) ongeveer 50% groter is dan de helling van de buitenschroefdraad (22) aan de onderste kraag (21).

3. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat zowel de kraag (18) aan het bovenste stangdeel (11) van de drijfstang als ook de kraag (21) aan het onderste deel (6) van de drijfstang eenzelfde buitendiameter hebben.

3 192347 bovenste binnenschroefdraad 24 van de verbindingsmoer 23 en is ca. 50% groter dan de helling van de buitenschroefdraad 22 aan de kraag 21 en de daaraan gelijke helling van de onderste binnenschroefdraad 26 van de verbindingsmoer 23. In de praktijk kunnen fijne schroefdraden met enerzijds een helling van 6 mm en 4 mm anderzijds toegepast worden.

4. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de voetcirkel-diameter van de beide buitenschroefdraden (19, 22) een maat heeft, die overeenkomt met ongeveer het 0,4-voudige van de diameter van de bijbehorende zuiger.

5. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verbindingsmoer (23) een lengte heeft, die ongeveer overeenkomt met het 0,4-voudige van de diameter van de 20 bijbehorende zuiger.

5 Het tussen de beide binnenschroefdraden 24 en 26 van de verbindingsmoer aangebrachte lijf 25 heeft een wanddikte, die geringer is dan die in het gebied van de schroefdraden. Het lijf 25 vormt aldus een uitzettingszone voor het verzekeren van een ook tijdens motorbedrijf resterende hoge aandrukkracht bij een bepaald aanhaalmoment, waarmee de beide stangdelen 6 resp. 11 van de aandrijfstang via hun aan hun kopzijden aanwezige aanlegvlakken 15 resp. 16 tegen elkaar aan te drukken zijn.

6. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de buitendiameter van de verbindingsmoer (23) een grootte heeft, die overeenkomt met ongeveer het 0,5- tot 0,6-voudige van de diameter van de bijbehorende zuiger.

7. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij geheel tegen 25 elkaar aanliggende stangdelen (6, 11) van de drijfstang en volkomen aangetrokken verbindingsmoer (23) tussen de onderrand (44) daarvan en de hartlijn van de door de drijfstangkop (14) gaande zuigerpen (12) een afstand aanwezig is, die ongeveer overeenkomt met het 0,8- tot 0,9-voudige van de diameter van de bijbehorende zuiger.

8. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat als middel voor 30 het centreren van de beide stangdelen (6, 11) van de drijfstang aan één daarvan een centrische, voorbij de aanligvlakken (15 resp. 16) reikende centreertap (27) en aan het andere stangdeel een centrische eindige boring (28), waarin de centreertap (27) met overeenkomstige vormgeving aansluitend aangrijpt, zijn voorzien, en dat als middel ter borging tegen verdraaiing beide stangdelen (6, 11) van de drijfstang in beide excentrische, in lijn met elkaar liggende, evenwijdig aan de as aangebrachte, eindige boringen (29, 30) 35 alsmede een daarin grijpende tegen draaiing borgende pen (31) met dezelfde vorm als de boringen zijn aangebracht.

9. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan het onderste stangdeel (6) van de drijfstang onder de daar aanwezige onderste kraag (21) en op enige afstand daarvan een vangkraag (38) voor de verbindingsmoer (23) aanwezig is, die een iets grotere diameter heeft dan de 40 onderste kraag (21), waarbij de afstand tussen de onderzijde (39) van de kraag (21) en de bovenzijde (40) van de vangkraag (38) iets groter is dan de axiale lengte van de bovenste binnenschroefdraad (24) van de verbindingsmoer (23), zodat na het losmaken van deze laatste en het afschroeven daarvan tot aan de vangkraag (38) geen schroefverbinding meer tussen de bovenste binnenschroefdraad (24) van de verbindingsmoer (23) en de buitenschroefdraad (19) van de bovenste kraag (18) bestaat, en dan de 45 aangesloten zuiger tezamen met het bovenste stangdeel (11) van de drijfstang door de bijbehorende cilinder naar boven eruit te nemen is.

10. Meerdelige drijfstang volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de vangkraag (38) voorzien is van aangrijpmiddelen, bij voorkeur vlakken (41), voor het aangrijpen met behulp van een aantrek- respectievelijk demontagegereedschap voor de verbindingsmoer (23).

10 Met voordeel is aan het onderste stangdeel 6 onder de daar aanwezige kraag 21 op enige afstand daarvan een vangkraag 38 met een wat grotere diameter aanwezig, die bestemd is voor de verbindingsmoer 23. Daarbij is de afstand tussen de onderzijde 39 van de kraag 21 en de bovenzijde 40 van de vangkraag 38 iets groter dan de axiale lengte van de bovenste binnenschroefdraad 24 van de verbindingsmoer 23. Hierdoor is verzekerd dat na het losmaken van de verbindingsmoer 23 en het afschroeven 15 daarvan zover, tot deze tegen de vangkraag 38 komt aan te liggen - zoals in figuur 2 is getoond - geen schroefdraadverbinding meer tussen de bovenste binnenschroefdraad 24 van de verbindingsmoer 23 en de buitenschroefdraad 19 van de kraag 18 aan het bovenste stangdeel 11 bestaat. Aldus kan de zuiger tezamen met het bovenste stangdeel 6 door de bijbehorende cilinder heen naar boven toe daaruit worden genomen. De vangkraag 38 is van aangrijporganen, bijvoorbeeld vlakken 41 (zie figuur 3) voorzien, die 20 dienen om tegen verdraaiing geborgd te worden aangegrepen met een aanhaalgereedschap voor de verbindingsmoer 23. Aan de omtrek van de drijfstangkop 14 evenals aan de bovenzijde 40 van de vangkraag 38 kunnen loodrecht ten opzichte van de langsas van de drijfstang staande meetvlakken 42, 43 aanwezig zijn, die voor het daarop aangrijpen van een controleapparaat voor een meting van de afstand na het aanhalen respectie-25 velijk losmaken van de verbindingsmoer 23 dienst doen. In de voorkeursuitvoeringsvorm hebben zowel de kraag 18 aan het bovenste stangdeel 11 als ook de kraag 21 aan het onderste stangdeel 6 eenzelfde buitendiameter. De voetringdiameter van de beide buitenschroefdraden 19 en 22 heeft een grootte, die ongeveer overeenkomt met het 0,4-voudige van de diameter van de bijbehorende op en neer gaande zuiger. De verbindingsmoer 23 heeft van buitenaf 30 toegankelijke aangrijpmiddelen voor een vormsluitend daarop aan te grijpen aanhaal- respectievelijk losmaakgereedschap voor een slipvrije verdraaiing. Voor het overige heeft de verbindingsmoer 23 bij voorkeur een lengte die ongeveer overeenkomt met het 0. 4-voudige van de diameter van de bijbehorende op en neer gaande zuiger. De buitendiameter van de verbindingsmoer 23 heeft bij voorkeur een grootte, die ongeveer overeenkomt met het 0,5- tot 0,6-voudige 35 van de diameter van de bijbehorende op en neer gaande zuiger. Bij volledig tegen elkaar aanliggende stangdelen 6 en 11 als ook volledig aangehaalde verbindingsmoer 23 is tussen de onderrand 44 daarvan en de middenas van de zuigerpen 12 een afstand aanwezig, die bij voorkeur ongeveer overeenkomt met het 0,8- tot 0,9-voudige van de diameter van de bijbehorende op en neer gaande zuiger. 40

11. Meerdelige drijfstang volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verbindingsmoer (23) van buitenaf toegankelijke aangrijpmiddelen voor een daarop naar de vorm aangepast aangrijpen van een draaielement van een aanhaal- respectievelijk demontagegereedschap heeft voor een slipvrije overdraging van de draaibeweging bij het losmaken en aanhalen.

12. Meerdelige drijfstang volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de 55 omtrek van de drijfstangkop (14) evenals aan de bovenzijde (40) van de vangkraag (38) loodrecht op de 5 192347 langsas van de drijfstang staande meetvlakken (42, 43) voor het opzetten van een controleapparaat voor het meten van de afstand na het aanhalen respectievelijk losmaken van de verbindingsmoer (23) aanwezig zijn. Hierbij 2 bladen tekening