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Dokumentenidentifikation DE102005003552B4 03.05.2007
Titel Kreuzkopfmotor
Anmelder MAN B & W Diesel A/S, Kopenhagen/Koebenhavn, DK
Erfinder Rathmann, Jens, Gentofte, DK
Vertreter Munk, L., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 86150 Augsburg
DE-Anmeldedatum 26.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005003552
Offenlegungstag 03.08.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse F02B 75/32(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F01P 3/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Kreuzkopfmotor, insbesondere Zweitakt-Großdieselmotor, mit wenigstens einem durch eine Kolbenstange mit einem Kreuzkopfzapfen verbundenen Kolben, der über ein im Kreuzkopfzapfen und in der Kolbenstange vorgesehenes Kanalsystem mit einer Kühlflüssigkeit versorgbar ist, wobei die Kolbenstange mit einer Durchgangsausnehmung versehen ist, in deren unteren Endbereich eine aus einer hiermit fluchtenden Radialbohrung des Kreuzkopfzapfens vorspringende Zentrierbüchse eingreift und deren oberhalb hiervon liegender Bereich durch ein an seinem unteren Ende gefasstes, einen gegenüber dem zugeordneten Durchmesser der Durchgangsausnehmung kleineren Außendurchmesser aufweisendes Einsatzrohr in einen inneren und einen äußeren mit jeweils einem kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal kommunizierenden, der Kühlflüssigkeit zugeordneten Strömungskanal unterteilt ist.

Eine bekannte Anordnung dieser Art ist ausschnittsweise aus 6 ersichtlich. Die Durchgangsbohrung der Kolbenstange Ist hierbei als im Bereich des unteren Flansches der Kolbenstange verjüngte Stufenbohrung ausgebildet, in deren unteren, verengten Bereich das den inneren und äußeren Strömungskanal voneinander abgrenzende Einsatzrohr von oben und die denselben Außendurchmesser aufweisende Zentrierbüchse von unten eingreifen. Die Herstellung der Stufenbohrung erfordert zwei Bohrungen von einander gegenüberliegenden Seiten mit Bohrern unterschiedlichen Durchmessers. Dies erschwert die Herstellung. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die vom unteren Ende des äußeren Strömungskanals wegführenden Bohrungen über die Höhe des Flansches der Kolbenstange hinaus vergleichsweise weit in den unteren Bereich der Kolbenstange hineinreichen. Dies führt, wie die Erfahrung gezeigt hat, im Betrieb zu ungünstigen Spannungsverteilungen, was die Lebensdauer der bekannten Anordnung verkürzen kann bzw. eine äußerst starke Dimensionierung erfordert.

Die DE 102 22 312 B4 zeigt einen Kreuzkopfmotor, bei dem die Gleitflächen der dem Kreuzkopf zugeordneten Gleitschienen durch Sprühdüsen mit Schmieröl beaufschlagbar sind. Die Sprühdüsen können auf dem Kreuzkopf angeordnet und mit kreuzkopfseitigen Versorgungsleitungen verbunden sein. Hierüber enthält die genannte DE 102 22 312 B4 jedoch keine nähere Aussage.

Die DE 42 06 111 A1 zeigt eine Kreuzkopf mit einem im Kreuzkopfzapfen und einer hiermit verbundenen Kolbenstange vorgesehenen Kanalsystem zur Versorgung des Kolbens mit Kühlflüssigkeit. Die Kolbenstange ist mit einer axialen Bohrung versehen, in die ein Einsatzrohr eingesetzt ist, das an seinem unteren Ende durch einen Zentrierring zentriert ist. Dieser endet jedoch am unteren Ende der Kolbenstange und greift nicht in den Kreuzkopfzapfen ein. Eine dafür geeignete Bohrung ist nicht vorgesehen. Dem äußeren, durch das Einsatzrohr gebildeten Kanal ist daher eine als im Flansch der Kolbenstange angeordnetete Zu- bzw. Ableitung zugeordnet, die außerhalb des Kreuzkopfzapfens endet.

Aus der MTZ 46 (1985, Nummer 11, Seiten 420 bis 423) ergibt sich eine mit einem Kreuzkopf verbundene Kolbenstange, die mit mit kreuzkopfseitigen Kanälen kommunizierenden Vor- und Rücklaufkanälen versehen ist, die mit kreuzkopfseitigen Kanälen kommunizieren. Für die Ausgestaltung des Anschlussbereichs der kreuzkopfseitigen Kanäle und der kolbenstangenseitigen Kanäle ergibt sich jedoch keine über die oben geschilderten Anordnungen hinausgehende Lehre

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass trotz einer einfachen Herstellbarkeit günstige Betriebsverhältnisse erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Durchgangsausnehmung der Kolbenstange zumindest unterhalb ihres oberen Endbereichs als stufenlose Durchgangsbohrung ausgebildet ist und dass das hierin platzierte Einsatzrohr mit seinem unteren Endbereich in die Zentrierbüchse eingreift, die einen gegenüber dem Außendurchmesser des Einsatzrohrs größeren Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Durchgangsbohrung entspricht.

Mit diesen Maßnahmen werden die eingangs geschilderten Nachteile zuverlässig beseitigt. Das Bohren der stufenlosen Durchgangsbohrung kann in vorteilhafter Weise als einheitlicher Arbeitsschritt erfolgen. Dabei ist in Folge des auf der ganzen Länge vorhandenen gleichen Durchmessers am Ende des Bohrvorgangs eine ordnungsgemäße Spannabfuhr nach unten gewährleistet, so dass der Bohrer ohne die Gefahr von Beschädigungen der Oberflächen nach hinten zurückgezogen oder nach vorne aus der Bohrung herausgeschoben werden kann. Da das zur Bildung eines inneren und äußeren Strömungskanals vorgesehene Einsatzrohr mit seinem unteren Ende in der Zentrierbüchse gefasst ist, reicht der äußere Strömungskanal bis in den Bereich der Zentrierbüchse herab, so dass seine Verbindung zum zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal nur wenig oder gar nicht in den unteren Flansch der Kolbenstange eingreifen muss. Infolge dessen wird im Betrieb eine günstige Spannungsverteilung erreicht, was die Tragfähigkeit erhöht und dementsprechend eine vergleichsweise leichte Dimensionierung ermöglicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zweckmäßig besitzt die Zentrierbüchse einen Kragen, in den das Einsatzrohr mit seinem unteren Endbereich eingreift. Auf diese Weise ergibt sich eine zentrierbüchsenseitige Schulter, an welcher das untere Ende des Einsatzrohrs anliegen kann. Zweckmäßig entspricht die Breite der Schulter der Wanddicke des Einsatzrohrs, so dass sich ein stufenfreier Anschluss des Innenmantels des Einsatzrohrs an den Innenmantel der Zentrierbüchse ergibt, was günstige Strömungsverhältnisse gewährleistet.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass die Radialbohrung des Kreuzkopfzapfens eine die Zentrierbüchse abstützende Schulter aufweist. Dies gewährleistet einen zuverlässigen Sitz und guten Halt der Zentrierbüchse. Zweckmäßig entspricht die Breite der Schulter der Wanddicke der Zentrierbüchse. Auf diese Weise ergibt sich ein stufenloser Anschluss des Innenmantels der Zentrierbüchse an die Wandung des darunter sich befindenden Bereichs der kreuzkopfzapfenseitigen Radialbohrung, was in derselben Weise wie oben günstige Strömungsverhältnisse erwarten lässt.

Gemäß einer ersten, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Ausführung kann der Verbindungsweg zwischen dem äußeren Strömungskanal der Kolbenstange und dem diesem zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal wenigstens einen im Bereich des Flansches der Kolbenstange vorgesehenen, stirnseitigen Schlitz enthalten, der in radialer Richtung über den Durchmesser der Durchgangsbohrung und in axialer Richtung über das obere Ende der Zentrierbüchse hinausreicht. Vorzugsweise können zwei einander diametral gegenüberliegende Schlitze vorgesehen sein. Diese Schlitze lassen sich in vorteilhafter Weise durch einen einfachen Fräs- bzw. Sägeschnitt mit Hilfe eines scheibenförmigen, mit quer zur Achse der Kolbenstange verlaufender Achse angeordneten Werkzeugs herstellen. Die radial äußere Konfiguration eines derartigen Schnitts ist bogenförmig, was im Betrieb zu einer besonders günstigen Spannungsverteilung führt.

Eine andere vorteilhafte Ausführung kann darin bestehen, dass der genannte Verbindungsweg wenigstens ein im Bereich des Flansches der Kolbenstange vorgesehenes, rechtwinkliges Bohrungssystem enthält. Hierbei ergibt sich eine besonders einfache Herstellbarkeit.

Eine weitere, besonders bevorzugte, vorteilhafte Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, dass die Zentrierbüchse mit wenigstens einer äußeren, axial verlaufenden Nut versehen ist, über welche der radial außerhalb des Einsatzrohrs verlaufende Strömungskanal mit einem kreuzkopfzapfenseitig vorgesehenen Strömungskanal kommuniziert. Die äußere Nut der Zentrierbüchse bildet hier in vorteilhafter Weise einen vom außerhalb des Einsatzrohrs vorgesehenen Strömungskanal der Kolbenstange zum zugeordneten Strömungskanal des Kreuzkopfzapfens führende Verbindung. Hierdurch ist daher sichergestellt, dass jede Art von Schwächung der Kolbenstange aufgrund der genannten Verbindung unterbleibt. Hierbei ergeben sich daher im Betrieb besonders günstige Belastungsverhältnisse.

Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.

In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:

1 einen Vertikalschnitt durch einen Zweitakt-Großdieselmotor,

2 ein erstes Beispiel mit stirnseitigen Schlitzen der Kolbenstange,

3 ein zweites Beispiel mit rechtwinkligen Bohrungssystemen der Kolbenstange,

4 ein drittes Beispiel mit einer außen genuteten Zentrierbüchse,

5 eine Ansicht der Zentrierbüchse von 4 und

6 eine Ansicht der eingangs beschriebenen, bekannten Anordnung.

Der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise von Zweitakt-Großdieselmotoren, wie sie beispielsweise für Schiffsantriebe oder dergleichen Verwendung finden können, sind an sich bekannt. Motoren dieser Art sind üblicherweise, wie 1 zeigt, als Kreuzkopfmotoren ausgebildet. Jeder Kolben 1 ist dabei durch eine Kolbenstange 2 mit einem Kreuzkopf 3 verbunden. Der Kreuzkopf 3 bildet praktisch einen Schlitten, der in kolbenachsparallelen Führungen des Maschinengestells auf- und abbewegbar geführt ist. Der Kreuzkopf 3 enthält einen quer zur Achse der Kolbenstange 2 angeordneten Kreuzkopfzapfen 4, an welchem die Kolbenstange 2 befestigt ist und auf dem eine Pleuelstange 5 gelagert ist, die den Kreuzkopf 3 mit einer im unteren Bereich des Motorgestells angeordneten Kurbelwelle 6 verbindet.

Die Kolbenstange 2 ist, wie die weiteren 24 erkennen lassen, am unteren Ende mit einem Flansch 7 versehen, der mit seiner unteren Stirnseite an einer zugeordneten Auflagefläche des Kreuzkopfzapfens 4 anliegt. Der Flansch 7 besitzt Löcher zum Durchstecken von Schrauben, mittels derer die Kolbenstange 2 am Kreuzkopfzapfen 4 festlegbar ist.

Die Kolben 1 des vorliegenden Zweitakt-Großdieselmotors sind mit in 1 sichtbaren Kühlkanälen 8 versehen, durch welche eine Kühlflüssigkeit in Form von Öl oder Wasser oder dergleichen durchleitbar ist. Diese Kühlflüssigkeit wird über ein im Kreuzkopfzapfen 4 und in der Kolbenstange 2 vorgesehenes Kanalsystem heran- und weggeführt, das im Bereich des Kreuzkopfzapfens 4 an eine äußere Zu- bzw. Ableitung 9 an sich bekannter Art angeschlossen ist.

Die Kolbenstange 2 ist, wie die weiteren Figuren erkennen lassen, zur Bildung gegenläufig durchströmbarer Strömungskanäle 10, 11 mit einer axialen Durchgangsbohrung 12 versehen, deren Innenraum durch ein eingesetztes Rohr (im Folgenden Einsatzrohr 13), dessen Außendurchmesser kleiner als der Bohrungsdurchmesser der Durchgangsbohrung 12 ist, in einen innerhalb des Einsatzrohrs 13 sich befindenden, den Strömungskanal 10 bildenden Zylinderraum und in einen außerhalb des Einsatzrohrs 13 sich befindenden, den Strömungskanal 11 bildenden Ringraum unterteil wird. Der innere Strömungskanal 10 und der äußere Strömungskanal 11 kommuniziert jeweils mit einem zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Strömungsweg. Der innere Strömungskanal 10 ist an eine zentrale, zur Durchgangsbohrung 12 koaxiale Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 angeschlossen. Die Radialbohrung 14 ist von einen mit dem äußeren Strömungskanal 11 verbundenen Strömungsweg bildenden Bohrungen 15 flankiert.

Das Einsatzrohr 13, das mit einem oberen Befestigungsflansch an der Kolbenstange 2 befestigt ist, ist unterhalb hiervon zweckmäßig durch radiale Abstützmittel in radialer Richtung stabilisiert. Hierzu kann das Einsatzrohr 13 mit Längsrippen oder mit sternförmigen oder mit Durchgangsausnehmungen aufweisenden Ringen versehen sein, die gleitend an der Wandung der Durchgangsbohrung anliegen. Die gleitende Anlage ermöglicht eine Wärmedehnung. Die Länge des Einsatzrohrs ist höchstens gleich wie oder vorzugsweise etwas kleiner als die Länge der Kolbenstange 2 samt Flansch 7. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Einsatzrohr im montierten Zustand nicht aus der Kolbenstange 2 herausragt. Dies erleichtert die Handhabung der Kolbenstange als vormontierte Baugruppe. Diese Maßnahme ist insbesondere bei Großmotoren hier vorliegender Art von Vorteil.

Die Kolbenstange 2 ist gegenüber dem Kreuzkopfzapfen 4 so ausgerichtet, dass die im Betrieb auftretenden Kräfte exakt durch das Zentrum des Kreuzkopfzapfens 4 gehen. Hierzu findet eine Zentrierbüchse 16 Verwendung, die einerseits in die zentrale Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 und andererseits in die Durchgangsbohrung 12 der Kolbenstange 2 eingreift. Zweckmäßig ist die Zentrierbüchse 16 zumindest einerseits mittels eines Festsitzes wie einer Schrumpfverbindung etc. fixiert. Bei Großmotoren hier vorliegender Art ist die Zentrierbüchse 16 zweckmäßig in den Kreuzkopfzapfen 4 eingeschrumpft. Die Zentrierbüchse 16 kann aber auch in die Durchgangsbohrung 12 der Kolbenstange 2 eingeschrumpft sein. Dies wird vorzugsweise bei kleineren Motoren vorgesehen.

Der Außendurchmesser der Zentrierbüchse 16 entspricht dem Durchmesser der Durchgangsbohrung 12, die zumindest unterhalb ihres oberen Endbereichs, vorzugsweise auf ihrer ganzen Länge stufenlos ist. Die Durchgangsbohrung 12 ist dementsprechend als stufenlose Durchgangsbohrung ausgebildet, deren Durchmesser von oben bis unten konstant ist. Lediglich im Bereich des oberen Endes der Kolbenstange kann eine kleine Ansenkung für einen oberen Halteflansch des Einsatzrohrs 13 vorgesehen sein. Die zentrale Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 ist mit einer der Zentrierbüchse 16 zugeordneten Stufe versehen, die eine radiale Schulter 17 ergibt. Bei in die Radialbohrung 14 fest eingesetzter Zentrierbüchse 16 kann diese mit einer geeigneten Stützfläche an der Schulter 17 anliegen. Bei den den 2 und 3 zugrundeliegenden Beispielen ist diese Stützfläche die untere Stirnseite der Zentrierbüchse 16. Die radiale Breite der Stufe 17 entspricht hier der Wandstärke der Zentrierbüchse 16. Der Innendurchmesser der Zentrierbüchse 16 kann daher dem Durchmesser der zentralen Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 entsprechen, wodurch eine die Strömung behindernde Kante vermieden werden kann.

Das Einsatzrohr 13 ist im Bereich seines oberen und seines unteren Endes fixiert. Das obere Ende kann, wie oben schon angedeutet wurde, mittels eines Halteflansches an der Kolbenstange 2 befestigt sein. Das untere Ende des Einsatzrohrs 12 ist, wie die 24 zeigen, in der Zentrierbüchse 16 gefasst. Der Außendurchmesser der Zentrierbüchse 16, der dem Durchmesser der Durchgangsbohrung 12 entspricht, ist größer als der Außendurchmesser des Einsatzrohrs 13, so dass dieses in die Zentrierbüchse 16 eingreifen kann. Die Zentrierbüchse 16 besitzt einen nach oben weisenden Kragen 18, der das untere Ende des eingreifenden Einsatzrohrs 13 umfasst. Der Kragen 18 wird durch eine entsprechende Ausdrehung der Zentrierbüchse 16 hergestellt. Zur Erleichterung der Ausdrehung ist am Fuß des Kragens 18 ein Freistich 19 vorgesehen. Am Fuß des Kragens 18 ergibt sich eine radiale Schulter 20. Die radiale Breite der Schulter 20 entspricht der Wanddicke des Einsatzrohrs 13. Der Innendurchmesser des Einsatzrohrs 13 kann dementsprechend dem Innendurchmesser der Zentrierbüchse 16 entsprechen, deren Innendurchmesser seinerseits mit dem Durchmesser der zentralen messer der zentralen Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 unterhalb der Stufe 14 übereinstimmt.

Das Einsatzrohr 13 braucht, wie schon erwähnt, eine gewisse Bewegungsfreiheit in axialer Richtung, um Längenänderungen aufgrund von Temperaturänderungen ausgleichen zu können. Bei Ausführungen mit kreuzkopfseitig oder kolbenstangenseitig fixierter Zentrierbüchse 16, wie mit in die kreuzkopfzapfenseitige Radialbohrung 14 oder in die Durchgangsbohrung 12 eingeschrumpfter Zentrierbüchse 16, besitzt das Einsatzrohr 13 gegenüber der Zentrierbüchse 16 einen Bewegungsfreiheitsgrad in axialer Richtung. Das Einsatzrohr 13 greift dementsprechend mit Schiebesitz in den Kragen 18 ein und besitzt einen entsprechenden Abstand von der Stufe 20. Es wäre natürliche auch denkbar das untere Ende des Einsatzrohrs 13 mit an der Stufe 20 anliegender Stirnseite im Kragen 18 der Zentrierbüchse 16 zu fixieren, z.B. einzuschrumpfen. In diesem Fall könnte der erforderliche Bewegungsfreiheitsgrad in axialer Richtung dadurch verwirklicht werden, dass die Zentrierbüchse 16 gegenüber der Kolbenstange 2 und dem Kreuzkopzapfen 4 in axialer Richtung verschiebbar ist und axialen Abstand von der Stufe 17 der Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 aufweist.

Der innerhalb des Einsatzrohrs 13 verlaufende, innere Strömungskanal 10 kommuniziert über die Bohrung der hierzu koaxialen Zentrierbüchse 16 mit der hierzu koaxialen Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4. Der den äußeren Strömungskanal 11 bildende Ringraum zwischen der Außenseite des Einsatzrohrs 13 und der Wandung der Durchgangsbohrung 12 wird unten durch die obere Stirnseite der Zentrierbüchse 16 begrenzt. Zur Verbindung mit den zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Bohrungen 15 ist im unteren Endbereich der Kolbenstange 2 ein geeigneter Verbindungsweg vorgesehen.

Die bisherige Figurenbeschreibung gilt für alle drei erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele gemäß 24. Nachstehend werden die Unterschiede der genannten Beispiele näher erläutert.

Bei dem der 2 zugrundeliegenden Beispiel ist die Kolbenstange 2 zur Bildung des vorstehend erwähnten Verbindungswegs zwischen dem kolbenstangenseitigen Strömungskanal 11 und dem zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal inform der Bohrungen 15 im unteren Bereich ihres Flansches 17 mit wenigstens einem von der auf der Kreuzkopfzapfenseitigen Anlagefläche anliegenden, unteren Stirnseite des Flansches 7 her eingearbeiteten Schlitz 21 versehen, der in radialer Richtung von der Durchgangsbohrung ausgehend in den Flansch 7 eingreift und in axialer Richtung etwas über die Eingriffstiefe der Zentrierbüchse 16 in die Durchgangsbohrung 12 hinausgeht. Die axiale Tiefe des Schlitzes 21 ist auf jeden Fall kleiner als die Höhe des Flansches 7. Im dargestellten Beispiel sind zwei einander diametral gegenüberliegende Schlitze 21 vorgesehen. Diese können durch einen mit Hilfe eines scheibenförmigen, mit quer zur Achse der Kolbenstange verlaufender Achse angeordnetes Fräs- und/oder Sägewerkzeugs hergestellt werden. Die Verteilung der Schlitze 21 am Umfang der Durchgangsbohrung 13 und die Positionierung der Bohrungen 15 auf einem zur Radialbohrung 13 konzentrischen Teilkreis ist gleich, so dass sich eine Strömungsverbindung ergibt.

Bei dem dem der 3 zugrundeliegenden Beispiel enthält der Verbindungsweg zwischen dem äußeren, kolbenstangenseitigen Strömungskanal 11 und den kreuzkopfzapfenseitigen Bohrungen 15 wenigstens ein, hier zwei einander diametral gegenüberliegende, rechtwinklige Bohrungssysteme 22. Der horizontale Bohrungsast kann dabei jeweils mittels eines Pfropfens nach außen verschlossen sein. Auch hier ist die axiale Tiefe kleiner als die Höhe des Flansches 7.

Bei dem der 4 zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel, das eine besonders zu bevorzugende Ausführung darstellt, erfolgt die Verbindung des den äußeren Strömungskanal 11 bildenden Ringraums mit den zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Bohrungen 15 durch im Bereich des Außenumfangs der Zentrierbüchse 16 vorgesehene Nuten 23. Zweckmäßig ist die Zentrierbüchse 16 hier, wie am besten aus 5 erkennbar ist, mit mehreren, umfangsseitigen Nuten 23 versehen, die durch Zwischenstege 24 begrenzt sind, deren radial äußere Seite die Mantelfläche der Zentrierbüchse 16 bildet, mit welcher diese an den zugeordneten Wandungen der Durchgangsbohrung 12 bzw. der Radialbohrung 14 anliegt. Die Stege 24 gewährleisten dementsprechend eine zuverlässige Stabilisierung der Zentrierbüchse 16.

Diese ist hier, wie 5 weiter zeigt, unterhalb des die Nuten 23 und Stege 24 enthaltenden Bereichs mit einer äußeren, radialen Abstufung versehen, so dass sich eine auf der oben bereits erwähnten, im Bereich der Radialbohrung 14 vorgesehenen Schulter zur Anlage bringbare Stützfläche 25 und ein über diese nach unten vorspringender Bund 26 ergeben, der in die zentrale Radialbohrung 14 des Kreuzkopfzapfens 4 eingreift. Hierdurch wird eine radiale Führung erreicht, wodurch die Stege 24 entlastet werden. Die kreuzkopfzapfenseitigen Bohrungen 15 sind hier als zur Zentrierbüchse 16 hin geneigte Schrägbohrungen ausgebildet, die mit jeweils wenigstens einer zugeordneten Nut 23 kommunizieren. An die Bohrungen 15 anschließende Ausnehmungen des Flausches 7 der Kolbenstange 2 sind hier nicht erforderlich.


Anspruch[de]
Kreuzkopfmotor, insbesondere Zweitakt-Großdieselmotor, mit wenigstens einem durch eine Kolbenstange (2) mit einem Kreuzkopfzapfen (4) verbundenen Kolben (1), der über ein im Kreuzkopfzapfen (4) und in der Kolbenstange (2) vorgesehenes Kanalsystem mit einer Kühlflüssigkeit versorgbar ist, wobei die Kolbenstange (2) mit einer Durchgangsausnehmung (12) versehen ist, in deren unteren Endbereich eine aus einer hiermit fluchtenden Radialbohrung (14) des Kreuzkopfzapfens (4) vorspringende Zentrierbüchse (16) eingreift und deren oberhalb hiervon liegender Bereich durch ein an seinem unteren Ende gefasstes, einen gegenüber dem zugeordneten Durchmesser der Durchgangsausnehmung (12) kleineren Außendurchmesser aufweisendes Einsatzrohr (13) in einen inneren und einen äußeren mit jeweils einem kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal kommunizierenden, der Kühlflüssigkeit zugeordneten Strömungskanal (10, 11) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsausnehmung (12) der Kolbenstange (2) zumindest unterhalb ihres oberen Endbereichs als stufenlose Durchgangsbohrung ausgebildet ist und dass das hierin platzierte Einsatzrohr (13) mit seinem unteren Endbereich in die Zentrierbüchse (16) eingreift, die einen gegenüber dem Außendurchmesser des Einsatzrohrs größeren Außendurchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Durchgangsbohrung entspricht. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (16) einen Kragen (18) aufweist, in den das Einsatzrohr (13) mit seinem unteren Endbereich eingreift. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (16) radial innerhalb des Kragens (18) eine das untere Ende des Einsatzrohrs (13) aufnehmende Schulter (20) aufweist, deren radiale Breite der Wanddicke des Einsatzrohrs (13) entspricht. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Fuß des Kragens ein von der Schulter (20) ausgehender Freistich (19) vorgesehen ist. Kreuzkopfmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Zentrierbüchse (16) dem Innendurchmesser des Einsatzrohrs (13) entspricht. Kreuzkopfmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialbohrung (14) des Kreuzkopfzapfens (4) eine die Zentrierbüchse (16) abstützende Schulter (17) aufweist. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Breite der Schulter (17) der Wanddicke der Zentrierbüchse (16) entspricht. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Radialbohrung (14) des Kreuzkopfzapfens (4) unterhalb der Schulter (17) dem Innendurchmesser der Zentrierbüchse (16) und des Einsatzrohrs (13) entspricht. Kreuzkopfmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radial außerhalb des Einsatzrohrs (13) verlaufende Strömungskanal (11) über wenigstens einen einem am unteren Ende der Kolbenstange (2) vorgesehenen Flansch (7) zugeordneten Verbindungsweg, dessen axiale Erstreckung kleiner als die Höhe des Flansches (7) ist, mit dem zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal kommuniziert. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsweg wenigstens einen im Bereich des Flansches (7) vorgesehenen, stirnseitigen Schlitz (21) enthält, der in radialer Richtung über den Durchmesser der Durchgangsausnehmung (12) und in axialer Richtung über das obere Ende der Zylinderbüchse (16) hinausreicht. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander diametral gegenüberliegende Schlitze (21) vorgesehen sind. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsweg wenigstens ein im Bereich des Flansches (7) vorgesehenes, rechtwinkliges Bohrungssystem (22), vorzugsweise zwei diametral einander gegenüberliegende Bohrungssysteme (22), enthält. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (16) mit wenigstens einer äußeren, axial verlaufenden Nut (23) versehen ist, über welche der radial äußere Strömungskanal (11) der Kolbenstange (2) mit dem zugeordneten, kreuzkopfzapfenseitigen Strömungskanal kommuniziert. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (16) mehrere Nuten (23) am Umfang, vorzugsweise zwei diametral einander gegenüberliegende Nuten (23), aufweist. Kreuzkopfmotor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (16) am unteren Ende ihres mit Nuten (23) versehenen Umfangsbereichs eine auf der Schulter (17) der Radialbohrung (14) aufliegende Schulter (25) und einen über diese nach unten vorspringenden Bund (26) aufweist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzrohr (13) in axialer Richtung Bewegungsfreiheit besitzt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzrohr (13) in der Durchgangsbohrung (12) durch radiale, gegenüber der Bohrungswandung in axialer Richtung bewegbare Stützmittel stabilisiert ist. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierbüchse (16) in der zugeordneten Radialbohrung (14) des Kreuzkopfzapfens (4) mit Festsitz angeordnet ist und dass das Einsatzrohr (13) in axialer Richtung verschieblich in die Zentrierbüchse (16) eingreift. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Einsatzrohrs (13) die untere Stirnseite des Flansches (7) der Kolbenstange (2) nicht überragt.






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