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DE3017773A1 - Vorrichtung zum kurbelseitigen verbinden eines plungers mit einer pleuelstange - Google Patents

Vorrichtung zum kurbelseitigen verbinden eines plungers mit einer pleuelstange

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DE3017773A1
DE3017773A1 DE19803017773 DE3017773A DE3017773A1 DE 3017773 A1 DE3017773 A1 DE 3017773A1 DE 19803017773 DE19803017773 DE 19803017773 DE 3017773 A DE3017773 A DE 3017773A DE 3017773 A1 DE3017773 A1 DE 3017773A1
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clamping device
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collar
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Wolfgang 4224 Hünxe Maasberg
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Woma Apparatebau Wolfgang Maasberg and Co GmbH
Woma Apparatebau GmbH
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Woma Apparatebau Wolfgang Maasberg and Co GmbH
Woma Apparatebau GmbH
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Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Vorrichtung zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers mit einer Pleuelstange
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers mit einer Pleuelstange unter Zwischenschaltung eines Gelenkkopfes mit einem Verbindungselement mit Bund für eine Überwurfmutter.
Für den Einsatz im Hoch- und Höchstdruckbereich ist ein Keramikplunger bekannt, welcher eine zentrale Gewindebohrung aufweist. In diese Gewindebohrung ist der Gewindekern eines mehrteiligen Plungerträgers unter Zwischenschaltung eines Klebstoffutters als Drehsicherung eingeschraubt. Der Plungerträger weist einen mit dem Gewindekern drehsicher verbundenen Bund mit Außengewinde für eine Überwurfmutter am Gelenkkopf der betreffenden Pleuelstange aufο Bei dieser bekannten Konstruktion ist von Nachteil, daß sich der Plungerträger von dem gleichsam als Hülse ausgebildeten Plunger löst, weil das Klebstoffutter zur Drehsicherung nicht ausreicht. Das führt zu Kontaktunterbrechungen zwischen den Gewinde- bzw. Anlageflächen von Plunger und Gewindekern. Im Belastungsfall führen diese Kontaktunterbrechungen schließlich zu einer Zerstörung des Plungers. Darüber hinaus führt das Einschrauben des Gewindekerns in die Gewindebohrung leicht zu einer Rißbildung durch Sprengkräfte innerhalb des hülsenartigen Plungers. Außerdem sind die Auflageflächen zwischen dem Plunger und dem Plungerträger verhältnismäßig klein, so daß ein Platzen des Keramikplungers schon vor Erreichen der zulässigen Betriebsdauerlast zu befürchten ist. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers mit einer Pleuelstange zu schaffen, welche optimalen Kraftfluß bei minimaler Flächenpressung unter Vermeidung von Sprengkräften und dadurch erhöhte Lebensdauer des Plungers im Betrieb bei hohen und höchsten Belastungen gewährleistet und darüber hinaus das Auswechseln des Plungers problemlos macht.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch, daß das Verbindungselement eine Zentrierbohrung für einen Zentrierzapfen an einer auf der Bundstirnfläche aufliegenden Druckplatte und die Druckplatte eine Zentrierausnehmung für das zugeordnete Plungerende aufweist r und daß der Plunger oberhalb dieses Plungerendes in eine Einspannvorrichtung eingespannt und die Einspannvorrichtung eine von der Überwurfmutter übergriffene Gewindebuchse mit Außengewinde zum Aufschrauben der Überwurfmutter aufweist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß die Druckplatte selbst und über die Druckplatte der Plunger eindeutig zentriert ist. Daraus resultiert nicht nur eine minimale Flächenpressung an der Bodenauflage des Plungers, sondern darüber hinaus wird das Auftreten von Sprengkräften innerhalb des Plungers mit Sicherheit vermieden. Durch die Zentrierung des Plungers unter Ausnutzung der gesamten Bodenfläche des betreffenden Plungerendes wird der Plunger im wesentlichen nur mit Druckspannungen beaufschlaft. Diese Beaufschlagungsart ist für einen Plunger, der vorzugsweise als Vollkolben mit hoher Oberflächenhärte aus Keramik, z.B. Oxidkeramik, oder einer spröden Metallegierung ausgebildet ist, besonders vorteilhaft. Stets ist ein einwandfreier Kontakt zwischen der Bodenfläche des betreffenden Plungerendes und der Druckplatte durch Anzug der Überwurfmutter gewährleistet. Tatsächlich wird nach Lehre der Erfindung ein kraftschlüssiges Einspannsystem für
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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Plunger gewährleistet, deren Werkstoffe im wesentlichen nur für die Aufnahme von Druckspannungen geeignet sind und im praktischen Betrieb hohen und höchsten Belastungen unterworfen werden, beispielsweise im Einsatz bei Hoch- und Höchstdruckpumpen.
Weitere erfindungswesentliche Maßnahmen sind im folgenden aufgeführt. So lehrt die Erfindung nach einer bevorzugten Ausführungsform mit selbständiger Bedeutung, daß die Einspannvorrichtung eine von dem Plunger durchdrungene Zylinderausnehmung mit einem inneren den Plunger umgebenden Spannring und mit einem äußeren dazu konzentrischen Spannring mit einander zugeordneten doppelkonischen Spannflächen aufweist und zwischen beiden Spannringen ein oberer und unterer Konusring mit beide Konusringe verbindenden Spannschrauben eingesetzt ist. Die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung ermöglicht einen optimalen KraftSchluß durch eine exakt definierbare Einspannkraft, welche eine Materialüberbelastung des Plungers ausschließt. Denn mit Hilfe eines Drehmomentenschlüssels lassen sich die Spannschrauben derart anziehen, daß die Einspannvorrichtung im ganzen außerhalb der Hochbzw. Höchstdruckpumpe mit einem exakt vorgeschriebenen Anzugsmoment montierbar ist. Dadurch wird zugleich die Montage des Plungers vereinfacht. Ferner sorgt die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung für einen selbsttätigen Ausgleich von unterschiedlichen Materialausdehnungen. Denn die unter Vorspannung stehenden Konus- und Spannringe ermöglichen einen thermischen Ausgleich bei z.B. einer Verbundkonstruktion aus Keramik und Stahl, zumal aus der Vorspannung eine elastische Spannverbindung resultiert. - Die Gewindebuchse an der Einspannvorrichtung kann die Druckplatte im Bereich der Bundstirnfläche übergreifen, so daß eine nach außen einwandfrei abgeschlossene Verbindungsvorrichtung verwirklicht ist.
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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Vorrichtung zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers mit einer Pleuelstange verwirklicht wird, deren Einsatz selbst im Hoch- und Höchstdruckbereich wie bei Hoch- bzw. Hochstdruckpumpen das Auftreten von Sprengkräften innerhalb des Plungers ebenso unterbindet wie eine Plungerbeschädigung durch Platzen infolge einer zu hohen Flächenpressung im Bereich der Bodenauflage des Plungers. Daher ist die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung insbesondere für den Einsatz von Vollkolben mit hoher Oberflächenhärte aus Keramik, z.B. Oxidkeramik, oder einer spröden Metallegierung geeignet. Denn auch die Einspannvorrichtung ist so konzipiert, daß sich exakt definierte Einspannkräfte einhalten lassen und jede Materialüberbelastung ausgeschlossen wird. Einwandfreie Zentrierung und unmittelbarer Kontakt zwischen der Druckplatte und der Bodenfläche des betreffenden Plungerendes sorgen für einen optimalen Kraftfluß bei minimaler Flächenpressung. Das Auswechseln von Plungern unterschiedlicher Durchmesser ist mit Hilfe der Einspannvorrichtung und der Überwurfmutter problemlos, so daß die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung den Einsatz von Wechselsätzen möglich macht. Darüber hinaus läßt sich die Einspannvorrichtung stets wieder verwenden und der Plunger als kostengünstiges und fertigungsgerechtes Verschleißteil herstellen, z.B. in der Ausführungsform eines Vollkolbens. Innerhalb des Plungers selbst ist kein Verbindungselement vorgesehen. Ferner erübrigt sich ein Klebstoff utter aar Drehsicherung oder eine andere Drehsicherung, vielmehr wird eine kraftschlüssige Plungereinspannung verwirklicht. Dadurch läßt sich der Plunger für einen Nenndruck von 1000 bar und mehr konzipieren.
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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers mit einer Pleuelstange, und
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 gemäß Linie A-A.
Die dargestellte Vorrichtung dient zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers 1 mit einer Pleuelstange 2 unter Zwischenschaltung eines Gelenkkopfes 3 mit einem Verbindungselement 4 mit Bund 5 für eine Überwurfmutter 6. Das Verbindungselement 4 weist eine Zentrierbohrung 7 für einen Zentrierzapfen 8 an einer auf der Bundstirnfläche aufliegenden Druckplatte 9 und die Druckplatte 9 eine Zentrierausnehmung 10 für das zugeordnete Plungerende 11 auf. Zentrierbohrung 7 und Zentrierausnehmung 10 sind als Paßbohrungen ausgeführt. Der Plunger 1 ist im Bereich bzw. oberhalb dieses Plungerendes 11 in eine Einspannvorrichtung 12 eingespannt. Die Einspannvorrichtung 12 weist eine von der Überwurfmutter 6 übergriffene Gewindebuchse 13 mit Außengewinde zum Aufschrauben der Überwurfmutter auf, so daß durch den Anzug der Überwurfmutter 6 einwandfreier Kontakt zwischen Verbindungselement 4, Druckplatte 9 und Bodenfläche des betreffenden Plungerendes 11 erreicht wird. Der Plunger 1 ist als Vollkolben mit hoher Oberflächenhärte aus Keramik, z.B. Oxidkeramik, oder einer spröden Metallegierung ausgebildet. Er kann gleichbleibenden und unterschiedlichen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Die Einspannvorrichtung 12 weist eine von dem Plunger 1 durchdrungene Zylinderausnehmung 14 mit einem inneren den Plunger 1 umgebenden
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Spannring 15 und mit einem äußeren dazu konzentrischen Spannring 16 mit einander zugeordneten doppelkonischen Spannflächen 17 auf. Zwischen diesen beiden Spannringen 15, 16 bzw. Spannflächen 17 ist ein oberer und unterer Konusring 18, 19 mit beide Konusringe, verbindenden Spannschrauben 20 eingesetzt. Die Gewindebuchse 13 an der Einspannvorrichtung 12 übergreift die Druckplatte 9 im Bereich der Bundstirnfläche. - Die Figuren machen unmittelbar deutlich, daß sich die Montage der Einspannvorrichtung 12 für den Plunger 1 außerhalb der betreffenden Hoch- oder Höchstdruckpumpe mittels eines Drehmomentenschlüssels vornehmen läßt, und zwar unter Berücksichtigung eines definierten und exakt einzuhaltenden Anzugmomentes. Außerdem erfolgt eine wohldefinierte Zentrierung des Plungers 1 durch das Anziehen der Überwurfmutter 6 in der Druckplatte 9. - Grundsätzlich ist auch der Einsatz einer anders aufgebauten Einspannvorrichtung 12 möglich.
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Claims (4)

  1. Ansprüche:
    f\ .J Vorrichtung zum kurbelseitigen Verbinden eines Plungers mit einer Pleuelstange unter Zwischenschaltung eines Gelenkkopfes mit einem Verbindungselement mit Bund für eine Überwurfmutter, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (4) eine Zentrierbohrung (7) für einen Zentrierzapfen (8) an einer auf der Bundstirnfläche aufliegenden Druckplatte (9) und die Druckplatte (9) eine Zentrierausnehmung (10) für das zugeordnete Plungerende (11) aufweist, und daß der Plunger (1) im Bereich dieses Plungerendes (11) in eine Einspannvorrichtung (12) einge-
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    spannt ist und die Einspannvorrichtung (12) eine von der Überwurfmutter (6) übergriffene Gewindebuchse (13) aufweist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (1) als Vollkolben mit hoher Oberflächenhärte aus Keramik, z.B. Oxidkeramik, oder einer spröden Metallegierung ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung (12) eine von dem Plunger (1) durchdrungene Zylinderausnehmung (14) mit einem inneren den Plunger (1) umgebenden Spannring (15) und mit einem äußeren dazu konzentrischen Spannring (16) miteinander zugeordneten doppelkonischen Spannflächen (17) aufweist und zwischen beiden Spannringen (15, 16) ein oberer und unterer Konusring (18, 19) mit beide Konusringe verbindenden Spannschrauben (20) eingesetzt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchse (13) der Einspannvorrichtung (12) die Druckplatte (9) im Bereich der Bundstirnfläche übergreift.
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DE3017773A 1980-05-09 1980-05-09 Vorrichtung zum achsparallelen Verbinden eines Plungers mit hoher Oberlfächenhärte aus Keramik, insbesondere Oxidkeramik, oder einer spröden Metallegierung mit einer Pleulstange Expired DE3017773C2 (de)

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Publications (2)

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DE3017773C2 DE3017773C2 (de) 1986-06-19

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