(57)【要約】      （修正有）【課題】解放可能に取付ける利点を有すると同時に、軸受座の半径における引張り応力または事前圧縮応力による問題を回避可能なタイロッドの係止方法を備えた大型クロスヘッド型ディーゼルエンジンを提供する。【解決手段】クランクシャフト３を受止める基板２と、少なくとも１つの支持本体６を含んで成るスタンド５と、スタンドに配置されたシリンダ部分は少なくとも１本のタイロッド１１で相互に連結される。基板はクランクシャフトを軸受する少なくとも１つの軸受座１３を有する。タイロッドはクランクシャフト３の長手方向軸線Ｋとスタンドから離れた基板の下端２００との間の区域内で、軸受座のカット部分１４においてそのカット部分から取外し可能な保持部材１５により軸受座に対して固定される。【選択図】図４
2010276016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフト（３）を受止める基板（２）を備えて成り、また、２外壁を含むとともに基板（２）上に配置され、少なくとも１つの支持本体（６）を含んで成るスタンド（５）を備えており、支持本体は横方向支持壁（７）で２重壁に設計され、２つの隣接するクロスヘッド（９）のためのスライド面（８）を備えるとともに、シリンダを受取るためにスタンド（５）に配置されたシリンダ部分（１０）を備えており、基板（２）、スタンド（５）およびシリンダ部分（１０）は少なくとも１本のタイロッド（１１）で相互に連結され、タイロッドはスタンド（５）の区域内で２重壁支持本体（６）内を伸長し、単一壁として形成された横方向支持部材（１２）は基板（２）に備えられ、基板（２）はクランクシャフト（３）を軸支するための少なくとも１つの軸受座（１３）を有して成る大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンであって、タイロッド（１１）がクランクシャフト（３）の長手方向軸線（Ｋ）とスタンド（５）から離れた基板（２）の下端（２００）との間の区域内で、カット部分（１４）において該カット部分（１４）から取外し可能な保持部材（１５）によって軸受座（１３）に対して固定されていることを特徴とする大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項２】
カット部分（１４）がクランクシャフト（３）の長手方向軸線（Ｋ）とクランクシャフト（３）の下部境界線（３００）との間の区域内に備えられている請求項１に記載の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項３】
少なくとも１つの支持本体（６）の横方向支持壁（７）が互いに平行に配置されている請求項１または請求項２に記載の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項４】
少なくとも１つの支持本体（６）の横方向支持壁（７）がシリンダ部分（１０）に向かって間隔が広がるようにＶ字形に伸長している請求項１または請求項２に記載の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項５】
タイロッド（１１）が支持本体（６）の横方向支持壁（７）の間の中央を伸長している請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項６】
タイロッド（１１）が支持本体（６）の横方向支持壁（７）の間を非対称状態で伸長している請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項７】
タイロッド（１１）が長手方向軸線（Ｚ’）に対して事前設定できる角度（α）で、また、支持本体（６）の横方向支持壁（７）の間をクランクシャフト（３）の長手方向軸線（Ｋ）に平行に伸長している請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項８】
横方向支持部材（１２）がタイロッド（１１）の長手方向軸線（Ｚ）と同一平面状態で配置されている請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項９】
タイロッド（１１）が２つの隣接するクロスヘッド（９）の間を伸長している請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項１０】
金属側版（２２）が基板（２）に備えられ、伸長した金属側版（２２）として基板（２）の一部を好ましく形成している大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【請求項１１】
スタンド（５）が金属基板（１８）、金属カバー板（１６）および２つの対向配置されたスライド面（８）の間に配置された中央壁（１７）を含んで成る請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特許請求の範囲の独立請求項１の前文に記載の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶建造に、または例として発電用固定施設に好ましく使用されるクロスヘッド構造の大型ディーゼルエンジンは、エンジンフレームを構成する３つの大きなハウジングセグメントを含んで成る。いわゆるスタンドは底板で分離されて基板上に配置されており、この基板は、クランクシャフトを軸支するクランクシャフト主軸受を備えた軸受座と、さらには横方向支持部材とを有して成る。スタンドは、大型ディーゼルエンジンのシリンダ数に応じた複数の支持本体を含んで成り、各シリンダはプッシュロッドでクランクシャフトに連結されている２個の隣接するクロスヘッドをガイドするために垂直方向に伸長するスライド面を有する。これに関して対向配置されて垂直方向に伸長する２個のそれぞれのスライド面は、中央壁によってさらに支持される。個々の支持本体は、一般に、共通の金属カバー板で相互に連結される。しばしばシリンダジャケットとも称されるシリンダ部分はその後にスタンド上方で金属カバー板に配置され、このジャケットが複数のシリンダライナーを受止めるのに適当とされる。これに関して基板、スタンドおよびシリンダ部分はタイロッドによって互いに連結されており、タイロッドは一般に支持本体内部のスタンド区域を伸長し、かなりの事前応力をかけた状態で基板に螺着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＤＥ３５１２３４７Ｃ１
【特許文献２】ＥＰ１３８２８２９
【特許文献３】ＥＰ１８２６３８７
【０００４】
往復ピストンエンジンのクロスヘッドスライドトラックのための支持部を備えたスタンドはＤＥ３５１２３４７Ｃ１によって既知であり、この支持部は２重壁構造に設計されている。シリンダライナーを受止めるためにシリンダジャケットが配置されているスタンドは基板上の金属底板に配置されており、金属底板は斜めに伸長する外壁および垂直方向のスライド面とともに２個のフレームを構成し、これらのフレームは断面が台形で共通の金属カバー板で相互に連結される。台形フレームは外壁とスライド面との間に横方向支持壁が補填されており、２重壁構造の支持本体が結果的に支持体を構成するようになされる。シリンダジャケット、スタンドおよびエンジンの基板はタイロッドで相互に保持されており、それらのタイロッドは事前応力をかけた状態でクランクシャフトの下側の軸受座に対して固定される。
【０００５】
このような既知の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンでは、２重壁を有して構成されるスタンドの支持本体は、２重壁を有して構成された支持部材上の基板に同様に支持されている。このことは、スタンドおよび基板の両方が横方向支持壁によって２重壁に形成されることを意味している。
【０００６】
このような従来技術で既知の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンにおけるこの設計は、関連する幾つかの重大な欠点を有している。支持部材は溶接シームによって基板に固定される。支持部材が２つの対向壁によって２重壁として設計されるならば、基板の２重壁支持部材を形成する２壁間の溶接シームはバック溶接（背面溶接）することができないので、基板の強度または安定性に相応の問題が生じる。スタンドに対する基板の整合は、その基板の支持部材の壁をスタンド内支持本体の支持壁と同一平面的に配置しなければならないので、困難となる。さらに、タイロッドはクランクシャフトの下側に位置する軸受座の下端に固定されるので、いわゆるタイロッドパイプによって軸受座の穴を通してタイロッドを軸受座の下部へとガイドしなければならない。タイロッドはかなりの事前応力がかけられた状態で軸受座の下側で固定されねばならないので、軸受座にはかなりの捩じれが生じ、また、軸受シェルは変形を生じる。このように、既知の基板は比較的剛体であり、また、純粋に製造の見地から比較的複雑および（または）高価となる。
【０００７】
これらの問題はＥＰ１３８２８２９に記載の構造を使用することで本質的に解決される。ＥＰ１３８２８２９に開示された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンは、単一壁設計により構成された横方向支持部材を含んで成る基板を有して設計されている。すなわち、２重壁スタンドは、先ず、単一壁設計による基板上に配置された。大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンの基板、スタンドおよびシリンダ部分はタイロッドで相互に連結され、それらのタイロッドはスタンド区域では２重壁の支持本体内を伸長し、また、単一壁支持部材を有する基板の軸受座に固定される。
【０００８】
これに関してＥＰ１３８２８２９が発明されるまでは、２重壁設計の支持本体でスタンドが作られる場合、安定性を得るために基板の２重壁設計が絶対的に必要であると考えられていた。タイロッドはかなりの事前応力をかけた状態で基板に係止しなければならないので、スタンドの２重壁支持本体と基板の単一壁支持部材との組合せでは、スタンドの下部区域および基部金属板の両方において、また、軸受座の区域において、曲げ荷重による許容しがたい機械的応力が材料に生じることが予想された。さらに、単一壁基板と２重壁スタンドとの組合せにおいて予想されるいわゆる「フレッティング」問題は、これまでのところ解決されていない。「フレッティング」はスタンドと基板との間の接触面に生じ得る特定の摩擦腐食と理解されている。したがって、２重壁設計のスタンドと単一壁設計の基板との組合せは、前述したこれまでの理由によって実現不可能と考えられていた。しかしながら、タイロッド区域においてスタンドおよび基板が対応して設計されるならば、定められた力の流れによってこの問題は回避し得ることを示すことができた。
【０００９】
これに関してＥＰ１３２８２９に記載のタイロッドは軸受座全体を通る穴を通してガイドされておらず、その後に例えばタイロッドナットで軸受座の下側に螺着されるが、実現のためにはタイロッドはむしろ、クランクシャフトの中心軸線とスタンドとの間のクランクシャフト軸線よりも上方に備えた軸受座のねじ穴に固定されることが特に重要である。これにより、これまで避けられなかった軸受シェルの変形につながる軸受座に生じる懸念されたかなりの張力を効果的に防止することが初めて可能になった。すなわち、タイロッドがクランクシャフト軸線の上方で基板に固定されるのであれば、タイロッドに作用するかなりの引張り応力がクランクシャフト軸受に変形という形で伝わることはもはや起こらない。
【００１０】
単一壁を有して構成される基板の他の利点は、基板がより一層可撓的に、すなわちできるだけ非剛性的にクランクシャフトの動きに応答することである。したがって、クランクシャフトの軸受システムおよびクランクシャフト自体に作用する荷重はかなり減少され、機械の運転特性も全体としてかなり改善される。
【００１１】
これら全ての利点にも拘わらず、ＥＰ１３２８２９に記載の基板におけるタイロッドの固定方法は幾つかの欠点を有している。タイロッドは基板のねじ穴に螺合することで基板に対して比較的剛性的に連結されている。大型ディーゼルエンジンの運転状態における非常に多様な荷重、特に機械的な力で生じるタイロッドの曲げ荷重、振動およびその他の張力によって特にねじ穴の周囲でタイロッドが損傷し、例えば危険なクラックがタイロッドに発生しかねない。このようなクラックは、最悪の場合、かなりの事前応力のもとではタイロッドを破断することになりかねない。この危険性は、例えばタイロッドに多少とも不均等に事前応力がかけられて、例えば２本の隣接するタイロッドの事前応力が異なるとき、特に大きくなる。
【００１２】
さらに、例えばねじ込みまたは弛め操作で、または運転状態での機械的な荷重により、ねじ穴のねじは損傷を生じかねず、この損傷はかなりの労力および（または）コストをかけることで避け得るが、そうしないと最悪の場合には基板の対応する部品を交換しなければならず、これはそれ相応に複雑で時間を要し、高い費用がかかることになる。
【００１３】
他の観点において、特にねじ穴は最高の精度および注意を要して基板に備えなければならないので、ねじ穴を設けること自体が非常に複雑で高い費用のかかる工程となることが示された。
【００１４】
この問題は、ＥＰ１８２６３８７に記載の発明により実質的に初めて解決することができた。クランクシャフト上方の穴に螺着されるタイロッドの問題点を解決するためにＥＰ１８２６３８７で大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンが提案されており、これにおいては、単一壁として設計された横方向支持部材が基板に備えられ、また、タイロッドはクランクシャフトの長手方向軸線とスタンドとの間の区域内において、軸受座のカット部分から取外すことのできる保持部材によってそのカット部分内に固定される。
【００１５】
ＥＰ１８２６３８７の記載によれば、タイロッドはクランクシャフトの長手方向軸線とスタンドとの間の区域内において、軸受座のカット部分内にそのカット部分から取外すことのできる保持部材によって固定されるので、このタイロッドはもはやねじ穴により軸受座に剛性的に連結されることはない。換言すれば軸受座の端部に螺合連結されるタイロッドは、軸受座の穴を通してねじ連結されることなくガイドされた後、例えばカット部分内に取外し可能に備えられたタイロッドナットによってカット部分内に固定される。タイロッドのこの形式の緊締は、タイロッドがその取付け状態を固持するための非常に大きな引張り応力が作用した状態でタイロッドと軸受座との間に大きな柔軟性を保証することにもなり、これにより運転状態で必然的に生じることになる振動、曲げ荷重などのタイロッドに作用する機械的荷重は御し易くなり、もはやタイロッドやねじ連結、および（または）タイロッドおよびねじ穴構造で吸収すべきだけのものではなくなる。
【００１６】
例えば、タイロッドが製造欠陥を有するために、または、タイロッドの取付けに必要な注意を払わなかった、例えば２本のタイロッドが異なる事前応力をかけて取付けられたためにタイロッドに破断やクラックが生じたとしても、欠陥のあるまたは壊れたタイロッドは、例えば、複雑および（または）費用のかかる方法でタイロッド用のねじ穴から破断部品を除去する、またはそのような穴を再調整することを必要とせずに、特別に簡単な方法で交換することができる。
【００１７】
このように、ＥＰ１８２６３８７に記載されたタイロッドの取付けまたは取外しは非常に簡単で、したがって経費節約となり、特にタイロッドに欠陥のある場合の船舶全体としての運転安全性を高める。
【００１８】
しかしながら、この解決方法はさらに改善する余地のあることが示されている。
【００１９】
すなわち、タイロッドがクランクシャフト軸線の上方の軸受座におけるカット部分に固定されるＥＰ１８２６３８７に記載の解決策は、特に軸受キャップと軸受座との接触点において、軸受座の半径に事前圧縮応力がもはや実質的に存在しないという結果を得る。
【００２０】
この事前圧縮応力は、クランクシャフトの下側にタイロッドを固定することで生じるタイロッドの事前応力によってもたらされる。このことは、既存のエンジンにおいて、タイロッドが例えばナットで軸受座の下端に固定されることを意味する。したがって先に述べた軸受座の半径はタイロッドの事前引張り応力の作用を受け、これは軸受座のその半径区域に事前圧縮応力を生じることになる。
【００２１】
既存の多数のエンジン形式はまた、ＥＰ１８２６３８７で提案されたクランクシャフトの上方に取付けるという解決方法に変更することもできない。何故なら、基板はしばしばクランクシャフト軸線の上側に十分な空間を与えないからである。タイロッドの引張り応力が高いという欠点とはまったく別である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
したがって、本発明の目的は、単一壁を有して設計された基板を備え、一方においてＥＰ１８２６３８７に記載されたカット部分から取外すことのできる保持部材によって該カット部分内にタイロッドを解放可能に取付ける利点を使用すると同時に、軸受座の半径における引張り応力または事前圧縮応力による問題を避けるようなタイロッドの改良した係止方法を備えた大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンを提供することである。さらに、基板がクランクシャフト軸線の上方にあまりに小さな空間しか形成されていない既存のエンジンに僅かな労力および（または）費用で変更できるようにする解決方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
これらの目的を達成する本発明の主題は、特許請求の範囲の独立請求項１の特徴記載によって特徴づけられる。
【００２４】
従属請求項は、本発明の特に有利と考えられる実施例に関係する。
【００２５】
このように、本発明はクランクシャフトを受止める基板を備えて成り、また、２外壁を含むとともに基板上に配置され、少なくとも１つの支持本体を含んで成るスタンドを備えており、支持本体は横方向支持壁で２重壁に設計されるとともに２つの隣接するクロスヘッドためのスライド面を有している、大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンに関するものである。スタンドに配置されたシリンダ部分はシリンダを受入れるように働き、基板、スタンドおよびシリンダ部分は少なくとも１本のタイロッドで相互に連結され、タイロッドはスタンドの区域内で２重壁支持本体内を伸長している。単一壁として設計された横方向支持部材は基盤に備えられ、基板はクランクシャフトを軸受する少なくとも１つの軸受座を有している。本発明によれば、タイロッドはクランクシャフトの長手方向軸線とスタンドから離れた基板の下端との間の区域内で、軸受座のカット部分内にそのカット部分から取外し可能な保持部材で固定される。
【００２６】
タイロッドはクランクシャフトの長手方向軸線とスタンドから離れた基板の下端との間の区域内で、軸受座のカット部分内にそのカット部分から取外し可能な保持部材で固定されるので、クランクシャフト軸受の半径区域は、事前設定可能な方法でのロッドの事前応力による事前圧縮応力の影響を受ける。同時に、タイロッドは軸受座に対してねじ穴に剛性的に連結されるのではない。すなわち、軸受側端で螺合連結されるタイロッドは、軸受座の穴を通して螺合連結されることなくガイドされた後、カット部分内に固定されるのであり、例えば、この固定はカット部分内に取外し可能に備えられるタイロッドナットによって行われる。タイロッドのこの形式の緊締は、タイロッドがその取付け状態を固持するための非常に大きな引張り応力が作用する状態でタイロッドと軸受座との間に大きな柔軟性を保証することにもなり、これにより運転状態で必然的に生じることになる振動、曲げ荷重などのタイロッドに作用する機械的荷重は御し得ることになり、もはやタイロッドやねじ連結、および（または）タイロッドおよびねじ穴構造で吸収すべきだけのものでなくなる。
【００２７】
例えば、タイロッドが製造欠陥を有するために、または、タイロッドの取付けに必要な注意を払わなかった、例えば２本のタイロッドが異なる事前応力をかけて取付けられたためにタイロッドに破断やクラックが生じたとしても、欠陥のあるまたは壊れたタイロッドは、例えば、複雑および（または）費用のかかる方法でタイロッド用のねじ穴から破断部品を除去する、またはそのような穴を再調整することを必要とせずに、特別に簡単な方法で交換することができる。
【００２８】
このように、本発明によるタイロッドの取付けまたは取外しは非常に簡単で、したがって経費節約となり、特にタイロッドに欠陥のある場合の船舶全体としての運転安全性を高める。
【００２９】
さらに、既存のエンジンは基板の高さを変更することなく非常に簡単に本発明の緊締システムへ改装することができる。
【００３０】
横方向支持部材、したがって軸受座は単一壁として設計されるので、この支持部材および軸受座は一方において運転状態で生じるかなりの荷重の作用を受けて弾性膜体の振る舞いを示し、また他方において、基板が単一壁設計であること、すなわち支持部材が単一壁設計であることが高い溶接品質を可能にする。何故なら、支持部材は溶接時に両面にアクセスすることができ、したがって溶接シームは問題なく両側から背面溶接できるからである。
【００３１】
これに関してクランクシャフト軸受の半径区域に必要とされる圧縮力はさまざまな手段を使用して理想的に設定できる。したがって、取外し可能な保持部材でタイロッドを固定するカット部分の位置を直接に選択することにより、特定の機械形式、機械の出力、幾何学形状、すなわち例えばエンジン寸法または他の制約に応じた半径の圧縮応力を個々の実施例において選択して、これによりクランクシャフト軸受の半径に理想的な圧縮応力または圧縮応力分布が特定の実施例で常に得られるようにすることが可能である。このために、図５を参照して後に更に詳細に説明するように、タイロッドに特定の傾斜を代替的または付加的に選択することも可能である。
【００３２】
軸受の半径に理想的な圧縮応力または圧縮応力分布を設定するために、クランクシャフトの長手方向軸線とクランクシャフトの下側境界線との間の区域内にカット部分が好ましく備えられる。
【００３３】
本発明による大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンの好ましい実施例において、２つの隣接するクロスヘッドのガイド面が配置されている支持本体の横方向支持壁はシリンダ部分に向かってスタンド内でＶ字形に伸長し、すなわち横方向支持壁はシリンダ部分に向かって上方へ間隔が広がるように伸長する。これに関して２つの対向配置される支持のためのスライド面の間に中央壁が付加的に配置される。
【００３４】
本出願の枠内で、これに関して「横方向の向き」は、通常、大型ディーゼルエンジンのクランクシャフト軸線が伸長する方向に実質的に直角な向きと理解すべきである。
【００３５】
既知のように、支持本体の支持壁に担持されているスライドトラックにクロスヘッドが作用する垂直方向の力は、クロスヘッドに連結されて大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンのシリンダ内を前後に移動可能に既知の方法で配置されるピストンの運動における上死点付近で最大となるので、支持本体のＶ字形の設計により特にスタンドの上部区域で容易に吸収されて散逸されることになる。支持本体の横方向支持壁は当然ながら設計上の必要性に応じて互いに平行に配置することもできる。
【００３６】
タイロッドはスタンド区域内で支持本体の横方向支持壁の間の中央位置を伸長することが必然ではないが好ましく、単一壁設計として構成された支持部材はタイロッドの長手方向軸線と同一平面的に基板内に配置されることが好ましい。
【００３７】
これに関して基板はクランクシャフトを軸支する少なくとも１つの軸受座を有し、タイロッドはカット部分内でタイロッドナットにより軸受座に対して固定されることが好ましい。
【００３８】
タイロッドがスタンド区域内で支持本体の横方向支持壁の間の中央位置を伸長し、また、単一壁として設計された支持部材がタイロッドの長手方向軸線と同一平面的に基板内に配置されるならば、特に有利となることが立証されている。タイロッドが横方向支持壁の間の中央位置を必然的に伸長しなければならないということではなく、また、単一壁の支持部材もあらゆる実施例でタイロッドの長手方向軸線と同一平面的に配置されねばならないということでもない。
【００３９】
タイロッドはむしろ他の実施例では支持本体の横方向支持壁の間に非対称に配置され、このタイロッドはシリンダ軸線に対して予め定められた角度で、また、クランクシャフトの長手方向軸線に直角に伸長することが好ましく、支持本体の横方向支持壁の間の角度は０゜〜７゜、特別に１゜〜５゜または１゜〜３゜であることが好ましい。タイロッドの傾斜を適当に選択することで、基板または横方向支持部材の区域におけるタイロッドを固定するカット部分とクランクシャフトとの間の離隔を大きくすることができ、これによりクランクシャフトへ向けて材料利得を得られて、基板の高強度、または横方向支持部材におけるタイロッドの高い緊締強さが達成される。さらに、先に説明したように、タイロッドの角度を適当に選択することで、軸受座の半径における理想的な圧縮応力分布が達成できる。
【００４０】
タイロッドは組立時にそれ自体は周知のサスペンションアイによって所望される傾斜で横方向支持壁の間に導入されることが好ましく、これにより支持アンカーの問題ない組立てが可能となる。
【００４１】
好ましい実施例では、隣接する２つのクロスヘッド間を２つのタイロッドが正確に伸長しており、特に安定性を得るために２つの隣接するクロスヘッド間を１つ以上のタイロッドが伸長することも可能である。
【００４２】
他の実施例において、基板に備えられた金属側方パネルは、クランクシャフトを軸支する状態の柔軟性を高めるために伸長した金属側方パネルとして形成することができ、これにより金属側方パネルがクランクシャフトの下側の基板の一部を形成するようにできる。
【００４３】
これに関してスタンドは金属基板、金属カバー板、および２つの対向配置されたスライド面の間に配置される中央壁を含むことが好ましい。
【００４４】
本発明は図面を参照して以下にさらに詳細に説明される。図面は概略的に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】基板、スタンドおよびシリンダ部分を有する大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンを通る断面図である。
【図２】２重壁の支持本体と単一壁として設計された支持部材を有する既知の大型のクロスヘッドディーゼルエンジンの第１の実施例を通る図１の断面Ｉ−Ｉである。
【図３】クランクシャフトの上方のカット部分においてタイロッドを緊締する従来技術で既知の第２の実施例である。
【図４】本発明によりタイロッドを緊締する特定の実施例である。
【図５】タイロッドが傾斜した本発明によりタイロッドを緊締する第２の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明による大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンは、以下に全体を複合１で示されており、例えば船舶建造に広範に使用されているような一方向流掃気を行う２ストローク大型ディーゼルエンジンとして特に構成されている。
【００４７】
さらに説明すれば、従来技術で既知の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンの設計は、本発明を説明し図解する図２および図３を参照して論述される。本発明から従来技術を図解するために、従来技術で既知のエンジンに関するそれらの造作にはダッシュが付されており、これに対して本発明による造作はダッシュのない符号で示されている。
【実施例１】
【００４８】
図１は、既に従来技術で既知であるが、本発明によるエンジン１で基本的に実現された大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１，１’の一般的な設計を横断面で概略的に示している。本発明によるエンジン１は従来技術で既知のエンジン１’とは軸受座１３，１３’におけるタイロッドの固定方法が異なる点で特に相違する。
【００４９】
この大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１，１はそれ自体知られた方法で基板２，２’、スタンド５，５’、およびシリンダ部分１０，１０’を含んで成る。シリンダ部分１０，１０はそれ自体知られた方法で図示していないシリンダを受入れるように働く。スタンド５，５は例として鋼板を相互に溶接することで作られており、金属基板１８，１８’ならびに２つの外壁４，４’を有し、図面によれば垂直方向に伸長しているスライド面８，８’と一緒に２つのフレームを形成しており、これらのフレームは台形の断面を有するとともに共通の金属カバー板１６，１６’で相互に連結される。２つの対向配置されたスライド面８，８’は垂直方向に伸長し、２つの台形フレームの間に配置された中央壁１７，１７’で支持される。スタンド５，５’は基板２，２’上に金属基板１８，１８’を配置され、基板２，２’は軸受座１３，１３’を含み、軸受座１３，１３’はクランクシャフト３，３’を軸支するための軸受シェル１３１，１３１’を備えている。軸線Ｋ，Ｋ’を有するクランクシャフト３，３’はそれ自体知られた方法で図１には示されていないプッシュロッドを介してクロスヘッド９，９’に連結される。
【００５０】
図２は従来技術で既知の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１’の第１の実施例を通る線Ｉ−Ｉに沿った図１の断面を示しており、これにおいてタイロッド１１’はクランクシャフト３’とスタンド５’との間の区域でねじ穴に固定される。図２の実施例は基板２’上に配置されたスタンド５’と、スタンド５’上に置かれたシリンダ部分１０’とを含んでいる。金属カバー板１６’はスタンド５’とシリンダ部分１０’との間に配置され、金属基板１８’はシリンダ部分１０’と基板２’との間に配置される。シリンダ部分１０’は図示していない１つ以上のシリンダを既知の方法で受入れるのに適している。図示していないシリンダヘッドと、同様に図示していないがピストンロッド１９’によりクロスヘッド９’に連結され、シリンダ内を前後に移動可能に配置されるピストンと一緒になって、シリンダ内空間が既知の方法で大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１’の燃焼室を形成する。スタンド５’は支持本体６’を含み、支持本体６’は横方向支持壁７’により２重壁として設計されている。支持壁７’はクロスヘッド９’をガイドするスライド面８’を担持しており、クロスヘッド９’はプッシュロッド１８１’によりクランクシャフト３’およびピストンロッド１９’に連結され、ピストンロッド１９’は大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１’の図示していないピストンを有している。
【００５１】
基板２’は、クランクシャフト３’を受入れて軸支するための軸受座１３’と、単一壁として設計された横方向支持部材１２’とを含んで成る。シリンダ部分１０’、スタンド５’および基板２’はタイロッド１１’によって事前応力を作用させた状態で相互に連結される。これに関してタイロッド１１’はスタンド５’の区域において２重壁支持本体６’内の横方向支持壁７’の間を伸長し、クランクシャフト３’の軸線Ｋ’とスタンド５’との間の区域、すなわち図面によればクランクシャフト３’の軸線Ｋ’の上方で、基板２’の軸受座１３’に形成されているねじ穴１４’に固定される。
【００５２】
本発明による大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１が図２に示す既知の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１’と異なる主な相違点は、本発明によるエンジン１ではタイロッド１１が軸受座１３のねじ穴に固定されず、むしろ以下に図４および図５を参照してさらに詳細に説明するように、タイロッド１１がクランクシャフト３の軸線Ｋとスタンド５から離れた基板２の下端２００との間の区域で、カット部分１４において保持部材１５、好ましくはタイロッドナット１５により軸受座１３に固定され、この保持部材１５はカット部分１４から取外すことができるという点である。
【００５３】
図２に示す実施例では、支持本体６’の横方向支持壁７’はシリンダ部分１０’に向かってＶ字形に、すなわちシリンダ部分１０’に向かって支持本体６’の横方向支持壁７’の相互間隔が広がるように伸長している。クロスヘッド９’がスライド面８’を経て横方向支持壁７’へ、したがって支持本体６’へ伝達する垂直方向の力は、知られているように、ピストンの前後方向の運動における上死点で最大となる。支持本体６’がＶ字形に設計されているので、図面による頂部でのスタンド５’の区域は比較的広く、したがってクロスヘッド９の垂直方向の力を特に十分に吸収する、またはスタンド５’へ散逸させることができる。
【００５４】
図２に示す既知の実施例では、タイロッド１１’の長手方向軸線Ｚ’は支持本体６’の横方向支持壁７’の間の中央を伸長しており、１つの壁で形成されて支持本体６’を支持する基板２’の横方向支持部材１２’はタイロッド１１’の長手方向軸線Ｚ’と同一平面状態に配置される。特に軸受シェル１３１’の変形を避けるために、タイロッド１１’はクランクシャフト３’の軸線Ｋ’とスタンド５’との間の区域で、すなわち図面によればクランクシャフト３’の軸線Ｋ’よりも上方のねじ穴１４’において軸受座１３’に固定される。この結果、タイロッドの事前応力による事前圧縮応力は軸受座１３’の半径１３３’で実際に発生しない。基板２’の単一壁の支持部材１２’はタイロッド１１’の長手方向軸線Ｚ’と同一平面状態に配置され、したがって支持本体６’の支持壁７’に関して対称的となるので、あまりに高い剛性を有する基板２’でなくても特に高い安定性を得られる。
【００５５】
従来技術で知られた第２の実施例が図３に断面で概略的に示されており、これにおいてタイロッドの緊締はクランクシャフトの上方のカット部分で実行されている。軸線Ｋ’を有するクランクシャフト３’は軸受座１３’で軸支され、軸受カバー１３２’で固定される。軸受カバー１３２’における半径１３３’は簡明化の理由で直角なエッジとして概略的に示される。実際には、軸受カバー１３２’は、本発明の実施例に関して図４に示したものと同様に、当然ながらエッジは直角に作られず、むしろ既知の半径１３３’の形状に作られる。
【００５６】
タイロッド１１’は長手方向軸線Ｋ’とスタンド５’との間の区域の、したがって長手方向軸線Ｋ’の上方のカット部分１４’において、該カット部分１４’から取外し可能な保持部材１５’により軸受座１３’に固定される。図３に示す実施例では、取付け状態のタイロッド１１’はカット部分１４’の区域にねじ１１１’を有しており、これによりタイロッド１１’が本明細書ではタイロッドナット１５’である保持部材１５’に螺着できる。すなわち、タイロッド１１’は軸受座１３’に直接に螺合されるのではなく、むしろ軸受座１３’を通してカット部分１４’に至るまで図３では見れない穴を通して自由にガイドされるだけであり、タイロッド１１’はタイロッドナット１５’で螺着することができる。
【００５７】
本発明による大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１が図３に示す既知の大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン１’と異なる主な相違点は、本発明によるエンジン１ではタイロッド１１が長手方向軸線Ｋ’とスタンド５’との間の区域、すなわち図面によれば長手方向軸線Ｋ’の上方でカット部分１４’内に固定され、この取付けがカット部分１４’から取外し可能な保持部材１５’で行われるが、以下に図４および図５を参照してさらに詳細に説明するように、ロッド１１はむしろクランクシャフト３の軸線Ｋとスタンド５から離れた基板２の下端２００との間の区域で、カット部分１４から取外し可能な保持部材１５によってカット部分１４において軸受座１３に固定されるという点である。
【００５８】
この結果は、ここではタイロッドの事前応力による事前圧縮応力が軸受座１３’の半径１３３’で実際に発生しないことである。
【００５９】
本発明によるタイロッドの緊締方法の第１の特定の実施例が図４に概略的に示されている。クランクシャフト３の長手方向軸線Ｋはそれ自体知られた方法で軸受座１３に軸支され、軸受カバー１３２で固定される。それ自体知られているように、軸受座１３と協働する半径１３３は軸受カバーの外側区域に位置決めされる。
【００６０】
タイロッド１１は、クランクシャフト３の長手方向軸線Ｋとスタンド５から離れた基板２の下端２００との間、すなわち図面によればクランクシャフト３の長手方向軸線Ｋと基板２の下端２００との間で、カット部分１４から取外すことのできる保持部材１５によってカット部分１４内において軸受座１３に固定される。このカット部分１４はこれに関して図面によればクランクシャフト３の長手方向軸線Ｋから距離Ｂほど下方位置に配置される。図４の特定の実施例では、取付け状態のタイロッド１１はカット部分１４の区域内にねじ１１１を有しており、これによってタイロッド１１は本明細書ではタイロッドナット１５である保持部材１５に螺合される。すなわち、タイロッド１１は軸受座１３に直接に螺合されず、むしろカット部分１４に至るまで軸受座１３を貫通する穴を通して自由にガイドされるだけであり、カット部分１４においてタイロッド１１はタイロッドナット１５で螺着される。
【００６１】
タイロッド１１は、クランクシャフト３の軸線Ｋとスタンド５から離れた基板２の下端２００との間で、カット部分１４から取外すことのできる保持部材１５によってカット部分１４内にて軸受座１３に固定されるので、半径１３３はタイロッド１１の圧縮応力により事前設定できる方法で荷重を作用され、これにより軸受カバー１３２と軸受座１３との間の連結がかなり改良される。軸受カバー１３２と軸受座１３との協働における高い安定性は特に同時に達成され、これとともに運転状態で軸受座１３，１３２に作用する柔軟な力は補償される。
【実施例２】
【００６２】
図５には、タイロッドが傾斜された、すなわちタイロッド１１が非対称に配置された本発明によるタイロッドの緊締方法の第２の実施例が概略的に示されている。半径１３３も簡明化のために非常に概略的に示されている。半径１３３は実際には当然ながら図４の実施例と同様に丸いコーナーとして形成される。この実施例では、タイロッド１１は支持本体６の横方向支持壁７の間を非対称状態で、また、実際に好ましくはシリンダ軸線Ｚに対して事前設定できる角度αで、また、クランクシャフト３の長手方向軸線Ｋに直角に伸長する。これに関して角度αは０゜〜７゜、特別に１゜〜３゜の値をとることが有利である。タイロッド１１の傾斜を適当に選択することで、既に説明したように、半径１３３におけるタイロッドの事前応力で生じる圧縮応力をより正確に設定することが可能である。
【００６３】
これに関して既に説明したように、タイロッド１１は組立時にそれ自体知られているサスペンションアイによって横方向支持壁７の間に所望の傾斜αで挿入されることが好ましく、これにより支持ロッド１１の問題ない取付けが可能になる。
【００６４】
本発明による大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジンの上述した実施例は単なる例示に過ぎず、本発明はそれだけではないが特に記載した実施例の適当な全ての組合せを含むものと理解すべきであることは、理解される。
【符号の説明】
【００６５】
１，１’  大型のクロスヘッド型ディーゼルエンジン
２，２’  基板
３，３’  クランクシャフト
４，４’  外壁
５，５’  スタンド
６，６’  支持本体
７，７’  横方向支持壁
８，８’  スライド面
９，９’  クロスヘッド
１０，１０’  シリンダ部分
１１，１１’  タイロッド
１２，１２’  横方向支持部材
１３，１３’  軸受座
１４  カット部分
１５  保持部材
１６，１６’  金属カバー板
１７，１７’  中央壁
１８，１８’  金属基板
１９’  ピストンロッド
１１１，１１１’  ねじ
１３１，１３１’  軸受シェル
１３２，１３２’  軸受カバー
１３３，１３３’  半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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