(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復圧縮機におけるシリンダ内を往復運動するピストンに接続されたロッド（１２）と前記ロッドを前記シリンダの軸線に沿って運動させるためのクロスヘッド（１３）との間の接続手段（１０）であって、
第１の内側固定ナット（３７）と、内径にネジ（４５）を設けた第２の外側固定ナット（３８）とで構成されるネジ装置と、
前記内側及び外側固定ナット（３７、３８）のための、内径に左ネジ（５１）を設けた固定リングナット（４９）と、前記クロスヘッド及びロッドの係合部において該ロッドの円頭面（２２）内に設けられた座ぐり付きネジ孔（２１）に螺合するための左ネジ（５５）を備えた円筒状末端部を有する、前記ロッドを固定するための部材（５４）とで構成される回転阻止固定装置と、
前記ロッド（１２）及び前記内側及び外側固定ナット（３７、３８）を収容するスリーブ（３１）並びに前記クロスヘッド（１３）に接続するためのプレート（３２）で構成され、締結ロッド（３４）によって前記クロスヘッド（１３）に接続されるフランジ（３０）と、前記フランジ（３０）に挿入されたロッド（１２）に当接する円錐状リング（２８）とを含む軸方向位置決め部材と
を含み、
前記第１の内側固定ナット（３７）及び第２の外側固定ナット（３８）が、それらの末端円筒状部分において、前記フランジ（３０）の内径内に設けられた円筒状受座（３５、３６）に係合するための、より小さい径（４０、４８）を有し、
前記第１の内側固定ナット（３７）が、前記ロッド（１２）のネジ切りされた末端部（２４）が螺合される内ネジ（３９）と、前記回転阻止固定装置に接続するための異なる直径を有する２つの外ネジ（４１、４２）とを備え、前記２つの外ネジ（４１、４２）のうちの一方（４２）は左ネジであり且つ前記固定リングナット（４９）の内径の左ネジ（５１）と螺合され、前記２つの外ネジの他方（４１）は前記第２の外側固定ナット（３８）のネジ（４５）と螺合される
ことを特徴とする往復圧縮機におけるロッド（１２）とクロスヘッド（１３）との間の接続手段（１０）。
【請求項２】
前記固定ナット（４９）が、前記軸方向位置決め部材のうちの１つに設けられた受座（５３）内に折り込むことができる末端リップ（５２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機におけるロッド（１２）とクロスヘッド（１３）との間の接続手段（１０）。
【請求項３】
前記ロッドを固定するための前記部材（５４）が、前記第１の固定ナット（３７）の側方環状面（４３）内にある少なくとも１つの孔（４４）内に折り込むことができる外側リム（５７）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機におけるロッド（１２）とクロスヘッド（１３）との間の接続手段（１０）。
【請求項４】
前記円錐状リング（２８）が、前記ロッド（１２）の停止面（２７）と補完的な関係にあり、前記ロッド（１２）の軸線（２３）に対して角度（α）だけ傾斜した円錐台形状開口面（２９）を有することを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機におけるロッド（１２）とクロスヘッド（１３）との間の接続手段（１０）。
【請求項５】
前記収容リング（３１）が、前記ロッド（１２）の心出し部分（２６）の最大径に等しい内径を有することを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機におけるロッド（１２）とクロスヘッド（１３）との間の接続手段（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段に関する。
【０００２】
【発明の背景】
最も一般的な形式の往復圧縮機は、その内部でピストンが往復摺動運動を行う１つ又は複数のシリンダで構成される。
【０００３】
ピストンの往復運動のための運動学的制御機構に関しては、例えば、連結ロッドとクランク、あるいは連結ロッドとクランクとクロスヘッドとで構成された運動学的機構が参照される。
【０００４】
提案された往復運動伝達の第２の形式は、連結ロッドの脚部とピストンとの間の直接的な接続部は有しないが、ステム又はロッドの介在を必要とする機械に使用されている。
【０００５】
しかしながら、ロッドは横方向の力に耐えるようには設計されておらず、従ってピストンの脚部に対するロッドの関節接続部において、その関節部の中心をシリンダの軸線に沿って運動させる、いわゆるクロスヘッドによって構成された直線案内部材を必要とする。
【０００６】
クロスヘッドは、連結ロッドに対して関節接続するためのジャーナル又はピンと、ランナとを備えたクロスヘッド本体で構成され、ピンの軸線がロッドとランナの軸線に対して直角になるように、つまりピンがロッドとランナに対して十字形に配置される。
【０００７】
一般にランナは、鋳鉄、鋼、又は軽合金で作られた円筒状表面を持つように作製され、クロスヘッド本体と一体的であるか、もしくはクロスヘッド本体に付け加えられ、かつ減摩金属で覆われる。ランナは、相補的な円筒状表面を有する案内部材内で摺動する。
【０００８】
一般に本体は、鋳鉄、鋳鋼、又は鍛鋼で作製される。
【０００９】
以後、クロスヘッドについては、例として、両方向へ回転し従って横方向の力を両方の案内部材と引き換えることができるドライブシャフトへの接続のために設計された、ピンと２つのランナとを備えた構成について論じることにする。
【００１０】
現在は、往復圧縮機におけるピストンとクロスヘッドとの間の接続手段は、通常のネジ装置、すなわちナットと単一の固定ナットとからなる装置で構成されている。
【００１１】
正確な取付けのために、回転停止用のキー形式の部材も使用される。
【００１２】
一般に用いられる取付け解決策においては、ロッドとクロスヘッドとの間の接続手段、つまりナットと固定ナットが、最終的に締結ロッドによってクロスヘッドに接続される例えばフランジのような支持部材に当接する。
【００１３】
これらの接続手段の使用時における保持を保証する所定の荷重を加えるなどして、ネジ装置を締めることは、低性能の往復圧縮機の場合には、例えば手動的に、あるいは油圧によって行うことができる。
【００１４】
最大限の信頼性と安全性とを保証しなければならない高性能機械の場合には、油圧による締め付けは一層良好な予荷重を得ることを可能にし、従ってロッドとクロスヘッドとの間の接続のより良好な保持を可能にする。
【００１５】
往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段の油圧による締め付けは、例えば油圧ジャッキを、クロスヘッドに順次固定される支持部材とナットとの間に当接するようにするなど、ナットと固定ナットとの間の部分においてロッド上の置くことによって行われる。
【００１６】
この解決策は、油圧ジャッキを正しく働かせるために、対応する保持手段を設けなくてはならないので、構造的に一層複雑である。
【００１７】
現在使用されている接続手段ような往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段の主な不利な点は、作動中にロッドに加え得る荷重に限度があることに関係する。以上に述べた情報に基づいて、この値は取付け中に加えられる予荷重の公称値に依存しており、とりわけ締付けが完了した時点における、緩和率の形で表される緩和の度合いに依存する。
【００１８】
事実、往復圧縮機における現在の取付け解決策においては、ロッドとクロスヘッドとの間の接続手段、つまりナット又は固定ナットは、取付段階の間は応力を受けず、ロッドをクロスヘッドに接続するために加えられる牽引荷重が解除された瞬間にのみ応力を受ける。従って、この取付け解決策では緩和率は最適にはならない。
【００１９】
往復圧縮機において、ロッドとクロスヘッドとの間の接続手段は、この機械の信頼性と性能とにとって重大な特性となる。
【００２０】
往復圧縮機の作動に特徴的な周期的荷重により引き起こされる動応力は、とりわけ往復運動を行う装置に特徴的な耐疲労強度の観点から、これらの接続手段の性能を制限する可能性がある。
【００２１】
しかしながら、これまで使用されてきた往復圧縮機のロッドとクロスヘッドとの間の接続手段は、機械の性能という点から言えば、最適な答えとはなっていない。
【００２２】
【発明の概要】
本発明の目的は、上述した諸々の不利な点を排除した、往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段を提供することである。
【００２３】
本発明のもう１つの目的は、公称予荷重が同一でかつナットのネジ形式が同一である場合にロッドに加えることができる荷重に関して、より高い性能レベルを得ることを可能にする、往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段を提供することである。
【００２４】
本発明の更にもう１つの目的は、特に単純かつ機能的であり、しかも低コストの、往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段を提供することである。
【００２５】
本発明の目的は、往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段を使用することによって達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明による、往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段の特徴と利点は、非限定的な実施例による、添付の概略図面を参照してなされる以下の説明から一層明らかになるであろう。
【００２７】
図は、全体を符号１０で表した、往復圧縮機におけるロッド１２とクロスヘッド１３との間の接続手段を示しており、この接続手段は、実質的に、２つの固定ナットなどのネジ装置と、回転阻止固定装置と、軸方向位置決め部材とで構成される。
【００２８】
図１から図３に示すクロスヘッド１３は、本体１４とランナ１５とで構成され、ランナ１５は円筒状の表面を有し、この円筒状表面と相補的な案内部材１６内で摺動する。図２に示すように、クロスヘッドの本体１４は、ほぼ中空の環形状を有し、ピン１８を収容する受座１７を備え、その軸線１９がランナ１５の摺動方向Ｘと直角をなすように配置される。
【００２９】
座ぐり付きネジ孔２０を備えたピン１８は、図示しないが連結ロッドとの関節点となる。
【００３０】
クロスヘッド１３と係合する部分において、ロッド１２は、図４に詳しく示すように、ロッドの軸線２３に沿った、円頭面２２内に設けられた座ぐり付きネジ孔２１を有する。
【００３１】
ロッド１２は、ネジ切りされた末端部分２４と、テーパ部分２５と、大径の心出し部分２６と、最後にこの心出し部分に対応して接続され、ロッドの軸線２３に対して角度αだけ傾斜した停止面２７とを有する。
【００３２】
円錐状のリング２８は、シリンダの固定された部材に対して、ロッドとピストンとで構成されたアセンブリを軸方向に位置決めする部材の一部を形成する。
【００３３】
位置決めリング２８は、ロッドの傾斜した停止面２７と補完的な円錐台形状開口２９を有する。
【００３４】
フランジ３０は、もう１つの軸方向位置決め部材となり、ロッドと固定ナットとを収容するスリーブ３１で構成され、スリーブ３１は、対向する側に対をなして配置された４つの孔３３を備えた接続プレート３２から延びる。
【００３５】
これらの孔３３には同数の締結ロッド３４が挿入され、これらの締結ロッド３４は、フランジ３０をクロスヘッド１３に接続するために、クロスヘッド本体１４内に収容されたピン１８上に螺合される。
【００３６】
フランジ３０のスリーブ３１を有する部分は、ロッド１２の心出し部分２６の最大径に等しい内径を有する。
【００３７】
フランジ３０の一方の端部において、内径上に円筒状受座３５、３６が設けてあり、これらの受座のそれぞれに対して、第１の内側固定ナット３７と第２の外側固定ナット３８が当接する。
【００３８】
第１の内側固定ナット３７は、細長い形状を有する円筒状部材から成り、その全長に沿って延びる内ネジ３９を備えている。外側には順次直径が増大する３つの別々の部分がある。小さな径を有する第１の円筒部分４０には、より大きな径を有する第１の外ネジ４１が後続し、最後に最大径を有する左外ネジ４２がある。
【００３９】
第１の固定ナット３７の側方環状面４３もまた、１つ又はそれ以上の孔４４を備えており、これらの孔４４は、ロッドの回転を阻止する固定部材と協働する。
【００４０】
第２の外側固定ナット３８の内面には、ネジ４５があり、他方外面は、その一方の端部に、固定手段を介在させるための孔４７を備えた円筒部分４６を有し、又これより小さな径を有する円筒部分４８を有する。
【００４１】
回転阻止固定装置は、固定ナット３７及び３８を固定するためのリングナット４９で構成され、リングナット４９は、固定手段を介在させるための孔５０を備えており、又その内径には左ネジ５１が設けてある。リングナット４９は、薄い末端リップ５２を備えており、ロッドが取り付けられた時、この末端リップ５２は、図３に断面で詳細に示したように、フランジ３０に設けられた受座５３の近傍に配置される。
【００４２】
回転阻止固定装置はまた、ロッドを固定するための部材５４を含み、該部材５４は、左ネジ５５と、固定手段を介在させるための孔５６と、外側リム５７とを備えた円筒形末端部分を有する。この外側リム５７は、薄壁からなる円形リングの形態を有するか、あるいは、例えば環状に配置されたタブの形態に作ることもできる。
【００４３】
回転阻止固定装置は、螺合された部材が互いに緩むのを防止することにより、使用状態における安定した接続を保証しなくてはならない。
【００４４】
本発明の主題である、ロッド１２とクロスヘッド１３との間の接続手段は、二重の固定ナット３７及び３８の使用により、とりわけフランジ３０に対するロッド１２の安定した接続を保証する。従ってこれらの手段は、ロッド１２と一体的であるフランジ３０のクロスヘッド本体１４に対する接続を保証する。ロッドは、既にシリンダ内に取り付けてあるピストンに接続されているから、図４の拡大詳細図から分るように、円錐状の位置決めリング２８は、それが対応する傾斜面２７に当接するまで、ロッド１２の自由端上に挿入される。
【００４５】
最初の取り付け中に正確なサイズに加工される円錐状リング２８は、シリンダの固定された部材に対して、ロッドとピストンとによって構成される装置の正確な軸方向の位置決めを行うという目的を果たす。
【００４６】
このようにフランジ３０は、それが円錐状リング２８に当接するまで、ロッド１２上に挿入され、又ロッドの直径上で心出しを行うことにおいても協働する。
【００４７】
第２の外側固定ナット３８は、第１の内側固定ナット３７のより小さな直径を有する外ネジ４１の上に、全体を螺合される。次いで、この第１の固定ナット３７の内ネジ３９が、ロッド１２の末端部分２４のネジに螺合される。
【００４８】
この段階で、固定ナット３７及び３８の小さな径を有する円筒部分４０及び４８は、フランジ３０内のそれぞれの円筒形受座３５及び３６内に、少なくとも部分的に挿入される。この状態においては、第１の内側固定ナット３７のみがフランジ３０に当接する。他方、第２の外側固定ナット３８は、これに続く取付段階で、フランジ３０に対しその円形受座３６内において当接させられることになる。
【００４９】
ロッド１２とクロスヘッド１３との間の接続手段を固く締めるために、第１の固定ナット３７の内ネジ３９の自由部分に油圧ジャッキが螺合される。
【００５０】
オイルを所要圧力まで圧送することにより、ロッド１２の末端部分２４に正確な予張力が与えられ、ロッド上に螺合した第１の固定ナット３７の内ネジ３９が変形する。
【００５１】
油圧を一定に保ちながら、第２の外側固定ナット３８を、これがフランジ３０に設けられた受座３６に当接するまで締めつける。
【００５２】
油圧ジャッキを固定ナット３７から除去するために油圧が解除された時、第２の固定ナット３８によって及ぼされる反対方向のスラスト作用により、公称予荷重の緩和が少なくなる。
【００５３】
予荷重緩和の度合いは、一般的に緩和率の形で表される。
【００５４】
最後に回転阻止固定装置を構成する部材を取り付けることにより、使用状態における最大限の信頼性が保証され、従って固定ナット間の接続の緩みが防止される。
【００５５】
固定用のリングナット４９が、第１の固定ナット３７の左外ネジ４２上に完全に螺合される。螺合し終えた時、リングナット４９と固定ナット３７との間の相対的な回転を防止して、使用中に固定ナット３７が緩んだり抜け落ちるのを防ぐように、末端リップ５２が、図３に示すようにフランジ３０内に設けられた対応する受座５３内に折り込まれる。
【００５６】
このようにして固定用リングナット４９は、第２の固定ナット３８の、従って又第２の固定ナット３８と一体的な内側固定ナット３７の起り得る緩みを防止し、それによってこれらの固定ナットにフランジ３０との一体性を与える機能を果たす。
【００５７】
最後に、前述したように、ロッド固定部材５４は、フランジ３０に対するロッド１２と固定ナット３７、３８との間の相対的な回転を防止する。
【００５８】
ロッド固定部材５４は、ロッド１２自体の円頭面２２内に設けられた座ぐり付きネジ孔２１の左ネジに螺合される。
【００５９】
従って、小さな厚みを有する外側リム５７は、第１の固定ナット３７の側方環状面４３内にある少なくとも１つの孔４４内に折り込まれる。
【００６０】
規格ＡＰI618に規定されているように、ロッド１２とフランジ３０との間の、従ってロッド１２とクロスヘッド本体１４との間の回転阻止固定が、高度に予荷重を加えられたロッド部分内に螺合された、センタリングキーのような装置を使用することなしに得られる。ロッドは疲労応力を受けるから、事実これまで使用されてきた回転阻止固定装置は、ロッドの完全な状態を危険にさらす。
【００６１】
フランジ３０は、当業者には周知の、従って簡単にしか触れない、取付作業によって接続される。
【００６２】
フランジ３０は、４本の締結ロッド３４によってクロスヘッド本体１４に接続されており、これらの締結ロッド３４は、連結ロッドの脚部を関節接続するために、クロスヘッド本体１４内に設けられた受座１７内に挿入されているピン１８の座ぐり付きネジ孔２０内に螺合される。
【００６３】
４本の締結ロッド３４は、十字に対向する各締結ロッドの対を同時に、油圧ジャッキによって締められる。
【００６４】
本発明による接続はまた、上述した形式とは別のクロスヘッドのためにも使用される。
【００６５】
従って使用に際しては、複数の装置が、ロッドとフランジとの間のネジ接続の保持を保証するのに貢献する。左ネジを備えた回転阻止固定部材を有すると共に、これらの固定部材はまた、隣接する部材の孔内に折り込まれる薄いリムを備えている。
【００６６】
本発明の主題である往復圧縮機のロッドとクロスヘッドとの間の接続手段は、関係部材の弾性に起因する予荷重の低下を最小限にする利点を有する。
【００６７】
本発明の主題である接続手段を使用することによって、一般に公称予荷重の４０〜４５％に等しい通常の緩和値が、公称荷重の２０〜２５％の緩和にまで減らされる。
【００６８】
従って、本発明の主題である往復圧縮機のロッドとクロスヘッドとの間の接続手段の使用は、公称予荷重が同一でかつナットのネジ形式が同一である場合にロッドに加えることができる荷重に関して、より高い性能レベルを得ることを可能にする。
【００６９】
取付段階において、油圧ジャッキは、内側固定ナットの内ネジに作用して、それに加えられる作用によって該内側固定ナットの内ネジを直ちに変形させ、しかも締め付け圧力が解除された後でも、第２の固定ナットの作用により、変形された状態が継続されるのが有利である。
【００７０】
更に、規格ＡＰI618の第４版によって要求されているように、ロッドとフランジとの間、従って又ロッドとクロスヘッド本体との間の接続の保持を保証するロッドのための回転阻止固定部材は、機械的強度の観点から言って、大きな利点を有する。
【００７１】
事実、ロッドの高度に予荷重を加えられた部分に螺合する、例えばキー形式の通常の回転阻止固定装置を排除することにより、ロッドの耐疲労強度を増大させることが可能となる利点がある。
【００７２】
全て本発明の技術的範囲内に含まれる多数の変更及び変形を、本発明の主題である往復圧縮機のロッドとクロスヘッドとの間の、上述のように設計された接続手段に適用することができ、更に全ての細部は、技術的に等価な部材で置き換えることができる。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の主題である接続手段によりロッドを固定した往復圧縮機のクロスヘッドの部分断面側面図。
【図２】  本発明の主題である、ロッドを支えるクロスヘッドと接続手段とを異なる平面における部分断面で示した、図１を横方向から見た図。
【図３】  図１の部分断面平面図。
【図４】  本発明の主題である往復圧縮機におけるロッドとクロスヘッドとの間の接続手段の拡大詳細図。
【符号の説明】
１２  ロッド
１３  クロスヘッド
１４  クロスヘッド本体
１５  ランナ
１６  案内部材
１７  受座
１８  ピン
２０  ネジ孔
２３  ロッド軸線
２４  ロッドの末端部分
２５  ロッドのテーパ部分
２６  ロッドの心出し部分
２７  停止面
２８  位置決めリング
３０  フランジ
３１  スリーブ
３４  締結ロッド
３７  内側固定ナット
３８  外側固定ナット
４９  リングナット
５４  ロッド固定部材
【図１】
0004154572.tif 000002
【図２】
0004154572.tif 000003
【図３】
0004154572.tif 000004
【図４】
0004154572.tif 000005