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    • 专利摘要:
    Bei bekannten Einrichtungen treten hoher Dichtungsverschleiß bei Trockenlauf und durch Flüssigkeitsdruck verursachte schädliche Axialkräfte auf. Die neue Einrichtung soll sowohl Trockenlaufverschleiß als auch schädliche Axialkräfte vermeiden. DOLLAR A Bei der neuen Einrichtung ist vorgesehen, DOLLAR A - daß der Flüssigkeitskanal (10) in einer radialen Richtung durch beide Vorrichtungsteile (2, 3) geführt ist, DOLLAR A - daß die Dichtmittel durch zwei Paare von Axialdichtringen (2, 3) gebildet sind, die symmetrisch zueinander axial beiderseits des Flüssigkeitskanals (10) liegen, und DOLLAR A - daß je Paar von Axialdichtringen (2, 3) mindestens ein Axialdichtring (2, 3) in Axialrichtung einerseits durch den Druck der Flüssigkeit in die Dichtstellung mit gegenseitiger Anlage der Axialdichtringe (2, 3) jedes Paares und andererseits bei fehlendem Flüssigkeitsdruck in die Trennstellung mit gegenseitigem Abstand der Axialdichtringe (2, 3) jedes Paares verstellbar ist. DOLLAR A Trockenlaufverschleiß wird durch Trennung der Dichtringe (2, 3) bei fehlendem Flüssigkeitsdruck verhindert. Durch die symmetrische Anordnung treten keine schädlichen resultierenden Axialkräfte auf.
    公开号:DE102004023231A1
    申请号:DE102004023231
    申请日:2004-05-07
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Felix Mittelfarwick
    申请人:Felix Mittelfarwick；
    IPC主号:F16L27-08
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Einrichtung mit einer Drehdurchführung für die Überleitungeiner in einem Flüssigkeitskanalgeführten,unter Druck stehenden Flüssigkeitaus einem stillstehenden Vorrichtungsteil in einen rotierenden Vorrichtungsteiloder umgekehrt, wobei die Vorrichtungsteile konzentrisch zu einerDrehachse des rotierenden Vorrichtungsteils angeordnete und axialzusammenwirkende Dichtmittel umfassen, die einen Abschnitt des Flüssigkeitskanalsbegrenzen und miteinander eine Spaltdichtung bilden, wobei die einenDichtmittel Teil des einen Vorrichtungsteils und die anderen DichtmittelTeil des anderen Vorrichtungsteils sind und wobei die beiden Dichtmittelin Axialrichtung der Einrichtung relativ zueinander zwischen einerDichtstellung und einer Trennstellung verstellbar sind.
    [0002] EineEinrichtung der vorstehend genannten Art ist aus US 5 669 636 bekannt. Bei dieser bekanntenEinrichtung umfaßtdie Drehdurchführungeine axial verschiebliche, hohlzylindrische Hülse, die im stillstehendenVorrichtungsteil gelagert ist. An ihrem Außenumfang ist die verschiebbareHülse mittels zweiervoneinander beabstandete O-Ringe gegen den stillstehenden Vorrichtungsteilabgedichtet. An ihrem einen Stirnende trägt die Hülse einen Dichtring, der miteinem zweiten Dichtring, der Teil des rotierenden Vorrichtungsteilsist, zusammenwirkt. Bei Zuführungvon unter Druck stehender Flüssigkeitdurch einen zunächstradial und dann axial verlaufenden Flüssigkeitskanal führt derFlüssigkeitsdruckzu einer axialen Verschiebung der Hülse in Richtung zum rotierendenVorrichtungsteil. Hierdurch werden zwei einander zugewandte Dichtflächen derbeiden Dichtringe in dichtende Anlage zueinander gebracht, wobeidiese dann eine Spaltdichtung bilden, die durch die Flüssigkeitgeschmiert wird. Wenn der Flüssigkeitsdruckunter einen vorgebbaren Wert abfällt,führt eineRückstellfederdie Hülsein entgegengesetzter Richtung zurück, wodurch die beiden Dichtringeauf Abstand voneinander gebracht werden. Auf diese Weise wird erreicht,daß beianstehendem Flüssigkeitsdruckdie beiden Dichtringe eine durch die Flüssigkeit geschmierte Spaltdichtungbilden, während beifehlenden Flüssigkeitsdruckdie Dichtringe auf Abstand gebracht werden, wodurch ein erhöhter Verschleiß durchTrockenlauf vermieden wird.
    [0003] Alsnachteilig verbleibt aber bei dieser bekannten Einrichtung, daß sich durchden Druck der zugeführtenFlüssigkeitresultierende axiale Kräfte, dieauf den rotierenden Vorrichtungsteil wirken, ergeben. Diese in Axialrichtungauf den rotierenden Vorrichtungsteil wirkenden Kräfte sinddabei proportional zum Druck der Flüssigkeit. Insbesondere beieinem hohen Druck der Flüssigkeit,beispielsweise von 100 bar oder mehr, ergeben sich erhebliche Axialkräfte, diehäufigfür denrotierenden Vorrichtungsteil und insbesondere für dessen Lager schädlich sind.Zur Vermeidung von Schädenmüssendann zusätzliche Lagervorgesehen und eingebaut werden, die in der Lage sind, die hohenAxialkräfteschadlos und reibungsarm aufzunehmen. Die verursacht hohe Zusatzkostenund erfordert zusätzlichenEinbauraum, der häufignicht zur Verfügungsteht.
    [0004] Für die vorliegendeErfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Einrichtung dereingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend dargelegtenNachteile vermeidet und bei der nicht nur ein erhöhter Verschleiß bei Trockenlaufsondern auch das Auftreten von auf den rotierenden Vorrichtungsteilwirkenden, durch den Druck der Flüssigkeit hervorgerufenen Axialkräften vermiedenwird und bei der eine kompakte Bauweise erreicht wird.
    [0005] DieLösungdieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Einrichtung dereingangs Art, die dadurch gekennzeichnet ist, – daß der Flüssigkeitskanalin einer radialen Richtung durch beide Vorrichtungsteile geführt ist, – daß die Dichtmitteldurch zwei Paare von Axialdichtringen gebildet sind, die symmetrischzueinander axial beiderseits des Flüssigkeitskanals liegen, und – daß je Paarvon Axialdichtringen mindestens ein Axialdichtring in Axialrichtungeinerseits durch den Druck der Flüssigkeit in die Dichtstellungmit gegenseitiger Anlage der Axialdichtringe jedes Paares und andererseitsbei fehlendem Flüssigkeitsdruckin die Trennstellung mit gegenseitigem Abstand der Axialdichtringejedes Paares verstellbar ist.
    [0006] Mitder Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß aufgrund der in Axialrichtunggesehen symmetrischen Anordnung von zwei Paaren von Axialdichtringenkeine resultierenden, in Axialrichtung auf den rotierenden Vorrichtungsteilwirkenden Kräfteentstehen können.Die durch den Druck der Flüssigkeithervorgerufenen Kräfteheben sich in Axialrichtung gegenseitig auf, wodurch ein axialkraftfreier Zustand unabhängig vomjeweils anliegenden Flüssigkeitsdruckerreicht wird. Damit werden schädlicheEinflüsseauf den rotierenden Vorrichtungsteil und insbesondere auf dessenLager vermieden. Somit ergibt sich eine längere Haltbarkeit insbesondereder Lager des rotierenden Vorrichtungsteils und es werden zusätzliche,Axialkräfteaufnehmende Lager vermieden. Zudem ist die erfindungsgemäße Einrichtung aufgrunddes rein radialen Verlaufs des Flüssigkeitsverlaufs durch beideVorrichtungsteile sehr kompakt, wodurch die Einrichtung nur einenkleinen Einbauraum benötigt.Diese Eigenschaft ist insbesondere bei einer nachträglichenAusrüstungbeispielsweise von bereits vorhandenen Maschinen mit der erfindungsgemäßen Einrichtungvon Vorteil. Zugleich bleibt der Vorteil erhalten, daß es nichtzu einem erhöhtenVerschleiß durchTrockenlauf der Axialdichtringe kommen kann, weil diese, gesteuertdurch den Flüssigkeitsdruck,nur bei einem anstehenden Flüssigkeitsdruckin Anlage aneinander treten, während siebei fehlendem Flüssigkeitsdruckund damit fehlender Flüssigkeitauf Abstand voneinander gebracht werden. Dabei genügt ein axialesBewegungsspiel von wenigen Zehntel Millimetern, um den gewünschtenEffekt des Verstellens zwischen Dichtstellung und Trennstellungzu erreichen. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Einrichtungfür Anwendungen,bei denen eine hoher Flüssigkeitsdruckvorliegt, der in der Größenordnungvon beispielsweise 100 bar oder mehr liegt, weil dann besondershohe Kräfte durchden Flüssigkeitsdruckhervorgerufen werden, die bei fehlendem Kräfteausgleich leicht zu Schäden führen würden.
    [0007] Inweiterer Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, daß jeweilsder axial äußere Axialdichtring jedesPaares fest mit dem stillstehenden Vorrichtungsteil und der axialinnere Axialdichtring axial beweglich mit dem rotierenden Vorrichtungsteilverbunden ist. Bei dieser Anordnung der Axialdichtringe kann derim Flüssigkeitskanalherrschende Flüssigkeitsdruckunmittelbar und auf kürzestemWege auf den verstellbaren, hier jeweils axial inneren Axialdichtringeinwirken, was zu einer kompakten Anordnung beiträgt.
    [0008] Eineweitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jeweilsder axial innere Axialdichtring fest auf einem axial innen davonangeordneten Tragring angeordnet ist und daß jeweils der Tragring abgedichtetsowie verdrehfest und axial verschieblich auf dem rotierenden Vorrichtungsteilgeführtist. In dieser Ausführungkönnender Tragring auf der einen Seite und der von diesem getragene Axialdichtring aufder anderen Seite jeweils hinsichtlich ihres Materials und ihrerEigenschaften entsprechend ihrem Verwendungszweck unabhängig voneinanderjeweils optimal ausgewähltwerden.
    [0009] Weiterwird vorgeschlagen, daß zwischen demTragring und dem rotierenden Vorrichtungsteil jeweils wenigstensein elastisches, eine Rückstellkraftin Richtung der Trennstellung der Axialdichtringe aufbringendesDichtelement vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltung erfüllt dasDichtelement gleichzeitig zwei Funktionen, nämlich zum einen die Abdichtungzwischen dem rotierenden Vorrichtungsteil und dem mit diesem rotierendenTragring und andererseits das Erzeugen der Rückstellkraft, die bei fehlendemFlüssigkeitsdruckdafür sorgt,daß dieAxialdichtringe der beiden Dichtringpaare sicher auf Abstand voneinandergebracht werden. Diese Ausgestaltung vermeidet vorteilhaft den Einsatzspezieller Rückstellmittel,wie beispielsweise von im Stand der Technik verwendeten Schraubenfedernoder ähnlich sperrigenBauteilen. Somit wird ein weiterer Beitrag zu einer besonders kompaktenBauweise der erfindungsgemäßen Einrichtunggeleistet.
    [0010] Bevorzugtist das zuvor erwähnteelastische Dichtelement ein O-Ring. O-Ringe sind bekannte und bewährte Dichtelemente,die in unterschiedlichsten Ausführungenauf den Markt gängigund verfügbar sindund die nur geringe Kosten verursachen. Da zwischen dem Tragringund dem diesen tragenden rotierenden Vorrichtungsteil nur kleinsteVerschiebungen in Axialrichtung auftreten, unterliegt der O-Ring in dieser Anwendungpraktisch keinem besonderen Verschleiß, so daß hier eine lange Lebensdauererwartet werden kann.
    [0011] Damitauch die Axialdichtringe eine möglichstlange Lebensdauer erreichen, bestehen diese bevorzugt aus Siliziumkarbid.
    [0012] Wievorstehend schon erwähnt,dient die durch die Einrichtung geführte Flüssigkeit zur Schmierung derSpaltdichtung zwischen den Axialdichtringen jedes Dichtringpaares.Da dabei eine geringe Flüssigkeitsmengedurch den Dichtspalt zwischen den Axialdichtringen hindurchtretenkann, ist zur Vermeidung von Ansammlungen von Flüssigkeit im Bereich hinterden Dichtringpaaren vorgesehen, daß jeweils akial außen vomaxial äußeren Axialdichtringwenigstens ein Leckagekanal durch den stillstehenden Vorrichtungsteilnach außengeführtist. Durch den Leckagekanal könnenLeckageanteile der Flüssigkeit,die durch den Dichtspalt zwischen den Axialdichtringen hindurchgetretensind, schadlos nach außenabgeführtwerden.
    [0013] Weiterist vorgesehen, daß jeweilsaxial außenvon den Leckagekanälenzwischen dem stillstehenden Vorrichtungsteil und dem rotierendenVorrichtungsteil eine Nieder druckflüssigkeitsdichtung vorgesehenist. Diese Niederdruckflüssigkeitsdichtungensorgen dafür,daß gegebenenfallsanfallende Leckflüssigkeitnur in die Leckagekanälegelangen kann, nicht aber in andere Bereiche zwischen dem stillstehendenund dem rotierenden Vorrichtungsteil, wo die Leckflüssigkeiteventuell Schädenverursachen könnte.
    [0014] Bevorzugtsind die Niederdruckflüssigkeitsdichtungendurch je einen Simmering gebildet. Simmeringe sind gängige undbewerte Bauteile, die an dieser Stelle der Einrichtung ihren Zweckproblemlos erfüllen,weil dort keine unter Druck stehende Flüssigkeit ansteht.
    [0015] UmLagerschädendurch das Eindringen von Leckflüssigkeitzu vermeiden, wird erfindungsgemäß weitervorgeschlagen, daß zwischendem stillstehenden Vorrichtungsteil und dem rotierenden Vorrichtungsteilvorgesehene Lager, vorzugsweise Wälzlager, jeweils axial außen vonden Niederdruckflüssigkeitsdichtungenangeordnet sind. Die Lager, die zwischen dem rotierenden und demstillstehenden Vorrichtungsteil vorgesehen sind, liegen damit inBereichen der Einrichtung, die gut gegen einen Zutritt von Flüssigkeit,die fürdie Lager schädlichsein kann, geschütztsind. Lagerschädendurch Ausspülenvon Schmiermittel aus den Lagern werden so vermieden und es wirdauch im Hinblick auf die Lager eine lange Lebensdauer der Einrichtunggewährleistet.
    [0016] Bevorzugtist weiter vorgesehen, daß derim stillstehenden Vorrichtungsteil liegende Abschnitt des Flüssigkeitskanalsdurch einen einzelnen radial verlaufenden, radial äußeren erstenTeilabschnitt, der als Leitungsanschluß ausgebildet ist, und einen ringförmig inUmfangsrichtung verlaufenden, radial inneren zweiten Teilabschnittgebildet ist. An den radial äußeren erstenTeilabschnitt des Flüssigkeitskanalskann eine die FlüssigkeitzuführendeDruckleitung angeschlossen werden. Diese Druckleitung wird zweckmäßig voneiner Flüssigkeitspumpebei Bedarf mit unter Druck stehender Flüssigkeit versorgt. Zum Schutzder Pumpe und der Einrichtung kann vor der Pumpe oder im Verlaufder Flüssigkeitsleitung,die zur Einrichtung führt,ein Filter vorgesehen sein. Der ringförmig in Umfangsrichtung verlaufende,radial innere zweite Teilabschnitt des Flüssigkeitskanals sorgt für eine Verteilungder zugeführtenFlüssigkeit inUmfangsrichtung und füreine gleichmäßige Einwirkungdes Flüssigkeitsdrucksin Umfangsrichtung auf die beiden axial inneren, in Axialrichtungdurch den Flüssigkeitsdruckverschiebbaren Axialdichtringe oder auf die diese tragenden Tragringe.
    [0017] Inweiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der im rotierenden Vorrichtungsteilliegende Abschnitt des Flüssigkeitskanalsdurch eine einzelne oder mehrere in Umfangsrichtung beabstandeteRadialbohrungen gebildet ist, die jeweils radial außen mitdem zweiten Kanal-Teilabschnittund radial innen mit einem Flüssigkeitskanalin einem weiteren Vorrichtungsteil, der im rotierenden Vorrichtungsteilgehaltert ist, kommunizieren. Mit dieser Radialbohrung oder mitdiesen Radialbohrungen wird füreine Weiterleitung der Flüssigkeitaus dem ringförmigenzweiten Kanal-Teilabschnitt im stillstehenden Vorrichtungsteil durchden rotierenden Vorrichtungsteil hindurch zu dem im rotierendenVorrichtungsteil gehalterten, weiteren Vorrichtungsteil gesorgt,ohne daß dabeieine nachteilige Schwächungdes rotierenden Vorrichtungsteils entsteht.
    [0018] Ineiner bevorzugten Verwendung der Einrichtung ist vorgesehen, daß die Vorrichtungsteile Teileeiner Werkzeugmaschine sind, wobei der rotierende Vorrichtungsteileine Werkzeugaufnahme für einBearbeitungswerkzeug ist, und daß die Flüssigkeit eine Kühl- undSchmierflüssigkeitfür dieeine spanende Bearbeitung eines Werkstücks ausführende Werkzeug ist. In dieserAnwendung kommen die Vorteile der Einrichtung besonders gut zumTragen, da man heute allgemein bestrebt ist, die Produktivität von Werkzeugmaschinendurch Erhöhungder Bearbeitungsgeschwindigkeit zu vergrößern, was nur bei gleichzeitigerdeutlicher Erhöhungder Kühl-und Schmierleistung möglichist. Diese erhöhteKühl- und Schmierleistungkann durch Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung erreicht werden,da diese auch bei hohen Drückender Kühl-und Schmierflüssigkeitvon 100 bar oder mehr eingesetzt werden kann, ohne daß dadurchschädlicheAxialkräfteauf den rotierenden Vorrichtungsteil und das darin gehalterte Werkzeugausgeübtwerden. Das eingesetzte, in der Werkzeugaufnahme gehalterte Werkzeughat zweckmäßig aufseinem Außenumfangeine umlaufende Nut, die im zusammengebauten Zustand mit der oderden Radialbohrungen des rotierenden Vorrichtungsteils kommuniziert.Von dieser umlaufenden Nut könnendann ein oder mehrere Kanäledurch das Werkzeug hindurch zu dessen in Eingriff mit dem bearbeitetenWerkstücktretenden Werkzeugbereich führen,wie dies an sich bekannt ist.
    [0019] Imfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel derErfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnungzeigen:
    [0020] 1 eineEinrichtung in einem Längsschnitt,
    [0021] 2a dieEinrichtung in einem vergrößerten Teil-Längsschnitt in unter Druck stehendemZustand und
    [0022] 2b dieEinrichtung in dem vergrößerten Teil-Längsschnitt in drucklosem Zustand.
    [0023] Wiedie 1 der Zeichnung zeigt, besitzt bei dem dargestelltenAusführungsbeispieldie Einrichtung 1 einen radial äußeren, stillstehenden Vorrichtungsteil 12 undeinen radial inneren, drehbaren Vorrichtungsteil 13. Derradial innere Vorrichtungsteil 13 rotiert dabei im Betriebum die durch eine strichpunktierte Linie dargestellte Drehachse 11.Sowohl der stillstehende Vorrichtungsteil 12 als auch derrotierende Vorrichtungsteil 13 sind dabei im wesentlichenrotationssymmetrisch zur Drehachse 11 ausgeführt.
    [0024] DieEinrichtung 1 umfaßteine Drehdurchführung,mit der eine unter Druck stehende Flüssigkeit von radial außen durcheinen in Radialrichtung verlaufenden Flüssigkeitskanal 10 zumnach radial innen weisenden Innenumfang des rotierenden Vorrichtungsteils 13 führbar ist.Der rotierende Vorrichtungsteil 13 bildet beispielsweisemit seinem hohlen Inneren 13.1 eine Aufnahme für ein darinzu halterndes und mit einer Flüssigkeit,hier Kühl-und Schmierflüssigkeit,zu versorgendes Werkzeug 6, das zur spanenden Bearbeitungeines Werkstücksdient.
    [0025] Derstillstehende Vorrichtungsteil 12 besitzt ein radial äußeres, einezylindrische Außenumfangsfläche aufweisendesGehäuse 12.1,in das von der in der Zeichnungsfigur 1 linken Stirnseiteher ein Schraubring 12.2 zur Fixierung der inneren Teileder Einrichtung 1 eingeschraubt ist.
    [0026] Ander in der Zeichnungsfigur 1 nach unten weisenden Seitedes stillstehenden Vorrichtungsteils 12 ist ein erster,radial äußerer Teilabschnitt 10.1 des Flüssigkeitskanals 10 zusehen. Dieser erste Teilabschnitt 10.1 des Flüssigkeitskanals 10 istradial außenals Leitungsanschluß miteinem Innengewinde ausgeführt.Mittels eines Anschlußstücks 70 isthier eine Flüssigkeitsleitung 7 für die Zuführung vonunter Druck stehender Flüssigkeitangeschlossen.
    [0027] Radialweiter nach innen, in der Zeichnungsfigur 1 weiter nachoben, folgt auf den ersten Kanal-Teilabschnitt 10.1 einradial innerer, zweiter Teilabschnitt 10.2 des Flüssigkeitskanals 10,der ringförmigausgebildet ist und in Umfangsrichtung der Einrichtung 1 konzentrischzur Drehachse 11 verläuft.
    [0028] Nochweiter radial nach innen folgt schließlich ein weiterer Teilabschnitt 10.3 desFlüssigkeitskanals 10,der durch den rotierenden Vorrichtungsteil 13 verläuft undder hier in Form von zwei Radialbohrungen ausgeführt ist. Diese Radialbohrungen,die den Teilabschnitt 10.3 des Flüssigkeitkanals 10 bilden,liegen, ebenso wie der erste und der zweite Teilabschnitt 10.1 und 10.2 ineiner radialen Ebene 11', diein der Zeichnungsfigur 1 durch eine strichpunktierte Liniedargestellt ist. Im Werkzeug 6, das nur teilweise sichtbarist, liegen hier zwei Radialkanäle 60 und,damit verbunden, ein zentraler Axialkanal 61 für die Flüssigkeit.Dabei stehen die Radialkanäle 60 des Werkzeugs 6 jeweilsin Strömungsverbindungmit dem dritten Teilabschnitt 10.3 des Flüssigkeitskanals 10.
    [0029] InAxialrichtung beiderseits der Ebene 11', d. h. in der Zeichnungsfigur 1 linksund rechts von der Ebene 11',liegt jeweils ein Paar von Dichtringen 2 und 3,die konzentrisch zur Drehachse 11 angeordnet sind. DieDichtringe 2 und 3 sind Axialdichtringe, die jeweilseine in Axialrichtung weisende, dem jeweils anderen Dichtring 3 bzw. 2 zugewandteDichtfläche 20, 30 aufweisen.Dabei ist je weils der mit dem stillstehen Vorrichtungsteil 12 verbundeneDichtring 2 axial außenangeordnet, währendjeweils der mit dem rotierenden Vorrichtungsteil 13 verbundeneDichtring 3 jedes Dichtringpaares axial innen liegt. Derjeweils axial äußere Axialdichtring 2 istdabei fest mit dem stillstehenden Vorrichtungsteil 12 verbunden.
    [0030] Derjeweils axial innere Axialdichtring 3 ist im Unterschieddazu relativ zu dem jeweils anderen Axialdichtring 2 inAxialrichtung der Einrichtung 1, d. h. parallel zur Drehachse 11,begrenzt verschiebbar. Hierzu sitzt jeweils der axial innere Axialdichtring 3 aufeinem Tragring 4, der jeweils seinerseits axial verschieblich,aber verdrehfest auf dem Außenumfangdes rotierenden Vorrichtungsteils 13 sitzt. Zwischen demrotierenden Vorrichtungsteil 13 und den beiden darauf geführten Tragringen 4 istjeweils eine umlaufende Dichtung in Form eines O-Ringes 5 angeordnet. Die paarigeAnordnung der Axialdichtringe 2, 3, der Tragringe 4 undder Dichtungen 5 ist dabei vollkommen symmetrisch zur Symmetrieebene 11'.
    [0031] Ganzlinks und ganz rechts in der Zeichnungsfigur 1 sind zweiLager 16, hier Radialkugellager, sichtbar, die den rotierendenVorrichtungsteil 13 drehbar im stillstehenden Vorrichtungsteil 12 lagern.
    [0032] Jeweilsaxial innen von den beiden Lagern 16 ist je ein Simmering 15 angeordnet,der dazu dient, gegebenenfalls durch den Dichtspalt zwischen denAxialdichtringen 2, 3 hindurchgetretene Leckageflüssigkeitvon den Lagern 16 fern zu halten.
    [0033] DiedruckabhängigeFunktion und das Zusammenwirken der Dichtringe 2, 3 derbeiden Dichtringpaare werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren 2a und 2b erläutert.
    [0034] Wenn,wie in 2a dargestellt, durch den erstenTeilabschnitt 10.1 des Flüssigkeitskanals 10 eineunter Druck stehende Flüssigkeitzugeführtwird, übtdiese Flüssigkeitauf die aufeinander zu weisenden Stirnflächen der beiden Tragringe 4 jeweilseine in Axialrichtung nach außen,d. h. in der Zeichnung nach links und rechts, weisende Kraft aus.Diese Kraft führtdazu, daß dieTragringe 4 voneinander weg in Axialrichtung soweit verschobenwerden, bis die jeweils aufeinander zu weisenden Dichtflächen 20, 30 derAxialdichtringe 2, 3 dichtend aneinander anliegen.In diesem Zustand bilden die beiden Paare von Dichtringen 2, 3 jeeine Spaltdichtung, deren Dichtspalt jeweils von Dichtflächen 20, 30 begrenzt wirdund die durch die unter Druck stehende Flüssigkeit geschmiert wird. Indiesem Zustand, in dem eine unter Druck stehende Flüssigkeitansteht, ist also eine Abdichtung im Bereich der beiden Dichtringpaaremit den Dichtringen 2, 3 bewirkt und es kann die unterDruck stehende Flüssigkeitdurch den Flüssigkeitskanal 10 hindurchvon dem stillstehenden Vorrichtungsteil 12 in den rotierendenVorrichtungsteil 13 und das Werkzeug 6 geführt werden,ohne daß dabei einunerwünschterFlüssigkeitsaustrittin nennenswerten Umfang durch die Spaltdichtung hindurch erfolgt.
    [0035] Gegebenfallsdoch durch die Spaltdichtungen im Bereich der Paare von Dichtringen 2, 3 hindurchtretendekleine Leckagemengen an Flüssigkeit können durchmehrere, hier insgesamt vier symmetrisch beiderseits der Symmetrieebene 11' und axial außen vonden Dichtringen 2, 3 angeordnete Leckagekanäle 14 drucklosnach außenabgeführtwerden.
    [0036] Wenn,wie in 2b dargestellt, der Flüssigkeitsdruckim Flüssigkeitskanal 10 abfällt, beispielsweiseweil eine die FlüssigkeitzuführendePumpe ausgeschaltet wird, sor gen die O-Ringe 5 aufgrund derihnen eigenen elastischen Rückstellkraftdafür, daß die Tragringe 4 zusammenmit dem jeweils darauf sitzenden Dichtring 3 in Axialrichtungnach innen, also aufeinander zu und in Richtung zur Symmetrieebene 11' hin, bewegtwerden. Hierdurch werden die Dichtflächen 20, 30 derAxialdichtringe 2, 3 auf einen Abstand voneinandergebracht, der nur so groß sein muß, daß keineReibung mehr zwischen ihnen auftritt, auch wenn die Einrichtungsteile 12 und 13 weiter relativzueinander rotieren. Hierdurch wird ein erhöhter Verschleiß der Axialdichtringe 2, 3 beiTrockenlauf der Einrichtung 1, also bei fehlender Flüssigkeit, selbsttätig vermieden.
    [0037] Wiedie Zeichnungsfiguren veranschaulichen, führt der zu der Symmetrieebene 11' symmetrischeAufbau der Einrichtung dazu, daß sichalle von dem Druck der Flüssigkeitim Flüssigkeitskanal 10 hervorgerufenen,in Axialrichtung der Einrichtung 1, also parallel zur Drehachse 11,wirkenden Kräftevollständigaufheben. Damit wird unabhängigvom Druck der Flüssigkeitim Flüssigkeitskanal 10 stetsein axialkraftfreier Zustand in der Einrichtung 1 erreicht. Schädliche Axialkräfte, dieinsbesondere fürdie Lager 16 ungünstigsind und deren Lebensdauer verkürzenkönnen,könnengrundsätzlichnicht auftreten. Zugleich ändertdie Einrichtung 1 hinsichtlich der Abdichtung ihren Zustandselbsttätigin Abhängigkeit vomDruck der Flüssigkeitim Flüssigkeitskanal 10 zwischeneiner Dichtstellung und einer Trennstellung der zusammenwirkendenDichtringe 2, 3 in den Dichtringpaaren.
    [0038] Schließlich zeigendie Zeichnungsfiguren deutlich die bei der Einrichtung 1 erreichbarebesonders kompakte Bauweise mit geringem Raumbedarf sowohl in axialerwie auch in radialer Richtung.
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] Einrichtung (1) mit einer Drehdurchführung für die Überleitungeiner in einem Flüssigkeitskanal(10) geführten,unter Druck stehenden Flüssigkeitaus einem stillstehenden Vorrichtungsteil (12) in einenrotierenden Vorrichtungsteil (13) oder umgekehrt, wobeidie Vorrichtungsteile (12, 13) konzentrisch zueiner Drehachse (11) des rotierenden Vorrichtungsteils (13)angeordnete und axial zusammenwirkende Dichtmittel umfassen, dieeinen Abschnitt des Flüssigkeitskanals(10) begrenzen und miteinander eine Spaltdichtung bilden,wobei die einen Dichtmittel Teil des einen Vorrichtungsteils (12)und die anderen Dichtmittel Teil des anderen Vorrichtungsteils (13) sindund wobei die beiden Dichtmittel in Axialrichtung der Einrichtung(1) relativ zueinander zwischen einer Dichtstellung undeiner Trennstellung verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet , – daß der Flüssigkeitskanal(10) in einer radialen Richtung durch beide Vorrichtungsteile(2, 3) geführt ist, – daß die Dichtmitteldurch zwei Paare von Axialdichtringen (2, 3) gebildetsind, die symmetrisch zueinander axial beiderseits des Flüssigkeitskanals(10) liegen, und – daß je Paarvon Axialdichtringen (2, 3) mindestens ein Axialdichtring(2; 3) in Axialrichtung einer seits durch den Druckder Flüssigkeitin die Dichtstellung mit gegenseitiger Anlage der Axialdichtringe(2, 3) jedes Paares und andererseits bei fehlendemFlüssigkeitsdruckin die Trennstellung mit gegenseitigem Abstand der Axialdichtringe(2, 3) jedes Paares verstellbar ist.
    [2] Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß jeweilsder axial äußere Axialdichtring(2) jedes Paares fest mit dem stillstehenden Vorrichtungsteil(12) und der axial innere Axialdichtring (3) axialbeweglich mit dem rotierenden Vorrichtungsteil (13) verbundenist.
    [3] Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß jeweilsder axial innere Axialdichtring (3) fest auf einem axialinnen davon angeordneten Tragring (4) angeordnet ist unddaß jeweilsder Tragring (4) abgedichtet sowie verdrehfest und axial verschieblichauf dem rotierenden Vorrichtungsteil (13) geführt ist.
    [4] Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß zwischendem Tragring (4) und dem rotierenden Vorrichtungsteil (13)jeweils wenigstens ein elastisches, eine Rückstellkraft in Richtung derTrennstellung der Axialdichtringe (2, 3) aufbringendesDichtelement (5) vorgesehen ist.
    [5] Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß daselastische Dichtelement (5) ein O-Ring ist.
    [6] Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß dieAxialdichtringe (2, 3) aus Siliziumkarbid bestehen.
    [7] Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß jeweils axialaußenvom axial äußeren Axialdichtring(2) wenigstens ein Leckagekanal (14) durch denstillstehenden Vorrichtungsteil (12) nach außen geführt ist.
    [8] Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß jeweilsaxial außenvon den Leckagekanälen(14) zwischen dem stillstehenden Vorrichtungsteil (12)und dem rotierenden Vorrichtungsteil (13) eine Niederdruckflüssigkeitsdichtung(15) vorgesehen ist.
    [9] Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß dieNiederdruckflüssigkeitsdichtungen(15) durch je einen Simmering gebildet sind.
    [10] Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,daß zwischendem stillstehenden Vorrichtungsteil (12) und dem rotierendenVorrichtungsteil (13) vorgesehene Lager (16),vorzugsweise Wälzlager,jeweils axial außenvon den Niederdruckflüssigkeitsdichtungen(15) angeordnet sind.
    [11] Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß derim stillstehenden Vorrichtungsteil (12) liegende Abschnitt desFlüssigkeitskanals(10) durch einen einzelnen radial verlaufenden, radial äußeren erstenTeilabschnitt (10.1), der als Leitungsanschluß ausgebildetist, und einen ringförmigin Umfangsrichtung verlaufenden, radial inneren zweiten Teilabschnitt(10.2) gebildet ist.
    [12] Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,daß derim rotierenden Vorrichtungsteil (13) liegende Abschnittdes Flüssigkeitskanals (10)durch eine einzelne oder mehrere in Umfangsrichtung beabstandeteRadialbohrungen (10.3) gebildet ist, die jeweils radialaußenmit dem zweiten Kanal-Teilabschnitt(10.2) und radial innen mit einem Flüssigkeitskanal in einem weiterenVorrichtungsteil, der im rotierenden Vorrichtungsteil (13)gehaltert ist, kommunizieren.
    [13] Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß dieVorrichtungsteile (12, 13) Teile einer Werkzeugmaschine sind,wobei der rotierende Vorrichtungsteil (13) eine Werkzeugaufnahmefür einBearbeitungswerkzeug ist, und daß die Flüssigkeit eine Kühl- undSchmierflüssigkeitfür daseine spanende Bearbeitung eines Werkstücks ausführende Werkzeug ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004023231B4|2008-05-08|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    法律状态:
    2005-12-01| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-11-06| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-03-24| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410023231|DE102004023231B4|2004-05-07|2004-05-07|Einrichtung mit einer Drehdurchführung für eine Flüssigkeit|DE200410023231| DE102004023231B4|2004-05-07|2004-05-07|Einrichtung mit einer Drehdurchführung für eine Flüssigkeit|
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