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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zwei-Wege-Drehdurchführung für die getrennte Zuführung mindestens zweier verschiedener Medien vor einem stehenden Maschinenteil (1) in eine rotierende Welle (2), welche einen zentralen, axial verlaufenden Zufuhrkanal aufweist, der durch ein erstes, axiales Gleitringpaar (5) abgedichtet ist, und einen zweiten, achsparallelen Zufuhrkanal, der exzentrisch in der Welle verläuft und mit einer radialen Zufuhröffnung (15) des stehenden Maschinenteils verbunden ist, wobei der Übergang von dem stehenden Maschinenteil (1) zu der Welle (2) im Bereich des zweiten, dezentralen Zufuhrkanals durch ein zweites Gleitdichtungspaar (7) abgedichtet ist. Um eine Zwei-Wege-Drehdurchführung zu schaffen, bei welcher sich die beiden durch die verschiedenen Kanäle zugeführten Fluide wechselseitig nicht beeinflussen können, die Zufuhr durch die zentralen bzw. dezentralen Kanäle beliebig ausgetauscht werden kann und auch keine Einschränkungen hinsichtlich der Wahl der Zufuhrkanäle aufgrund der relativen Zufuhrdrücke bestehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen der radialen Zufuhröffnung (15) und dem ersten Gleitdichtungspaar (5) für den axialen Zufuhrkanal ein weiteres Gleitdichtungspaar (6) vorgesehen ist, derart, daß der Übergang von der radialen Zufuhröffnung (15) zu dem dezentralen Kanal (4) der Welle (2) axial auf beiden Seiten unabhängig von dem ersten Gleitdichtungspaar für den zentralen Zufuhrkanal (3) abgedichtet ist.
    公开号:DE102004031350A1
    申请号:DE200410031350
    申请日:2004-06-28
    公开日:2006-02-02
    发明作者:Stephan Ott
    申请人:GAT Gesellschaft fuer Antriebstechnik mbH；
    IPC主号:F16L27-08
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Drehdurchführung für die getrennte Zuführung mindestenszweier verschiedener Medien von einem stehenden Maschinenteil ineine rotierende Welle, wobei die Welle einen zentralen, axial verlaufendenZufuhrkanal aufweist, der durch ein erstes axiales Gleitringpaarabgedichtet ist, und einen zweiten achsparallelen Zufuhrkanal aufweist,der in der Welle exzentrisch angeordnet ist, wobei eine radialeZufuhröffnungzu dem dezentralen Kanal durch ein zweites Gleitringpaar zwischendem stehenden Maschinenteil und der Welle abgedichtet ist.
    [0002] EntsprechendeDrehdurchführungenund im Stand der Technik bekannt. Dabei ist eine axiale Gleitdichtscheibeim allgemeinen an einem freien Ende einer Welle fixiert und umgibteinen zentralen Zufuhrkanal bzw. eine zentrale Bohrung der Welle. DieWelle weist außerdemeinen oder mehrere dezentrale, aber achsparallele Zufuhrkanäle auf,der oder die übereinen Ringraum mit einer radialen Zufuhröffnung im stationären Maschinenteilverbunden ist bzw. sind. Diese radiale Zufuhröffnung liegt zwischen dem erstenund dem zweiten Paar von Gleitdichtscheiben.
    [0003] ZumstromabwärtigenEnde der radialen Zufuhröffnungist also der dezentrale Kanal durch das zweite Gleitringpaar abgedichtet,d.h. eine mit der Welle rotierende, ringförmige Gleitdichtscheibe ruht z. B.auf einer stufenförmigenErweiterung der Welle, von der auch der dezentrale Kanal ausgeht,wobei der Innendurchmesser der Gleitdichtscheibe den dezentralenZufuhrkanal umfaßt.
    [0004] Dasstehende Maschinenteil weist ein im Abstand voneinander zwei federndgelagerte Gleitscheiben auf, von denen eine mit einem kleineren Durchmesserder mitdrehenden Gleitdichtscheibe am freien Ende der Welle gegenüberliegt,welche den zentralen Zufuhrkanal umfaßt, und die andere der dendezentralen Kanal umfassenden, mit der Welle drehenden Gleitdichtscheibegegenüberliegt. BeideGleitdichtscheiben des stehenden Maschinenteils werden gleichzeitigmit den Gleitdichtscheiben des drehenden Maschinenteils, d.h. derWelle, in Eingriff gebracht, wobei die federnde Lagerung mindestenseiner oder beider Gleitscheiben am stehenden Maschinenteil etwaigeToleranzen in den Abständen derGleitflächenan der Welle einerseits bzw. am stehenden Maschinenteil andererseitsausgleicht. Die radiale Zufuhröffnungdes stehenden Maschinenteils ist dabei gegenüber der Welle axial auf einerSeite der radialen Zufuhröffnung(i. a. stromabwärts)durch das zweite Gleitdichtungspaar abgedichtet und auf der anderenSeite (stromaufwärts)durch das erste Gleitdichtungspaar, welches gleichzeitig auch deninneren zentralen Zufuhrkanal abdichtet.
    [0005] DieBegriffe „stromaufwärts" und stromabwärts" werden hier in demSinne verwendet, daß eine Strömung vondem stehenden in das rotierende Maschinenteil unterstellt wird,woraus sich die Strömungsrichtungin den Zufuhrkanäleneindeutig ergibt (in 1 vonrechts nach links).
    [0006] Inder Regel arbeiten Gleitdichtungen nach dem Prinzip der Leckschmierung.Das durch einen Zufuhrkanal unter Druck zugeführte Fluid dringt in den Dichtungsspaltein, der zwischen den einander gegenüberliegenden und aufeinandergleitenden Dichtflächengebildet wird und bildet je nach Art des Fluids im Idealfall einenSchmierfilm. Selbst wenn das in den Dichtungsspalt eintretende undhindurchtretende Fluid keine oder kaum schmierende und reibungsminderndeEigenschaften hat, so sorgt es zumindest für eine gewisse Kühlung derGleitdichtflächenund fürden Abtransport der entstehenden Reibungswärme. Bei der oben beschriebenen,bekannten Drehdurchführung,welche gleichzeitig eine zentrale und eine dezentrale Zufuhr getrennterFluide erlaubt, führtdiese Eigenschaft von Gleitdichtungen dazu, daß durch den Dichtungsspaltder ersten Gleitringdichtung hindurchtretendes Fluid des zentralen Kanalsin den Bereich der Zufuhröffnungfür dendezentralen Kanal übertrittoder aber, falls der Druck in dem dezentralen Kanal höher seinsollte als in dem zentralen Kanal, umgekehrt Fluid, welches dezentral zugeführt wird,durch den Dichtungsspalt der Gleitringdichtung für den zentralen Kanal in diesenzentralen Kanal eintritt.
    [0007] Dieskann je nach dem speziellen Anwendungszweck nachteilig und daherunerwünschtsein, zumal sich die Größe des Lecksderartiger Gleitringdichtungen nur sehr schwer exakt festlegen undbestimmen läßt, sondernim Verlauf des Gebrauchs und auch abhängig von äußeren Parametern wie Temperatur,Druck, Drehzahl und der Art der verwendeten Fluide abhängt.
    [0008] Demzufolgehat die aus dem Stand der Technik bekannte Zwei-Wege-Drehdurchführung den Nachteil,daß diebeiden Kanälebzw. die darin transportierten Fluide sich über das unvermeidliche Dichtungsleckwechselseitig beeinflussen können.Außerdemist bei den bekannten Zwei-Wege-Drehdurchführungendie Kanalzuordnung der verschiedenen Fluide in der Weise festgelegt,daß zentralimmer das Fluid mit dem höherenDruck zugeführtwerden soll. Dies führtaber zwangsweise dazu, daß durchdie Gleitringdichtung des zentralen Kanals Fluid in den dezentralenKanal übertritt,und schränktaußerdem dieWahlfreiheit in der Zufuhr von Fluiden durch den zentralen und dendezentralen Kanal, sowie der gewünschtenDrückeein.
    [0009] Gegenüber diesemStand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eineZwei-Wege-Drehdurchführungzu schaffen, bei welcher sich die beiden durch die verschiedenenKanälezugeführtenFluide wechselseitig nicht beeinflussen können, die Zufuhr durch diezentralen bzw. dezentralen Kanälebeliebig ausgetauscht werden kann und auch keine Einschränkungenhinsichtlich der Wahl der Zufuhrkanäle aufgrund der relativen Zufuhrdrücke bestehen.Bevorzugte Ausführungsformender Erfindung führenaußerdemzu geringeren Leckraten, verbunden mit einem ruhigeren Lauf der rotierendenWelle. Dies bedeutet wiederum, daß sowohl die möglichenDruckbereiche als auch die maximalen Drehzahlen entsprechender Drehdurchführungengegenüberden aus dem Stand der Technik bekannten Werten für entsprechende Zwei-Wege-Drehdurchführungennoch erheblich gesteigert werden können.
    [0010] Dievorstehend genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindungdadurch gelöst,daß dieeingangs definierte Drehdurchführungein drittes Paar von Gleitdichtscheiben aufweist, welches zwischender radialen Zufuhröffnungdes dezentralen Kanals und dem ersten Gleitdichtscheibenpaar für den zentralenKanal angeordnet ist.
    [0011] Diesführt dazu,daß dieAbdichtung des zentralen Kanals völlig unabhängig von der Abdichtung desdezentralen Kanals erfolgt. Währendder zentrale Kanal durch ein einziges Paar von Gleitdichtscheibenabgedichtet ist, welches am freien Ende der Welle angeordnet istund den zentralen Zufuhrkanal umgibt, weist der achsparallele, aberdezentrale Kanal unvermeidlich eine radiale Zufuhröffnung auf,die erfindungsgemäß in axialerRichtung auf beiden Seiten durch ein separates Gleitscheibenpaarabgedichtet ist.
    [0012] Dieswiederum führtdazu, daß derLeckraum des ersten Gleitscheibenpaares nicht mehr mit dem Zuführungsbereichdes dezentralen Kanals in Verbindung steht und auch umgekehrt stehendie Leckräume,die die zweiten und dritten Gleitscheibenpaare umgeben, nicht mehrmit dem zentralen Kanal in Verbindung. Diese Leckräume können außerdem noch durchzusätzlicheDichtungen gegenüberder Umgebung abgedichtet werden. Das Vorsehen eines dritten Gleitscheibenpaareszwi schen der radialen Zufuhröffnungdes dezentralen Kanals und dem freien Ende der Welle ermöglicht außerdem nochdas Anordnen eines zusätzlichenKugellagers zwischen dem ersten und dem dritten Gleitscheibenpaar,so daß dasfreie Ende der Welle, welches gegenüber dem stromabwärtigen Ende,das auch den dezentralen Kanal enthält, verjüngt ist, wesentlich ruhiger läuft, wasinsbesondere auch die Dichtungseigenschaften des ersten Gleitscheibenpaaresverbessert und höhereDrückesowie höheremaximale Drehzahlen erlaubt.
    [0013] Dabeikann der zweite, dezentrale Kanal in der bevorzugten Ausführungsformaus mehreren achsparallelen Bohrungen bestehen, die unter gleichenWinkelabständenund unter gleichen Radien um den zentralen Zufuhrkanal herum angeordnet sind.In der bevorzugten Ausführungsformder Erfindung besteht der dezentrale Kanal aus insgesamt sechs parallelen,und unter Winkelabständenvon jeweils 60° umden zentralen Zufuhrkanal herum angeordneten Bohrungen. Diese sind über einengemeinsamen, den zentralen Teil der Welle umgebenden Ringraum miteinanderund überdiesen auch mit der radialen Zufuhröffnung des stehenden Maschinenteilsverbunden.
    [0014] Ineiner noch weiter bevorzugten Ausführungsform wird der ringförmige Zufuhrraumfür den dezentralenKanal zumindest teilweise durch einen Einschnürungsabschnitt der Welle gebildet,wobei dieser Einschnürungsabschnittim Bereich des ohnehin stufenförmigverjüngtenEndabschnittes der Welle liegt. Dies ermöglicht es, die Drehdurchführung bei gegebenenQuerschnitten der Zufuhrkanälenoch kompakter und mit einem geringeren Außendurchmesser auszubilden.Weiterhin hat dies den Vorteil, daß die ringförmigen Gleitscheiben der zweitenGleitdichtung, die vorzugsweise ebenfalls im Bereich dieser Einschnürung angeordnetwerden, trotz eines relativ geringen Durchmessers immer noch einenringförmigenDurchlaßraummit ausreichendem Querschnitt zwischen den innenflächen derGleitscheiben und der äußeren Wandder Einschnürungder Welle bilden. Ohne eine entsprechende Einschnürung würde dieserQuerschnitt deutlich verringert oder aber die Gleitscheiben müßten einengrößeren Innendurchmesserhaben, damit nicht der Ringraum einen Strömungsengpass für den dezentralenKanal bildet. Ein kleinerer Innendurchmesser der Gleitscheiben bedeutetaber geringere Relativgeschwindigkeiten und somit weniger Reibungswärme beigegebener Drehzahl und ermöglichtdadurch umgekehrt höhere Drehzahlenohne Überlastungder Gleitdichtungen.
    [0015] Wahlweisekönnteauch das dritte Gleitscheibenpaar noch im Bereich der Einschnürung angeordnetsein, obwohl dies nicht erforderlich ist, weil das dritte Gleitscheibenpaaraußerhalbdes Strömungswegesdurch den dezentralen Zufuhrkanal und den Ringraum liegt, welcherden dezentralen Zufuhrkanal mit einer radialen Zufuhröffnung verbindet,und daher außerdem Leckstrom durch das dritte Gleitscheibenpaar keinerlei Fluidzwischen dem Außenumfangder Welle und dem dritten Gleitscheibenpaar hindurchtreten muß. Das dritteGleitscheibenpaar schließt alsoden ringförmigenZufuhrraum in Richtung des freien Endes der Welle dicht ab.
    [0016] Daszusätzlichedritte Gleitscheibenpaar hat unter anderem den Vorteil, daß zwischendem dritten Gleitscheibenpaar und dem ersten Gleitscheibenpaar (für den zentralenKanal) noch ein den äußerstenEndabschnitt der Welle umgebendes Kugellager angeordnet werden kann,was nach dem Stand der Technik nicht möglich ist, da sich bei derbekannten Drehdurchführungdieses Kugellager dann innerhalb des abgedichteten Bereiches desdezentralen Zufuhrkanals befinden würde.
    [0017] DieseszusätzlicheKugellager sorgt füreinen besonders ruhigen Lauf auch des verjüngten Endabschnitts der Welleinsbesondere bei hohen Drehzahlen, bei denen leicht Vibrationenauftreten können,zumal dieser Endabschnitt der Welle gegenüber dem stromabwärtigen Teilverjüngtist und gemäß der bevorzugtenAusführungsformzusätzlicheine Einschnürungvor der stufenförmigenErweiterung der Welle aufweist, die den dezentralen Kanal aufnimmt.
    [0018] Einweiteres Kugellager kann an dem erweiterten Abschnitt der Welleund in der Nähedes zweiten Gleitscheibenpaares auf der stromabwärtigen Seite desselben angeordnetwerden.
    [0019] Weiterhinist die Drehdurchführungzweckmäßigerweiseso aufgebaut, daß jedesder Gleitringpaare von einem eigenen Leckraum umgeben ist, wobeider jeweilige Leckraum insbesondere gegenüber etwaigen benachbarten Kugellagernvorzugsweise abgedichtet sein sollte. Allerdings gibt es auch anderekonstruktive Maßnahmen,die z.B. durch die Wirkungen der Zentrifugalkraft der rotierendenWelle verhindern, daß durchden Dichtspalt von Gleitscheiben hindurchtretendes Leck-Fluid inden Bereich benachbarter Kugellager gelangt.
    [0020] Inder bevorzugten Ausführungsformder erfindungsgemäßen Drehdurchführung sinddie zweiten und dritten Gleitscheibenpaare derart angeordnet, daß die derradialen Zufuhröffnungjeweils nächstliegendenGleitdichtscheiben jeweils dem stehenden Maschinenteil zugeordnetsind, währenddie von der Zufuhröffnungabgelegenen Gleitdichtscheiben der beiden Paare von Gleitdichtungenmit der drehenden Welle verbunden sind.
    [0021] Dabeisind die dem stehenden Maschinenteil zugeordneten Gleitdichtscheibenzweckmäßigerweiseauf axial beweglichen, aber gegenüber dem stehenden Maschinenteilnicht drehenden Gleitkolben angeordnet, wobei die Gleitkolben ihrerseitsin der bevorzugten Ausführungsformder Erfindung durch elastische Dichtungen gegenüber der radialen Zufuhröffnung abgedichtetsind und gleichzeitig eine gewisse federnde Vorspannung in Richtungder mit der Welle verbundenen Gleitdichtscheiben erfahren. Die beidenGleitdichtkolben sind ringförmigausgebildet und umfassen die rotierende Welle im Abstand zueinander,so daß dazwischenein radialer Spalt gebildet wird, der mit der radialen Zufuhröffnung desstehenden Maschinenteils in Verbindung steht. Die Innenfläche einesder Gleitkolben bildet dabei zusammen mit der Außenwand der Welle in diesemBereich, vorzugsweise in dem eingeschnürten Bereich der Welle, einenTeil des Ringraumes, der mit dem dezentralen, achsparallelen Kanalin Verbindung steht.
    [0022] Amfreien Ende der Welle ist vorzugsweise eine Schraubhülse vorgesehen,welche einerseits als Halterung für eine mitrotierende Gleitdichtscheibe derdritten Gleitdichtung dient und gleichzeitig auch die mitrotierendeGleitdichtscheibe der ersten Gleitdichtung auf der Stirnseite desWellenendes festhält. Einzelheitender Klemmung einer solchen Gleitdichtscheibe sind in der gleichzeitiganhängigendeutschen Patentanmeldung Nr. 10 2004 003 459 dargelegt, wobei derenMerkmale auch im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung verwirklichtwerden können.
    [0023] Dieentsprechende Hülse,die den Endabschnitt der Welle umfaßt, ist gegenüber derWelle vorzugsweise durch eine O-Ring-Dichtung abgedichtet, wobeidiese O-Ring-Dichtung dementsprechend zwischen dem ersten und demdritten Gleitscheibenpaar angeordnet ist und mit der Welle und derHülse sowieden durch diese gehaltenen Gleitscheiben rotiert.
    [0024] WeitereVorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegendenErfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugtenAusführungsformund der dazugehörigen Figuren.Es zeigen:
    [0025] 1 einenaxialen Schnitt durch eine komplette Drehdurchführung,
    [0026] 2 eineDraufsicht auf die in 1 dargestellte Drehdurchführung vonlinks,
    [0027] 3 eineAusschnittvergrößerung desmit III bezeichneten, eingekreisten Bereiches in 1 und
    [0028] 4 eineAusschnittvergrößerung desin 1 mit IV bezeichneten, einkreisten Bereiches.
    [0029] Manerkennt in 1 eine Drehdurchführung, dieinsgesamt mit 100 bezeichnet ist und die im wesentlichenaus einer rotierenden Welle 2 und einem stehenden Maschinenteil 1 besteht,wobei das stehende Maschinenteil 1 seinerseits aus mehreren, imallgemeinen ringförmigenElementen zusammengesetzt ist, bestehend aus einem Hauptabschnitt 20, einemEndabschnitt 21 und mehreren Kleinteilen, wie z.B. Kugellageraußenringe,Dichtungen 12, 44, 25, 39, Gleitkolben 13, 13', 37,Sicherungsringen 5, O-Ring-Dichtungen d und Befestigungselementen, wiez.B. Schrauben. Mit Ausnahme einiger Befestigungselemente (wie z.B.der Schrauben 32, 36, 34) oder Federnsind alle vorgenannten Elemente bezüglich der zentralen Achse 30 weitgehendsymmetrisch ausgebildet. Mit der Welle 2 rotierende Bauteilesind vor allem die Gleitdichtscheiben oder Gleitdichtringe 6a, 7a, 5a,die Klemmhülse 16,Dichtungen auf der Welle 2 sowie die Innenringe der Kugellager 18, 19. Auchder Innenring 31 fürdie Dichtung 24 und die den Innenring auf der Welle abdichtendenO-Ringe rotieren gemeinsam mit der Welle, während alle übrigen Teile der Drehdurchführung demstehenden Maschinenteil zugeordnet sind. Für die Benutzung der Drehdurchführung wirdeinfach deren Flansch 33 mit dem entsprechend passend ausgebildetenEndflansch eines rotierenden Maschinenteils verbunden, in welchesdie Zuführungverschiedener Fluide erfolgen soll. Der Endflansch 33 istin der Draufsicht in 2 zu erkennen. Die in 1 aufdem Endflansch zu erkennenden O-Ring-Dichtungen sorgen für eine dichte Verbindung zwischendem rotierenden Maschinenteil und der Welle 2 der Drehdurchführung, dieim Gebrauch gemeinsam miteinander rotieren.
    [0030] DieWelle 2 weist einen zentralen Zufuhrkanal 3 für ein erstesFluid und einen dezentralen Zufuhrkanal 4 für ein zweitesFluid auf, wobei, wie aus 2 ersichtlichist, der dezentrale Zufuhrkanal 4 tatsächlich aus insgesamt sechsachsparallelen und unter gleichmäßigen Winkelabständen angeordneten Bohrungenbesteht.
    [0031] Ausgehendvon dem Flansch 33 ist die Welle 2 stufenförmig verjüngt undweist einen ersten Abschnitt 2a mit größerem Durchmesser auf, in welchemneben dem zentralen Zufuhrkanal 3 auch der dezentrale Zufuhrkanal 4 (bestehendaus insgesamt sechs Bohrungen) angeordnet ist, und einem verjüngten Abschnitt 2b,der nur den zentralen Kanal 3 aufweist.
    [0032] Am Übergangvon dem Abschnitt 2a zu dem verjüngten Abschnitt 2b istaußerdemnoch eine zusätzlicheEinschnürung 2c vorgesehen,innerhalb welcher die Welle gegenüber ihrem Endabschnitt nochzusätzlichverjüngtausgebildet ist. Weitere Profilierungen der Welle, wie z.B. dieAbstufung zur Aufnahme des Kugellagers 18, ein Gewinde 36,auf welches die Hülse 16 aufgeschraubtwerden kann etc., brauchen hier nicht weiter erläutert zu werden.
    [0033] Imfolgenden wird, neben 1, auch auf die vergrößerten Ausschnittegemäß den 3 und 4 Bezuggenommen.
    [0034] Derzentrale Kanal 3 ist mit einer radialen Anschlußöffnung 35 für ein erstesunter einem Druck P2 stehendes Fluid verbunden, wobei wegen derzentralen Anordnung des Kanals 3 diese Zufuhröffnung ebensogutauch zentral an dem Endabschnitt 21 des stehenden Maschinenteils 1 angeordnetsein könnte. EtwaigeVentile, die in dem Endabschnitt 21, davor, oder auch innerhalbdes Kanals 3 angeordnet werden könnten, sind hier nicht dargestellt.An dem stirnseitigen Ende der Welle 2 und dem Abschnitt 21 des stehendenMaschinenteils 1 befindet sich eine erste Gleitdichtung 5,die aus zwei Gleitscheiben bzw. Gleitringen 5a, 5b besteht.Der mit der Welle mitrotierende Gleitring 5a wird durcheine Klemmhülse 16, welcheauf ein Außengewinde 36 derWelle aufgeschraubt ist, auf der Stirnfläche der Welle festgeklemmtund ist dort übereinen O-Ring d abgedichtet. Ein gegenüberliegender Gleitring 5b istmit auf einem axial bewegbaren, hohlen Gleitkolben 37 miteiner weiteren Klemmhülse 38 befestigtund ebenfalls durch einen weiteren O-Ring gegenüber dem Gleitkolben 37 abgedichtet.Eine federnd elastische Dichtung 39 liegt an der Außenseitedes Gleitkolbens 37 an und dichtet diesen innerhalb desstehenden Maschinenteils 21 ab. Eine nicht dargestellteFeder drücktden Gleitkolben 37 in Richtung des Wellenendes, so daß nach derMontage der Welle 2 in dem stehenden Maschinenteil 1 diebeiden Gleitdichtringe 5a, 5b mit einem leichtenund durch die Wahl der elastischen Dichtung 39 vorgebbarenDruck aneinander anliegen. Die Gleitringdichtung 5 bzw.deren Klemmhülsen 16, 38 sindvon einem Leckraum 40 umgeben, in welchen das durch denDichtspalt zwischen den Gleitringen 5a, 5b hindurchtretendeFluid austreten kann, welches dann über den Leckanschluß L1 abgeführt wird.
    [0035] Wieman sieht, erhältman somit einen abgedichteten Übergangvon dem radialen Anschluß 35 desEndabschnitts 21 des stehenden Maschinenteils 1 inden zentralen Kanal 3 der rotierenden Welle 2. Alleprinzipiell getrennten, aber miteinander verbundenen Teile dieses Übergangssind gegeneinander abgedichtet, wobei eine wesentliche Relativbewegungnur zwischen den beiden Gleitdichtringen 5a, 5b stattfindet,die den eigentlichen Übergangvom stehenden in das drehende Maschinenteil definieren.
    [0036] DieZuführungvon Fluid in den dezentralen Kanal erfolgt über eine weitere radiale Anschlußöffnung 15 desHauptabschnitts 20 des stehenden Maschinenteils 1.Dieser Hauptabschnitt 20 umfaßt sowohl den stufenförmig erweitertenAbschnitt 2a als auch die verjüngten und eingeschnürten Abschnitte 2b und 2c derWelle, wobei die radiale Zufuhröffnung 15 durchzwei Gleitscheibenpaare 6 bzw. 7 zu beiden axialenSeiten hin abgedichtet ist. Dabei ist ein Gleitdichtring 6a mitder Stirnseite der stufenförmigenErweiterung der Welle fest verbunden und rotiert demzufolge mitder Welle, währendein weiterer Gleitdichtring 6b an einem Gleitkolben 13 befestigtist, der in dem stehenden Maschinenteil axial beweglich geführt ist,jedoch nicht mit der Welle rotiert. Die zylindrischen Innenflächen derGleitdichtringe 6b sowie die ebenfalls im wesentlichenzylindrische Innenfläche desGleitkolbens 13 definieren zusammen mit der Außenwandder Welle in diesem Bereich einen Abschnitt des Ringraums 10,der mit der radialen Zufuhröffnung 15 inVerbindung steht. Im Bereich des Ringraums 10 weist dieWelle eine Einschnürung 2c auf,die effektiv eine radiale Erweiterung des Ringraums 10 nachinnen bewirkt. Der in dem stehenden Maschinenteil 1 bzw.dem Hauptabschnitt 20 desselben axial beweglich gelagerteGleitkolben 13 ist durch eine elastische Dichtung 12 zumeinen gegenüberdem Hauptabschnitt 20 des stehenden Maschinenteils 1 abgedichtet.Eine axiale Vorspannung des Gleitkolbens 13 mit der daranbefestigten Gleitdichtscheibe 6b in Richtung der Gleitdichtscheibe 6a lieferteine im Querschnitt in Form einer Punktreihe dargestellte Feder 26,die gleichzeitig auch den entgegengesetzt ausgerichteten Gleitkolben 13' in Richtungder Gleitdichtung 7 vorspannt.
    [0037] Aufder anderen axialen Seite der radialen Zuführöffnung 15 ist spiegelbildlichein mit dem erstgenannten Kolben 13 identischer Gleitkolben 13 vorgesehen,welcher ebenfalls axial beweglich gelagert ist und eine Gleitdichtscheibe 7b trägt, dieebenfalls dem stehenden Maschinenteil 1 zugeordnet istund demzufolge nicht mit der Welle rotiert. Diese Gleitdichtscheibe 7b liegtihrerseits in gleitendem Kontakt an einer Gleitdichtscheibe 7a an,welche mit einer Erweiterung des in der 1 linkenEndes der Klemmhülse 16 abgedichtetund fest verbunden ist, wobei diese Klemmhülse 16 über dasGewinde 36 auf die Welle 2 aufgeschraubt ist undmit dieser gemeinsam rotiert.
    [0038] Derin der 1 nach rechts überdie radiale Zufuhröffnung 15 hinwegauslaufende Ringraum wird somit auf dieser Seite zwischen dem stehendenund dem drehenden Maschinenteil durch das Gleitscheibenpaar 7a, 7b abgedichtet.
    [0039] Auchhier wird der Gleitkolben 13' durcheine elastische Dichtung 12 abgedichtet und durch die Feder 26 inRichtung der Gleitscheibe 7a vorgespannt, so daß die Gleitdichtflächen derGleitringe 7a, 7b mit leichtem Druck aneinanderanliegen. Beide Gleitringpaare 6, 7 sind wiederumvon Leckräumen 41, 42 umgeben,wobei der Leckraum 41 durch eine zusätzliche Gleitlippendichtung 24 gegenüber dembenachbarten Kugellager 18, 22 abgedichtet wird.Diese Leckdichtung 24 ist im stehenden Maschinenteil angeordnetund berührtmit einer schmalen Dichtlippe einen mit der Welle 2 rotierendenLaufring 31, welcher gleichzeitig als Haltering für den Innenringdes Kugellagers 18 dient. Dieser Dichtring 31 istwiederum durch einen zusätzlichenSicherungsring s in axialer Richtung fixiert. Die Dichtung 24 brauchtden Innenring 31 nur leicht zu berühren, so daß in diesem Bereich nur wenigReibungswärmeentsteht, da durch diese Dichtung 24 lediglich ein Leckraumabgedichtet wird, der nicht unter Druck steht, wobei allein dasKugellager vor dem als Leck durch die Dichtung 6 austretendenFluid geschütztwerden soll.
    [0040] BeideLeckräume 41, 42 sindmit einem gemeinsamen Leckanschluß L2 verbunden, durch welchendas Leck-Fluid abfließenbzw. abgesaugt werden kann.
    [0041] DerLeckraum 42 könnteebenfalls durch eine der Dichtung 24 ähnliche Dichtung zwischen demAbschnitt 20 des stehenden Maschinenteils 1 undder Außenfläche derHülse 16 abgedichtetsein, wobei allerdings allein die geometrische Ausgestaltung derHülse 16 unddes angrenzenden Kugellagers 23 dafür sorgt, daß aufgrund der mit der Welle rotierendenHülse etwaigesLeck-Fluid, welches zwischen den Gleitdichtringen 7a, 7b austritt,radial nach außenweggeschleudert wird und somit kaum eine Gefahr besteht, daß diesesFluid durch den schmalen Spalt zwischen der Hülse 16 und dem dieHülse 16 umgebendenDichtring 44 hindurchtritt.
    [0042] Einbesonderer Vorteil dieser Ausgestaltung mit einer zusätzlichenGleitdichtung 7a, 7b liegt darin, daß nunmehrein weiteres Kugellager 19, bestehend aus einem Innenring,einem Außenringund dazwischen angeordneten Kugeln, auf dem Endabschnitt der Wellezwischen den Dichtungen 5 und 7 angeordnet werdenkann. Dabei wird der Kugellagerinnenring durch die Klemmhülse 16 gehalten,die somit eine dreifache Funktion ausfüllt, nämlich Haltern des Dichtringes 5a,des Dichtringes 7a und des Kugellagers 19. DerInnenring des Kugellagers 19 wird durch eine entsprechendeSicherungsscheibe s in axialer Richtung auf der Hülse 16 fixiert,deren linker Endabschnitt zur Aufnahme des Gleitdichtrings 7a stufenförmig erweitertist.
    [0043] DiesesKugellager 19 sorgt füreinen vibrationsärmerenLauf des Endabschnitts der Welle und damit für bessere Abdichtung im Bereichder Dichtungen 5 und 7.
    [0044] ImVergleich zum Stand der Technik lassen sich mit der dargestelltenDrehdurchführungFluide bei deutlich höherenDrückenund deutlich höheren Drehzahlen übertragen.Konkret lassen sich mit der dargestellten Konstruktion Drehdurchführungenherstellen, welche mit DrückenP1 und P2 von über100 und bis zu 200 bar und Drehzahlen bis zu 10.000 pro Minute betriebenwerden können,wobei es nicht drauf ankommt, ob der zentrale Kanal mit einem höheren Druckbeaufschlagt wird als der dezentrale Kanal.
    [0045] Gleichzeitigist die Drehdurchführungrelativ kompakt und kann daher problemlos an rotierende Wellen angeflanschtwerden, wobei das stehende Maschinenteil zweckmäßigerweise elastisch gelagert undfixiert wird.
    [0046] Für Zweckeder ursprünglichenOffenbarung wird darauf hingewiesen, daß sämtliche Merkmale, wie sie sichaus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einenFachmann erschließen,auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiterenMerkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigenZusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oderMerkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossenwurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich odersinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicherdenkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze undder Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet. Beispielsweisemüssennicht alle drei Kolben 13, 13' und 37 axial beweglichsein. In der Praxis könnteeiner der Kolben starr bzw. mit dem zugeordneten stehenden Maschinenteil 20 bzw. 21 verbundensein. Demzufolge könnteman auch auf eine der Dichtungen 12 bzw. 39 verzichten,und anstelle der elastischen Dichtungen 12 und/oder 39 aucheinfache O-Ringe verwenden und gleichzeitig die entsprechenden Gleitkolbendurch Federn in axialer Richtung vorspannen. Ebenso wäre es möglich, dieKlemmhülse 16 mehrteiligauszuführen,wobei jedes der einzelnen Teile eine der Funktionen erfüllen würde, diein der dargestellten Ausführungsformvon der Klemmhülse 16 gleichzeitigerfülltwerden. Die Gleitscheiben 5a, 5b könnten auchauf andere Weise als durch die dargestellte Klemmung befestigt werden,z. B. in einen Falz eingeklebt werden, ähnlich den Gleitscheiben 6a,b und 7a, b.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Zwei-Wege-Drehdurchführung für die getrennte Zuführung mindestenszweier verschiedener Medien von einem stehenden Maschinenteil (1)in eine rotierende Welle (2), welche einen zentralen, axialverlaufenden Zufuhrkanal aufweist, der durch ein erstes, axialesGleitringpaar (5) abgedichtet ist, und einen zweiten, achsparallelenZufuhrkanal, der exzentrisch in der Welle verläuft und mit einer radialenZufuhröffnung(15) des stehenden Maschinenteils verbunden ist, wobeider Übergangvon dem stehenden Maschinenteil (1) zu der Welle (2)im Bereich des zweiten, dezentralen Zufuhrkanals durch ein zweitesGleitdichtungspaar (7) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet,daß zwischender radialen Zufuhröffnung (15)und dem ersten Gleitdichtungspaar (5) für den axialen Zufuhrkanal einweiteres Gleitdichtungspaar (6) vorgesehen ist, derart,daß der Übergangvon der radialen Zufuhröffnung(15) zu dem dezentralen Kanal (4) der Welle (2)axial auf beiden Seiten unabhängigvon dem ersten Gleitdichtungspaar für den zentralen Zufuhrkanal(3) abgedichtet ist.
    [2] Drehdurchführungnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dezentrale Zufuhrkanal(4) aus mehreren parallelen, unter gleichen Winkelabständen undgleichen Radien angeordneten, achsparallelen dezentralen Bohrungenbesteht.
    [3] Drehdurchführungnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Zufuhröffnung (15) miteiner die Welle ringförmigumgebenden Zufuhrkammer (10) verbunden ist, in welche derbzw. die achsparallelen, dezentralen Kanäle (4) münden.
    [4] Drehdurchführungnach einem der Ansprüche 1bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß axial auf beiden Seiten derradialen Zufuhröffnung(15) und axial außerhalbder Gleitdichtpaare (6, 7) der dezentralen Zufuhrmindestens je ein Kugellager (8, 9) angeordnetist.
    [5] Drehdurchführungnach einem der Ansprüche 1bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Gleitringpaare(5, 6, 7) von einem Leckraum umgebenist, wobei der jeweilige Leckraum (25, 26, 27)gegenüber etwaigen,benachbarten Kugellagern vorzugsweise abgedichtet ist.
    [6] Drehdurchführungnach einem der Ansprüche 1bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Gleitringdichtungen(6, 7) um einen verjüngten Endabschnitt der Welle(2) herum angeordnet sind.
    [7] Drehdurchführungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Zufuhrraum zumindestteilweise durch einen Einschnürungsabschnittder Welle (2) gebildet wird.
    [8] Drehdurchführungnach einem der Ansprüche 1bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der radialen Zuführöffnung (5)nächstliegendenGleitdichtringe der beiden Gleitdichtringpaare (6, 7)jeweils mit dem stehenden Maschinenteil zugeordnet sind, während dieder Zufuhröffnung(15) ferngelegenen Gleitdichtringe der beiden Paare vonGleitdichtringen (6, 7) mit dem der drehendenWelle (2) verbunden sind.
    [9] Drehdurchführungnach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den drehenden Gleitdichtringendes ersten Paares (5) und des dritten Paares (6)von Gleitdichtringen eine die Welle umgebende, mitrotierende Dichtung(16) vorgesehen ist.
    [10] Drehdurchführungnach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem stehenden Maschinenteilzugeordneten Gleitdichtringe (6a, 7a) auf an dem stehendenMaschinenteil axial beweglich und federnd vorgespannt gelagertenGleitkolben (13) angeordnet sind.
    [11] Drehdurchführungnach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Vorspannung derGleitkolben durch eine gemeinsame Feder (26) erzeugt wird,welche die axial beweglichen Gleitkolben (13, 13') in Richtungder Gleitdichtungen (6, 7) vorspannen.
    [12] Drehdurchführungnach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkolben(13, 13')durch elastische Dichtungen (12) gegenüber dem stehenden Maschinenteil(1) abgedichtet sind.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-02-02| OM8| Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law|
    2006-02-02| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    DE102004031350A|DE102004031350B4|2004-06-28|2004-06-28|Zwei-Wege-Drehdurchführung|DE102004031350A| DE102004031350B4|2004-06-28|2004-06-28|Zwei-Wege-Drehdurchführung|
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