Flüssigkeitsdichte Drehverbindung in hydraulischen Systemen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine flüssigkeitsdichte Drehverbindung in hydraulischen Systemen. Solche Drehverbindungen werden z. B. ver wendet, um einen flexiblen Schlauch an ein hydrau lisch betätigtes Gerät so anzuschliessen, dass der Schlauch um seine Längsachse gegenüber dem Ge rät gedreht werden kann.
Die Verbindung kann ein Winkelstück aufweisen, das mit dem einen Schenkel an den flexiblen Schlauch und mit dem anderen Schenkel entweder direkt an das genannte Gerät oder an einen anderen flexiblen Schlauch oder ein starres Rohr, das. mit dem Gerät verbunden ist, angeschlos sen sein kann.
Bei den bisher bekannten flüssigkeitsdichten Drehverbindungen, die ein Winkelstück aufweisen, ist die Anordnung iso getroffen, dass ein. Rohrstück axial in den einen Schenkel des Winkelstückes re lativ drehbar eingesteckt ist, wobei der flexible Schlauch an ein aus dem genannten Schenkel her ausragendes Ende des Rohrstückes befestigt ist. Durch gegenüberliegendeSeiten des Rohrstückes sind diametral angeordnete Löcher vorgesehen, wobei auf beiden Seiten der diametralen Löcher rund um das Rohrstück eine Dichtung vorgesehen ist, so dass diese Löcher zwischen zwei Dichtungen liegen.
Die dia metralen Löcher stehen mit dem Auslass des anderen Schenkels des Winkelstückes in Verbindung, so dass die Flüssigkeit vom Einlass zum Auslass durch diese Löcher fliesst. Jede der genannten Dichtungen ist ein U-Glied, das in an sich bekannter Weise einem Druck der durch das Winkelstück fliessenden Flüssigkeit ausgesetzt ist, so dass die Schenkel des U-Gliedes aus- einand'ergespreizt und mit dem Rohrstück und dem Winkelstück in dichtende Verbindung gebracht wer den.
Diese Dichtung wirkt nur, solange die. Flüsisig- keit unter Druck steht. Die bekannten Ausführungen besitzen einige of fensichtliche Nachteile. Vor allem müssen die diame tralen Löcher kleineren Durchmesser besitzen als die Bohrung des Rohrstückes.
Somit bilden die diametralen Löcher entweder eine Verengung für den Flüssigkeitsstrom, oder wenn, die Löcher einem bestimmtlen Durchfluss angepasst sind, ist die Bohrung des Rohrstückes und somit auch jene ides Winkel stückes für diesen Durchfluss zu gross. Ferner kann, wenn der Druck im Rohrstück unter den Atmosphä rendruck fällt, was in der Praxis ohne weiteres vor kommen kann, an der Dichtung vorbei Luft in das System gelangen, was bei hydraulischen Systemen bekanntlich ein grosser Nachteil ist.
Wenn aber Luft in das System gelangt, können auch Staub oder andere störende Fremdpartikel angesaugt werden, was zu einer Beschädigung .der Verbindung oder des hydraulischen ,Systems führen kann.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, die oben genannten Nachteile zu ver meiden. Es soll eine Drehverbindung geschaffen wer den, welche einem bestimmten Flüssigkeitsdurchfluss angepasst ist und trotzdem relativ zu diesem Durch fluss nur kleine Abmessungen besitzt; ferner soll die Relativdrehung leicht und mib geringem Wider stand vorgenommen werden können. Auch solle da für gesorgt werden, dass bei Unterdruck-Verhältnis- sen keine Fremdkörper in das System eingesaugt werden können.
Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe flüs sigkeitsdichte Drehverbindung gekennzeichnet durch einen Körper, ein mit dem einen Ende in .diesen Körper hineinragendes Rohrstück, dessen anderes Ende aus dem Körper herausragt und mit einem Drehglied des hydraulischen Systems verbunden wer den kann, wobei das Rohrstück den axialen Durch- fluss von Flüssigkeit durch das erstgenannte, innere Ende :
dieses Rohrstückes und durch den Körper gestattet, und ferner gekennzeichnet durch eine am genannten inneren Ende des Rohrstückes vorgese hene Schulter und einen am Körper vorgesehenen Anschlag sowie ein zwischen der Schulter und dem Anschlag angeordnetes Schublager, das ein Drehen des Rohrstückes im Körper gestattet, wobei der Anschlag das innere Ende des Rohrstückes innerhalb des Körpers hält, während zwischen dem Rohrstück und dem Körper ein hydraulisches Dichtungselement vorgesehen ist,
um ein bezüglich des Rohrstückes axiales Entweichen von Druckflüssigkeit aus dem Körper zu verhindern.
Zweckmässig ist das Dichtungselement ein O-Ring und verhindert dass axiale Enroweichen von Flüssigkeit in beiden Richtungen.
Der Flüssigkeitsdruck innerhalb ,des Körpers kann auf beide Endflächen des inneren Endes des Rohr stückes wirken und versucht das Rohrstück aus dem Körper herauszudrücken. Dieser Axialschub wird vom genannten Schublager aufgenommen, welches ohne grossen Widerstand ein Drehen des Rohr stückes relativ zum Körper gestattet.
Der Erfindungsgegenstand ist in der beiliegen den Zeichnung beispielsweise dargestellt; es zeigt: Fig. 1 ein erstes Beispiel einer Drehverbindung im Axialschnitt, Fig. 2 eine Endansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, Fig.3 in grösserem Massstab eine Variante des in Fig. 1 eingekreisten Verbindungsteils und Fig. 4 ein zweites Beispiel im Axialschnitt ana log Fig. 1.
Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Verbindung besitzt ein Winkelstück 5, dessen Körper 6 einen Schenkel 7 (Einlass) aufweist, dem hydraulische Flüs sigkeit zugeführt werden soll, sowie einen Schenkel 8 (Auslass), der in geeigneter Weise an ein hydraulisches Gerät angeschlossen ist. Der Einlassschenkel 7 ist mit einem flexiblen, drehbaren Schlauch 9 verbunden. Der Schlauch 9 ist z.
B. wie gezeichnet lösbar mit einem Rohrstück 10 verbunden, .das, wie im folgen den näher beschrieben, in dem Einlassschenkel 7 eingesetzt und dort mittels einer Gewinde-überwurf- mutter 11 fixiert ist.
Der Einlassschenkel 7 besitzt eine abgesetzte Boh rung 12, in welche das Rohrstück 10 eingreift und welche ein Schublager 13 und einen Gewindezapfen 14 aufnimmt, der vom Körper 6 des Winkelstückes 5 abgenommen werden kann. Der Gewindezapfen 14 liegt gegen einen Laufring 15 des Schublagers 13 an, das im vorliegenden Beispiel als Kugellager ausge bildet ist; das Lager 13 könnte aber auch von ande rer Bauart sein und könnte z. B. ein aus P. T. F. E.
hergestelltes Gleitlager sein. Der andere Laufring 16 .des Schublagers 13 liegt gegen eine zylindrische Schulter 17 an, welche an der Aussenfläche des Rohrstückes 10 vorgesehen ist, wobei die zylindri sche Umfangsfläche 18 der Schulter 17 satt in die abgestufte Bohrung 12 passt. Der Gewindezapfen 14 befindet sich am anderen Ende des Einlassschenkels. Am innenseitigen Ende desselben ist ein als O Ring ausgebildetes Dichtungselement 19 vorgesehen.
Die ser O-Ring liegt einerseits an der Schulter 17 und anderseits am Schublager 13 an und ist zwischen einer zylindrischen Fläche 20 im Körper 6 und einem Teil 21 .der zylindrischen Fläche des Rohrstückes 10 radial eingeklemmt. Das innen liegende Ende 22 des Rohrstückes 10 steckt in einem Teil 23 der abge stuften Bohrung 12, welcher mit dem Innenraum 24 des Rohrstückes und mit dem Auslassschenkel 8 in Verbindung steht.
Der Gewindezapfen 14 ist mit einem beim ge zeichneten Beispiel als U-Glied ausgebildeten Dich tungsglied 25 versehen, wobei ein O-Ring 26 zwi schen dem Gewindezapfen 14 und dem Körper 6 des Winkelstückes 5 festgeklemmt ist.
Beim Gebrauch .der beschriebenen Drehverbin dung kann Druckflüssigkeit durch das Winkelstück rund um das innere Ende 22 des Rohrstückes 10 dringen und gelangt so zum O-Ring 19. Von dieser ,Stelle weg ist ein Entweichen von Flüssigkeit längs ,des Rohrstückes 10 in Axialrichtung (d. h. nach der in Fig. 1 rechten Seite hin) durch den O-Ring 19 verhindert. Der O-Ring 19 verhindert ferner, .dass Druckflüssigkeit axial in der anderen Rich tung am Rohrstück 10 vorbei (d. h.
einwärts) drin gen kann, so dass, wenn im hydraulischen System Unterdruck herrscht, keine Luft am O-Ring 19 vorbei in das System eingesaugt wird. Die U -Dich- tun- 25 verhindert ferner das Eindringen von Luft und Staub in ;das Innere der Verbindung und schützt somit das Schublager 13 vor dem Eindringen schäd licher Fremdkörper, welche zu einer übermässigen Abnützung des Lagers führen könnten; dabei werden die Lippen der U-Dichtung 25 gegen die Teile 10 und 14 gedrückt, wenn im hydraulischen System Unterdruck herrscht.
Der zusätzlich vorgesehene O -Ring 26 verhindert auch das Eindringen von Luft und Staub in die Verbindung ebenso wie .das Aus treten von Flüssigkeit aus .der Verbindung.
Am inneren Ende 22 des Rohrstückes 10 be findliche Druckflüssigkeit wirkt axial auf dieses Rohr stück und drückt das letztere in axialer Richtung aus dem Winkelstück nach aussen. Dieser Schub wird von der Schulter 17 über das Stück 10 auf das Schublager 13 übertragen und somit auf den Gewindezapfen 14 und den Körper 6 des Winkel stückes 5. Das Lager 13 gewährleistet, dass der Schub die Drehbewegung des Rohrstückes im Kör per 6 und somit die Drehbewegung des an ihm befestigten flexiblen Schlauches nicht stark behindert.
Es ist zwar ein besonders vorteilhaftes Kenn zeichen der erfindungsgemässen Verbindung, dass der Durchfluss der Druckflüssigkeh längs der Aussen seite des Rohrstückes durch einen O-Ring 19 in der beschriebenen Weise verhindert wird, doch kann .die Anordnung, wie Fig. 3 zeigt, auch so getroffen sein, dass an Stelle eines O-Ringes ein U-förmiges Dichtungsglied 27 vorgesehen ist, dessen Lippen 28 in Dichtungseingriff mit den Flächen 20, 21 ge drückt sind,
und zwar durch die Wirkung des Druk- kes der rund um das innere Ende 22 des Rohrstückes fliessenden Flüssigkeit. Ein. solches U-förmiges Dich tungsglied kann aber das Eindringen von Luft oder Fremdkörpern in das Innere des Verbindungskörpers 5 nicht verhindern, wie dies durch das U-förmige Dichtungsglied 25 und den O-Ring 26 erreicht wird.
Die Druckflüssigkeit gelangt in Axialrichtung aus dem flexiblen Rohr 9 durch das Rohrstück und wird am äusseren Ende 22 des Rohrstückes in .den Körper 6 des Winkelstückes 5 geleitet. Somit steht dem Flüssigkeitsstrom die ganze Bohrung des Rohrstückes zur Verfügung.
Durch Abtauschen der Einlass- und Auslassschen- kel kann in einfachster Weise eine Umkehr der Strömungsrichtung durch den Körper erzielt werden, ohne dass grössere Verluste in Kauf genommen wer den müssen.
Die in Fig. 4 gezeigte Verbindung entspricht in vielen Punkten jener nach Fig. 1, und analoge Teile sind im folgenden mit gleichen Bezugszahlen ver sehen. Bei diesem Beispiel ist an ,Stelle des Gewinde zapfens 14 eine Gewindebüchse 30 vorgesehen, in die ein Gewindestück 31 eingeschraubt ist, das einen Teil des Körpers 6 des Winkelstückes 5 bildet.
Die Anordnung ist -so getroffen, dass das Schublager 13 in die Büchse 30 eingesetzt ist, so dass die Gesamt länge (vom linken zum rechten Ende in Fig. 4) gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 verkürzt ist, ohne dass die übrigen Abmessungen der Verbindung wesentlich (wenn überhaupt) vergrössert sind.
Die Druckflüssigkeit durchströmt diese Verbin dung in zur Flussrichtung beim Beispiel nach Fig. 1 entgegengesetzter Richtung, d. h. die Flüssigkeit kommt aus dem Rohr 8 und wird in das Rohr 9 abgegeben.
Liquid-tight rotary joint in hydraulic systems The object of the present invention is a liquid-tight rotary joint in hydraulic systems. Such slewing rings are z. B. ver used to connect a flexible hose to a hydrau cally operated device so that the hose can be rotated about its longitudinal axis relative to the Ge advises.
The connection can have an elbow which can be connected with one leg to the flexible hose and with the other leg either directly to the device mentioned or to another flexible hose or a rigid pipe that is connected to the device .
In the case of the previously known liquid-tight rotary joints which have an elbow, the arrangement is made so that a. Pipe section is inserted axially into one leg of the elbow re relatively rotatable, the flexible hose being attached to a protruding from said leg end of the pipe section. Diametrically arranged holes are provided through opposite sides of the pipe, with a seal being provided around the pipe on either side of the diametrical holes so that these holes lie between two seals.
The diametrical holes are connected to the outlet of the other leg of the elbow, so that the liquid flows through these holes from the inlet to the outlet. Each of the named seals is a U-member which is exposed in a known manner to a pressure of the liquid flowing through the elbow, so that the legs of the U-member spread apart and are in sealing connection with the pipe and elbow to be brought.
This seal only works as long as the. Liquid is under pressure. The known designs have some obvious disadvantages. Above all, the diametral holes must have a smaller diameter than the bore of the pipe section.
Thus, the diametrical holes either form a constriction for the liquid flow, or if the holes are adapted to a certain flow rate, the bore of the pipe section and thus also that of the elbow is too large for this flow rate. Furthermore, if the pressure in the pipe section falls below atmospheric pressure, which in practice can easily occur, air can get past the seal into the system, which is known to be a major disadvantage in hydraulic systems.
But if air gets into the system, dust or other disruptive foreign particles can also be sucked in, which can damage the connection or the hydraulic system.
The main purpose of the present invention is to avoid the above disadvantages. A rotary joint is to be created who is adapted to a certain liquid flow and still has only small dimensions relative to this flow; Furthermore, the relative rotation should be able to be made easily and with little resistance. It should also be ensured that no foreign bodies can be sucked into the system in the event of negative pressure.
For this purpose, the fluid-tight rotary joint according to the invention is characterized by a body, a pipe section protruding into .diesen body with one end, the other end of which protrudes from the body and can be connected to a rotary member of the hydraulic system, the pipe section being the axial Flow of liquid through the first named inner end:
this pipe section and allowed through the body, and further characterized by a vorgese hene shoulder at said inner end of the pipe section and a stop provided on the body and a thrust bearing arranged between the shoulder and the stop that allows the pipe section to rotate in the body, the Stop holds the inner end of the pipe section within the body, while a hydraulic sealing element is provided between the pipe section and the body,
in order to prevent hydraulic fluid from escaping axially with respect to the pipe section from the body.
The sealing element is expediently an O-ring and prevents liquid from escaping axially in both directions.
The fluid pressure within the body can act on both end faces of the inner end of the pipe and tries to push the pipe out of the body. This axial thrust is absorbed by the said thrust bearing, which allows the pipe piece to rotate relative to the body without great resistance.
The subject of the invention is shown in the accompanying drawings, for example; It shows: FIG. 1 a first example of a rotary joint in axial section, FIG. 2 an end view in the direction of arrow II in FIG. 1, FIG. 3 on a larger scale a variant of the connection part circled in FIG. 1 and FIG. 4 a second Example in axial section analogous to FIG. 1.
The connection shown in Fig. 1 and 2 has an elbow 5, the body 6 has a leg 7 (inlet), the hydraulic liq fluid is to be supplied, and a leg 8 (outlet) which is suitably connected to a hydraulic device is. The inlet leg 7 is connected to a flexible, rotatable hose 9. The hose 9 is z.
B. releasably connected to a pipe section 10 as shown, which, as described in more detail below, is inserted into the inlet leg 7 and fixed there by means of a threaded union nut 11.
The inlet leg 7 has a stepped drilling 12 into which the pipe section 10 engages and which receives a thrust bearing 13 and a threaded pin 14 which can be removed from the body 6 of the elbow 5. The threaded pin 14 rests against a race 15 of the thrust bearing 13, which in the present example is formed out as a ball bearing; the bearing 13 could also be of other type and could, for. B. a from P. T. F. E.
be manufactured plain bearing. The other race 16 of the thrust bearing 13 rests against a cylindrical shoulder 17, which is provided on the outer surface of the pipe section 10, the cylindrical peripheral surface 18 of the shoulder 17 fitting snugly into the stepped bore 12. The threaded pin 14 is located at the other end of the inlet leg. At the inside end of the same, a sealing element 19 designed as an O ring is provided.
This O-ring rests on the one hand on the shoulder 17 and on the other hand on the thrust bearing 13 and is radially clamped between a cylindrical surface 20 in the body 6 and a part 21 of the cylindrical surface of the pipe section 10. The inner end 22 of the pipe section 10 is inserted in a part 23 of the stepped bore 12, which is connected to the interior 24 of the pipe section and to the outlet leg 8.
The threaded pin 14 is provided with a U-member designed as a U-member in the example shown you device member 25, with an O-ring 26 between tween the threaded pin 14 and the body 6 of the elbow 5 is clamped.
When using the rotary connection described, hydraulic fluid can penetrate through the elbow around the inner end 22 of the pipe section 10 and thus reaches the O-ring 19. From this point away there is an escape of fluid along the pipe section 10 in the axial direction (ie after the right side in Fig. 1) prevented by the O-ring 19. The O-ring 19 also prevents hydraulic fluid from passing axially in the other direction past the pipe section 10 (i.e.
inward), so that when there is negative pressure in the hydraulic system, no air is sucked in past the O-ring 19 into the system. The U -Dich- do- 25 also prevents the ingress of air and dust into the interior of the connection and thus protects the thrust bearing 13 from the ingress of harmful foreign bodies which could lead to excessive wear of the bearing; the lips of the U-seal 25 are pressed against the parts 10 and 14 when there is negative pressure in the hydraulic system.
The additionally provided O-ring 26 also prevents the ingress of air and dust into the connection as well as the leakage of liquid from the connection.
At the inner end 22 of the pipe section 10 be sensitive pressure fluid acts axially on this pipe piece and pushes the latter in the axial direction out of the elbow. This thrust is transmitted from the shoulder 17 via the piece 10 to the thrust bearing 13 and thus to the threaded pin 14 and the body 6 of the angle piece 5. The bearing 13 ensures that the thrust the rotary movement of the pipe section in the body by 6 and thus the Rotational movement of the flexible hose attached to it is not greatly impeded.
Although it is a particularly advantageous characteristic of the connection according to the invention that the flow of pressure fluid along the outside of the pipe section is prevented by an O-ring 19 in the manner described, the arrangement, as FIG. 3 shows, can also be so be taken that instead of an O-ring, a U-shaped sealing member 27 is provided, the lips 28 of which are pressed into sealing engagement with the surfaces 20, 21,
through the effect of the pressure of the liquid flowing around the inner end 22 of the pipe section. One. Such a U-shaped up device member can not prevent the ingress of air or foreign bodies into the interior of the connecting body 5, as is achieved by the U-shaped sealing member 25 and the O-ring 26.
The hydraulic fluid passes in the axial direction from the flexible pipe 9 through the pipe section and is passed into the body 6 of the elbow 5 at the outer end 22 of the pipe section. Thus, the entire bore of the pipe section is available for the liquid flow.
By exchanging the inlet and outlet legs, a reversal of the direction of flow through the body can be achieved in the simplest way without having to accept major losses.
The connection shown in Fig. 4 corresponds in many respects to that of FIG. 1, and analogous parts are shown below with the same reference numerals ver. In this example, instead of the threaded pin 14, a threaded bushing 30 is provided, into which a threaded piece 31 is screwed, which forms part of the body 6 of the elbow 5.
The arrangement is made so that the thrust bearing 13 is inserted into the sleeve 30 so that the total length (from the left to the right end in FIG. 4) is shortened compared to the embodiment according to FIG. 1, without the other dimensions of the Connection are significantly (if at all) enlarged.
The hydraulic fluid flows through this connec tion in the direction opposite to the flow direction in the example of FIG. H. the liquid comes out of the pipe 8 and is discharged into the pipe 9.