DE102004023231A1

DE102004023231A1 - Fluid transition mechanism, has sealing rings shifted in axial direction, by pressure of liquid, in sealing position, where rings are shifted to separating position in absence of liquid pressure

Info

Publication number: DE102004023231A1
Application number: DE102004023231A
Authority: DE
Inventors: Felix Mittelfarwick
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2024-05-08
Also published as: DE102004023231B4

Abstract

The mechanism has a sealer that is formed by two pairs of sealing rings (2, 3). The sealing rings lie on respective sides of a liquid channel (10) and are symmetric to each other. The rings with interconnected attachments are shifted in axial direction, by pressure of liquid, in a sealing position. The rings are shifted to a separating position in absence of liquid pressure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung mit einer Drehdurchführung für die Überleitung einer in einem Flüssigkeitskanal geführten, unter Druck stehenden Flüssigkeit aus einem stillstehenden Vorrichtungsteil in einen rotierenden Vorrichtungsteil oder umgekehrt, wobei die Vorrichtungsteile konzentrisch zu einer Drehachse des rotierenden Vorrichtungsteils angeordnete und axial zusammenwirkende Dichtmittel umfassen, die einen Abschnitt des Flüssigkeitskanals begrenzen und miteinander eine Spaltdichtung bilden, wobei die einen Dichtmittel Teil des einen Vorrichtungsteils und die anderen Dichtmittel Teil des anderen Vorrichtungsteils sind und wobei die beiden Dichtmittel in Axialrichtung der Einrichtung relativ zueinander zwischen einer Dichtstellung und einer Trennstellung verstellbar sind.The The invention relates to a device with a rotary feedthrough for the transfer one in a fluid channel guided pressurized fluid from a stationary device part in a rotating device part or vice versa, wherein the device parts concentric to a Rotary axis of the rotating device part arranged and axially cooperating sealing means comprising a portion of the liquid channel limit and form a gap seal with each other, the one Sealant part of the one device part and the other sealant Part of the other device part are and wherein the two sealants in the axial direction of the device relative to each other between a Seal position and a disconnected position are adjustable.

Eine Einrichtung der vorstehend genannten Art ist aus US 5 669 636 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung umfaßt die Drehdurchführung eine axial verschiebliche, hohlzylindrische Hülse, die im stillstehenden Vorrichtungsteil gelagert ist. An ihrem Außenumfang ist die verschiebbare Hülse mittels zweier voneinander beabstandete O-Ringe gegen den stillstehenden Vorrichtungsteil abgedichtet. An ihrem einen Stirnende trägt die Hülse einen Dichtring, der mit einem zweiten Dichtring, der Teil des rotierenden Vorrichtungsteils ist, zusammenwirkt. Bei Zuführung von unter Druck stehender Flüssigkeit durch einen zunächst radial und dann axial verlaufenden Flüssigkeitskanal führt der Flüssigkeitsdruck zu einer axialen Verschiebung der Hülse in Richtung zum rotierenden Vorrichtungsteil. Hierdurch werden zwei einander zugewandte Dichtflächen der beiden Dichtringe in dichtende Anlage zueinander gebracht, wobei diese dann eine Spaltdichtung bilden, die durch die Flüssigkeit geschmiert wird. Wenn der Flüssigkeitsdruck unter einen vorgebbaren Wert abfällt, führt eine Rückstellfeder die Hülse in entgegengesetzter Richtung zurück, wodurch die beiden Dichtringe auf Abstand voneinander gebracht werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei anstehendem Flüssigkeitsdruck die beiden Dichtringe eine durch die Flüssigkeit geschmierte Spaltdichtung bilden, während bei fehlenden Flüssigkeitsdruck die Dichtringe auf Abstand gebracht werden, wodurch ein erhöhter Verschleiß durch Trockenlauf vermieden wird.A device of the type mentioned above is out US 5,669,636 known. In this known device, the rotary feedthrough comprises an axially displaceable, hollow cylindrical sleeve which is mounted in the stationary device part. At its outer periphery, the displaceable sleeve is sealed by means of two spaced apart O-rings against the stationary device part. At its one end, the sleeve carries a sealing ring, which cooperates with a second sealing ring, which is part of the rotating device part. When supplying pressurized fluid through a first radial and then axially extending fluid channel, the fluid pressure leads to an axial displacement of the sleeve in the direction of the rotating device part. As a result, two facing sealing surfaces of the two sealing rings are brought into sealing engagement with each other, which then form a gap seal, which is lubricated by the liquid. When the fluid pressure drops below a predetermined value, a return spring returns the sleeve in the opposite direction, whereby the two sealing rings are spaced apart. In this way, it is achieved that at pending liquid pressure, the two sealing rings form a lubricated by the liquid gap seal, while in the absence of fluid pressure, the sealing rings are spaced, whereby increased wear by dry running is avoided.

Als nachteilig verbleibt aber bei dieser bekannten Einrichtung, daß sich durch den Druck der zugeführten Flüssigkeit resultierende axiale Kräfte, die auf den rotierenden Vorrichtungsteil wirken, ergeben. Diese in Axialrichtung auf den rotierenden Vorrichtungsteil wirkenden Kräfte sind dabei proportional zum Druck der Flüssigkeit. Insbesondere bei einem hohen Druck der Flüssigkeit, beispielsweise von 100 bar oder mehr, ergeben sich erhebliche Axialkräfte, die häufig für den rotierenden Vorrichtungsteil und insbesondere für dessen Lager schädlich sind. Zur Vermeidung von Schäden müssen dann zusätzliche Lager vorgesehen und eingebaut werden, die in der Lage sind, die hohen Axialkräfte schadlos und reibungsarm aufzunehmen. Die verursacht hohe Zusatzkosten und erfordert zusätzlichen Einbauraum, der häufig nicht zur Verfügung steht.When but remains disadvantageous in this known device that through the pressure of the supplied liquid resulting axial forces, the act on the rotating device part result. These in the axial direction are forces acting on the rotating device part proportional to the pressure of the liquid. Especially at a high pressure of the liquid, For example, from 100 bar or more, resulting in considerable axial forces, the often for the rotating device part and in particular for the bearing are harmful. To avoid damage have to then additional bearings be provided and installed, which are capable of the high axial forces harmless and low-friction record. That causes high additional costs and requires additional Installation space, often not available stands.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend dargelegten Nachteile vermeidet und bei der nicht nur ein erhöhter Verschleiß bei Trockenlauf sondern auch das Auftreten von auf den rotierenden Vorrichtungsteil wirkenden, durch den Druck der Flüssigkeit hervorgerufenen Axialkräften vermieden wird und bei der eine kompakte Bauweise erreicht wird.For the present Invention therefore has the task of a device of to provide the aforementioned type, the above-mentioned Avoiding disadvantages and not only increased wear during dry running but also the occurrence of on the rotating device part acting, caused by the pressure of the liquid axial forces avoided and in which a compact design is achieved.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Einrichtung der eingangs Art, die dadurch gekennzeichnet ist,

– daß der Flüssigkeitskanal in einer radialen Richtung durch beide Vorrichtungsteile geführt ist,
– daß die Dichtmittel durch zwei Paare von Axialdichtringen gebildet sind, die symmetrisch zueinander axial beiderseits des Flüssigkeitskanals liegen, und
– daß je Paar von Axialdichtringen mindestens ein Axialdichtring in Axialrichtung einerseits durch den Druck der Flüssigkeit in die Dichtstellung mit gegenseitiger Anlage der Axialdichtringe jedes Paares und andererseits bei fehlendem Flüssigkeitsdruck in die Trennstellung mit gegenseitigem Abstand der Axialdichtringe jedes Paares verstellbar ist.

The solution of this object is achieved according to the invention with a device of the type initially, which is characterized

- That the liquid channel is guided in a radial direction through both device parts,
- That the sealing means are formed by two pairs of Axialdichtringen which are symmetrical to each other axially on either side of the liquid passage, and
- That each pair of Axialdichtringen at least one Axialdichtring in the axial direction on the one hand by the pressure of the liquid in the sealing position with mutual contact of Axialdichtringe each pair and on the other hand in the absence of fluid pressure in the disconnected position with mutual spacing of Axialdichtringe each pair is adjustable.

Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß aufgrund der in Axialrichtung gesehen symmetrischen Anordnung von zwei Paaren von Axialdichtringen keine resultierenden, in Axialrichtung auf den rotierenden Vorrichtungsteil wirkenden Kräfte entstehen können. Die durch den Druck der Flüssigkeit hervorgerufenen Kräfte heben sich in Axialrichtung gegenseitig auf, wodurch ein axialkraftfreier Zustand unabhängig vom jeweils anliegenden Flüssigkeitsdruck erreicht wird. Damit werden schädliche Einflüsse auf den rotierenden Vorrichtungsteil und insbesondere auf dessen Lager vermieden. Somit ergibt sich eine längere Haltbarkeit insbesondere der Lager des rotierenden Vorrichtungsteils und es werden zusätzliche, Axialkräfte aufnehmende Lager vermieden. Zudem ist die erfindungsgemäße Einrichtung aufgrund des rein radialen Verlaufs des Flüssigkeitsverlaufs durch beide Vorrichtungsteile sehr kompakt, wodurch die Einrichtung nur einen kleinen Einbauraum benötigt. Diese Eigenschaft ist insbesondere bei einer nachträglichen Ausrüstung beispielsweise von bereits vorhandenen Maschinen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung von Vorteil. Zugleich bleibt der Vorteil erhalten, daß es nicht zu einem erhöhten Verschleiß durch Trockenlauf der Axialdichtringe kommen kann, weil diese, gesteuert durch den Flüssigkeitsdruck, nur bei einem anstehenden Flüssigkeitsdruck in Anlage aneinander treten, während sie bei fehlendem Flüssigkeitsdruck und damit fehlender Flüssigkeit auf Abstand voneinander gebracht werden. Dabei genügt ein axiales Bewegungsspiel von wenigen Zehntel Millimetern, um den gewünschten Effekt des Verstellens zwischen Dichtstellung und Trennstellung zu erreichen. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Einrichtung für Anwendungen, bei denen eine hoher Flüssigkeitsdruck vorliegt, der in der Größenordnung von beispielsweise 100 bar oder mehr liegt, weil dann besonders hohe Kräfte durch den Flüssigkeitsdruck hervorgerufen werden, die bei fehlendem Kräfteausgleich leicht zu Schäden führen würden.With the invention is advantageously achieved that due to the symmetrical arrangement of two pairs of Axialdichtringen seen in the axial direction no resulting, acting in the axial direction of the rotating device part forces can arise. The forces caused by the pressure of the liquid cancel each other in the axial direction, whereby an axialkraftfreier state is achieved regardless of the applied fluid pressure. This prevents harmful influences on the rotating device part and in particular on the bearing. This results in a longer durability in particular of the bearing of the rotating device part and it will be additional, axial forces receiving bearing avoided. In addition, the device according to the invention is very compact due to the purely radial course of the liquid flow through both parts of the device, whereby the device requires only a small installation space. This property is particularly advantageous for retrofitting, for example, existing machines with the inventive device advantage. At the same time the advantage remains that it does not become a he Increased wear can occur due to dry running of Axialdichtringe because they, controlled by the liquid pressure, only in a pending liquid pressure in contact with each other, while they are placed in the absence of fluid pressure and thus missing liquid at a distance from each other. In this case, an axial movement play of a few tenths of a millimeter is sufficient to achieve the desired effect of adjusting between sealing position and disconnected position. Particularly suitable is the device according to the invention for applications in which a high fluid pressure is present, which is in the order of, for example, 100 bar or more, because then particularly high forces are caused by the fluid pressure, which would easily lead to damage in the absence of balance.

In weiterer Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, daß jeweils der axial äußere Axialdichtring jedes Paares fest mit dem stillstehenden Vorrichtungsteil und der axial innere Axialdichtring axial beweglich mit dem rotierenden Vorrichtungsteil verbunden ist. Bei dieser Anordnung der Axialdichtringe kann der im Flüssigkeitskanal herrschende Flüssigkeitsdruck unmittelbar und auf kürzestem Wege auf den verstellbaren, hier jeweils axial inneren Axialdichtring einwirken, was zu einer kompakten Anordnung beiträgt.In Further embodiment is preferably provided that in each case the axially outer axial seal each Couple stuck with the device part resting and the axial inner Axialdichtring axially movable with the rotating device part connected is. In this arrangement, the Axialdichtringe the in the liquid channel prevailing fluid pressure immediately and on the shortest Paths on the adjustable, here each axially inner axial seal act, which contributes to a compact arrangement.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jeweils der axial innere Axialdichtring fest auf einem axial innen davon angeordneten Tragring angeordnet ist und daß jeweils der Tragring abgedichtet sowie verdrehfest und axial verschieblich auf dem rotierenden Vorrichtungsteil geführt ist. In dieser Ausführung können der Tragring auf der einen Seite und der von diesem getragene Axialdichtring auf der anderen Seite jeweils hinsichtlich ihres Materials und ihrer Eigenschaften entsprechend ihrem Verwendungszweck unabhängig voneinander jeweils optimal ausgewählt werden.A Further embodiment of the invention provides that in each case the axially inner Axialdichtring firmly on an axially inward of it arranged support ring is arranged and that in each case sealed the support ring as well as rotationally and axially displaceable on the rotating device part guided is. In this version can the support ring on the one hand and the Axialdichtring worn by this the other side in terms of their material and their Properties according to their intended use independently each optimally selected become.

Weiter wird vorgeschlagen, daß zwischen dem Tragring und dem rotierenden Vorrichtungsteil jeweils wenigstens ein elastisches, eine Rückstellkraft in Richtung der Trennstellung der Axialdichtringe aufbringendes Dichtelement vorgesehen ist. In dieser Ausgestaltung erfüllt das Dichtelement gleichzeitig zwei Funktionen, nämlich zum einen die Abdichtung zwischen dem rotierenden Vorrichtungsteil und dem mit diesem rotierenden Tragring und andererseits das Erzeugen der Rückstellkraft, die bei fehlendem Flüssigkeitsdruck dafür sorgt, daß die Axialdichtringe der beiden Dichtringpaare sicher auf Abstand voneinander gebracht werden. Diese Ausgestaltung vermeidet vorteilhaft den Einsatz spezieller Rückstellmittel, wie beispielsweise von im Stand der Technik verwendeten Schraubenfedern oder ähnlich sperrigen Bauteilen. Somit wird ein weiterer Beitrag zu einer besonders kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Einrichtung geleistet.Further It is suggested that between the Support ring and the rotating device part in each case at least an elastic, a restoring force in the direction of the separation position of the Axialdichtringe applier Is provided sealing element. In this embodiment, this fulfills Sealing element at the same time two functions, namely on the one hand, the seal between the rotating device part and rotating with this Support ring and on the other hand generating the restoring force, which is missing fluid pressure ensures that the Axialdichtringe the two pairs of sealing rings safely at a distance from each other to be brought. This embodiment advantageously avoids the use special return means, such as coil springs used in the prior art or similar bulky Components. Thus, another contribution to a particularly compact Construction of the device according to the invention done.

Bevorzugt ist das zuvor erwähnte elastische Dichtelement ein O-Ring. O-Ringe sind bekannte und bewährte Dichtelemente, die in unterschiedlichsten Ausführungen auf den Markt gängig und verfügbar sind und die nur geringe Kosten verursachen. Da zwischen dem Tragring und dem diesen tragenden rotierenden Vorrichtungsteil nur kleinste Verschiebungen in Axialrichtung auftreten, unterliegt der O-Ring in dieser Anwendung praktisch keinem besonderen Verschleiß, so daß hier eine lange Lebensdauer erwartet werden kann.Prefers is the aforementioned elastic sealing element an O-ring. O-rings are well-known and proven sealing elements, in different versions common on the market and are available and that only cause low costs. Because between the support ring and the rotating device carrying this part only smallest Shifts occurring in the axial direction are subject to the O-ring in this application virtually no special wear, so that here a long life can be expected.

Damit auch die Axialdichtringe eine möglichst lange Lebensdauer erreichen, bestehen diese bevorzugt aus Siliziumkarbid.In order to also the Axialdichtringe a possible reach long life, these are preferably made of silicon carbide.

Wie vorstehend schon erwähnt, dient die durch die Einrichtung geführte Flüssigkeit zur Schmierung der Spaltdichtung zwischen den Axialdichtringen jedes Dichtringpaares. Da dabei eine geringe Flüssigkeitsmenge durch den Dichtspalt zwischen den Axialdichtringen hindurchtreten kann, ist zur Vermeidung von Ansammlungen von Flüssigkeit im Bereich hinter den Dichtringpaaren vorgesehen, daß jeweils akial außen vom axial äußeren Axialdichtring wenigstens ein Leckagekanal durch den stillstehenden Vorrichtungsteil nach außen geführt ist. Durch den Leckagekanal können Leckageanteile der Flüssigkeit, die durch den Dichtspalt zwischen den Axialdichtringen hindurchgetreten sind, schadlos nach außen abgeführt werden.As already mentioned above, Serves the guided through the device fluid for lubrication of Gap seal between the axial sealing rings of each seal pair. Thereby a small amount of liquid pass through the sealing gap between the Axialdichtringen can be, is in the area behind to avoid accumulations of liquid the sealing ring pairs provided that each akial outside of axially outer axial sealing ring at least one leakage channel through the stationary device part outward guided is. Through the leakage channel can Leakage components of the liquid, which passed through the sealing gap between the Axialdichtringen are, harmless to the outside dissipated become.

Weiter ist vorgesehen, daß jeweils axial außen von den Leckagekanälen zwischen dem stillstehenden Vorrichtungsteil und dem rotierenden Vorrichtungsteil eine Nieder druckflüssigkeitsdichtung vorgesehen ist. Diese Niederdruckflüssigkeitsdichtungen sorgen dafür, daß gegebenenfalls anfallende Leckflüssigkeit nur in die Leckagekanäle gelangen kann, nicht aber in andere Bereiche zwischen dem stillstehenden und dem rotierenden Vorrichtungsteil, wo die Leckflüssigkeit eventuell Schäden verursachen könnte.Further is provided that each axially outside from the leakage channels between the stationary device part and the rotating one Device part provided a low pressure fluid seal is. These low pressure fluid seals ensure, if necessary accumulating leakage fluid only in the leakage channels but not in other areas between the stationary one and the rotating device part where the leakage liquid possibly damage could cause.

Bevorzugt sind die Niederdruckflüssigkeitsdichtungen durch je einen Simmering gebildet. Simmeringe sind gängige und bewerte Bauteile, die an dieser Stelle der Einrichtung ihren Zweck problemlos erfüllen, weil dort keine unter Druck stehende Flüssigkeit ansteht.Prefers are the low pressure fluid seals formed by a simmering ring. Simmering rings are common and evaluate components that serve their purpose at this point of the device easily meet, because there is no pressurized liquid.

Um Lagerschäden durch das Eindringen von Leckflüssigkeit zu vermeiden, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß zwischen dem stillstehenden Vorrichtungsteil und dem rotierenden Vorrichtungsteil vorgesehene Lager, vorzugsweise Wälzlager, jeweils axial außen von den Niederdruckflüssigkeitsdichtungen angeordnet sind. Die Lager, die zwischen dem rotierenden und dem stillstehenden Vorrichtungsteil vorgesehen sind, liegen damit in Bereichen der Einrichtung, die gut gegen einen Zutritt von Flüssigkeit, die für die Lager schädlich sein kann, geschützt sind. Lagerschäden durch Ausspülen von Schmiermittel aus den Lagern werden so vermieden und es wird auch im Hinblick auf die Lager eine lange Lebensdauer der Einrichtung gewährleistet.In order to avoid bearing damage due to the ingress of leakage fluid, the invention further proposes that provided between the stationary device part and the rotating device part bearing, preferably roller bearings, each axially outside of the low-pressure liquid keitsdichtungen are arranged. The bearings, which are provided between the rotating and the stationary device part, are thus in areas of the device, which are well protected against ingress of liquid that may be harmful to the bearings. Bearing damage by flushing lubricant from the bearings are thus avoided and it is also guaranteed in terms of bearings a long life of the device.

Bevorzugt ist weiter vorgesehen, daß der im stillstehenden Vorrichtungsteil liegende Abschnitt des Flüssigkeitskanals durch einen einzelnen radial verlaufenden, radial äußeren ersten Teilabschnitt, der als Leitungsanschluß ausgebildet ist, und einen ringförmig in Umfangsrichtung verlaufenden, radial inneren zweiten Teilabschnitt gebildet ist. An den radial äußeren ersten Teilabschnitt des Flüssigkeitskanals kann eine die Flüssigkeit zuführende Druckleitung angeschlossen werden. Diese Druckleitung wird zweckmäßig von einer Flüssigkeitspumpe bei Bedarf mit unter Druck stehender Flüssigkeit versorgt. Zum Schutz der Pumpe und der Einrichtung kann vor der Pumpe oder im Verlauf der Flüssigkeitsleitung, die zur Einrichtung führt, ein Filter vorgesehen sein. Der ringförmig in Umfangsrichtung verlaufende, radial innere zweite Teilabschnitt des Flüssigkeitskanals sorgt für eine Verteilung der zugeführten Flüssigkeit in Umfangsrichtung und für eine gleichmäßige Einwirkung des Flüssigkeitsdrucks in Umfangsrichtung auf die beiden axial inneren, in Axialrichtung durch den Flüssigkeitsdruck verschiebbaren Axialdichtringe oder auf die diese tragenden Tragringe.Prefers is further provided that the in the stationary part of the device lying portion of the liquid passage by a single radially extending, radially outer first Part section, which is designed as a line connection, and a ring in Circumferentially extending radially inner second section is formed. At the radially outer first Part of the liquid channel can a the liquid feeding Pressure line to be connected. This pressure line is appropriate from a liquid pump if necessary supplied with pressurized fluid. For protection the pump and the device can be before the pump or in the course the liquid line, that leads to the institution, a filter may be provided. The annular in the circumferential direction, radially inner second portion of the liquid passage ensures distribution the supplied Liquid in Circumferential direction and for a uniform action the fluid pressure in the circumferential direction on the two axially inner, in the axial direction by the fluid pressure sliding Axialdichtringe or on these supporting support rings.

In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der im rotierenden Vorrichtungsteil liegende Abschnitt des Flüssigkeitskanals durch eine einzelne oder mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Radialbohrungen gebildet ist, die jeweils radial außen mit dem zweiten Kanal-Teilabschnitt und radial innen mit einem Flüssigkeitskanal in einem weiteren Vorrichtungsteil, der im rotierenden Vorrichtungsteil gehaltert ist, kommunizieren. Mit dieser Radialbohrung oder mit diesen Radialbohrungen wird für eine Weiterleitung der Flüssigkeit aus dem ringförmigen zweiten Kanal-Teilabschnitt im stillstehenden Vorrichtungsteil durch den rotierenden Vorrichtungsteil hindurch zu dem im rotierenden Vorrichtungsteil gehalterten, weiteren Vorrichtungsteil gesorgt, ohne daß dabei eine nachteilige Schwächung des rotierenden Vorrichtungsteils entsteht.In Another embodiment is proposed that in the rotating device part lying portion of the liquid passage by a single or more circumferentially spaced ones Radial holes is formed, each radially outward with the second channel subsection and radially inward with a fluid channel in a further device part, in the rotating device part is held, communicate. With this radial bore or with this radial drilling is for a forwarding of the liquid from the annular second channel section in the stationary device part by the rotating device part through to the rotating Device part gehalterten, further device part taken care of without it an adverse weakening of the rotating device part arises.

In einer bevorzugten Verwendung der Einrichtung ist vorgesehen, daß die Vorrichtungsteile Teile einer Werkzeugmaschine sind, wobei der rotierende Vorrichtungsteil eine Werkzeugaufnahme für ein Bearbeitungswerkzeug ist, und daß die Flüssigkeit eine Kühl- und Schmierflüssigkeit für die eine spanende Bearbeitung eines Werkstücks ausführende Werkzeug ist. In dieser Anwendung kommen die Vorteile der Einrichtung besonders gut zum Tragen, da man heute allgemein bestrebt ist, die Produktivität von Werkzeugmaschinen durch Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit zu vergrößern, was nur bei gleichzeitiger deutlicher Erhöhung der Kühl- und Schmierleistung möglich ist. Diese erhöhte Kühl- und Schmierleistung kann durch Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung erreicht werden, da diese auch bei hohen Drücken der Kühl- und Schmierflüssigkeit von 100 bar oder mehr eingesetzt werden kann, ohne daß dadurch schädliche Axialkräfte auf den rotierenden Vorrichtungsteil und das darin gehalterte Werkzeug ausgeübt werden. Das eingesetzte, in der Werkzeugaufnahme gehalterte Werkzeug hat zweckmäßig auf seinem Außenumfang eine umlaufende Nut, die im zusammengebauten Zustand mit der oder den Radialbohrungen des rotierenden Vorrichtungsteils kommuniziert. Von dieser umlaufenden Nut können dann ein oder mehrere Kanäle durch das Werkzeug hindurch zu dessen in Eingriff mit dem bearbeiteten Werkstück tretenden Werkzeugbereich führen, wie dies an sich bekannt ist.In a preferred use of the device is provided that the device parts parts a machine tool, wherein the rotating device part a tool holder for a Machining tool is, and that the liquid is a cooling and lubricating fluid for the is a machining of a workpiece exporting tool. In this Application, the advantages of the device are particularly good Wear, since today generally, the productivity of machine tools by raising the processing speed to increase, which only at the same time significant increase the cooling and lubricating power possible is. This increased Cooling and lubricating performance can be achieved by using the device according to the invention, as these are also at high pressures the cooling and lubricating fluid of 100 bar or more can be used without thereby harmful axial forces on the rotating device part and the tool held therein exercised become. The inserted, held in the tool holder tool has functional on its outer circumference a circumferential groove in the assembled state with the or the radial bores of the rotating device part communicates. From this circumferential groove can then one or more channels through the tool to engage it with the machined workpiece lead passing tool area, as it is known.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:in the The following will be an embodiment of Invention explained with reference to a drawing. The figures of the drawing demonstrate:

1 eine Einrichtung in einem Längsschnitt, 1 a device in a longitudinal section,

2a die Einrichtung in einem vergrößerten Teil-Längsschnitt in unter Druck stehendem Zustand und 2a the device in an enlarged partial longitudinal section in a pressurized state and

2b die Einrichtung in dem vergrößerten Teil-Längsschnitt in drucklosem Zustand. 2 B the device in the enlarged partial longitudinal section in a pressureless state.

Wie die 1 der Zeichnung zeigt, besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Einrichtung 1 einen radial äußeren, stillstehenden Vorrichtungsteil 12 und einen radial inneren, drehbaren Vorrichtungsteil 13. Der radial innere Vorrichtungsteil 13 rotiert dabei im Betrieb um die durch eine strichpunktierte Linie dargestellte Drehachse 11. Sowohl der stillstehende Vorrichtungsteil 12 als auch der rotierende Vorrichtungsteil 13 sind dabei im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Drehachse 11 ausgeführt.As the 1 the drawing shows, has in the illustrated embodiment, the device 1 a radially outer, stationary device part 12 and a radially inner rotatable device part 13 , The radially inner device part 13 rotates during operation around the axis of rotation represented by a dashed line 11 , Both the stationary device part 12 as well as the rotating device part 13 are essentially rotationally symmetrical to the axis of rotation 11 executed.

Die Einrichtung 1 umfaßt eine Drehdurchführung, mit der eine unter Druck stehende Flüssigkeit von radial außen durch einen in Radialrichtung verlaufenden Flüssigkeitskanal 10 zum nach radial innen weisenden Innenumfang des rotierenden Vorrichtungsteils 13 führbar ist. Der rotierende Vorrichtungsteil 13 bildet beispielsweise mit seinem hohlen Inneren 13.1 eine Aufnahme für ein darin zu halterndes und mit einer Flüssigkeit, hier Kühl- und Schmierflüssigkeit, zu versorgendes Werkzeug 6, das zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks dient.The device 1 comprises a rotary feedthrough, with which a pressurized fluid from the radially outside through a radially extending fluid channel 10 for pointing radially inward inner circumference of the rotating device part 13 is feasible. The rotating device part 13 forms, for example, with its hollow interior 13.1 a receptacle for therein to be supported and with a liquid, here cooling and lubricating fluid to be supplied tool 6 , which is used for machining a workpiece.

Der stillstehende Vorrichtungsteil 12 besitzt ein radial äußeres, eine zylindrische Außenumfangsfläche aufweisendes Gehäuse 12.1, in das von der in der Zeichnungsfigur 1 linken Stirnseite her ein Schraubring 12.2 zur Fixierung der inneren Teile der Einrichtung 1 eingeschraubt ist.The stationary device part 12 has a radially outer, a cylindrical outer peripheral surface having housing 12.1 , in that of the one in the drawing figure 1 left front side a screw ring 12.2 for fixing the inner parts of the device 1 is screwed.

An der in der Zeichnungsfigur 1 nach unten weisenden Seite des stillstehenden Vorrichtungsteils 12 ist ein erster, radial äußerer Teilabschnitt 10.1 des Flüssigkeitskanals 10 zu sehen. Dieser erste Teilabschnitt 10.1 des Flüssigkeitskanals 10 ist radial außen als Leitungsanschluß mit einem Innengewinde ausgeführt. Mittels eines Anschlußstücks 70 ist hier eine Flüssigkeitsleitung 7 für die Zuführung von unter Druck stehender Flüssigkeit angeschlossen.At the in the drawing figure 1 down-facing side of the stationary device part 12 is a first, radially outer portion 10.1 of the liquid channel 10 to see. This first section 10.1 of the liquid channel 10 is designed radially outside as a line connection with an internal thread. By means of a fitting 70 here is a fluid line 7 connected to the supply of pressurized fluid.

Radial weiter nach innen, in der Zeichnungsfigur 1 weiter nach oben, folgt auf den ersten Kanal-Teilabschnitt 10.1 ein radial innerer, zweiter Teilabschnitt 10.2 des Flüssigkeitskanals 10, der ringförmig ausgebildet ist und in Umfangsrichtung der Einrichtung 1 konzentrisch zur Drehachse 11 verläuft.Radially further inward, in the drawing figure 1 further up, follows the first channel section 10.1 a radially inner, second section 10.2 of the liquid channel 10 , which is annular and formed in the circumferential direction of the device 1 concentric to the axis of rotation 11 runs.

Noch weiter radial nach innen folgt schließlich ein weiterer Teilabschnitt 10.3 des Flüssigkeitskanals 10, der durch den rotierenden Vorrichtungsteil 13 verläuft und der 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 in einer radialen Ebene 11', die in der Zeichnungsfigur 1 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist. Im Werkzeug 6, das nur teilweise sichtbar ist, liegen hier zwei Radialkanäle 60 und, damit verbunden, ein zentraler Axialkanal 61 für die Flüssigkeit. Dabei stehen die Radialkanäle 60 des Werkzeugs 6 jeweils in Strömungsverbindung mit dem dritten Teilabschnitt 10.3 des Flüssigkeitskanals 10.Still further radially inward finally follows a further section 10.3 of the liquid channel 10 passing through the rotating device part 13 runs and which is executed here in the form of two radial bores. These radial bores, which are the subsection 10.3 of the liquid channel 10 form, lie, as well as the first and the second section 10.1 and 10.2 in a radial plane 11 ' that are in the drawing figure 1 is shown by a dash-dotted line. In the tool 6 , which is only partially visible, here are two radial channels 60 and, associated therewith, a central axial channel 61 for the liquid. Here are the radial channels 60 of the tool 6 each in fluid communication with the third section 10.3 of the liquid channel 10 ,

In Axialrichtung beiderseits der Ebene 11', d. h. in der Zeichnungsfigur 1 links und rechts von der Ebene 11', liegt jeweils ein Paar von Dichtringen 2 und 3, die konzentrisch zur Drehachse 11 angeordnet sind. Die Dichtringe 2 und 3 sind Axialdichtringe, die jeweils eine in Axialrichtung weisende, dem jeweils anderen Dichtring 3 bzw. 2 zugewandte Dichtfläche 20, 30 aufweisen. Dabei ist je weils der mit dem stillstehen Vorrichtungsteil 12 verbundene Dichtring 2 axial außen angeordnet, während jeweils der mit dem rotierenden Vorrichtungsteil 13 verbundene Dichtring 3 jedes Dichtringpaares axial innen liegt. Der jeweils axial äußere Axialdichtring 2 ist dabei fest mit dem stillstehenden Vorrichtungsteil 12 verbunden.In the axial direction on both sides of the plane 11 ' ie in the drawing figure 1 left and right of the plane 11 ' , lies in each case a pair of sealing rings 2 and 3 concentric with the axis of rotation 11 are arranged. The sealing rings 2 and 3 are Axialdichtringe, each one facing in the axial direction, the other sealing ring 3 respectively. 2 facing sealing surface 20 . 30 exhibit. It is ever Weil's with the resting device part 12 connected sealing ring 2 axially outwardly disposed while each with the rotating device part 13 connected sealing ring 3 each sealing ring pair lies axially inward. The respective axially outer Axialdichtring 2 is fixed to the stationary device part 12 connected.

Der jeweils axial innere Axialdichtring 3 ist im Unterschied dazu relativ zu dem jeweils anderen Axialdichtring 2 in Axialrichtung der Einrichtung 1, d. h. parallel zur Drehachse 11, begrenzt verschiebbar. Hierzu sitzt jeweils der axial innere Axialdichtring 3 auf einem Tragring 4, der jeweils seinerseits axial verschieblich, aber verdrehfest auf dem Außenumfang des rotierenden Vorrichtungsteils 13 sitzt. Zwischen dem rotierenden Vorrichtungsteil 13 und den beiden darauf geführten Tragringen 4 ist jeweils eine umlaufende Dichtung in Form eines O-Ringes 5 angeordnet. Die paarige Anordnung der Axialdichtringe 2, 3, der Tragringe 4 und der Dichtungen 5 ist dabei vollkommen symmetrisch zur Symmetrieebene 11'.The respective axially inner axial sealing ring 3 is in contrast to the other axial seal 2 in the axial direction of the device 1 , ie parallel to the axis of rotation 11 , limited sliding. For this purpose, the axially inner Axialdichtring sits in each case 3 on a support ring 4 , in turn, each axially displaceable, but rotationally fixed on the outer circumference of the rotating device part 13 sitting. Between the rotating device part 13 and the two carrying rings 4 Each is a circumferential seal in the form of an O-ring 5 arranged. The paired arrangement of Axialdichtringe 2 . 3 , the bearing rings 4 and the seals 5 is completely symmetrical to the symmetry plane 11 ' ,

Ganz links und ganz rechts in der Zeichnungsfigur 1 sind zwei Lager 16, hier Radialkugellager, sichtbar, die den rotierenden Vorrichtungsteil 13 drehbar im stillstehenden Vorrichtungsteil 12 lagern.Far left and far right in the drawing figure 1 are two camps 16 , here radial ball bearings, visible, the rotating device part 13 rotatable in the stationary device part 12 to store.

Jeweils axial innen von den beiden Lagern 16 ist je ein Simmering 15 angeordnet, der dazu dient, gegebenenfalls durch den Dichtspalt zwischen den Axialdichtringen 2, 3 hindurchgetretene Leckageflüssigkeit von den Lagern 16 fern zu halten.Each axially inward of the two bearings 16 is ever a simmering 15 arranged, which serves, if necessary, through the sealing gap between the Axialdichtringen 2 . 3 leaked leakage fluid from the bearings 16 keep away.

Die druckabhängige Funktion und das Zusammenwirken der Dichtringe 2, 3 der beiden Dichtringpaare werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren 2a und 2b erläutert.The pressure-dependent function and the interaction of the sealing rings 2 . 3 the two sealing ring pairs are described below with reference to the drawing figures 2a and 2 B explained.

Wenn, wie in 2a dargestellt, durch den ersten Teilabschnitt 10.1 des Flüssigkeitskanals 10 eine unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, übt diese Flüssigkeit auf die aufeinander zu weisenden Stirnflächen der beiden Tragringe 4 jeweils eine in Axialrichtung nach außen, d. h. in der Zeichnung nach links und rechts, weisende Kraft aus. Diese Kraft führt dazu, daß die Tragringe 4 voneinander weg in Axialrichtung soweit verschoben werden, bis die jeweils aufeinander zu weisenden Dichtflächen 20, 30 der Axialdichtringe 2, 3 dichtend aneinander anliegen. In diesem Zustand bilden die beiden Paare von Dichtringen 2, 3 je eine Spaltdichtung, deren Dichtspalt jeweils von Dichtflächen 20, 30 begrenzt wird und die durch die unter Druck stehende Flüssigkeit geschmiert wird. In diesem Zustand, in dem eine unter Druck stehende Flüssigkeit ansteht, ist also eine Abdichtung im Bereich der beiden Dichtringpaare mit den Dichtringen 2, 3 bewirkt und es kann die unter Druck stehende Flüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal 10 hindurch von dem stillstehenden Vorrichtungsteil 12 in den rotierenden Vorrichtungsteil 13 und das Werkzeug 6 geführt werden, ohne daß dabei ein unerwünschter Flüssigkeitsaustritt in nennenswerten Umfang durch die Spaltdichtung hindurch erfolgt.If, as in 2a represented by the first section 10.1 of the liquid channel 10 a pressurized liquid is supplied, this liquid exerts on the mutually facing end faces of the two support rings 4 each one in the axial direction outwards, ie in the drawing to the left and right, pointing out. This force causes the support rings 4 Move away from each other in the axial direction as far as the each facing each other sealing surfaces 20 . 30 the axial sealing rings 2 . 3 sealing against each other. In this state, the two pairs of sealing rings 2 . 3 each a gap seal whose sealing gap in each case of sealing surfaces 20 . 30 is limited and is lubricated by the pressurized liquid. In this state, in which a liquid under pressure is present, so is a seal in the region of the two sealing ring pairs with the sealing rings 2 . 3 causes and it can the pressurized fluid through the fluid channel 10 through from the stationary device part 12 in the rotating device part 13 and the tool 6 be guided, without causing an undesirable liquid leakage occurs to a significant extent through the gap seal through.

Gegebenfalls doch durch die Spaltdichtungen im Bereich der Paare von Dichtringen 2, 3 hindurchtretende kleine Leckagemengen an Flüssigkeit können durch mehrere, hier insgesamt vier symmetrisch beiderseits der Symmetrieebene 11' und axial außen von den Dichtringen 2, 3 angeordnete Leckagekanäle 14 drucklos nach außen abgeführt werden.If necessary, but by the gap seals in the range of pairs of sealing rings 2 . 3 passing small leakage quantities of liquid can through several, here a total of four symmetrically on either side of the plane of symmetry 11 ' and axially outside of the sealing rings 2 . 3 arranged Lecka gekanäle 14 be discharged without pressure to the outside.

Wenn, wie in 2b dargestellt, der Flüssigkeitsdruck im Flüssigkeitskanal 10 abfällt, beispielsweise weil eine die Flüssigkeit zuführende Pumpe ausgeschaltet wird, sor gen die O-Ringe 5 aufgrund der ihnen eigenen elastischen Rückstellkraft dafür, daß die Tragringe 4 zusammen mit dem jeweils darauf sitzenden Dichtring 3 in Axialrichtung nach innen, also aufeinander zu und in Richtung zur Symmetrieebene 11' hin, bewegt werden. Hierdurch werden die Dichtflächen 20, 30 der Axialdichtringe 2, 3 auf einen Abstand voneinander gebracht, der nur so groß sein muß, daß keine Reibung mehr zwischen ihnen auftritt, auch wenn die Einrichtungsteile 12 und 13 weiter relativ zueinander rotieren. Hierdurch wird ein erhöhter Verschleiß der Axialdichtringe 2, 3 bei Trockenlauf der Einrichtung 1, also bei fehlender Flüssigkeit, selbsttätig vermieden.If, as in 2 B shown, the fluid pressure in the fluid channel 10 drops, for example, because a liquid supplying pump is turned off, sor conditions the O-rings 5 due to their own elastic restoring force for the fact that the support rings 4 together with the respective sealing ring 3 in the axial direction inwards, ie towards each other and in the direction of the plane of symmetry 11 ' to be moved. As a result, the sealing surfaces 20 . 30 the axial sealing rings 2 . 3 brought to a distance from each other, which only has to be so large that no friction occurs between them, even if the equipment parts 12 and 13 continue to rotate relative to each other. As a result, an increased wear of Axialdichtringe 2 . 3 during dry running of the device 1 , so in the absence of liquid, automatically avoided.

Wie die Zeichnungsfiguren veranschaulichen, führt der zu der Symmetrieebene 11' symmetrische Aufbau der Einrichtung dazu, daß sich alle von dem Druck der Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal 10 hervorgerufenen, in Axialrichtung der Einrichtung 1, also parallel zur Drehachse 11, wirkenden Kräfte vollständig aufheben. Damit wird unabhängig vom Druck der Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal 10 stets ein axialkraftfreier Zustand in der Einrichtung 1 erreicht. Schädliche Axialkräfte, die insbesondere für die Lager 16 ungünstig sind und deren Lebensdauer verkürzen können, können grundsätzlich nicht auftreten. Zugleich ändert die Einrichtung 1 hinsichtlich der Abdichtung ihren Zustand selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck der Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal 10 zwischen einer Dichtstellung und einer Trennstellung der zusammenwirkenden Dichtringe 2, 3 in den Dichtringpaaren.As the drawing figures illustrate, this leads to the plane of symmetry 11 ' symmetrical structure of the device to all of the pressure of the liquid in the liquid channel 10 caused, in the axial direction of the device 1 , ie parallel to the axis of rotation 11 completely cancel out acting forces. This is independent of the pressure of the liquid in the liquid channel 10 always an axialkraftfreier state in the device 1 reached. Harmful axial forces, especially for the bearings 16 are unfavorable and can shorten their service life, can not occur in principle. At the same time the device changes 1 with regard to the sealing of their state automatically depending on the pressure of the liquid in the liquid channel 10 between a sealing position and a separating position of the cooperating sealing rings 2 . 3 in the seal ring pairs.

Schließlich zeigen die Zeichnungsfiguren deutlich die bei der Einrichtung 1 erreichbare besonders kompakte Bauweise mit geringem Raumbedarf sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung.Finally, the drawing figures clearly show the device 1 achievable particularly compact design with low space requirements both in the axial and in the radial direction.

Claims

Facility ( 1 ) with a rotary feedthrough for the transfer of one in a fluid channel ( 10 ) guided, pressurized fluid from a stationary device part ( 12 ) in a rotating device part ( 13 ) or vice versa, wherein the device parts ( 12 . 13 ) concentric with a rotation axis ( 11 ) of the rotating device part ( 13 ) and axially cooperating sealing means comprising a portion of the liquid channel ( 10 ) and together form a gap seal, wherein the one sealant part of the one device part ( 12 ) and the other sealant part of the other device part ( 13 ) and wherein the two sealing means in the axial direction of the device ( 1 ) relative to each other between a sealing position and a separating position are adjustable, characterized in that - the liquid channel ( 10 ) in a radial direction through both parts of the device ( 2 . 3 ) is guided, - that the sealing means by two pairs of Axialdichtringen ( 2 . 3 ) are formed symmetrically to each other axially on both sides of the liquid channel ( 10 ), and - that each pair of axial sealing rings ( 2 . 3 ) at least one Axialdichtring ( 2 ; 3 ) in the axial direction on the one hand by the pressure of the liquid in the sealing position with mutual contact of the Axialdichtringe ( 2 . 3 ) of each pair and on the other hand, in the absence of fluid pressure in the separation position with mutual distance of Axialdichtringe ( 2 . 3 ) of each pair is adjustable.

Device according to claim 1, characterized in that in each case the axially outer axial sealing ring ( 2 ) of each pair fixed to the stationary device part ( 12 ) and the axially inner axial sealing ring ( 3 ) axially movable with the rotating device part ( 13 ) connected is.

Device according to claim 2, characterized in that in each case the axially inner axial sealing ring ( 3 ) fixed on an axially inside thereof arranged support ring ( 4 ) is arranged and that in each case the support ring ( 4 ) and rotationally and axially displaceable on the rotating device part ( 13 ) is guided.

Device according to claim 3, characterized in that between the support ring ( 4 ) and the rotating device part ( 13 ) each at least one elastic, a restoring force in the direction of the disconnected position of the Axialdichtringe ( 2 . 3 ) applying sealing element ( 5 ) is provided.

Device according to claim 4, characterized in that the elastic sealing element ( 5 ) is an O-ring.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the axial sealing rings ( 2 . 3 ) consist of silicon carbide.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in each case axially outwardly of the axially outer axial sealing ring ( 2 ) at least one leakage channel ( 14 ) by the stationary device part ( 12 ) is led to the outside.

Device according to claim 7, characterized in that in each case axially outside of the leakage channels ( 14 ) between the stationary device part ( 12 ) and the rotating device part ( 13 ) a low pressure liquid seal ( 15 ) is provided.

Device according to claim 8, characterized in that the low-pressure liquid seals ( 15 ) are formed by a respective Simmering.

Device according to claim 8 or 9, characterized in that between the stationary device part ( 12 ) and the rotating device part ( 13 ) provided bearings ( 16 ), preferably rolling bearings, each axially outward of the low-pressure liquid seals ( 15 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stationary part of the device ( 12 ) lying portion of the liquid passage ( 10 ) by a single radially extending, radially outer first portion ( 10.1 ), which is formed as a line connection, and a ring-shaped in the circumferential direction, radially inner second portion ( 10.2 ) is formed.

Device according to claim 11, characterized in that in the rotating device part ( 13 ) lying portion of the liquid passage ( 10 ) by a single or a plurality of circumferentially spaced radial bores ( 10.3 ) is formed, each radially outward with the second channel portion ( 10.2 ) and radially inward with a fluid channel in a further device part, in the rotating device part ( 13 ) is held, communicate.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device parts ( 12 . 13 ) Are parts of a machine tool, wherein the rotating device part ( 13 ) is a tool holder for a machining tool, and that the liquid is a cooling and lubricating fluid for the machining of a workpiece exporting tool.