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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Drehdurchführung mit zentraler Drehachse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Solche hydraulische Drehdurchführungen sind unter anderem, wie auch in der
DE 10 2013 014 033 B4 dargelegt, bei Lüfterrädern eingesetzt, die zu ihrer Nabe radial abstehende Lüfterflügel aufweisen. Die Lüfterflügel sind bei entsprechender Versorgung des Lüfterrades über die hydraulische Drehdurchführung nicht nur zur Veränderung der Fördermenge in ihrem Anstellwinkel zur Drehebene des Lüfterrades verstellbar, sondern auch, unter Beibehalt der Drehrichtung des Lüfterrades, durch Umschwenken über die Drehebene des Lüfterrades in ihrer Förderrichtung umstellbar.
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Solche Lüfterräder erreichen häufig, entsprechend den geforderten Lüfterleistungen, beträchtliche Ausmaße und bedingen damit auch viele und große Dichtgrenzen mit der Gefahr entsprechender Leckagen, denen durch entsprechende bautechnische Maßnahmen zu begegnen ist.
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Dementsprechend wird durch die Erfindung gemäß dem Anspruch 1 eine hydraulische Drehdurchführung zur Verfügung gestellt, die bezogen auf ihre jeweils geforderten Funktionen ein minimiertes Bauvolumen möglich macht, bei der insbesondere durch den Verlauf von Druckleitung und Sammelleitung im Drehhals der Drehdurchführung als quasi gemeinsamer Versorgungskanal das Bauvolumen und auch die Anzahl und Länge kritischer Dichtgrenzen minimiert ist. Solch eine Drehdurchführung ist insbesondere in Verbindung mit einem Keilriementrieb vorteilhaft einzusetzen, dessen Riemenscheiben als Arbeitselemente zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses axial gegeneinander verstellt werden.
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Baulich gesehen lassen sich zudem die Druckleitung und die Sammelleitung im Drehhals herstellungstechnisch in besonders günstiger Weise durch parallel verlaufende Bohrungen darstellen.
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Dies eröffnet auch günstige Voraussetzungen für Zusammensetzung und Montage solcher Drehdurchführungen im Sinne eines zusammengefassten Aufbaus der Drehdurchführung aus jeweiliger Lageranordnung und Dichtungsanordnung, wobei die Lageranordnung und die Dichtungsanordnung umschließend zum Drehhals in axial aufeinander sich abstützenden Fassungen aufgenommen sein können, somit bei klein bauenden hydraulischen Drehdurchführungen in günstiger Weise eine justierte Führung der Lageranordnung und der Dichtungsanordnung im aufnehmenden Gehäuse möglich ist.
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Die Verbindung von Lageranordnung und Dichtungsanordnung zu einer Montageeinheit in wechselseitiger Abstützung und bei gemeinsamer Führung im aufnehmenden Gehäuse macht es in vorteilhafter Weise - quasi als Nebeneffekt - auch möglich, den Drehhals als Drehachse für ein Zusatz- oder Arbeitselement zu nutzen, das über den Druckraum beaufschlagt wird.
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Die Erfindung ist insbesondere in Verbindung mit Lüfterrädern vorteilhaft einsetzbar, bei denen die Lüfterflügel bezüglich ihres Anstellwinkels entgegen der Windkraft durch Druckbeaufschlagung verstellt werden müssen, also hydraulisch nur in eine Drehrichtung durch Druckbeaufschlagung verstellt werden müssen. Dies ermöglicht bautechnisch sehr schlanke Lösungen, bei denen - bezogen auf einen Kreisquerschnitt der als Einsatzpatrone ausgeführten Drehdurchführung- der Durchmesser des zentralen Drehhalses im Bereich des/der umschließenden Lager(s) etwa einem Drittel des Lagerdurchmessers entspricht.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung, die in
- 1 stark schematisiert, einen Keilriementrieb veranschaulicht,
- 2 eine stirnseitige Ansicht zu 1 gemäß dem Pfeil II in 1,
- 3 einen Schnitt durch den Keilriementrieb gemäß 1 entsprechend der Schnittführung III-III in 2, und
- 4 einen vergrößerten, vereinfachten Ausschnitt IV in 3 durch die in der getriebenen Scheibe des Keilriementriebes zentral aufgenommene hydraulische Drehdurchführung zeigt.
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Zum besseren Verständnis von Funktion und möglichem Aufbau hydraulischer Drehdurchführungen wird eine solche Drehdurchführung 1 in erfindungsgemäßer Ausgestaltung als Bestandteil eines fluidisch, insbesondere hydraulisch verstellbaren Keilriementriebes 6 (Riemenscheibengetriebe) nachstehend erläutert.
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Der gezeigte Keilriementrieb 6 als Arbeitseinheit weist eine zu einer Antriebswelle 4, beispielsweise einer Motorwelle, drehfest und koaxial (Drehachse 5) liegende, treibende Scheibe 2 auf, zu der drehfest, aber axial verschiebbar gleichachsig eine getriebene Scheibe 3 einen Keilspalt 7 begrenzend gegenüberliegt. Treibende Scheibe 2 und getriebene Scheibe 3 bilden ein Keilscheibenpaar, in dessen Keilspalt 7 ein hier nicht gezeigter Keilriemen läuft, über den die Antriebsverbindung zwischen dem gezeigten, durch die Scheiben 2 und 3 veranschaulichten Keilriemenpaar 13 und einem korrespondierenden Keilscheibenpaar hergestellt wird, und zwar im Übersetzungsverhältnis veränderbar durch gegensinnige axiale Verstellung der Scheiben der Keilscheibenpaare und dadurch bedingte Veränderungen der Stützradien des Keilriemens zu den keilförmigen Scheiben unter Aufrechterhaltung der Spannung des Keilriemens.
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Drehfest und koaxial verbunden sind, wie in 3 gezeigt, die treibende Scheibe 2 und getriebene Scheibe 3 über eine zentrale Führungshülse 8, die die getriebene Scheibe 3 trägt und auf der diese drehfest und axial verschiebbar geführt ist. Die Führungshülse 8 ihrerseits ist einlaufend in die treibende Scheibe 2 zu dieser zentrierend aufgenommen und über axiale Spannelemente 9, insbesondere Spannschrauben, fixiert. Die Spannelemente 9 durchsetzen die Führungshülse 8 koaxial zur Drehachse 5 und sind in der treibenden Scheibe 2 zur Antriebswelle 4 fixiert. Umschließend zur Führungshülse 8 liegt die axial verstellbare, getriebene Scheibe 3, die zur Führungshülse 8 einen Ringraum 10 abgrenzt. Über Leitungsverbindungen 11, wie aus 4 ersichtlich, an die Drehdurchführung 1 angeschlossen und über diese entsprechend dem jeweils gewünschten Übersetzungsverhältnis hydraulisch beaufschlagt ist die Axiallage der getriebenen Scheibe 3 zur treibenden Scheibe 2 einzustellen.
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Die Drehdurchführung 1 ist zentral, also koaxial zur Führungshülse 8 angeordnet, wobei die Führungshülse 8 insoweit als Gehäuse 12 für die Drehdurchführung 1 einen Aufnahmeraum bildet. In diesem Aufnahmeraum 13 ist die Drehdurchführung 1 als Baueinheit in Form einer Patrone axial verspannt eingesetzt. Die axial verspannende Fixierung kann beispielsweise über ein Federpaket erfolgen, das bodenseitig zum Aufnahmeraum angeordnet ist. Dies axial gegenüberliegend zu einer scheibenförmigen Abdeckung 15, die bevorzugt als geteilte Scheibe ausgebildet ist und die über einen Spannring 16 gegen das einen Teil der Führungshülse 8 bildende Gehäuse 12 abgestützt ist.
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Die im Aufnahmeraum der Führungshülse 8 aufgenommene Drehdurchführung 1 weist einen lagefest gehaltenen Drehhals 17 auf, in dem axial eine Druckleitung 18 und eine Sammel- und/oder Leckageleitung 19 verlaufen. Beide liegen radial versetzt zu der Drehachse 5, verlaufen aber parallel zu dieser. Die Druckleitung 18 wird über einen Druckanschluss 20 gespeist, der als Drehanschluss ausgebildet ist und über eine Querbohrung 21 an die Druckleitung 18 angeschlossen ist. Diese läuft axial gegenüberliegend zum Anschluss 20 aus, der über die Leitungsverbindung 11 mit dem Ringraum 10 verbunden ist.
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Im Aufnahmeraum für den Drehhals 17 ist axial angrenzend an die Spannebene der Spannelemente 9 zur Oberseite der Führungshülse 8 eine Lageranordnung 22 abgestützt und gehalten, umfassend zwei axial aufeinander abgestützte und in einer Fassung 24 aufgenommene Lager 23. Die Fassung 24 der Lageranordnung 22 ist axial verklammert zu einer Fassung 25 einer zum Drehhals 17 umschließenden Dichtungsanordnung 26. In dieser Dichtungsanordnung 26 ist ein Leckagesammelraum 27 ausgebildet, der zum Drehhals 17 hin im Überdeckungsbereich zu einem Überströmquerschnitt 28 auf die Sammel-/Leckageleitung 19 im Drehhals 17 liegt. Die Sammel-/Leckageleitung 19 erstreckt sich ausgehend vom Überströmquerschnitt 28 zu einem Anschluss 29, der im Weiteren eine Rückführung eventueller Leckagen ermöglicht oder, als bevorzugte Lösung, auch die Anordnung einer Leckage erfassenden Sensorik, eventuell auch einer optischen Anzeige im Sinne eines Schauglases.
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Die Fassungen 24 und 25, die gemeinsam den Aufnahmeraum für die Dichtungsanordnung 26 gegen den Drehhals 17 abgrenzen, bilden in ihrem Überlagerungsbereich, in dem sie gegeneinander axial verkrallt sind, auch Begrenzungen für gegen die Wandung des Aufnahmeraumes 13 offene Fangtaschen 30, die Anschlussverbindungen 33 zum Leckagesammelraum 27 aufweisen, so dass über die umfangsseitig zu den Fassungen 24 und 25 angeordneten Dichtungen 31 erfolgende Leckagen der Sammel-/Leckageleitung 19 zugeführt werden. Zudem ist es bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung und Verwendung der Drehdurchführung 1 möglich, Dichtspalte zwischen gegeneinander bewegten Teilen so weit zu reduzieren, also so klein zu halten, dass eventuelle für Leckagen relevante Spalte im Bereich der Drehdurchführung 1 gegenüber der Führungshülse 8 praktisch ohne Bedeutung sind.
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Die Dichtungsanordnung 26 umfasst des Weiteren eine Ringdichtung 32 als den Ringspalt zwischen Drehhals 17 und die Dichtung 26 aufnehmender Fassung als Absicherung gegen Kurzschlussverbindungen zwischen dem Auslauf der Druckleitung 18 und dem hierzu axial versetzten Überströmquerschnitt 28 auf die Sammel-/Leckageleitung 19.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013014033 B4 [0002]
