DE102017201930A1 - Rotary feedthrough and crankshaft arrangement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehdurchführung, umfassend ein stationäres Bauteil (2), ein rotierendes Bauteil (3), genau ein Lager (4), welches das rotierende Bauteil (3) am stationären Bauteil (2) lagert, und eine Dichtungsanordnung (5) mit einem Kohlenstoffring (50) und einem Elastomerring (51), wobei der Kohlenstoffring (50) in Axialrichtung (X-X) beweglich zwischen dem rotierenden Bauteil (3) und dem stationären Bauteil (2) angeordnet ist, und wobei die Dichtungsanordnung (5) einen ersten Abdichtbereich (14) am Elastomerring und einen zweiten Abdichtbereich (15) am Kohlenstoffring aufweist.The invention relates to a rotary feedthrough, comprising a stationary component (2), a rotating component (3), exactly one bearing (4), which supports the rotating component (3) on the stationary component (2), and a sealing arrangement (5) a carbon ring (50) and an elastomeric ring (51), wherein the carbon ring (50) is movably disposed between the rotating member (3) and the stationary member (2) in the axial direction (XX), and wherein the seal assembly (5) has a first Sealing region (14) on the elastomeric ring and a second sealing region (15) on the carbon ring.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehdurchführung mit einem rotierenden und einem stationären Bauteil sowie eine Kurbelwellenanordnung mit einer derartigen Drehdurchführung und eine Brennkraftmaschine.The present invention relates to a rotary feedthrough with a rotating and a stationary component and a crankshaft assembly with such a rotary feedthrough and an internal combustion engine.

Drehdurchführungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt, um beispielsweise Medien von drehenden in feststehende Teile oder umgekehrt zu übertragen. Zwischen dem drehenden und dem feststehenden Teil muss hierbei eine Abdichtung erfolgen, welche üblicherweise durch eine Federvorspannung realisiert ist. Hierdurch ergibt sich jedoch an der Dichtung eine hohe Reibung, was den Wirkungsgrad von Anlagen und Maschinen signifikant reduziert. Ferner muss zwischen den drehenden und den feststehenden Teilen eine Lagerung vorgesehen werden, die üblicherweise durch das Vorsehen von zwei Lagern realisiert ist. Hierdurch ergibt sich jedoch in Axialrichtung eine relativ große Baulänge, was entsprechend zu längeren Anlagen oder Maschinen führt.Rotary unions are known from the prior art in various configurations, for example, to transfer media from rotating to fixed parts or vice versa. Between the rotating and the fixed part, in this case a seal must be made, which is usually realized by a spring preload. However, this results in the seal high friction, which significantly reduces the efficiency of equipment and machinery. Furthermore, a bearing must be provided between the rotating and the fixed parts, which is usually realized by the provision of two bearings. However, this results in the axial direction of a relatively large length, which leads to longer equipment or machinery accordingly.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Drehdurchführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass es möglich ist, nur genau ein Lager zu verwenden. Ferner kann auch auf das Vorsehen einer Feder oder dgl., welche eine Vorspannung auf die Dichtung ausübt, verzichtet werden. Erfindungsgemäß wird eine Vorspannung auf Abdichtbereiche durch Druckunterschiede zwischen einem inneren Bereich und einem äußeren Bereich der Drehdurchführung realisiert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Drehdurchführung ein stationäres Bauteil und ein rotierendes Bauteil sowie genau ein Lager umfasst, welches das rotierende Bauteil am stationären Bauteil lagert. Ferner ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, welche einen Kohlenstoffring und einen Elastomerring umfasst. Der Kohlenstoffring ist dabei in Axialrichtung beweglich zwischen dem stationären und dem rotierenden Bauteil angeordnet. Der Kohlenstoffring ist vorzugsweise ein Graphitring. Die Dichtungsanordnung umfasst dabei einen ersten Abdichtbereich am Elastomerring und einen zweiten Abdichtbereich am Kohlenstoffring.The rotary feedthrough according to the invention with the features of claim 1 has the advantage over that it is possible to use only one bearing. Furthermore, the provision of a spring or the like, which exerts a bias on the seal, can also be dispensed with. According to the invention, a bias voltage to sealing areas is realized by pressure differences between an inner region and an outer region of the rotary feedthrough. This is inventively achieved in that the rotary feedthrough comprises a stationary component and a rotating component and exactly one bearing, which supports the rotating component on the stationary component. Furthermore, a sealing arrangement is provided which comprises a carbon ring and an elastomeric ring. The carbon ring is arranged in the axial direction movable between the stationary and the rotating component. The carbon ring is preferably a graphite ring. The sealing arrangement comprises a first sealing region on the elastomer ring and a second sealing region on the carbon ring.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise weist der Kohlenstoffring eine Nut auf, in welcher der Elastomerring angeordnet ist. Hierdurch kann die Dichtungsanordnung als kompaktes Bauteil bereitgestellt werden, so dass die Dichtungsanordnung nur einen geringen Platzbedarf in der Drehdurchführung beansprucht.Preferably, the carbon ring has a groove in which the elastomeric ring is arranged. As a result, the sealing arrangement can be provided as a compact component, so that the sealing arrangement requires only a small space requirement in the rotary feedthrough.

Weiter bevorzugt ist die Nut in einem äußeren Umfangsbereich des Graphitrings angeordnet. Hierbei sei angemerkt, dass es auch möglich ist, dass die Nut in einem inneren Umfangsbereich des Kohlenstoffrings angeordnet ist.More preferably, the groove is arranged in an outer peripheral region of the graphite ring. It should be noted that it is also possible that the groove is disposed in an inner peripheral portion of the carbon ring.

Um eine möglichst leichtgängige axiale Bewegung der Dichtungsanordnung zu ermöglichen, weist die Nut in Axialrichtung eine Breite auf, welche größer ist als eine Breite des Elastomerrings. Hierdurch ergibt sich ein Bewegungsraum in der Nut, so dass im Betrieb bei einer Axialbewegung der Dichtungsanordnung der Elastomerring sich nicht oder nur minimal bewegt und der Kohlenstoffring unter Ausnutzung des Bewegungsraums in der Nut die axiale Bewegung ausführt.In order to allow the smoothest possible axial movement of the seal assembly, the groove in the axial direction has a width which is greater than a width of the elastomeric ring. This results in a movement space in the groove, so that in operation during an axial movement of the seal assembly of the elastomer ring is not or only minimally moved and the carbon ring executes the axial movement taking advantage of the movement space in the groove.

Um die axiale Bewegung weiter zu erleichtern und zu unterstützen, weist die Nut einen Nutboden auf, welcher geneigt zu einer Axialrichtung der Drehdurchführung ist. Der geneigte Nutboden hat ferner den Vorteil, dass im Betrieb über die elastischen Kräfte, welche durch den Elastomerring auf den Kunststoffring ausgeübt werden, der Kunststoffring an den zweiten Abdichtbereich mit einer gewissen Vorspannung angedrückt wird, um eine sichere Abdichtung zu erreichen.In order to further facilitate and assist the axial movement, the groove has a groove bottom, which is inclined to an axial direction of the rotary feedthrough. The inclined groove bottom has the further advantage that in operation on the elastic forces exerted by the elastomeric ring on the plastic ring, the plastic ring is pressed against the second sealing region with a certain bias in order to achieve a secure seal.

Weiter bevorzugt ist die Dichtungsanordnung unmittelbar benachbart zum Lager angeordnet. Vorzugsweise ist dabei der zweite Abdichtbereich am Kohlenstoffring zwischen einem Lagerbauteil, insbesondere einem Lagerinnenring oder einem Lageraußenring und dem Kohlenstoffring vorgesehen.More preferably, the seal assembly is disposed immediately adjacent to the bearing. Preferably, the second sealing region is provided on the carbon ring between a bearing component, in particular a bearing inner ring or a bearing outer ring and the carbon ring.

Besonderes bevorzugt ist der zweite Abdichtbereich am Kohlenstoffring dabei zwischen einem rotierenden Lagerinnenring und einer in Axialrichtung gerichteten Seite des Graphitrings vorgesehen.Particularly preferably, the second sealing region on the carbon ring is provided between a rotating bearing inner ring and an axially directed side of the graphite ring.

Weiter bevorzugt weist das stationäre Bauteil ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde auf. Hierdurch kann eine sichere Fixierung des stationären Bauteils an einem anderen Bauteil, insbesondere einer Kurbelwelle, ermöglicht werden.More preferably, the stationary component has a thread, in particular an internal thread. This allows a secure fixation of the stationary component to another component, in particular a crankshaft, are made possible.

Vorzugsweise ist das stationäre Bauteil der Drehdurchführung in einen Innenbereich des rotierenden Bauteils eingeführt. D.h., das rotierende Bauteil dreht sich am Außenumfang des stationären Bauteils. Hierdurch kann beispielsweise eine Anwendung an einer Kurbelwelle realisiert werden, welche mit dem rotierenden Bauteil, d.h., in diesem Anwendungsfall dem äußeren Bauteil der Drehdurchführung, verbindbar ist.Preferably, the stationary component of the rotary feedthrough is introduced into an inner region of the rotating component. That is, the rotating member rotates on the outer periphery of the stationary member. In this way, for example, an application can be realized on a crankshaft, which is connectable to the rotating component, that is, in this application, the outer component of the rotary feedthrough.

Weiter bevorzugt weist das rotierende Bauteil an einem Außenumfang einen Werkzeugansetzbereich auf. Der Werkzeugansetzbereich ist beispielsweise ein Mehrkant, insbesondere ein Sechskant, oder ein Nuten aufweisender Werkzeugansetzbereich oder dgl. More preferably, the rotating component on an outer circumference on a Werkzeugansetzbereich. The tool attachment region is, for example, a polygon, in particular a hexagon, or a tool attachment region having grooves or the like.

Weiter bevorzugt umfasst die Drehdurchführung ferner eine Schutzmanschette, beispielsweise eine Staubschutzmanschette, welche vorzugsweise unmittelbar benachbart zur Dichtungsanordnung angeordnet ist. Dadurch ist die Dichtungsanordnung zwischen der Schutzmanschette und dem Lager angeordnet.Further preferably, the rotary feedthrough further comprises a protective sleeve, for example a dust protection sleeve, which is preferably arranged directly adjacent to the sealing arrangement. As a result, the sealing arrangement is arranged between the protective sleeve and the bearing.

Der Elastomerring der Dichtungsanordnung ist vorzugsweise ein O-Ring. Der O-Ring weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt oder einen viereckigen Querschnitt auf. Der kreisförmige Querschnitt ist allerdings bevorzugt, da dadurch die axiale Bewegbarkeit der Dichtungsanordnung vereinfacht ist. Alternativ ist der Elastomerring als Gummilochscheibe vorgesehen, wobei die Gummilochscheibe eine radiale Breite aufweist, welche größer als eine Dicke der Gummilochscheibe ist. Die Gummilochscheibe stellt insbesondere eine axiale Bewegbarkeit der Dichtungsanordnung durch Verformung in Axialrichtung bereit.The elastomer ring of the seal assembly is preferably an O-ring. The O-ring preferably has a circular cross section or a quadrangular cross section. However, the circular cross-section is preferred because it simplifies the axial mobility of the seal assembly. Alternatively, the elastomer ring is provided as a rubber disk, wherein the rubber disk has a radial width which is greater than a thickness of the rubber disk. The rubber disk provides in particular an axial mobility of the seal assembly by deformation in the axial direction.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Kurbelwellenanordnung mit einer Kurbelwelle und einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung. Die Drehdurchführung ist an einem freien Ende der Kurbelwelle angeordnet. Hierbei ist besonders bevorzugt eine Gewindeverbindung zwischen der Kurbelwelle und der Drehdurchführung vorgesehen. Die Drehdurchführung weist somit am rotierenden Bauteil ein Gewinde auf, welches in Gewindeverbindung mit einem Gewinde an der Kurbelwelle ist. Hierbei kann am rotierenden Bauteil ein Innengewinde und an der Kurbelwelle ein Außengewinde vorgesehen werden oder am rotierenden Bauteil ist ein Außengewinde vorgesehen und an der Kurbelwelle ein Innengewinde.Furthermore, the present invention relates to a crankshaft assembly with a crankshaft and a rotary feedthrough according to the invention. The rotary feedthrough is arranged at a free end of the crankshaft. In this case, a threaded connection between the crankshaft and the rotary feedthrough is particularly preferably provided. The rotary feedthrough thus has a thread on the rotating component, which is threadedly connected to a thread on the crankshaft. Here, an internal thread and on the crankshaft, an external thread can be provided on the rotating component or on the rotating component, an external thread is provided and on the crankshaft an internal thread.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, umfassend eine erfindungsgemäße Kurbelwellenanordnung mit Drehdurchführung. Die Kurbelwelle ist hierbei bevorzugt in einem Unterdruckbereich der Brennkraftmaschine angeordnet und die Drehdurchführung stellt eine Verbindung mit einer Unterdruckquelle, beispielsweise einer Pumpe oder einem Saugbereich der Brennkraftmaschine bereit. Am stationären Bauteil der Drehdurchführung ist vorzugsweise eine Leitung, insbesondere ein Schlauch oder dgl., angeordnet.Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine, comprising a rotary shaft assembly according to the invention crankshaft assembly. The crankshaft is in this case preferably arranged in a negative pressure region of the internal combustion engine and the rotary union provides a connection with a vacuum source, for example a pump or a suction region of the internal combustion engine. At the stationary component of the rotary feedthrough is preferably a line, in particular a hose or the like., Arranged.

Die erfindungsgemäße Drehdurchführung wird besonders bevorzugt bei kleinen Brennkraftmaschinen an einem Axialende einer Kurbelwelle verwendet. Die kleinen Brennkraftmaschinen sind insbesondere Brennkraftmaschinen von Zweirädern. Die Anwendung der Drehdurchführung ist vorzugsweise eine Unterdruckanwendung, bei der im Inneren der Drehdurchführung ein Unterdruck, welcher kleiner als Umgebungsdruck ist, herrscht.The rotary feedthrough according to the invention is particularly preferably used in small internal combustion engines at an axial end of a crankshaft. The small internal combustion engines are in particular internal combustion engines of two-wheeled vehicles. The application of the rotary feedthrough is preferably a vacuum application, in which there is a negative pressure, which is less than ambient pressure, inside the rotary feedthrough.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine schematische Schnittansicht einer Drehdurchführung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Drehdurchführung von 1,
  • 3 eine schematische Schnittansicht einer Drehdurchführung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 bis 6 schematische, perspektivische Darstellungen von Einzelbauteilen der Drehdurchführung des zweiten Ausführungsbeispiels, und
  • 7 eine schematische Schnittansicht einer Drehdurchführung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Identical or functionally identical parts are each denoted by the same reference numerals. In the drawing is:
  • 1 a schematic sectional view of a rotary feedthrough according to a first embodiment of the invention,
  • 2 an enlarged partial sectional view of the rotary feedthrough of 1 .
  • 3 a schematic sectional view of a rotary feedthrough according to a second embodiment of the invention,
  • 4 to 6 schematic, perspective views of individual components of the rotary feedthrough of the second embodiment, and
  • 7 a schematic sectional view of a rotary feedthrough according to a third embodiment of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Drehdurchführung 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 and 2 a rotary union 1 according to a first preferred embodiment of the invention described in detail.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Drehdurchführung 1 ein stationäres Bauteil 2 und ein rotierendes Bauteil 3. Das stationäre Bauteil 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Rohrstück, an welchem ein Schlauch 13 angeordnet ist.How out 1 it can be seen comprises the rotary feedthrough 1 a stationary component 2 and a rotating component 3 , The stationary component 2 in this embodiment is a piece of pipe to which a hose 13 is arranged.

Das rotierende Bauteil 3 ist somit um den Außenumfang des stationären Bauteils 2 angeordnet und weist eine in Axialrichtung X-X der Drehdurchführung vorgesehene Ausnehmung mit einem Innengewinde 9 auf.The rotating component 3 is thus arranged around the outer periphery of the stationary component 2 and has a recess XX provided in the axial direction of the rotary feedthrough with an internal thread 9 on.

Die Drehdurchführung 1 umfasst ferner genau ein Lager 4, welches zwischen dem stationären Bauteil 2 und dem rotierenden Bauteil 3 angeordnet ist.The rotary feedthrough 1 also includes exactly one warehouse 4 which is between the stationary component 2 and the rotating component 3 is arranged.

Das Lager 4 umfasst eine Vielzahl von Wälzkörpern 40, einen Lagerinnenring 41 und einen Lageraußenring 42. Der Lagerinnenring 41 ist mit dem stationären Bauteil 2 verbunden und der Lageraußenring 42 mit dem rotierenden Bauteil 3. The warehouse 4 includes a plurality of rolling elements 40 , a bearing inner ring 41 and a bearing outer ring 42 , The bearing inner ring 41 is with the stationary component 2 connected and the bearing outer ring 42 with the rotating component 3 ,

Das Lager 4 ist dabei an einem ersten Absatz 30 im rotierenden Bauteil 3 angeordnet.The warehouse 4 is doing a first paragraph 30 in the rotating component 3 arranged.

Somit ist das stationäre Bauteil 2 mittels des Lagers 4 im rotierenden Bauteil 3 gelagert. Zur Abdichtung zwischen dem rotierenden Bauteil 3 und dem stationären Bauteil 2 ist eine Dichtungsanordnung 5 vorgesehen. Die Dichtungsanordnung 5 umfasst einen Kohlenstoffring 50, in diesem Ausführungsbeispiel ein Graphitring, sowie einen Elastomerring 51.Thus, the stationary component 2 by means of the warehouse 4 in the rotating component 3 stored. For sealing between the rotating component 3 and the stationary component 2 is a seal arrangement 5 intended. The seal arrangement 5 includes a carbon ring 50 , in this embodiment, a graphite ring, and an elastomeric ring 51 ,

Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Elastomerring 51 ein O-Ring mit einem kreisförmigen Querschnitt. Der Elastomerring 51 ist in einer Nut 52 im Kohlenstoffring 50 angeordnet. Die Nut 52 ist an einem äußeren Umfang des Kohlenstoffrings 50 vorgesehen.How out 1 and 2 is apparent, is the elastomer ring 51 an O-ring with a circular cross-section. The elastomer ring 51 is in a groove 52 in the carbon ring 50 arranged. The groove 52 is on an outer circumference of the carbon ring 50 intended.

Die Nut 52 weist einen Nutboden 53 auf, welcher geneigt zur Axialrichtung X-X ist. Durch diese Schrägstellung des Nutbodens 53 übt der Elastomerring 51 eine gewisse Vorspannkraft auf den Kohlenstoffring 50 aus, was zur Abdichtung an einer Abdichtseite 50a des Kohlenstoffrings 50 genutzt wird. Wie in 2 dargestellt, dichtet der Kohlenstoffring 50 dabei am Lagerinnenring 41 ab.The groove 52 has a groove bottom 53 which is inclined to the axial direction XX. Due to this inclination of the groove bottom 53 exercises the elastomer ring 51 a certain preload force on the carbon ring 50 resulting in sealing on a sealing side 50a of the carbon ring 50 is being used. As in 2 represented seals the carbon ring 50 while on the bearing inner ring 41 from.

Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, ist die Dichtungsanordnung 5 an einem zweiten Absatz 31 des rotierenden Bauteils 3 angeordnet.How farther 2 is apparent, is the seal assembly 5 at a second paragraph 31 of the rotating component 3 arranged.

Der Kohlenstoffring 50 ist erfindungsgemäß in Axialrichtung X-X beweglich zwischen dem rotierenden und dem stationären Bauteil angeordnet. Diese Beweglichkeit stellt sicher, dass kein Federelement oder dgl. vorgesehen werden muss, um eine konstante hohe Federkraft auf die Dichtungsanordnung auszuüben. Die Abdichtung wird hierbei durch Druckunterschiede zwischen einer Atmosphärenseite 100 und einer Innenseite an der Dichtungsanordnung im Betrieb sichergestellt. Hierbei kann sowohl ein Unterdruck als auch ein Überdruck im Inneren der Drehdurchführung vorgesehen werden. Da kein Federelement oder dgl. vorzusehen ist, weist die Drehdurchführung 1 eine sehr kleine Baugröße auf.The carbon ring 50 is arranged according to the invention in the axial direction XX movable between the rotating and the stationary component. This mobility ensures that no spring element or the like. Must be provided to exert a constant high spring force on the seal assembly. The seal is in this case by pressure differences between an atmosphere side 100 and an inside of the seal assembly in operation ensured. In this case, both a negative pressure and an overpressure can be provided in the interior of the rotary feedthrough. Since no spring element or the like. Provide, has the rotary feedthrough 1 a very small size.

Weiterhin kann die axial bewegliche Dichtungsanordnung 1 sicherstellen, dass beispielsweise Taumelbewegungen des Lagers 4 und/oder Bewegungen eines Bauteils, welches mit der Drehdurchführung 1 verbunden ist, ausgeglichen werden können.Furthermore, the axially movable sealing arrangement 1 ensure that, for example, tumbling movements of the bearing 4 and / or movements of a component, which with the rotary feedthrough 1 connected, can be compensated.

Wie aus 2 ersichtlich ist, weist die Nut 52 im Kohlenstoffring 50 eine Nutbreite B2 auf, welche größer ist als eine Breite B1 des Elastomerrings 51. Hierdurch ergibt sich in der Nut 52 ein Bewegungsraum 6, welcher die axiale Bewegbarkeit der Dichtungsanordnung, die in 2 durch den Doppelpfeil A angedeutet ist, sicherstellt.How out 2 can be seen, the groove 52 in the carbon ring 50 a groove width B2 which is larger than a width B1 of the elastomeric ring 51 , This results in the groove 52 a space for movement 6 , which determines the axial movability of the sealing arrangement, which in 2 is indicated by the double arrow A, ensures.

2 zeigt einen Betriebszustand, bei welchem ein Unterdruck in einem Innenbereich der Drehdurchführung 1 herrscht. Der Unterdruck P0 wirkt, wie durch die Pfeile in 2 dargestellt, auf den Kohlenstoffring, so dass aufgrund eines Umgebungsdrucks P1 die Dichtungsanordnung 5 in Richtung zum Lager 4 gedrückt wird. Hierbei ist zwischen einer Schutzmanschette 8 und der Dichtungsanordnung 5 ein Spalt 7 vorgesehen, in welchem der Umgebungsdruck P1 herrscht. Es sei angemerkt, dass der Umgebungsdruck auch über die Schutzmanschette 8 auf die Dichtungsanordnung 5 wirken kann. 2 shows an operating state in which a negative pressure in an inner region of the rotary feedthrough 1 prevails. The negative pressure P0 acts as indicated by the arrows in FIG 2 shown on the carbon ring, so that due to an ambient pressure P1, the seal assembly 5 towards the camp 4 is pressed. Here is between a protective sleeve 8th and the seal assembly 5 A gap 7 provided in which the ambient pressure P1 prevails. It should be noted that the ambient pressure also over the protective sleeve 8th on the seal arrangement 5 can work.

Somit ergibt sich an der Dichtungsanordnung 5 ein erster Abdichtbereich 14 am Elastomerring 51 und ein zweiter Abdichtbereich 15 zwischen einer Abdichtseite 50a des Kohlenstroffrings 50 und dem Lager 4, in diesem Ausführungsbeispiel dem Lagerinnenring 41 des Lagers.This results in the seal arrangement 5 a first sealing area 14 on the elastomer ring 51 and a second sealing area 15 between a sealing side 50a of the carbon skeleton ring 50 and the camp 4 , in this embodiment, the bearing inner ring 41 of the camp.

Die Drehdurchführung 1 dieses Ausführungsbeispiels wird in einer Kurbelwellenanordnung verwendet, welche neben der Drehdurchführung 1 eine Kurbelwelle 11 aufweist. Die Drehdurchführung 1 ist mittels einer Gewindeverbindung mit der Kurbelwelle 11 verbunden. Dabei weist die Drehdurchführung 1 am rotierenden Bauteil 3 ein Innengewinde 9 auf und die Kurbelwelle 11 weist ein Außengewinde 12 auf, welches mit dem Innengewinde 9 in Eingriff ist. Um die Drehdurchführung 1 sicher und einfach an der Kurbelwelle 11 zu fixieren, weist die Drehdurchführung 1 ferner einen Werkzeugansetzbereich 10 auf. Der Werkzeugansetzbereich 10 ist am Außenumfang des rotierenden Bauteils 3 vorgesehen und vorzugsweise ein Mehrkant.The rotary feedthrough 1 This embodiment is used in a crankshaft assembly, which in addition to the rotary feedthrough 1 a crankshaft 11 having. The rotary feedthrough 1 is by means of a threaded connection with the crankshaft 11 connected. In this case, the rotary feedthrough 1 on the rotating component 3 an internal thread 9 on and the crankshaft 11 has an external thread 12 on which is in engagement with the internal thread 9. To the rotary feedthrough 1 safe and easy on the crankshaft 11 to fix, has the rotary feedthrough 1 also a tool attachment area 10 on. The tool attachment area 10 is on the outer circumference of the rotating component 3 provided and preferably a polygon.

Es sei ferner angemerkt, dass das Lager 4 zwischen dem rotierenden und dem stationären am stationären Bauteil 2 und am rotierenden Bauteil 3 mittels einer kraftschlüssigen Verbindung angeordnet sein kann. Alternativ ist es auch möglich, dass das Lager 4 als loses Lager ohne kraftschlüssige Verbindung zum stationären und/oder rotierenden Bauteil vorgesehen wird.It should also be noted that the bearing 4 between the rotating and the stationary on the stationary component 2 and on the rotating component 3 can be arranged by means of a non-positive connection. Alternatively, it is also possible that the bearing 4 is provided as a loose bearing without positive connection to the stationary and / or rotating component.

Bei dem in 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel wird somit eine Undichtheit des Lagers 4 ausgenutzt, so dass sich eine Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck P1 und dem Innendruck P0 über die Dichtungsanordnung 5 ergibt. In diesem Ausführungsbeispiel rotiert die Dichtungsanordnung 5 gemeinsam mit dem rotierenden Bauteil 3. Durch die axiale Bewegung der Dichtungsanordnung 5 in Richtung des Lagers 4 ergibt sich somit am Lagerinnenring 41 am zweiten Abdichtbereich 15 die Abdichtung zwischen dem Kohlenstoffring 50 und dem Lagerinnenring. Durch die axiale Bewegbarkeit der Dichtungsanordnung 5 ergibt sich somit eine kolbenähnliche Dichtungsanordnung zur Abdichtung am Lager 4.At the in 1 and 2 shown first embodiment is thus a leakage of the bearing 4 exploited, so that there is a pressure difference between the ambient pressure P1 and the internal pressure P0 through the seal assembly 5. In this embodiment, the seal assembly rotates 5 together with the rotating component 3 , By the axial movement of the seal assembly 5 in the direction of the camp 4 thus results on the bearing inner ring 41 at the second sealing area 15 the seal between the carbon ring 50 and the bearing inner ring. Due to the axial mobility of the seal assembly 5 thus results in a piston-like seal assembly for sealing the bearing 4 ,

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 eine Drehdurchführung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 3 to 6 a rotary union 1 according to a second embodiment of the invention described in detail.

Die Drehdurchführung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Dichtungsanordnung 5 unterschiedlich ausgebildet ist. Wie aus 3 ersichtlich ist, weist die Dichtungsanordnung 5 einen Kohlenstoffring 50 auf, welcher ebenfalls als Graphitring vorgesehen ist. Im Kohlenstoffring 50 ist eine Nut 52 ausgebildet, welche in diesem Ausführungsbeispiel einen Nutboden 53 aufweist, der parallel zur Axialrichtung X-X ist. In der Nut 52 ist ein Elastomerring 51 vorgesehen, welcher im zweiten Ausführungsbeispiel als Gummilochscheibe ausgebildet ist. Die Gummilochscheibe weist eine Radialbreite H auf, welche größer ist als eine Dicke D der Gummilochscheibe. Ferner weist die Dichtungsanordnung 5 eine Stützscheibe 16 auf, welche in 6 gezeigt ist. Die Stützscheibe 16 ist aus einem steifen Material, z.B. einem Metallmaterial, hergestellt und stützt die Gummilochscheibe in Axialrichtung ab. Weiterhin ist, wie aus 3 ersichtlich ist, die Anordnung zwischen Lager 4 und Dichtungsanordnung 5 im zweiten Ausführungsbeispiel umgekehrt. D.h., das Lager 4 ist an einer Außenseite der Drehdurchführung 1 angeordnet und die Dichtungsanordnung 5 ist zwischen dem Lager 4 und einem ersten Absatz 30 des rotierenden Bauteils 3 angeordnet. Die Drehdurchführung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist hierbei sowohl für Unterdruckanwendungen als auch für Überdruckanwendungen geeignet. Hierbei ist im rotierenden Bauteil 3 noch eine Druckleitung 17 vorgesehen, über welche ein Überdruck und/oder ein Unterdruck angelegt werden kann. Wird ein Überdruck angelegt, welcher höher als der Umgebungsdruck ist, welcher auf die Außenseite des Lagers 4 wirkt, so wird die Dichtungsanordnung 5, welche axial beweglich ist, in Richtung zum Lager 4 verschoben. Hier dient dann der Lagerinnenring 41 wieder als Reibpartner mit der Abdichtseite 50a des Kohlenstoffrings 50. Die Stützscheibe 16 verhindert hierbei insbesondere ein Aufblähen der Gummilochscheibe, da ein Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und dem Überdruck deutlich höher sein kann, als bei Anlegen eines Unterdrucks. Wird ein Unterdruck an der Dichtungsanordnung 5 angelegt, entsteht eine Druckdifferenz zwischen einer nach außen gerichteten Seite, d.h., zum Lager 4 gerichteten Seite und einer Innenseite der Dichtungsanordnung. Dadurch verschiebt sich die Dichtungsanordnung 5 in Richtung zum ersten Absatz 30. Hierbei ist am stationären Bauteil 2 ein umlaufender Bund 20 vorgesehen, welcher als Abdichtfläche mit dem Kohlenstoffring 50 dient. Dieser Zustand mit einem Unterdruck ist in 3 dargestellt. In der Stützscheibe 16 sind Löcher 16a vorgesehen, so dass der Umgebungsdruck direkt auf die Gummilochscheibe wirken kann.The rotary feedthrough 1 of the second embodiment substantially corresponds to the first embodiment, wherein the seal assembly 5 is formed differently. How out 3 it can be seen has the seal assembly 5 a carbon ring 50 which is also provided as a graphite ring. In the carbon ring 50 is a groove 52 formed, which in this embodiment, a groove bottom 53 which is parallel to the axial direction XX. In the groove 52 is an elastomer ring 51 provided, which is formed in the second embodiment as a rubber disc. The rubber disk has a radial width H which is greater than a thickness D of the rubber disk. Furthermore, the seal assembly 5 a support disk 16 on which in 6 is shown. The support disk 16 is made of a rigid material, such as a metal material, and supports the rubber disk in the axial direction. Furthermore, as is out 3 it can be seen, the arrangement between bearings 4 and seal arrangement 5 reversed in the second embodiment. That is, the camp 4 is on an outside of the rotary union 1 arranged and the seal arrangement 5 is between the camp 4 and a first paragraph 30 of the rotating component 3 arranged. The rotary feedthrough 1 of the second embodiment is suitable for both vacuum applications and overpressure applications. Here is in the rotating component 3 another pressure line 17 provided, via which an overpressure and / or a negative pressure can be applied. Is applied an overpressure, which is higher than the ambient pressure, which on the outside of the camp 4 acts, then the seal arrangement 5 which is axially movable, towards the bearing 4 postponed. Here then serves the bearing inner ring 41 again as a friction partner with the sealing side 50a of the carbon ring 50 , The support disk 16 prevents in particular a swelling of the rubber disk, since a pressure difference between the ambient pressure and the pressure can be significantly higher than when applying a negative pressure. Is a negative pressure on the seal assembly 5 created, creates a pressure difference between an outward side, ie, to the camp 4 directed side and an inside of the seal assembly. This shifts the seal assembly 5 towards the first paragraph 30 , Here is the stationary component 2 a circumferential collar 20 provided, which as a sealing surface with the carbon ring 50 serves. This condition with a negative pressure is in 3 shown. In the support disk 16 are holes 16a provided so that the ambient pressure can act directly on the rubber disc.

7 zeigt eine Drehdurchführung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist beim dritten Ausführungsbeispiel der Elastomerring 51 in einer Gehäusenut 35 des rotierenden Bauteils 3 angeordnet. Der Kohlenstoffring 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel ohne Nut vorgesehen. Ein Querschnitt des Elastomerrings 51 ist dabei viereckig. Die Dichtungsanordnung 5 ist wiederum zwischen dem Lager 4 und dem ersten Absatz 30 am rotierenden Bauteil 3 angeordnet. Die Funktionsweise ist dabei gleich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel. Die Drehdurchführung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ist sowohl für einen Überdruck im Inneren der Drehdurchführung 1 als auch für einen Unterdruck geeignet. Um insbesondere bei einem Überdruck im Inneren der Drehdurchführung ein Herausdrücken des Lagers 4 zu vermeiden, ist ein erster Sicherungsring 61 und ein zweiter Sicherungsring 62 am Lager 4 vorgesehen. 7 shows a rotary feedthrough 1 according to a third embodiment of the invention. In contrast to the preceding embodiments, the elastomeric ring is in the third embodiment 51 in a housing groove 35 of the rotating component 3 arranged. The carbon ring 50 is provided in this embodiment without a groove. A cross section of the elastomeric ring 51 is quadrangular. The seal arrangement 5 is again between the camp 4 and the first paragraph 30 on the rotating component 3 arranged. The operation is the same as in the second embodiment. The rotary feedthrough 1 of the third embodiment is both for an overpressure inside the rotary feedthrough 1 as well as suitable for a negative pressure. In particular, in an overpressure inside the rotary feedthrough a squeezing out of the camp 4 to avoid is a first circlip 61 and a second circlip 62 in stock 4 intended.

Somit kann erfindungsgemäß eine Drehdurchführung 1 bereitgestellt werden, welche insbesondere in einer Kurbelwellenanordnung mit einer Kurbelwelle 11 verwendet werden kann. Die Drehdurchführung 1 kann ohne die Einnahme eines großen axialen Bauraums sicher an einem axialen Ende der Kurbelwelle 11 mittels einer Gewindeverbindung befestigt werden. Die Drehdurchführung 1 ist dabei sowohl für einen Überdruck- als auch einen Unterbetrieb geeignet.Thus, according to the invention a rotary feedthrough 1 be provided, which in particular in a crankshaft assembly with a crankshaft 11 can be used. The rotary feedthrough 1 can safely at one axial end of the crankshaft without taking a large axial space 11 be fastened by means of a threaded connection. The rotary feedthrough 1 is suitable for both overpressure and underuse.

Claims (15)

Drehdurchführung, umfassend: - ein stationäres Bauteil (2), - ein rotierendes Bauteil (3), - genau ein Lager (4), welches das rotierende Bauteil (3) am stationären Bauteil (2) lagert, und - eine Dichtungsanordnung (5) mit einem Kohlenstoffring (50) und einem Elastomerring (51), - wobei der Kohlenstoffring (50) in Axialrichtung (X-X) beweglich zwischen dem rotierenden Bauteil (3) und dem stationären Bauteil (2) angeordnet ist, und - wobei die Dichtungsanordnung (5) einen ersten Abdichtbereich (14) am Elastomerring und einen zweiten Abdichtbereich (15) am Kohlenstoffring aufweist.Rotary feedthrough, comprising: a stationary component (2), a rotating component (3), - exactly one bearing (4), which supports the rotating component (3) on the stationary component (2), and a sealing arrangement (5) having a carbon ring (50) and an elastomeric ring (51), - wherein the carbon ring (50) in the axial direction (X-X) is movably arranged between the rotating component (3) and the stationary component (2), and - wherein the sealing arrangement (5) has a first sealing region (14) on the elastomeric ring and a second sealing region (15) on the carbon ring. Drehdurchführung nach Anspruch 1, wobei der Kohlenstoffring (50) eine Nut (52) aufweist, in welcher der Elastomerring (51) angeordnet ist.Rotary feedthrough to Claim 1 wherein the carbon ring (50) has a groove (52) in which the elastomeric ring (51) is disposed. Drehdurchführung nach Anspruch 2, wobei die Nut (52) in einem äußeren Umfangsbereich des Kohlenstoffrings (50) angeordnet ist. Rotary feedthrough to Claim 2 wherein the groove (52) is disposed in an outer peripheral portion of the carbon ring (50). Drehdurchführung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Nut (52) in Axialrichtung (X-X) eine Breite (B2) aufweist, welche größer ist als eine Breite (B1) des Elastomerrings (51).Rotary feedthrough to Claim 2 or 3 wherein the groove (52) in the axial direction (XX) has a width (B2) which is greater than a width (B1) of the elastomeric ring (51). Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Nut (52) einen Nutboden (53) aufweist, welcher zu einer Axialrichtung (X-X) der Drehdurchführung geneigt ist.Rotary feedthrough according to one of Claims 2 to 4 wherein the groove (52) has a groove bottom (53) which is inclined to an axial direction (XX) of the rotary union. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsanordnung (5) unmittelbar benachbart zum Lager (4) angeordnet ist.Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, wherein the sealing arrangement (5) is arranged directly adjacent to the bearing (4). Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Abdichtbereich (15) zwischen dem Kohlenstoffring (50) und dem Lager (4) an einem Lagerinnenring (41) oder einem Lageraußenring (42) des Lagers (4) vorgesehen ist.Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, wherein the second sealing region (15) between the carbon ring (50) and the bearing (4) on a bearing inner ring (41) or a bearing outer ring (42) of the bearing (4) is provided. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das rotierende Bauteil (3) ein Gewinde (9) aufweist, insbesondere ein Innengewinde.Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, wherein the rotating component (3) has a thread (9), in particular an internal thread. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das stationäre Bauteil (2) in einen Innenbereich des rotierenden Bauteils (3) eingeführt ist.Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, wherein the stationary component (2) is inserted into an inner region of the rotating component (3). Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das rotierende Bauteil (3) an einem Außenumfang einen Werkzeugansetzbereich (10) aufweist.Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, wherein the rotating component (3) on an outer circumference has a tool attachment region (10). Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Schutzmanschette (8), wobei der Kohlenstoffring (51) zwischen dem Lager (4) und der Schutzmanschette (8) angeordnet ist.A rotary union according to any one of the preceding claims, further comprising a protective collar (8), wherein the carbon ring (51) is disposed between the bearing (4) and the protective collar (8). Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elastomerring (51) ein O-Ring ist.Rotary feedthrough according to one of the preceding claims, wherein the elastomeric ring (51) is an O-ring. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elastomerring (51) eine Gummilochscheibe mit einer radialen Bereite (H) ist, welche größer als eine Dicke (D) der Gummilochscheibe ist.A rotary leadthrough according to any one of the preceding claims, wherein the elastomeric ring (51) is a rubber disk having a radial width (H) greater than a thickness (D) of the rubber disk. Kurbelwellenanordnung, umfassend eine Kurbelwelle (11) und eine Drehdurchführung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Crankshaft assembly comprising a crankshaft (11) and a rotary feedthrough (1) according to one of the preceding claims. Kurbelwellenanordnung nach Anspruch 14, wobei die Drehdurchführung an einem axialen Ende der Kurbelwelle (11) fixiert ist.Crankshaft arrangement after Claim 14 wherein the rotary feedthrough is fixed to an axial end of the crankshaft (11).
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