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Druckmittelübertragungsgelenk Die Erfindung betrifft ein Druckmittelübertragungsgelenk,
das der Übertragung von Druckmedien, vorzugsweise Drucköl, insbesondere im Maschinenbau,
dient, dessen feststehende und drehbare Teile diese untereinander verbindende Radial-
und Axialbohrungen, denen konzentrisch angeordnete Ringkanäle zugeordnet sind, aufweisen.
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Bei hydraulisch betätigten Aggregaten im Maschinenbau ist es oft so,
daß die Antriebselemente und der Druckmittelspeicher im festen Teil und die angetriebenen
und die die Bewegung ausführenden Elemente, beispielsweise Zylinder oder Hydromotor,
im drehbaren Teil eines Aggregates untergebracht sind.
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Die Zuführung des Arbeitsöles zu den einzelnen Druckölverbrauchern
bzw. die Rückführung desselben erfolgt entweder mit Hilfe von Schläuchen oder bekannter
Druckmittelübertragungselemente, die im wesentlichen aus einem hohlen Bolzen bestehen,
auf dem Hülsen drehbar angeordnet sind. Die übertragung des Druckmediums mit Hilfe
von Schläuchen hat jedoch eine Einschränkung des Bereiches zur Folge, in dem sich
der drehbare Teil gegenüber dem feststehenden Teil eines Aggregates drehen kann,
so daß diese Übertragungsart nur für Schwenkbewegungen geeignet ist. Ein weiterer
Nachteil bei der Verwendung von Schläuchen ist deren leichte Störanfälligkeit bei
häufiger Biege- und Torsionsbeanspruchung.
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Um die beiden wesentlichsten Nachteile bei der Übertragung mit Schläuchen
zu beseitigen, ist man in der Praxis zur Anwendung der bereits erwähnten Druckmittelübertragungselemente
übergegangen, mit denen zwar eine vollkommene Drehbarkeit eines drehbaren Teiles
gegenüber einem festen Teil möglich ist und bei deren Verwendung auch die wesentlichsten
Nachteile der Schläuche, die durch fest verlegte Rohrleitungen ersetzt werden, beseitigt
sind, die jedoch andere Nachteile aufweisen.
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Alle die bekannten Druckmittelübertragungselemente, die im wesentlichen
aus einem hohlen Bolzen und auf ihm angeordneten drehbaren einzelnen Hülsen bestehen
und auch solche, die eine Hülse aufweisen, die die feste Verbindung einzelner Ringe
darstellt, sind in der Anzahl ihrer Zuleitungen abhängig vom Bolzenquerschnitt,
was bei einer Vielzahl von Zuleitungen bedeutet, daß der Bolzendurchmesser überdimensional
groß gehalten werden muß, was aus einbautechnischen Gründen nicht in jedem Fall
vertretbar ist.
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Mit zunehmender Anzahl der Zuleitungen vergrößert sich jedoch nicht
nur der Querschnitt des Bolzens, sondern auch die Anzahl der Ableitungen und die
damit erforderliche Anzahl der einzelnen drehbaren Hülsen, wodurch die Länge des
Bolzens sich ebenfalls vergrößern muß. Da der angebohrte Bolzen in seinem Durchmesser
nach der Gesamtzahl der Zuführungsleitungen bemessen sein muß, wird sein Querschnitt
nur an der Zuführungsseite voll ausgenutzt, während er nach jeder Ableitung im Querschnitt
eine Bohrung verliert und massiver wird. Das bedeutet jedoch, daß mit zunehmender
Anzahl der Zu- und Ableitungen die Eigenmasse eines bekannten Druckmittelübertragungselementes
unvertretbar groß wird. Außerdem wird bei einer Vielzahl von benötigten Zuführungsleitungen
die Zugängigkeit zu den Verschraubungen für die einzelnen Anschlüsse schwierig,
so daß die Montage umständlich und zeitraubend ist. Zum anderen sind die bekannten
Druckmittelübertragungselemente in der Zahl ihrer Anschlüsse aus fertigungstechnischen
Gründen begrenzt, da Sacklöcher von bestimmtem Durchmesser nicht in beliebiger Länge
hergestellt werden können.
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Es wurde auch bereits ein Gelenk zur Verbindung von Druckflüssigkeit
führenden Leitungen mit Wälzlager vorgeschlagen, bei dem mit Hilfe zweier gegeneinander
verdrehbarer Teile eine Druckmittelübertragung für eine einzige Zuführung auf andere
Art und Weise, wie bisher beschrieben, erreicht wird. Dieses Gelenk ist jedoch nur
bedingt verwendbar und hat in keiner Weise die allen angeführten Druckmittelübertragungselementen
anhaftenden Mängel und Nachteile beseitigen können.
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Es ist Zweck und Aufgabe der Erfindung, ein Druckmittelübertragungsgelenk
zu schaffen, das der Übertragung von Druckmedien, vorzugsweise Drucköl,
insbesondere
im Maschinenbau, dient und bei Vermeidung aller angeführten Mängel und Nachteile
universell anwendbar und konstruktiv sowie fertigungstechnisch einfach ist und außerdem
bei kleinsten Abmessungen und geringster Eigenmasse einfach montiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß auf einem, das gesamte
Druckmittelübertragungsgelenk zusammenhaltenden Spannbolzen von Distanzhülsen in
bestimmtem Abstand voneinander gehaltene, feste Scheiben und zwischen ihnen auf
den Distanzhülsen drehbare, drucklose Scheiben angeordnet sind, die über den gesamten
Umfang der Scheiben je nach Bedarf in einem bestimmten Abstand voneinander in bekannter
Weise angeordnete radiale Druckmittelzu- bzw. -abführungsbohrungen von unterschiedlicher
Tiefe aufweisen, von denen die Radialbohrungen jeweils einer festen Scheibe und
einer drehbaren Scheibe untereinander über in die Radialbohrungen der festen Scheiben
mündende Axialbohrungen und ebenfalls in den festen Scheiben befindliche bekannte
Ringkanäle mit, mit den Radialbohrungen der drehbaren Scheiben in Verbindung stehenden,
durchgehenden Axialbohrungen verbunden sind. Weiterhin wird dies dadurch erreicht,
daß der Spannbolzen einerseits mit einem an einer äußeren Stirnseite einer festen
Scheibe anliegenden Ansatz versehen ist und andererseits eine gegen die entgegengesetzt
liegende äußere Stirnseite einer festen Scheibe drückende Spannmutter trägt und
daß entsprechend der Anzahl der Ringkanäle zwischen den Scheiben in bekannter Weise
Dichtungen vorgesehen sind. Zur Erreichung nur zweier verschiedener Bewegungsrichtungen
sind einerseits der Spannbolzen und eine feste Scheibe in einem Teil vereinigt und
andererseits sind die Scheiben mit einem Ansatz, der der Zentrierung und der Abdichtung
dient, versehen.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen
Druckmittelübertragungsgelenkes für zwölf Anschlüsse, F i g. 2 den Schnitt
A -A durch eine feststehende Scheibe nach F i g. 1, F i g. 3 den Schnitt
B-B durch eine drehbare Scheibe nach F i g. 1, F i g. 4. einen Längsschnitt einer
Ausführungsform des Druckmittelübertragungsgelenkes für zwei Anschlüsse.
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Das Druckmittelübertragungsgelenk besteht aus einem Spannbolzen 1,
auf dem im Wechsel feste Scheiben 2 und drehbare Scheiben 3 angeordnet sind. Zwischen
den festen Scheiben 2 sind auf dem Spannbolzen 1 Distanzhülsen 4 angeordnet, die
ein axiales Spiel für die auf ihnen drehbar sitzenden Scheiben 3 garantieren und
gleichzeitig zur Verspannung der festen Scheiben 2 untereinander dienen. Der Spannbolzen
1 liegt einerseits mit seinem Bund an der äußeren Stirnseite einer festen Scheibe
an, und auf seinem anderen Ende sitzt eine Spannmutter 5. Alle Scheiben 2 und 3
sind mit in bestimmten Abständen über den gesamten Umfang verteilten radialen Bohrungen
6 von unterschiedlicher Tiefe versehen. Die radialen Bohrungen 6 der festen Scheiben
sind an ihrem unteren Ende über eine axiale Bohrung 7 jeweils mit einem Ringkanal
8 verbunden. In den drehbaren Scheiben 3 sind durchgehende axiale Bohrungen 9 angeordnet,
in die die radialen Bohrungen 6 dieser Scheiben münden und die jeweils einem Ringkanal
8 in einer festen Scheibe 2 zugeordnet sind. Zwischen den Scheiben 2 und 3 sind,
entsprechend der Anzahl der Ringkanäle 8, Dichtungen 10 vorgesehen.
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Wenn das gesamte Druckmittelübertragungsgelenk in einem Aggregat angeordnet
ist, das aus einem festen und einem drehbaren Teil besteht, auf dem mehrere Druckmittelverbraucher
angeordnet sind, dann sind die festen Scheiben 2 dem festen Teil des Aggregates
zugeordnet, während die drehbaren Scheiben 3 die Drehbewegung des drehbaren Teils
des Aggregates ebenfalls ausführen. Sollen nunmehr die Druckmittelverbraucher mit
Drucköl beaufschlagt werden, so wird Drucköl von einer Pumpe in die radialen Bohrungen
6 der festen Scheiben 2 gebracht. Dieses Drucköl fließt über die axialen Bohrungen
7 in die Ringkanäle 8, tritt in die durchgehenden Axialbohrungen 9 der drehbaren
Scheiben 3 ein und verläßt die drehbaren Scheiben 3 wieder über die radialen Bohrungen
6, von wo es zu den einzelnen auf dem drehbaren Teil des Aggregates befindlichen
Druckmittelverbrauchern gelangt.
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Dabei bewirken die axialen Bohrungen 9 in den drehbaren Scheiben 3,
daß sich der Druck des Druckmittels an beiden Stirnflächen der drehbaren Scheibe
aufbaut, so daß die Scheibe drucklos schwimmend sich drehen kann. Der Zweck des
Druckmittelübertragungsgelenkes ist also erreicht, denn unter Vermeidung aufwendiger
Lagerungen zum Abfangen des vom Druckmittel einseitig erzeugten Druckes wurde ein
einfaches, zweckmäßiges Element geschaffen für die 17bertragung der verschiedenartigsten
Druckmedien. Zur Erreichung zweier verschiedener Bewegungsrichtungen, beispielsweise
zur Erzeugung der Bewegung eines Differentialzylinders, der auf einem drehbaren
Teil eines Aggregates angeordnet ist, ist die in F i g. 4 gezeigte Ausführungsform,
bei der der Bolzen 1 und eine feste Scheibe 2 ein Ganzes bilden, besonders geeignet.
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Zweckmäßigerweise kann bei dieser Ausführungsform auch der Eintritt
des Druckmittels an eine Stirnseite einer festen Scheibe verlegt werden, um noch
platzsparender zu bauen. Bei allen Ausführungsformen des Druckmittelübertragungsgelenkes
kann man jedoch die Druckmittelein- und -austrittsbohrungen so legen, wie es für
Kontrolle und Montage am günstigsten ist, wodurch gute Leitungsverlegung möglich
wird.