DE2618356C2 - Drucköl- und Schmierölzuführung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Drucköl- und Schmierölzuführungen von einem stillstehenden Gehäuse zu umlaufen den Teilen hydraulisch betätigter Kupplungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs I.

Druckölzuführungen sind für Werkzeugmaschinenspindeln mit hydraulischen Spannelementen bekannt, z. B. aus Katalog Nr. 170 D Seite 13 der Firma Deublin GmbH, D-7440 Nürtingen.

Hier wird eine auch für Kupplungsbetätigungen an Pressen etc. an sich wohl geeignete Druckölzuführung mit zwei Kanälen gezeigt, bei der die Abdichtung zwischen dem stehenden Gehäuse und der umlaufenden Spindel (Welle) über aufwendige Dichtelememe erfolgt. Einer der zwei ölkanäle ist hier in die Hohlwelle eingelassen, der andere nutzt einen Ringspalt zwischen derselben und dem Gehäuse. Beide Abdichtungen sind für ständigen VoUabschluß sowohl gegen den jeweils benachbarten Ölkanal als auch gegen die Umgebung eingerichtet. Gleitringe aus Kohlegraphit, welche sich unter Federdruck gegen geläppte Gleitflächen an einen Rotor bzw. an einen stirnseitigen Zuführungsdeckelflansch schleifend anlegen, sollen eine Dichtwirkung nahe Null bzw. mit geringstmöglicher Leckölmenge erbringen.

Bsi Drucköizufübrungen für hydraulisch betätigte Kupplungen ist eine solche Dichtungsbauart unvorteilhaft bzw. auch gefährlich. Wegen der hohen Drücke und Drehzahlen wird bei derartigen Anwendungen nämlich gegenüber den sich drehenden Teilen, eine vollständige und auch standfeste, wenig verschleißgefährdete Dichtungskonstruktion gefordert, was bei Gleitringdichtungen funktionsbedingt nicht erfüllbar ist So werden dort, insbesondere bei gestiegenen Drehzahlen und öldrükken, die anfänglich wohl meist gut dichtenden Zuführungen durch Verschleiß- und Setzungserscheinungen der komplexen Dichtungselemente dennoch bald wieder undicht. Führt aber beispielsweise in Druckölzuführungen zu Kupplungen bzw. Bremsen von Pressen. Stanzmaschinen oder dergleichen ein Verschleiß der Gleitringe zu einer Unterversorgung eines der ölkanäle. so besteht nicht nur Gefahr für die zu schmierenden Teile, sondern es können auch wegen Fehlfunktionen der Sicherheitseinrichtungen Gefahren für das Bedienungspersonal, die Preßformen, die Werkstücke oder auch die ganzen Maschinen auftreten. Eine Wartung und Inspektion der Gleitringdichtungen ist baulich bedingt aber äußerst kompliziert, zeitraubend und unzuverlässig und auch ohne längere Produktionsunterbrechungen nicht machbar.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Drucköl- und Schmierölzuführung von ortsfesten auf drehende Bauteile zu schaffen, welche in einfacher Bauweise mit geringem Aufwand an Dichtungselementen eine optimale Druckölzufuhr bei geringster Leckölmenge in Verbindung mit einer getrennten Schmierölzuführung sicherstellt und den Anforderungen einer sicheren Kupplungsbetriebsweise besser gerecht wird.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst Durch diese Lösung wird erreicht daß im Betriebszustand bei vorhandenem Arbeitsdruck eine genau definierte Leckölmenge zugelassen wird, die in das Gehäuseinnere eintreten kann, während im drucklosen Zustand eine 100%ige Abdichtung vorhanden ist, welche ein Sich-Leeren des Kupplungssystems verhindert und damit nach Stillstand, insbesondere bei der Erstschaltung, einen sicheren Schaltablauf garantiert

Mit Hilfe einer zwischen dem Gehäuse der Zuführung und der sich drehenden Welle angeordneten Gleitbuch-

se wird durch einen genau vorgegebenen Toleranzspalt zur Welle eine genau definierte Leckölmenge festgelegt. Einseitig wirkende Wellendichtungselemente, welche wie Ventile wirken, ermöglichen das einseitige Lecken des Öls.

Um eine Drucköl- und Schmierölzuführung nach der Erfindung einsetzen zu können, müssen das jeweils getrennt zugeführte Schmieröl und Drucköl Teilströme eines gemeinsamen Ölkreislaufes sein.

Durch eine Druckölzuführung nach der Erfindung ist es möglich, auch nach langer Betriebsdauer eine optimale Druckölzufuhr zu erhalten, ohne daß unerwünscht die Abdichtung öss Systems nachläßt.

Eine ölzuführung mit einem Leckölablauf ist zwar schon bekannt aus der GB-PS 11 53 213, in welcher eine als rotierende Hohlwelle ansehbare Drehbankspindel mit außrnliegender Paßbuchse beschrieben ist, welcher auch eine axiale Ölführungsfunktion zu einem Hydraulikspannzylinder zukommt und welche aus einem Spalt zwischen Buchse und Hohlwelle bei Druckölzufuhr einen Leckölablauf vorsieht. Abgesehen davon, daß e-ne Spannzylinderbetätigung sich von einer Kupplungsbetätigung deutlich unterscheidet, fehlt dieser Konstruktion auch eine lediglich bei Druckdifferenz einseitig wirkende Wellendichtung, wie sie erfindungsgemäß zur druckabhängigen Steuerung des ölabflusses ausschließlich in Richtung vom Druckölkanal zum Schmierölkanal vorgesehen ist und welche mit vergleichbar einfachen Mitteln so realisierbar wäre, daß neben dtn schon aufgeführten Vorteilen auch die Mitabdichtung des Hohlwelleninneren gegen außen bzw. gegen einen zweiten Kanal durch gleichartige und gleich große Dich'.elemente kontrollierbar wäre. Mit dieser Konstruktion ist es daher auch nicht möglich zu vermeiden, daß sich ein Ölinhalt in Richtung des anderen Kanals bei Druckabfall entleert, weil weder eine Ventilfunklion der Wellendichtung noch eine gewollte, begrenzte Rückführung eines Ölzweigstromes im Betriebsfalle dort vorgesehen sind. Probleme hinsichtlich Dichtungsverschleiß bzw. hermetischer Abdichtung gegen die Umgebung lagen dort wegen der vollständigen Einbeziehung der Ölzuführung in das Antriebsgehäuse auch nicht vor, weil gar kein drehendes, druckführendes Element gegen Umgebungsdruck an einem stehenden Gehäuse abzudichten ist.

Durch die weiterhin noch bekanntgewordene, ebenfalls gattungsfremde DE-PS 18 09 737 sind zwar auch schon Dichtungen mit Lippenprofil für umlaufende und Druckölzuführungen aufweisende Maschinenelemente bekanntgeworden. Deren weitere Ausgestaltung für einseitige Druckbeaufschlagung ist jedoch aus der DE-OS 15 25 524. welche eine Motorwelle mit nach außen selbstöffnender Manschette zur Vermeidung von Schmutzeintritt ?eigt. nicht nahegelegt. Insbesondere fehlt die Spaltdichtung mit absichtlich zugelassener und genau dimensionierter Leckageblendenöffnung. Auch ist die Ventilwirkung der Motorwellen-Manscheue unmittelbar ins Freie gerichtet und kann daher auch in Ermangelung von Gehäusedichtungsproblemen keine Anweisung für die Schaffung einer der Erfindung wirkungsgleichen, von der Hohlwellenbewegung unabhängigen, drucksteuerbaren Abdichtung zwischen zwei parallelen Ölkanälen zur Drucköl- und Schmierölzuführung einer Kupplung darstellen.

Im Gegensatz zu "orgeschildertem Stand der Technik lassen sich mit der Erfindung bei Druckölzuführungen große Verbesserungen durch einen Verzicht auf 100%-Vollabdichtung und durch Schaffung einer nur druckabhängig öffnenden, begrenzten Leckströmung in einer Richtung und nur zwischen den Kanälen erreichen. Auch in bezug auf die Erhöhung der Betriebsund Funktionssicherheiten von Kupplungen bzw. Bremsen etc. erwies es sich als bedeutender Vorteil, daß es durch die an sich bekannte Plazierung der Druckölzuführung auf der im drucklosen Zustand stillstehenden Abtriebswelie nunmehr möglich war, jeglichen durch die Drehbewegung der Hohlwelle ίο bedingten mechanischen Verschleiß an den Wellendichtungen jetzc völlig auszuschließen und so die Kupplung ohne ständige Wartung der Dichtungen stets gefüllt bzw. betriebsbereit zu halten.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem der eine Öldurchtrittskanal ein Rohr und der andere ein dieses umgebender Ringraum ist.

Die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt durch eine an eine Kupplungs-Brems-Kombination angeschlossene erfindungsgemäße Druckölzuführun;

Eine Kuppiungs-Brems-K.ombinati<ji· i mil ihrem Arbeitszylinder 2, einer Abtriebswelle 6 und einem Schöpfrohr 3. welches mit einer ölrückführleitung 5 in Verbindung steht, ist mit ihren ortfesten Teilen an einem ortfestfM Körper 4 (Bauteilhalterung) befestigt. Gleichermaßen sind die ortsfesten Teile einer Drucköizuführung 11 am Körper 4 angebracht.

Die Druckölzuführung U besteht aus einem Gehäuse 7, welches aus einem Flansch 25, eim.m zylindrischen Zwischenkörper 21 und einem Deckel 16 zusammengesetzt ist. Der zylindrische Zwischenkörper 21 besitzt eine Druckölöffnung 9, weiche die Verbindung zwischen einer Druckölleitung 10 und einem von zwei ringförmig nach innen ragenden Schultern 23 begrenzten Druckraum 22 herstellt.

An der Abtriebswelle 6 der Kupplungs-Bremskombination 1 ist stirnseitig eine Hohlwelle 19 befestigt, die radiale Bohrungen 8 und 27 besitzt und in d;m Gehäuse 7 über die Lager 18 abgestützt ist. In der Hohlwelle 19 ist ein zu diesem konzentrisches und über Buchsen 17 abgestütztes Rohr 20 für den Transport des über eine Schmierölleitung 15 herangeleiteten Schmieröls vorgesehen, welches in der Hohlwelle 19 einen ringförmigen Hohlraum 26 abgrenzt. Zwischen der Hohlwelle 19 und den ringförmigen Schultern 23 des Gehäuses 7 ist jeweils eine Gleitbuchse 13 angeordnet. Die Gleitbuchse 13 ist gehäuseseitig mit Dichtungsringen 12 abgedichtet, während sie weüenseitig ein genau festgesetztes Spiel aufweist, so daß zwischen der drehenden Hohlwelle 19 und den Gleitbuchsen 13 eine genau definierte Ölmenge durchdringen kann. An beiden, im Verhältnis zum Druckraum nach außen liegenden Seiten jeder Gleübuchse 13 ist je eine einseitig wirkende Wellendichtung 14, beispielsweise eine nach außer gerichtete RadialwtUendichtung vorgesehen. Die Gleitbuchsen sind mit den Radialwel· lendichtungen durch jeweils eine Verdrehsicherung vor gegenseitiger Drehung geschützt.

Die Bohrung 2'. bildet die Verbindung des Hohlraumes 26 übor Verbindungsteile 28 und Bohrungen im drehbaren Kupplungskörper mit dem Arbeitszylinder 2 der Kupplung 1.

Die Druckölzuführung nach der Erfindung arbeitet folgendermaßen:

Wird über die Druckölleitung 10 durch die Öffnung 9 Drucköl in den Druckraum geleitet, so dringt diese durch die Bohrung 8, den Hohlraum 26, die Bohrung 27, die Verbindungsteile 28 und Bohrung im Kupplungskör-

per in den Arbeitszylinder 2, die Kupplung schließend und gleichzeitig die Bremse öffnend. Gleichzeitig wird zwischen den Gleilbuchscn 1.3 und der sich drehenden Hohlwelle 19 Drucköl durchdringen, die einseitig wirkende Wellendichtung wird wie ein Ventil arbeiten und das Lecköl über die Lager 18 auf der einen Seite direkt und auf der anderen Seite indirekt zusammen mit dem Schmier- und Kühlöl in das sich drehende Kupplungsgehäuse gelangen, von wo es durch das stehende Schöpfrohr 3 aufgenommen und über die ölrückführleitung 5 dem Ausgangspunkt des Ölkreislaufes zugeführt wird.

Wird die Kupplung ausgeschaltet, so fällt der Öldruck in der Druckölleitung und den mit ihr bis zum Arbeitszylinder in Verbindung stehenden Teilen auf Null. Nun tritt die Ventilfunktion der Wellendichtung 14 ein, den Rückfluß des im Kupplungsgehäuse befindlichen Öles unterbindend. Es wird über die Wellendichtungen 14 und damit zwischen den Gleitbuchsen 13 und der Hohlwelle 19 kein Lecköl in den nun drucklosen M Raum 22 dringen können. Damit ist sichergestellt, daß das System sich während des Stillstandes nicht entleert, und somit beim nächsten Anlauf eine sichere Schaltung garantiert ist.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die ringförmigen Schultern 23 des Gehäuses 7 bis auf die Welle 19 hineingezogen und wirken als Gleitbuchsen, wobei zwischen Gehäuse 7 und Welle 19 die gleiche Spaltdichtwirkung erzielt wird wie bei der Ausführung mit Gleitbuchse.

In einer dritten Ausführung können die einseitig wirkenden Wellendichtungen 14 an der jeweils druckzugewandten Seite der Spaltdichtungen angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführung werden die ringförmigen Schultern 23 des Gehäuses 7 oder die Gleitbuchsen 13 als Lager des Gehäuses 7 auf der Hohlwelle 19 ausgebildet, die Kugellager 18 ersetzend.

Die Erfindung bringt den großen Vorteil, daß in einem Kupplungssystem mit zum gleichen Kreislauf gehörendem Schmier- und Drucköl eine noch nach beliebig langer Betriebszeit einwandfrei arbeitende Druckölzuführung einfacher Bauweise vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Drucköl- und Schmierölzuführung von einem stillstehenden Gehäuse zu umlaufenden Teilen ϊ hydraulisch betätigter Kupplungen, bei der in dem Gehäuse eine umlaufende Hohlwelle in Lagern gelagert und in dieser ein erster Öldurchtrittskanal neben einem zweiten öldurchtrittskanal angeordnet ist, ίο welche in den Schmierölkreislauf und den Druckölkreislauf eingeschaltet sind

und welche beiden ölkreisiäufe von einer gemeinsamen Ölversorgung gespeist werden, wobei dem zweiten öldurchtrittskanal das Drucköl durch je eine radiale Bohrung in der Hohlwelle und dem Gehäuse zugeführt wird und ein im Gehäuse angeordneter Druckraum, in den die radialen Bohrungen münden, zu beiden Seiten mittels den Lagern der Hohlwelle zugeordneter Wellendichtungen gegen den Schmierölkreislauf abgedichtet ist, dadurer. gekennzeichnet, daß mit jeder der zu beiden Seltsn des Drackraarnes (22) vorgesehenen Wellendichtungen (14) eine nur einen vorbestimmten Leckölfluß zulassende Spaltdichtung (Gleitbuchse 13) in Reihe liegt, die drehfest im Gehäuse (7) angeordnet ist, daß die Wellendichtungen (14) in einer Richtung wirkend sind, so daß bei Auftreten eines höheren Öldruckes im Druckölkreislauf ein vom Druckunterschied zwischen Drucköl- und Schmierölkreislauf abhängiges Abheben der an der Hohlwelle (19) anliegenden Dichtlippen und damit ein Leckölfluß vom Dmcköl- zum Schmierölkreislauf erfolgt, während bei gleichen Druckverhältnissen im Druck- 3S öl- und Schmie>'ölkreisla<jf oder bei Auftreten von höherem Öldruck im Schmieivikreislauf die Dichtlippen der Wellendichtungen an der Hohlwelle (19) anliegen und eine Verbindung vom Schmieröl- zum Druckölkreislauf absperren.

2. Drucköl- und Schmierölzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltdichtungen als Gleitbuchsen (13) ausgebildet sind, die im Gehäuse (7) befestigt sind und zur Hohlwelle (19) einen vorbestimmten Leckspalt aufweisen.

3. Drucköl- und Schmierölzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchsen (13) mit dem Gehäuse einstückig sind.

4. Drucköl- und Schmierölzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als so Radialwellendichtungen ausgebildeten Wellendichtungen (14) einseitig druckabhängig aufspreizbar sind.

5. Drucköl- und Schmierölzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit- büchsen (13) den Wellendichtungen druckseitig nachgeordnet sind.

6. Druckölzuführung nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (7) die auch als Gleitlager der Hohlwelle (19) ausgebildeten Gleitbuchsen (13) dicht eingesetzt sind.