DE2727434C2

DE2727434C2 - Swivel coupling for liquid or gaseous media under very high pressure

Info

Publication number: DE2727434C2
Application number: DE19772727434
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4236 Hamminkeln Goris
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1977-06-18
Filing date: 1977-06-18
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2727434B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schwenkkupplung für unter sehr hohem Druck stehende flüssige oder gasförmige Medien.The invention relates to a swivel coupling for liquid or under very high pressure gaseous media.

Derartige Verbindungen F.nden insbesondere Anwendung für die Einleitung von flüssig« : oder gasförmigen Medien aus stationären Bauteilen in um einen bestimmten Winkel schwenkbare Bauelemente unter Einsatz von flexiblen Schlauchleitungen.Such compounds are used in particular for the introduction of liquid «: or gaseous media from stationary components into one certain angle pivotable components using flexible hose lines.

Die DE-OS 24 60 160 beschreibt eine Kühlmittelzuführungseinrichtung an Werkzeugmaschinen, bei der -to das Zuleitungsrohr in Längsrichtung motorisch verstellbar ist Die Verstellung erfolgt in Abhängigkeit der längsverschiebbaren Arbeitsspindel oder der Länge der Werkzeuge. Das unter Druck stehende Kühlmittel wird von einer stationären Verteilerstelle über einen Schlauch und eine Winkelverschraubung dem Zulei- tungsrohr zugeführt Da hierbei das Zuleitungsrohr mit dem fest angeschlossenen Schlauch eine axiale Bewegung ausführt, die nicht sehr häufig erfolgt und der Druck des Kühlmittels relativ niedrig ist, treten so hinsichtlich Abdichtung und Verschleiß keine Schwierigkeiten auf. Für ein«? Schwenkbewegung mit größerem Schwenkwinkel und erhöhter Schwenkfrequenz bei sehr hohem Druck ist diese Ausführung ungeeignetDE-OS 24 60 160 describes a coolant supply device on machine tools, with the -to the supply pipe adjustable in the longitudinal direction by a motor The adjustment takes place depending on the longitudinally displaceable work spindle or the length of the Tools. The pressurized coolant is supplied from a stationary distribution point via a The hose and an elbow fitting are fed to the supply pipe. The supply pipe is included here the permanently attached hose executes an axial movement that does not take place very often and the The pressure of the coolant is relatively low, so there are no problems with regard to sealing and wear on. For a"? Swivel movement with a larger swivel angle and increased swivel frequency This version is unsuitable for very high pressure

Für die Einleitung flüssiger oder gasförmiger Medien, die (inter hohem Druck stehen, hohe Temperaturen haben oder aggressiv wirken, in drehbare Verbindungen sind bereits verschiedene Ausführungen vorgeschlagen worden.For the introduction of liquid or gaseous media that are (inter high pressure, high temperatures have or act aggressively, various designs have already been proposed in rotatable connections been.

Die DE-PS 10 29 203 beschreibt eine Vorrichtung zur Führung von Schläuchstacken für die Verbindung von Dampfzuführungsrohren, die auf zwei Rillenscheiben gelagert werden. Bei der Drehbewegung einer Scheibe werden die Schläuche auf der zweiten Scheibe aufgespult unter gleichzeitiger Änderung des Abstandes der beiden Rillenscheiben.DE-PS 10 29 203 describes a device for guiding tube stacks for the connection of Steam supply pipes that are supported on two pulleys. When a disc rotates the hoses are wound onto the second disc while changing the distance at the same time of the two pulleys.

Diese Ausführung gewährleistet eine sichere Schlauchführung und schonende Behandlung der Schläuche, erfordert jedoch einen sehr hohen mechanischen Aufwand, Bei kontinuierlichem Drehrichtungswechsel hoher Frequenz der treibenden Scheibe ist neben einer Geräuschbildung auch ein hoher Verschleiß der beweglichen Elemente der Vorrichtung zu erwarten.This design ensures safe hose routing and gentle treatment of the Hoses, however, requires a very high mechanical effort, with continuous change of direction of rotation high frequency of the driving pulley is not only noise but also high wear of the moving parts of the device.

Eine Gelenkverbindung für Hochdruckflüssigkeitsrohre ist durch die DE-OS 23 29 124 bekanntgeworden. Hierbei ist in einer Außenhülse, die mit einem Rohrende verbunden ist, eine mit dem anderen Rohrende verbundene Buchse drehbar gelagert Für die Abdichtung der zylindrischen Körper gegeneinander sind Packungsringe vorgesehen, wobei auftretende Leckverluste durch einen Leckwasserkanal abgeführt werden.An articulated joint for high pressure liquid pipes has become known from DE-OS 23 29 124. This is in an outer sleeve with a pipe end is connected, a bushing connected to the other end of the pipe is rotatably mounted for sealing the cylindrical body against each other are provided packing rings, with leakage losses occurring can be discharged through a water leakage channel.

Die Abdichtung zwischen zwei verdrehbar aneinander gelagerten Maschinenteilen mit je einer zum Führen von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit vorgesehenen Bohrung ist in der DE-AS 15 25 715 beschrieben. Hierbei erfolgt die Abdichtung durch zwei kugelige, durch Tellerfedern aufeinandergepreßte Elemente. Zusätzlich ist noch eine Dichtung erforderlich.The seal between two rotatable machine parts, each with one for guiding provided by high pressure liquid bore hole is described in DE-AS 15 25 715. Here, the seal is made by two spherical elements pressed onto one another by disc springs. A seal is also required.

Für aggressive Betriebsmedien ist ein Rohrdrehgelenk nach der DE-AS 14 75 674 bekannt, bei dem zwei über Kugeln gegeneinander drehbare Teile dadurch abgedichtet werden, daß in einer zwischen den Teilen gebildeten Ringkammer eine besonders gestaltete Dichtung aus einem gegen das Durchflußmedium beständigen Werkstoff mittels eines Spreizringes fest angeordnet istFor aggressive operating media, a swivel joint according to DE-AS 14 75 674 is known in which two parts rotatable against one another are sealed by means of balls in that in one between the parts formed annular chamber a specially designed seal from a against the flow medium resistant material is fixed by means of an expanding ring

Ferner ist für überhohe Hydraulikdrücke eine Drehkupplung mit der DE-OS 24 05 987 vorgeschlagen, die im einem Gehäuse ein fest anschließbares und ein drehbares Anschlußglied besitzt Die Abdichtung des durchströmenden Mediums erfolgt durch zwei in stumpfer Flächenberührung miteinander stehende Kontaktelemente. Furthermore, a rotary coupling with DE-OS 24 05 987 is proposed for excessive hydraulic pressures, which has a permanently connectable and a rotatable connecting member in a housing The seal of the The medium flowing through occurs through two contact elements that are in butt surface contact with one another.

Die bekannten drehbaren Einführungen haben gemeinsam, daß die Durchflußmedien durch relativ zueinander bewegte Teile geleitet werden müssen und daß für die Abdichtung zusätzliche Dichtungselemente notwendig sind.The known rotatable inlets have in common that the flow media through relatively moving parts must be directed to each other and that additional sealing elements for sealing are necessary.

Nachteilig ist daß die Dichtungselemente durch die Drehbewegung einem Verschleiß unterliegen, oder durch aggressive Betriebsmedien angegriffen werden können und daß sie fertigungstechnisch recht aufwendig sind.The disadvantage is that the sealing elements are subject to wear due to the rotary movement, or can be attacked by aggressive operating media and that they are quite expensive to manufacture are.

Einschränkungen des Einsatzes der bekannten beweglichen Verbindungen ergeben sich hinsichtlich der Drehzahlen und der Drehrichtungsumkehr bei entsprechend großen Schwenkwinkeln in Verbindung mit hohem Druck korrosiver Medien und einer entsprechend großen Durchflußmenge.Limitations of the use of the known movable connections arise with regard to the Speeds and the reversal of the direction of rotation at correspondingly large swivel angles in conjunction with high pressure of corrosive media and a correspondingly large flow rate.

Erfordert die Zuführung einer größeren Durchflußmenge eines korrosiv wirkenden, unter sehr hohem Druck stehenden Mediums eine häufig wechselnde Schwenkbewegung, sind die bekannten beweglichen Verbindungen einem Dauerbetrieb nicht gewachsen.Requires the supply of a larger flow rate of a corrosive, under very high Pressurized medium a frequently changing swivel movement, are the known movable ones Connections cannot cope with continuous operation.

Sollen z. B. 80 l/min Wasser bei annähernd 1000 bar von einem stationären Verteiler einer Einrichtung zugeführt werden, die einen Schwenkwinkel von etwa 100° mit einer Schwenkfrequenz von etwa 10 Hz ausführt, werden die Lager der Drehkupplungen ständig einseitig belastet und unterliegen damit einem erhöhten Verschleiß.Should z. B. 80 l / min water at approximately 1000 bar are fed from a stationary distributor to a device that has a pivot angle of approximately 100 ° with a swivel frequency of about 10 Hz, the bearings of the rotary couplings are constant loaded on one side and are therefore subject to increased wear.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkkupplung für unter sehr hohem Druck stehende flüssige oder gasförmige Medien zu schaffen, die bei einfachem Aufbau häufig wechselnde Schwenkbewegungen im Dauerbetrieb sowohl im RohrThe present invention has for its object to provide a swivel coupling for under very high To create pressurized liquid or gaseous media that change frequently with a simple structure Swivel movements in continuous operation both in the pipe

als auch im Schlauchbereich sicher und wartungsarm durchfahren kann. Diese Aufgabe wird erfindunsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs t gelöstas well as in the hose area, safe and low-maintenance can drive through. This object is according to the invention by the characterizing features of claim t solved

Bei der erfindungsgemäßen Schwenkkupplung sind. keine vom Betriebsmedium berührte relativ zueinander bewegte Teile vorhanden und somit keine zusätzlichen Dichtungen notwendig. Damit ist die Störanfälligkeit auf ein Minimum beschränkt und der Aufbau äußerst einfach. Die Auflage des Schlauches in einer Führungsrille des Fonnstückes und ein sorgfältig gewählter Auflauf- und Schlaufenradius schließen eine Torsionsbeanspruchung aus und gewährleisten auch bei hoher Schwenkfrequenz eine lange Lebensdauer des Schlauches. Die Anordnung eines Ankopplungselementes für einen Antrieb am Formstück erlaubt eine gedrungene Bauweise der gesamten Schwenkeinrichtung.In the swivel coupling according to the invention are. there are no moving parts in contact with the operating medium and therefore no additional ones Seals necessary. This means that the susceptibility to failure is reduced to a minimum and the structure is extremely high simple. The support of the hose in a guide groove of the Fonnstückes and a carefully chosen approach and loop radius close a torsional stress and ensure a long service life for the hose even at high swivel frequencies. The arrangement of a coupling element for a drive on the fitting allows a compact Design of the entire swivel device.

Für die Zuführung einer größeren Durchflußmenge zu dem Schwenkrohr sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß an dem Formstück mehrere Schlauchleitungen mit einer zu jedem Schlauch gehörenden Führungsrille und mit zu einer gemeinsamen Austrittsöffnung führenden Kanälen angeschlossen sind. Es ist auch möglich, in dem Schwenkrohr ein zweites Rohr anzuordnen, um unterschiedliche Medien getrennt voneinander dem ihnen zugeordneten Rohr zuzuführen. Die Schwenkkupplung ist dann so ausgebildet, daß an dem Formstück mehrere Schlauchleitungen mit einer jedem Schlauch zugeordneten Führungsrille und mit zu voneinander getrennten Austrittsöffnungen führenden Kanälen fest angeschlossen sind.Another embodiment provides for the supply of a larger flow rate to the swivel pipe the invention provides that several hose lines with one to each hose on the fitting belonging guide groove and connected to a common outlet opening channels are. It is also possible to arrange a second tube in the swivel tube in order to convey different media to be fed separately to the pipe assigned to them. The swivel coupling is then designed so that on the fitting several hose lines with a guide groove assigned to each hose and are firmly connected with channels leading to separate outlet openings.

Ein, die Erfindung jedoch nicht einschränkendes, Anwendungsgebiet der neuen Schwenkkupplung ist die Gewinnung harter mineralischer Rohrstoffe. Hierbei erfolgt mittels Höchstdruckflüssigkeit durch einen mit hoher Schwenkfrequenz hin- und hergehenden Strahl aus einer an das Schwenkrohr angeschlossenen Düst ein Hinterschneiden des abzutrennenden Minerals, das anschließend mit einem mechanischen Brechwerkzeug ausgebrochen wird.A field of application of the new swivel coupling which does not limit the invention is that Extraction of hard mineral raw materials. This is done by means of high pressure fluid through a with high swivel frequency reciprocating beam from a nozzle connected to the swivel tube an undercut of the mineral to be separated, which is then carried out with a mechanical breaking tool is broken out.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch das Schwenkrohr mitAn embodiment of the invention is shown in the drawing and described in more detail below. It shows
Fig. 1 shows a section through the swivel tube

ίο aufgesetztem Formstück,ίο attached fitting,

Fig.2 eine Draufsicht auf das Formstück mit aufgelaufener Schlauchleitung,Fig.2 is a plan view of the fitting with accrued hose line,

Fig.3 eine Draufsicht auf das Formstück mit abgelaufender Schlauchleitung.Fig.3 is a plan view of the fitting with expired hose line.

is In Fig. 1 ist die Schwenkkupplung im Schnitt dargestellt, die aus einem um seine Längsachse schwenkbaren Rohr 1 mit einem aufgesetzten Formstück 2 und einer fest angeschlossenen Schlauchleitung 3 besteht und in dem Lager 4 drehbar angeordnet ist Die Zuführung des Mediums erfolgt mittels einer in Führungsrillen 5 auflaufenden Schlauchleitung 3 durch einen Kanal 6 in das Schwenkrohr 1. Über ein am Formstück vorgesehenes Ankopplungselement 7 für einen — nicht gezeichneten — Antrieb erfolgt dieis In Fig. 1, the swivel coupling is in section shown, which consists of a pivotable about its longitudinal axis tube 1 with an attached fitting 2 and a permanently connected hose line 3 and is rotatably arranged in the bearing 4 The medium is supplied through by means of a hose line 3 running up in guide grooves 5 a channel 6 in the swivel tube 1. Via a coupling element 7 provided on the fitting for a - not shown - drive takes place

Initiation of the pivoting movement.

Die Fig.2 und 3 zeigen die Endlagen des Schwenkwinkels <x, und zwar F i g. 2 mit der aufgelaufenden und F i g. 3 mit der abgelaufenden Schlauchleitung 3.2 and 3 show the end positions of the pivot angle <x, namely F i g. 2 with the accrued and F i g. 3 with the draining hose 3.

jij Der feste Anschluß der Schlauchleitung 3 an das Formstück erfolgt mittels einer Winkelverschraubung 8. Die vorgegebene Schlaufe 9 der Schlauchleitung 3, die die vom Schwenkwinkel « abhängige Längendifferenz aufnimmt ist im Festpunkt 10 gehalten.jij The fixed connection of the hose line 3 to the Fitting takes place by means of an angle screw connection 8. The predetermined loop 9 of the hose line 3, the the length difference dependent on the swivel angle is held in the fixed point 10.

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For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Swivel coupling far under very high pressure standing liquid or gaseous media, thereby characterized in that pivotable about its longitudinal axis on one for torsional vibrations mounted tube (1) with internal guide channels (6) and with a coupling element (7) fitted for a drive fitting (2) and attached to a hose line (3) firmly ι ο is connected, whose dependent on the swivel angle Difference in length alternately in guide grooves (5) on the circumference of the fitting (2) runs up and from a predetermined loop (9) is received.

2. Swivel coupling according to claim 1, characterized in that several on the shaped piece Hose lines with a guide groove belonging to each hose and with a common one Outlet opening leading channels are firmly connected. -

3. Swivel coupling according to claim 1, characterized characterized in that several hose lines with one associated with each hose on the fitting Guide groove and channels leading to separate outlet openings are firmly connected.