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Einrichtung zur Zuführung von Druckmittel aus
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einem ortsfest angeordneten Gehäuse in eine in diesem gelagerten
Welle Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zuführung von Druckmittel
aus einem ortsfest angeordneten Gehäuse in eine in diesem gelagerten Welle mit einem
zwischen dieser und dem auf der Außenseite mit mindestens einem Druckmittelanschluß
versehenen Gehäuse angeordneten, mit einer oder mehreren Bohrungen ausgestatteten
Dichtring, wobei seitlich neben diesem sich auf der Welle und dem Gehäuse abrollende
Wälzkörper angeordnet sind und die Bohrungen des Dichtringes zur Druckmittelüberleitung
mittels in diesen, das Gehäuse und/oder die Welle eincearbeiteten ringförmigen Uberleitungsnuten
zusammenwirken und ist insbesondere zur Zuführung von Druckmedien in einen Hohlspannzylinder
od.dgl. geeignet.
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Eine Druckmittelzuführung dieser Art, mittels der der Einfluß der
Molekularreibung des Drucköls im Dichtspalt durch Herabsetzen der Gleitgeschwindigkeit
verringert werden soll, ist durch die DE-OS 29 19 180 bekannt. Der Dichtring ist
hierbei zwar axial geführt, nicht aber in radialer Richtung, vielmehr soll sich
der Dichtring frei einschwimmen können.
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Diese nicht definierte Anordnung des Dichtringes führt aber dazu,
daß dieser bei nahezu jeder Änderung des Druckmitteldruckes eine andere Lage einnimmt
und einseitig am Gehäuse oder der Welle anliegt. Bei den gegebenen hohen Drehzahlen
sind die aneinander reibenden Teile jedoch einem hohen Verschleiß unterworfen, so
daß zwangsläufig Riefen gebildet werden oder sonstige Freßspuren auftreten. Eine
einwandfreie Funktion über eine längere Betriebszeit ist bei dieser bekannten Druckmittelzuführung,
zumal sich auch die Querschnitte der Dichtspalte verändern, somit nicht gegeben.
Des weiteren erzeugt der zwischen dem Gehäuse und der Welle frei schwimmende oftmals
nicht mittig angeordnete Dichtringe eineunwucht, ein exakter Rundlauf ist dann nicht
mehr gewährleistet. Auch dies wirkt sich ungünstig auf das Betriebsverhalten der
Druckmittel zuführung aus.
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Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die Druckmittelzuführung der
vorgenannten Gattung in der Weise zu verbessern, daß diese Nachteile nicht auftreten,
vielmehr soll sichergestellt sein, daß der Dichtring nicht radial verschoben wird
und somit an dem Gehäuse oder der Welle reiben kann. Es soll somit auch gewährleistet
sein, daß die Querschnitte der Dichtspalte stets konstant bleiben und die vorgegebenen
Werte über einen längeren Zeitraum beibehalten werden können, so daß Druckänderungen
des Druckmediums ohne Einfluß auf die Druckmittelzuführung sind und somit eine zuverlässige
Druckmittelübertragung bei langer Lebensdauer gegeben ist.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Dichtring
mittels beiderseits der vorzugsweise radial gerichteten Bohrungen angeordneter,
sich an diesem und der Welle und/oder dem Gehäuse abstützender Wälzkörper zentriert
ist.
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Zweckmäßig ist es hierbei, die Wälzkörper oder Wälzlager jeweils in
einer ringnutförmig ausgebildeten, in den Dichtring
eingearbeiteten
Aussparung einzusetzen, wobei es besonders angebracht ist, dem Dichtring zur Bildung
seitlich offener,die Wälzkörper oder Wälzlager aufnehmender Aussparungen einen T-förmigen
Querschnitt zu geben.
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Damit die Molekularreibung in den Dichtspalten etwa gleich groß ist,
ist es des weiteren vorteilhaft, diese in ihrer axialen Erstreckung jeweils etwa
gleich lang zu bemessen und'oder die von dem Drt-#ckmittel durchströmbare r)uerschnittsfläche
des zwischen dem Dichtring und dem Gehäuse gebildeten Dichtspaltes etwa gleich oder
größer zu wählen als die Querschnittsfläche des zwischen den Dichtring und der Welle
gebilceten Dichtspaltes. Auf diese Weise kann die Drehgeschwindigkeit des Dichtringes,der
etwa mit der halben Drehzahl der Welle umlaufen sollte, beeinflußt werden, wobei
durch die größere Höhe des radial äußeren Dichtspaltes die gegenüber dem inneren
Dichtspalt größere Mantelflächen ausgeglichen werden.
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Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene definierte Lagerung 7rH
Q4S # des DichbFthSHFcs mittels sich an diesem und der Welle und/oder dem Gehäuse
abstützender Wälzkörper oder Wälzlager wird mit einfachen Mitteln erreicht, daß
der Dichtring stets exakt geführt ist und sich bei Änderungen des Druckmitteldruckes
nicht radial verschieben kann. Ein Reiben des Dichtringes an der Welle sowie dem
Gehäuse ist demnach zuverlässig ausge -schlossen, so daß ein dadurch bedingter Verschleiß
an diesen Teilen nicht auftritt. Und da der Dichtring immer mittig angeordnet ist,
können durch diesen auch keine Unwuchten hervor-~gerufen werden. Außerdem behalten
die Dichtspalte,durch deren Größe die Relativdrehzahl des sich frei drehenden Dichtringes
beeinflußbar und einstellbar ist, die vor ebenen Werb bei, eine über einen langen
Betriebs zeitraum störungsfrei arbeitende Druckmittelübertragung ist somit gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung
ausgebildeten Einrichtung zur Zuführung von Druckmittel aus einem ortsfest angeordneten
Gehäuse in eine in diesem gelagerten Welle dargestellt und nachfolgend im einzelnen
erläutert.
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Der mit 1 bezeichnete Spannzylinder besteht aus einem zylinderförmig
ausgebildeten Gehäuse 2, das durch einen Deckel 3 verschlossen ist sowie einen in
dieses eingesetzten beidseitig von Druckmittel beaufschlagbaren Kolben 4, dessen
Kolbenstange 5 über ein nicht dargestelltes Verbindungsglied in Form einer Zugstange,
das beispielsweise in ein Gewinde 6 eingeschraubt werden kann, mit einer Arbeitsvorrichtung,
z.B. einem Spannfutter, verbunden wird. Zur Zuführung des Druckmediums in einen
der beiden Druckräume 7 oder 8 dient die Druckmittelzuführungseinrichtung 11, mittels
der eine Übertragung des Druckmediums aus einem ortsfest angeordneten Gehäuse 12
in eine rotierende Welle 13, die an dem Deckel 3 des Zylinders 1 angeformt ist,
ohne große Leckverluste in zuverlässiger Weise zu bewerkstelligen ist.
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Dazu ist zwischen dem Gehäuse 12 und der Well 13, die mittels Wälzlager
15 und 16 drehbar ineinander gelagert sind, ein Dichtring 14 angeordnet, der mit
radial gerichteten Durch -gangsbohrungen 21 bzw.22versehen ist. Auf der Außenseite
weist das Gehäuse 12 zwei Anschlüsse 16 und 17 auf, die in die mit den Bohrungen
21 und 22 zusammenwirkenden Überleitungsnuten 19 und 20 münden. In die Welle 13
sind ebenfalls Uberleitungsnuten 23 und 24 eingearbeitet, in die das durch die Bohrungen
21 bzw. 22 strömende Druckmittel eintritt und über weiterführende Kanäle 25 bzw.
26 zu den Druckräumcn 7 oder 8 gelangen kann. Mittels der Druckmittelzuführungseinrichtung
11 ist somit jedem der beiden Druckräume 7 oder 8 getrennt voneinander Druckmittel
zuzuführen.
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Damit der Dichtring 14 stets exakt geführt ist und die Querschnitte
der zwischen diesem und dem Gehäuse 12 sowie der Welle 13 gebildeten Dichtspalte
27 bzw. 28 stets konstant bleiben, ist dieser mittels Wälzkörpern 33 und 34 zentriert.
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Dazu ist der Dichtring im Querschnitt T-förmig ausgebildet, so daß
nach außen offene Aussparungen 31 und 32 geschaffen sind, in die die Wälzkörper
33 bzw. 34 oder auch Wälzlager eincesetzt sind.
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Durch die Wälzlager 15 und 16 ist somit der Abstand zwischen dem gehäuse
12 und der Welle 13 bestimmt, durch die Höhe der Aussparungen 31 und 32 sowie die
Wälzkörper 33 und 34 ergibt sich die durchströmbare Querschnittsfläche des Dichtspaltes
38. Außerdem ist durch die Stärke des mittels der Wälzkörper 33 und 34 drehbar gelagerten
Dichtringes 14 die durchströmbare Querschnittsfläche des Dichtspaltes 27 gegeben.
Selbstverständlich können die Wälzkörper oder Wälzlager auch derart angeordnet werden,
daß diese sich an dem Gehäuse 12 abrollen, auch kann der frei rotierende Dichtring
14 auf beiden Seiten mittels Wälzkörper oder Wälzlager drehbar gehalten werden.
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Mittels der Dichtspalte 27 und 28 ist die Drehgeschwindigkeit des
Dichtringes 14 einstellbar. Damit die Molekularreibung in den beiden Dichtspalten
27 und 28 etwa gleich groß ist und der Dichtring 14 somit etwa mit der halben Drehzahl
der Welle 13 rotiert, sollten die Dichtspalte 27 und 28 etwa gleich lang bemessen
sein, außerdem sollte derDichtspalt 27 in seiner Höhe gleich oder größer sein als
die Höhe des Dichtspaltes 28, um auf diese Weise die diese begrenzenden unterschiedlich
großen Mantelflächen auszugleichen. Zu diesem Zweck sind in den Dichtring 14 Freisparungen
35 und 36 eingearbeitet, dergestalt, daß somit die Länge des Dichtspaltes 27 etwa
der Länge des Dichtspaltes 28 entspricht.
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Bei einer Druckmittelzuführung in den Druckraum 7 des Spannzylinders
1 beispielsweise tritt Druckmittel aus dem Anschluß 18 des feststehenden Gehäuse
12 in die ringförmige Überleitungsnut 20 ein und strömt von dieser über die in den
Dichtring 14 eingearbeiteten Bohrungen 22 in die ringförmige Überleitungsnut 24,
die über den Kanal 26 mit dem Druckraum 7 verbunden ist. Durch die ringförmigen
Überleitungsnuten 20 und 24 , die selbstverständlich auch in den Dichtring 14 eingearbeitet
werden können, ist gewährleistet, daß die Bohrungen 22 des von der Welle 13 über
das aus dem Dichtspalt 28 seitlich abströmende Druckmittel mitgenommenen und somit
rotierenden Dichtringes 14 stets mit dem Anschluß 18 sowie dem Kanal 26 verbunden
sind. Das seitlich austretende Druckmittel wird von der das Gehäuse 12 umgebenden
Ummantelung aufgenommen und aus deren Sammelraum 30 über eine Leitung 30' abgeführt.
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Durch die exakte Lagerung des Dichtringes 14 ist somit gewährleistet,
daß dieser stets zentriert ist und durch Druckänderungen nicht radial verschoben
wird. Ein Reiben des Dichtringes 14 an dem Gehäuse und/oder der Welle 13 ist demnach
ausgeschlossen, auch behalten die Dichtspalte 27 und 28 immer die vorgegebenen Größen
bei, eine zuverlässige Druckmittelübertragung mittels der Druckmittelzuführung 11
in die Druckräume 7 oder 8 ist auf diese Weise gewährleistet.