DE4022190C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehdurchführung für die Zuführung von unter Druck stehenden Fließmedien aus einem stehenden Maschinenteil zu einem rotierenden Maschinenteil, mit einer um eine Mittendrehachse drehbar gelagerten Drehdurchführungswelle, die koaxial zur Mittendrehachse einen einzigen Kanal für das Fließmedium aufweist, wobei das Ende der Drehdurchführungswelle mit einem Eingang für das Fließmedium versehen ist, und an deren vorderem Ende ein Abschlußflansch befestigt ist.

Eine derartige Drehdurchführung ist aus der GB 10 29 699 bekannt. Eingesetzt werden derartige Drehdurchführungen z. B. an Werkzeugmaschinen, die unter anderem einen Spindelkasten mit abgangsseitig vorn angeordnetem Werkzeug haben. Beispielsweise ein spanabhebendes Werkzeug sitzt in einem Aufnahmekonus und soll mit extrem hohen Schnittgeschwindigkeiten arbeiten. Die Forderung der Maschinenbenutzer ist unter anderem, Kühlmittel mit hohem Druck und vorzugsweise an verschiedenen Stellen dem Werkzeug zuzuführen, welches außerdem mit hohen Drehzahlen antreibbar sein soll. Außerdem wird verlangt, Fließmedien, wie z. B. Kühlmittel, nicht nur zum Kühlen der Werkzeuge sondern auch zum Abtransport anfallender Späne zu verwenden. Es ist bekannt, rückseitig am Spindelkasten eine Kühlmittelzuführung anzubauen und über eine Drehdurchführung Kühlmittel aus einem Gehäuse als stehendem Maschinenteil zu einem Werkzeug oder einem mit diesem drehenden Flansch als rotierendem Maschinenteil zuzuführen. Hier befindet sich in der Drehdurchführung zentral eine Zuführ­ leitung, mit deren Hilfe Kühlmittel dem Werkzeug, z. B. einem Bohrer, zentral zugeführt wird.

Inzwischen wird in einschlägigen Fachkreisen bereits gefordert, in einem Steilkegelschaft für eine Werkzeugaufnahme eine dezentrale Zuführung für Kühlschmierstoff vorzusehen und entsprechend zu versorgen. Die Folge davon ist, daß neuere Werkzeuge häufig eine dezentrale Kühlschmierstoffzufuhr haben, während ältere Werkzeuge noch die zentrale Zuführung besitzen. An die Werkzeugmaschinenhersteller wird folglich das Bedürfnis herangetragen, die Werkzeuge in beiden Zuführarten zu versorgen, d. h. Werkzeugmaschinen anzubieten, bei denen sowohl die alten Werkzeuge mit zentraler als auch die neuen mit dezentraler Kühlmittelzuführung verwendbar sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehdurch­ führung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ein Fließmittel einem rotierenden System alternativ über unter­ schiedliche Kanäle zugeführt werden kann. Insbesondere soll mit einer solchen Drehdurchführung von zentraler auf dezentrale Kühlmittelzufuhr umgeschaltet werden.

Es hat zwar schon Überlegungen gegeben, Drehdurchführungen mit zwei Kanälen zu versehen, um abgangsseitig für zwei unter­ schiedliche Zuführungsarten Fließmittelwege zur Verfügung zu stellen, aber man müßte dann außerhalb des rotierenden Bereiches ein Wegeventil anordnen, mit welchem alternativ auf den einen oder anderen Kanal umgeschaltet wird. Es hat sich aber gezeigt, daß bei hohen Drehzahlen und erst recht bei hohen Drücken technisch die Herstellung einer solchen Drehdurchführung nicht möglich ist.

Erfindungsgemäß wird hingegen die vorstehende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anschlußflansch wenigstens zwei Ausgänge aufweist und in der Drehdurchführungswelle ein fluidisch geschaltetes Drehwegeventil angeordnet ist, das den einzigen Kanal wahlweise mit einem der Ausgänge verbindet. Das Wegeventil wird also entgegen allen bisherigen Überlegungen in den rotierenden Teil der Drehdurchführung verlegt, und die Umschaltung erfolgt über eine Drehbewegung dieses Drehwegeventils. Sowohl die Drehdurchführungs­ welle als auch der Abschlußflansch stellen rotierende Maschinen­ teile dar und nehmen das Drehwegeventil auf, so daß die sich dadurch ergebende Drehdurchführung in vorteilhafter Weise einen Eingang und zwei Ausgänge für die zu fördernden Fließmedien hat. Das Drehwegeventil ermöglicht eine alternative Schaltung vom Eingang auf den einen Ausgang oder den anderen Ausgang. Selbst­ verständlich können auch mehrere Ausgänge oder Ausgangsgruppen vorgesehen sein, wobei das Drehwegeventil nach dem erfindungs­ gemäßen Prinzip jeweils alternative Ausgänge zu beschicken erlaubt.

Dieser Aufbau der erfindungsgemäßen Drehdurchführung gestattet die einkanalige Übertragung des zu fördernden Fließmediums vom stehenden Bereich in den rotierenden Bereich, denn die Um­ schaltung über das Drehwegeventil erfolgt erst innerhalb des rotierenden Bereiches. Eine solche Drehdurchführung ist auch für hohe Drücke von z. B. 100 bar und für hohe Drehzahlen von z. B. 10 000 oder 20 000 Umdrehungen pro Minute einsatzfähig. Außerdem kann mit der erfindungsgemäßen Drehdurchführung auch trocken gearbeitet werden, d. h. der Betrieb der Drehdurchführung ist nicht von der laufenden Zufuhr von Fließmedium abhängig. Das Umschalten von zentraler auf dezentrale Fließmedienzuführung und umgekehrt erfolgt vorzugsweise im Stillstand der Maschine und damit der Drehdurchführungswelle, gelingt ohne weiteres aber auch während der Rotation der Drehdurchführungswelle. Zum Beispiel wird in der Regel bei einem Werkzeugwechsel zunächst die Maschine abgeschaltet, das alte Werkzeug herausgenommen und noch während des Auslaufens der langsam rotierenden Drehdurch­ führungswelle die Umschaltung auf die andere Zuführungsart erfolgen, wonach dann erst die Werkzeugmaschine wieder einge­ schaltet wird. Dadurch verkürzen sich die Nebenzeiten.

Gemäß der Erfindung ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das Drehwegeventil einen in der Drehdurchführungswelle relativ zu dieser um die Mittendrehachse drehbaren Drehkolben aufweist, in welchem sich axial wenigstens eine Medienfließleitung schräg zur Mittendrehachse erstreckt und welcher am Umfang mit mindestens einem Flügelansatz versehen ist, und daß im Bewegungsbereich des Flügelansatzes der Umfang des Drehkolbens für die Bildung eines Arbeitsraumes einen Abstand zur Innenfläche der Drehdurch­ führungswelle hat. Gegenüber dem maschinenfesten Gehäuse ist eine Drehdurchführungswelle so gelagert, daß sie mit hohen Drehzahlen umlaufen kann. Dadurch ergeben sich ausgangsseitig an der Werkzeugmaschine Möglichkeiten, Werkzeuge mit extrem hohen Schnittgeschwindigkeiten einzusetzen. Innerhalb dieser Dreh­ durchführungswelle befindet sich als wichtigstes Teil des Drehwegeventils ein Drehkolben, der ebenfalls um die Mittendreh­ achse der Drehdurchführungswelle rotiert und im normalen Zustand relativ zur Welle stillsteht. Bei geeigneter Ausführung kann dieser Drehkolben gegenüber der Welle unabhängig von deren Drehzahl geschaltet, d. h. gedreht werden. Die Fließmediumleitung erstreckt sich durch diesen Drehkolben, und sollten bei anderen Ausführungsformen verschiedene Arten von Fließmedien gefördert werden oder eine Fließmediumsart in verschiedene Teilströme aufgeteilt werden, dann können auch mehrere solcher Medien­ fließleitungen im Drehkolben angeordnet sein. Diese erstrecken sich schräg zur Mittendrehachse, wobei der Winkel in Abhängig­ keit vom Teilkreis der Ausgangsbohrungen im Abschlußflansch ist. Das eine Ende dieser Medienfließleitung, nämlich das der Zuführseite zugewandte Ende, liegt vorzugsweise zentrisch derart, daß die Mittelachse dieser Fließleitung am zuführ­ seitigen Stirnende des Drehkolbens mit dessen Mittendrehachse in einem Punkt zusammenfällt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird durch den schrägen Verlauf dieser Medienfließleitung erreicht, daß je nach Drehposition des Drehkolbens verschiedene Ausgänge die an unterschiedlichen Positionen auf dem gleichen Umfang oder auch auf unterschiedlichen Umfängen angeordnet sind, mit der oder den Medienfließleitungen in Verbindung gelangen.

Der Antrieb des erfindungsgemäßen Drehkolbens erfolgt fluidisch. Ein unter Druck stehendes Fluid, vorzugsweise Luft, wird in den erwähnten Arbeitsraum eingeführt und drückt gegen den erwähnten Flügelansatz, so daß der Drehkolben innerhalb der Drehdurch­ führungswelle rotatorisch angesteuert und gedreht werden kann.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn in einem Teil des Arbeitsraumes mindestens ein Dichtsteg an der Innen­ fläche der Drehdurchführungswelle angebracht ist, in dessen Nähe jeweils zwei gegeneinander abgedichtete Fluidzuführungsleitungen münden. Der Dichtsteg stellt also einerseits eine örtliche Grenze des Arbeitsraumes dar. Er kann auch als Anschlag dienen, gegen welchen der Flügelansatz des Drehkolbens bei Erreichen dessen Enddrehstellung anläuft. Wenn der Dichtsteg als Anschlag dient, sollte er entsprechend ausgebildet sein, damit etwaiger Abrieb nicht an Stellen erfolgt, welche andere Funktionen, z. B. Dichtfunktionen, übernehmen. Der Dichtsteg trennt auch zwei Fluidzuführungsleitungen voneinander, wenngleich diese auch durch andere Mittel gegeneinander abgedichtet sein können. Jedenfalls sorgen diese Fluidzuführungen für die Zufuhr des Antriebsmittels zur Umschaltung des Drehkolbens. Das Fluid strömt durch diese Zuführungsleitungen in den Raum hinter dem Flügelansatz und treibt diesen nach vorn zu einem gegenüber­ liegenden Anschlag, z. B. der anderen Seite des Dichtsteges, so daß sich der Flügelansatz bei der Drehung in einer Richtung einmal durch den gesamten Bewegungsbereich bewegt hat. In der Praxis hat sich bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform gezeigt, daß nicht das Ende des Dichtsteges selbst als Anschlag dient, sondern daß entsprechend stabil gelagerte Anschläge separat im Abstand vom Ende des Dichtsteges angeordnet werden, wobei dann die Mündungsöffnungen der Fluidzuführungsleitungen jeweils zwischen dem Ende des Dichtsteges und dem Anschlag liegen.

Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung auch, wenn die bezüglich der Medienströmrichtung rückwärtige Dichtfläche des Drehkolbens größer ist als dessen vordere Dichtfläche. Durch diese Maßnahme erreicht man zwei überraschende Vorteile. Der erste ist die axiale Dichtheit. Durch das Größenverhältnis der beiden betrach­ teten Dichtflächen des Drehkolbens, d. h. dessen stirnseitige Endflächen, wird die aufgrund des Mediumdruckes entstehende Kraftkomponente auf den Drehkolben, welche von der rückwärtigen Zuführseite kommt und in Richtung auf den Abschlußflansch wirkt, größer als die Kraftkomponente in umgekehrter Richtung. Damit wird der Drehkolben mit seiner vorderseitigen Stirnfläche gegen den Abschlußflansch gedrückt und gewährleistet eine gute Dichtung. An dieser Stelle darf nämlich kein Fließmedium austreten, weil anderenfalls der Dichtdruck in Richtung der ersterwähnten Kraftkomponente zu klein wird und der Drehkolben dann vom Abschlußflansch abheben würde. In unerwünschter Weise ergäbe es dann Undichtigkeiten. Dies ist aber durch die Ausge­ staltung der stirnseitigen Flächen des Drehkolbens mit Vorteil ausgeschaltet.

Der zweite Vorteil ist die Stellungsstabilisierung, d. h. die Erreichung einer Festhaltekraft des Drehkolbens nach dem Umschalten in der erreichten Position, auch wenn die Drehdurch­ führungswelle Beschleunigungen unterworfen wird.

Beim Einschalten der Werkzeugmaschine wird die Drehdurchfüh­ rungswelle beschleunigt, so daß der Drehkolben theoretisch und ohne Beachtung der Lehre dieser Erfindung durch seine Massen­ kraft gegenüber der beschleunigten Rotation der Drehdurch­ führungswelle zurückbleiben könnte, d. h. sich gegenüber dieser verdreht und damit aus seiner gewünschten Position wieder herausbewegt wird. Wird nun aber im normalen Betrieb das Fließmedium zugeschaltet, dann ergibt sich durch das erwähnte Dichtflächenverhältnis am Drehkolben vorn und hinten die ebenso schon erwähnte axiale Kraft, welche den Drehkolben gegen die innere Fläche des Abschlußflansches drückt. Außer der dort erreichten Dichtfunktion wird auch eine Bremsfunktion herge­ stellt, denn der Drehkolben wird durch die erwähnte Kraftkom­ ponente durch Reibung gebremst. Dadurch wird der Drehkolben gegenüber der Drehdurchführungswelle mit Vorteil festgehalten; und dies, obwohl der Drehkolben leichtgängig in der Drehdurch­ führungswelle gelagert ist, damit er nämlich während des Umschaltens ohne allzu große Kräfte bewegbar ist.

Das Umschalten bzw. Drehen des Drehkolbens erfolgt im all­ gemeinen bei abgeschaltetem Fließmedium. Wenn dieser Fließmedi­ umsdruck aber abgeschaltet ist, dann entfällt auch die erwähnte Anpreßkraft, und die im Betrieb so vorteilhafte Bremskraft wird zu Null.

Es versteht sich, daß beim Festhalten des Drehkolbens in der richtigen Position selbstverständlich der gewünschte Effekt erreicht wird, die abströmseitige Medienfließleitung immer über dem richtigen Ausgang im Abschlußflansch zu halten.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Fluidzuführungsleitungen in den rotierenden Maschinenteilen über Radialdrehdurchführungsteile mit leckbehafteten Spaltdichtungen mit Fluidanschlüssen im stehenden Maschinenteil verbunden. Auf diese Weise kann die Schaltenergie für die Bewegung des Drehkol­ bens durch eine einfache und zuverlässige Zuführung vom stehen­ den Maschinenteil in den rotierenden gefördert werden. Obwohl die Drehdurchführungswelle ohne Berührung im stehenden Maschi­ nenteil gelagert sein soll und auch gelagert ist, z. B. im Gehäuse mit engem Spiel neben den Lagern gehalten ist, werden zylindermantelförmige Drehflächen zwischen Welle und Gehäuse für diese Drehdurchführungen verwendet. Die Spaltdichtung neben den Zuführungsnuten und den sich in radialer Richtung erstreckenden Zuführungsleitungen reichen als leckbehaftete Spaltdichtungen durchaus für diese Drehdurchführung aus.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform in dem Drehkolben neben der Medien­ fließleitung wenigstens eine Ausnehmung zur Auswuchtfunktion angebracht ist. Durch die oben erwähnte schräge Führung der Medienfließleitung im Drehkolben kann sich eine gewisse Exzen­ trizität der Gewichte und damit eine Unwucht im Falle der Drehung der Drehdurchführungswelle um die Mittendrehachse bei hohen Drehzahlen ergeben. Die eine oder die mehreren Medien­ fließleitung/en stellen Ausnehmungen dar, die im Drehkolben durch die vorstehenden Maßnahmen zusätzlicher Ausnehmungen kompensiert werden können. Man erreicht dadurch eine weitgehende Unwuchtfreiheit, zumal beachtet werden muß, daß im normalen Betrieb die Medienfließleitung mit Fließmedium gefüllt ist und sich dadurch die Unwucht nicht vergleichsweise stark ausbildet als wenn die Leitung leer wäre. Durch die Unwuchtfreiheit kann erfindungsgemäß die Laufruhe der gesamten Drehdurchführung erheblich gesteigert werden.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung auch, wenn in dem Arbeitsraum neben dem Dichtsteg wenigstens ein Anschlagstift angebracht ist, der gegebenenfalls aus elastisch dämpfendem Werkstoff besteht. Hier sind zweckmäßigst zwei Ausführungsformen zu unterscheiden. Bei der einen Ausführungsform weist der Drehkolben radial einen einzigen Flügelansatz auf, weshalb diese Schalteinrichtung auch als "Einflügler" bezeichnet und be­ schrieben werden könnte. In einem solchen Falle ist der Bewe­ gungsbereich des Flügelansatzes ersichtlich größer, denn der Flügelansatz kann über einen größeren Winkel bewegt und der Drehkolben um sogar mehr als 180° gedreht werden. Bei einer solchen Ausführungsform ist nur ein Dichtsteg erforderlich, und neben diesem münden auf gegenüberliegenden Seiten desselben bzw. bezüglich seinem Dichtzentrum die Endöffnungen der Fluidzufüh­ rungsleitungen. Der Anschlagstift ist bei dieser Ausführungsform am Ende des Bewegungsbereiches des Flügelansatzes angebracht und besteht z. B. aus Metall in Gestalt eines beidseitig gehalterten Bolzens. Die Fluidzuführungsleitungen münden dann jeweils zwischen dem Anschlag und der dichtenden Stelle des Dichtsteges.

In vorteilhafter Weise wird der Drehbewegungsbereich für den Flügelansatz und damit für den Drehkolben vergrößert, indem durch Ausfräsungen oder Anschrägungen der Endbereiche des Dichtsteges die Zuführleitungen platzsparend unter dem Dichtsteg angeordnet werden.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehdurch­ führung kann zweckmäßig so ausgebildet sein, daß der Drehkolben auf diametral gegenüberliegenden Seiten an seinem Umfang zwei Flügelansätze aufweist. Diese Ausführung könnte man als "Zweif­ lügler" beschreiben. Durch diese Ausführungsform gelingt es bei praktisch gleichen Abmessungen die Schaltkraft zu verdoppeln und die Zuverlässigkeit der Schaltfunktion zu erhöhen. Bekannt­ lich schwankt der in einer Maschinenhalle an mehreren Stellen zur Verfügung stehende Luftdruck durch den laufenden Betrieb, weil an einer oder mehreren Stellen unkontrolliert Luft abgenommen und dadurch der Druck verringert wird. Bei solchen Druckschwan­ kungen zwischen 3 und 6 bar kann es daher zu Schaltverzögerungen des Einflüglers kommen, weil bei anstehendem Niedrigwert die Schaltkraft zu gering ist. Diese Kraft ist bekanntlich das Produkt aus Druck und Fläche, und durch die Schaffung zweier Flügelansätze wird die Fläche verdoppelt und mithin die Kraft. Bei einer solchen Ausführungsform sind dann nicht nur am Drehkolben zwei Flügelansätze angeordnet, sondern innerhalb der Drehdurchführungswelle sind an diametral gegenüberliegenden Seiten auch zwei Dichtstege mit einem Aufbau, wie oben be­ schrieben, angebracht. Bei einem Zweiflügler gibt es also auch zwei Paare von Mündungsöffnungen der Fluidzuführungsleitungen, jeweils ein einem Dichtsteg zugeordnetes Paar. Gerade bei einem Drehkolben mit zwei Flügelansätzen ist es vorteilhaft, den Drehbereich und damit den Arbeitsraum möglichst groß zu halten, weil eine Drehung um 180° oder mehr von einer Endlage des Drehkolbens in die andere nicht möglich ist. Deswegen werden auch die oben beschriebenen Anschläge möglichst dicht an die Endflächen der Dichtstege gesetzt. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn neben jedem Dichtsteg in Berührung mit dessen Außenende ein einziger Anschlagstift aus elastisch dämpfendem Werkstoff angeordnet ist. Als Werkstoff kann man beispielsweise Polyimid verwenden. Dieser bolzenartige Anschlagstift stützt sich dann rückseitig am Ende des Dichtsteges ab und wird auch bei stärke­ ren Aufschlagkräften nicht abgeschert.

Auf diese Weise ist auch ein Doppelflügelantrieb mit einwand­ freier Schaltfunktion gewährleistet.

Wenn nun der Bewegungsbereich der zwei Flügelansätze bei einem solchen Doppelflügelantrieb unter Vergrößerung des Arbeitsraumes möglichst weit über einen möglichst großen Winkel verdreht werden sollen, bzw. um eine Umschaltung scheinbar sogar um 180° zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß nach einer weiteren Lehre überraschenderweise vorteilhaft, wenn in der inneren Stirnfläche des Abschlußflansches längliche, gegebenenfalls gekrümmte Ausnehmungen mit den Ausgängen für das Fließmedium verbunden sind. Ausgangsseitig kann also ein Abschlußflansch verwendet werden, dessen beide alternative Ausgänge diametral gegenüber­ liegen, d. h. in einem Winkelabstand von 180° angeordnet sind, obgleich unter Verwendung eines Doppelflügelkolbens eine echte Rotation des Drehkolbens um 180° nicht möglich ist. Gleichwohl kann die Medienfließleitung die Verbindung zwischen der zentral angeordneten Zuführöffnung rückseitig zum vorderseitig am Drehkolben befindlichen Ausgang um 180° drehversetzt schalten bzw. versorgen, weil durch die länglichen Ausnehmungen, welche z. B. Nierenform annehmen können, Umlenkungen des Fließmediums erreicht werden.

Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 den etwas schematisierten Längsschnitt durch eine Drehdurchführung gemäß der Erfindung, wobei das Fließmedium rechts zugeführt und links abgeführt wird,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-B der Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 2, jedoch von einer Ausführungsform mit Doppelflügelantrieb, d. h. einem Drehkolben mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Flügelansätzen, und

Fig. 4 eine Ansicht des Abschlußflansches in Fließrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt, so daß die Mittendrehachse 1 etwa in der Mitte des Bildes liegt und sich geradlinig von links nach rechts er­ streckt. Diese Mittendrehachse 1 erscheint in den Schnitt­ ansichten der Fig. 2 bis 4 als Punkt. In dem maschinenfesten Gehäuse 2 als stehendes Maschinenteil ist drehbar eine Dreh­ durchführungswelle 3 als rotierendes Maschinenteil angeordnet. Zentral durch die Drehdurchführungswelle 3 ist ein einziger Kanal 4 für Fließmedium gezeigt, z. B. für Kühlflüssigkeit, die einem Werkzeug zugeführt werden soll. Auf der rechten Seite der Fig. 1 befindet sich der Eingangsanschluß 5 für das Fließmedi­ um, und am linken vorderen Ende ist ein Abschlußflansch 6 mit zwei Ausgängen 7, 8 angeordnet. Die Kühlflüssigkeit als Fließme­ dium strömt bei der Darstellung der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles 4′ von rechts nach links. Weil die Querschnittsansichten der Fig. 2 und 3 in Richtung der Mittenachse 1 genommen sind, ist die Blickrichtung entgegen der Medienfließrichtung.

In der Drehdurchführungswelle 3 befindet sich neben dem Ab­ schlußflansch 6 ein fluidisch geschaltetes, allgemein mit 9 bezeichnetes Drehwegeventil. Die zu diesem gehörenden wesentli­ chen Teile sind insbesondere in den Schnittansichten der Fig. 2 und 3 zu erkennen. Dieses Drehwegeventil 9 könnte sich zwar teilweise bis in den Abschlußflansch 6 hinein erstrecken, einfacher hat sich die in den Zeichnungen dargestellte Aus­ führungsform aber mit dem dargestellten Aufbau ergeben, bei welchem das ganze Drehwegeventil 9 im abstromigen bzw. ausgangs­ seitigen Bereich der Drehdurchführungswelle 3 angeordnet ist.

Das Drehwegeventil 9 weist als wesentlichen Teil einen Drehkol­ ben 10 auf, der bei der Ausführungsform der Fig. 2 einen einzigen Flügelansatz 11 und bei der anderen Ausführungsform gemäß Fig. 3 zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Flügelansätze 11 und 11′ hat. Dieser Drehkolben 10 ist relativ zur Drehdurchführungswelle 3 rotationsfähig und dreht ebenfalls um die Mittendrehachse 1. Im Drehkolben 10 befinden sich zwei Ausnehmungen 12, 13, wobei z. B. die obere Ausnehmung 12 in Fig. 2 und die obere linke Ausnehmung 12′ in Fig. 3 unter dem Ausgang 7 in dem Abschlußflansch 6 liegend zu denken ist und eine Sackbohrung darstellt, während diametral gegenüberliegend der Ausgang 13′ einer Medienfließleitung 13 gezeigt ist, welcher dem anderen Ausgang 8 im Abschlußflansch 6 entspricht. Zufüh­ rungsseitig endet die Medienfließleitung 13 zentral in den Kanal 4; abstromseitig bzw. ausgangsseitig liegt der Ausgang 13′ dieser Medienfließleitung 13 dezentral (Fig. 1).

Zum Erzielen der Dichtheit ist wie Fig. 1 zeigt die zuführ­ seitige Druckfläche 14 des Drehkolbens 10 über Dichtungen 15 gegen die Drehdurchführungswelle 3 abgedichtet und ist größer als die vordere Dicht- bzw. Druckfläche 16 zum Abschlußflansch 6 hin, so daß sich die erwähnte axiale Dichtheit durch den Druck des Fließmediums ergibt.

Ein Führungsbolzen 17 zentriert und haltert den Drehkolben 10 und erstreckt sich aus einer Sackbohrung 17′ im Drehkolben 10 sowie in einer Sackbohrung im Abschlußflansch 6. (Die Schnitt­ ansichten in den Fig. 2 und 3 sind außerhalb der Sackbohrung gezogen, diese ist daher nicht sichtbar.)

Zwischen der Umfangsfläche 18 des Drehkolbens 10 (Fig. 2 und 3), an welchem der Flügelansatz 11 gemäß Fig. 2 bzw. die beiden diametral angeordneten Flügelansätze 11, 11′ gemäß Fig. 3 angeordnet sind, und der Innenfläche 19 der Drehdurchführungs­ welle 3, welche in einem Abstand (a) voneinander angeordnet sind, ergibt sich im Zusammenwirken mit den Dichtstegen 24, 24′ ein einziger Arbeitsraum 20 beim Einflügler (Fig. 2); und zwei Arbeitsräume 21, 21′ beim Zweiflügler (Fig. 3). Die Arbeits­ räume 21, 21′ entsprechen auch in etwa dem Bewegungsbereich des bzw. der Flügelansätze 11, 11′.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Bewegungsbereich dadurch begrenzt, daß der Flügelansatz 11 im Arbeitsraum 20 durch zwei Anschlagstifte 22, 22′ begrenzt wird. Für das Fluid als Hilfsenergie zum Schalten des Drehkolbens 10, in einfachster Weise Druckluft, wird der Arbeitsraum 20 durch die in Bewegungs­ richtung jeweils vorn liegende Fläche des Flügelansatzes 11 einerseits und die Endfläche 23, 23′ des Dichtsteges 24 anderer­ seits definiert. Der Dichtsteg 24 hat die Form eines gekrümmten Blockes mit der Höhe a, so daß er in radialer Richtung den gesamten Arbeitsraum 20 überbrückt, und mit seiner Länge 1 (Fig. 1) auch die gesamte Länge der Umfangsfläche 18 des Drehkolbens 10 einnehmen und abdichten kann. Der Dichtsteg 24 ist mittels der Schraube 25 an der Drehdurchführungswelle 3 festgeschraubt. Bei der Ausführungsform der Fig. 2 befinden sich die ausgangsseitigen Öffnungen 26, 26′ von Fluidzuführungs­ leitungen, z. B. Leitungen für Druckluft zwischen den Anschlags­ tiften 22, 22′ einerseits und den Endflächen 23, 23′ anderer­ seits. Diese Leitungen bestehen aus einem axial geführten Teil oder Bohrung 27, wie in Fig. 1 gezeigt ist, und radial liegen­ den Leitungen 28, welche über Radialdrehdurchführungsteile in Form von Ringnuten 29 am zylindrischen Außenumfang der Dreh­ durchführungswelle 3 die Verbindung vom Gehäuse 2 zur Drehdurch­ führungswelle 3 hin mit leckbehafteten Spaltdichtungen 30 schaffen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 liegen die Fluidzuführungs­ leitungen 28, 28′ und Ringnuten 29 der Radialdrehdurchführungs­ teile paarweise auf gegenüberliegenden Seiten. Dem Dichtsteg 24 diametral gegenüberliegend befindet sich bei Fig. 3 ebenfalls ein Dichtsteg 24′, der hier ebenfalls über die Schraube 25 mit der Drehdurchführungswelle 3 befestigt ist. Neben jedem Dicht­ steg 24, 24′ ist ein Anschlagstift 31, 31′ zur Fixierung der Schaltstellungen angeordnet.

In der Ausführungsform der Fig. 3 münden die axial liegenden Fluidzuführungsleitungen 26, 26′ in Blickrichtung der Mitten­ drehachse 1 unterhalb der Dichtstege 24, 24′ in einer Aus­ nehmung, so daß das Fluid, vorzugsweise Druckluft, aus den Zuführungsleitungen 28, 28′ auch tatsächlich in den Arbeitsraum 21, 21′ gelangen kann.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die innere Stirnfläche 32 (in Richtung des Pfeiles 33, Fig. 1) des Abschlußflansches 6, wo insbesonde­ re längliche, nierenförmig gekrümmte Ausnehmungen 34 mit den Ausgängen 7, 8 für Kühlmittel als Fließmedium verbunden sind. Hierdurch wird insbesondere bei der zweiteiligen Ausführungsform mit dem konstruktionsbedingten eingeschränkten Bewegungs­ bereich eine Versorgung der z. B. im Abschlußflansch 6 um 180° versetzten Auslaßöffnungen 7, 8 erreicht.

Im Betrieb der Ausführungsform der Fig. 3 wird der dort gezeigte Zustand des Drehkolbens 10 als Ausgangsposition angenommen. Druckluft strömt aus den beiden Fluidzuführungsleitungen 28, 28′ ein, so daß die Flächen 35 und 36 der Flügel 11 und 11′ beaufschlagt werden und der Drehkolben 10 sich im Gegenuhrzeigersinn bewegt, bis die vordere Fläche 38 des Flügelansatzes 11′ gegen den Anschlag 31′ anschlägt. Über die in Fig. 1 gezeigten Luft­ anschlüsse 39 im Gehäuse 2 wird die Luft dann so umgesteuert, daß sie zum nächsten Schaltvorgang durch die Luftzuführungs­ leitungen 28′′ zugeführt wird mit der Folge, daß der Drehkolben in Uhrzeigerrichtung dreht, bis wieder der in Fig. 3 gezeigte Zustand erreicht ist. Auf diese Weise ist die Öffnung 13′ nach dem ersten Schalten über den Ausgang 7 zu liegen gekommen; und nach dem zweiten Schalten, wie Fig. 1 zeigt, wieder über den Ausgang 8 zurück zu liegen gekommen.

Analog erfolgt der Schaltbetrieb gemäß Fig. 2.

Claims (9)

1. Drehdurchführung für die Zuführung von unter Druck stehenden Fließmedien aus einem stehenden Maschinenteil (2) zu einem rotierenden Maschinenteil (3), mit einer um eine Mitten­ drehachse (1) drehbar gelagerten Drehdurchführungswelle (3), die koaxial zur Mittendrehachse (1) einen einzigen Kanal (4) für das Fließmedium aufweist, wobei das bezüglich der Medienströmungs­ richtung (4′) rückwärtige Ende der Drehdurchführungswelle mit einem Eingang (5) für das Fließmedium versehen ist, und an deren vorderem Ende ein Abschlußflansch (6) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußflansch wenigstens zwei Ausgänge (7, 8) aufweist und in der Drehdurchführungswelle (3) ein fluidisch geschaltetes Drehwegeventil (9) angeordnet ist, das den einzigen Kanal (4) wahlweise mit einem der Ausgänge (7, 8) verbindet.

2. Drehdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehwegeventil (9) einen in der Drehdurchführungswelle (3) relativ zu dieser um die Mittendrehachse (1) drehbaren Drehkolben (10) aufweist, in welchem sich axial wenigstens eine Medienfließleitung (13) schräg zur Mittendrehachse (1) erstreckt und welcher am Umfang (18) mit mindestens einem Flügelansatz (11, 11′) versehen ist, und daß im Bewegungsbereich des Flügel­ ansatzes (11, 11′) der Umfang (18) des Drehkolbens (10) für die Bildung eines Arbeitsraumes (20, 21, 21′) einen Abstand (a) zur Innenfläche (19) der Drehdurchführungswelle (3) hat.

3. Drehdurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einem Teil des Arbeitsraumes (20, 21, 21′) mindestens ein Dichtsteg (24) an der Innenfläche (19) der Drehdurchführungswelle (3) angebracht ist, in dessen Nähe jeweils zwei gegeneinander abgedichtete Fluidzuführungsleitungen (26, 26′, 28, 28′, 28′′) münden.

4. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich der Medienströmungs­ richtung (4′) rückwärtige Druckfläche (14) des Drehkolbens (10) größer ist als dessen vordere Dicht- bzw. Druckfläche (16).

5. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidzuführungsleitungen (26, 26′, 28, 28′, 28′′) zur Zuführung der Hilfsenergie zum Schalten des Ventils (9) in den rotierenden Maschinenteilen (3) über Radialdrehdurchführungsteile (29) mit leckbehafteten Spaltdich­ tungen (30) mit Fluidanschlüssen im stehenden Maschinenteil (2) verbunden sind.

6. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Drehkolben (10) neben der Medienfließleitung (13) wenigstens eine Ausnehmung (12) zur Auswuchtfunktion angebracht ist.

7. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Arbeitsraum (21, 21′) neben dem Dichtsteg (24, 24′) wenigstens ein Anschlagstift (31, 31′) angebracht ist, der aus elastisch dämpfendem Werkstoff besteht.

8. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (10) auf diametral gegenüberliegenden Seiten an seinem Umfang (18) zwei Flügel­ ansätze (11, 11′) aufweist.

9. Drehdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Stirnfläche (32) des Abschlußflansches (6) längliche, gegebenenfalls gekrümmte Ausnehmungen (34) mit den Ausgängen (7, 8) für das Fließmedium verbunden sind.