DE4227584C2 - Axial rotary feedthrough with leakage space - Google Patents
Axial rotary feedthrough with leakage spaceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Axialdrehdurchführung mit Leckage-Raum für die Kühl- bzw. Sprühflüssigkeit vom feststehenden Tragarmgehäuse zum drehbar gelagerten Schneid körper eines Schrämkopfes für den Gesteins- oder Kohleab bau gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to the axial rotary feedthrough Leakage space for the coolant or spray liquid from fixed support arm housing for rotatably mounted cutting body of a cutting head for stone or coal construction according to the preamble of claim 1.
Derartige Axialdrehdurchführungen an Schrämköpfen sind bekannt, und zwar bspw. nach der DE 29 06 176 C2 und der DE 32 39 048 A1. An sol chen Schrämköpfen ist es außerordentlich schwierig, die Dichtungsstelle zwischen stationärem und drehendem Teil des Schrämkopfes so zu gestalten, daß die Leckageverluste möglichst klein werden, da einerseits die Kühlflüssigkeit mit hohem Druck dem Schrämkopf zugeführt wird, anderer seits im Betrieb unvermeidbar mechanische Belastungen von außen in den Schrämkopf eingeleitet werden, die sich auf den planparallelen Lauf der beteiligten Dichtflächen (stationär/drehend) auswirken, zu Spaltöffnungen führen und damit den Leckageaustritt erhöhen.Such axial rotary unions on cutting heads are known, for example. According to DE 29 06 176 C2 and DE 32 39 048 A1. At sol Chen cutting heads, it is extremely difficult Sealing point between the stationary and rotating part the cutting head so that the leakage losses become as small as possible because, on the one hand, the coolant is fed to the cutting head at high pressure, others on the part inevitable mechanical loads of be introduced into the outside of the cutter head, which is based on the plane-parallel run of the sealing surfaces involved impact (stationary / rotating), lead to stomata and thus increase the leakage.
Bei der Drehdurchführung nach der DE 32 39 048 A1 sind im hier interessierenden Dichtungsbereich unmittelbar mit sehr kurze Spannhubwege aufweisenden Ringtellerfedern belastete Büchsen vorgesehen, wodurch sich entsprechend kleine Ab rieb- bzw. Verschleißhöhen ergeben, d. h., schon ein rela tiv geringer Abrieb an den Büchsen erfordert deren Aus tausch, wenn die Dichtheit gewährleistet bleiben soll. Noch krasser sind die Verhältnisse bei einer Bedüsungs einrichtung nach der DE 28 10 982 A1, da hierbei einem Verschleiß der Dichtungsfläche eines radial auf einer Schrämwalzennabe aufliegenden Steuerringes überhaupt nicht Rechnung getragen ist.In the rotary union according to DE 32 39 048 A1 are in sealing area of interest here with very much ring washers with short clamping stroke distances Cans provided, which is accordingly small Ab heights of abrasion or wear result, d. h., already a rela tiv low abrasion on the rifles requires their out exchange if the tightness should be guaranteed. The conditions are even more bleak at a spraying device according to DE 28 10 982 A1, since one Wear the sealing surface of a radial on one Cutter roller hub not lying on the control ring at all Is taken into account.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Axialdrehdurchführung der eingangs genannten Art an einem Schrämkopf dahingehend zu ver bessern und die Dichtungsstelle so zu gestalten, daß die Leckage gegen Null tendierend auf ein Minimum reduziert ist.The invention is accordingly based on the object, the axial rotary feedthrough ver of the type mentioned at a cutting head to that effect improve and design the sealing point so that the Leakage tending to zero reduced to a minimum is.
Diese Aufgabe ist mit einer Axialdrehdurchführung der eingangs ge nannten Art dadurch gelöst, daß die Dichtungsstelle aus mehreren im stationären Teil kreisförmig angeordneten, mit dem Flüssigkeitszufuhrkanal in Verbindung stehenden Sacklöchern und darin angeordneten, jeweils einen zentri schen Flüssigkeitsdurchlaßkanal aufweisenden Druck- und Dichtkolben gebildet ist, auf denen haubenartig aufge stülpte, ebenfalls in den Sacklöchern geführte und Durch leitungskanäle aufweisende Gleitstücke angeordnet sind, die mit ihrer kolbenfernen Planfläche an einem entspre chend planflächigen, den anderen Teil der Dichtungsstelle bildenden Dichtring des drehenden Teiles anliegen, der mit entsprechend kreisförmig angeordneten Flüssigkeits weiterleitungsbohrungen versehen ist.This task is with an axial rotary union of the beginning named type solved in that the sealing point several arranged in a circle in the stationary part, connected to the liquid supply channel Blind holes and arranged therein, each a centri the liquid passage channel having pressure and Sealing piston is formed, on which opened like a hood slipped, also led in the blind holes and through slide channels having line channels are arranged, which corresponds to one with its flat surface away from the piston the other part of the sealing point Form sealing ring of the rotating part with correspondingly arranged liquid forwarding holes is provided.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung laufen also nicht mehr zwei durchgehende ringförmige oder zylindrische Dichtflächen relativ zueinander um, sondern der sich mit dem drehenden Teil des Schrämkopfes drehende Dichtring läuft mit seiner Planfläche an den stationär und nur punktuell angeordneten Gleitstücken vorbei, die durch die von ihnen haubenartig überstülpten Kolben gegen die Plan fläche des Dichtringes gedrückt werden. Wie sich gezeigt und bestätigt hat, bleibt eine derart ausgebildete Dich tungsstelle optimal dicht, weil die Gleitstücke auch bei auftretenden, sonst Undichtigkeit verursachenden Planver stellungen des rotierenden Dichtringes in Dichtungskon takt mit dem Dichtring bleiben.So this solution according to the invention does not run more two continuous annular or cylindrical Sealing surfaces relative to each other, but with the rotating part of the cutting head rotating sealing ring runs with its flat surface on the stationary and only selectively arranged sliders passing through the of them like pistons slipped against the plan surface of the sealing ring. As shown and has confirmed, you remain such a trained optimally sealed, because the sliders also occurring planver that otherwise causes leakage positions of the rotating sealing ring in sealing con stay with the sealing ring.
Vorteilhafte Ausgestaltungen bestehen in Folgendem:
Die Gleitstücke sind aus thermoplastischem Kunststoff ge
bildet. In einer Leckage-Rückführung mitgeführte Partikel
können dadurch in die Gleitstücke eindringen und belasten
weder die Düsen noch die Dichtflächen.Advantageous configurations consist of the following:
The sliders are made of thermoplastic plastic. Particles entrained in a leakage recirculation can penetrate into the sliding pieces and do not load the nozzles or the sealing surfaces.
Um die kleinen Kolben möglichst einfach ausbilden und die Gleitstücke einfach überstülpen zu können, sind die Sack löcher mit einem durchmessergrößeren Teil zur Aufnahme der Gleitstücke versehen.To make the small pistons as simple as possible and Being able to slip on sliders is the bag holes with a larger diameter part for receiving the sliders.
Die Sacklöcher sind ferner vor dem Sitz der Druck- und Dichtkolben mit einer Verlängerung versehen, in der eine den Druck- und Dichtkolben belastende Druckfeder angeord net ist. Zusätzlich zum Anströmdruck der Kühlflüssigkeit werden dabei die Kolben mit dem Federdruck belastet, so daß die Gleitstücke immer gegen den Dichtring gedrückt werden.The blind holes are also in front of the seat of the pressure and Provide sealing piston with an extension in which one arranged compression spring loading the pressure and sealing piston is not. In addition to the inflow pressure of the coolant the pistons are loaded with the spring pressure, so that the sliders are always pressed against the sealing ring will.
Der Kopf der Druck- und Dichtkolben und die innere Anla gefläche der Gleitstücke sind kalottenartig ausgebildet, wodurch Kolben- und Gleitstücke zueinander eine gewisse Beweglichkeit erhalten, was wiederum einer dauernden pla nen Anlage der Gleitstücke förderlich ist.The head of the pressure and sealing pistons and the inner system surface of the sliders are dome-shaped, whereby piston and slide pieces to each other a certain Maintain mobility, which in turn is a permanent pla Native installation of the sliders is beneficial.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung dahingehend, daß die Kopfwandstärke (wird noch näher erläutert) der Gleitstücke größer bemessen ist als die Distanz eines sacklochseitigen Dichtungsringes des Druck- und Dichtkol bens zum Boden des durchmessergrößeren Teiles der Sacklö cher.An embodiment is particularly advantageous in that that the head wall thickness (will be explained in more detail) the Is dimensioned larger than the distance of one Blind hole-side sealing ring of the pressure and sealing piston bens to the bottom of the larger part of the Sacklö cher.
Da sich die Gleitstücke natürlich im Laufe der Zeit ab reiben, führt dies bei sich nachstellendem Kolben dazu, daß der untere Kolbenring seine Dichtwirkung verliert, was bedeutet, daß sicht- und meßbar die Leckagemenge zu nimmt und die Gleitstücke erneuert werden müssen. Um diese Auswechselbarkeit so einfach und zweckmäßig wie möglich durchführen zu können, ist der Dichtring einem auf einer Schrämkopflagerhülse aufgeschobenen, mit fluchtenden Durchleitungskanälen versehenen Schrämkopfan schlußring lösbar zugeordnet und ferner ist der statio näre Teil des Schrämkopfes aus einem inneren, die Sacklö cher und Flüssigkeitszufuhrkanäle aufweisenden Ring und aus einem äußeren, den äußeren Leckageraum abschließen den, ebenfalls Flüssigkeitszuleitungen aufweisenden Ring gebildet. Im übrigen sind die Gleitstücke vorteilhaft zy lindrisch ausgebildet, was eine einfache Herstellung der Sacklöcher ermöglicht, und kolbenseitig sind sie an ihrem Außenumfang mit einer Anphasung versehen, um sie leicht in die entsprechend zylindrischen Sacklöcher einführen zu können.Because the sliders naturally wear off over time rub, this leads to the piston adjusting itself, that the lower piston ring loses its sealing effect, which means that the amount of leakage is visible and measurable takes and the sliders need to be replaced. Around this interchangeability as simple and convenient as to be able to perform, the sealing ring is one pushed onto a cutting head bearing sleeve, with aligned routing ducts lock ring releasably assigned and further the statio nary part of the cutting head from an inner one, the sacklö cher and having liquid supply channels ring and seal off the outer, the outer leakage space the ring, which also has liquid supply lines educated. Otherwise, the sliders are advantageous zy lindrisch trained, what an easy manufacture of the Blind holes enabled, and they are on their piston side The outer circumference is chamfered to make it light insert into the corresponding cylindrical blind holes can.
Da die Ausdüsung der Kühlungsflüssigkeit bei derartigen Schrämköpfen in der Regel nur im Bereich des sogenannten Sprühwinkels erfolgt (in der Regel sind dies 180°), ge nügt es an sich, die Kolben/Gleitstückeinheiten in diesem Bereich anzuordnen. Um auch den anderen Dichtungsbereich entsprechend zu belasten, können aber auch dort, ggf. an zahlmäßig reduziert, Kolben/Gleitstückeinheiten angeord net werden, die aber keine Bohrungen erhalten, sondern nur federbelastet sind.Since the spraying of the cooling liquid in such Cutting heads usually only in the area of the so-called Spray angle takes place (usually this is 180 °), ge it is sufficient in itself, the piston / slide unit in this Arrange area. To also the other sealing area load accordingly, but can also there, if necessary Reduced in number, piston / slider units arranged net, but which do not receive any holes, but are only spring-loaded.
Die erfindungsgemäße Axialdrehdurchführung wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispie les näher erläutert.The axial rotary feedthrough according to the invention is described below the graphic representation of an exemplary embodiment les explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 teilweise geschnitten den Gesamtschrämkopf in Seitenansicht, Fig. 1 is partially cut the Gesamtschrämkopf in side view,
Fig. 2 vergrößert den Schnittbereich gemäß Fig. 1, Fig. 2 increases the sectional area of FIG. 1,
Fig. 3 schematisch den geschnittenen Teil in axialer Ansicht, und Fig. 3 shows schematically the cut part in an axial view, and
Fig. 4 eine Einzelheit bezüglich der Kanalgestaltung an der Dichtstelle. Fig. 4 shows a detail regarding the channel design at the sealing point.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Schrämkopf aus einem Getriebegehäuse 1 mit daran angeordnetem statio nären Teil 2 des Schrämkopfes 3 und mit aus dem Getriebe gehäuse 1 herausragender Antriebswelle 4, auf der der da mit drehbare Teil 5 des Schrämkopfes 3 angeordnet ist und mit zu Kühlmediumsdüsen führenden Kanälen 6, denen das Kühlmedium unter Druck und von denen aus unter Passage einer ringförmigen Dichtungsstelle DS zwischen statio närem und drehhbarem Teil 2, 5 des Schrämkopfes 3 das Kühlmedium gesteuert den Einzeldüsen 7 zuführbar ist, wo bei ein die Dichtungsstelle DS umgebender Leckage raum 8 gegen das Getriebegehäuse 1 abgedichtet und mit einem Leckageableitungsanschluß 10 versehen ist. Für einen solchen Schrämkopf bzw. dessen Axialdrehdurchführung für die Sprühflüssigkeit ist nun, wie deutlich in Fig. 2 erkennbar, wesentlich, daß die Dichtungsstelle DS aus mehreren im stationären Teil 2 kreisförmig angeordne ten, mit dem Flüssigkeitszufuhrkanal 11 in Verbindung stehenden Sacklöchern 12 und darin angeordneten, jeweils einen zentrischen Flüssigkeitsdurchlaßkanal 13 aufweisen den Druck- und Dichtkolben 14 gebildet ist, auf denen haubenartig aufgestülpte, ebenfalls in den Sacklöchern 12 geführte und Durchleitungskanäle 15 aufweisende Gleit stücke 16 angeordnet sind, die mit ihrer kolbenfernen Planfläche 17 an einem entsprechend planflächigen, den anderen Teil der Dichtungsstelle DS bildenden Dichtring 18 des drehenden Teiles 5 anliegen, der mit entsprechend kreisförmig angeordneten Flüssigkeitsweiterleitungsboh rungen 19 versehen ist.As can be seen from Fig. 1, the cutting head consists of a gear housing 1 with an attached statio nary part 2 of the cutting head 3 and with the transmission housing 1 outstanding drive shaft 4 , on which the rotatable part 5 of the cutting head 3 is arranged and with channels leading to cooling medium nozzles 6 , to which the cooling medium is under pressure and from which passage of an annular sealing point DS between stationary and rotatable part 2 , 5 of the cutting head 3 the cooling medium can be fed to the individual nozzles 7 in a controlled manner, where a leak surrounding the sealing point DS can be supplied Room 8 is sealed against the gear housing 1 and is provided with a leakage discharge connection 10 . For such a cutting head or its axial rotary feedthrough for the spray liquid, it is now, as can be clearly seen in Fig. 2, essential that the sealing point DS from several circularly arranged in the stationary part 2 th, with the liquid supply channel 11 communicating blind holes 12 and arranged therein , in each case a centric Flüssigkeitsdurchlaßkanal 13 having the pressure and sealing piston 14 is formed on which turned-hood-like manner, guided also in the blind holes 12 and transit channels 15 having sliding pieces 16 are arranged, the plane area corresponding with its remote from the piston end face 17 at one, the other Part of the sealing point DS form sealing ring 18 of the rotating part 5 , which is provided with appropriately circular arranged liquid transfer bores 19 .
Die Flüssigkeitsführung ist dabei von den Anschlußstellen 29 aus kreuzschraffiert verdeutlicht. Der eigentliche Schrämkopf 3′ mit den Einzeldüsen 7 ist unmittelbar bei 30 mit der Lagerhülse 23 verschraubt und abgedichtete Überleitungszapfen 31 sorgen für die Einleitung der Flüs sigkeit in den eigentlichen Schrämkopf 3′, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.The liquid flow is illustrated cross hatched from the connection points 29 . The actual cutting head 3 ' with the individual nozzles 7 is screwed directly at 30 to the bearing sleeve 23 and sealed transfer pins 31 ensure the introduction of the liquid into the actual cutting head 3' , as indicated in Fig. 1.
Die zylindrisch ausgebildeten und kolbenseitig an ihrem Außenumfang mit einer Anphasung 28 versehenen Gleitstücke 16 sitzen im durchmessergrößeren Teil 12′ der Sacklöcher 12, die vor dem Sitz der Druck- und Dichtkolben 14 eine Verlängerung 12′′ aufweisen, in der eine den Druck- und Dichtkolben belastende Druckfeder 20 angeordnet ist.The cylindrical and piston side on its outer circumference with a chamfer 28 sliders 16 sit in the larger diameter part 12 'of the blind holes 12 , which have an extension 12'' in front of the seat of the pressure and sealing piston 14 , in which one the pressure and sealing piston loading compression spring 20 is arranged.
Der Kopf 14′ der Druck- und Dichtkolben 14 und die innere Anlagefläche 16′ der Gleitstücke 16 sind kalottenartig ausgebildet, was diesen Elementenpaaren eine gewisse Be weglichkeit quer zu ihrer gemeinsamen Achse vermittelt. The head 14 'of the pressure and sealing piston 14 and the inner contact surface 16' of the sliders 16 are dome-shaped, which gives these pairs of elements a certain amount of mobility transverse to their common axis.
Die Kopfwandstärke S der Gleitstücke 16 ist größer bemes sen als die Distanz D des sacklochseitigen Dichtungsrin ges 21 des Druck- und Dichtkolbens 14 zum Boden 22 des durchmessergrößeren Teiles 12′ der Sacklöcher 12, was nunmehr aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 deut lich wird, die außerdem deutlich macht, welcher Dich tungsring 21 maßgebend ist und welcher Dichtungsringrand für die Maßgabe der Distanz D. Die vorgegebene Kopfwand stärke S der Gleitstücke 16 und natürlich auch deren Ab riebfestigkeit lassen in etwa die mögliche Betriebsdauer bis zur notwendigen Auswechselung abschätzbar werden, was jedoch, wie ohne weiteres vorstellbar, sofort an der Zu nahme der Leckage deutlich wird, die eintritt, wenn sich die Kolben entsprechend weit mit ihren Dichtungsringen 21 aus dem durchmesserreduzierten Sacklochteil herausbewegt haben.The head wall thickness S of the sliders 16 is greater than the distance D of the sealing ring-side sealing ring 21 of the pressure and sealing piston 14 to the bottom 22 of the larger-diameter part 12 'of the blind holes 12 , which is now clear from the enlarged illustration in FIG. 2 , which also makes it clear which device ring 21 is decisive and which sealing ring edge for the measure of the distance D. The specified head wall thickness S of the sliders 16 and of course their abrasion resistance let the possible operating time until the necessary replacement can be estimated, what however, as is readily conceivable, it immediately becomes apparent from the leakage that occurs when the pistons have moved with their sealing rings 21 out of the reduced-diameter blind hole part.
Der rundum auf einen Kreis gelochte Dichtring 18 (siehe Fig. 3) ist einem auf die Schrämkopflagerhülse 23 aufge schobenen, mit fluchtenden Durchleitungskanälen 24 verse henen Schrämkopfanschlußring 25 lösbar zugeordnet, wobei der stationäre Teil 2 des Schrämkopfes 3 aus einem inne ren, die Sacklöcher 12 und Flüssigkeitszufuhrkanäle 6′ aufweisenden Ring 26 und aus einem äußeren, den Leckageraum 8 abschließenden, ebenfalls Flüssigkeitszu leitungen 6′′ aufweisenden Ring 27 gebildet ist. The all around on a circle perforated sealing ring 18 (see Fig. 3) is releasably assigned to the Schrämkopflagerhülse 23 pushed, with aligned through channels 24 verse hen cutting head connection ring 25 , the stationary part 2 of the cutting head 3 from an inner, the blind holes 12th and liquid supply channels 6 'final having ring 26 and an outer, the leakage space 8, also fluid supply lines 6''having ring is formed 27th
Nicht besonders dargestellt ist die Möglichkeit, daß bei Anordnung der Druck- und Dichtkolben 14 und der Gleit stücke 16 in einem bestimmten Sprühwinkelbereich - auch im Restwinkelbereich β die Druck- und Dichtkolben 14 und die Gleitstücke 16 angeordnet, diese aber nur druckfeder belastet ausgebildet sind. Bezüglich der Winkelbereiche - und β wird auf Fig. 3 verwiesen.Is not particularly illustrated is the possibility that with the arrangement of the pressure and sealing piston 14 and the sliding pieces 16 in a certain Sprühwinkelbereich - in the rest angle region the pressure and sealing piston 14 and the sliders 16 β arranged, these are formed but only pressure-spring-loaded. With regard to the angular ranges - and β, reference is made to FIG. 3.
Bezüglich der möglichen Maßgabe, daß für eine kontinuier liche Sprühstrahlerzeugung die Durchleitungskanäle 15 in den Gleitstücken 16 und die Flüssigkeitsweiterleitungs bohrungen 19 im Dichtring 18 mit einer sich kontinuier lich überschneidenden Querschnitts- und/oder Anordnungs konfiguration ausgebildet und angeordnet sind, wird auf Fig. 4 verwiesen, die eine solche Konfiguration ver deutlicht. Die Kanäle 15′ in den Gleitstücken 16 haben hierbei bspw. im wesentlichen radial orientierte Lang lochquerschnitte und die Bohrungen 19, wie beschrieben, sind durch mehrere Gruppenbohrungen 19′ im Versatzver band, wie dargestellt, ersetzt.Regarding the possible stipulation that the passage channels 15 in the sliders 16 and the liquid transmission holes 19 in the sealing ring 18 with a continuously overlapping cross-sectional and / or arrangement configuration are formed and arranged for a continuous union spray generation, reference is made to FIG. 4 , which illustrates such a configuration. The channels 15 ' in the sliders 16 have, for example. Essentially radially oriented elongated cross-sections and the holes 19 , as described, are replaced by a plurality of group holes 19' in the Versatzver band, as shown.
Der stationäre Ring 27 ist vorteilhaft mit einer oder mehreren Leckageableitungen 9, wie dargestellt, verse hen, wobei ohne äußere Schlauchleitungen der Leckagean schluß 10 mit der Kühlung des nicht dargestellten, kühl baren E-Motors oder mit dem angeschlossenen Kühlwasser netz verbunden sein kann.The stationary ring 27 is advantageous with one or more leakage lines 9 , as shown, verses, it being possible for the leakage connection 10 to be connected to the cooling of the not shown, cool ble electric motor or to the connected cooling water network without external hose lines.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |