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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf als Dreheinheiten ausgebildete
Kupplungsvorrichtungen, insbesondere auf Dichtungseinheiten für Dreheinheiten.
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Dreheinheiten
werden eingesetzt, um den Austritt von Medienvorratseinrichtungen
mit Drehvorrichtungen zu verbinden. So finden Dreheinheiten beispielsweise
in großem
Umfang in der papierverarbeitenden Industrie, für die Übertragung von Schnellbohrvorgängen, für schnelllaufende
Werkzeugmaschinenspindeln, für
Kupplungs- und Bremsvorrichtungen usw. Anwendung.
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Im
Falle von Schnellbohreinrichtungen werden die Dreheinheiten benutzt,
um ein Medium, wie beispielsweise Wasser oder andere Kühlmittel,
von einer Versorgungseinrichtung zu einem sich drehenden Bohrer
zu befördern.
Bei bekannten Dreheinheiten dient eine Dichtungseinheit innerhalb
der Dreheinheit als Übergangsfläche zwischen
dem feststehenden Austritt der Medienvorratseinrichtung und der
Drehvorrichtung. Die Rotorwelle der Dreheinheit trägt eine
erste Dichtungsvorrichtung zwecks gemeinsamer Drehung. Eine zweite
Dichtungsvorrichtung ist in nichtdrehbarer Weise innerhalb des Gehäuses der
Dreheinheit montiert. Die nichtdrehbare Dichtungsvorrichtung steht
aufgrund der Kraft einer Vorspannvorrichtung, bei der es sich typischerweise um
eine Federanordnung handelt, in mediendichtem Eingriff mit der sich
drehenden Dichtungsfläche.
Das Kühlmittel,
das die Dreheinheit durchströmt,
sorgt für die
Schmierung der Dichtungsvorrichtung, um so den Verschleiß möglichst
gering zu halten. In einigen Fällen
kommt kein Kühlmittel
zum Einsatz; die Lagerflächen
arbeiten dann ohne Schmierung, so dass es an den Dichtungsflächen zu
erhöhtem
Verschleiß kommt.
Im Laufe der Betriebszeit treten an der Dichtung Leckagen auf, die
auf Riefenbildung an den Dichtungsflächen und insbesondere an der
Dichtungsfläche
der drehbaren Dichtungsvorrichtung zurückzuführen sind. Da die drehbare
Dichtungsvorrichtung entweder ständig
mit dem Rotor verbunden oder als integrales Bauteil des Rotors ausgebildet
ist, erfordert das Ersetzen einer drehbaren Dichtungsvorrichtung,
die beschädigt
oder durch Riefenbildung unbrauchbar geworden ist, den Austausch
der gesamten Rotoreinheit.
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Dies
ist ein schwieriger und kostspieliger Vorgang, bei dem das Gerät, das die
fragliche Dreheinheit umfasst, über
einen längeren
Zeitraum abgeschaltet werden muss. Es ist daher wünschenswert, über eine
Dreheinheit zu verfügen,
bei der der Verschleiß der
Dichtungseinheit so gering wie möglich
gehalten werden kann.
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Darüber hinaus
können
Dreheinheiten, die mit dieser Art von drehbaren Dichtungsanordnungen ausgestattet
sind, nur für
Arbeitsgeschwindigkeiten von bis zu 15.000 UpM eingesetzt werden.
Es ist ebenfalls wünschenswert, über eine
Dreheinheit zu verfügen,
die im Vergleich zu den bisher möglichen Arbeitsgeschwindigkeiten
für höhere Umdrehungszahlen
eingesetzt werden kann.
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In
US-A-3,160,418 wird
eine federbelastete Dichtung mit koaxialen, eine relative Drehbewegung durchführenden
Kontaktflächen
beschrieben. Insbesondere wird ein gleitender, axial bewegbarer
Ring beschrieben, dessen Abstützung über eine
Membrane erfolgt, die wiederum von Blattfedern abgestützt ist.
Die abdichtenden Kontaktflächen
sind im Einsatz jedoch dafür
vorgesehen, stets für
einen Dichtungskontakt untereinander zu sorgen. Betätigungsvorrichtungen,
die vorgesehen sind, um während
des Betriebes selektiv einen Dichtungskontakt zwischen den Kontaktflächen herzustellen
oder aufzuheben, sind bisher nicht veröffentlicht worden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Dreheinheit zur Verfügung, die
im Vergleich zu den bisher verfügbaren
Dreheinheiten durch eine längere
nutzbare Lebensdauer gekennzeichnet ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dreheinheit
zur Verfügung
zu stellen, die in der Lage ist, mit höheren Umdrehungszahlen als
die bisher bekannten Dreheinheiten zu arbeiten.
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Nach
vorliegender Erfindung wird eine Dreheinheit gemäß nachfolgendem Anspruch 1
zur Verfügung
gestellt.
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Um
das Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, ist in den beigehefteten
Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Bei Begutach tung dieser Zeichnungen in
Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung werden die vorliegende
Erfindung, ihre Bau- und Arbeitsweise sowie ihre zahlreichen Vorzüge verständlich und
nachvollziehbar.
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1,
mit "STAND DER TECHNIK" bezeichnet, ist
eine Seitenschnittansicht einer bekannten Dreheinheit;
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2 ist
eine Seitenschnittansicht einer Dreheinheit nach vorliegender Erfindung
mit nicht in Eingriff stehenden Dichtungsflächen;
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3 ist
eine Seitenschnittansicht der Dreheinheit mit in Eingriff stehenden
Dichtungsflächen;
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4 ist
eine Draufsicht einer Membrane der Dreheinheit nach 2;
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5 ist
eine Ansicht entlang der Linie 5-5 der 4;
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6 ist
eine Draufsicht eines Einsatzelementes der Dreheinheit nach 2;
und
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7 ist
eine Draufsicht einer Dichtungsträgerhülse für die nichtdrehbare Dichtungseinheit
der Dreheinheit nach 2.
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BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
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1,
mit "STAND DER TECHNIK" bezeichnet, zeigt
eine Dreheinheit 10, bei der es sich beispielsweise um
eine Kühlmitteleinheit
aus der Serie 1107 handeln kann, wie sie von Deublin Company, Northbrook,
Illinois, geliefert wird. Die Dreheinheit ist für Schnellbohranwendungsfälle ausgelegt.
In einigen Fällen
wird Kühlmittel
durch die Dreheinheit zum Bohrer befördert. In anderen Fallen wird
der Bohrvorgang durchgeführt,
ohne dass Kühlmittel
durch die Dreheinheit zum Bohrer befördert wird.
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Die
Dreheinheit 10 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 11,
eine Endkappe 12, einen rohrförmigen Rotor 13, eine
Rotorlagereinheit 14 und eine Dichtungseinheit 15 mit
einer drehbaren Dichtungsvorrichtung 23 und einer nichtdrehbaren
Dichtungsvorrichtung 24, die von der Trägerhülse 25 gehalten wird.
Das Gehäuse 11 besteht
aus Stahl oder einem anderen geeigneten Werkstoff. Der Rotor 13,
der in der vergrößerten Axialbohrung 28 im
Ende 11a des Gehäuses 11 drehbar
montiert ist, besteht beispielsweise aus Stahl und weist eine durchgehende
axiale Austragsbohrung oder einen Austragskanal 27 auf. Die
Rotorlagereinheit 14 umfasst die inneren und äußeren Kugellager 14a und 14b,
die in der Axialbohrung 28 des Gehäuses sitzen und gemeinsam mit dem
inneren Schaftabschnitt 16 des Rotors 13 so montiert
sind, dass sie diesen Abschnitt umgeben, wodurch eine reibungsmindernde
Lagerabstützung für den Rotor
entsteht. Die äußeren Laufringe
dieser beiden Lager sind zwischen einer Absenkung 18 des Gehäuses 11 und
einem Sprengring 19 angeordnet. Die inneren Laufringe dieser
Lager sind zwischen einer Innenschulter 20 am Rotor 13 und
einem Sprengring 21 am rohrförmigen Schaft 16 des
Rotors vorgesehen.
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Der
Rotor 13 ist mit dem Antriebselement des (nicht dargestellten)
Bohrers verbunden, der Kühlmittel
durch die Dreheinheit 10 erhalten soll. Der Rotor 13 wird
vom (nicht dargestellten) Antriebselement, mit dem er verbunden
ist, angetrieben und mit einer vom Antriebselement bestimmten Umdrehungszahl,
typischerweise maximal 15.000 UpM, in Drehung versetzt.
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Die
Endkappe 12 ist am Gehäuse 11 am
anderen Ende 11b durch Befestigungsvorrichtungen, wie beispielsweise
die Maschinenschraube 26, abgesichert und definiert einen
mit Innengewinde versehenen Medieneintritt 30, der mit
einer zylindrischen Axialbohrung in Verbindung steht, die einen
Kanal 32 der Endkappe definiert. Der mit Innengewinde versehene
Eintritt ist so ausgeführt,
dass er in Verbindung mit einem (nicht dargestellten) Versorgungskanal steht,
der die Verbindung mit dem Austritt einer (nicht dargestellten)
Medienversorgungseinrichtung herstellt.
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Die
drehbare Dichtungsvorrichtung 23 ist am Rotor 13 am
Ende 16a seines Schaftabschnittes 16 montiert,
der eine abgesenkte Umfangskante 35 definiert. Die Dichtungsvorrichtung 23 ist
in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verkleben, dauerhaft mit
der Kante 35 verbunden.
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Die
nichtdrehbare Dichtungsvorrichtung 24 wird von der im Allgemeinen
hohlen, zylindrischen Trägerhülse 25,
mit der sie verklebt ist, getragen, wobei die Hülse 25 einen Hauptkör perabschnitt 36 mit einer
Umfangskante 37 aufweist, die mit einer Absenkung ausgebildet
ist, um einen Rücksprung
zu definieren, wobei sich ein Umfangsmontageflansch 38 vom
Hauptkörperabschnitt 36 in
der Nähe
seiner Umfangskante aus radial nach außen erstreckt. Die Dichtungsvorrichtung 24 ist
innerhalb der Rücksprungkante 37 angeordnet.
(Nicht dargestellte) Keilnuten sind an diametral entgegengesetzten
Positionen am Umfangsflansch entlang definiert und zu den Öffnungen 41 in
der inneren vertikalen Oberfläche der
Endkappe 12 vor der Eintrittskammer 30 hin ausgerichtet.
Die Nutstifte 43 verlaufen durch die Keilnuten und in die Öffnungen 41 hinein,
um so eine Drehung der Hülse 25 und
der davon getragenen Dichtungsvorrichtung 24 im Verhältnis zum
Gehäuse 11 zu
verhindern.
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Die
Trägerhülse 25 der
nichtdrehbaren Dichtungsvorrichtung ist so dimensioniert und innerhalb des
Kanals 32 montiert, dass sie eine nach vorne gerichtete
Gleitbewegung sowie eine begrenzte Kipp- oder winklige Schwimmbewegung
innerhalb des Kanals 32 durchführen kann.
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Im
Kanal 32 ist eine Druckfeder 45 angeordnet, deren
Druck nach vorne gegen das Ende der nichtdrehbaren Dichtungsvorrichtung 24 durch
die Hülse 25 und
einen ringförmigen
Stützring 46 übertragen
wird, so dass die Dichtungsvorrichtung 24 in abdichtendem
Eingriff mit der drehbaren Dichtungsvorrichtung 23 gehalten
wird. Die Berührungsflächen der
Dichtungsvorrichtungen 23 und 24 sind geläppt ausgeführt, um
so Dichtungsflächen
mit enger Passung zu definieren. Leckagen, die vor der Hülse 25 zwischen
der äußeren Oberfläche der
Hülse und
der inneren Oberfläche
der Endkappe 12 auftreten und in den Raum 48 gelangen
könnten,
werden durch den O-Ring 49 verhindert, der auf der vorderen
Kante 50 der Hülse 25 sitzt.
Das Gehäuse 11 weist
eine Entlüftung 34 in
seiner Außenwand
in der Nähe
der Dichtungsvorrichtungen auf.
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Der
Medieneintritt 30 der Dreheinheit 10 ist mit einer
Versorgungseinrichtung für
druckbeaufschlagtes Medium verbunden, das durch die Dreheinheit
zu dem Gerät
befördert
werden soll, für das
die Dreheinheit 10 vorgesehen ist. Das durch den Medieneintritt 30 beförderte Medium
gelangt in die Axialbohrung oder den Kanal 32, durchfließt die Axialbohrung
der Hülse 25,
die Axialbohrungen 23a und 23b in den Dichtungsvorrichtungen 23 und 24 sowie
die Austragsbohrung 27 des Rotors 13 und gelangt
so zu der Drehvorrichtung, die mit dem Rotor 13 verbunden
ist.
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Während des
Einsatzes werden von dem Kühlmittel,
das durch die Dreheinheit 10 zu dem sich drehenden Bohrer
befördert
wird, auch die Dichtungsvorrichtungen 23 und 24 geschmiert,
um so den Verschleiß an
den Dichtungsflächen
so gering wie möglich
zu halten. In Fällen,
in denen kein Kühlmittel zum
Einsatz kommt, bleiben die Lagerflächen ohne Schmierung. Da bei
kühlmittelbeaufschlagten Dreheinheiten
nach dem Stand der Technik, wie in 1 dargestellt,
die Dichtungsvorrichtungen 23 und 24, bedingt
durch die Kraft der Vorspannfeder 45, in gegenseitigem
Eingriff verbleiben, kommt es durch Riefenbildung zu Verschleiß an den
Dichtungsflächen,
wodurch die nutzbare Lebensdauer der Dichtungsvorrichtungen eingeschränkt ist.
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In
den 2 und 3 ist eine Dreheinheit 10' nach der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Die Dreheinheit 10' ist im Allgemeinen wie die Dreheinheit 10 nach 1 ausgeführt, umfasst
jedoch eine drehbare Dichtungsvorrichtung 23 und eine nichtdrehbare
Dichtungsvorrichtung 24, die, abhängig davon, ob Kühlmittel
oder ein anderes Medium durch die Dreheinheit 10' befördert wird,
in gegenseitigem Eingriff verbleiben oder nicht. Elemente der Dreheinheit 10', die denen
der Dreheinheit 10 ähneln,
tragen das gleiche Bezugszeichen mit Strichindex.
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Die
drehbare Dichtungsvorrichtung 23 wird, nunmehr speziell
unter Bezugnahme auf 2, vom Rotor 13' getragen, mit
dem sie dauerhaft verklebt ist. Das Gehäuse 11' definiert eine ringförmige, nach
innen gerichtete Innenwand 51 mit einer Öffnung 52, durch
die ein Ende des Rotors 13' verläuft. Die
nichtdrehbare Dichtungsvorrichtung 24 wird von einer Betätigungsvorrichtung 42 getragen,
die eine Schwimmdichtungseinheit mit einer Dichtung 24,
einer Hülse 25', die die Dichtung 24 trägt, und
einer Membrane 91 definiert. Die Betätigungsvorrichtung bewegt die
Dichtung 24 so, dass sie, abhängig davon, ob Medium durch
die Dreheinheit fließt
oder nicht, in Eingriff mit der Dichtung 23 gebracht oder dieser
Eingriff wieder aufgehoben wird. Die Dichtungsvorrichtungen 23 und 24,
beispielsweise aus Siliciumcarbid bestehend, sind ringförmige Elemente, die
in gegenüberliegender
Anordnung ringförmig ausgebildetes
Siliciumcarbid und Dichtungsflächen aus
Siliciumcarbid darstellen.
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Die
Betätigungsvorrichtung 42 mit
einer kreisförmigen
Membrane 91 ist in einem Hohlraum 92 angeordnet,
der sich aus einem abgesenkten inneren Ende 93 der Endkappe 12' ergibt. Die
Gehäuseeinheit
umfasst ein Einsatzelement 96, das zwischen dem Gehäuse 11' und der End kappe 12' angeordnet
ist. Das Einsatzelement 96 sichert die Hülse 25 der
Betätigungsvorrichtung 42 innerhalb
des Gehäuses,
so dass eine axiale Bewegung der Dichtungsträgerhülse 25' mit dem Gehäuse möglich ist. Das Gehäuse 11' kann aus Stahl
bestehen. Die Endkappe 12' und
der Einsatz 96 können
beispielsweise aus Aluminium bestehen.
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Der
Rotor 13' umfasst
eine daran montierte Dichtungseinheit 107, um so zu verhindern,
dass Medium in die Lagerkammer 109 gelangt, in der die
Lager angeordnet sind. Die Dichtungseinheit 107 umfasst
einen V-förmigen
Ring 107a und ein Klemmband 107b, das den V-Ring
am Rotor 13' sichert
und den V-Ring bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten in einer festen
Position an der Welle hält.
Der V-Ring verfügt über einen
ringförmigen
Lippenabschnitt 107a',
der in die Innenwand 52 des Gehäuses 11' eingreift, wodurch die Lagerkammer 109 und
ein Dichtungshohlraum 109a entstehen, um so eine Abdichtung
um die Öffnung 52 herum
zu schaffen, durch die das Ende des Rotors 13' verläuft.
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Die
Membrane 91 stellt, unter Bezugnahme auf die 2, 4 und 5,
ein im Allgemeinen kreisförmige
Element 102 dar, das eine Umfangskante 103 und
eine durchgehende zentrale Öffnung 104 aufweist.
Der Durchmesser der Öffnung 104 ist
so bemessen, dass der Abschnitt 36' (7) der Hülse 25' aufgenommen
wird. Die Membrane 91 verfügt über einen ringförmigen Bogenabschnitt 105 in
der Nähe
ihrer Mitte, wobei der zentrale Kantenabschnitt 106 im
Verhältnis
zur Ebene der Membrane um 90° versetzt
angeordnet ist, um so einen Montageabschnitt dafür zur Verfügung zu stellen. Die Membrane 91 besteht
aus einem flexiblen Material, wie es handelsüblich unter dem Warenzeichen
VITON erhältlich ist.
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Die
Hülse 25', nunmehr unter
Bezugnahme auf die 2 und 7, besitzt
einen ringförmigen Flanschabschnitt 38' und einen im
Allgemeinen zylindrischen Hauptabschnitt 36' mit einer durchgehenden Bohrung 33' und einer Umfangskante,
die mit einer Absenkung 37' an
der Medienaustrittsseite ausgebildet ist, um so die nichtdrehbare
Dichtungsvorrichtung 24 aufzunehmen, die damit verklebt
ist. Der Flansch 38' ragt
vom Hauptabschnitt 36' aus
radial nach außen.
Die Keilnuten oder Öffnungen 111 sind an
diametral entgegengesetzten Positionen im Flansch 38' vorgesehen.
Die Spitze oder das Ende des Hülsenelementes 25' weist einen
eingezogenen Ansatzabschnitt 108 auf, der eine Montageoberfläche für den inneren
Kantenabschnitt 106 der Membrane definiert.
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Bei
dem Einsatzelement 96, nunmehr unter Bezugnahme auf die 2 und 6,
handelt es sich um ein im Allgemeinen ringförmiges Element mit einem Montageflanschabschnitt 117,
in dem drei Öffnungen 118 sowie
eine zentrale Öffnung 119 vorgesehen
sind. Die Medieneintrittsseite des Einsatzelementes 96 besitzt
eine Rücksprungoberfläche 120, eine
Umfangsschulter 121 und eine Neigungsoberfläche 122,
die von der Schulter 121 aus radial nach innen und unten
zur mit Rücksprung
ausgebildeten inneren Oberfläche 120 des
Einsatzelementes 96 geneigt verläuft. Die Rücksprungoberfläche 120,
die Schulter 121 und die Neigungsoberfläche 122 definieren
einen im Allgemeinen ringförmigen
Kanal, der um die Spitze des Hauptabschnittes der Hülse 25' herum verläuft und
den Bogenabschnitt 105 der Membrane 91 aufnimmt.
Die hintere Oberfläche 124 des
Einsatzelementes 96 besitzt zwei darin ausgebildete Keilnuten 41' für die Aufnahme
der Indexbolzen 43',
mit deren Hilfe die nichtdrehbare Dichtungsvorrichtung 24 und
deren Trägerhülse 25' entsprechend zum
Einsatzelement 96 eingestellt werden.
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Die
entfernt gelegenen Enden der Indexbolzen 43' sind am Einsatzelement 96 gesichert.
Die näher
gelegenen Enden der Indexbolzen 43' definieren glatte Gleitoberflächen für das darauf
anliegende Hülsenelement 25', um so eine
axiale Bewegung innerhalb des Gehäuses zu ermöglichen.
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Ein
Haltering 112, beispielsweise ein Haltering des Typs 5135,
wie er handelsüblich
von TRUARC TOOLS erhältlich
ist, ist an jedem der Indexbolzen 43' vorgesehen, um so die Bewegung
der Hülse 25' der Schwimmdichtungseinheit
zu begrenzen und dadurch die Möglichkeit
einer Medienleckage zu verringern, wenn die Dreheinheit wieder eine
Druckbeaufschlagung erfährt.
Dies bedeutet, dass die Axialdistanz, um die die Hülse 25' sich bewegen
muss, um die Dichtung 24 in Eingriff mit der Dichtung 23 zu
bringen, durch die von den Halteringen 112 bewirkte Bewegungsbegrenzungsfunktion
auf ein Mindestmaß beschränkt bleibt.
Wie in 2 dargestellt, greift die Hülse 25', um die Schwimmdichtungseinheit
in einen Zustand der Nichtbetätigung
zu bringen, in die Halteringe 112 ein. Um den Zustand der
Betätigung
zu erreichen, wie in 3 dargestellt, wird die Hülse 25' so bewegt,
dass der Eingriff mit den Halteringen 112 aufgehoben wird.
Die Bewegungsdistanz ist sehr gering und wurde in den Zeichnungen übertrieben
dargestellt, um die Funktion der Halteringe 112 zu verdeutlichen.
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Wie
aus den 2 und 4 bis 7 ersichtlich,
wird, wenn die Schwimmdichtungseinheit in die Dreheinheit eingebaut
wird, die Dichtungsvorrichtung 24 in der Absenkung 37' der Hülse 25' angeordnet
und dauerhaft damit verklebt. Die Hülse 25' wird mit dem Einsatzelement 96 so
eingebaut, dass der zylindrische Körperabschnitt 36' durch die Bohrung 119 des
Einsatzelementes verläuft.
Die Indexbolzen 43' werden
durch die Öffnungen
oder Keilnuten 111 im Flansch 38' der Hülse 25' eingeführt und in die Keilnuten 41 des
Einsatzelementes 96 eingesetzt. Anschließend wird
die Membrane 91 mit dem Einsatzelement 96 und
der Hülse 25' so montiert,
dass die Spitze des Hauptabschnittes 36' durch die zentrale Öffnung 104 in
der Membrane 91 verläuft
und die Umfangs- oder Randkante 103 der Membrane 91 von der
Schulter 121 des Einsatzelementes aufgenommen wird. Die
innere Randkante 106 der Membrane 91 wird dauerhaft
an der Spitze des Hülsenelementes 25' am eingezogenen
Ansatzabschnitt 108 in geeigneter Weise gesichert, beispielsweise
durch Verkleben.
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Die
Untereinheit mit dem Einsatzelement 96, der Membrane und
der Trägerhülse wird
dann auf der Medieneintrittsseite des Gehäuses 11' mit der medienbetätigten Dichtungseinheit
positioniert. Die Endkappe 12' wird anschließend am Einsatzelement 96 positioniert
und am Gehäuse 11' mittels Maschinenschrauben 26' gesichert,
die durch die ausgerichteten Öffnungen
im Gehäuse,
im Einsatzelement und in der Endkappe 12' verlaufen. Die Umfangskante 103 der
Membrane 91 wird zwischen der inneren Oberfläche der
Endkappe 12' und
der Schulter 121 des Einsatzelementes eingeklemmt, das
wiederum stumpf an das Gehäuse 11' stößt.
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Die äußere Oberfläche der
Membrane 91 und die innere Oberfläche der Endkappe 12' definieren,
nunmehr unter Bezugnahme auf die 2 und 4,
eine ringförmige
Tasche oder einen Kanal 130 für die Aufnahme von Medium zur
Betätigung
der Membrane 91. In 2 ist die
Membrane 91 in nichtbetätigtem
Zustand dargestellt, wobei der zentrale Abschnitt 91a der
Membrane 91 im Allgemeinen in gleicher Ebene mit der Umfangskante
der Membrane verläuft
und der Bogenabschnitt 108 nicht in Kontakt mit der Neigungsoberfläche 122 des
Einsatzelementes steht. In dieser Position nimmt die Hülse 25', die von der
Membrane 91 getragen wird, eine Stellung ein, die bewirkt,
dass die nichtdrehbare Dichtung 24 nicht in Eingriff mit
der drehbaren Dichtung 23 kommen kann, die vom Rotor 13 getragen
wird, wobei die Halteringe 112 die Bewegung der Hülse 25' in Richtung
auf ihre nichtdruckbeaufschlagte Position, d.h. gemäß 2 nach
rechts, einschränken.
Die Halteringe 112 definieren ebenfalls einen Bewegungsbegrenzungsstopp
für den
zentralen Abschnitt der Membrane.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf 3, die die Membranbetätigungseinheit
in ihrer betätigten oder
druckbeaufschlagten Position als Reaktion auf die Einleitung von
Medium in die Dreheinheit 10' durch
den Eintritt 30' darstellt,
tritt Medium in den Kanal 130 ein. Die Dichtungen 23 und 24 stehen
zunächst
nicht in Eingriff, und somit kann eine kleine Medienmenge, die durch
die Bohrung 33 in der Hülse 25' fließt, in den
Hohlraum 109a einfließen.
Die als V-Ring ausgebildete
Lippendichtung 107a verhindert, dass dieses Medium in die
Lagerkammer 109 gelangt. Die auf die Membrane 91 einwirkende
Kraft des Mediums bewirkt eine Durchbiegung der Membrane, wodurch
der Bogenabschnitt 108 der Membrane 91 in Eingriff
mit der Neigungsoberfläche 122 gebracht
wird, so dass die Hülse 25', die auf den
Indexbolzen 43' gleitet,
in Richtung des durch die Dreheinheit strömenden Mediums bewegt wird,
d.h. gemäß 3 nach
links, wodurch wiederum die nichtdrehbare Dichtungsvorrichtung 24 in
Eingriff mit der drehbaren Dichtungsvorrichtung 23 gedrückt wird.
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Die
medienbetätigte
Membraneinheit bewirkt, dass die nichtdrehbare Dichtung 24 in
Eingriff bleibt, solange ein Mediendruck in der Dreheinheit anliegt.
Wenn der Mediendruck auf einen Wert absinkt, der nicht mehr ausreicht,
um die Durchbiegung der Membrane aufrechtzuerhalten, geht die Membrane
aufgrund ihrer Eigenelastizität
in ihre ursprüngliche
Position zurück,
wodurch die Hülse 25' gemäß 3 nach
rechts bewegt wird, so dass der Eingriff der Dichtungsvorrichtung 24 mit
der Dichtungsvorrichtung 23 aufgehoben wird. Die Halteringe 112 grenzen
die Bewegung der Hülse 25' ein.
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Wenn
also die Dreheinheit 10' während des Einsatzes
nicht von Medium durchströmt
wird, kommt es auch zu keinem Eingriff der Dichtungsvorrichtungen
untereinander, so dass die Dreheinheit mit in Eingriff stehenden
Dichtungen bei nicht vorliegender Schmierung nicht arbeitet. Immer
wenn Medium durch die Dreheinheit 10' befördert wird, reagiert die Membranbetätigungseinheit
auf den Druck und bewirkt, dass die Dichtungsvorrichtungen in Eingriff bleiben,
wobei das Medium dann für
die Schmierung der in Eingriff stehenden Dichtungsoberflächen sorgt. Durch
diese auf Medium reagierende Dichtungsanordnung wird nicht nur der
Verschleiß an
den Dichtungsoberflächen
auf ein Mindestmaß verringert, sondern
die Dreheinheit 10' wird
dadurch auch in die Lage versetzt, mit hohen Geschwindigkeiten,
d.h. mit bis zu etwa 25.000 UpM, zu arbeiten. Dadurch eröffnet sich
für die
Dreheinheit 10' nach
vorliegender Erfindung ein weiter Anwendungsbereich.